1.(2016·云南师大附中检测)请依照基因工程的有关知识回答以下问题:
(1)cDNA文库属于________文库,其构建方式是:用某种生物发育的某个时期的________反转录产生的cDNA片段,与载体连接后贮存在一个受体菌群中。
(2)切割DNA分子的工具是________,它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的________键断开,从而形成黏性结尾或平结尾。
(3)基因工程中所利用的DNA连接酶有两类,其中只能“缝合”黏性结尾的是________DNA连接酶;既能够“缝合”黏性结尾,又能够“缝合”平结尾的是________DNA连接酶。
(4)将目的基因导入植物细胞采纳最多的方式是________;若是受体细胞是大肠杆菌,需要用________处置细胞,使之成为感受态细胞。
解析 (1)基因文库包括基因组文库和部份基因文库,cDNA文库属于部份基因文库。(2)限制酶可切割DNA分子,使磷酸二酯键断开。(3)E·coli DNA连接酶只能“缝合”黏性结尾。T4DNA连接酶既能够“缝合”黏性结尾,又能够“缝合”平结尾。(4)将目的基因导入植物细胞采纳最多的方式是农杆菌转化法;若是受体细胞是大肠杆菌,需要用Ca2+处置细胞,使之成为感受态细胞。 答案 (1)部份基因 mRNA (2)限制性核酸内切酶(限制酶) 磷酸二酯 (3)E·coli T4 (4)农杆菌转化法 Ca2+
2.现在从马铃薯、草莓到西红柿,各类各样的转基因产品已经进入寻常百姓家,有资料显示,我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食物。但是最近几年来,有关转基因食物是不是阻碍健康的争辩不绝于耳。例如,1999年美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)的玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食黑脉金斑蝶,4天后,黑脉金斑蝶的死亡率达44%,而对照组无一死亡,研究者以为该转基因玉米对非靶生物有毒。
(1)转基因作物大面积种植已很连年,食用转基因食物的人口数以亿计,至今没有显现转基因食物不平安的任何实例,因此转基因食物是平安的,试分析缘故________________________________________________。
(2)自1983年转基因作物在美国问世以来,用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。2001年全世界转基因作物的种植面积达到了5000万公顷。试问:转基因产品到底有什么优势?______________________________________________。
(3)如何明白得转Bt基因的玉米花粉对非靶生物是有害的?___________________ _____________________________________________。
(4)有人以为转基因生物会造成基因污染,危害生态系统的稳固性,你是如何明白得的?______________________________________。
答案 (1)①转基因食物被煮熟以后,细胞就被破坏了,进入人的肠胃系统后,基因会被消化成小分子物质而失去遗传作用;②咱们所吃的转基因改良谷物是长期人工选择的结果,人们食用后并未有不适或阻碍健康的现象;③转基因食物仅是在农作物中加入一两个对人类无害的操纵已知性状的基因(答案合理即可)
(2)①可缩短育种时刻;②可定向改造生物的性状;③可提高粮食产量,解决粮食问题。(3)转Bt基因的玉米在培育进程中没有对所有的生物进行毒性检测实验,在逻辑判定上属于不完全归纳。 (4)转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递,可能会由此产生超级杂草、超级害虫和其他超级生物等,使得生物多样性受到破坏等(答案合理即可)。
3.(2016·山东济宁一模,40)图示方案为人们取得生物新品种的进程,请回答以下问题: 导入方案Ⅰ:抗冻蛋白基因――→烟草细胞―→抗冻烟草
导入方案Ⅱ:A基因――→免疫过的B细胞―→体外培育―→单克隆抗体
导入移植方案Ⅲ:人的生长激素基因――→牛的受精卵―→初期胚胎――→受体母牛―→转基因牛
(1)基因工程的核心步骤是________________。农杆菌转化法中,依照农杆菌的特点,若是将抗冻蛋白基因插入________上,通过农杆菌的转化作用,就能够够使目的基因进入植物细胞,并将其插入植物细胞中________上。
(2)推测方案Ⅱ中A基因所起的作用是________,请写出该方案取得的细胞中遗传信息传递时所遵循的法那么____________________________。
