- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品．请据图回答下列问题：
（1）在培育转基因牛的过程中，①过程需要的酶是______，②过程常选取牛的______细胞作为受体细胞，③过程涉及的生物技术有______．
（2）在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须有______识别和结合的部位．经检验，转基因牛的乳汁中含有人的生长激素，这说明目的基因在转基因牛体内已经______．
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是______细胞，Ⅲ代表的细胞具有______的特点．
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程最常用的方法是______，要确定抗虫基因是否导入受体细胞，通过______技术进行检测，⑤过程所采用技术的原理是______．
正确答案
解：（1）①过程是基因表达载体的构建，此过程需要限制酶和DNA连接酶，②过程是将目的基因导入受体细胞中，常选取受精卵作为受体细胞．③过程将重组细胞需要早期胚胎培养（或动物细胞培养）到桑葚胚期或囊胚期，再通过胚胎移植到受体母牛子宫内发育．
（2）在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须有RNA聚合酶识别和结合的部位，才有利于目的基因表达．经检验，转基因牛的乳汁中含有人的生长激素，这说明目的基因在转基因牛体内已经表达产生目的基因产物了．
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，由于Ⅲ可以产生单克隆抗体，因此Ⅲ是既能产生特定抗体，又能无限增殖
的杂交瘤细胞．据图中信息可知，将prG导入到Ⅱ中经过筛选后可得到杂交瘤细胞，可推知II最可能是已免疫的B淋巴（或浆细胞）细胞．
（4）受体细胞是植物细胞，常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞中．要确定抗虫基因是否导入受体细胞，通过DNA分子杂交技术进行检测，⑤过程是将细胞发育成完整的个体，所依据的原理是植物细胞的全能性．
故答案为：
（1）限制酶、DNA连接酶 受精卵 早期胚胎培养（或动物细胞培养）、胚胎移植
（2）RNA聚合酶 表达
（3）已免疫的B淋巴（或浆细胞） 既能产生特定抗体，又能无限增殖
（4）农杆菌转化法 DNA分子杂交 植物细胞的全能性
解析
解：（1）①过程是基因表达载体的构建，此过程需要限制酶和DNA连接酶，②过程是将目的基因导入受体细胞中，常选取受精卵作为受体细胞．③过程将重组细胞需要早期胚胎培养（或动物细胞培养）到桑葚胚期或囊胚期，再通过胚胎移植到受体母牛子宫内发育．
（2）在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须有RNA聚合酶识别和结合的部位，才有利于目的基因表达．经检验，转基因牛的乳汁中含有人的生长激素，这说明目的基因在转基因牛体内已经表达产生目的基因产物了．
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，由于Ⅲ可以产生单克隆抗体，因此Ⅲ是既能产生特定抗体，又能无限增殖
的杂交瘤细胞．据图中信息可知，将prG导入到Ⅱ中经过筛选后可得到杂交瘤细胞，可推知II最可能是已免疫的B淋巴（或浆细胞）细胞．
（4）受体细胞是植物细胞，常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞中．要确定抗虫基因是否导入受体细胞，通过DNA分子杂交技术进行检测，⑤过程是将细胞发育成完整的个体，所依据的原理是植物细胞的全能性．
故答案为：
（1）限制酶、DNA连接酶 受精卵 早期胚胎培养（或动物细胞培养）、胚胎移植
（2）RNA聚合酶 表达
