- DNA重组技术的基本工具
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下列是四种限制酶切割形成的8个末端,你是否能用DNA连接酶将它们连接起来?
(1)(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
.
正确答案
解:1、限制酶识别的DNA序列中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的,切割形成的DNA片段具有相同的黏性末端和平口末端.
2、据图分析,(1)和 (5)具有相同的黏性末端,则能连接形成;
(2)和(7)具有相同的平口末端,能连接形成 ;
(3)和(6)具有相同的平口末端,能连接形成;
(4)和(8)具有相同的黏性末端,能连接形成.
故答案为:
能用DNA连接酶将它们连接成:
(1)和 (5);
(2)和(7);
(3)和(6);
(4)和(8).
解析
解:1、限制酶识别的DNA序列中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的,切割形成的DNA片段具有相同的黏性末端和平口末端.
2、据图分析,(1)和 (5)具有相同的黏性末端,则能连接形成;
(2)和(7)具有相同的平口末端,能连接形成 ;
(3)和(6)具有相同的平口末端,能连接形成;
(4)和(8)具有相同的黏性末端,能连接形成.
故答案为:
能用DNA连接酶将它们连接成:
(1)和 (5);
(2)和(7);
(3)和(6);
(4)和(8).
科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因.其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答:
(1)loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段,是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达,其碱基序列如图:
Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的______酶.从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的______.
(2)将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是______.作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是______.
(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是______.经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子.由于______的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失.
(4)loxP序列是有方向性的.如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是______.
A.两个都是正向 B.两个都是反向 C.一个正向一个反向 D.与方向无关.
正确答案
解:(1)限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂.Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的限制酶.从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组.
(2)将重组质粒导入到植物细胞中的方法有:农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,其中最常用的方法是农杆菌转化法.由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上,故抗除草剂基因可以用于检测目的基因是否导入成功.
(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是抗除草剂基因可能转移到杂草中.经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子.基因表达载体的组成包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因.由于抗除草剂基因前没有了启动子的原因,因此抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失.
(4)loxP序列是有方向性的.据图分析,如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是一个正向一个反向.故选:C.
故答案为:
(1)限制酶 基因重组
(2)农杆菌转化法 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上
(3)抗除草剂基因可能转移到杂草中 抗除草剂基因前没有了启动子
(4)C
解析
解:(1)限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂.Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的限制酶.从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组.
(2)将重组质粒导入到植物细胞中的方法有:农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,其中最常用的方法是农杆菌转化法.由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上,故抗除草剂基因可以用于检测目的基因是否导入成功.
(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是抗除草剂基因可能转移到杂草中.经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子.基因表达载体的组成包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因.由于抗除草剂基因前没有了启动子的原因,因此抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失.
(4)loxP序列是有方向性的.据图分析,如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是一个正向一个反向.故选:C.
故答案为:
(1)限制酶 基因重组
(2)农杆菌转化法 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上
(3)抗除草剂基因可能转移到杂草中 抗除草剂基因前没有了启动子
(4)C
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品.请据图回答下列问题:
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,②过程常用的方法是______,采用______技术可以获得多头基因型相同的转基因牛.
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素,在构建基因表达载体时,人生长激素基因的首端必须含有______.
(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅲ代表的细胞具有______的特点.
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程常采用的方法是______;⑤过程采用的技术是______;在分子水平上可采用______方法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达.
(5)下面是获取目的基因的几种方法,其中需要模板的是______.
①从基因组文库中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因
③构建cDNA文库 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因
A.①②B.②③C.①③D.①④
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,首先发生______,释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、______.
正确答案
解:(1)当受体细胞为动物细胞时,导入目的基因的方法为显微注射法;来自同一个胚胎的后代具有相同的基因组成,因此采用胚胎分割技术可以获得多头基因型相同的转基因牛.
(2)基因的表达需要启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列.
(3)Ⅲ代表的细胞能产生单克隆抗体,其特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体的能力.
(4)④表示将目的基因导入受体细胞,当受体细胞是植物细胞时,常采用农杆菌转化法;⑤过程中,将转基因棉花细胞培育成转基因植株需要采用植物组织培养技术;在分子水平上检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达可采用抗原-抗体杂交法.
(5)①从基因组文库中获取目的基因不需要模板,①正确;
②利用PCR技术扩增目的基因需要模板,②正确;
③构建cDNA文库需要以mRNA为模板,③正确;
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因不需要模板,④错误.
故选:B.
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、卵细胞膜的封闭作用.
故答案为:
(1)显微注射法 胚胎分割
(2)牛乳腺蛋白基因的启动子
(3)既能无限增殖,又能产生特定抗体
(4)农杆菌转化法 植物组织培养 抗原-抗体杂交
(5)B
(6)顶体反应 卵细胞膜的封闭作用
解析
解:(1)当受体细胞为动物细胞时,导入目的基因的方法为显微注射法;来自同一个胚胎的后代具有相同的基因组成,因此采用胚胎分割技术可以获得多头基因型相同的转基因牛.
