- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
回答有关基因工程、蛋白质工程和生态工程的问题．
（1）果蝇是基因组研究的模式生物，果蝇单倍体基因组含有______条染色体．以果蝇细胞的mRNA为模板，逆转录所得的基因文库称为______．
（2）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：______、基因表达载体的构建、______、目的基因的检测和表达．
（3）将干扰素中的一个半胱氨酸修改为丝氨酸，可以延长干扰素在体外的保存期，主要运用了______这种生物工程技术．
（4）生态工程建设的目的就是遵循自然界______的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和______的同步发展．
正确答案
解：（1）由于果蝇的性别决定是XY型，体细胞中含有3对常染色体和一对性染色体，所以果蝇单倍体基因组含有3+XY共5条染色体．以果蝇细胞的mRNA为模板，逆转录所得的基因文库称为cDNA文库．
（2）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达．
（3）将干扰素中的一个半胱氨酸修改为丝氨酸，可以延长干扰素在体外的保存期，主要运用了蛋白质工程技术．
（4）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展．
故答案为：
（1）5 cDNA文库
（2）目的基因的获取 将目的基因导入受体细胞
（3）蛋白质工程
（4）物质循环 生态效益
解析
解：（1）由于果蝇的性别决定是XY型，体细胞中含有3对常染色体和一对性染色体，所以果蝇单倍体基因组含有3+XY共5条染色体．以果蝇细胞的mRNA为模板，逆转录所得的基因文库称为cDNA文库．
（2）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达．
（3）将干扰素中的一个半胱氨酸修改为丝氨酸，可以延长干扰素在体外的保存期，主要运用了蛋白质工程技术．
（4）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展．
故答案为：
（1）5 cDNA文库
（2）目的基因的获取 将目的基因导入受体细胞
（3）蛋白质工程
（4）物质循环 生态效益
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达．但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选．已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，请据图回答：
（1）过程①所需要的酶是______．
（2）在构建基因表达载体的过程中，应用限制酶______切割质粒，用限制酶______切割目的基因．用限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过______原则进行连接．人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是______．
（3）在过程③中一般将受体大肠杆菌用______进行处理，以增大______的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（4）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，得到如图a所示的结果（圆点表示菌落），
该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了______，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b所示的结果（圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置）．与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是______，这些大肠杆菌中导入了______．
（5）人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______．目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______．
正确答案
解：（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．
（2）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存）；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口，这个切口上带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好通过碱基互补配对进行连接．来源不同的DNA之所以能发生重新组合，主要原因是两者的结构基础相同，都是双螺旋结构，基本组成单位都是脱氧核苷酸等．
（3）在目的基因导入微生物细胞时，一般用CaCl2处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（4）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素，说明这些细菌中导入了重组质粒．
（5）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达．目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程包括转录和翻译，即生长激素基因→mRNA→生长激素．
故答案为：
（1）逆转录酶
（2）ⅠⅡ碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同
（3）CaCl2溶液 细胞壁
（4）普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素而不抗四环素 重组质粒
（5）二者共用一套密码子 生长激素基因→mRNA→生长激素
解析
解：（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．
（2）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存）；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口，这个切口上带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好通过碱基互补配对进行连接．来源不同的DNA之所以能发生重新组合，主要原因是两者的结构基础相同，都是双螺旋结构，基本组成单位都是脱氧核苷酸等．
