- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
（1）图中cDNA文库______基因组文库（大于、等于、小于）．
（2）①过程提取的DNA需要______的切割，B过程是______过程．
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用的技术是______
（4）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是______．
正确答案
解：（1）基因组文库包括了该种生物所有的基因，而部分基因文库只包含一种生物的部分基因，因此cDNA文库小于基因组文库．
（2）从酵母菌细胞中提取目的基因，需用到限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录．
（3）PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术．采用该技术能在短时间内获得大量目的基因．
（4）将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法．
故答案为：
（1）小于
（2）限制酶 逆转录
（3）PCR技术
（4）农杆菌转化法
解析
解：（1）基因组文库包括了该种生物所有的基因，而部分基因文库只包含一种生物的部分基因，因此cDNA文库小于基因组文库．
（2）从酵母菌细胞中提取目的基因，需用到限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录．
（3）PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术．采用该技术能在短时间内获得大量目的基因．
（4）将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法．
故答案为：
（1）小于
（2）限制酶 逆转录
（3）PCR技术
（4）农杆菌转化法
采用基因同源重组法敲除基因可以研究某一基因的功能．同源重组在细胞中自然发生，原理如图1所示，交叉互换的位点必须发生在特定的同源序列中．为研究野生型小立碗藓的M基因是否与抗旱有关，研究人员制定了如下实验方案．请回答问题：
（1）测定M基因两侧的碱基序列．
（2）质粒pcDNA 3上有Neo基因（新霉素抗性基因）和限制酶SmaⅠ、Tth11Ⅰ和BsmⅠ的酶切位点，如图2所示．为了使该基因能与M基因发生同源重组，选用限制酶______将该基因从质粒上切下来，然后在该基因的两侧增加与基因M两侧相同______的碱基，构建具有抗性基因载体．
（3）用______法去除植物细胞壁，得到______，在等渗或微高渗溶液中用______做促溶剂，将Neo基因载体导入小立碗藓细胞内．
（4）在添加了______的培养基中培养植物细胞，在植物激素的作用下，植物细胞若能经历______等过程形成植株，则该植株______（有/没有）M基因．
（5）在______环境下种植该植株，与野生植株相比，如果该植株生长状况______，证明基因M与该植物的抗旱特征无关．
正确答案
解：（2）为了使该基因能与M基因发生同源重组，选用限制酶SmaⅠ和BsmⅠ将该基因从质粒上切下来，然后在该基因的两侧增加与基因M两侧相同同源序列的碱基，构建具有抗性基因载体．
（3）去除植物细胞壁采用酶解法，用纤维素酶和果胶酶处理细胞，得到原生质体．在等渗或微高渗溶液中用PEG做促溶剂，将Neo基因载体导入小立碗藓细胞内．
（4）因为质粒pcDNA3上有Neo基因（新霉素抗性基因），故应在添加了新霉素的培养基中培养植物细胞，进行筛选．在植物激素的作用下，植物细胞若能经历脱分化、再分化等过程形成植株，则该植株没有M基因．
（5）该实验的目的是研究野生型小立碗藓的M基因是否与抗旱有关，故应在干旱环境下种植该植株，如果基因M与该植物的抗旱特征无关，则该植株生长状况与野生植株无明显差别．
故答案为：
（2）SmaⅠ和BsmⅠ同源序列
（3）酶解法 原生质体 PEG
（4）新霉素 脱分化、再分化 没有
（5）干旱 无显著差异
解析
解：（2）为了使该基因能与M基因发生同源重组，选用限制酶SmaⅠ和BsmⅠ将该基因从质粒上切下来，然后在该基因的两侧增加与基因M两侧相同同源序列的碱基，构建具有抗性基因载体．
（3）去除植物细胞壁采用酶解法，用纤维素酶和果胶酶处理细胞，得到原生质体．在等渗或微高渗溶液中用PEG做促溶剂，将Neo基因载体导入小立碗藓细胞内．
（4）因为质粒pcDNA3上有Neo基因（新霉素抗性基因），故应在添加了新霉素的培养基中培养植物细胞，进行筛选．在植物激素的作用下，植物细胞若能经历脱分化、再分化等过程形成植株，则该植株没有M基因．
（5）该实验的目的是研究野生型小立碗藓的M基因是否与抗旱有关，故应在干旱环境下种植该植株，如果基因M与该植物的抗旱特征无关，则该植株生长状况与野生植株无明显差别．
故答案为：
