- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
1979年，科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素的前体物质胰岛素原．如图所示，请根据下图回答：
（1）图中2、5、3、7表示通过从供体细胞的DNA中直接分离基因，获得______的过程．
（2）图中3代表______，在它的作用下将目的基因和质粒切成黏性末端．
（3）经9______的作用将7、6“缝合”形成8重组DNA分子．8往往含有______基因，以便将来检测．
（4）图中10表示将重组DNA分子导入______的过程．
（5）如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素原，说明成功导入了______，并使之完成了表达过程．
正确答案
解：（1）根据题意和图示分析可知：图中2、5、3、7表示获得目的基因的过程．
（2）（3）基因工程中常用的两种酶是限制性核酸内切酶（3）和DNA连接酶（9）．限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA，重组DNA含有目的基因．
（4）图中10表示将重组DNA分子导入受体的过程．
（5）如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素原，说明成功导入了目的基因，并使之完成了表达过程．
故答案为：
（1）目的基因
（2）限制酶（限制性核酸内切酶）
（3）DNA连接酶 标记基因
（4）受体
（5）目的基因
解析
解：（1）根据题意和图示分析可知：图中2、5、3、7表示获得目的基因的过程．
（2）（3）基因工程中常用的两种酶是限制性核酸内切酶（3）和DNA连接酶（9）．限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA，重组DNA含有目的基因．
（4）图中10表示将重组DNA分子导入受体的过程．
（5）如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素原，说明成功导入了目的基因，并使之完成了表达过程．
故答案为：
（1）目的基因
（2）限制酶（限制性核酸内切酶）
（3）DNA连接酶 标记基因
（4）受体
（5）目的基因
如图2表示我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程．
请据图回答下列问题：
（1）上述过程涉及的现代生物工程技术，属于分子水平的是______，其核心步骤是
______．
（2）构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图1中的______处，DNA连接酶作用于______处．（填“a”或“b”），b箭头指的是______，PCR过程断裂此键用______．
（3）若要获得单个的成纤维细胞进行培养，需用______处理猪胚胎的部分组织．
（4）E过程中若要获得大量的卵母细胞需用______激素处理成年母猪．
（5）H过程的名称是______，所选择的胚胎一般处于______期较合适．
（6）经过培养得到早期胚胎后可以用胚胎分割技术以获得更多基因型______相同/不相同）的转基因克隆猪胚胎，且在进行H过程之前，需要对代孕母猪进行______处理，以给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境．
正确答案
解：（1）图中绿色荧光蛋白转基因克隆猪的形成过程运用了基因工程、核移植、动物细胞培养、胚胎移植等现代生物工程技术，其中基因工程技术属于分子水平，其核心步骤是基因表达载体的构建．
（2）构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图1中的（磷酸二酯键）a处，DNA连接酶作用于（磷酸二酯键）a处，b箭头指的是氢键，PCR过程利用高温条件使氢键断裂．
（3）动物细胞培养前，先要用胰蛋白酶处理组织，使组织中的细胞分散开来．
（4）用促性腺激素处理母畜，可使其超数排卵，获得大量的卵母细胞．
（5）H是胚胎移植过程，一般选择处于桑椹胚或囊胚期的胚胎进行移植．
（6）来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以将早期胚胎进行胚胎分割后可以获得更多基因型相同的转基因克隆猪胚胎．进行胚胎移植之前，需要对代孕母猪进行同期发情处理，这样可以给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境，提供胚胎移植的成功率．
故答案为：
（1）基因工程 基因表达载体的构建
（2）a a 氢键 高温
（3）胰蛋白酶
（4）促性腺
（5）胚胎移植 桑椹胚或囊胚
（6）相同 同期发情
解析
解：（1）图中绿色荧光蛋白转基因克隆猪的形成过程运用了基因工程、核移植、动物细胞培养、胚胎移植等现代生物工程技术，其中基因工程技术属于分子水平，其核心步骤是基因表达载体的构建．
