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简答题

我们日常吃的大米中铁含量极低,科研人员通过基因工程等技术,培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质.如图为培育转基因水稻过程示意图,请分析回答.

(1)铁结合蛋白基因来自菜豆,可通过______扩增获取,如果该基因脱氧核苷酸序列已知且比较小,还可______方法直接人工合成.

(2)铁结合蛋白基因需插入到 重组Ti质粒上的______之间.

(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时,通过培养基2的筛选培养,可以获得______;培养基3与培养基2的区别是______.检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因稻米______

(4)将T0代植株上收获的种子种植成T1代株系,检测各单株的潮霉素抗性.若少数T1代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是______

正确答案

解:(l)获取目的基因的方法有三种:①从基因文库中获取;②利用PCR技术扩增;③人工合成(化学合成).如果基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用化学合成法获得此目的基因,再用PCR技术进行扩增.

(2)构建重组质粒的过程中,需要将铁结合蛋白基因需插入到重组Ti质粒上启动子和终止子的之间,易于重组Ti质粒导入和成功表达.

(3)水稻细胞经过脱分化后可形成愈伤组织;质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒的愈伤组织.培养基2中进行的是再分化过程,而培养基3中已经形成试管苗,因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同.检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻成熟种子中铁含量.

(4)有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失.

故答案为:

(1)PCR化学

(2)启动子和终止子

(3)含有重组质粒的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例(植物激素比例)    铁的含量

(4)潮霉素基因没有表达(或潮霉素基因丢失等)

解析

解:(l)获取目的基因的方法有三种:①从基因文库中获取;②利用PCR技术扩增;③人工合成(化学合成).如果基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用化学合成法获得此目的基因,再用PCR技术进行扩增.

(2)构建重组质粒的过程中,需要将铁结合蛋白基因需插入到重组Ti质粒上启动子和终止子的之间,易于重组Ti质粒导入和成功表达.

(3)水稻细胞经过脱分化后可形成愈伤组织;质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒的愈伤组织.培养基2中进行的是再分化过程,而培养基3中已经形成试管苗,因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同.检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻成熟种子中铁含量.

(4)有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失.

故答案为:

(1)PCR化学

(2)启动子和终止子

(3)含有重组质粒的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例(植物激素比例)    铁的含量

(4)潮霉素基因没有表达(或潮霉素基因丢失等)

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我们日常吃的大米中铁含量极低,科研人员通过基因工程等技术,培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质.如图为培育转基因水稻流程示意图,请回答下列问题:

(l)铁结合蛋白基因来自菜豆,且基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用______法获得此目的基因.

(2)构建重组Ti质粒时,通常要用分别______切割____________

(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时,通过培养基2的筛选培养,可以获得______

(4)为研究外源基因的遗传方式,将T0代植株上收获的种子种植成T1代株系,检测各单株的潮霉素抗性.在检测的多数T1代株系内,抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3:1,此结果说明外源基因的遗传符合______定律.有少数T1代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是______

正确答案

解:(1)获取目的基因的方法有三种:①从基因文库中获取;②利用PCR技术扩增;③人工合成(化学合成).如果基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用化学合成法获得此目的基因,再用PCR技术进行扩增.

(2)构建重组质粒的过程中,通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段,使它们产生相同的黏性末端,然后再用DNA连接酶连接成重组质粒.

(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒或抗潮霉素的愈伤组织.

(4)由于在检测的多数T1代株系内,抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3:1,所以外源基因的遗传符合基因的分离定律.有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失.

故答案为:

(1)化学合成

(2)限制性核酸内切酶  含目的基因的DNA片段   质粒

(3)含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织

(4)基因分离   潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失

解析

解:(1)获取目的基因的方法有三种:①从基因文库中获取;②利用PCR技术扩增;③人工合成(化学合成).如果基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用化学合成法获得此目的基因,再用PCR技术进行扩增.

(2)构建重组质粒的过程中,通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段,使它们产生相同的黏性末端,然后再用DNA连接酶连接成重组质粒.

(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒或抗潮霉素的愈伤组织.

(4)由于在检测的多数T1代株系内,抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3:1,所以外源基因的遗传符合基因的分离定律.有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失.

