- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp如即碱基对）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、BboI、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，酶切位点分别为cC↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG．请回答下列问题：
（1）图1中目的基因D的一条脱氧核苷酸链中相邻两个脱氧核苷酸之间是通过______键连接的，它是DNA复制时由______催化形成的．
（2）若用限制酶MboI完全切割图1中DNA片段，则产物中至少有______种不同DNA片段；若图1中虚线方框内的碱基对被碱基对被T-A碱基对替换，再用限制酶Sma I完全切割，其产物长度分别为______．
（3）为了提髙实验成功率，需要获取大量目的基因D，可通过______技术对图1中的DNA分子进行扩增．
（4）若用同种限制酶处理图1、图2中两种分子，以便构建重组质粒，最好选用的限制酶是______，若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，先用______处理大肠杆菌，使之转变成感受态细胞．为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般先用添加含有抗生素______的培养基进行培养．
正确答案
解：（1）DNA一条脱氧核苷酸链中相邻两个脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的，它是DNA复制时由DNA聚合酶催化形成的．
（2）图1中至少含有2个限制酶MboⅠ的识别序列（↓GATC），因此用限制酶MboⅠ完全切割图1中DNA片段，产物中至少有3种不同的DNA片段；若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，基因D就突变为基因d，那么基因d上只有一个限制酶SmaⅠ切割位点，被限制酶SmaⅠ切割的产物长度为534+796-3=1327kb、658+3=661bp．
（3）PCR技术可在体外大量扩增目的基因，所以为了提髙实验成功率，需要获取大量目的基因D，可通过PCR技术对图1中的DNA分子进行扩增．
（4）由图1可知，目的基因两侧是GGATCC序列，该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列，因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒，应选用限制酶BamHⅠ切割．若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，先用钙离子处理大肠杆菌，使之转变成感受态细胞．用限制酶BamHⅠ切割质粒后，破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因．因此，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般先用添加含有抗生素B的培养基进行培养．
故答案为：
（1）磷酸二酯键 DNA聚合酶
（2）3 1327bp、661bp
（3）PCR （多聚酶链式反应）
（4）BamHⅠ钙离子（Ca2+） B
解析
解：（1）DNA一条脱氧核苷酸链中相邻两个脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的，它是DNA复制时由DNA聚合酶催化形成的．
（2）图1中至少含有2个限制酶MboⅠ的识别序列（↓GATC），因此用限制酶MboⅠ完全切割图1中DNA片段，产物中至少有3种不同的DNA片段；若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，基因D就突变为基因d，那么基因d上只有一个限制酶SmaⅠ切割位点，被限制酶SmaⅠ切割的产物长度为534+796-3=1327kb、658+3=661bp．
（3）PCR技术可在体外大量扩增目的基因，所以为了提髙实验成功率，需要获取大量目的基因D，可通过PCR技术对图1中的DNA分子进行扩增．
（4）由图1可知，目的基因两侧是GGATCC序列，该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列，因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒，应选用限制酶BamHⅠ切割．若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，先用钙离子处理大肠杆菌，使之转变成感受态细胞．用限制酶BamHⅠ切割质粒后，破坏了抗生素A抗性基因，但没有破环抗生素B抗性基因．因此，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般先用添加含有抗生素B的培养基进行培养．
故答案为：
（1）磷酸二酯键 DNA聚合酶
（2）3 1327bp、661bp
（3）PCR （多聚酶链式反应）
（4）BamHⅠ钙离子（Ca2+） B
我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗，其有效成分是一种叫做乙肝表面抗原的蛋白质（S蛋白，对应的基因为S基因），请回答下列问题．
（1）在这项技术中，S基因属于______．
（2）用______处理S基因和运载体，并用______使之结合，这里的DNA片段两两结合的产物有______种，除了S基因，构建好的表达载体还应具有______等结构．
（3）将表达载体导入哺乳动物细胞，筛选得到工程细胞．使用合成培养基培养工程细胞时，通常需要加入______等天然成分．工程细胞在生长过程中有______现象，需要定期使用______酶处理，以便于分瓶继续培养，在培养过程中，定期收集培养液，分离纯化即可得到所需产品．
正确答案
解：（1）在基因工程技术中，S基因属于目的基因．
（2）在基因表达载体构建的过程中，要用同一种限制酶处理S基因和运载体，并用DNA连接酶使之结合．由于目的基因和运载体均具有相同黏性末端，因此这里的DNA片段两两结合的产物有目的基因自身连接、运载体自身连接和重组质粒3种．除了S基因，构建好的表达载体还应具有启动子、终止子、标记基因等结构．
