- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
利用基因工程的技术手段可以生产抗性植株．在研究并大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝以后，调查发现，小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性．
（1）基因工程技术手段的核心是______，与杂交育种相比基因工程的优点在于克服了______．在供体细胞中提取目的基因需要用到______酶，此酶的作用特点是______．
（2）抗虫基因能在甘蓝植株内成功表达是因为______，检测A基因和B基因在细胞中是否得到转录可采用______技术，检测目的基因是否翻译可采用______技术．
（3）用基因工程的手段获得含有抗性基因的甘蓝细胞，运用的原理是______，甘蓝细胞培育成抗性植株运用的技术手段称为______，该技术的理论基础是______．
（4）将抗性基因导入甘蓝细胞的常用方法有______、基因枪法和花粉管通道法．
正确答案
解：（1）基因工程的核心步骤是构建目的基因表达载体．在供体细胞中提取目的基因需要用到限制性核酸内切酶；限制酶具有特异性，即识别特定的碱基序列，并在特定的位点切割．
（2）由于自然界所有生物共有一套遗传密码子，所以一种生物的基因能在另一种生物体内表达．检测目的基因在受体细胞中是否得到转录可采用分子杂交法．检测目的基因是否翻译可采用抗原-抗体杂交技术．
（3）用基因工程的手段获得含有抗性基因的甘蓝细胞，运用的原理是基因重组，甘蓝细胞培育成抗性植株运用的技术手段称为植物组织培养技术，该技术的理论基础是植物细胞的全能性．
（4）由于甘蓝细胞是植物细胞，所以将抗性基因导入甘蓝细胞的常用方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．
故答案为：
（1）构建目的基因表达载体 远缘杂交不亲和的障碍 限制 识别特定的核苷酸序列并在特定的位点切割
（2）共用一套遗传密码子 分子杂交 抗原-抗体杂交
（3）基因重组 植物组织培养技术 植物细胞的全能性
（4）农杆菌转化法
解析
解：（1）基因工程的核心步骤是构建目的基因表达载体．在供体细胞中提取目的基因需要用到限制性核酸内切酶；限制酶具有特异性，即识别特定的碱基序列，并在特定的位点切割．
（2）由于自然界所有生物共有一套遗传密码子，所以一种生物的基因能在另一种生物体内表达．检测目的基因在受体细胞中是否得到转录可采用分子杂交法．检测目的基因是否翻译可采用抗原-抗体杂交技术．
（3）用基因工程的手段获得含有抗性基因的甘蓝细胞，运用的原理是基因重组，甘蓝细胞培育成抗性植株运用的技术手段称为植物组织培养技术，该技术的理论基础是植物细胞的全能性．
（4）由于甘蓝细胞是植物细胞，所以将抗性基因导入甘蓝细胞的常用方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．
故答案为：
（1）构建目的基因表达载体 远缘杂交不亲和的障碍 限制 识别特定的核苷酸序列并在特定的位点切割
（2）共用一套遗传密码子 分子杂交 抗原-抗体杂交
（3）基因重组 植物组织培养技术 植物细胞的全能性
（4）农杆菌转化法
在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因A控制合成的抗冻蛋白A有较好的应用价值，通过转基因技术获得抗寒能力提高的植株．回答有关问题：
（1）从深海鱼提取和纯化DNA时，选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中______的特性，达到分离目的，加入一定量可以进一步获得含杂质较少的DNA．
（2）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生末端．若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生黏性末端的限制酶．
（3）为了检测A基因转录的mRNA是否翻译成抗冻蛋白A，需从转基因生物提取______，用相应的抗体进行______．
（4）若要用动物细胞工程技术，制备抗A抗体的杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中，再加入诱导细胞融合．细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有，体系中出现多种类型细胞的原因是______．
正确答案
解：（1）利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，达到分离DNA的目的，根据DNA在冷酒精中凝集效果最佳，可以进一步获得含杂质较少的DNA．
（2）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端或平末端，用同一种限制酶切割后产生的末端相同，可以直接相连．
（3）检测基因工程中目的基因表达产物，可以提取蛋白质，进行抗原抗体杂交．
（4）制备抗A抗体的杂交瘤细胞，应该用免疫的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，一般用灭活的密病毒做诱导剂．由于细胞融合是随机的，且融合率达不到100%，所以融合的细胞除了杂交瘤细胞外，还可能有B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞．
故答案为：
（1）溶解度不同 冷却酒精
（2）平 相同
（3）蛋白质 抗原抗体杂交
（4）聚乙二醇（PEG、灭活的病毒） B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%
解析
解：（1）利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，达到分离DNA的目的，根据DNA在冷酒精中凝集效果最佳，可以进一步获得含杂质较少的DNA．
（2）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端或平末端，用同一种限制酶切割后产生的末端相同，可以直接相连．
（3）检测基因工程中目的基因表达产物，可以提取蛋白质，进行抗原抗体杂交．
（4）制备抗A抗体的杂交瘤细胞，应该用免疫的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，一般用灭活的密病毒做诱导剂．由于细胞融合是随机的，且融合率达不到100%，所以融合的细胞除了杂交瘤细胞外，还可能有B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞．
故答案为：
（1）溶解度不同 冷却酒精
（2）平 相同
（3）蛋白质 抗原抗体杂交
（4）聚乙二醇（PEG、灭活的病毒） B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%
基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术．“基因敲除细胞”的构建过程如下：
第一步：从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞（ES），在培养基中扩增．这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”．
第二步：构建基因表达载体．取与靶基因序列同源的目的基因（同源臂），在同源臂上接入新霉素抵抗基因等．由于同源臂与靶基因的DNA正好配对，所以能像“准星”一样，将表达载体准确地带到靶基因的位置．
第三步：将表达载体导入胚胎干细胞，并与其内靶基因同源重组，完成胚胎干细胞的基因改造．
第四步：基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选．
基本原理如图所示．
请根据上述资料，回答下列问题：
（1）在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前，应首先完成______，在这过程中所需要的工具酶是______．
（2）启动子的化学成分是______，它位于基因的首端，是______识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA．
（3）如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是______，原因是______．一般可采用______技术将目的基因导入受体细胞．若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为______细胞．
（4）上述资料中新霉素抵抗基因的作用最可能是______．
（5）（3）中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代是否都含该目的基因？为什么？
（6）该项技术具有广阔的应用前景，请试举一例______．
正确答案
解：（1）基因工程的操作步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达．因此，将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建．该过程需要用到限制酶和DNA连接酶．
（2）启动子的化学成分是一段有特殊结构的 DNA 片段，它位于基因的首端，是RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA．
（3）受精卵的全能性最高，因此要获得一只含目的基因的小鼠，常选择受精卵作为受体细胞；将目的基因导入动物受体细胞中一般采用显微注射法．将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用氯化钙处理微生物细胞，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（4）上述资料中，neoR基因（新霉素抵抗基因）可作为标志基因，便于筛选．
