- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答:
(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?______.为什么?______.
(2)过程②③必需的酶分别是______、______.
(3)在利用A、B获得C的过程中,必须用______切割A和B,使它们产生相同的______,再加入______,才可形成C.
(4)为使过程⑧更易进行,可用______(药剂)处理D等.
(5)图中的B起到运载体的作用,它应该符合的条件是______,能起到这种作用的有______等.图中的D是基因工程中的______细胞,能作这种细胞的有______等.
正确答案
解:(1)由于分化的细胞中基因选择性表达,皮肤细胞中的胰岛素基因不表达,无胰岛素mRNA,所以不能利用人的皮肤细胞来完成①过程.
(2)过程②表示的为逆转录过程,遗传信息传递为mRNA→DNA,因此需要的酶为逆转录酶.过程③由双链DNA形成单链DNA的过程,需要解旋酶和ATP.
(3)在利用A、B获得C的过程中,必须用同一种限制性内切酶切割A和B,使它们产生相同的黏性末端,再加入DNA连接酶,才可形成C重组质粒.
(4)⑧是将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是微生物细胞时,常采用感受态细胞法,即用CaCl2处理微生物细胞使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞,从而将目的基因导入受体细胞.
(5)图中的B起到运载体的作用,它应该符合能在宿主细胞中正常生存并复制,具有标记基因,具有多个限制酶的切点等条件,能起到这种作用的有质粒、噬菌体、动植物病毒等.图中的D是基因工程中的受体细胞,能作这种细胞的有大肠杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞等.
故答案为:
(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达,不能形成胰岛素mRNA
(2)逆转录酶 解旋酶
(3)同一种限制性内切酶 黏性末端 DNA连接酶
(4)CaCl2
(5)能在宿主细胞中正常生存并复制,具有标记基因,具有多个限制酶的切点 质粒、噬菌体、动植物病毒 受体 大肠杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞
解析
解:(1)由于分化的细胞中基因选择性表达,皮肤细胞中的胰岛素基因不表达,无胰岛素mRNA,所以不能利用人的皮肤细胞来完成①过程.
(2)过程②表示的为逆转录过程,遗传信息传递为mRNA→DNA,因此需要的酶为逆转录酶.过程③由双链DNA形成单链DNA的过程,需要解旋酶和ATP.
(3)在利用A、B获得C的过程中,必须用同一种限制性内切酶切割A和B,使它们产生相同的黏性末端,再加入DNA连接酶,才可形成C重组质粒.
(4)⑧是将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是微生物细胞时,常采用感受态细胞法,即用CaCl2处理微生物细胞使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞,从而将目的基因导入受体细胞.
(5)图中的B起到运载体的作用,它应该符合能在宿主细胞中正常生存并复制,具有标记基因,具有多个限制酶的切点等条件,能起到这种作用的有质粒、噬菌体、动植物病毒等.图中的D是基因工程中的受体细胞,能作这种细胞的有大肠杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞等.
故答案为:
(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达,不能形成胰岛素mRNA
(2)逆转录酶 解旋酶
(3)同一种限制性内切酶 黏性末端 DNA连接酶
(4)CaCl2
(5)能在宿主细胞中正常生存并复制,具有标记基因,具有多个限制酶的切点 质粒、噬菌体、动植物病毒 受体 大肠杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞
海栖热袍菌生活在55~90℃的海底火山口处水域,其产生的乳酸脱氢酶(LDH)具有极强耐热性.研究人员利用基因工程技术生产该酶以用于工业制备NAD+(一种辅酶),基本技术流程如图.请回答:
(1)过程①中,应提取______的基因组DNA作模板;同时根据______基因的核苷酸序列合成引物.
(2)进行过程③前,利用______处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞.
(3)过程④中,应将大肠杆菌置于______℃条件下诱导培养;然后提取大肠杆菌的______进行检测,以鉴定目的基因是否成功表达.
正确答案
解:(1)过程①是利用PCR技术获取目的基因的过程,应提取海栖热袍菌的基因组DNA作模板;同时根据LDH(或目的)基因的核苷酸序列合成引物.
(2)将目的基因导入大肠杆菌的转化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程.
(3)图示大肠杆菌42℃条件下启动子活性完全激发,所以应该在此温度下进行培养.目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交.
故答案为:
(1)海栖热袍菌 LDH(或目的)
(2)Ca2+(或CaCl2)
(3)42 蛋白质
解析
解:(1)过程①是利用PCR技术获取目的基因的过程,应提取海栖热袍菌的基因组DNA作模板;同时根据LDH(或目的)基因的核苷酸序列合成引物.
(2)将目的基因导入大肠杆菌的转化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程.
(3)图示大肠杆菌42℃条件下启动子活性完全激发,所以应该在此温度下进行培养.目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交.
故答案为:
(1)海栖热袍菌 LDH(或目的)
(2)Ca2+(或CaCl2)
(3)42 蛋白质
科研人员通过基因工程等技术,培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质.下图为培育转基因水稻过程示意图,请分析回答:
(1)在基因工程中,重组Ti质粒上的潮霉素抗性基因被称为______基因;铁结合蛋白基因被称为______基因,获取该基因后常用______技术进行扩增.
(2)为获得较纯净的农杆菌用于该项研究,可采用______法对农杆菌进行接种培养.为筛选出含重组Ti质粒的愈伤组织,应在培养基2中添加适量的______,故从用途上归类,该培养基属于______培养基.图中所用培养基通常都使用______法进行灭菌.
(3)检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻______.