（3）已免疫的B淋巴（或浆细胞） 既能产生特定抗体，又能无限增殖
（4）农杆菌转化法 DNA分子杂交 植物细胞的全能性
如图1表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因（简称Bt基因）及形成转基因抗虫植物的图解．
请回答：
（1）在下列含有ATP和有关的酶的试管中，大量而快捷的获取Bt基因的最佳方案是图2中的______．
（2）写出b过程表达式：______．
（3）科学家计划从哺乳动物的乳汁中提取某种抗体，应将控制抗体合成的基因导入该种动物的______中，导入基因成功表达的标志是______．
正确答案
解：（1）利用目的基因扩增新的基因片段，PCR方法是用技术，基本原理DNA的复制．方法是利用目的基因为模板、四种脱氧核苷酸为原料、ATP提供能量、酶是耐高温的DNA聚合酶．故最佳方案的D．
（2）基因的表达表达过程：DNA
（3）动物基因工程的受体是受精卵，因为受精卵具有全能性．检测细胞是否成功的标志，就是看有没有产生目的基的产物蛋白质，中棉花细胞中检测出Bt基因合成杀虫晶体蛋白是培育成功的标志．
故答案为：
（1）D
（2）Bt基因
（3）受精卵 动物乳汁中含此种抗体
解析
解：（1）利用目的基因扩增新的基因片段，PCR方法是用技术，基本原理DNA的复制．方法是利用目的基因为模板、四种脱氧核苷酸为原料、ATP提供能量、酶是耐高温的DNA聚合酶．故最佳方案的D．
（2）基因的表达表达过程：DNA
（3）动物基因工程的受体是受精卵，因为受精卵具有全能性．检测细胞是否成功的标志，就是看有没有产生目的基的产物蛋白质，中棉花细胞中检测出Bt基因合成杀虫晶体蛋白是培育成功的标志．
故答案为：
（1）D
（2）Bt基因
（3）受精卵 动物乳汁中含此种抗体
拟南芥是遗传学研究的模式植物，某突变体可用于验证相关的基因的功能．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）进行油菜Tn基因扩增时，下列引物是否合理，并说明理由______．
（2）若②不能在含抗生素A的培养基上生长，其原因是______；若用右图所示方法筛选出②，则符合要求的是图申的______．
（3）假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③进行减数分裂产生的配子基因型为______；同时，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、时片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中新表现类型所占比例为______．
正确答案
解：（1）因为引物Ⅱ自身末端会发生碱基互补配对，所以进行油菜Tn基因扩增时，不能用图中引物．
（2）重组质粒含有抗生素A抗性基因，但抗生素B抗性基因被破坏，所以导入重组质粒的农杆菌能在含有抗生素A的培养基上生长，不能在含抗生素B的培养基上生长，所以符合要求的是图中b、c．不能在含有抗生素A的培养基上生长的是未能导入重组质粒的农杆菌．
（3）假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则该拟南芥植株的基因型为Tnt，根据基因的分离定律，该个体进行减数分裂能产生2种配子，其基因型为Tn和t；用它与种皮深褐色、时片正常的双杂合体拟南芥杂交，根据基因自由组合定律，其后代中新表现类型所占比例为1/4．
故答案：（1）不合理，引物Ⅱ自身末端会发生碱基互补配对
（2）未能导入重组质粒 b、c
（3）Tn和t 1/4
解析
解：（1）因为引物Ⅱ自身末端会发生碱基互补配对，所以进行油菜Tn基因扩增时，不能用图中引物．
（2）重组质粒含有抗生素A抗性基因，但抗生素B抗性基因被破坏，所以导入重组质粒的农杆菌能在含有抗生素A的培养基上生长，不能在含抗生素B的培养基上生长，所以符合要求的是图中b、c．不能在含有抗生素A的培养基上生长的是未能导入重组质粒的农杆菌．