（2）构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图1中的（磷酸二酯键）a处，DNA连接酶作用于（磷酸二酯键）a处，b箭头指的是氢键，PCR过程利用高温条件使氢键断裂．
（3）动物细胞培养前，先要用胰蛋白酶处理组织，使组织中的细胞分散开来．
（4）用促性腺激素处理母畜，可使其超数排卵，获得大量的卵母细胞．
（5）H是胚胎移植过程，一般选择处于桑椹胚或囊胚期的胚胎进行移植．
（6）来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以将早期胚胎进行胚胎分割后可以获得更多基因型相同的转基因克隆猪胚胎．进行胚胎移植之前，需要对代孕母猪进行同期发情处理，这样可以给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境，提供胚胎移植的成功率．
故答案为：
（1）基因工程 基因表达载体的构建
（2）a a 氢键 高温
（3）胰蛋白酶
（4）促性腺
（5）胚胎移植 桑椹胚或囊胚
（6）相同 同期发情
（2015春•烟台期中）回答下列有关基因工程的问题．
（1）为了批量生产生长激素，现采用专辑应技术将控制生长激素合成的基因转移到微生物细胞内，如表所示是涉及此转基因技术的几种限制酶识别序列及其切割位点；图（一）中图甲、图乙中箭头表示相关限制酶对质粒和供体DNA的切割位点．
①四种酶的识别序列相比较，______酶的识别序列的结构相对稳定，原因是______（从碱基种类含量角度分析）．为了提高构建重组质粒的成功率，你认为最好先用______（填表中酶的名称）处理质粒和目的基因，然后用DNA连接酶拼接．
②为了检测目的基因是否成功翻译，可以用______技术，若没有出现相应的杂交带，则可能需要用______做探针来检测是否转录出mRNA．受体细胞最好是选择______，以保证能够从工程菌中直接得到具有生物活性的人的生长激素．
（2）油菜株高由等位基因G和g决定，GG为高杆，Gg为中杆，gg为矮杆，另一种植物的B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关．
①若B基因成功转入矮杆油菜并表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，则转入B基因的油菜表现型为______，该转基因油菜自交产生的子一代中，高杆植株应占______．
②若将一个B基因连接到了中杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了如图（二）甲-丁四种转基因油菜．
四种油菜中，丙植株的表现型为______，其原因是______．在不考虑交叉互换的前提下，这四种转基因油菜分别自交，子代有3种表现型的是______，另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3中表现型，请在图戊中的染色体上标出B基因的位置．
______．
正确答案
解：（1）①四种酶切位点相比较，SmaI酶切位点中含有的碱基对C-G最多，而一个C-G碱基对有三对氢键，因此SmaI酶切位点结构最稳定．为了提高构建重组质粒的成功率，防止目的基因和质粒自身环化，所以最好先用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶处理质粒和目的基因，然后用DNA连接酶拼接．
②为了检测目的基因是否成功翻译，可以用抗原-抗体杂交技术，若没有出现相应的杂交带，则可能需要用带有标记的目的基因做探针来检测是否转录出mRNA．受体细胞最好是选择酵母菌等真核微生物，有内质网和高尔基体，以保证能够从工程菌中直接得到具有生物活性的人的生长激素．
（2）①矮杆油菜成功导入一个B基因后，其基因型为ggBb，根据题干信息“B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果”可知，这样的转基因油菜表现为中杆．该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株ggBB应占25%．
②由于B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，所以丙植株仍表现为中秆．
四种转基因油菜分别自交，其中甲后代有5种表现型（含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因）、乙后代只有1种表现型（均含有2个显性基因，即GGbb、ggBB、GgBb）、丙后代只有3种表现型（含有一个有效显性基因B、不含显性基因、含有2个有效显性基因BB）、丁后代只有1种表现型（均含有2个显性基因）．另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型，则B基因应该在G基因所在的染色体上，表现为连锁遗传，其在染色体上的位置如图：
故答案为：
（1）①SmaⅠ具有三个氢键的C-G碱基对含量多 BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶
②抗原-抗体杂交 带有标记的目的基因 酵母菌等真核微生物
（2）①中秆 25%
②中秆 B基因插入导致G基因被破坏，细胞内的高秆基因只有一个 丙 B基因的位置是：
