- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
[生物--现代生物科技专题]
将已经导入人乳铁蛋白基因的山羊胚胎细胞和乳腺上皮细胞作为供体细胞，利用体细胞核移植技术，分别将等量的上述细胞核移植到山羊MII期去核卵母细胞内，形成克隆胚，经体外培养后，得到囊胚，结果如表．
请回答：
（1）导入人乳铁蛋白基因后，需将两种供体细胞分别放入特定的选择培养基中培养，筛选出含有______的供体细胞．
（2）若要对转基因供体细胞的DNA进行PCR检测，需将DNA加热至90～95℃，目的是______
（3）两种转基因供体细胞经诱导后，能检测到人乳铁蛋白的应是______细胞．
（4）分析上表结果得出：胚胎细胞核移植的难度______（大于/小于）乳腺上皮细胞核移植，其判断依据是______．
正确答案
解：（1）将目的基因导入乳腺上皮细胞和胚胎细胞后，需采用特定的选择培养基筛选出含有目的基因（人乳铁蛋白基因）的乳腺上皮细胞和胚胎细胞．
（2）PCR技术的原理是DNA复制，采用PCR技术检测转基因供体细胞的DNA时，需将DNA加热至90～95℃，以断裂氢键，从而使DNA解旋．
（3）由于基因的选择性表达，即人乳铁蛋白基因只在乳腺上皮细胞表达，所以能检测到人乳铁蛋白的应是乳腺上皮细胞．
（4）表中数据显示胚胎细胞克隆的个数及囊胚率均多于乳腺上皮细胞，说明胚胎细胞核移植的难度小于乳腺上皮细胞核移植．
故答案：（1）人人乳铁蛋白基因（或“目的基因”）
（2）使DNA解旋
（3）乳腺上皮
（4）小于 胚胎细胞克隆的个数及囊胚率均多于乳腺上皮细胞
解析
解：（1）将目的基因导入乳腺上皮细胞和胚胎细胞后，需采用特定的选择培养基筛选出含有目的基因（人乳铁蛋白基因）的乳腺上皮细胞和胚胎细胞．
（2）PCR技术的原理是DNA复制，采用PCR技术检测转基因供体细胞的DNA时，需将DNA加热至90～95℃，以断裂氢键，从而使DNA解旋．
（3）由于基因的选择性表达，即人乳铁蛋白基因只在乳腺上皮细胞表达，所以能检测到人乳铁蛋白的应是乳腺上皮细胞．
（4）表中数据显示胚胎细胞克隆的个数及囊胚率均多于乳腺上皮细胞，说明胚胎细胞核移植的难度小于乳腺上皮细胞核移植．
故答案：（1）人人乳铁蛋白基因（或“目的基因”）
（2）使DNA解旋
（3）乳腺上皮
（4）小于 胚胎细胞克隆的个数及囊胚率均多于乳腺上皮细胞
回答下列有关基因工程问题．
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列．现有MspI、BamHI、MboI、SmaI 4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG．
（1）限制性核酸内切酶的酶切点是连接两个核苷酸之间的______．下列有关限制酶的叙述正确的是______．（可多选）
A．从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应
B．限制酶的活性受温度、pH的影响
C．一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小
（2）若用限制酶SmaI完全切割图1中DNA片段，其产物长度分别为______．
（3）若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d．从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，产物中共有______种不同长度的DNA片段．
（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是______．在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，请你设计一个筛选方案：______．
正确答案
解：（1）限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
A、限制酶催化的水解反应，故A正确；
B、酶的活性受温度、PH等因素的影响，故B正确；
C、限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列，故C正确；
D、限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，故D错误．
