- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关．获得转KIFⅡ基因的高质绒山羊的简单流程如图．
（1）过程①中最常用的运载工具是______．
（2）在过程②中，用______处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞．培养前将细胞所需的各种营养物质按种类和所需数量严格配制成______培养基并加入动物血清；在培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时就会停止分裂，这种现象称为细胞的______．通常将皮肤组织消化后的初次培养称为______．
（3）在过程③中，用______处理母羊以获取更多的卵（母）细胞．获得的卵（母）细胞在体外培养到______期再进行去核处理．
（4）由重组细胞到早期胚胎的过程中要用到的动物细胞工程技术是______．
正确答案
解：（1）基因工程中，运载工具包括质粒、噬菌体及动植物病毒等，其中质粒是主要运载工具．
（2）在动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶 ）处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞．培养前将细胞所需的各种营养物质按种类和所需数量严格配制成合成培养基并加入动物血清；在培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时就会停止分裂，这种现象称为细胞的接触抑制．通常将皮肤组织消化后的初次培养称为原代培养．
（3）要得到更多的卵（母）细胞需用促性腺激素对动物进行超数排卵处理；获得的卵（母）细胞在体外培养到减数第二次分裂中期再进行去核处理．．
（4）从重组细胞到早期胚胎需要才用动物细胞培养或早期胚胎培养技术．
故答案为：
（1）质粒
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶 ） 合成 接触抑制 原代培养
（3）促性腺激素 减数第二次分裂中期
（4）动物细胞培养
解析
解：（1）基因工程中，运载工具包括质粒、噬菌体及动植物病毒等，其中质粒是主要运载工具．
（2）在动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶 ）处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞．培养前将细胞所需的各种营养物质按种类和所需数量严格配制成合成培养基并加入动物血清；在培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时就会停止分裂，这种现象称为细胞的接触抑制．通常将皮肤组织消化后的初次培养称为原代培养．
（3）要得到更多的卵（母）细胞需用促性腺激素对动物进行超数排卵处理；获得的卵（母）细胞在体外培养到减数第二次分裂中期再进行去核处理．．
（4）从重组细胞到早期胚胎需要才用动物细胞培养或早期胚胎培养技术．
故答案为：
（1）质粒
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶 ） 合成 接触抑制 原代培养
（3）促性腺激素 减数第二次分裂中期
（4）动物细胞培养
2009年10月，我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书．下图表示该抗虫水稻主要培育流程，据图回答：
（1）图示中将目的基因导入到水稻胚细胞的方法称为______．
（2）将含杀虫基因的重组质粒进行扩增的技术的全称是______．
（3）能使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达的原因是通过该种方法能使目的基因进入植物细胞并将其插入到植物细胞中的______．
（4）图示中④过程应用的主要生物技术是______．
（5）杀虫基因（crylA）是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构，设计并人工合成的，这属于______工程技术范畴．
正确答案
解：（1）将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．图示中将目的基因导入到水稻胚细胞的方法称为农杆菌转化法．
（2）将含杀虫基因的重组质粒进行扩增的技术为PCR技术，其全称是多聚酶链式反应．
（3）能使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达的原因是通过该种方法能使目的基因进入植物细胞并将其插入到植物细胞中的染色体的DNA上．
（4）图示中④过程应用的主要生物技术是植物组织培养，该技术的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，利用的基本原理是植物细胞的全能性．
（5）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．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程．
故答案为：
（1）农杆菌转化法
（2）多聚酶链式反应
（3）染色体的DNA上
（4）植物组织培养
（5）蛋白质
解析
解：（1）将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法．图示中将目的基因导入到水稻胚细胞的方法称为农杆菌转化法．
（2）将含杀虫基因的重组质粒进行扩增的技术为PCR技术，其全称是多聚酶链式反应．
（3）能使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达的原因是通过该种方法能使目的基因进入植物细胞并将其插入到植物细胞中的染色体的DNA上．
（4）图示中④过程应用的主要生物技术是植物组织培养，该技术的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，利用的基本原理是植物细胞的全能性．
（5）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．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程．
故答案为：
（1）农杆菌转化法
（2）多聚酶链式反应
（3）染色体的DNA上
（4）植物组织培养
（5）蛋白质
油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高杆，Gg为中杆，gg为矮杆．另一种植物的B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果并且株高与这两个基因的数量正相关．如图是培育转基因油菜的操作流程．
（1）步骤①需要用______连接，构建表达载体并转化农杆菌，将农杆菌在含______的培养基中培养，筛选出成功导入B基因的农杆菌．获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的______整合到受体细胞的______上，获得转基因油菜．
（2）若B基因成功转入矮秆油菜并表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，则转入B基因的油菜表现型为，该转基因油菜自交产生的子一代中______，高秆植株应占______．