(2)基因的表达需要启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列.
(3)Ⅲ代表的细胞能产生单克隆抗体,其特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体的能力.
(4)④表示将目的基因导入受体细胞,当受体细胞是植物细胞时,常采用农杆菌转化法;⑤过程中,将转基因棉花细胞培育成转基因植株需要采用植物组织培养技术;在分子水平上检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达可采用抗原-抗体杂交法.
(5)①从基因组文库中获取目的基因不需要模板,①正确;
②利用PCR技术扩增目的基因需要模板,②正确;
③构建cDNA文库需要以mRNA为模板,③正确;
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因不需要模板,④错误.
故选:B.
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、卵细胞膜的封闭作用.
故答案为:
(1)显微注射法 胚胎分割
(2)牛乳腺蛋白基因的启动子
(3)既能无限增殖,又能产生特定抗体
(4)农杆菌转化法 植物组织培养 抗原-抗体杂交
(5)B
(6)顶体反应 卵细胞膜的封闭作用
请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图). 图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础.
①从理论上推测,第四轮循环产物中不含有引物B的DNA片段所占的比例为______.
②在第______轮循环产物中首次出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段.
(2)PCR反应体系中含有的DNA聚合酶具有______特点,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为______.
正确答案
解:(1)①由图可知,由原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中,只含有引物A或引物B,而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时,两种引物都含有,故第四轮循环共产生16个DNA分子,其中含有引物B的分子是15个,占.因此,不含有引物B的DNA片段所占的比例为1-
=
.
②由图示可知,第一、二轮循环合成的子链长度均不同,根据半保留复制特点可知,前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长,第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链,如分析中的图示.
(2)PCR反应体系中含有的DNA聚合酶具有耐高温的特点,图中直接将两个脱氧核苷酸合成DNA单链,这不能反映DNA聚合酶的功能,因为DNA聚合酶只能在DNA模板存在的条件下,将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上.
故答案为:
(1)① ②三
(2)耐高温 DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
解析
解:(1)①由图可知,由原来的每条母链为模板合成的两个新DNA分子中,只含有引物A或引物B,而以新合成的子链为模板合成新DNA分子时,两种引物都含有,故第四轮循环共产生16个DNA分子,其中含有引物B的分子是15个,占.因此,不含有引物B的DNA片段所占的比例为1-
=
.
②由图示可知,第一、二轮循环合成的子链长度均不同,根据半保留复制特点可知,前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长,第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链,如分析中的图示.
(2)PCR反应体系中含有的DNA聚合酶具有耐高温的特点,图中直接将两个脱氧核苷酸合成DNA单链,这不能反映DNA聚合酶的功能,因为DNA聚合酶只能在DNA模板存在的条件下,将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上.
故答案为:
(1)① ②三
(2)耐高温 DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
如图是科学家培育生产人血清白蛋白(hALB)的乳腺生物反应器的流程图,请回答下列问题:
(1)为获得更多的卵母细胞,在过程A中常对良种奶牛注射______.体外受精前,需对精子进行______处理.
(2)过程C使用的酶是______,为让hALB基因在牛的乳腺细胞中表达,需将hALB基因与______等调控组件重组在一起.在分子水平上检测hALB基因是否在转基因牛体内成功表达的方法是______.
(3)过程D使用的技术为______.进行E操作前要对受体进行______处理.
正确答案
解:(1)对良种母畜注射促性腺激素可促其超数排卵;精子获能后才能参与受精,因此体外受精前,需对精子进行获能处理.
(2)C表示基因表达载体的构建过程,该过程中首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次还需用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA.为让hALB基因在牛的乳腺细胞中表达,需将hALB基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起.在分子水平上检测目的基因是否成功表达的方法是抗原-抗体杂交法.
(3)图中D表示早期胚胎培养过程;E表示胚胎移植过程,在胚胎移植时,要对供受体进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境.
故答案为:
(1)促性腺激素 获能
(2)限制酶和DNA连接酶 乳腺蛋白基因的启动子 抗原-抗体杂交
(3)早期胚胎培养 同期发情
解析
解:(1)对良种母畜注射促性腺激素可促其超数排卵;精子获能后才能参与受精,因此体外受精前,需对精子进行获能处理.
(2)C表示基因表达载体的构建过程,该过程中首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次还需用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA.为让hALB基因在牛的乳腺细胞中表达,需将hALB基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起.在分子水平上检测目的基因是否成功表达的方法是抗原-抗体杂交法.
(3)图中D表示早期胚胎培养过程;E表示胚胎移植过程,在胚胎移植时,要对供受体进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境.
故答案为:
(1)促性腺激素 获能
(2)限制酶和DNA连接酶 乳腺蛋白基因的启动子 抗原-抗体杂交
(3)早期胚胎培养 同期发情
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