- 基因工程的应用
- 共2261题
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．两种酶都是通过______来提高化学反应速率的．
（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，已确定选用何种酶．要鉴定所用酶的化学本质，可将该酶液
与______试剂混合，若反应液呈______色，则该酶的化学本质为蛋白质．
（4）如果复合体中的蛋白质为______，则其识别、结合DNA序列位基因的启动子．
（5）下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是______．
TSS：转录起始位点，TTS：转录终止位点，STC：起始密码子，SPC：终止密码子
（6）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中，DNA酶作用的部位是磷酸二酯键，且由图可知此过程只发生在非结合区DNA．过程②中蛋白酶作用于肽键．
（2）酶具有专一性，只能催化相关的化合物的反应；酶的作用是可以降低化学反应的活化能．
（3）若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶．若酶的本质是蛋白质，则可以与双缩脲试剂产生紫色反应．
（4）如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合DNA序列为基因的启动子．
（5）在目的基因的起始端有启动子，末端有终止子，因此转录形成的mRNA初始位置为TSS（转录起始位点），在末端位置有TTS（转录终止位点）；同时mRNA将作为蛋白质合成的直接模板，因此其中含有起始密码子和终止密码子控制翻译过程的进行，两个密码子分别位于TSS内侧和TTS内侧．
（6）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
（2）专一性 降低化学反应的活化能
（3）限制性核酸内切 双缩脲 紫
（4）RNA聚合酶
（5）B
（6）ACD
解析
解：（1）过程①中，DNA酶作用的部位是磷酸二酯键，且由图可知此过程只发生在非结合区DNA．过程②中蛋白酶作用于肽键．
（2）酶具有专一性，只能催化相关的化合物的反应；酶的作用是可以降低化学反应的活化能．
（3）若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶．若酶的本质是蛋白质，则可以与双缩脲试剂产生紫色反应．
（4）如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合DNA序列为基因的启动子．
（5）在目的基因的起始端有启动子，末端有终止子，因此转录形成的mRNA初始位置为TSS（转录起始位点），在末端位置有TTS（转录终止位点）；同时mRNA将作为蛋白质合成的直接模板，因此其中含有起始密码子和终止密码子控制翻译过程的进行，两个密码子分别位于TSS内侧和TTS内侧．
（6）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
（2）专一性 降低化学反应的活化能
（3）限制性核酸内切 双缩脲 紫
（4）RNA聚合酶
（5）B
（6）ACD
拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能．用植株甲（AaBB）与植株乙（AAbb）作为亲本进行杂交实验，在F2中获得了所需植株丙（aabb）．
（1）花粉母细胞减数分裂时，联会形成的______经______染色体分离、姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中．
（2）a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的．
①基因工程中常从______（生物类型及其结构）上获得T-DNA片段；
②用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从下图中选择的引物组合是______．
③完成以上操作并最终获得a基因需要使用的酶有______．
④检测细胞中是否具有a基因可采用______技术．
（3）就上述两对等位基因而言，F1中有______种基因型的植株．F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为______．
正确答案
解：（1）减数分裂过程中，减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体，而在减数第一次分裂后期，同源染色体分离．