（3）若将一个B基因连接到了中秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲～丁四种转基因油菜（如图）
①这四种油菜中，丙植株的表现型与其余三种植株不同．其原因是______．
②在不考虑交叉互换的前提下，这四种转基因油菜分别自交，子代有3种表现型的是______，另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，请在图中的染色体上标出B基因的位置．______．
正确答案
解：（1）步骤①基因表达载体的构建需要用DNA连接酶连接，构建表达载体并转化农杆菌，将农杆菌在含四环素的培养基中培养，筛选出成功导入B基因的农杆菌．获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的质粒整合到受体细胞的染色体DNA上，获得转基因油菜．
（2）矮杆油菜成功导入一个B基因后，其基因型为ggBb，根据题干信息“B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果”可知，这样的转基因油菜表现为中杆．该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株ggBB应占25%．
（3）①由于B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，仍表现为中秆，所以丙植株的表现型与其余三种植株不同．
②四种转基因油菜分别自交，其中甲后代有5种表现型（含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因）、乙后代只有1种表现型（均含有2个显性基因，即GGbb、ggBB、GgBb）、丙后代只有3种表现型（含有一个有效显性基因B、不含显性基因、含有2个有效显性基因BB）、丁后代只有1种表现型（均含有2个显性基因）．另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型，则B基因应该在G基因所在的染色体上，表现为连锁遗传，其在染色体上的位置如图：
故答案为：
（1）DNA连接酶 四环素 质粒 染色体DNA
（2）中杆 25%
（3）①B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，仍表现为中秆
②丙 B基因的位置见下图：
解析
解：（1）步骤①基因表达载体的构建需要用DNA连接酶连接，构建表达载体并转化农杆菌，将农杆菌在含四环素的培养基中培养，筛选出成功导入B基因的农杆菌．获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的质粒整合到受体细胞的染色体DNA上，获得转基因油菜．
（2）矮杆油菜成功导入一个B基因后，其基因型为ggBb，根据题干信息“B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果”可知，这样的转基因油菜表现为中杆．该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株ggBB应占25%．
（3）①由于B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，仍表现为中秆，所以丙植株的表现型与其余三种植株不同．
②四种转基因油菜分别自交，其中甲后代有5种表现型（含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因）、乙后代只有1种表现型（均含有2个显性基因，即GGbb、ggBB、GgBb）、丙后代只有3种表现型（含有一个有效显性基因B、不含显性基因、含有2个有效显性基因BB）、丁后代只有1种表现型（均含有2个显性基因）．另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型，则B基因应该在G基因所在的染色体上，表现为连锁遗传，其在染色体上的位置如图：
故答案为：
（1）DNA连接酶 四环素 质粒 染色体DNA
（2）中杆 25%
（3）①B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，仍表现为中秆
②丙 B基因的位置见下图：
2003年，我国首创的基因治疗药物“今又生”被准上市，其本质是利用腺病毒和人p53基因拼装得到的重组病毒．人的P53蛋白可对高危癌前病变的DNA损伤进行修复，对DNA损伤无法修复的细胞，P53蛋白则诱导其进入冬眠状态或细胞凋亡．“今又生”的载体采用毒性极弱的第一代人5型腺病毒，其基因不整合到宿主细胞基因组中，无遗传毒性；载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，无环境污染．
根据以上信息，完成下列问题：
（1）从题中分析，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性的放弃了一般的载体都应该具有的______．
（2）p53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成．若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则p53基因至少应该含有______个核苷酸．在形成p53蛋白时，需要脱去______个水分子，此时核糖体上不含有下列哪种结构______．
A．密码子 B．反密码子 C．核糖核苷酸 D．脱氧核苷酸
（3）试举一种人体中不含p53基因的细胞：______．
（4）已知p53蛋白微量高效，只需极微量就可以完成功能，p53基因位于常染色体上．某男谢某表现型正常，但在他还是一个受精卵时，一条染色体上的p53基因突变成为无功能的假基因．若谢某和一个无遗传病史正常女性结婚，生下一儿晓东，晓东长大后娶了一个因p53突变导致的“易患癌症者”吴婷婷，晓东和婷婷准备生个娃娃，他们的娃娃是“易患癌症者”的概率应为______．
（5）婷婷为了治病，接受了“今又生”的基因治疗．在她接受注射后两个月，从她血液中提取了P53蛋白做了电泳分析，以便和治疗前对比．但是婷婷慌乱中把治疗前后的底片搞混淆了，两张底片分别如图所示，请帮婷婷判断，她的治疗______（是、否）有效，______（左、右）边那幅图是治疗后的电泳分析图．
（6）婷婷经过“今又生”注射后，仍然不幸的在三十五岁就患了癌．根据已有资料判断，她的治疗效果不显著的最可能原因是：______
A．p53基因没有整合到体细胞中 B．p53基因没有转录出mRNA
C．p53基因没有表达出P53蛋白 D．注射浓度或注射次数不够．
正确答案
解：（1）根据题干信息“载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制”可知，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性地放弃了具有复制原点的载体．
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成．若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则控制每条肽链合成的p53基因至少应该含有（393+1）×6=2364个核苷酸．在形成P53蛋白时，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=393×4-4=1568个．核糖体的组成成分是蛋白质和RNA（组成单位是核糖核苷酸），其能与mRNA（含有密码子）结合进行翻译过程，翻译时还需要tRNA（含有反密码子）转运氨基酸，因此该核糖体中不含脱氧核苷酸．