（2）SmaⅠ和BsmⅠ同源序列
（3）酶解法 原生质体 PEG
（4）新霉素 脱分化、再分化 没有
（5）干旱 无显著差异
（1）a代表的物质和质粒的化学本质都是______，二者还具有其他共同点，如______（写出一至二条即可）．
（2）若质粒DNA分子的切割末端为QUOTE，则与之连接的目的基因切割末端应为______；可使用______把质粒和目的基因连接在一起．
（3）氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上被称为______，其作用是______．
（4）下列常在基因工程中用作载体的是______
A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因 B．土壤农杆菌中的RNA分子
C．大肠杆菌的质粒 D．动物细胞的染色体．
正确答案
解：（1）a代表的物质是拟核中的DNA分子，质粒是细胞质中的DNA分子，二者都是环状DNA分子、能够自我复制、具有遗传效应、也都具有双螺旋结构等．
（2）根据碱基互补配对原则，目的基因的切割末端应为
（3）质粒上的氨苄青霉素抗性基因是标记基因，可以用作目的基因（或重组质粒）是否导入的鉴定和筛选．
（4）大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的运载体．
故答案为：
（1）DNA 能够自我复制、具有遗传效应
（2）
（3）标记基因 供重组DNA的鉴定和筛选
（4）C
解析
解：（1）a代表的物质是拟核中的DNA分子，质粒是细胞质中的DNA分子，二者都是环状DNA分子、能够自我复制、具有遗传效应、也都具有双螺旋结构等．
（2）根据碱基互补配对原则，目的基因的切割末端应为
（3）质粒上的氨苄青霉素抗性基因是标记基因，可以用作目的基因（或重组质粒）是否导入的鉴定和筛选．
（4）大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的运载体．
故答案为：
（1）DNA 能够自我复制、具有遗传效应
（2）
（3）标记基因 供重组DNA的鉴定和筛选
（4）C
如图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线．图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点．
据图回答：
（1）获得人乳铁蛋白基因的目前常用方法有______、利用PCR技术扩增目的基因和根据已知蛋白质中的氨基酸序列推知基因的脱氧核苷酸序列再进行化学合成．
（2）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用______限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因．筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含______的培养基上进行．
（3）人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达时RNA聚合酶识别和结合的位点是______，其合成的产物是______（添具体内容）．
（4）为检测牛基因组中是否含有人乳铁蛋白基因可采用______技术
（5）①过程的受体若是双子叶植物和裸子植物，则采用最多的方法是______．
正确答案
解：（1）获得人乳铁蛋白基因的目前常用方法：从基因组文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因和根据已知蛋白质中的氨基酸序列推知基因的脱氧核苷酸序列再进行化学合成．
（2）外源DNA分子上含有限制酶BamHI、HindIII、SmaI的切割位点，其中限制酶SmaI的切割位点位于目的基因上，所以获取目的基因和构建基因表达载体时，应用限制酶HindⅢ和BamHⅠ．用限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割质粒后，会破坏质粒上的四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含氨苄青霉素的培养基上进行．
（3）能让目的基因开始表达的是启动子，启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度；其合成的产物是人乳铁蛋白基因转录产生的mRNA．
（4）为检测牛基因组中是否含有人乳铁蛋白基因可采用DNA分子杂交技术，一般检测目的基因是否表达里用抗原-抗体杂交的方法．
（5）过程①是将重组质粒导入受体细胞，受体若是双子叶植物和裸子植物，则采用最多的方法是农杆菌转化法．
故答案为：
（1）从基因组文库中获取目的基因
（2）HindⅢ和BamHⅠ氨苄青霉素
（3）启动子人乳铁蛋白基因转录产生的mRNA
（4）DNA分子杂交
（5）农杆菌转化法
解析
