- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码．具有纯合突变基因（dd）的斑马鱼胚胎会发出红色荧光．利用转基因技术将绿色荧光蛋白（G）基因整合斑马鱼17号染色体．带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光．未整合G基因的染色体对应位点表示为g．用个体M和N进行如下杂交实验．
（1）在上述转基因实验中，将G基因与______重组，需要的两类酶有和______．将重组质粒成功地显微注射到斑马鱼受精卵中，胚胎没有发出绿色荧光，说明______．
（2）杂交后，出现红﹒绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎的原因是亲代______（填“M”或“N”）的初级精（卵）母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的______发生了交换，导致染色体发生______．
（3）根据上述杂交实验推测：子代中只发出绿色荧光的个体与只发出红色荧光的个体杂交，产生的后代个体中发红﹒绿荧光的概率是______．
正确答案
解：（1）由题目可知，转基因的过程是用到同一种限制性核酸内切酶去切割目的基因和运载体，再DNA连接酶，构建基因表达载体，将重组质粒用显微注射法导入动物细胞受精卵，整合后的G如果得到表达，胚胎会发出绿色荧光．胚胎如果没有发出绿色荧光，说明荧光基因未成功表达．
（2）M（Ddgg）×N（DdGg）→红•绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎，可能是亲代N的初级精（卵）母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致染色体上的基因重组．
（3）杂交试验是应用孟德尔的遗传规律，十七号染色体上存在等位基因D，d，有纯合基因dd存在的时候，胚胎红色荧光，D_无红色荧光．转基因G_表达绿色荧光和D在同一条染色体上连锁，没有绿色荧光的基因型是gg．
由于N的基因型是DdGg，因此可推知亲代M的基因型是Ddgg，子代只发出绿色荧光的胚胎基因型包括：DDGg，DdGg．基因型为DDGg的个体与子代中红色荧光个体（ddgg）杂交，不可能产生ddGg后代；由于DdGg的基因分布为DG∥dg，因此它与子代中红色荧光个体（ddgg）杂交，也不可能产生ddGg后代．
故答案为：
（1）运载体（或质粒） 限制酶（或限制性内切酶或限制性核酸内切酶）、DNA连接酶 荧光基因未成功表达
（2）N 非姐妹染色单体 基因重组
（3）0
解析
解：（1）由题目可知，转基因的过程是用到同一种限制性核酸内切酶去切割目的基因和运载体，再DNA连接酶，构建基因表达载体，将重组质粒用显微注射法导入动物细胞受精卵，整合后的G如果得到表达，胚胎会发出绿色荧光．胚胎如果没有发出绿色荧光，说明荧光基因未成功表达．
（2）M（Ddgg）×N（DdGg）→红•绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎，可能是亲代N的初级精（卵）母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致染色体上的基因重组．
（3）杂交试验是应用孟德尔的遗传规律，十七号染色体上存在等位基因D，d，有纯合基因dd存在的时候，胚胎红色荧光，D_无红色荧光．转基因G_表达绿色荧光和D在同一条染色体上连锁，没有绿色荧光的基因型是gg．
由于N的基因型是DdGg，因此可推知亲代M的基因型是Ddgg，子代只发出绿色荧光的胚胎基因型包括：DDGg，DdGg．基因型为DDGg的个体与子代中红色荧光个体（ddgg）杂交，不可能产生ddGg后代；由于DdGg的基因分布为DG∥dg，因此它与子代中红色荧光个体（ddgg）杂交，也不可能产生ddGg后代．
故答案为：
（1）运载体（或质粒） 限制酶（或限制性内切酶或限制性核酸内切酶）、DNA连接酶 荧光基因未成功表达
（2）N 非姐妹染色单体 基因重组
（3）0
口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防．疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1．科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如图所示．请据图回答．
（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VP1基因可用______的方法合成DNA，利用该方法可构建______文库．
（2）如想大量获得VP1基因，可利用______技术，该技术需要的酶为______．
