- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
禽流感是由甲型流感病毒引起的一种禽类疾病综合征，后来引起人类流感，治疗该类流感的最好方法是注射疫苗．如图为H5N1疫苗生产过程示意图，请据图回答下列问题．
（1）要获得目的基因，首先要以合成H5N1病毒蛋白的RNA为模板合成病毒蛋白的DNA，过程①指的是______，过程③构建重组质粒的过程需要的工具酶是______．
（2）基因工程中除质粒外，______和______也可作为运载体．
（3）一般情况下，过程④首先要用______将大肠杆菌处理成感受态的细胞后才能作为受体细胞．
（4）为检测目的基因是否导入受体细胞，常常要借助载体上______的表达；要准确的方法是在含有______的DNA片段上用放射性同位素标记，以此探针与基因组DNA杂交．最后还要检测目的基困是否翻译成了病毒蛋白质，利用的技术是______．
正确答案
解：
（1）在体外，人工以RNA为模板合成DNA的过程成为反转录．构建重组质粒时需要DNA连接酶连接目的基因和运载体的末端．
（2）常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．
（3）将目的基因导人微生物细胞时，用Ca2+处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合（在缓冲液中）→一定温度下，感受态细胞吸收DNA分子，完成转化．
（4）目的基因的检测与鉴定，常用基因探针--用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因DNA片段．Ⅰ、分子水平上的检测
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术
Ⅱ、个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
故答案为：
（1）反转录 DNA连接酶
（2）λ噬菌体的衍生物 动植物病毒
（3）钙离子
（4）标记基因 H5N1病毒蛋白的基因 抗原-抗体杂交技术
解析
解：
（1）在体外，人工以RNA为模板合成DNA的过程成为反转录．构建重组质粒时需要DNA连接酶连接目的基因和运载体的末端．
（2）常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．
（3）将目的基因导人微生物细胞时，用Ca2+处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合（在缓冲液中）→一定温度下，感受态细胞吸收DNA分子，完成转化．
（4）目的基因的检测与鉴定，常用基因探针--用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因DNA片段．Ⅰ、分子水平上的检测
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术
Ⅱ、个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
故答案为：
（1）反转录 DNA连接酶
（2）λ噬菌体的衍生物 动植物病毒
（3）钙离子
（4）标记基因 H5N1病毒蛋白的基因 抗原-抗体杂交技术
（1）科学家首先需要通过______扩增出大量的野生型蓝藻的chlL基因，将其导入pUC118中获得重组质粒1．在含有半乳糖的平板上，菌落呈______色的是成功导入重组质粒1的细菌形成的．
（2）将野生型蓝藻和突变型蓝藻分别放在含有红霉素的液体培养基中培养，野生型蓝藻会______；而在不含红霉素的液体培养基中分别培养时，出现______的现象，才能说明突变型蓝藻chlL基因的部分片段缺失不影响其正常的生长繁殖．
（3）已知蓝藻叶绿素的合成有两条途径，依赖光的合成和不依赖光的合成，分别提取在光下和黑暗环境中培养的野生型和突变型蓝藻的叶绿素，其含量见下表：
由上表数据可以得出的结论是______．
正确答案
解：（1）PCR技术能在短时间内大量扩增目的基因（野生型蓝藻的chlL基因）．由图可知，目的基因插入质粒pUC118后，lacZ基因被破坏，因此导入重组质粒1的细菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．
（2）野生型蓝藻不含红霉素抗性基因，而突变型蓝藻含有红霉素抗性基因，所以将野生型蓝藻和突变型蓝藻分别放在含有红霉素的液体培养基中培养时，野生型蓝藻会死亡；而在不含红霉素的液体培养基中分别培养时，出现野生型蓝藻与突变型蓝藻生长情况相同的现象，这才能说明突变型蓝藻chlL基因的部分片段缺失不影响其正常的生长繁殖．
（3）由表格可知，野生型蓝藻在光下培养和在黑暗中培养时，叶绿素的含量相差不大，而突变型蓝藻蓝藻在光下培养和在黑暗中培养时，叶绿素的含量相差很大，说明蓝藻的chlL基因调控的是叶绿素不依赖光的合成途径．
故答案：（1）PCR（或：聚合酶链式反应） 白
（2）死亡（不生长） 野生型蓝藻与突变型蓝藻生长情况相同
（3）蓝藻的chlL基因调控的是叶绿素不依赖光的合成途径（或：蓝藻的chlL基因缺失会阻挡叶绿素不依赖光的合成途径）
解析
解：（1）PCR技术能在短时间内大量扩增目的基因（野生型蓝藻的chlL基因）．由图可知，目的基因插入质粒pUC118后，lacZ基因被破坏，因此导入重组质粒1的细菌在含有半乳糖的平板上，形成白色菌落．