（3）在目的基因导入微生物细胞时，一般用CaCl2处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（4）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素，说明这些细菌中导入了重组质粒．
（5）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达．目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程包括转录和翻译，即生长激素基因→mRNA→生长激素．
故答案为：
（1）逆转录酶
（2）ⅠⅡ碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同
（3）CaCl2溶液 细胞壁
（4）普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素而不抗四环素 重组质粒
（5）二者共用一套密码子 生长激素基因→mRNA→生长激素
干旱、除草剂等因素都会影响农作物产量，科学家们对此进行了研究．
（1）研究发现，多数抗旱作物会产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到，根本原因是______．
（2）图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理，相关基因用R和r表示．若被检植物发生A现象，不发生B、C现象，则被检植物的基因型为______．图中用PCR技术扩增R或r基因时，需要用______寻找抗旱基因的位置．
（3）EPSPS是叶绿体中的一种酶，能催化芳香族氨基酸合成；草甘膦是一种除草剂，它能竞争性抑制EPSPS的作用，破坏叶绿体结构，使植物死亡，原因是______．
（4）研究人员利用如图所示方法成功培育出抗草甘膦大豆，据图分析
要测定EPSPS基因是否整合到大豆的某一染色体上，可用______方法，或直接测定该染色体DNA的______．上述过程③需将胚尖首先放入含______的侵染液中处理，然后再转入到含______的培养基中筛选出抗性芽，再经④过程形成抗草甘膦的大豆植株．
正确答案
解：（1）根部细胞和叶肉细胞都是由受精卵发育而来，但所含代谢产物不同，这是由于细胞发生了分化，而细胞分化的实质是基因的选择性表达．
（2）被检植物发生A现象，不发生B、C现象，即r探针没有形成杂交环，所以被检植物的基因型为RR．用PCR技术扩增R或r基因时，需要用引物寻找抗旱基因的位置．
（3）EPSPS能催化芳香族氨基酸合成，而草甘膦能竞争性抑制EPSPS的作用，影响芳香族氨基酸的合成，从而接影响蛋白质的合成，破坏叶绿体结构，使植物死亡．
（4）检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上，可采用DNA分子杂交技术，或直接测定该染色体DNA的碱基排列顺序．过程③属于将目的基因导入受体细胞，常用农杆菌转化法，所以要将胚尖首先放入含农杆菌的侵染液中处理，然后再转入到含草甘膦的培养基中筛选出抗性芽，再经④植物组织培养过程形成抗草甘膦的大豆植株．
故答案为：
（1）基因选择性表达
（2）RR 引物
（3）氨基酸合成受阻直接影响蛋白质合成
（4）DNA分子杂交 碱基（脱氧核苷酸）排列顺序（序列） 农杆菌 草甘膦
解析
解：（1）根部细胞和叶肉细胞都是由受精卵发育而来，但所含代谢产物不同，这是由于细胞发生了分化，而细胞分化的实质是基因的选择性表达．
（2）被检植物发生A现象，不发生B、C现象，即r探针没有形成杂交环，所以被检植物的基因型为RR．用PCR技术扩增R或r基因时，需要用引物寻找抗旱基因的位置．
（3）EPSPS能催化芳香族氨基酸合成，而草甘膦能竞争性抑制EPSPS的作用，影响芳香族氨基酸的合成，从而接影响蛋白质的合成，破坏叶绿体结构，使植物死亡．
（4）检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上，可采用DNA分子杂交技术，或直接测定该染色体DNA的碱基排列顺序．过程③属于将目的基因导入受体细胞，常用农杆菌转化法，所以要将胚尖首先放入含农杆菌的侵染液中处理，然后再转入到含草甘膦的培养基中筛选出抗性芽，再经④植物组织培养过程形成抗草甘膦的大豆植株．
故答案为：
（1）基因选择性表达
（2）RR 引物
（3）氨基酸合成受阻直接影响蛋白质合成
（4）DNA分子杂交 碱基（脱氧核苷酸）排列顺序（序列） 农杆菌 草甘膦
加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶，该酶可用于对抗生化武器．如图是转基因山羊的培育过程示意图，请据图回答问题（山羊为二倍体）：
（1）在上述操作中，目的基因是______基因．
（2）胚胎工程是指对动物的早期胚胎或______所进行的多种显微操作和处理技术．图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是______．
（3）从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到______期才能完成受精作用，此时细胞中的染色体组数是______．为了获得更多的卵母细胞，往往需要向雌性山羊体内注入______激素．受精过程中防止多精入卵的屏障是______．
（4）要同时获得多只与此转基因山羊遗传物质相同的小羊，可对囊胚进行______．
（5）下列不属于生物武器特点的是______（单选）．
A．致病力强，传染性大 B．污染面积大，危害时间长
C．有潜伏期，传染途径多 D．造价高，技术难度大．
正确答案
解：（1）由于加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶，该酶可用于对抗生化武器，所以目的基因是丁酰胆碱酯酶基因．
（2）胚胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术．图中⑦是胚胎移植．
（3）从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能完成受精作用，此时细胞中不含同源染色体，着丝点没有分裂，所以只含1个染色体组数．为了获得更多的卵母细胞，往往需要向雌性山羊体内注入促性腺激素，使其超数排卵．受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应．
（4）来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要同时获得多只与此转基因山羊遗传物质相同的小羊，可对囊胚进行胚胎分割．
（5）生物武器种类：包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等．把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平民造成大规模杀伤后果．生物武器的特点：①单位面积效应大；②有特定的伤害对象；③致病力强，具有传染性；④危害时间久；⑤不易被发现和鉴定；⑥使用者本身易受伤害；⑦生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任何地方研制和生产．故选：D．
故答案为：
（1）丁酰胆碱酯酶
（2）配子 胚胎移植