（3）进行过程⑤之前需要在培养基中添加______从而筛选出含有重组质粒的叶片小段，并且培养基及所有的器械都要进行______处理．进行过程⑤时应注意控制的外界条件是______．
（4）该转基因番茄产生的配子中______含有VP1基因．
A．一定 B．一定不 C．不一定．
正确答案
解：（1）由于该病毒的遗传物质是RNA，故要获得目的基因可以采用逆转录的方法，获得的基因文库称为cDNA文库；
（2）要想获得大量的目的基因，可以采用PCR技术，需要的酶是耐高温的DNA聚合酶（即TaqDNA聚合酶）；
（3）从图中可以看出标记基因为卡那霉素抗性基因，故培养基中要添加卡那霉素从而筛选出含重组DNA的受体细胞，进行植物组织培养时的培养基和器械都要进行灭菌处理．过程⑤为脱分化，不需要光；
（4）基因工程得到的受体细胞中，外源基因一般位于一对同源染色体中的一条上，故形成的配子中不一定含有目的基因．
故答案为：（1）逆转录 部分基因（cDNA）
（2）PCR 热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
（3）卡那霉素 灭菌 避光
（4）C
解析
解：（1）由于该病毒的遗传物质是RNA，故要获得目的基因可以采用逆转录的方法，获得的基因文库称为cDNA文库；
（2）要想获得大量的目的基因，可以采用PCR技术，需要的酶是耐高温的DNA聚合酶（即TaqDNA聚合酶）；
（3）从图中可以看出标记基因为卡那霉素抗性基因，故培养基中要添加卡那霉素从而筛选出含重组DNA的受体细胞，进行植物组织培养时的培养基和器械都要进行灭菌处理．过程⑤为脱分化，不需要光；
（4）基因工程得到的受体细胞中，外源基因一般位于一对同源染色体中的一条上，故形成的配子中不一定含有目的基因．
故答案为：（1）逆转录 部分基因（cDNA）
（2）PCR 热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
（3）卡那霉素 灭菌 避光
（4）C
下图为绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育示意图，GFP为绿色荧光蛋白基因，请据图回答：
（1）过程①将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也是最有效的方法是______．然后，通过______技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上．
（2）猪胎儿成纤维细胞培养过程中，细胞贴壁生长，数量不断增多，往往会发生______现象，此时需要用______等处理分散成细胞悬液．为了防止培养过程中的污染，通常还要在细胞培养液中添加一定量的______．
（3）过程②实现的关键是对母猪进行______处理．除此方法之外，还可以从屠宰场的雌猪______中获取卵母细胞，采集到的卵母细胞需培养到______期才可以进行过程③．
（4）过程③表示______，过程⑤表示______．
正确答案
解：（1）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．检测目的基因（绿色荧光蛋白基因是）否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上，可以采用DNA分子杂交技术．
（2）猪胎儿成纤维细胞培养过程中，细胞贴满瓶壁后往往会发生接触抑制现象，此时需要用胰蛋白酶处理，将其分散成细胞悬液，再分瓶继续培养．为了防止培养过程中的污染，还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素．
（3）过程②是卵母细胞的采集，为了获取大量的卵母细胞，需要对母猪注射促性腺激素，使其超数排卵进行．除此方法之外，还可以从屠宰场的雌猪卵巢中获取卵母细胞，但采集到的卵母细胞还不成熟，需培养到减数第二次分裂中（MⅡ中期）才可以进行过程③．
（4）由以上分析可知：过程③表示核移植，过程⑤表示胚胎移植．
故答案：（1）显微注射法 DNA分子杂交
（2）接触抑制 胰蛋白酶 抗生素
（3）注射促性腺激素 卵巢 减数第二次分裂中（MⅡ中）
（4）核移植 胚胎移植
解析
解：（1）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．检测目的基因（绿色荧光蛋白基因是）否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上，可以采用DNA分子杂交技术．
（2）猪胎儿成纤维细胞培养过程中，细胞贴满瓶壁后往往会发生接触抑制现象，此时需要用胰蛋白酶处理，将其分散成细胞悬液，再分瓶继续培养．为了防止培养过程中的污染，还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素．