解：（1）获得人乳铁蛋白基因的目前常用方法：从基因组文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因和根据已知蛋白质中的氨基酸序列推知基因的脱氧核苷酸序列再进行化学合成．
（2）外源DNA分子上含有限制酶BamHI、HindIII、SmaI的切割位点，其中限制酶SmaI的切割位点位于目的基因上，所以获取目的基因和构建基因表达载体时，应用限制酶HindⅢ和BamHⅠ．用限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割质粒后，会破坏质粒上的四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含氨苄青霉素的培养基上进行．
（3）能让目的基因开始表达的是启动子，启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度；其合成的产物是人乳铁蛋白基因转录产生的mRNA．
（4）为检测牛基因组中是否含有人乳铁蛋白基因可采用DNA分子杂交技术，一般检测目的基因是否表达里用抗原-抗体杂交的方法．
（5）过程①是将重组质粒导入受体细胞，受体若是双子叶植物和裸子植物，则采用最多的方法是农杆菌转化法．
故答案为：
（1）从基因组文库中获取目的基因
（2）HindⅢ和BamHⅠ氨苄青霉素
（3）启动子人乳铁蛋白基因转录产生的mRNA
（4）DNA分子杂交
（5）农杆菌转化法
2，4-D作为除草剂在农田中大量使用，研究认为它是某种淋巴癌的致病因子．为降低2，4-D的危害，科研人员通过基因工程技术构建了能高效降解2，4-D的基因工程菌．请回答：
（1）在农业生产上常会使用______浓度2，4-D进行麦田除草，在杀死杂草的同时却不会对小麦生长造成损害，原因是______．
（2）从被2，4-D污染的土壤中得到能降解2，4-D的细菌，从该菌提取RNA，构建______文库，进一步获得目的基因．
（3）PCR技术扩增目的基因的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在______酶作用下进行延伸，如此重复循环多次，使目的基因的量呈______形式扩增．
（4）一个基因表达载体的组成中要有标记基因，标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中______．欲知基因工程成功与否，需要进行______水平的检测，有时还需进行______水平的鉴定．
正确答案
解：（1）2，4-D是生长素类似物，其作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长．利用不同植物对2，4-D敏感程度不同（双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感），可用高浓度2，4-D进行麦田除草．
（2）从工程菌中提取RNA构建的基因文库是部分基因文库（cDNA文库）．
（3）PCR技术扩增目的基因的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）作用下进行延伸，如此重复循环多次，使目的基因的量呈指数（2n）增长．
（4）标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因．欲知基因工程成功与否，需要进行分子水平检测，有时还需进行个体生物学水平鉴定．
故答案为：
（1）高 不同植物对2，4-D敏感程度不同
（2）cDNA（或部分基因）
（3）热稳定DNA聚合（或Taq） 指数（或2n）
（4）是否含有目的基因 分子 个体生物学（或个体）
解析
解：（1）2，4-D是生长素类似物，其作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长．利用不同植物对2，4-D敏感程度不同（双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感），可用高浓度2，4-D进行麦田除草．
（2）从工程菌中提取RNA构建的基因文库是部分基因文库（cDNA文库）．
（3）PCR技术扩增目的基因的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）作用下进行延伸，如此重复循环多次，使目的基因的量呈指数（2n）增长．
（4）标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因．欲知基因工程成功与否，需要进行分子水平检测，有时还需进行个体生物学水平鉴定．
故答案为：
（1）高 不同植物对2，4-D敏感程度不同
（2）cDNA（或部分基因）
（3）热稳定DNA聚合（或Taq） 指数（或2n）
（4）是否含有目的基因 分子 个体生物学（或个体）
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