（3）人体成熟的红细胞不含细胞核和各种细胞器，因此不含p53基因．
（4）已知如图1中1号个体的一条染色体上的p53基因突变为无功能的假基因，假设其基因型为Aa，则2号的基因型为AA，3号的基因型及概率为
（5）由图可知，接受治疗后出现相应的p53蛋白质，说明她的治疗是有效的，左边那幅图是治疗后的电泳分析图．
（6）A、根据题干信息“其基因不整合到宿主细胞基因组中”可知，p53基因不整合到体细胞中，A错误；
B、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因可转录出mRNA，B错误；
C、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因已经表达出P53蛋白，C错误；
D．其治疗效果不显著，其原因可能是注射浓度或注射次数不够，D正确．
故选：D．
故答案为：
（1）自我复制或整合复制能力（答复制起点亦可）
（2）2364 1568 D
（3）成熟红细胞（血小板亦可）
（4）
（5）是 左
（6）D
解析
解：（1）根据题干信息“载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制”可知，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性地放弃了具有复制原点的载体．
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成．若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则控制每条肽链合成的p53基因至少应该含有（393+1）×6=2364个核苷酸．在形成P53蛋白时，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=393×4-4=1568个．核糖体的组成成分是蛋白质和RNA（组成单位是核糖核苷酸），其能与mRNA（含有密码子）结合进行翻译过程，翻译时还需要tRNA（含有反密码子）转运氨基酸，因此该核糖体中不含脱氧核苷酸．
（3）人体成熟的红细胞不含细胞核和各种细胞器，因此不含p53基因．
（4）已知如图1中1号个体的一条染色体上的p53基因突变为无功能的假基因，假设其基因型为Aa，则2号的基因型为AA，3号的基因型及概率为
（5）由图可知，接受治疗后出现相应的p53蛋白质，说明她的治疗是有效的，左边那幅图是治疗后的电泳分析图．
（6）A、根据题干信息“其基因不整合到宿主细胞基因组中”可知，p53基因不整合到体细胞中，A错误；
B、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因可转录出mRNA，B错误；
C、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因已经表达出P53蛋白，C错误；
D．其治疗效果不显著，其原因可能是注射浓度或注射次数不够，D正确．
故选：D．
故答案为：
（1）自我复制或整合复制能力（答复制起点亦可）
（2）2364 1568 D
（3）成熟红细胞（血小板亦可）
（4）
（5）是 左
（6）D
生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究．以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图．
据图回答：
（1）过程①酶作用的部位是______键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是______键．
（2）①、②两过程利用了酶的______特性．
（3）若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③的测序结果与______酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶．
（4）如果复合体中的蛋白质为RNA酶聚合，则其识别、结合DNA序列位基因的______．
（5）以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有______（多选）
A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体定位
D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟．
正确答案
解：（1）过程①表示用DNA酶水解部分裸露的DNA分子，其作用部位是磷酸二酯键；过程②表示蛋白酶处理复合体，水解其中的蛋白质，其作用部位是肽键．
（2）①、②两过程利用了酶的专一性，即一种酶只能催化一种或类化学反应．
（3）构建重组质粒时，需要限制酶和DNA连接酶，因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种限制酶．
（4）RNA聚合酶能识别基因的启动子，并与之结合．
（5）A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA，采用了酶的专一性原理，A正确；
B．无水乙醇能溶解色素，因此提取叶绿体基粒膜上的光合色素时，要用无水乙醇处理菠菜叶片，这与生物分子间的特异性无关，B错误；
C．分子杂交手段的原理是DNA分子杂交技术，采用了DNA分子的特异性原理，C正确；
D．mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，这是采用了核酸的特异性原理，D正确．
故选：ACD．
故答案为：
（1）磷酸二酯键 肽键
（2）专一
（3）限制性核酸内切酶
（4）启动子
（5）ACD
解析
解：（1）过程①表示用DNA酶水解部分裸露的DNA分子，其作用部位是磷酸二酯键；过程②表示蛋白酶处理复合体，水解其中的蛋白质，其作用部位是肽键．
（2）①、②两过程利用了酶的专一性，即一种酶只能催化一种或类化学反应．
（3）构建重组质粒时，需要限制酶和DNA连接酶，因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种限制酶．
（4）RNA聚合酶能识别基因的启动子，并与之结合．
（5）A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA，采用了酶的专一性原理，A正确；
B．无水乙醇能溶解色素，因此提取叶绿体基粒膜上的光合色素时，要用无水乙醇处理菠菜叶片，这与生物分子间的特异性无关，B错误；
C．分子杂交手段的原理是DNA分子杂交技术，采用了DNA分子的特异性原理，C正确；
D．mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，这是采用了核酸的特异性原理，D正确．
故选：ACD．
故答案为：
（1）磷酸二酯键 肽键
（2）专一
（3）限制性核酸内切酶
（4）启动子
（5）ACD
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