- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
如图为大肠杆菌的试验过程，据图回答下列问题：
（1）步骤①和②中常用的工具酶是______和______．
（2）图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因，经过①和②步骤后，有些质粒上的______基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活．
（3）步骤③是______的过程，为了促进该过程，应该用______处理大肠杆菌．
（4）步骤④：将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选______，能在C中生长的大肠杆菌有______种．
（5）步骤⑤：用无菌牙签桃取C上的单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示．含目的基因的菌落位于______（填D或E）上，请在图中相应的位置上圈出来．
正确答案
解：（1）步骤①需要用限制酶切割质粒；步骤②中需用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．
（2）由图可知，经过①和②步骤后，有些质粒上的氨苄青霉素抗性基因内插入了外源目的基因，使得该抗性基因失活．
（3）步骤③是将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌的过程；将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用CaCl2溶液处理微生物细胞，使之处于易于吸收周围环境中的感受态．
（4）步骤④：将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌，能在C中生长的大肠杆菌有2种，即导入普通质粒的大肠杆菌、导入重组质粒的大肠杆菌．
（5）含有重组质粒的大肠杆菌能在含有四环素的培养基中生存，但不能在含有氨苄青霉素的培养基中生存，因此含目的基因的菌落位于E上，如图所示：
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（2）氨苄青霉素抗性基因
（3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌（受体细胞） CaCl2溶液
（4）含四环素抗性基因的大肠杆菌（含抗性基因的大杆菌给分，但回答含目的基因的大肠杆菌不给分） 2
（5）E
解析
解：（1）步骤①需要用限制酶切割质粒；步骤②中需用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．
（2）由图可知，经过①和②步骤后，有些质粒上的氨苄青霉素抗性基因内插入了外源目的基因，使得该抗性基因失活．
（3）步骤③是将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌的过程；将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用CaCl2溶液处理微生物细胞，使之处于易于吸收周围环境中的感受态．
（4）步骤④：将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌，能在C中生长的大肠杆菌有2种，即导入普通质粒的大肠杆菌、导入重组质粒的大肠杆菌．
（5）含有重组质粒的大肠杆菌能在含有四环素的培养基中生存，但不能在含有氨苄青霉素的培养基中生存，因此含目的基因的菌落位于E上，如图所示：
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（2）氨苄青霉素抗性基因
（3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌（受体细胞） CaCl2溶液
（4）含四环素抗性基因的大肠杆菌（含抗性基因的大杆菌给分，但回答含目的基因的大肠杆菌不给分） 2
（5）E
下列是有关基因工程和细胞工程的问题，请据图分析回答．
科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株--抗虫棉，其过程大致如图所示．
（1）细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内，原因是______．
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了______法，这种导入方法较经济、有效．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______，还需要通过检测才能知道，检测采用的方法是______．
（3）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和传统的杂交育种方法，具有______和______等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种．与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有______的优点．
（4）某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后，出现鼻塞流涕，皮肤骚痒难忍症状．停用一段时间后这些症状会自然消失，该现象很可能是______．
正确答案
解：（1）细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内，原因是：①组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同；②有互补的碱基序列．
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了农杆菌转化法，这种导入方法较经济、有效．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目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，还需要通过检测才能知道，检测采用的方法是DNA分子杂交技术．