（3）过程②是卵母细胞的采集，为了获取大量的卵母细胞，需要对母猪注射促性腺激素，使其超数排卵进行．除此方法之外，还可以从屠宰场的雌猪卵巢中获取卵母细胞，但采集到的卵母细胞还不成熟，需培养到减数第二次分裂中（MⅡ中期）才可以进行过程③．
（4）由以上分析可知：过程③表示核移植，过程⑤表示胚胎移植．
故答案：（1）显微注射法 DNA分子杂交
（2）接触抑制 胰蛋白酶 抗生素
（3）注射促性腺激素 卵巢 减数第二次分裂中（MⅡ中）
（4）核移植 胚胎移植
（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VPⅠ基因可通过______方法获得．
（2）如图2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用这种双酶切的方法构建重组质粒的优点是______．
（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，（1kb=1000对碱基）其中EF区域长度为0.2kb，GE区域长度为0.8kb，FH区域长度为0.5kb．现分别用限制酶C、D切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶C切割成1.6kb和3.1kb两个片段，被酶D切割成1.2kb和3.5kb两个片段．据酶切结果判断VPⅠ基因大小为______kb，并将目的基因内部的酶C、酶D切割位点用相应的字母标注在答案纸的对应位置______．
（4）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和______等激素外，还需要添加______筛选出含有重组质粒的叶片小段．
（5）获得表达VPⅠ蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定．具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的______的数量．
正确答案
解：（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，可以以RNA为模板逆转录获得VPI基因．
（2）用限制酶A、B切割出的末端完全不同，这样可以防止目的基因、运载体自身环化，也能防止目的基因和运载体反向连接，即可以保证目的基因和质粒的定向连接．
（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，其中EF区域长度为0.2kb，所以切去EF段后的质粒长度为3.7-0.2=3.5kb．现用限制酶G切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，可知重组质粒pZHZ2的总长度为1.6+3.1=4.7kb，所以VPI基因长度为4.7-3.5=1.2kb．重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.8kb，单独用限制酶G切割后产生1.6kb和3.1kb两个片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H酶的酶切位点距F0.5kb，用H单独酶切后产生1.2kb和3.5kb两个片段，说明在重组质粒中含有一个H的酶切位点，根据题中信息提示“目的基因内部的酶G、酶H切割位点标注在图上”，可确定在EF之间分别含有G和H的一个识别位点．可断定G的识别位点，在距离E点右侧0.8kb处，H的识别位点在距F左侧0.7kb处，如下图所示：
（4）过程⑥表示将受体细胞培养成植株的过程，需采用植物组织培养技术．由图可知，重组质粒上含有卡那霉素抗性基因，可用于筛选出含有重组质粒的叶片小段，所以培养基中除了加入各种必需营养物质和生长素和细胞分裂素等激素外，还需要添加卡那霉素．
（5）VPI基因表达产生的VPI蛋白注射到豚鼠体内，能作为抗原引起小鼠发生免疫反应产生抗体，所以可以通过检测豚鼠血液内口蹄疫病毒抗体的数量来检测疫苗的免疫效力．
故答案为：
（1）逆转录
（2）保证了目的基因和质粒的定向连接
（3）1.2kb
（4）生长素和细胞分裂素 卡那霉素
（5）口蹄疫病毒抗体
解析
解：（1）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，可以以RNA为模板逆转录获得VPI基因．
（2）用限制酶A、B切割出的末端完全不同，这样可以防止目的基因、运载体自身环化，也能防止目的基因和运载体反向连接，即可以保证目的基因和质粒的定向连接．