故选：ABC．
（2）（3）从杂合子体细胞内分离出图1所示的DNA片段及其同源片段，D基因片段有两个限制酶SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现三个片段长度分别是537bp、790bp、661bp，发生基因突变后的d基因片段只有一个限制酶SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现两个片段长度分别是1327bp、661bp，所以图1所示的DNA片段及其同源片段被切割后共出现四种不同的DNA片段．
（4）在构建重组质粒时，目的基因D不能用限制酶MspⅠ和SmaⅠ，这两种限制酶切割的位点在目的基因的中间，如果切割目的基因D会被破坏；也不能用限制酶MboⅠ，它在目的基因上有两个酶切位点，如果切割质粒上的标记基因会被破坏，就没办法进行重组质粒的检测，故应选用限制酶BamHⅠ；用限制酶BamHⅠ切割质粒会破坏抗生素A抗性基因，保留抗生素B抗性基因，则导入重组质粒的大肠杆菌能再含有抗生素B的培养基上生存，但不能在含有抗生素A的培养基上生存．所以为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，在培养基中分别添加抗生素A、抗生素B，筛选出能在抗生素B中生长而不能再抗生素A中生长的大肠杆菌．
故答案：（1）磷酸二酯键 ABC
（2）537bp、790bp、661bp
（3）4
（4）BamHⅠ在培养基中分别添加抗生素A、抗生素B，筛选出能在抗生素B中生长而不能再抗生素A中生长的大肠杆菌
解析
解：（1）限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
A、限制酶催化的水解反应，故A正确；
B、酶的活性受温度、PH等因素的影响，故B正确；
C、限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列，故C正确；
D、限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，故D错误．
故选：ABC．
（2）（3）从杂合子体细胞内分离出图1所示的DNA片段及其同源片段，D基因片段有两个限制酶SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现三个片段长度分别是537bp、790bp、661bp，发生基因突变后的d基因片段只有一个限制酶SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现两个片段长度分别是1327bp、661bp，所以图1所示的DNA片段及其同源片段被切割后共出现四种不同的DNA片段．
（4）在构建重组质粒时，目的基因D不能用限制酶MspⅠ和SmaⅠ，这两种限制酶切割的位点在目的基因的中间，如果切割目的基因D会被破坏；也不能用限制酶MboⅠ，它在目的基因上有两个酶切位点，如果切割质粒上的标记基因会被破坏，就没办法进行重组质粒的检测，故应选用限制酶BamHⅠ；用限制酶BamHⅠ切割质粒会破坏抗生素A抗性基因，保留抗生素B抗性基因，则导入重组质粒的大肠杆菌能再含有抗生素B的培养基上生存，但不能在含有抗生素A的培养基上生存．所以为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，在培养基中分别添加抗生素A、抗生素B，筛选出能在抗生素B中生长而不能再抗生素A中生长的大肠杆菌．
故答案：（1）磷酸二酯键 ABC
（2）537bp、790bp、661bp
（3）4
（4）BamHⅠ在培养基中分别添加抗生素A、抗生素B，筛选出能在抗生素B中生长而不能再抗生素A中生长的大肠杆菌
Skerra等（1988）首先用细菌表达的抗体重链可变区和轻链可变区在体外重组出有功能的重组分子，开创了基因工程抗体的先河，使抗体技术由细胞工程抗体（杂交瘤单克隆抗体）发展到第三代基因工程抗体．近几年来小分子抗体的研究，为制备以小分子抗体为“弹头”的导向药物、免疫毒素、酶标抗体等提供了安全有效的途径，使临床治疗和诊断技术更上一个台阶．请回答：
（1）抗体的化学本质是______，抗体重链和轻链的基本组成单位都是（结构简式）______．
（2）基因工程技术研制的小抗体与单克隆技术具有同样的性质______．
