- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛，如图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的示意图．图中质粒表示基因工程中经常选用的载体-pBR322质粒，Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因．根据上图回答下列问题（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：
（1）过程②必需的酶是______，过程④必需的酶是______．⑤过程中为提高成功率，常用______溶液处理大肠杆菌．
（2）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时，则形成的DNA片段共______种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是______．
（3）如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322，完成过程④、⑤后，将三角瓶内的大肠杆菌（不含Amp、Tetr抗性质粒）先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙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．接种到甲培养基上的目的是筛选______的大肠杆菌，含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态是______．
正确答案
解：（1）过程②人生长激素信使RNA形成cDNA，表示逆转录，需要逆转录酶；过程④质粒和基因连接形成重组质粒．需要DNA连接酶发挥作用；⑤过程为转化，需要CaCl2使大肠杆菌处于易于吸收外界DNA的感受态．
（2）PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ分3种酶分别用1，2，3表示，一种酶酶切时，一共可以得到3种不同长片段；两种酶酶切时，可得到1-2，2-1，2-3，3-2，1-3，3-1六种片段；三种酶酶切，可得到1-2，2-3，3-1三种片段，与前面重复，因此一种可形成9种片段，其中含有完整四环素抗性的有3种，单独用1酶切，单独用2酶切，1和2同时酶切得到的片段，占总数的
（3）在甲中能生长的是具有四环素抗性的细菌，含有四环素抗性基因；与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒，而且目的基因插入质粒后，破坏了青霉素抗性基因，使含有目的基因的大肠杆菌不能在含有青霉素的乙培养基上生长，但四环素基因是完好的，则含有目的基因的大肠杆菌能在含有四环素的丙培养基上生长．
故答案为：
（1）反转录酶 DNA连接酶 CaCl2
（2）9
（3）含四环素抗性基因 在丙中存活，在乙中不能存活
解析
解：（1）过程②人生长激素信使RNA形成cDNA，表示逆转录，需要逆转录酶；过程④质粒和基因连接形成重组质粒．需要DNA连接酶发挥作用；⑤过程为转化，需要CaCl2使大肠杆菌处于易于吸收外界DNA的感受态．
（2）PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ分3种酶分别用1，2，3表示，一种酶酶切时，一共可以得到3种不同长片段；两种酶酶切时，可得到1-2，2-1，2-3，3-2，1-3，3-1六种片段；三种酶酶切，可得到1-2，2-3，3-1三种片段，与前面重复，因此一种可形成9种片段，其中含有完整四环素抗性的有3种，单独用1酶切，单独用2酶切，1和2同时酶切得到的片段，占总数的
（3）在甲中能生长的是具有四环素抗性的细菌，含有四环素抗性基因；与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒，而且目的基因插入质粒后，破坏了青霉素抗性基因，使含有目的基因的大肠杆菌不能在含有青霉素的乙培养基上生长，但四环素基因是完好的，则含有目的基因的大肠杆菌能在含有四环素的丙培养基上生长．
故答案为：
（1）反转录酶 DNA连接酶 CaCl2
（2）9
（3）含四环素抗性基因 在丙中存活，在乙中不能存活
（1）雌性奶牛胚胎细胞是______
A．雌性奶牛产生的卵细胞
B．雌性奶牛体内的受精卵
C．能发育成雌性奶牛的受精卵
D．从奶牛胚胎上取出的细胞，这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛
（2）此操作流程涉及的现代生物技术有动物细胞培养、______、______、______、和______．
（3）将人的血清蛋白基因导入奶牛胚胎受体细胞时，常用方法是______；选择早期胚胎细胞作为外源基因受体的原因是______．
（4）重组细胞1的特点是______．
（5）重组细胞2的特点是______．
（6）胚胎早期培养在胚胎发育培养液中，培养液的成分比较复杂，除了一些无机盐和有机盐类外，还需添加______等物质．
（7）小牛1、2、3的性别是______性，性状______．
（8）以上实例说明转基因克隆动物可以作为动物乳腺生物反应器，生产医药蛋白．在医药卫生领域，你认为除此之外，转基因克隆动物在治疗人类疾病时还有哪些用途？______．
正确答案
解：（1）雌性奶牛能分泌乳汁，需要选择雌性奶牛的胚胎，即从奶牛胚胎上取出的细胞，这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛．
（2）重组细胞1通过基因工程技术而来了，重组细胞2是通过核移植技术而来的，重组细胞2培育成早期胚胎之后，再通经过胚胎分割技术分成的若干胚胎细胞，通过胚胎移植到不同受体母牛子宫内．
（3）受体细胞是动物细胞时，常用显微注射法将人的血清蛋白基因导入奶牛胚胎受体细胞中．因为早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达，所以选择早期胚胎细胞作为外源基因受体．
（4）重组细胞1中导入了人体血清蛋白基因，因此它细胞核内DNA分子含有血清蛋白基因的特点