（2）①基因工程中常从土壤农杆菌的Ti质粒上获得T-DNA片段；
②根据题意和图示分析可知：用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从下图中选择的引物组合是Ⅱ和Ⅲ．
③完成以上操作并最终获得a基因需要使用的酶有热稳定DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶．
④检测细胞中是否具有a基因可采用DNA分子杂交技术．
（3）由于P代基因型为AaBB和Aabb，因为两对基因独立遗传，单独考虑B、b基因，F1基因型为Bb，自交得F2相关基因分离比为BB：Bb：bb（花粉粒不分离）=1：2：1，故花粉粒不分离植株所占比例为
故答案为：
（1）四分体 同源
（2）①土壤农杆菌的Ti质粒 ②Ⅱ和Ⅲ③热稳定DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶 ④DNA分子杂交
（3）2 25%
解析
解：（1）减数分裂过程中，减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体，而在减数第一次分裂后期，同源染色体分离．
（2）①基因工程中常从土壤农杆菌的Ti质粒上获得T-DNA片段；
②根据题意和图示分析可知：用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从下图中选择的引物组合是Ⅱ和Ⅲ．
③完成以上操作并最终获得a基因需要使用的酶有热稳定DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶．
④检测细胞中是否具有a基因可采用DNA分子杂交技术．
（3）由于P代基因型为AaBB和Aabb，因为两对基因独立遗传，单独考虑B、b基因，F1基因型为Bb，自交得F2相关基因分离比为BB：Bb：bb（花粉粒不分离）=1：2：1，故花粉粒不分离植株所占比例为
故答案为：
（1）四分体 同源
（2）①土壤农杆菌的Ti质粒 ②Ⅱ和Ⅲ③热稳定DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶 ④DNA分子杂交
（3）2 25%
如图是利用生物工程技术生产人生长激素的示意图．质粒上的Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因，限制酶PstI、EcoR I和HindⅢ切割形成的末端均不相同．据图回答：
（1）将人生长激素基因导入小鼠体内来生产生长激素．图中对供体雌鼠甲用促性腺激素处理一段时间后与雄鼠乙交配，然后通过手术的方法从雌鼠甲的______中取出受精卵．图中早期胚胎应保证发育到______阶段，才能进行后续过程的操作．
（2）①过程不能利用人的皮肤细胞，其原因是______．
（3）为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，切割质粒时应选用的酶是______．
（4）大肠杆菌细胞内应不含______基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌．
（5）如果从限制酶Pst I、EcoR I和HindⅢ任选两种酶对质粒进行切割，均会将质粒切成两段，则形成的DNA片段有______种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段占______．
（6）按照图示的操作，将三角瓶中的大肠杆菌先接种到甲培养基上，然后分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置，一段时间后，菌落的生长状况如乙、丙所示．据图分析丙培养基中含人生长激素基因的菌落有______个．
正确答案
解：（1）精子和卵细胞在输卵管中受精形成受精卵，所以可以通过手术从雌鼠甲的输卵管中取出受精卵．待受精卵发育到桑葚胚或囊胚时，才可以进行胚胎移植．
（2）由于基因表达具有选择性，人生长激素基因只在垂体细胞中表达产生相应的mRNA和生长激素，①过程不能利用人的皮肤细胞．
（3）根据图示可知，含有重组质粒的大肠杆菌能在四环素培养基中生存，但不能在青霉素培养基中生存，可知切割质粒时应选用的酶是限制酶PstI，破坏了青霉素抗性基因．
（4）大肠杆菌细胞内应不含与重组质粒中有关的基因，即不能含有四环素抗性基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌
（5）PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ3种酶分别用1、2、3表示，其中任意两种酶酶切时，可得到1-2、2-1，2-3、3-2，1-3、3-1六种片段．其中2-1中含有完整四环素抗性基因的DNA片段，占全部DNA片段的
