- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
如图图一是利用基因工程生产人胰岛素的主要流程图,图二是生产过程中所制备的带有目的基因供体DNA分子及运载体(质粒)的示意图.箭头所指为相应限制性核酸内切酶的识别位点,Tetr表示四环素抗性基因,Tetr上游有基因C,基因C的表达产物会阻断Tetr基因的表达.请回答下列问题:
(1)第②步中需要的酶是______,第④步常用的方法是______.
(2)若图一所示的过程中以Tetr为标记基因,则第③中应选用______对______进行切割,再用DNA连接酶连接,连接的化学键是______.为检测转化结果,将经第④步处理后的土壤农杆菌培养液接种在含有______培养基上,长出的菌落就是成功插入目的基因的菌落.
(3)第⑥步中经脱分化形成的愈伤组织细胞的特点是______,检验目的基因在烟草细胞中是否成功表达的方法为______.
正确答案
解:(1)逆转录过程获得DNA需要逆转录酶和DNA聚合酶,将目的基因导入细菌的方法是钙离子转化法.
(2)由于基因C的表达产物会阻断Tetr基因表达,所以需要破坏基因C但不能破坏Tetr基因,所以选用Bg1Ⅰ、HindⅢ进行切割.DNA连接酶连接的化学键是磷酸二酯键.标记基因是四环素抗性基因,所以在含有四环素的培养基上培养农杆菌.
(3)愈伤组织细胞的特点是具有分生能力的薄壁细胞,检验目的基因在烟草细胞中是否成功表达的方法是抗原-抗体杂交.
答案:(1)逆转录酶和DNA聚合酶 钙离子转化法
(2)Bg1Ⅰ、HindⅢ人胰岛素基因和质粒 磷酸二酯键 四环素
(3)具有分生能力的薄壁细胞 抗原-抗体杂交
解析
解:(1)逆转录过程获得DNA需要逆转录酶和DNA聚合酶,将目的基因导入细菌的方法是钙离子转化法.
(2)由于基因C的表达产物会阻断Tetr基因表达,所以需要破坏基因C但不能破坏Tetr基因,所以选用Bg1Ⅰ、HindⅢ进行切割.DNA连接酶连接的化学键是磷酸二酯键.标记基因是四环素抗性基因,所以在含有四环素的培养基上培养农杆菌.
(3)愈伤组织细胞的特点是具有分生能力的薄壁细胞,检验目的基因在烟草细胞中是否成功表达的方法是抗原-抗体杂交.
答案:(1)逆转录酶和DNA聚合酶 钙离子转化法
(2)Bg1Ⅰ、HindⅢ人胰岛素基因和质粒 磷酸二酯键 四环素
(3)具有分生能力的薄壁细胞 抗原-抗体杂交
【生物--选修3:现代生物科技专题】
已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产,乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡.因此,可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内,使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力.
回答下列问题:
(1)为了获得丙中蛋白质的基因,在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上,推测出丙中蛋白质的______序列,据此可利用______方法合成目的基因.获得丙中蛋白质的基因还可用______、______方法.
(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中,常需使用______酶和______.
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养,筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织,由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗______的危害.
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口,则该植株的种子______(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因.
正确答案
解:(1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下,可根据氨基酸和碱基的对应关系,推出合成该蛋白质的mRNA序列,依据碱基互补配对原则再推出DNA的碱基序列,用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因.此外也可以从基因文库中获取目的基因,也可通过PCR方法获取目的基因.
(2)构建重组质粒时,需要用同种限制酶将运载体目的基因切开,并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上,从而构建基因表达载体.
(3)愈伤组织中含有丙蛋白,所以由愈伤组织培养的植株,乙昆虫食用后会死亡,说明植株可抵抗乙昆虫的危害.
(4)直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口,可在叶片部分细胞中合成丙蛋白,该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒,所以不含有丙中蛋白质的基因.
故答案为:
(1)基因 化学 基因文库 PCR扩增
(2)限制 DNA连接
(3)乙种昆虫
(4)不含
解析
解:(1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下,可根据氨基酸和碱基的对应关系,推出合成该蛋白质的mRNA序列,依据碱基互补配对原则再推出DNA的碱基序列,用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因.此外也可以从基因文库中获取目的基因,也可通过PCR方法获取目的基因.