（3）已知质粒pZHZ1的长度为3.7kb，其中EF区域长度为0.2kb，所以切去EF段后的质粒长度为3.7-0.2=3.5kb．现用限制酶G切割重组质粒pZHZ2样品，结果被酶G切割成1.6kb和3.1kb两个片段，可知重组质粒pZHZ2的总长度为1.6+3.1=4.7kb，所以VPI基因长度为4.7-3.5=1.2kb．重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.8kb，单独用限制酶G切割后产生1.6kb和3.1kb两个片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H酶的酶切位点距F0.5kb，用H单独酶切后产生1.2kb和3.5kb两个片段，说明在重组质粒中含有一个H的酶切位点，根据题中信息提示“目的基因内部的酶G、酶H切割位点标注在图上”，可确定在EF之间分别含有G和H的一个识别位点．可断定G的识别位点，在距离E点右侧0.8kb处，H的识别位点在距F左侧0.7kb处，如下图所示：
（4）过程⑥表示将受体细胞培养成植株的过程，需采用植物组织培养技术．由图可知，重组质粒上含有卡那霉素抗性基因，可用于筛选出含有重组质粒的叶片小段，所以培养基中除了加入各种必需营养物质和生长素和细胞分裂素等激素外，还需要添加卡那霉素．
（5）VPI基因表达产生的VPI蛋白注射到豚鼠体内，能作为抗原引起小鼠发生免疫反应产生抗体，所以可以通过检测豚鼠血液内口蹄疫病毒抗体的数量来检测疫苗的免疫效力．
故答案为：
（1）逆转录
（2）保证了目的基因和质粒的定向连接
（3）1.2kb
（4）生长素和细胞分裂素 卡那霉素
（5）口蹄疫病毒抗体
苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡．
研究人员将表达这种毒蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中，培育出一批转基因抗螟水稻．请回答：
（1）若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的______．
（2）选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到F1，从F1中选取一株进行自交得到F2，F2的结果如下表：
分析表中数据可知，控制这两对性状的基因位于______染色体上，所选F1植株的表现型为______．亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有______种．
（3）现欲试种这种抗螟水稻，需检验其是否为纯合子，需用抗螟虫水稻与不抗螟虫水稻杂交则：
______，该抗螟虫水稻为纯合体；
（4）上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病（抗稻瘟病为显性性状），请简要分析可能的原因．
①______．
②______．
正确答案
解：（1）染色体主要由DNA和蛋白质组成，若抗螟虫基因整合到水稻的某一染色体上，则该染色体上的基因的碱基序列会发生改变，因此要确定抗螟虫基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的碱基排列顺序．
（2）分析表中数据可知，F2的表现型及比例为抗螟非糯性：抗螟糯性：不抗螟非糯性：不抗螟糯性≈9：3：3：1，符合基因自由组合定律，因此控制这两对性状的基因位于两对非同源染色体上．F2中抗螟：不抗螟≈3：1，非糯性：糯性≈3：1，说明抗螟相对于不抗螟是显性性状，非糯性相对于糯性为显性性状，因此F1植侏的表现型为非糯性抗螟水稻，亲本中抗螟非糯性水稻的基因型最多有4种．
（3）纯合体能稳定遗传，后代不会发生性状分离．
（4）抗螟水稻均能抗稻瘟病，其原因可能是：抗虫基因能抑制稻瘟病的病原体表达；抗虫基因表达产生的毒蛋白也能杀死稻瘟病的病原体．
故答案为：
（1）碱基排列顺序
（2）两对非同源 抗螟费糯型 4种
（3）不出现性状分离
（4）抗虫基因能抑制稻瘟病的病原体表达 抗虫基因表达产生的毒蛋白也能杀死稻瘟病的病原体
解析
解：（1）染色体主要由DNA和蛋白质组成，若抗螟虫基因整合到水稻的某一染色体上，则该染色体上的基因的碱基序列会发生改变，因此要确定抗螟虫基因是否已整合到水稻的某一染色体上，方法之一是测定该染色体的碱基排列顺序．
（2）分析表中数据可知，F2的表现型及比例为抗螟非糯性：抗螟糯性：不抗螟非糯性：不抗螟糯性≈9：3：3：1，符合基因自由组合定律，因此控制这两对性状的基因位于两对非同源染色体上．F2中抗螟：不抗螟≈3：1，非糯性：糯性≈3：1，说明抗螟相对于不抗螟是显性性状，非糯性相对于糯性为显性性状，因此F1植侏的表现型为非糯性抗螟水稻，亲本中抗螟非糯性水稻的基因型最多有4种．
（3）纯合体能稳定遗传，后代不会发生性状分离．
（4）抗螟水稻均能抗稻瘟病，其原因可能是：抗虫基因能抑制稻瘟病的病原体表达；抗虫基因表达产生的毒蛋白也能杀死稻瘟病的病原体．
故答案为：
（1）碱基排列顺序
（2）两对非同源 抗螟费糯型 4种
（3）不出现性状分离
（4）抗虫基因能抑制稻瘟病的病原体表达 抗虫基因表达产生的毒蛋白也能杀死稻瘟病的病原体
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