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简答题

目前栽培的主要香蕉品种是三倍体或多倍体,不结种子,因此无性繁殖成了主要种植方式.长期以来,香蕉生产遭受病害的严重威胁,制约了其发展.为提高其产量,某生物小组利用转基因技术培育抗病香蕉.培育过程如图所示:

(1)获得抗病基因后,常利用______技术进行扩增,该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成______.该技术需要的酶是______酶.

(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法有多种,图中所示方法为______.欲检测转基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因,可采用______技术.

(3)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有______,作为标记基因.

(4)香蕉的抗病性状主要存在野生的二倍体香蕉品种中,但绝大多数香蕉抗病性状的分子背景尚不清楚.小组同学认为还可以利用______技术将三倍体香蕉体细胞与二倍体香蕉体细胞进行融合培育抗病香蕉,该技术常用的化学诱导剂是______

正确答案

解:(1)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,再依据这一序列合成引物,该过程需要的酶是热稳定的DNA聚合酶.

(2)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,图中采用的是最常用的农杆菌转化法.可采用DNA分子杂交技术检测转基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因.

(3)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因,以此作为标记基因.

(4)可以利用植物体细胞杂交技术将三倍体香蕉体细胞与二倍体香蕉体细胞进行融合培育抗病香蕉,该技术常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG).

故答案为:

(1)PCR          引物       Taq(热稳定的DNA聚合酶)

(2)农杆菌转化法      DNA分子杂交

(3)抗卡那霉素基因(或答卡那霉素抗性基因)

(4)植物体细胞杂交      聚乙二醇(PEG)

解析

解:(1)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,再依据这一序列合成引物,该过程需要的酶是热稳定的DNA聚合酶.

(2)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,图中采用的是最常用的农杆菌转化法.可采用DNA分子杂交技术检测转基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因.

(3)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因,以此作为标记基因.

(4)可以利用植物体细胞杂交技术将三倍体香蕉体细胞与二倍体香蕉体细胞进行融合培育抗病香蕉,该技术常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG).

故答案为:

(1)PCR          引物       Taq(热稳定的DNA聚合酶)

(2)农杆菌转化法      DNA分子杂交

(3)抗卡那霉素基因(或答卡那霉素抗性基因)

(4)植物体细胞杂交      聚乙二醇(PEG)

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一对表现型正常的夫妇,生了一个β地中海贫血症患儿.在他们欲生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精.医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,最终喜获一健康女婴.请回答:

(1)哺乳动物的体外受精主要包括__________________ 等主要步骤.

(2)在对胎儿进行β地中海贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行PCR扩增,然后用限制酶对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物,再根据不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带进行判断.

①PCR扩增与体内DNA复制过程中,解旋的方法不同,前者通过______解开双链,后者通过______解开双链.

②一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,大多数限制酶的识别序列由______个核苷酸组成.DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是______

③利用PCR扩增目的基因也是目的基因获取的方法之一,除此以外,目的基因还可以从基因文库中获取,基因文库包含______ 和______ 等类型,后者的基因中含有启动子.

④基因诊断的主要原理是______

正确答案

解:(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等主要步骤.

(2)①PCR扩增与体内DNA复制过程中,解旋的方法不同,前者通过高温解开双链,后者通过解旋酶解开双链.

②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成.DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端.

③基因文库包含部分基因文库和基因组文库

④基因诊④基因诊断的主要原理是DNA分子杂交.

故答案为:

(1)卵母细胞的采集和培养    精子的采集和获能    受精

(2)①高温    解旋酶

②6    黏性末端

③部分基因文库    基因组文库

④DNA分子杂交

解析

解:(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等主要步骤.

(2)①PCR扩增与体内DNA复制过程中,解旋的方法不同,前者通过高温解开双链,后者通过解旋酶解开双链.

②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成.DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端.

③基因文库包含部分基因文库和基因组文库

④基因诊④基因诊断的主要原理是DNA分子杂交.

故答案为:

(1)卵母细胞的采集和培养    精子的采集和获能    受精

(2)①高温    解旋酶

②6    黏性末端

③部分基因文库    基因组文库

④DNA分子杂交

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苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白.下图(一)是转Bt毒素蛋白基因植物的重组DNA形成过程示意图;下图(二)是毒素蛋白基因进入植物细胞后发生的二种生物大分子合成的过程,据图回答下列问题.