（2）野生型蓝藻不含红霉素抗性基因，而突变型蓝藻含有红霉素抗性基因，所以将野生型蓝藻和突变型蓝藻分别放在含有红霉素的液体培养基中培养时，野生型蓝藻会死亡；而在不含红霉素的液体培养基中分别培养时，出现野生型蓝藻与突变型蓝藻生长情况相同的现象，这才能说明突变型蓝藻chlL基因的部分片段缺失不影响其正常的生长繁殖．
（3）由表格可知，野生型蓝藻在光下培养和在黑暗中培养时，叶绿素的含量相差不大，而突变型蓝藻蓝藻在光下培养和在黑暗中培养时，叶绿素的含量相差很大，说明蓝藻的chlL基因调控的是叶绿素不依赖光的合成途径．
故答案：（1）PCR（或：聚合酶链式反应） 白
（2）死亡（不生长） 野生型蓝藻与突变型蓝藻生长情况相同
（3）蓝藻的chlL基因调控的是叶绿素不依赖光的合成途径（或：蓝藻的chlL基因缺失会阻挡叶绿素不依赖光的合成途径）
人的血清白蛋白（HSA）在临床上需求量很大，通常从人血中提取．但由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重．应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障．如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图1回答：
（1）在此工程过程中涉及到的细胞水平的现代生物技术主要有：______．
（2）在基因工程中，我们称②为______，在②进入③之前要用______等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是______．
（3）图1中①一般经______处理可以得到③，从③到④过程中一般利用未受精的卵细胞去核后做为受体，而不用普通的体细胞，原因是：______．
（4）从图2A-D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法，把⑤送入⑥的最佳时期是______．
（5）⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和______最相拟，为什么？______，如果②的数量太少，常用______来扩增．要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求⑦的性染色体组成是______．
（6）用这种方法生产药物与工厂化生产药物的优越性在于______．⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，因而被称为______．
正确答案
解：（1）③取核与未受精的卵细胞去核后形成④应用了核移植技术，图中荷斯坦奶牛组织分散成单个细胞可采用动物细胞培养技术，未受精的卵细胞需要培养到减数第二次分裂中才可以去核．
（2）图中显示将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，则血清白蛋白是基因工程的产物，即②为目的基因．基因表达载体的构建是基因工程的核心．目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．此过程需要限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体等工具．将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术．
（3）用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织分散成单个细胞，由于卵细胞大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性，所以常用卵细胞做受体细胞．
（4）进行胚胎移植时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚．
（5）因为个体⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息，因此⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛相似．目的基因，数目太少，可以通过PCR扩增技术，可以在短时间内大量扩增目的基因．利用牛的乳汁生产血清白蛋白，要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求⑦应该是雌性，即性染色体组成为XX．
（6）用转基因动物生产药物，具有可以节约资源，降低成本等优点．转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，称为乳腺（房）生物反应器．
故答案为：
（1）核移植技术、动物细胞培养
（2）目的基因 限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体 显微注射法
（3）胰蛋白酶 卵细胞大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
（4）B 桑椹胚或囊胚
（5）荷斯坦奶牛 因为个体⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息 PCR技术 XX