（3）MII中（或减数第二次分裂中） 1 促性腺 卵细胞膜反应
（4）胚胎分割
（5）D
解析
解：（1）由于加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶，该酶可用于对抗生化武器，所以目的基因是丁酰胆碱酯酶基因．
（2）胚胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术．图中⑦是胚胎移植．
（3）从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能完成受精作用，此时细胞中不含同源染色体，着丝点没有分裂，所以只含1个染色体组数．为了获得更多的卵母细胞，往往需要向雌性山羊体内注入促性腺激素，使其超数排卵．受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应．
（4）来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要同时获得多只与此转基因山羊遗传物质相同的小羊，可对囊胚进行胚胎分割．
（5）生物武器种类：包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等．把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平民造成大规模杀伤后果．生物武器的特点：①单位面积效应大；②有特定的伤害对象；③致病力强，具有传染性；④危害时间久；⑤不易被发现和鉴定；⑥使用者本身易受伤害；⑦生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任何地方研制和生产．故选：D．
故答案为：
（1）丁酰胆碱酯酶
（2）配子 胚胎移植
（3）MII中（或减数第二次分裂中） 1 促性腺 卵细胞膜反应
（4）胚胎分割
（5）D
【选修三】
Ⅰ．如图为培育转基因抗虫棉的技术流程，请据图回答：
（1）过程①是______，其组成除了目的基因外还必须有______、______以及标记基因．
（2）在利用构建重组质粒的过程中，常需使用______酶和______酶．
（3）过程②采用最多的方法是______，检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上可采用______．
Ⅱ．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用．如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程．
（1）培育“试管牛”过程中，采用激素处理可使良种母牛一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是______．要使精子和卵母细胞在体外成功结合，从良种公牛采集的精子一般放在______溶液中使其______后才能进行受精作用．
（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供______气体以维持______．
（3）图中过程A称为______，若要通过该过程获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到______时期的胚胎进行______处理，再植入到受体母牛子宫内．
正确答案
解：I（1）过程①是将目的基因和质粒重组成重组质粒的过程是基因表达载体的构建，基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．
（2）构建基因表达载体过程需要用同一种限制酶切割目的基因和运载体，是它们露出相同的末端，再用DNA连接酶连接目的基因和运载体．
（3）受体细胞是棉花细胞是双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因导入到受体细胞中．可采用DNA分子杂交技术检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上．
II
（1）卵母细胞的采集主要用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子体外受精．收集的精子必须要经过获能才可以进行受精过程．可将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液．
（2）在体外培养受精卵时，要给予一定培养条件，如气体条件：95%空气（细胞代谢必需的）和5% CO2（维持培养液的PH）
（3）图中过程A称为胚胎移植，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行胚胎分割可以获得具有相同的遗传物质的后代，因为它们来自于同一个胚胎．
故答案为：
Ⅰ（1）基因表达载体的构建 启动子 终止子
（2）限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（3）农杆菌转化法 DNA分子杂交技术
Ⅱ（1）促性腺激素 一定浓度的肝素（或钙离子载体A23187）获能
（2）CO2 培养液（基）的pH
（3）胚胎移植 桑椹胚或囊胚 胚胎分割
解析
解：I（1）过程①是将目的基因和质粒重组成重组质粒的过程是基因表达载体的构建，基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．
（2）构建基因表达载体过程需要用同一种限制酶切割目的基因和运载体，是它们露出相同的末端，再用DNA连接酶连接目的基因和运载体．
（3）受体细胞是棉花细胞是双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因导入到受体细胞中．可采用DNA分子杂交技术检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上．
II
（1）卵母细胞的采集主要用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子体外受精．收集的精子必须要经过获能才可以进行受精过程．可将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液．
（2）在体外培养受精卵时，要给予一定培养条件，如气体条件：95%空气（细胞代谢必需的）和5% CO2（维持培养液的PH）
（3）图中过程A称为胚胎移植，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行胚胎分割可以获得具有相同的遗传物质的后代，因为它们来自于同一个胚胎．
故答案为：
Ⅰ（1）基因表达载体的构建 启动子 终止子
（2）限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（3）农杆菌转化法 DNA分子杂交技术
Ⅱ（1）促性腺激素 一定浓度的肝素（或钙离子载体A23187）获能
（2）CO2 培养液（基）的pH
（3）胚胎移植 桑椹胚或囊胚 胚胎分割
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