(1)将图(一)①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反应管中有______种DNA片段.过程②需要用到______酶.

(2)假设图(一)中质粒原来BamHⅠ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶BclⅠ的碱基序列,现用BclⅠ和HindⅢ切割质粒,则该图(一)中①的DNA右侧还能选择BamHⅠ进行切割,并能获得所需重组质粒吗?______,请说明理由______

(3)若上述假设成立,并成功形成重组质粒,则重组质粒______

A.既能被BamHⅠ也能被HindⅢ切开       B.能被BamHⅠ但不能被HindⅢ切开

C.既不能被BamHⅠ也不能被HindⅢ切开   D.能被HindⅢ但不能被BamHⅠ切开

(4)图(二)中α链是______.不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点______(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是______

正确答案

解:(1)图中①的DNA含有两个BamHⅠ酶的切割位点,含有一个HindⅢ酶的切割位点,所以用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切①中的DNA后,反应管中有4种DNA片段.

(2)据图分析,由于BamHⅠ和BclⅠ切割DNA后露出的黏性末端相同,质粒原来BamHⅠ识别位点的碱基序列变为限制酶BclⅠ的碱基序列,用BclⅠ和HindⅢ切割质粒,用BamHⅠ和HindⅢ切割目的基因,仍能获得重组质粒.

(3)质粒和目的基因都被HindⅢ切割,形成相同的黏性末端,则形成的重组质粒还能被HindⅢ切割;质粒原来BamHⅠ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶BclⅠ的碱基序列,则形成的黏性末端是:

T

ACTAG,

而目的基因被BamHⅠ切割,则形成的黏性末端是:

G

CCTAG,

则形成的重组DNA片段是:

TGATCC

ACTAGG,

因而不能被BamHⅠ识别,也不能切割.

根据酶切位点和识别的碱基序列可知,重组质粒只能被能被HindⅢ但不能被BamHⅠ切开.

(4)从图2可知,a链形成是以DNA一条链作为模板进行转录形成的信使RNA分子;不同组织细胞的相同DNA在转录时,如果是相同基因一般转录起点相同,不同的基因转录起点不同,原因是基因的选择性表达.

故答案为:

(1)4    DNA连接酶

(2)能   切割后露出的黏性末端相同

(3)D

(4)mRNA   不完全相同    不同组织细胞中基因会进行选择性表达

解析

解:(1)图中①的DNA含有两个BamHⅠ酶的切割位点,含有一个HindⅢ酶的切割位点,所以用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切①中的DNA后,反应管中有4种DNA片段.

(2)据图分析,由于BamHⅠ和BclⅠ切割DNA后露出的黏性末端相同,质粒原来BamHⅠ识别位点的碱基序列变为限制酶BclⅠ的碱基序列,用BclⅠ和HindⅢ切割质粒,用BamHⅠ和HindⅢ切割目的基因,仍能获得重组质粒.

(3)质粒和目的基因都被HindⅢ切割,形成相同的黏性末端,则形成的重组质粒还能被HindⅢ切割;质粒原来BamHⅠ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶BclⅠ的碱基序列,则形成的黏性末端是:

T

ACTAG,

而目的基因被BamHⅠ切割,则形成的黏性末端是:

G

CCTAG,

则形成的重组DNA片段是:

TGATCC

ACTAGG,

因而不能被BamHⅠ识别,也不能切割.

根据酶切位点和识别的碱基序列可知,重组质粒只能被能被HindⅢ但不能被BamHⅠ切开.

(4)从图2可知,a链形成是以DNA一条链作为模板进行转录形成的信使RNA分子;不同组织细胞的相同DNA在转录时,如果是相同基因一般转录起点相同,不同的基因转录起点不同,原因是基因的选择性表达.

故答案为:

(1)4    DNA连接酶

(2)能   切割后露出的黏性末端相同

(3)D

(4)mRNA   不完全相同    不同组织细胞中基因会进行选择性表达

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图1表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程,据图1回答:

(1)杀虫基因通过①~④,最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做______

(2)组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造.图2是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(示部分基因及部分限制酶作用位点),据图2分析:

①人工改造质粒时,要使抗虫基因能成功表达,还应插入______

②人工改造质粒时,用限制酶Ⅰ处理,其目的是:

第一,去除质粒上______(基因),保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长;

第二,使质粒带有单一限制酶作用位点,有利于______

第三,使质粒大小合适,可以提高转化效率等.