(4)图中MS培养基中发生的过程为______,培养基3中发生的过程为______.
正确答案
解:(1)在基因工程中,重组Ti质粒上的潮霉素抗性基因被称为标记基因;铁结合蛋白基因被称为目的基因,获取该基因后常用PCR技术进行扩增.
(2)为获得较纯净的农杆菌用于该项研究,可采用平板划线(或稀释涂布平板)法对农杆菌进行接种培养.为筛选出含重组Ti质粒的愈伤组织,应在培养基2中添加适量的潮霉素,故从用途上归类,该培养基属于选择培养基.图中所用培养基通常都使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌.
(3)该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因,因此检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻种子中铁含量.
(4)植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个阶段,即图中MS培养基中发生的过程为脱分化,培养基3中发生的过程为再分化.
故答案为:
(1)标记 目的 PCR
(2)平板划线(或稀释涂布平板) 潮霉素 选择 高压蒸汽灭菌
(3)种子中铁含量
(4)脱分化 再分化
解析
解:(1)在基因工程中,重组Ti质粒上的潮霉素抗性基因被称为标记基因;铁结合蛋白基因被称为目的基因,获取该基因后常用PCR技术进行扩增.
(2)为获得较纯净的农杆菌用于该项研究,可采用平板划线(或稀释涂布平板)法对农杆菌进行接种培养.为筛选出含重组Ti质粒的愈伤组织,应在培养基2中添加适量的潮霉素,故从用途上归类,该培养基属于选择培养基.图中所用培养基通常都使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌.
(3)该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因,因此检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻种子中铁含量.
(4)植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个阶段,即图中MS培养基中发生的过程为脱分化,培养基3中发生的过程为再分化.
故答案为:
(1)标记 目的 PCR
(2)平板划线(或稀释涂布平板) 潮霉素 选择 高压蒸汽灭菌
(3)种子中铁含量
(4)脱分化 再分化
科学家通过基因工程方法,将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内,并成功实现了表达,从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株--抗虫棉.其过程大致如图所示.
(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤依次是______、______、______、目的基因的检测与鉴定.
(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒,其上有T-DNA,把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA______的特点.
(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程,在基因工程中称为______.
(4)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是______,这需要通过检测才能知道,检测采用的方法是______.
正确答案
解:(1)进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是:目的基因的获取;基因表达载体的构建(或目的基因与运载体结合);将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定.
(2)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.
(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现了表达的过程,在基因工程中称为转化.
(4)目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上是目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键,可通过DNA分子杂交技术进行检测目的基因是否导入受体细胞.
故答案为:
(1)目的基因的获取 基因表达载体的构建(或目的基因与运载体结合) 将目的基因导入受体细胞
(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上
(3)转化
(4)目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上 DNA分子杂交
解析
解:(1)进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是:目的基因的获取;基因表达载体的构建(或目的基因与运载体结合);将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定.
(2)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.
(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现了表达的过程,在基因工程中称为转化.
(4)目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上是目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键,可通过DNA分子杂交技术进行检测目的基因是否导入受体细胞.
故答案为:
(1)目的基因的获取 基因表达载体的构建(或目的基因与运载体结合) 将目的基因导入受体细胞
(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上
(3)转化
(4)目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上 DNA分子杂交
如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中cDNA文库______基因组文库(填“大于”、“等于”或者“小于”).
(2)①过程提取的DNA需要______的切割,B过程是______.
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用______扩增的方法,其原理是______,在此过程中需要用到的一种特殊的耐高温的酶是______.
(4)目的基因获取之后,需要进行______,其组成必须有______以及标记基因等.此步骤是基因工程的核心.
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞,可以用______技术从分子水平进行检测是否成功表达.
(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要通过______工程.
正确答案
解:(1)基因组文库包括了该种生物所有的基因,而部分基因文库只包含一种生物的部分基因,因此cDNA文库小于基因组文库.
(2)从酵母菌细胞中提取目的基因,需用到限制性核酸内切酶;以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录.(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,采用该技术能在短时间内获得大量目的基因;PCR技术的原理是DNA复制.在此过程中需耐高温 Taq酶的催化.
(4)目的基因获取之后,需要进行基因表达载体的构建.基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子、标记基因等.
(5)基因工程常用抗原抗体杂交技术从分子水平进行检测是否成功表达.
(6)蛋白质工程首先要设计预期的蛋白质空间结构,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列.所以要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要通过蛋白质工程.
故答案为:
(1)小于
(2)限制酶 反转录
(3)PCR技术 DNA复制 Taq酶
(4)基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因
(5)抗原抗体杂交
(6)蛋白质
解析
解:(1)基因组文库包括了该种生物所有的基因,而部分基因文库只包含一种生物的部分基因,因此cDNA文库小于基因组文库.
(2)从酵母菌细胞中提取目的基因,需用到限制性核酸内切酶;以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录.(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,采用该技术能在短时间内获得大量目的基因;PCR技术的原理是DNA复制.在此过程中需耐高温 Taq酶的催化.
(4)目的基因获取之后,需要进行基因表达载体的构建.基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子、标记基因等.
(5)基因工程常用抗原抗体杂交技术从分子水平进行检测是否成功表达.
(6)蛋白质工程首先要设计预期的蛋白质空间结构,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列.所以要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要通过蛋白质工程.
故答案为:
(1)小于
(2)限制酶 反转录
(3)PCR技术 DNA复制 Taq酶
(4)基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因
(5)抗原抗体杂交
(6)蛋白质
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