（5）重组细胞2是由重组细胞1的核与去核牛卵细胞组成的，依然具备发育成胚胎的可能，因为动物细胞核具有全能性．
（6）早期胚胎需要在培养液中继续培养，培养液成分一般都比较复杂，除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外，还要添加血清等物质．
（7）早期胚胎分离成的若干胚胎细胞发育成的小牛基因型是相同的，因为这些胚胎干细胞都是同一个重组细胞2经过有丝分裂得到的．重组细胞2的核来自于重组细胞1，因此为雌性动物，性状大致相同．
（8）转基因克隆动物在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植；动物乳腺生物反应器，生产医药蛋白等等作用．
故答案为：
（1）D
（2）基因工程技术 动物细胞核移植技术 胚胎分割技术 胚胎移植技术
（3）显微注射 早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达
（4）细胞核内DNA分子含有血清蛋白基因
（5）细胞核与去核卵母细胞重组，具备发育成胚胎的可能
（6）氨基酸、血清、维生素、核苷酸、激素等
（7）雌 相同
（8）转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植．
解析
解：（1）雌性奶牛能分泌乳汁，需要选择雌性奶牛的胚胎，即从奶牛胚胎上取出的细胞，这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛．
（2）重组细胞1通过基因工程技术而来了，重组细胞2是通过核移植技术而来的，重组细胞2培育成早期胚胎之后，再通经过胚胎分割技术分成的若干胚胎细胞，通过胚胎移植到不同受体母牛子宫内．
（3）受体细胞是动物细胞时，常用显微注射法将人的血清蛋白基因导入奶牛胚胎受体细胞中．因为早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达，所以选择早期胚胎细胞作为外源基因受体．
（4）重组细胞1中导入了人体血清蛋白基因，因此它细胞核内DNA分子含有血清蛋白基因的特点
（5）重组细胞2是由重组细胞1的核与去核牛卵细胞组成的，依然具备发育成胚胎的可能，因为动物细胞核具有全能性．
（6）早期胚胎需要在培养液中继续培养，培养液成分一般都比较复杂，除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外，还要添加血清等物质．
（7）早期胚胎分离成的若干胚胎细胞发育成的小牛基因型是相同的，因为这些胚胎干细胞都是同一个重组细胞2经过有丝分裂得到的．重组细胞2的核来自于重组细胞1，因此为雌性动物，性状大致相同．
（8）转基因克隆动物在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植；动物乳腺生物反应器，生产医药蛋白等等作用．
故答案为：
（1）D
（2）基因工程技术 动物细胞核移植技术 胚胎分割技术 胚胎移植技术
（3）显微注射 早期胚胎细胞具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达
（4）细胞核内DNA分子含有血清蛋白基因
（5）细胞核与去核卵母细胞重组，具备发育成胚胎的可能
（6）氨基酸、血清、维生素、核苷酸、激素等
（7）雌 相同
（8）转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异体移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可用于组织器官的移植．
常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖，自然界中一些酵母菌能分解木糖产生酒精但对酒精的耐受能力较差．下面是利用木糖发酵产生酒精的酿酒酵母的培育过程，请分析回答下列问题：
（1）将自然界中采集到的葡萄糖带回实验室，用______将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，瓶中的液体经适当稀释后，用______方法接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养，获得各种菌落．
（2）将培养基上的酵母菌菌株转接到以木糖为唯一碳源的培养基中，无氧条件下培养一周后，有些酵母菌死亡，说明这些酵母菌______．从存活的酵母菌提取DNA，并用PCR技术大量扩增目的基因．
（3）将目的基因连接到一种穿梭质粒（可以在大肠杆菌中复制和在酿酒酵母中表达的质粒）上．该质粒具有两种标记基因，即氨苄青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因．大肠杆菌被该质粒转化后，应接种于含______的培养基上进行筛选．将质粒导入酵母菌时，由于氨苄青霉素不能抑制酵母菌繁殖，应选择缺乏______能力的酿酒酵母作为受体菌．从细胞结构看，酵母菌不同于大肠杆菌的主要特点是______．
（4）对转基因酿酒酵母发酵能力进行测试，结果如图所示．
据图分析，将转基因酿酒酵母接种在______为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的______糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够______，说明所需菌株培育成功．
正确答案
解：（1）将自然界中采集到的葡萄糖带回实验室，用无菌水将葡萄皮上的野生酵母菌冲洗到无菌的三角瓶中．常用的微生物分离方法有平板划线法和稀释涂布平板法．平板划线法是用接种环在培养基表面连续划线过程中将聚集的菌体逐步分散到培养基的表面．最终分离到由一个细胞繁殖而来的菌落；稀释涂布平板法是先将菌液进行一系列梯度稀释，再涂布培养．稀释度足够高的培养液涂布的结果可形成单个菌落．
（2）以木糖为唯一碳源的培养基是选择培养基，可以筛选出能利用木糖的酵母菌，不能在该培养基上生存的酵母菌缺乏木糖发酵途径．