③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子,并构成重组Ti质粒.分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞,观察到的细胞生长的情况是______

(3)若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为,则该酶识别的核苷酸序列是______

正确答案

解:(1)转化是指目的基因进人受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程,图中①~④表示该过程.

(2)①启动子是一段特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质.

②图中看出,tms基因能够编码生长素,tmr基因能够编码细胞分裂素,这两种激素能够促进植物的生长.因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理,其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms,保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长;另外只有一个插入位点,也有利于目的基因(或外源DNA)准确插入.

③若用限制酶Ⅱ切割改造过的理想质粒,质粒上的抗四环素的标记基因(tet)就会破坏,所以以含四环素和卡那霉素的培养基培养后,在含卡那霉素的培养基能够生长,而在含四环素的培养基中不能生长.

(3)若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为,则该酶识别的核苷酸序列是GACGTC.

故答案为:

(1)转化     

(2)①启动子   ②tms和tmr   目的基因(或外源DNA)准确插入

③在含卡那霉素的培养基中能够生长,而在含四环素的培养基中不能生长

(3)GACGTC

解析

解:(1)转化是指目的基因进人受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程,图中①~④表示该过程.

(2)①启动子是一段特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质.

②图中看出,tms基因能够编码生长素,tmr基因能够编码细胞分裂素,这两种激素能够促进植物的生长.因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理,其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms,保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长;另外只有一个插入位点,也有利于目的基因(或外源DNA)准确插入.

③若用限制酶Ⅱ切割改造过的理想质粒,质粒上的抗四环素的标记基因(tet)就会破坏,所以以含四环素和卡那霉素的培养基培养后,在含卡那霉素的培养基能够生长,而在含四环素的培养基中不能生长.

(3)若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为,则该酶识别的核苷酸序列是GACGTC.

故答案为:

(1)转化     

(2)①启动子   ②tms和tmr   目的基因(或外源DNA)准确插入

③在含卡那霉素的培养基中能够生长,而在含四环素的培养基中不能生长

(3)GACGTC

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请回答下列有关现代生物技术的问题.如图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程.

(1)请写出图中涉及的现代生物技术中的2项______

(2)研究人员根据已知的胰岛素基因序列,采用______方法获得了胰岛素基因.

(3)图中A培育至具有凤梨风味的绿草莓幼苗的过程,______(是、否)体现植物细胞的全能性.

(4)转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用,但是,胚胎工程只是指对动物的______所进行的多种显微操作和处理技术.

(5)不断恶化的生态环境,正在对人类的生存和发展构成严重的威胁.运用生态工程可对遭到破坏的生态环境进行修复和重建.生态工程建设的目的是遵循自然界______的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止______,达到生态效益与经济效益的同步发展.生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,请写出它遵循的基本原理中的3项:______

正确答案

解:(1)图中涉及的现代生物技术有转基因技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术.

(2)由于已知胰岛素基因序列,所以研究人员可根据已知的胰岛素基因序列,采用化学合成的方法获得胰岛素基因.

(3)图中A培育至具有凤梨风味的绿草莓幼苗的过程,采用了植物组织培养技术,体现了植物细胞的全能性.

(4)胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术,有胚胎移植和胚胎分割移植等.

(5)生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到生态效益与经济效益的同步发展.生态工程遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理.

故答案为:

(1)转基因技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术   

(2)化学合成  

(3)是    

(4)配子或早期胚胎     

(5)物质循环    环境污染    物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理

解析

解:(1)图中涉及的现代生物技术有转基因技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术.

(2)由于已知胰岛素基因序列,所以研究人员可根据已知的胰岛素基因序列,采用化学合成的方法获得胰岛素基因.

(3)图中A培育至具有凤梨风味的绿草莓幼苗的过程,采用了植物组织培养技术,体现了植物细胞的全能性.

(4)胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术,有胚胎移植和胚胎分割移植等.

(5)生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到生态效益与经济效益的同步发展.生态工程遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理.

故答案为:

(1)转基因技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术   

(2)化学合成  

(3)是    

(4)配子或早期胚胎     

(5)物质循环    环境污染    物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理

下一知识点 : 目的基因导入受体细胞
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