（3）505g氨基酸合成了某小分子抗体415g，经化学分析知道此抗体仅含一条肽链，该多肽链的氨基酸平均式量为100，那么该抗体由______个氨基酸组成，控制其合成的目的基因每复制一次至少脱去______个水分子．
正确答案
解：（1）抗体的化学本质是球蛋白，抗体重链和轻链的基本组成单位都是氨基酸，其结构简式见答案．
（2）基因工程技术研制的小抗体与单克隆技术具有同样的性质，即特异性强、灵敏度高的特点．
（3）多肽质量为415g，氨基酸质量为505g，脱去水的质量=505-415=90g，设脱去水分子个数为x，此抗体仅含一条肽链，则氨基酸数目为x+1，则：100（x+1）：18x=505：90，x=100．所以脱掉水分子数是100，所以则该多肽为101肽，该抗体由101个氨基酸组成．根据基因中脱氧核苷酸数：蛋白质中氨基酸数=6：1，可知控制该抗体合成的目的基因为101×6=606个脱氧核苷酸，基因是双链结构，因此控制其合成的目的基因每复制一次至少脱去606-2=604个水分子．
故答案为：
（1）球蛋白
（2）特异性强、灵敏度高
（3）101 604
解析
解：（1）抗体的化学本质是球蛋白，抗体重链和轻链的基本组成单位都是氨基酸，其结构简式见答案．
（2）基因工程技术研制的小抗体与单克隆技术具有同样的性质，即特异性强、灵敏度高的特点．
（3）多肽质量为415g，氨基酸质量为505g，脱去水的质量=505-415=90g，设脱去水分子个数为x，此抗体仅含一条肽链，则氨基酸数目为x+1，则：100（x+1）：18x=505：90，x=100．所以脱掉水分子数是100，所以则该多肽为101肽，该抗体由101个氨基酸组成．根据基因中脱氧核苷酸数：蛋白质中氨基酸数=6：1，可知控制该抗体合成的目的基因为101×6=606个脱氧核苷酸，基因是双链结构，因此控制其合成的目的基因每复制一次至少脱去606-2=604个水分子．
故答案为：
（1）球蛋白
（2）特异性强、灵敏度高
（3）101 604
生物工程技术为人们获得需要的生物新品种或新产品提供了便利．请据图回答：
（1）②过程常用的方法是______．可以采用______技术，培育出多头基因型相同的转基因犊牛．
（2）在抗虫棉培育过程中，④常用的方法是______，⑤过程采用的技术是______．该技术中，愈伤组织细胞可培育成单个胚性细胞，利用胚性细胞再分化形成的______可制成人工种子．在分子水平上，可采用______的方法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达．
（3）当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生______反应，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路．防止多精入卵的生理反应依次有______、______．（时间顺序不可颠倒）
正确答案
解：（1）受体细胞是动物细胞，可用显微注射法将目的基因导入到受体细胞中．胚胎分割采用机械方法将早期胚胎切割，经移植获得同卵双胚或多胚，从而获得较多基因型相同的转基因犊牛．
（2）受体细胞是植物细胞时，常用农杆菌转化法将目的基因导入到受体细胞中．⑤过程可以采用植物组织培养将重组细胞体外培养成一个完整植株．该技术中，愈伤组织细胞可培育成单个胚性细胞，利用胚性细胞再分化形成的胚状体（或丛芽、不定芽、顶芽、腋芽）可制成人工种子．检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达，可以在分子水平上，可采用抗原-抗体杂交的方法来检测目的基因的产物．
（3）当获能后的精子与卵子相遇时，释放出顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路，即顶体反应．透明带反应和卵细胞膜反应防止多精入卵的两道防线．
故答案为：
（1）显微注射法 胚胎分割
（2）农杆菌转化法 植物组织培养 胚状体（或丛芽、不定芽、顶芽、腋芽任意写出一个即得分） 抗原-抗体杂交
（3）顶体 透明带反应 卵细胞膜反应
解析
解：（1）受体细胞是动物细胞，可用显微注射法将目的基因导入到受体细胞中．胚胎分割采用机械方法将早期胚胎切割，经移植获得同卵双胚或多胚，从而获得较多基因型相同的转基因犊牛．