（3）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和传统的杂交育种方法，具有目的性强和能有效地打破物种的生殖隔离界限等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种．与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有操作简便易行的优点．
（4）某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后，出现鼻塞流涕，皮肤骚痒难忍症状．停用一段时间后这些症状会自然消失，该现象很可能是过敏反应．
故答案为：
（1）①组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同；②有互补的碱基序列
（2）农杆菌转化 目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上 DNA分子杂交技术
（3）目的性强 能有效地打破物种的生殖隔离界限 操作简便易行
（4）过敏反应
解析
解：（1）细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内，原因是：①组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同；②有互补的碱基序列．
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用了农杆菌转化法，这种导入方法较经济、有效．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目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，还需要通过检测才能知道，检测采用的方法是DNA分子杂交技术．
（3）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和传统的杂交育种方法，具有目的性强和能有效地打破物种的生殖隔离界限等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种．与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有操作简便易行的优点．
（4）某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后，出现鼻塞流涕，皮肤骚痒难忍症状．停用一段时间后这些症状会自然消失，该现象很可能是过敏反应．
故答案为：
（1）①组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同；②有互补的碱基序列
（2）农杆菌转化 目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上 DNA分子杂交技术
（3）目的性强 能有效地打破物种的生殖隔离界限 操作简便易行
（4）过敏反应
科研人员将绿色荧光蛋白（GTP）基因导入金鱼的受精卵中进行有关研究，请回答：
（1）上述过程中的GTP基因称为______，该基因可由mRNA______形成．
（2）已知GTP基因的DNA两端分别有EcoR I、Sma I切割位点，切割下来的GTP基因含有______ 末端和______末端．
（3）质粒用EcoR I、Sma I切割之后，需用______将GTP基因与其连接形成重组质粒．
（4）GTP基因重组质粒导入受精卵通常用______法，受精卵经过卵裂、桑椹胚、______、原肠胚等阶段发育为胚胎．紫外光下观察，可以看到转基因鱼发光部位存在差异，其原因是______．
（5）构建重组质粒时，可用GTP代替抗氨苄青霉素基因作为______．
正确答案
解：（1）将绿色荧光蛋白（GTP）基因导入金鱼的受精卵中进行有关研究，说明GTP基因是目的基因．获取目的基因的方法有很多，可以通过mNRA反转录法人工合成．
（2）据题可知EcoRI、SmaI上限制性酶，它们分别可将目的基因切割，并产生黏性末端和平口末端．
（3）在构建基因表达载体时，需要DNA连接酶将目的基因和质粒中被限制酶切割的末端连接．
（4）受体细胞是动物细胞时，可用显微注射法将基因表达载体转化入受体细胞中．早期胚胎发育经过卵裂期、桑葚胚期、囊胚期、原肠胚期．紫外光下观察，可以看到转基因鱼可以发光，说明了目的基因在受体中已经能表达出相应的蛋白质了，但是发光部位存在差异，说明了目的基因的表达具有选择性．
故答案为：
（1）目的基因 反转录
（2）黏性 平
（3）DNA连接酶
（4）显微注射 囊胚 基因选择性表达
（5）标记基因
解析
解：（1）将绿色荧光蛋白（GTP）基因导入金鱼的受精卵中进行有关研究，说明GTP基因是目的基因．获取目的基因的方法有很多，可以通过mNRA反转录法人工合成．
（2）据题可知EcoRI、SmaI上限制性酶，它们分别可将目的基因切割，并产生黏性末端和平口末端．
（3）在构建基因表达载体时，需要DNA连接酶将目的基因和质粒中被限制酶切割的末端连接．
（4）受体细胞是动物细胞时，可用显微注射法将基因表达载体转化入受体细胞中．早期胚胎发育经过卵裂期、桑葚胚期、囊胚期、原肠胚期．紫外光下观察，可以看到转基因鱼可以发光，说明了目的基因在受体中已经能表达出相应的蛋白质了，但是发光部位存在差异，说明了目的基因的表达具有选择性．
故答案为：
（1）目的基因 反转录
（2）黏性 平
（3）DNA连接酶
（4）显微注射 囊胚 基因选择性表达
（5）标记基因
（1）限制酶EcoRⅠ的识别序列和酶切位点是-G↓AATTC-，SmaⅠ的识别序列和酶切位点是-CCC↓GGG-．图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是______．
（2）转化过程中，大肠杆菌应先用______处理，使其成为细胞．
（3）菌落①②③中颜色为白色的是______，原因是______．
（4）菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是______．
正确答案
解：（1）由图可知，目的基因的左侧有限制酶EcoRI的识别序列，右侧是限制酶Sma I的识别序列，而质粒上只有限制酶EcoRI的识别序列，所以需要用限制酶EcoRI来切割质粒，用限制酶EcoRI和Sma I来切割含有目的基因的外源DNA分子，这样就使目的基因右侧无法与质粒连接，所以目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．
（2）将目的基因导入大肠杆菌细胞之前，应先用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于能吸收周围DNA的感受态细胞．