（3）转入质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素有抗性，故可以培养在含有氨苄青霉素的培养基上进行筛选．以缺乏尿嘧啶合成酶的酵母菌作为受体细胞，可以利用缺乏尿嘧啶的培养基筛选出导入质粒的酵母菌菌株．酵母菌是真核生物，大肠杆菌是原核生物，真核生物与原核生物相比，真核细胞有被核膜包被的成形细胞核．
（4）图示实验结果表明，将转基因酿酒酵母接种在葡萄糖和木糖为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的葡萄糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响，说明所需菌株培育成功．
故答案：（1）无菌水 涂布
（2）不能利用木糖发酵（或缺乏木糖发酵途径）
（3）氨苄青霉素 尿嘧啶合成 有核膜包围的细胞核
（4）葡萄糖和木糖 葡萄 利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响
解析
解：（1）将自然界中采集到的葡萄糖带回实验室，用无菌水将葡萄皮上的野生酵母菌冲洗到无菌的三角瓶中．常用的微生物分离方法有平板划线法和稀释涂布平板法．平板划线法是用接种环在培养基表面连续划线过程中将聚集的菌体逐步分散到培养基的表面．最终分离到由一个细胞繁殖而来的菌落；稀释涂布平板法是先将菌液进行一系列梯度稀释，再涂布培养．稀释度足够高的培养液涂布的结果可形成单个菌落．
（2）以木糖为唯一碳源的培养基是选择培养基，可以筛选出能利用木糖的酵母菌，不能在该培养基上生存的酵母菌缺乏木糖发酵途径．
（3）转入质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素有抗性，故可以培养在含有氨苄青霉素的培养基上进行筛选．以缺乏尿嘧啶合成酶的酵母菌作为受体细胞，可以利用缺乏尿嘧啶的培养基筛选出导入质粒的酵母菌菌株．酵母菌是真核生物，大肠杆菌是原核生物，真核生物与原核生物相比，真核细胞有被核膜包被的成形细胞核．
（4）图示实验结果表明，将转基因酿酒酵母接种在葡萄糖和木糖为碳源的培养基中进行发酵能力测试，最初培养基中的葡萄糖被快速消耗，随着发酵继续进行，转基因酿酒酵母能够利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响，说明所需菌株培育成功．
故答案：（1）无菌水 涂布
（2）不能利用木糖发酵（或缺乏木糖发酵途径）
（3）氨苄青霉素 尿嘧啶合成 有核膜包围的细胞核
（4）葡萄糖和木糖 葡萄 利用木糖产生酒精，并且酒精浓度升高对木糖发酵无明显影响
（1）基因工程中常用的两种酶是______和______．
（2）基因工程常用的运载体是______，其是______状的DNA分子．
（3）基因工程中最重要的步骤是______．
正确答案
解：（1）基因工程中常用的两种酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶．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．
（2）基因工程常用的运载体是质粒，主要来自原核生物，是一个小型环状DNA分子．
（3）基因工程中最重要的步骤是构建基因表达载体．
故答案为：
（1）限制酶 DNA连接酶
（2）质粒 环
（3）构建基因表达载体
解析
解：（1）基因工程中常用的两种酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶．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．
（2）基因工程常用的运载体是质粒，主要来自原核生物，是一个小型环状DNA分子．
（3）基因工程中最重要的步骤是构建基因表达载体．
故答案为：
（1）限制酶 DNA连接酶
（2）质粒 环
（3）构建基因表达载体
（1）过程（1）表示的是采取______法来获取目的基因．
（2）图中（1）过程是以______为模板，______形成DNA单链，再进一步合成DNA双链．
（3）图中（2）所示为______，它含有目的基因．
（4）图中（3）过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，主要是借鉴细菌或病毒______细菌的途径．一般将受体大肠杆菌用______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．
正确答案
解：（1）由图可知，过程（1）表示以生长素的RNA为模板逆转录合成目的基因．
（2）图中（1）过程是以生长素的RNA为模板，逆转录形成DNA单链，再进一步合成DNA双链．
（3）图中（2）所示为重组质粒（基因表达载体），它含有目的基因．
（4）图中（3）是将目的基因导入受体细胞的过程，利用了细菌或病毒天然的侵染 能力，当受体细胞是微生物细胞是，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，以增大细胞壁的通透性，使细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞．
故答案为：
（1）逆转录法
（2）生长素的RNA 逆转录
（3）重组质粒
（4）侵染 CaCl2 细胞壁
解析
解：（1）由图可知，过程（1）表示以生长素的RNA为模板逆转录合成目的基因．
（2）图中（1）过程是以生长素的RNA为模板，逆转录形成DNA单链，再进一步合成DNA双链．
（3）图中（2）所示为重组质粒（基因表达载体），它含有目的基因．
（4）图中（3）是将目的基因导入受体细胞的过程，利用了细菌或病毒天然的侵染 能力，当受体细胞是微生物细胞是，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，以增大细胞壁的通透性，使细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞．
故答案为：
（1）逆转录法
（2）生长素的RNA 逆转录
（3）重组质粒
（4）侵染 CaCl2 细胞壁
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