- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
图为科学家通过基因工程方法培育转基因抗虫棉的大致过程．请据图分析回答：
（1）图中①过程需要的酶有______，图中A的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、______和复制原点．启动子的作用是______．
（2）农杆菌中的Ti质粒上T-DNA具有______的特点．图中②过程的方法称为______．
（3）目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是______，检测时常采用的方法是______．
（4）目的基因在受体细胞内是否表达出产物从分子水平角度可根据______实验．
正确答案
解：（1）图中①表示基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒；图中A为重组质粒，其组成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点．启动子上有RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出mRNA．
（2）农杆菌的Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上．由图可知，过程②是农杆菌转化法．
（3）目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体的DNA上，检测目的基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交技术．
（4）检测目的基因是否表达，即翻译成蛋白质，一般用抗原-抗体杂交技术．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 标记基因 RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出mRNA
（2）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上 农杆菌转化法
（3）目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
（4）抗原-抗体杂交
解析
解：（1）图中①表示基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒；图中A为重组质粒，其组成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点．启动子上有RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出mRNA．
（2）农杆菌的Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上．由图可知，过程②是农杆菌转化法．
（3）目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体的DNA上，检测目的基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交技术．
（4）检测目的基因是否表达，即翻译成蛋白质，一般用抗原-抗体杂交技术．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 标记基因 RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录出mRNA
（2）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上 农杆菌转化法
（3）目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
（4）抗原-抗体杂交
图示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉 花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图．请据图回答下列有关问题：
（1）图中科学家在进行①操作时，要使用______酶和______酶．科王
（2）图中的Ⅱ是______，Ⅱ由目的基因、______组成．
（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是______，约80%的转基因植物都是通过这种方法获得的，除此之外，还有______．
（4）图中的Ⅲ是导入了目的基因的受体细胞，经植物组织培养获得一株棉花，这株棉花是否具有抗虫特性可进行______水平的鉴定．
正确答案
解：（1）图中科学家在进行①操作时，需要对目的基因和质粒进行切割，然后进行连接，要使用到限制性内切酶和DNA连接酶．
（2）图中的Ⅱ是基因表达载体，是由目的基因、启动子、终止子和标记基因等组成．
（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，约80%的转基因植物都是通过这种方法获得的，除此之外，还有基因枪法和花粉管通道法等．
（4）图中的Ⅲ是导入了目的基因的受体细胞，经植物组织培养获得一株棉花，这株棉花是否具有抗虫特性可进行个体生物学水平的鉴定．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）基因表达载体 启动子、终止子和标记基因等
（3）农杆菌转化法 基因枪法和花粉管通道法等
（4）个体生物学
解析
解：（1）图中科学家在进行①操作时，需要对目的基因和质粒进行切割，然后进行连接，要使用到限制性内切酶和DNA连接酶．
（2）图中的Ⅱ是基因表达载体，是由目的基因、启动子、终止子和标记基因等组成．
（3）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，约80%的转基因植物都是通过这种方法获得的，除此之外，还有基因枪法和花粉管通道法等．
（4）图中的Ⅲ是导入了目的基因的受体细胞，经植物组织培养获得一株棉花，这株棉花是否具有抗虫特性可进行个体生物学水平的鉴定．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）基因表达载体 启动子、终止子和标记基因等
（3）农杆菌转化法 基因枪法和花粉管通道法等
（4）个体生物学
资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草．
资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性．科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性．
资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育．
回答下列问题：
（1）在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是：农杆菌感染植物后，将______转移到受体细胞的______中．
（2）资料乙属于______工程的范畴．该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对______进行改造，或制造一种新蛋白质的技术．在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的______序列发生了改变．
（3）资料丙属于胚胎工程的范畴．胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到______种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术．在资料丙的实例中，兔甲称为______体．
正确答案
解：（1）在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，从而将目的基因转移到受体细胞中．
（2）资料乙中可以看出，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，提高T4溶菌酶的耐热性，该技术属于蛋白质工程的范畴．该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术．在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变．