（2）受体细胞是植物细胞时，常用农杆菌转化法将目的基因导入到受体细胞中．⑤过程可以采用植物组织培养将重组细胞体外培养成一个完整植株．该技术中，愈伤组织细胞可培育成单个胚性细胞，利用胚性细胞再分化形成的胚状体（或丛芽、不定芽、顶芽、腋芽）可制成人工种子．检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达，可以在分子水平上，可采用抗原-抗体杂交的方法来检测目的基因的产物．
（3）当获能后的精子与卵子相遇时，释放出顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路，即顶体反应．透明带反应和卵细胞膜反应防止多精入卵的两道防线．
故答案为：
（1）显微注射法 胚胎分割
（2）农杆菌转化法 植物组织培养 胚状体（或丛芽、不定芽、顶芽、腋芽任意写出一个即得分） 抗原-抗体杂交
（3）顶体 透明带反应 卵细胞膜反应
[选修3--现代生物科技专题]
“滔滔”是我国第一例转入人体白蛋白基因的转基因试管牛，人们利用该转基因奶牛的乳汁生产人类血清白蛋白．
（1）试管动物实际上是体外受精与胚胎移植两项技术的综合运用．体外受精前需要对奶牛的精子进行______处理．防止多精入卵的生理反应包括______和______．胚胎工程的终端环节是胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是不发生______．
（2）人体白蛋白基因通常可以从基因文库中获取，含有一种生物所有基因的文库称为______，获得人体白蛋白基因后可以利用______技术进行扩增．人体白蛋白基因一般利用______技术导入牛的受精卵中，当受精卵分裂到囊胚期时，需要取囊胚的______细胞进行性别鉴定，以确保发育成熟的牛能分泌乳汁．
（3）基因工程技术还可以让动物细胞生产人源抗体，通常可将从动物体内提取的B细胞的抗体分子基因敲除，导入人的抗体分子基因，然后将该细胞与______细胞融合，再用特定的______进行筛选得到杂交瘤细胞，再通过克隆化培养和______等过程获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，再在培养液或小鼠腹腔进行培养，从而获得所需抗体．
正确答案
解：（1）精子受精前需要先进行获能处理；透明带反应、卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障；胚胎移植后，能在受体子宫内存活的生理基础是不发生免疫排斥．
（2）基因文库包括cDNA文库、基因组文库等．某个群体包含一种生物所有的基因的文库叫基因组文库，而用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段属于cDNA文库．通过PCR技术能对DNA进行扩增．动物基因工种中常用显微注射技术将目的基因导入受精卵中．囊胚期时常用取滋养层细胞进行性别检测．
（3）生产人源抗体时，需采用动物细胞融合技术，即将含相应人基因的细胞与骨髓瘤进行融合．细胞融合后，需要进行筛选，第一次筛选是筛选出杂交瘤细胞，常用选择培养基；第二次筛选是筛选产生特异性抗体的杂交瘤细胞，需要做抗体阳性检测．
故答案：（1）获能 透明带反应 黄膜封闭作用 疫排斥
（2）基因组文库 PCR 显微注射 滋养层
（3）骨髓瘤 选择培养基 （专一）抗体检测
解析
解：（1）精子受精前需要先进行获能处理；透明带反应、卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障；胚胎移植后，能在受体子宫内存活的生理基础是不发生免疫排斥．
（2）基因文库包括cDNA文库、基因组文库等．某个群体包含一种生物所有的基因的文库叫基因组文库，而用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段属于cDNA文库．通过PCR技术能对DNA进行扩增．动物基因工种中常用显微注射技术将目的基因导入受精卵中．囊胚期时常用取滋养层细胞进行性别检测．
（3）生产人源抗体时，需采用动物细胞融合技术，即将含相应人基因的细胞与骨髓瘤进行融合．细胞融合后，需要进行筛选，第一次筛选是筛选出杂交瘤细胞，常用选择培养基；第二次筛选是筛选产生特异性抗体的杂交瘤细胞，需要做抗体阳性检测．
故答案：（1）获能 透明带反应 黄膜封闭作用 疫排斥
（2）基因组文库 PCR 显微注射 滋养层
（3）骨髓瘤 选择培养基 （专一）抗体检测
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