(3)方案Ⅲ中的转基因牛能够通过度泌乳汁来生产人的生长激素。这需要将人的生长激素基因与________的启动子等调控组件重组在一路。该方案中的初期胚胎在移植入受体母牛子宫之前,必需进行性别鉴定,一样是取处于________时期的________细胞进行检测。
解析 (1)基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。农杆菌转化法中,将抗冻蛋白基因插入
Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就能够够使目的基因插入植物细胞中染色体DNA上。(2)方案Ⅱ中将A基因导入免疫过的B淋巴细胞生产单克隆抗体,说明A基因使得细胞无穷增殖,即A基因能够调控细胞无穷增殖,该基因在受体细胞中能够复制、转录和翻译。(3)方案Ⅲ中将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一路,使得转基因牛能够通过度泌乳汁来生产人的生长激素。囊胚中的内细胞团以后发育成胎儿的各类组织,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,将初期胚胎移植入受体母牛子宫之前,一样取处于囊胚时期的滋养层细胞进行性别检测。 答案 (1)基因表达载体的构建 Ti质粒的T-DNA 染色体DNA (2)调控细胞无穷增殖
(3)乳腺蛋白基因 囊胚 滋养层
4.人β-酪蛋白是人乳汁中的重要营养成份,科学家已培育出转基因山羊来生产人β-酪蛋白,以下图为培育流程,其中①~④为相关进程,请回答以下问题:
(1)人β-酪蛋白基因是此基因工程的________,可从人细胞中直接提取或从人的________中提取。 (2)进程①取得的A为____________;将A导入受精卵经常使用的方式是________法。 (3)进程③为________,进行此操作的初期胚胎应处于________________时期。 (4)代孕母羊对初期胚胎无________反映是转基因山羊能在其子宫内存活并发育的基础。 (5)从分子水平可通过________技术检测转基因山羊中是不是成功表达出人β-酪蛋白。
解析 (1)人β-酪蛋白基因是此基因工程的目的基因,可从人的基因组文库或cDNA文库中提取。(2)流程图中A应为含目的基因的表达载体,经常使用显微注射法将基因表达载体导入动物细胞。(3)进程③为胚胎移植,进行胚胎移植的羊的初期胚胎应处于桑椹胚或囊胚时期。(4)代孕母羊对初期胚胎不发生免疫排斥反映是转基因山羊能在其子宫内存活并发育的基础。(5)实际操作中可用抗原—抗体杂交技术检测转基因山羊中是不是成功表达出人β-酪蛋白。
答案 (1)目的基因 基因组文库(或cDNA文库)
(2)含目的基因的表达载体 显微注射 (3)胚胎移植 桑椹胚或囊胚 (4)免疫排斥 (5)抗原-抗体杂交
5.以下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部份进程。请结合相关知识回答下列问题:
(1)除图示方式取得目的基因(人胰岛素基因)外,还可通过________的方式取得目的基因。 (2)图示所取得的人胰岛素基因在大肠杆菌中不能表达,需要质粒为其提供________等调控因子;质粒含有一个或多个________切割位点,供目的基因插入其中;质粒上还含有________,供重组DNA的鉴定和选择。
(3)图中切割人胰岛素基因和质粒的酶(酶A)相同,其目的是____________,将重组DNA分子导入大肠杆菌前,常需用________处置大肠杆菌,使其成为感受态细胞。
(4)由于大肠杆菌中没有____________等结构,其内合成的人胰岛素没有活性,需要通过再加工。 解析 (1)获取目的基因的方式除题图所示方式外,还有人工合成。(2)图示所取得的人胰岛素基因由于不含启动子和终止子,因此需要运载体——质粒提供。质粒上还应含有一个或多个限制酶切割位点,供目的基因插入其中;质粒上还含有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。(3)用同一种限制酶切割目的基因和质粒,以便取得相同的结尾。将重组DNA分子导入大肠杆菌前,需用Ca2+处置大肠杆菌,使其成为感受态细胞。(4)由于大肠杆菌中没有内质网、高尔基体等结构,其内合成的人胰岛素没有活性,需要通过再加工。
答案 (1)人工合成 (2)启动子、终止子 限制酶 标记基因 (3)取得相同的结尾 Ca2+ (4)内质网、高尔基体
6.基因工程中,需利用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,便于重组和挑选。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—,依照图示判定以下表达错误的选项是( )