(2)构建重组质粒时,需要用同种限制酶将运载体目的基因切开,并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上,从而构建基因表达载体.
(3)愈伤组织中含有丙蛋白,所以由愈伤组织培养的植株,乙昆虫食用后会死亡,说明植株可抵抗乙昆虫的危害.
(4)直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口,可在叶片部分细胞中合成丙蛋白,该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒,所以不含有丙中蛋白质的基因.
故答案为:
(1)基因 化学 基因文库 PCR扩增
(2)限制 DNA连接
(3)乙种昆虫
(4)不含
回答关于基因工程的问题
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.
(1)口蹄疫病毒的VP1蛋白进入动物体内,能引起机体产生特异性免疫反应.VP1蛋白在免疫反应中称为______.
(2)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,再用限制性核酸内切酶将VP1基因片段切下.
(3)如图所示,若用2种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从合成的DNA上切下VPI目的基因,并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb,1kb=1000对碱基)上相应的E-F区域 (0.2kb),那么所形成的重组质粒pZHZ2______.
A.既能被E也能被F切开 B.能被E但不能被F切开
C.既不能被E也不能被F切开 D.能被F但不能被E切开
(4)已知在质粒pZHZl中,限制酶G切割位点距限制酶E切割位点0.8kb,限制酶H切割位点距限制酶F切割位点O.5kb.若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样品,据下表所列酶切结果判断VPI目的基因的大小为______kb;并将目的基因内部的限制酶G和H切割位点标注在图中.
(5)上述目的基因模板链中的TGA序列对应1个密码子,翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是______.
(6)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.
(7)获得表达VP1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1次,3次后检测豚鼠血液内产生的______的数量.为了使结果可信,应设2组对照,分别注射______ 和______.
正确答案
解:(1)抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质.因此口蹄疫病毒的VP1蛋白在免疫反应中称为抗原.
(2)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.
(3)一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,完全不同的限制酶E和F从合成的DNA上切下VPI目的基因,并将之取代质粒pZHZ1上相应的E-F区域 (0.2kb),所以重组质粒中同时含有EF切割位点,答案选A.
(4)由酶切结果可推测目的基因内部也有限制酶G和H的识别位点,设限制酶G的识别位点距E点有a kb,距F点有bkb;限制酶H的识别位点距E点有c kb,距F点有dkb;则有0.8+a=1.6,d+0.5=1.2;GH大半环之间距离为3.7-0.2-0.8-0.5=2.2,有b+0.5+2.2=3.1,c+0.8+2.2=3.5,a=0.8、b=0.4、c=0.5、d=0.7,a+b=c+d=1.2.
(5)根据碱基配对原则,TGA序列对应的密码子是ACU,密码子ACU对应的tRNA上的反密码子是UGA.
(6)过程⑥为植物组织培养,需要的植物激素包括生长素和细胞分裂素等.
(7)本实验的自变量为是否注射含有VP1蛋白的提取液;未转基因的番茄叶片提取液不含VP1蛋白.要证明VP1蛋白起疫苗的作用,可设置注射弱毒疫苗的对照组做比较.
故答案为:
(1)抗原
(2)逆转录
(3)A
(4)1.2
(5)UGA
(6)生长素和细胞分裂素 卡那霉素
(7)特异性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
解析
解:(1)抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质.因此口蹄疫病毒的VP1蛋白在免疫反应中称为抗原.
(2)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.
(3)一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,完全不同的限制酶E和F从合成的DNA上切下VPI目的基因,并将之取代质粒pZHZ1上相应的E-F区域 (0.2kb),所以重组质粒中同时含有EF切割位点,答案选A.
(4)由酶切结果可推测目的基因内部也有限制酶G和H的识别位点,设限制酶G的识别位点距E点有a kb,距F点有bkb;限制酶H的识别位点距E点有c kb,距F点有dkb;则有0.8+a=1.6,d+0.5=1.2;GH大半环之间距离为3.7-0.2-0.8-0.5=2.2,有b+0.5+2.2=3.1,c+0.8+2.2=3.5,a=0.8、b=0.4、c=0.5、d=0.7,a+b=c+d=1.2.