故答案为:

(1)化学合成

(2)限制性核酸内切酶  含目的基因的DNA片段   质粒

(3)含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织

(4)基因分离   潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失

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人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从人血中提取.但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重.如果应用现代生物科学技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求.下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据如图回答:

(1)以上过程中涉及到的现代生物技术,属于细胞水平的有:______

(2)在基因工程中,我们称①为目的基因,获取目的基因时用到的工具酶是______.检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中的具体方法是:用______作探针,使探针与______进行分子杂交,若显示出______,则表明插入成功.

(3)从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞的原因是____________

(4)⑧是⑦生出的后代,那么⑧的遗传性状和______(填图中序号)最相似,为什么?______

(5)在转基因生物的应用中,我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白,因此⑧被称为______

正确答案

解:(1)由以上分析可知,在此过程中涉及的细胞工程技术有动物体细胞核移植、动物细胞培养,其中动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖.

(2)在基因工程中,获取目的基因时要用限制酶切割外源DNA分子.检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中常用DNA分子杂交技术,即用放射性同位素等标记的目的基因作探针,使探针与受体基因组DNA进行分子杂交,若显示出杂交带,则表明插入成功.

(3)卵细胞体积大、易操作,且卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化,因此,从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞.

(4)因为④的细胞核来自②,而细胞核又是遗传性状的控制中心,因此⑧的遗传性状和②最相似.

(5)在转基因生物的应用中,我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白,因此⑧被称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器.

故答案为:

(1)核移植技术、动物细胞培养

(2)限制酶     用放射性同位素等标记的目的基因      受体基因组DNA     杂交带

(3)卵细胞体积大、易操作      卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化

(4)②因为④的细胞核来自②,而细胞核又是遗传性状的控制中心

(5)乳腺生物反应器或乳房生物反应器

解析

解:(1)由以上分析可知,在此过程中涉及的细胞工程技术有动物体细胞核移植、动物细胞培养,其中动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖.

(2)在基因工程中,获取目的基因时要用限制酶切割外源DNA分子.检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中常用DNA分子杂交技术,即用放射性同位素等标记的目的基因作探针,使探针与受体基因组DNA进行分子杂交,若显示出杂交带,则表明插入成功.

(3)卵细胞体积大、易操作,且卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化,因此,从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞.

(4)因为④的细胞核来自②,而细胞核又是遗传性状的控制中心,因此⑧的遗传性状和②最相似.

(5)在转基因生物的应用中,我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白,因此⑧被称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器.

故答案为:

(1)核移植技术、动物细胞培养

(2)限制酶     用放射性同位素等标记的目的基因      受体基因组DNA     杂交带

(3)卵细胞体积大、易操作      卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化

(4)②因为④的细胞核来自②,而细胞核又是遗传性状的控制中心

(5)乳腺生物反应器或乳房生物反应器

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干扰素是治疗癌症的重要药物,它必须从血中提取,每升人血只能提取0.5μg,所以价格昂贵.现在美国加利福尼亚州的基因公司用如下图的方式生产干扰素.试分析原理和优点.

(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,一般可用______的方法,此基因在基因工程中称为______

(2)此基因与细菌的质粒相结合要依靠______,其作用部位是磷酸二酯键,然后将目的基因移植到酵母菌体内,酵母菌在基因工程中叫______

(3)科学家在培养转基因植物时,常用______中的质粒做运载体.质粒是基因工程最常用的运载体,它具备运载体的哪些条件?

______;②______

______;④______

(4)细菌质粒能与干扰素基因能够拼接其原因是______.人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素,说明了______

正确答案

解:(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,一般可用逆转录的方法进行人工合成,此基因在基因工程中称为目的基因.

(2)在基因工程中,需要利用DNA连接酶将目的基因与细菌的质粒进行连接,其作用部位是磷酸二酯键,然后将目的基因移植到酵母菌体内,酵母菌在基因工程中叫受体细胞.

(3)科学家在培养转基因植物时,常用原核生物中的质粒做运载体.质粒是基因工程最常用的运载体,它具备运载体条件:①能够子啊宿主细胞中自我复制;②至少一个酶切位点,于外源基因连接;③具有某些标记基因,便于目的基因的鉴定与筛选;④对受体细胞无害.