（3）在对工程细胞进行动物细胞过程中，培养基中通常需要加入动物血清等天然成分．细胞在生长过程中有贴壁生长和接触抑制现象，需要定期使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散，以便于分瓶继续培养，在培养过程中，定期收集培养液，分离纯化即可得到所需产品．
故答案为：
（1）目的基因
（2）同一种限制酶 DNA连接酶 3 启动子、终止子、标记基因
（3）动物血清 贴壁生长和接触抑制 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
解析
解：（1）在基因工程技术中，S基因属于目的基因．
（2）在基因表达载体构建的过程中，要用同一种限制酶处理S基因和运载体，并用DNA连接酶使之结合．由于目的基因和运载体均具有相同黏性末端，因此这里的DNA片段两两结合的产物有目的基因自身连接、运载体自身连接和重组质粒3种．除了S基因，构建好的表达载体还应具有启动子、终止子、标记基因等结构．
（3）在对工程细胞进行动物细胞过程中，培养基中通常需要加入动物血清等天然成分．细胞在生长过程中有贴壁生长和接触抑制现象，需要定期使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使细胞分散，以便于分瓶继续培养，在培养过程中，定期收集培养液，分离纯化即可得到所需产品．
故答案为：
（1）目的基因
（2）同一种限制酶 DNA连接酶 3 启动子、终止子、标记基因
（3）动物血清 贴壁生长和接触抑制 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
（2015秋•天津期末）如图所示为培育农作物新品种的过程示意图．请回答问题：
（1）图示育种过程涉及的生物工程技术有______．（答出两项）
（2）图中①、②分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒载体的______、______，通常在外源DNA的首端要有启动子，它是______ 识别和结合的重要部位．
（3）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中______（写激素名称）的浓度配比．用植物组织培养的方法制作的人工种子要用到图中的______（写结构名称）
（4）若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，则哪项条件是不需要的？
A．消毒灭菌 B．充足光照 C．适宜温度 D．适宜养料和激素
（5）请根据所学现代生物技术，回答下列问题：
①体外受精时，______的精子与卵子相遇识别，识别物质基础是______．当精子表面和卵细胞膜表面相互接触时，发生了______反应，这是防止多精入卵的屏障之一．
②为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出对早期胚胎进行性别鉴定的方法（只需写出名称或简要原理）______．
③动物“生物反应器”是转基因动物技术中最诱人的部分之一，已知该奶牛培育过程中所用受体细胞为一只雌性奶牛胎儿的成纤维细胞，导入目的基因常用的方法是______．人们还可以建立生产生长激素的乳房生物反应器，即：科学家将______重组在一起，使其生长发育成转基因动物．
正确答案
解：（1）由以上分析可知，图示育种过程涉及到的生物工程技术有基因工程、植物体细胞杂交技术．
（2）图中①表示Ti质粒上的T-DNA，其可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上；②表示Ti质粒上的标记基因，该基因便于筛选含有目的基因的受体细胞．启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质．
（3）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的生长素和细胞分裂素的浓度配比．人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子．因此，用植物组织培养的方法制作的人工种子，其形成要用到图中的X胚状体．⑩是人工胚乳，其主要作用是提供胚状体发育所需的营养．
（4）愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用，因此从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素时，不需要充足的光照条件．
（5）①体外受精时，获能的精子与卵子相遇，需通过细胞膜上的糖蛋白识别．当精子表面和卵细胞膜表面相互接触时，精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠，
顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；
②为了确保得到所需性别的试管牛，可以用DNA分子杂交技术（利用基因探针鉴定）、分析胚胎细胞的染色体组型的方法对移植前的胚胎进行性别鉴定．
③受体细胞是动物细胞，用显微注射法导入目的基因．科学家将生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组重组在一起，使其生长发育成转基因动物．可以建立生产生长激素的乳房生物反应器．
故答案为：
（1）基因工程、植物体细胞杂交
（2）T-DNA、标记基因 RNA聚合酶
（3）生长素和细胞分裂素 X胚状体
（4）B
（5）获能 糖蛋白 透明带
DNA分子杂交技术（利用基因探针鉴定）、分析胚胎细胞的染色体组型．
显微注射法 生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件
解析
解：（1）由以上分析可知，图示育种过程涉及到的生物工程技术有基因工程、植物体细胞杂交技术．
（2）图中①表示Ti质粒上的T-DNA，其可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上；②表示Ti质粒上的标记基因，该基因便于筛选含有目的基因的受体细胞．启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质．