（3）用限制酶EcoRI切割质粒时，会破坏质粒上的lacZ‘基因，但切割后的质粒自身环化后，lacZ'基因又被修复，能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，所以菌落①②呈现蓝色；菌落③导入的是重组质粒，其lacZ'基因被破坏，不能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落颜色为白色．
（4）检测目的基因是否表达产生蛋白质，可采用抗原一抗体杂交法．
故答案为：
（1）-TTAA
（2）Ca2+感受态细胞
（3）菌落③lacZ′标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β半乳糖苷酶，故菌落为白色
（4）抗原-抗体杂交
解析
解：（1）由图可知，目的基因的左侧有限制酶EcoRI的识别序列，右侧是限制酶Sma I的识别序列，而质粒上只有限制酶EcoRI的识别序列，所以需要用限制酶EcoRI来切割质粒，用限制酶EcoRI和Sma I来切割含有目的基因的外源DNA分子，这样就使目的基因右侧无法与质粒连接，所以目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接限制酶EcoRI切割形成的末端，即-TTAA．
（2）将目的基因导入大肠杆菌细胞之前，应先用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于能吸收周围DNA的感受态细胞．
（3）用限制酶EcoRI切割质粒时，会破坏质粒上的lacZ‘基因，但切割后的质粒自身环化后，lacZ'基因又被修复，能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，所以菌落①②呈现蓝色；菌落③导入的是重组质粒，其lacZ'基因被破坏，不能表达产生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG 存在下，菌落颜色为白色．
（4）检测目的基因是否表达产生蛋白质，可采用抗原一抗体杂交法．
故答案为：
（1）-TTAA
（2）Ca2+感受态细胞
（3）菌落③lacZ′标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β半乳糖苷酶，故菌落为白色
（4）抗原-抗体杂交
现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程，请回答问题．
（1）①过程表示______，②过程用到的工具酶是______．
（2）构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有______，它的作用是______，尾端必须有______，标记基因的作用______，③过程常用的方法是______，目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是______．
（3）从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用______技术，检测目的基因是否翻译成蛋白质采用的方法______
（4）若要预防H7N9禽流感，可用图中的______作为疫苗．
正确答案
解：（1）图中①过程箭头从RNA指向DNA，为逆转录过程，提取目的基因时需要用到限制酶．
（2）构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有启动子，尾端必须有终止子，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质；还要具备标记基因，用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．图中的③为目的基因导入动物细胞，最常用的方法是显微注射法；目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了目的基因．
（3）从分子水平上鉴定目的基因的转录产物RNA，采用的方法是分子杂交技术；对于转基因成功的细胞还要进行克隆化培养和抗体检测，才能获得足量所需要的细胞．
（4）疫苗为毒性弱的抗原，因此要预防H7N9禽流感，可以用图中的抗原蛋白作为疫苗．
故答案为：
（1）逆转录限制性核酸内切酶（限制酶）
（2）启动子 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质 终止子 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 显微注射法 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因
（3）分子杂交 抗原-抗体杂交
（4）抗原蛋白
解析
解：（1）图中①过程箭头从RNA指向DNA，为逆转录过程，提取目的基因时需要用到限制酶．
（2）构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有启动子，尾端必须有终止子，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质；还要具备标记基因，用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．图中的③为目的基因导入动物细胞，最常用的方法是显微注射法；目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了目的基因．
（3）从分子水平上鉴定目的基因的转录产物RNA，采用的方法是分子杂交技术；对于转基因成功的细胞还要进行克隆化培养和抗体检测，才能获得足量所需要的细胞．
（4）疫苗为毒性弱的抗原，因此要预防H7N9禽流感，可以用图中的抗原蛋白作为疫苗．
故答案为：
（1）逆转录限制性核酸内切酶（限制酶）
（2）启动子 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质 终止子 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 显微注射法 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因
（3）分子杂交 抗原-抗体杂交
（4）抗原蛋白
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