- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
如图1表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程，据图回答：
（1）杀虫基因通过①～④，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做______．
（2）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造．图2是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制酶作用位点），据图分析人工改造质粒时：
①要使抗虫基因能成功表达，还应插入______、______．
②用限制酶Ⅰ处理，其目的是：去除质粒上的______和______（基因），保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长；
③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒．分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长的情况是______．
（3）若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为
正确答案
解：（1）杀虫基因通过①～④，转化是指将目的基因导入受体细胞中，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程．
（2）①基因表达载体组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因，要使抗虫基因能成功表达，还应插入启动子、终止子．
②tms的编码产物控制合成吲哚乙酸和tmr的编码产物控制合成细胞分裂素．因此用限制酶I处理tms和tmr基因，可以保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长．
③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程，破坏了四环素抗性基因，受体细胞不具有抗四环素功能，但可以抗卡那霉素．分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长．
（3）根据碱基互补配对原则，可以将限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端配对完整，形成DNA链为
故答案为：
（1）转化
（2）①启动子、终止子 ②tms、tmr
③在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长
（3）GACGTC
解析
解：（1）杀虫基因通过①～④，转化是指将目的基因导入受体细胞中，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程．
（2）①基因表达载体组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因，要使抗虫基因能成功表达，还应插入启动子、终止子．
②tms的编码产物控制合成吲哚乙酸和tmr的编码产物控制合成细胞分裂素．因此用限制酶I处理tms和tmr基因，可以保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长．
③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程，破坏了四环素抗性基因，受体细胞不具有抗四环素功能，但可以抗卡那霉素．分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长．
（3）根据碱基互补配对原则，可以将限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端配对完整，形成DNA链为
故答案为：
（1）转化
（2）①启动子、终止子 ②tms、tmr
③在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长
（3）GACGTC
2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书．如图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：
（1）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于______工程技术范畴．除了上述方法，有些目的基因可以从基因文库中获取．基因文库包含______和______等类型，其中前者的基因中含有启动子．
（2）图中③过程中，能促进农杆菌移向植物细胞的物质是______类化合物．Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA______的特点．
（3）植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法除了农杆菌转化法之外，还可采取的方法是______（任举一例）．
（4）对目的基因转录和翻译产物的检测分别采用______、______技术．
（5）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造．如图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制酶作用位点），据图分析：
①人工改造时，要使抗虫基因表达，在上图所示基因表达载体中还应添加______．
②人工改造时用限制酶Ⅱ处理，其目的之一是除去或破坏质粒上的______（填相应基因的简写字母），保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长．若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为
正确答案
解：（1）生产出自然界没有的蛋白质属于蛋白质工程．基因文库包含基因组文库和部分基因文库（或cDNA文库）
等类型，其中基因组文库中基因含有启动子．
（2）图中③过程中，酚类化合物能促进农杆菌移向植物细胞．Ti质粒上含有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA可转移至受体细胞 （并且整合到受体细胞染色体的DNA上）的特点．
（3）植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．