解析
解：（1）①四种酶切位点相比较，SmaI酶切位点中含有的碱基对C-G最多，而一个C-G碱基对有三对氢键，因此SmaI酶切位点结构最稳定．为了提高构建重组质粒的成功率，防止目的基因和质粒自身环化，所以最好先用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶处理质粒和目的基因，然后用DNA连接酶拼接．
②为了检测目的基因是否成功翻译，可以用抗原-抗体杂交技术，若没有出现相应的杂交带，则可能需要用带有标记的目的基因做探针来检测是否转录出mRNA．受体细胞最好是选择酵母菌等真核微生物，有内质网和高尔基体，以保证能够从工程菌中直接得到具有生物活性的人的生长激素．
（2）①矮杆油菜成功导入一个B基因后，其基因型为ggBb，根据题干信息“B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果”可知，这样的转基因油菜表现为中杆．该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株ggBB应占25%．
②由于B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，所以丙植株仍表现为中秆．
四种转基因油菜分别自交，其中甲后代有5种表现型（含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因）、乙后代只有1种表现型（均含有2个显性基因，即GGbb、ggBB、GgBb）、丙后代只有3种表现型（含有一个有效显性基因B、不含显性基因、含有2个有效显性基因BB）、丁后代只有1种表现型（均含有2个显性基因）．另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型，则B基因应该在G基因所在的染色体上，表现为连锁遗传，其在染色体上的位置如图：
故答案为：
（1）①SmaⅠ具有三个氢键的C-G碱基对含量多 BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶
②抗原-抗体杂交 带有标记的目的基因 酵母菌等真核微生物
（2）①中秆 25%
②中秆 B基因插入导致G基因被破坏，细胞内的高秆基因只有一个 丙 B基因的位置是：
2011年，美国科学家借助恒河猴的抗艾滋病毒基因对家猫DNA进行改造，同时利用荧光水母的基因培育出抗艾发光猫．以期找到治疗艾滋病的手段，具体培育流程如下图．请回答：
（1）题中基因工程的目的基因是______；如果培育的猫发出荧光，则可以确定抗艾滋病毒基因已经______．
（2）过程②常用的方法是______，在过程③之前要对精子进行______处理．受精过程防止多精入卵的两道屏障是______．
（3）图中抗艾荧光猫又称试管动物，其生殖方式属于______，图中______（填数字）是试管动物技术的基本环节．
（4）若要在短时间内生产大量遗传组成相同的抗艾荧光猫，可采用的方法是______，操作时要注意______
（5）上述研究启示我们可以将恒河猴的抗艾滋病毒基因转入病人的某种细胞，经选择培养后输入患者体内，用于治疗艾滋病，这种方法称为______．
正确答案
解：（1）根据题意和图示分析可知：题中基因工程的目的基因是抗艾滋病病毒基因，标记基因是荧光蛋白基因；如果培育的猫发出荧光，则可以确定抗艾滋病毒基因已经导入了猫体内的细胞．
（2）由于受体细胞是动物细胞，所以过程②常用的方法是显微注射法；在过程③受精作用之前要对精子进行获能处理．受精过程防止多精入卵的两道屏障是透明带反应、卵黄膜封闭作用．
（3）由于试管动物是由受精卵发育形成的，所以其生殖方式属于有性生殖，图中③④⑤⑥是试管动物技术的基本环节．
（4）由于来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要在短时间内产生大量遗传组成相同的抗艾荧光猫，可采用的方法是胚胎分割移植技术，操作时要注意将内细胞团均等分割．
（5）将恒河猴的抗艾滋病毒基因转入病人的某种细胞，经选择培养后输入患者体内，用于治疗艾滋病，这种方法称为体外基因治疗．
故答案为：
（1）抗艾滋病病毒基因 导入了猫体内的细胞
（2）显微注射法 获能 透明带反应、卵黄膜封闭作用
（3）有性生殖 ③④⑤⑥
（4）胚胎分割 将内细胞团均等分割
（5）体外基因治疗
解析
解：（1）根据题意和图示分析可知：题中基因工程的目的基因是抗艾滋病病毒基因，标记基因是荧光蛋白基因；如果培育的猫发出荧光，则可以确定抗艾滋病毒基因已经导入了猫体内的细胞．
（2）由于受体细胞是动物细胞，所以过程②常用的方法是显微注射法；在过程③受精作用之前要对精子进行获能处理．受精过程防止多精入卵的两道屏障是透明带反应、卵黄膜封闭作用．
（3）由于试管动物是由受精卵发育形成的，所以其生殖方式属于有性生殖，图中③④⑤⑥是试管动物技术的基本环节．
（4）由于来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要在短时间内产生大量遗传组成相同的抗艾荧光猫，可采用的方法是胚胎分割移植技术，操作时要注意将内细胞团均等分割．
（5）将恒河猴的抗艾滋病毒基因转入病人的某种细胞，经选择培养后输入患者体内，用于治疗艾滋病，这种方法称为体外基因治疗．