（6）节约资源，降低成本等 乳腺（房）生物反应器
解析
解：（1）③取核与未受精的卵细胞去核后形成④应用了核移植技术，图中荷斯坦奶牛组织分散成单个细胞可采用动物细胞培养技术，未受精的卵细胞需要培养到减数第二次分裂中才可以去核．
（2）图中显示将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，则血清白蛋白是基因工程的产物，即②为目的基因．基因表达载体的构建是基因工程的核心．目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．此过程需要限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体等工具．将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术．
（3）用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织分散成单个细胞，由于卵细胞大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性，所以常用卵细胞做受体细胞．
（4）进行胚胎移植时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚．
（5）因为个体⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息，因此⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛相似．目的基因，数目太少，可以通过PCR扩增技术，可以在短时间内大量扩增目的基因．利用牛的乳汁生产血清白蛋白，要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求⑦应该是雌性，即性染色体组成为XX．
（6）用转基因动物生产药物，具有可以节约资源，降低成本等优点．转基因动物进入泌乳期后，可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，称为乳腺（房）生物反应器．
故答案为：
（1）核移植技术、动物细胞培养
（2）目的基因 限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体 显微注射法
（3）胰蛋白酶 卵细胞大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
（4）B 桑椹胚或囊胚
（5）荷斯坦奶牛 因为个体⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息 PCR技术 XX
（6）节约资源，降低成本等 乳腺（房）生物反应器
野生型拟南芥的种皮为深褐色（TT），某突变体的种皮为黄色（tt），如图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因（Tn）功能的流程示意图．
（1）用同一种______处理油菜Tn基因和质粒能够使两者具有相同的粘性本端，过程A形成重组DNA需要的重要酶是______．
（2）培养基中添加______可用于筛选出成功导入了重组DNA的农杆菌．
（3）若转基因拟南芥的种皮颜色为______，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同．
（4）右表为Tn基因和t基因的mRNA末端序列．与t基因相比，Tn编码的氨基酸目______
（5）Tn基因能够在油菜和拟南芥中表达出相同蛋白质的原因是______^
（6）经检测，图示得到的转基因拟南芥有部分细胞并没有Tn基因．为了得到所有细胞 都含有Tn基因的拟南芥，可以用含重组DNA的农杆菌感染拟南芥的______．
正确答案
解：（1）用同一种 限制酶处理油菜Tn基因和质粒能够使两者具有相同的粘性本端，过程A形成重组DNA需要的重要酶是 DNA连接酶．
（2）图1中①应为重组质粒，含有标记基因抗生素Kan抗性基因，若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则原因是重组质粒未导入．
（3）拟南芥T基因控制其种皮深褐色，如转基因生物的种皮颜色为深褐色，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同．
（4）UGA、UAA为终止密码子，Tn基因的mRNA末端序列为“-AGCGCGACCAGACUCUAA”，它是t基因的mRNA的UGA变成了AGA，所以t基因的mRNA的末端序列应为“-AGCGCGACCUGA”．所以Tn基因比t基因编码的蛋白质中就多AGA和CUC对应的2个氨基酸．
（5）所有生物都共用一套密码子表，则Tn基因能够在油菜和拟南芥中表达出相同蛋白质．
（6）用含重组DNA的农杆菌感染拟南芥的受精卵，则所有细胞都含有Tn基因．
故答案为：
（1）限制酶（答限制性核酸内切酶也得分） DNA连接酶
（2）抗生素Kan
（3）深褐色
（4）多了2个
（5）所有生物都共用一套密码子表
（6）受精卵（答卵细胞也得分）
解析
解：（1）用同一种 限制酶处理油菜Tn基因和质粒能够使两者具有相同的粘性本端，过程A形成重组DNA需要的重要酶是 DNA连接酶．