（4）目的基因是否转录形成信使RNA，一般采用分子杂交法；目的基因是否翻译形成蛋白质，采用抗原-抗体杂交技术检测．
（5）①作为基因工程载体的质粒应该包含：复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子．图中的Ti质粒缺少启动子，所以要使抗虫基因表达，还应插入启动子．
②图中看出，tms基因能够编码生长素，tmr基因能够编码细胞分裂素，这两种激素能够促进植物的生长．因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理，其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；另外只有一个插入位点，也有利于目的基因（或外源DNA）准确插入．若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为
故答案为：
（1）蛋白质 基因组文库 部分基因文库（或cDNA文库）
（2）酚 可转移至受体细胞 （并且整合到受体细胞染色体的DNA上）
（3）基因枪法、花粉管通道法（答任一种给分）
（4）分子杂交 抗原-抗体杂交
（5）①启动子 ②tmr、tms CTGCAG（或GACGTC）
解析
解：（1）生产出自然界没有的蛋白质属于蛋白质工程．基因文库包含基因组文库和部分基因文库（或cDNA文库）
等类型，其中基因组文库中基因含有启动子．
（2）图中③过程中，酚类化合物能促进农杆菌移向植物细胞．Ti质粒上含有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用T-DNA可转移至受体细胞 （并且整合到受体细胞染色体的DNA上）的特点．
（3）植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．
（4）目的基因是否转录形成信使RNA，一般采用分子杂交法；目的基因是否翻译形成蛋白质，采用抗原-抗体杂交技术检测．
（5）①作为基因工程载体的质粒应该包含：复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子．图中的Ti质粒缺少启动子，所以要使抗虫基因表达，还应插入启动子．
②图中看出，tms基因能够编码生长素，tmr基因能够编码细胞分裂素，这两种激素能够促进植物的生长．因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理，其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；另外只有一个插入位点，也有利于目的基因（或外源DNA）准确插入．若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为
故答案为：
（1）蛋白质 基因组文库 部分基因文库（或cDNA文库）
（2）酚 可转移至受体细胞 （并且整合到受体细胞染色体的DNA上）
（3）基因枪法、花粉管通道法（答任一种给分）
（4）分子杂交 抗原-抗体杂交
（5）①启动子 ②tmr、tms CTGCAG（或GACGTC）
玉米的光合效率较水稻的高，这与玉米中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）有很大的关系．如何将玉米的这一种酶转移到水稻等植物上一直是植物生物学家的研究课题之一．但实践证明，常规杂交育种手段很难如愿以偿．最近，有人利用土壤农杆菌介导法，将完整的玉米PEPC基因导入到了水稻的基因组中，为快速改良水稻的光合作用效率，提高粮食作物产量开辟了新途径．
（1）玉米和水稻很难利用常规杂交手段杂交是因为______．
（2）获得PEPC基因后，将其导入土壤农杆菌的质粒中，获得重组质粒需要的工具是______，请在框中补充某DNA片段并画出切割形成黏性末端的过程示意图．
（3）导入完成后得到的土壤农杆菌，实际上只有少数导入了重组质粒，可根据质粒中含有的______筛选出成功导入了重组质粒的土壤农杆菌．
（4）用含有重组质粒的土壤农杆菌感染水稻细胞，即使感染成功，PEPC基因通过一定途径整合到水稻的基因组中，但不一定会表达，原因最可能是______．
A．玉米和水稻不共用一套密码子
B．水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸
C．PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响
D．整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了
（5）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是______．如目的基因完成了表达，则其表达过程可表示为______．
（6）得到PEPC基因成功表达的水稻细胞后，科研人员常采用______方法获得转基因水稻植株．
正确答案
解：（1）玉米和水稻是不同的物种，存在生殖隔离，随意不能杂交．
（2）基因工程中使用到的酶为限制性核酸内切酶、DNA连接酶，根据碱基互补配对原则补充DNA片段，再根据限制酶的特点画出粘性末端．（具体见答案）
（3）标记基因存在的作用便于筛选含目的基因的受体细胞．
（4）凡是影响转录或翻译的因素都可能会影响PEPC基因的表达．影响其表达的原因有：水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸、PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响、整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了．所有生物都共用一套密码子，排除A；参与蛋白质合成的氨基酸大约有20种，缺乏合成PEPC的氨基酸可能性有但比较小，排除B；PEPC基因在水稻细胞中以前没有，所以水稻细胞中存在破坏它的酶可能有，但可能性也不大，排除D；可能性最大的就是受到水稻基因组中相邻基因的影响，故选C．
（5）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是在水稻细胞中合成PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）．如目的基因完成了表达，则其表达过程可表示为PEPC基因
（6）由细胞得到完整植株，要利用植物细胞的全能性，所以应该用组织培养的方法．
故答案为：
（1）玉米和水稻存在生殖隔离
（2）限制性核酸内切酶、DNA连接酶
（3）标记基因
（4）C
（5）在水稻细胞中合成PEPC PEPC基因
（6）组织培养
解析
解：（1）玉米和水稻是不同的物种，存在生殖隔离，随意不能杂交．
（2）基因工程中使用到的酶为限制性核酸内切酶、DNA连接酶，根据碱基互补配对原则补充DNA片段，再根据限制酶的特点画出粘性末端．（具体见答案）