（3）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的生长素和细胞分裂素的浓度配比．人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子．因此，用植物组织培养的方法制作的人工种子，其形成要用到图中的X胚状体．⑩是人工胚乳，其主要作用是提供胚状体发育所需的营养．
（4）愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用，因此从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素时，不需要充足的光照条件．
（5）①体外受精时，获能的精子与卵子相遇，需通过细胞膜上的糖蛋白识别．当精子表面和卵细胞膜表面相互接触时，精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠，
顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；
②为了确保得到所需性别的试管牛，可以用DNA分子杂交技术（利用基因探针鉴定）、分析胚胎细胞的染色体组型的方法对移植前的胚胎进行性别鉴定．
③受体细胞是动物细胞，用显微注射法导入目的基因．科学家将生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组重组在一起，使其生长发育成转基因动物．可以建立生产生长激素的乳房生物反应器．
故答案为：
（1）基因工程、植物体细胞杂交
（2）T-DNA、标记基因 RNA聚合酶
（3）生长素和细胞分裂素 X胚状体
（4）B
（5）获能 糖蛋白 透明带
DNA分子杂交技术（利用基因探针鉴定）、分析胚胎细胞的染色体组型．
显微注射法 生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件
（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的______处，DNA连接酶作用于______处．（填“a”或“b”）
（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的方法有______法、______法和______法．
（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用______技术，该技术的核心是______和______．
（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的______做探针进行分子杂交检测，又要用______方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性．
正确答案
解：（1）图中a表示磷酸二酯键，是限制酶的切割位点，也是DNA连接酶的连接位点；b表示氢键，是解旋酶的作用位点．
（2）将重组DNA分子导入植物细胞的常用方法有农杆菌转化法、基因枪法或花粉管通道法．
（3）将细胞培养成植株需要利用植物组织培养技术，该技术的主要步骤是脱分化和再分化，原理是植物细胞具有全能性．
（4）要确定耐盐转基因水稻是否培育成功，从分子水平上，需要用放射性同位素标记的耐盐基因做探针进行分子杂交检测；从个体水平上，又要用一定浓度的盐水浇灌方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性．
故答案为：
（1）a a
（2）农杆菌转化 基因枪 花粉管通道
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）耐盐基因（目的基因） 一定浓度的盐水浇灌（移裁到盐碱地中）
解析
解：（1）图中a表示磷酸二酯键，是限制酶的切割位点，也是DNA连接酶的连接位点；b表示氢键，是解旋酶的作用位点．
（2）将重组DNA分子导入植物细胞的常用方法有农杆菌转化法、基因枪法或花粉管通道法．
（3）将细胞培养成植株需要利用植物组织培养技术，该技术的主要步骤是脱分化和再分化，原理是植物细胞具有全能性．
（4）要确定耐盐转基因水稻是否培育成功，从分子水平上，需要用放射性同位素标记的耐盐基因做探针进行分子杂交检测；从个体水平上，又要用一定浓度的盐水浇灌方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性．
故答案为：
（1）a a
（2）农杆菌转化 基因枪 花粉管通道
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）耐盐基因（目的基因） 一定浓度的盐水浇灌（移裁到盐碱地中）
如图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答：
（1）过程②中常用的方法将______目的基因导入受精卵．
（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供CO2气体以维持______．
（3）从雄性猕猴附睾中取出的精子不能在体外使卵母细胞受精，需要用人工配置的______使精子获能；上述流程中必须要将供体母畜体内的______冲取出来．
（4）图中过程⑦称为______，为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同，此前需对雌猴作同期发情处理．
正确答案
解：（1）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法．
（2）动物细胞培养时，提供CO2气体的作用是维持培养液的pH．
（3）取出的精子在获能液中进行获能处理后才具有受精的能力；可通过促性腺激素处理供体母畜后将卵母细胞冲取出来．
（4）⑦为胚胎移植．
故答案为：
（1）显微注射
（2）培养液的pH
（3）获能液卵母细胞
（4）胚胎移植
解析
解：（1）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法．
（2）动物细胞培养时，提供CO2气体的作用是维持培养液的pH．
（3）取出的精子在获能液中进行获能处理后才具有受精的能力；可通过促性腺激素处理供体母畜后将卵母细胞冲取出来．
（4）⑦为胚胎移植．
故答案为：
（1）显微注射
（2）培养液的pH
（3）获能液卵母细胞
（4）胚胎移植
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