（2）图1中①应为重组质粒，含有标记基因抗生素Kan抗性基因，若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则原因是重组质粒未导入．
（3）拟南芥T基因控制其种皮深褐色，如转基因生物的种皮颜色为深褐色，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同．
（4）UGA、UAA为终止密码子，Tn基因的mRNA末端序列为“-AGCGCGACCAGACUCUAA”，它是t基因的mRNA的UGA变成了AGA，所以t基因的mRNA的末端序列应为“-AGCGCGACCUGA”．所以Tn基因比t基因编码的蛋白质中就多AGA和CUC对应的2个氨基酸．
（5）所有生物都共用一套密码子表，则Tn基因能够在油菜和拟南芥中表达出相同蛋白质．
（6）用含重组DNA的农杆菌感染拟南芥的受精卵，则所有细胞都含有Tn基因．
故答案为：
（1）限制酶（答限制性核酸内切酶也得分） DNA连接酶
（2）抗生素Kan
（3）深褐色
（4）多了2个
（5）所有生物都共用一套密码子表
（6）受精卵（答卵细胞也得分）
1990年，在经过了长期的审查后，美国NIH（美国国立卫生研究所）终于批准了对一名患有严重复合型免疫缺陷症的4岁女孩实施基因治疗．腺苷酸脱氨酶是免疫系统完成正常功能必需的酶，临床患者先天腺苷酸脱氨酶（ada）基因缺乏，导致她患重症联合免疫缺陷病（SCID）．因此，她不能抵抗任何微生物的感染，只能在无菌条件下生活．运用现代生物技术进行治疗后，患者的免疫功能得到了很大的修复．如图表示治疗SCID的过程，请据图回答下列问题
（1）在这个实例中充当“分子运输车”的是______，目的基因是______，目的基因的受体细胞是______．
（2）要获得携带人正常ada基因的细菌，需要的工具包括______、______、______
（3）人的ada基因与胰岛素基因相比，其主要差别是______．
（4）如果科学家通过基因工程技术，成功改造了某女性血友病患者的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常．写出该女性的卵原细胞在治疗前后的基因型：（正常基因为H，血友病基因为h）______、______．
（5）如果该女性在恢复正常后，与一正常男性结婚，所生子女的表现型为______ （在下列选项中选择正确的一项），并说明理由：______．
A．子、女儿全部正常 B．儿子、女儿中各一半正常
C．儿子全部患病、女儿全部正常 D．儿子全部正常、女儿全部患病．
正确答案
解：（1）从图中可看出目的基因与病毒相合，由此可看出运载体是病毒，目的基因是腺苷酸脱氨酶（ada）基因，最后将运载体导入到淋巴细胞，故受体细胞是T淋巴细胞．
（2）基因工程所需三种工具分别是限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体．
（3）基因的本质是具有遗传效应的DNA片段，故两种基因的不同在于DNA上的脱氧核苷酸的种类不同．
（4）血友病为X染色体上的隐性遗传，通过基因工程技术，改造了某女性的造血干细胞，但是其生殖细胞中的血友病基因仍然存在，所以后代中所有儿子均有病，女儿均正常．所以其治疗前后的卵原细胞基因都为XhXh．
（5）女性在恢复正常后但是其生殖细胞中的血友病基因仍然存在基因为XhXh与一正常男性结婚基因为XHY，他们的后代中男性的基因都为XhY（患病），后代中女性的基因都为XHXh（表现正常，为携带者）．
故答案：
（1）病毒 腺苷酸脱氨酶基因 T淋巴细胞
（2）限制酶 DNA连接酶 运载体
（3）脱氧核苷酸排列顺序不同
（4）XhXh XhXh
（5）C 在基因治疗过程中，只是在患者的造血干细胞内导入正常基因，其它的体细胞（包括卵原细胞）中仍存在成对的血友病基因，所形成的配子中，都带有血友病基因，因此该女子与正常男子结婚，其后代中儿子全部患病、女儿全部正常．
解析
解：（1）从图中可看出目的基因与病毒相合，由此可看出运载体是病毒，目的基因是腺苷酸脱氨酶（ada）基因，最后将运载体导入到淋巴细胞，故受体细胞是T淋巴细胞．
（2）基因工程所需三种工具分别是限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体．
（3）基因的本质是具有遗传效应的DNA片段，故两种基因的不同在于DNA上的脱氧核苷酸的种类不同．
（4）血友病为X染色体上的隐性遗传，通过基因工程技术，改造了某女性的造血干细胞，但是其生殖细胞中的血友病基因仍然存在，所以后代中所有儿子均有病，女儿均正常．所以其治疗前后的卵原细胞基因都为XhXh．
（5）女性在恢复正常后但是其生殖细胞中的血友病基因仍然存在基因为XhXh与一正常男性结婚基因为XHY，他们的后代中男性的基因都为XhY（患病），后代中女性的基因都为XHXh（表现正常，为携带者）．
故答案：
（1）病毒 腺苷酸脱氨酶基因 T淋巴细胞
（2）限制酶 DNA连接酶 运载体
（3）脱氧核苷酸排列顺序不同
（4）XhXh XhXh
（5）C 在基因治疗过程中，只是在患者的造血干细胞内导入正常基因，其它的体细胞（包括卵原细胞）中仍存在成对的血友病基因，所形成的配子中，都带有血友病基因，因此该女子与正常男子结婚，其后代中儿子全部患病、女儿全部正常．
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