（3）假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则该拟南芥植株的基因型为Tnt，根据基因的分离定律，该个体进行减数分裂能产生2种配子，其基因型为Tn和t；用它与种皮深褐色、时片正常的双杂合体拟南芥杂交，根据基因自由组合定律，其后代中新表现类型所占比例为1/4．
故答案：（1）不合理，引物Ⅱ自身末端会发生碱基互补配对
（2）未能导入重组质粒 b、c
（3）Tn和t 1/4
（2015秋•大兴区期末）布鲁氏病是一种人畜共患的传染病，由布鲁氏杆菌（一种胞内寄生菌）所致．S19疫苗是预防布鲁氏病的普通疫苗，研究人员又研制了一种新型疫苗--DNA疫苗．
（1）研究人员将布鲁氏杆菌相关蛋白BCSP31的基因与______连接，注射到实验小鼠体内，在某些体细胞将内目的基因转录，再以______为原料翻译出BCSP31蛋白，该蛋白作为______刺激小鼠，产生免疫反应．
（2）实验过程中，研究人员将生长发育情况一致的小鼠随机分为四组，第1组注射用缓冲液配置的DNA疫苗50ug，第2组注射______作为对照，第3组注射等量缓冲液配置的空质粒作为对照，第4组注射______作为空白对照．
（3）给上述四组小鼠接种等量的布鲁氏杆菌，检测、记录小鼠的相关指标，结果如表：
根据结果分析，DNA疫苗组小鼠______，说明DNA疫苗具有一定的免疫保护作用．小鼠接种布鲁氏杆菌后，______细胞迅速增殖、分化，产生大量抗体，从而起到免疫保护作用．实验结果表明清除布鲁氏杆菌需要机体______免疫起作用．
正确答案
解：（1）构建目的基因表达载体是将目的基因和运载体重新组合成重组DNA分子，之后导入到受体细胞．蛋白质的基本单位是氨基酸．因此需要以氨基酸为原料翻译出BCSP31蛋白，该蛋白作为抗原刺激小鼠，产生免疫反应．
（2）对照实验，遵循对照原则和单一原则，第1组注射用缓冲液配置的DNA疫苗50ug，第2组注射用缓冲液配置的S19疫苗50ug（等量的用缓冲液配置的S19疫苗）作为对照S19疫苗自身影响因素，排除第3组注射等量缓冲液配置的空质粒作为对照，需要一组等量缓冲液作空间对照组，排除缓冲液的影响作用．
（3）据表数据分析，DNA疫苗组小鼠单位体积脾脏细菌数明显低于第四组，抗体和效应T细胞的相对数值明显高于第四组，说明DNA疫苗具有一定的免疫保护作用．布鲁氏杆菌是一种胞内寄生菌，当小鼠接种布鲁氏杆菌后，消灭它需要首先依靠细胞免疫起作用，将靶细胞裂解，记忆（B）细胞接受到抗原的刺激，会迅速增殖分化，产生大量的浆细胞，从而产生大量的抗体，通过体液免疫起作用．
故答案为：
（1）运载体（或质粒） 氨基酸 抗原
（2）用缓冲液配置的S19疫苗50ug（等量的用缓冲液配置的S19疫苗） 缓冲液50ug（或等量的缓冲液）
（3）单位体积脾脏细菌数明显低于第四组，抗体和效应T细胞的相对数值明显高于第四组 记忆（B） 体液免疫和细胞免疫
解析
解：（1）构建目的基因表达载体是将目的基因和运载体重新组合成重组DNA分子，之后导入到受体细胞．蛋白质的基本单位是氨基酸．因此需要以氨基酸为原料翻译出BCSP31蛋白，该蛋白作为抗原刺激小鼠，产生免疫反应．
（2）对照实验，遵循对照原则和单一原则，第1组注射用缓冲液配置的DNA疫苗50ug，第2组注射用缓冲液配置的S19疫苗50ug（等量的用缓冲液配置的S19疫苗）作为对照S19疫苗自身影响因素，排除第3组注射等量缓冲液配置的空质粒作为对照，需要一组等量缓冲液作空间对照组，排除缓冲液的影响作用．
（3）据表数据分析，DNA疫苗组小鼠单位体积脾脏细菌数明显低于第四组，抗体和效应T细胞的相对数值明显高于第四组，说明DNA疫苗具有一定的免疫保护作用．布鲁氏杆菌是一种胞内寄生菌，当小鼠接种布鲁氏杆菌后，消灭它需要首先依靠细胞免疫起作用，将靶细胞裂解，记忆（B）细胞接受到抗原的刺激，会迅速增殖分化，产生大量的浆细胞，从而产生大量的抗体，通过体液免疫起作用．
故答案为：