故答案为：
（1）抗艾滋病病毒基因 导入了猫体内的细胞
（2）显微注射法 获能 透明带反应、卵黄膜封闭作用
（3）有性生殖 ③④⑤⑥
（4）胚胎分割 将内细胞团均等分割
（5）体外基因治疗
（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤，其中的核心步骤是______；PCR技术扩增目的基因是基因工程中常用的技术手段，这一技术的原理是______．
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有______，具体过程是在______（填写特殊的条件）和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过______产生愈伤组织，最终形成完整的植株．
（3）克隆动物实际上是用______方法得到动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的______细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．
（4）生态工程是实现经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（答两项）：______．
（5）下列有关现代生物技术的有关叙述正确的是______．
A．基因工程与蛋白质工程都能制造出新的蛋白质
B．动物细胞培养时需要添加血清、血浆
C．动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂、桑椹胚、孵化、囊胚、原肠胚等阶段D．DNA连接酶和DNA聚合酶都能使核苷酸之间形成磷酸二酯键，属于同一种酶．
正确答案
解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤；PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应，因此这一技术的原理是DNA双链的复制．
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，具体过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，再经过再分化形成胚状体，最终形成完整的植株．
（3）克隆动物实际上是用核移植方法得到的动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．
（4）桑基鱼塘体现了物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理等生态工程的基本原理．
（5）A、只有蛋白质工程能制造出新的蛋白质，A错误；
B、动物细胞培养时需要添加血清、血浆，B正确；
C、动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段，C错误；
D、DNA连接酶和DNA聚合酶不属于同一种酶，D错误．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建 DNA双链的复制
（2）全能性 无菌 脱分化
（2）核移植 卵母
（4）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理
（5）B
解析
解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤；PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应，因此这一技术的原理是DNA双链的复制．
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，具体过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，再经过再分化形成胚状体，最终形成完整的植株．
（3）克隆动物实际上是用核移植方法得到的动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．
（4）桑基鱼塘体现了物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理等生态工程的基本原理．
（5）A、只有蛋白质工程能制造出新的蛋白质，A错误；
B、动物细胞培养时需要添加血清、血浆，B正确；
C、动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段，C错误；
D、DNA连接酶和DNA聚合酶不属于同一种酶，D错误．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建 DNA双链的复制
（2）全能性 无菌 脱分化
（2）核移植 卵母
（4）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理
（5）B
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