（6）目的基因插入质粒后，破坏了氨苄青霉素抗性基因，但没有破环四环素抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能在含有四环素的培养基上生长，但不能在含有氨苄青霉素的培养基上生长．甲、丙培养基中含有四环素，因此能在甲和丙中生长的大肠杆菌含有四环素抗性基因，包括导入普通质粒和重组质粒的大肠杆菌；乙培养基中含有四环素和青霉素，因此能在乙中生长的是导入普通质粒的大肠杆菌．与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒．
故答案为：
（1）输卵管 桑葚胚或囊胚
（2）基因表达具有选择性，人生长激素基因只在垂体细胞中表达产生相应的mRNA和生长激素
（3）限制酶PstI
（4）四环素抗性基因
（5）6
（6）2
解析
解：（1）精子和卵细胞在输卵管中受精形成受精卵，所以可以通过手术从雌鼠甲的输卵管中取出受精卵．待受精卵发育到桑葚胚或囊胚时，才可以进行胚胎移植．
（2）由于基因表达具有选择性，人生长激素基因只在垂体细胞中表达产生相应的mRNA和生长激素，①过程不能利用人的皮肤细胞．
（3）根据图示可知，含有重组质粒的大肠杆菌能在四环素培养基中生存，但不能在青霉素培养基中生存，可知切割质粒时应选用的酶是限制酶PstI，破坏了青霉素抗性基因．
（4）大肠杆菌细胞内应不含与重组质粒中有关的基因，即不能含有四环素抗性基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌
（5）PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ3种酶分别用1、2、3表示，其中任意两种酶酶切时，可得到1-2、2-1，2-3、3-2，1-3、3-1六种片段．其中2-1中含有完整四环素抗性基因的DNA片段，占全部DNA片段的
（6）目的基因插入质粒后，破坏了氨苄青霉素抗性基因，但没有破环四环素抗性基因，因此含有重组质粒的大肠杆菌能在含有四环素的培养基上生长，但不能在含有氨苄青霉素的培养基上生长．甲、丙培养基中含有四环素，因此能在甲和丙中生长的大肠杆菌含有四环素抗性基因，包括导入普通质粒和重组质粒的大肠杆菌；乙培养基中含有四环素和青霉素，因此能在乙中生长的是导入普通质粒的大肠杆菌．与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒．
故答案为：
（1）输卵管 桑葚胚或囊胚
（2）基因表达具有选择性，人生长激素基因只在垂体细胞中表达产生相应的mRNA和生长激素
（3）限制酶PstI
（4）四环素抗性基因
（5）6
（6）2
人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的抗原可引起免疫排斥反应．如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因（Anti）“反向处理”，并人工合成reAnti基因，转入猪成纤维细胞，培育成转基因克隆猪的过程示意图，请据图回答问题．
（1）Anti基因的表达产物定位在______上，可被______识别，引起免疫反应．
（2）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内表达，应在人工合成的reAnti基因的首段连接______．
（3）Anti基因的mRNA为
（4）培养猪胎儿成纤维细胞，要将培养瓶置于含______的混合气体培养箱中进行培养．
（5）过程③表示通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核，此时的卵母细胞处于减数分裂的______时期．微型吸管除了将细胞核吸出外，往往还要将______一并吸出．
正确答案
解：（1）Anti基因的表达产物是表面抗原，定位在细胞膜上，可被免疫细胞（或淋巴细胞）识别，引起免疫反应．
（2）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内转录，应在人工合成的reAnti基因的首段连接（Anti基因的）启动子．
（3）Anti基因的mRNA为
（4）动物细胞培养时，将培养瓶置于含95%空气加5%CO2的混合气体培养箱中进行培养．
（5）过程③表示通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核，此时的卵母细胞处于减数第二次分裂（或MⅡ）．微型吸管除了将细胞核吸出外，往往还要将第一极体一并吸出．
故答案为：
（1）细胞膜 免疫细胞（或淋巴细胞）
（2）启动子（或Anti基因的启动子）
（3）双链（或双链RNA） 翻译