(5)根据碱基配对原则,TGA序列对应的密码子是ACU,密码子ACU对应的tRNA上的反密码子是UGA.
(6)过程⑥为植物组织培养,需要的植物激素包括生长素和细胞分裂素等.
(7)本实验的自变量为是否注射含有VP1蛋白的提取液;未转基因的番茄叶片提取液不含VP1蛋白.要证明VP1蛋白起疫苗的作用,可设置注射弱毒疫苗的对照组做比较.
故答案为:
(1)抗原
(2)逆转录
(3)A
(4)1.2
(5)UGA
(6)生长素和细胞分裂素 卡那霉素
(7)特异性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
【生物-现代生物科技专题】
下图为转基因植物培育过程示意图,请据图回答问题:
(1)图中b、c阶段分别是______,该过程中需在培养基中添加______,诱导细胞的分裂和分化.
(2)在转基因过程中,Ti质粒和含目的基因的DNA片段要用______进行切割,构建的基因表达载体除了目的基因、标记基因外,还必须有______.
(3)该过程选择愈伤组织为受体细胞的原因是______,检测转基因植株的DNA是否插入了目的基因,常用______技术.
(4)上述过程涉及到生物工程有______,植物叶肉细胞具有全能性的原因是______.
正确答案
解:(1)图中b阶段表示脱分化形成愈伤组织,c表示再分化形成幼苗,该过程中需在培养基中添加植物激素,即生长素和细胞分裂素诱导细胞的分裂和分化.
(2)在转基因过程中,Ti质粒和含目的基因的DNA片段要用同一种限制酶进行切割,形成相同的黏性末端;构建的基因表达载体含有目的基因、标记基因、启动子和终止子.
(3)愈伤组织中细胞的全能性高,可作为受体细胞;检测转基因植株的DNA是否插入了目的基因,常用DNA分子杂交技术.
(4)上述过程涉及到基因工程、植物细胞工程,植物叶肉细胞具有生物的全部遗传信息,具有发育成完整植物的潜能,即全能性.
故答案为:
(1)脱分化、再分化 植物激素
(2)同一种限制酶 启动子、终止子
(3)细胞的全能性高 DNA分子杂交
(4)基因工程、植物细胞工程 细胞都具有该生物的全部遗传信息
解析
解:(1)图中b阶段表示脱分化形成愈伤组织,c表示再分化形成幼苗,该过程中需在培养基中添加植物激素,即生长素和细胞分裂素诱导细胞的分裂和分化.
(2)在转基因过程中,Ti质粒和含目的基因的DNA片段要用同一种限制酶进行切割,形成相同的黏性末端;构建的基因表达载体含有目的基因、标记基因、启动子和终止子.
(3)愈伤组织中细胞的全能性高,可作为受体细胞;检测转基因植株的DNA是否插入了目的基因,常用DNA分子杂交技术.
(4)上述过程涉及到基因工程、植物细胞工程,植物叶肉细胞具有生物的全部遗传信息,具有发育成完整植物的潜能,即全能性.
故答案为:
(1)脱分化、再分化 植物激素
(2)同一种限制酶 启动子、终止子
(3)细胞的全能性高 DNA分子杂交
(4)基因工程、植物细胞工程 细胞都具有该生物的全部遗传信息
(选做题)已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下:
(1)实验步骤①所代表的反应过程是___________。
(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性内切酶和_______酶,后者的作用是将用限制性内切酶切割的________和_______连接起来。
(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌,一般情况下,不能得到表达的S蛋白,其原因是S基因在大肠杆菌中不能_________,也不能______________。
(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性,可用______与______进行抗原—抗体特异性反应实验,从而得出结论。
(5)步骤④和⑥的结果相比,原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列______(相同,不同),根本原因是_______________。
正确答案
(1)逆转录
(2)DNA连接 载体 S基因
(3)复制 合成S基因的mRNA
(4)大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清
(5)相同 表达蛋白质所用的基因相同
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