（3）胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术．资料丙中，兔甲是提供胚胎的个体，称为供体，兔乙是接受胚胎的个体，称为受体．
故答案为：
（1）目的基因 染色体DNA
（2）蛋白质 蛋白质 氨基酸
（3）同 供体
解析
解：（1）在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，从而将目的基因转移到受体细胞中．
（2）资料乙中可以看出，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，提高T4溶菌酶的耐热性，该技术属于蛋白质工程的范畴．该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术．在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变．
（3）胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术．资料丙中，兔甲是提供胚胎的个体，称为供体，兔乙是接受胚胎的个体，称为受体．
故答案为：
（1）目的基因 染色体DNA
（2）蛋白质 蛋白质 氨基酸
（3）同 供体
普通番茄属双子叶茄科植物，其细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏．科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程如图．请据图回答：
（1）在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞最常用的方法是______，筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的______表达．
（2）为促使图中②、③过程的顺利完成，需要向培养基中加入的植物激素主要有______和______，并需要在______条件下进行．
（3）要短时间得到更多的转基因抗软化番茄植株，目前常用的技术方法是______．要想获得这种番茄的脱毒苗，应用其进行培养______．
（4）除了图示培育方法外，还可通过______蛋白质工程技术，对进行定向改造，从而获得抗软化的番茄品种．
（5）为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的______（结构）中．
正确答案
解：（1）番茄属于双子叶植物，在受体细胞为双子叶植物细胞时，一般利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的标记基因表达．
（2）分析图解可知，图中②、③过程分别表示植物组织培养过程中的脱分化和再分化，为保证脱分化和再分化的顺利完成，需要向培养基中加入生长素和细胞分裂素，并需要在无菌和人工控制条件下进行．
（3）要短时间得到更多的转基因抗软化番茄植株，目前常用的技术方法是植物组织培养（微型繁殖）．由于植物细胞的根尖或茎尖属于新生组织，一般不含病毒，因此可以利用茎尖分生组织获得这种番茄的脱毒苗．
（4）由于蛋白质工程可以改造基因，因此除了图示培育方法外，还可通过多聚半乳糖醛酸酶基因蛋白质工程技术，对进行定向改造，从而获得抗软化的番茄品种．
（5）由于导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，上述转基因番茄会通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染．因此为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 标记基因
（2）生长素 细胞分裂素（不分先后） 无菌和人工控制
（3）植物组织培养（微型繁殖） 茎尖
（4）多聚半乳糖醛酸酶基因
（5）线粒体或叶绿体
解析
解：（1）番茄属于双子叶植物，在受体细胞为双子叶植物细胞时，一般利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的标记基因表达．
（2）分析图解可知，图中②、③过程分别表示植物组织培养过程中的脱分化和再分化，为保证脱分化和再分化的顺利完成，需要向培养基中加入生长素和细胞分裂素，并需要在无菌和人工控制条件下进行．
（3）要短时间得到更多的转基因抗软化番茄植株，目前常用的技术方法是植物组织培养（微型繁殖）．由于植物细胞的根尖或茎尖属于新生组织，一般不含病毒，因此可以利用茎尖分生组织获得这种番茄的脱毒苗．
（4）由于蛋白质工程可以改造基因，因此除了图示培育方法外，还可通过多聚半乳糖醛酸酶基因蛋白质工程技术，对进行定向改造，从而获得抗软化的番茄品种．
（5）由于导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，上述转基因番茄会通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染．因此为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 标记基因
（2）生长素 细胞分裂素（不分先后） 无菌和人工控制
（3）植物组织培养（微型繁殖） 茎尖
（4）多聚半乳糖醛酸酶基因
（5）线粒体或叶绿体
（1）被①处理后的分散细胞进行培养，通常要在培养液中添加一定量的______，同时应定期更换______，以便保证被培养的细胞处于______ 的环境中进行培养．
（2）在形成图中③的过程中，我们称②为______，获取②的途径主要有______、______、______．
（3）⑤能在⑥子宫中存活的生理基础是______．
（4）人的血清白蛋白的生产，说明该工程突破了自然界物种之间的______，在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有______．
正确答案
解：（1）动物细胞培养需要在在培养液中添加一定量的抗生素，防止培养过程中杂菌污染．此外应定期更换培养液，以清除代谢废物，保证被培养的细胞处于无毒、无菌的环境．
（2）在形成图中③重组细胞的过程中，我们称②为目的基因，获取②的途径主要有从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成．
（3）⑤早期胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应．
（4）人血清白蛋白的生产说明该工程突破了自然界物种之间的生殖隔离；在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有启动子，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度．
故答案为：
（1）抗生素 更换营养液 无毒、无菌
（2）目的基因 从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成
（3）受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应（无免疫排斥）
（4）生殖隔离 启动子
解析
解：（1）动物细胞培养需要在在培养液中添加一定量的抗生素，防止培养过程中杂菌污染．此外应定期更换培养液，以清除代谢废物，保证被培养的细胞处于无毒、无菌的环境．
（2）在形成图中③重组细胞的过程中，我们称②为目的基因，获取②的途径主要有从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成．
（3）⑤早期胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应．
（4）人血清白蛋白的生产说明该工程突破了自然界物种之间的生殖隔离；在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有启动子，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度．
故答案为：
（1）抗生素 更换营养液 无毒、无菌
（2）目的基因 从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成
（3）受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应（无免疫排斥）
（4）生殖隔离 启动子
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