（1）运载体（或质粒） 氨基酸 抗原
（2）用缓冲液配置的S19疫苗50ug（等量的用缓冲液配置的S19疫苗） 缓冲液50ug（或等量的缓冲液）
（3）单位体积脾脏细菌数明显低于第四组，抗体和效应T细胞的相对数值明显高于第四组 记忆（B） 体液免疫和细胞免疫
科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后，导入牛的受精卵，并成功从牛奶中提取到了人胰岛素．请根据如下操作流程回答相关问题．（已知酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-．
（1）获取目的基因的主要途径包括直接提取和______．
（2）据图分析，在①②过程中．目的因需用______（填“酶I”或“酶Ⅱ”）进行切割．③过程常用的方法是______．检验重组载体导人是否成功需要利用基因I作为______．
（3）为了得到较多的卵细胞，可以对受体母牛注射适宜剂量的______；利用获能的精子进行体外受精后，经过培养至______期，再进行______，最终获得符合要求的个体．
（4）若希望通过转基因牛生产的胰岛素具有作用快、持续时间长等特点，则需要通过______技术对人的胰岛素基因进行设计．
正确答案
解：（1）获取目的基因的主要途径包括：直接提取和人工合成．
（2）酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，可见限制酶Ⅱ也能识别酶I的识别序列并进行切割．①②表示基因表达载体的构建过程，该过程需用限制酶Ⅱ进行切割．③表示将重组质粒导入受体细胞（受精卵）的过程，该过程常用的方法是显微注射法，因为显微注射法是将目的基因导入受体细胞最有效的方法．构建基因表达载体时，基因I未被破坏，而基因Ⅱ被破坏，所以检验重组载体导人是否成功需要利用基因I作为标记基因．
（3）胚胎移植时，常对受体母牛注射适宜剂量的促性腺激素，使其同期发情，为胚胎移植进入受体提供相同的生理环境；体外受精后，受精卵需培养至桑椹胚或囊胚期，再进行胚胎移植，最终获得符合要求的个体．
（4）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．若希望通过转基因牛生产的胰岛素具有作用快、持续时间长等特点，则需要通过蛋白质工程技术对人的胰岛素基因进行设计．
故答案：（1）人工合成
（2）限制酶Ⅱ显微注射法 标记基因
（3）促性腺激素 桑椹胚或囊胚 胚胎移植
（4）蛋白质工程
解析
解：（1）获取目的基因的主要途径包括：直接提取和人工合成．
（2）酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-，酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，可见限制酶Ⅱ也能识别酶I的识别序列并进行切割．①②表示基因表达载体的构建过程，该过程需用限制酶Ⅱ进行切割．③表示将重组质粒导入受体细胞（受精卵）的过程，该过程常用的方法是显微注射法，因为显微注射法是将目的基因导入受体细胞最有效的方法．构建基因表达载体时，基因I未被破坏，而基因Ⅱ被破坏，所以检验重组载体导人是否成功需要利用基因I作为标记基因．
（3）胚胎移植时，常对受体母牛注射适宜剂量的促性腺激素，使其同期发情，为胚胎移植进入受体提供相同的生理环境；体外受精后，受精卵需培养至桑椹胚或囊胚期，再进行胚胎移植，最终获得符合要求的个体．
（4）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．若希望通过转基因牛生产的胰岛素具有作用快、持续时间长等特点，则需要通过蛋白质工程技术对人的胰岛素基因进行设计．
故答案：（1）人工合成
（2）限制酶Ⅱ显微注射法 标记基因
（3）促性腺激素 桑椹胚或囊胚 胚胎移植
（4）蛋白质工程
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