（3）标记基因存在的作用便于筛选含目的基因的受体细胞．
（4）凡是影响转录或翻译的因素都可能会影响PEPC基因的表达．影响其表达的原因有：水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸、PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响、整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了．所有生物都共用一套密码子，排除A；参与蛋白质合成的氨基酸大约有20种，缺乏合成PEPC的氨基酸可能性有但比较小，排除B；PEPC基因在水稻细胞中以前没有，所以水稻细胞中存在破坏它的酶可能有，但可能性也不大，排除D；可能性最大的就是受到水稻基因组中相邻基因的影响，故选C．
（5）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是在水稻细胞中合成PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）．如目的基因完成了表达，则其表达过程可表示为PEPC基因
（6）由细胞得到完整植株，要利用植物细胞的全能性，所以应该用组织培养的方法．
故答案为：
（1）玉米和水稻存在生殖隔离
（2）限制性核酸内切酶、DNA连接酶
（3）标记基因
（4）C
（5）在水稻细胞中合成PEPC PEPC基因
（6）组织培养
请回答与转基因牛培育过程相关的问题：
（1 ）基因工程的核心步骤是______．限制性核酸内切酶主要是从______生物中分离纯化出来的，大多数限制酶的识别序列有______个核苷酸组成
（2）将目的基因导入供体牛受精卵最为有效的方法是______．进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及______和______等物质．
（3）若利用该受精卵获得两头或多头犊牛需在______时期，进行______．
（4）经胚胎移植后待受体母牛产出犊牛，为确定其DNA是否插入了有关目的基因，可用______技术进行检测．
正确答案
解：（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，大多数限制酶的识别序列有6个核苷酸组成，如EcoRⅠ的识别序列为
（2）显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法．动物细胞培养时，培养液中除了含有一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及激素和动物血清等物质．
（3）采用胚胎分割技术可以产生同卵双胚或多胚．胚胎分割时应选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚．
（4）检测转基因生物染色体的DNA上是否插入目的基因常采用DNA分子杂交技术．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建 原核 6
（2）显微注射技术 激素 动物血清
（3）桑椹胚或囊胚 胚胎分割
（4）DNA分子杂交
解析
解：（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，大多数限制酶的识别序列有6个核苷酸组成，如EcoRⅠ的识别序列为
（2）显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法．动物细胞培养时，培养液中除了含有一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及激素和动物血清等物质．
（3）采用胚胎分割技术可以产生同卵双胚或多胚．胚胎分割时应选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚．
（4）检测转基因生物染色体的DNA上是否插入目的基因常采用DNA分子杂交技术．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建 原核 6
（2）显微注射技术 激素 动物血清
（3）桑椹胚或囊胚 胚胎分割
（4）DNA分子杂交
生物学家通过转基因体细胞克隆技术获得转基因牛，以便通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白．请回答下列问题：
（1）请完善主要步骤：从人的______获得目的基因；构建含目的基因的表达载体；然后把基因表达载体导入牛的受精卵，目前最有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法是______．
（2）目的基因的检测与鉴定分三个层次．若要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否转录出了mRNA，检测方法是______，若要检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方法是______．
正确答案
解：（1）基因工程的操作步骤：从人的基因组文库中获取目的基因；目的基因与载体结合构建基因表达载体，基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子；然后通过显微注射技术，把基因表达载体导入牛的受精卵．
（2）目的基因的检测与鉴定分三个层次．若要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否转录出了mRNA，检测方法是DNA分子杂交，若要检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方法是抗原-抗体杂交．
故答案为：
（1）基因组文库 显微注射技术
（2）DNA分子杂交 抗原-抗体杂交
解析
解：（1）基因工程的操作步骤：从人的基因组文库中获取目的基因；目的基因与载体结合构建基因表达载体，基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子；然后通过显微注射技术，把基因表达载体导入牛的受精卵．
（2）目的基因的检测与鉴定分三个层次．若要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否转录出了mRNA，检测方法是DNA分子杂交，若要检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方法是抗原-抗体杂交．
故答案为：
（1）基因组文库 显微注射技术
（2）DNA分子杂交 抗原-抗体杂交
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