（4）95%空气和5% CO2
（5）第二次分裂（或MⅡ）时期 第一极体
解析
解：（1）Anti基因的表达产物是表面抗原，定位在细胞膜上，可被免疫细胞（或淋巴细胞）识别，引起免疫反应．
（2）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内转录，应在人工合成的reAnti基因的首段连接（Anti基因的）启动子．
（3）Anti基因的mRNA为
（4）动物细胞培养时，将培养瓶置于含95%空气加5%CO2的混合气体培养箱中进行培养．
（5）过程③表示通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核，此时的卵母细胞处于减数第二次分裂（或MⅡ）．微型吸管除了将细胞核吸出外，往往还要将第一极体一并吸出．
故答案为：
（1）细胞膜 免疫细胞（或淋巴细胞）
（2）启动子（或Anti基因的启动子）
（3）双链（或双链RNA） 翻译
（4）95%空气和5% CO2
（5）第二次分裂（或MⅡ）时期 第一极体
2011年8月，吉林大学农学部奶牛繁育基地成功培育出一头携带转入赖氨酸基因的克隆牛“织女”．它的诞生标志我国克隆技术又取得了一次重大突破．下图为“织女”培育的大致过程，①～⑤为培育过程中涉及的现代生物科学技术，请据图回答问题．
（1）“织女”的培育过程中涉及的现代生物技术主要有①______，②______，④______．
（2）赖氨酸基因的获取需要用到的工具酶是______．
（3）①过程包括四个基本操作步骤，其核心步骤是______．
（4）若要获得“织女”乳汁中含有的赖氨酸，则所构建的基因表达载体应包括：启动子、赖氨酸基因、______和______等．
（5）实现①常用的方法是______．
（6）③过程为______，需要在______里培养．
（7）“织女”的体色为______，要想使其分泌的乳汁中含有赖氨酸，所选用的①受体细胞的性染色体组成为______．
（8）⑤过程的去核处理一般选择在______期进行．
（9）④过程的佳时期是______．
正确答案
解：（1）从图示可看出该流程涉及的生物技术有：核移植技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植．
（2）在获取目的基因的过程中采用限制性核酸内切酶．
（3）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．
（4）构建的基因表达载体应包括：启动子、赖氨酸基因、终止子和标记基因等．
（5）将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法．
（6）③过程为早期胚胎培养，需要在发育培养液里培养．
（7）“织女”的细胞核取自黑白花奶牛胎儿细胞，因此体色也为黑白花，要想使其分泌的乳汁中含有赖氨酸，所选用的受体细胞必需来自雌性个体，即它的性染色体组成为XX．
（8）⑤过程的去核处理一般选择在减数第二次分裂中（或MⅡ期）期进行．
（9）胚胎移植过程的佳时期是桑椹胚或囊胚．
故答案为：
（1）转基因技术或基因工程 核移植技术 胚胎移植（顺序可变）
（2）限制性核酸内切酶（或限制酶）
（3）基因表达载体的构建
（4）终止子 标记基因（顺序可变）
（5）显微注射法
（6）早期胚胎培养 发育培养液
（7）黑白花 XX
（8）减数第二次分裂中（或MⅡ期）
（9）桑椹胚或囊胚
解析
解：（1）从图示可看出该流程涉及的生物技术有：核移植技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植．
（2）在获取目的基因的过程中采用限制性核酸内切酶．
（3）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．
（4）构建的基因表达载体应包括：启动子、赖氨酸基因、终止子和标记基因等．
（5）将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法．
（6）③过程为早期胚胎培养，需要在发育培养液里培养．
（7）“织女”的细胞核取自黑白花奶牛胎儿细胞，因此体色也为黑白花，要想使其分泌的乳汁中含有赖氨酸，所选用的受体细胞必需来自雌性个体，即它的性染色体组成为XX．
（8）⑤过程的去核处理一般选择在减数第二次分裂中（或MⅡ期）期进行．
（9）胚胎移植过程的佳时期是桑椹胚或囊胚．
故答案为：
（1）转基因技术或基因工程 核移植技术 胚胎移植（顺序可变）
（2）限制性核酸内切酶（或限制酶）
（3）基因表达载体的构建
（4）终止子 标记基因（顺序可变）
（5）显微注射法
（6）早期胚胎培养 发育培养液
（7）黑白花 XX
（8）减数第二次分裂中（或MⅡ期）
（9）桑椹胚或囊胚
扫码查看完整答案与解析