（5）在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离，因此（2）中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代不都含该目的基因．
（6）该项技术具有广阔的应用前景，可用于基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等．
故答案为：
（1）表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶
（2）一段有特殊结构的 DNA 片段 RNA 聚合酶
（3）受精卵 动物受精卵具有全能性（动物不能象植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体） 显微注射技术 感受态
（4）作为标记基因，便于筛选
（5）否 在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离
（6）基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等
解析
解：（1）基因工程的操作步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达．因此，将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建．该过程需要用到限制酶和DNA连接酶．
（2）启动子的化学成分是一段有特殊结构的 DNA 片段，它位于基因的首端，是RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA．
（3）受精卵的全能性最高，因此要获得一只含目的基因的小鼠，常选择受精卵作为受体细胞；将目的基因导入动物受体细胞中一般采用显微注射法．将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用氯化钙处理微生物细胞，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（4）上述资料中，neoR基因（新霉素抵抗基因）可作为标志基因，便于筛选．
（5）在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离，因此（2）中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代不都含该目的基因．
（6）该项技术具有广阔的应用前景，可用于基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等．
故答案为：
（1）表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶
（2）一段有特殊结构的 DNA 片段 RNA 聚合酶
（3）受精卵 动物受精卵具有全能性（动物不能象植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体） 显微注射技术 感受态
（4）作为标记基因，便于筛选
（5）否 在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离
（6）基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等
利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素，根据图回答有关问题．
（1）基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有______、______以及标记基因等．
（2）在体外受精前，要对精子进行______处理，对于牛的精子常采用______．
（3）图中①过程常采用______，图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、______、氨基酸、核苷酸等成分，以及______等物质．
（4）早期胚胎发育到______才进行移植．
正确答案
解：（1）基因表达载体是由目的基因、启动子、终止子和标记基因构成的．
（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用化学诱导法（或化学法）．
（3）将目的基因导入受精卵细胞中常采用显微注射法，图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分，以及血清等物质．
（4）早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚才进行移植．
故答案为：
（1）启动子 终止子
（2）获能 化学诱导法（或化学法）
（3）显微注射法 激素 血清
（4）桑椹胚或囊胚
解析
解：（1）基因表达载体是由目的基因、启动子、终止子和标记基因构成的．
（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用化学诱导法（或化学法）．
（3）将目的基因导入受精卵细胞中常采用显微注射法，图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分，以及血清等物质．
（4）早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚才进行移植．
故答案为：
（1）启动子 终止子
（2）获能 化学诱导法（或化学法）
（3）显微注射法 激素 血清
（4）桑椹胚或囊胚
科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长．质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因），其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞．请据图作答：
（1）在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割．为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶______和______分别对含鱼抗冻蛋白基因的DNA和质粒进行切割，切割后产生的DNA片段分别为______种和______种．
（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有______作为标记基因．
（3）研究人员通常采用______法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内．通常采用______技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．
（4）利用组织培养技术将导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株．图中②、③依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的______、______过程．
（5）如果抗冻蛋白还需要改造才能符合人们的需要，这属于______工程的范畴．
正确答案
解：（1）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割．PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段；而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．
（2）能在含氨苄青霉素的培养基中细胞具有抗氨苄青霉素基因，故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因．
（3）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法．通常采用抗原-抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．
（4）植物组织形成愈伤组织的过程是脱分化，而愈伤组织经再分化形成胚状体．
（5）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．
故答案为：
（1）PstⅠ，SmaⅠ（顺序可调），4，2
（2）抗氨苄青霉素基因（ampr）
（3）农杆菌转化，抗原-抗体杂交
（4）脱分化，再分化
（5）蛋白质
解析
解：（1）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割．PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段；而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．
（2）能在含氨苄青霉素的培养基中细胞具有抗氨苄青霉素基因，故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因．
（3）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法．通常采用抗原-抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．
（4）植物组织形成愈伤组织的过程是脱分化，而愈伤组织经再分化形成胚状体．
（5）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．
故答案为：
（1）PstⅠ，SmaⅠ（顺序可调），4，2
（2）抗氨苄青霉素基因（ampr）
（3）农杆菌转化，抗原-抗体杂交
（4）脱分化，再分化
（5）蛋白质
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