(4)细菌质粒能与干扰素基因能够拼接其原因是他们具有共同的物质基础和结构基础,以及只有相同个的黏性末端.人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素,说明了不同生物共用一套密码子.

故答案为:

(1)人工合成   目的基因

(2)DNA连接酶   受体细胞

(3)能够子啊宿主细胞中自我复制;至少一个酶切位点,于外源基因连接;具有某些标记基因,便于目的基因的鉴定与筛选;对受体细胞无害

(4)他们具有共同的物质基础和结构基础,以及只有相同个的黏性末端;不同生物共用一套密码子

解析

解:(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,一般可用逆转录的方法进行人工合成,此基因在基因工程中称为目的基因.

(2)在基因工程中,需要利用DNA连接酶将目的基因与细菌的质粒进行连接,其作用部位是磷酸二酯键,然后将目的基因移植到酵母菌体内,酵母菌在基因工程中叫受体细胞.

(3)科学家在培养转基因植物时,常用原核生物中的质粒做运载体.质粒是基因工程最常用的运载体,它具备运载体条件:①能够子啊宿主细胞中自我复制;②至少一个酶切位点,于外源基因连接;③具有某些标记基因,便于目的基因的鉴定与筛选;④对受体细胞无害.

(4)细菌质粒能与干扰素基因能够拼接其原因是他们具有共同的物质基础和结构基础,以及只有相同个的黏性末端.人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素,说明了不同生物共用一套密码子.

故答案为:

(1)人工合成   目的基因

(2)DNA连接酶   受体细胞

(3)能够子啊宿主细胞中自我复制;至少一个酶切位点,于外源基因连接;具有某些标记基因,便于目的基因的鉴定与筛选;对受体细胞无害

(4)他们具有共同的物质基础和结构基础,以及只有相同个的黏性末端;不同生物共用一套密码子

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我们日常吃的大米中铁含量极低,科研人员通过基因工程等技术,培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质.下图为培育转基因水稻过程示意图,请分析回答.

(1)铁结合蛋白基因来自菜豆,且基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用______法获得此目的基因或用______扩增目的基因.

(2)构建重组Ti质粒时,通常要用______分别切割______.将重组Ti质粒转入农杆菌时,可以用______处理农杆菌,使重组Ti质粒易于导入.

(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时,通过培养基2的筛选培养,可以获得______;检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻______

(4)有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是______

正确答案

解:(l)获取目的基因的方法有三种:①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成(化学合成).为了培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,所以铁结合蛋白基因称为目的基因,获取该基因后常用PCR技术进行扩增.

(2)构建重组质粒的过程中,通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段,使它们产生相同的黏性末端,然后再用DNA连接酶连接成重组质粒.将重组Ti质粒转入农杆菌时,可以用CaCl2溶液处理农杆菌,使农杆菌属于感受态,便于重组Ti质粒导入.

(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒的愈伤组织.该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因,因此检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻种子中铁含量.

(4)有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失.

故答案为:

(1)化学合成(从基因文库中获取目的基因)        PCR

(2)(同种)限制性核酸内切酶  含目的基因的DNA片段和质粒      CaCl2

(3)含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织        (成熟)种子中铁含量

(4)潮霉素抗性基因没有表达(或潮霉素抗性基因丢失)

解析

解:(l)获取目的基因的方法有三种:①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成(化学合成).为了培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,所以铁结合蛋白基因称为目的基因,获取该基因后常用PCR技术进行扩增.

(2)构建重组质粒的过程中,通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段,使它们产生相同的黏性末端,然后再用DNA连接酶连接成重组质粒.将重组Ti质粒转入农杆菌时,可以用CaCl2溶液处理农杆菌,使农杆菌属于感受态,便于重组Ti质粒导入.

(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因,因此通过培养基2的筛选培养,可以获得含有重组质粒的愈伤组织.该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因,因此检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻种子中铁含量.

(4)有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失.

故答案为:

(1)化学合成(从基因文库中获取目的基因)        PCR

(2)(同种)限制性核酸内切酶  含目的基因的DNA片段和质粒      CaCl2

(3)含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织        (成熟)种子中铁含量

(4)潮霉素抗性基因没有表达(或潮霉素抗性基因丢失)

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