A.用限制性核酸内切酶切割取得目的基因时,有四个磷酸二酯键被水解 B.质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割,目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割 C.限制性核酸内切酶Ⅰ和限制性核酸内切酶Ⅱ切割后取得的黏性结尾相同 D.质粒中的标记基因便于挑选出目的基因已经表达的细胞
解析 将目的基因切割下来需要切断四个磷酸二酯键,故A对;质粒若是用酶Ⅱ切割,质粒上的两个标记基因都将会被破坏,因此只能用酶Ⅰ切割,故B对;依照题意可知二者产生的黏性结尾相同,故C对;质粒中的标记基因的作用是用来挑选含有目的基因的受体细胞,故D错。 答案 D
7.以下图是利用转基因技术培育抗病小麦的进程。请据图回答下列问题。
(1)重组质粒T除含有目的基因外,还必需有________、________和________等。
(2)图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌,而是先将其导入大肠杆菌,目的是________________________________________________。
(3)在步骤⑤⑥中都需用________处置。为了确认目的基因通过⑦导入植物细胞后是不是转录,通常采纳________法进行检测;验证目的基因导入受体细胞后是不是成功表达,通常采纳________法从分子水平进行检测。
(4)假设该抗病基因D,通过基因工程导入小麦后连接到小麦的一条染色体上,那么该小麦进行减数割裂的细胞在联会时有________个D基因
解析 (1)重组质粒T除含有目的基因外,还必需有启动子、终止子和标记基因。(2)图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌,而是先将其导入大肠杆菌,目的是获取大量重组质粒(让目的基因扩增)。(3)将目的基因导入细菌细胞时,需要用Ca2+处置,使其成为易于吸收周围环境中DNA的感受态。因此步骤⑤⑥中都需用Ca2+
处置。从分子水平检测目的基因是不是转录,常采纳分子杂交法;验证目的基因是不是表达,通常采纳抗原-抗体杂交法。(4)假设该抗病基因D,通过基因工程导入小麦后连接到小麦的一条染色体上,在减数第一次割裂间期小麦细胞中进行了DNA复制,因此联会时细胞中有2个D基因。 答案 (1)启动子 终止子 标记基因 (2)获取大量重组质粒(让目的基因扩增) (3)Ca2+ 分子杂交 抗原-抗体杂交 (4)2
8.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图一、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,别离含有几个游离的磷酸基团?_______________________________________________________________。
(2)假设对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳固性越低仍是越高?_______________________________________________________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,可否利用Sma Ⅰ切割?什么缘故?_______________________________________________________________。
(4)与只利用EcoRⅠ相较较,利用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处置质粒、外源DNA的优势在于能够避免
______________________________________________________________。
(5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入________酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________。
(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在________的培育基中培育,以完成目的基因表达的初步检测。
解析 (1)质粒是双链环状DNA分子,在Sma Ⅰ切割前没有游离的磷酸基团,Sma Ⅰ作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键,切割产生的DNA片段结尾是平结尾,因此质粒经切割后含有2个游离的磷酸基团。(2)质粒的热稳固性要紧由氢键的数量决定,氢键数量越多,质粒的热稳固性越高,反之那么低,DNA双链中A与T之间存在2个氢键,C与G之间存在3个氢键,因此DNA分子中G—C碱基对越多,热稳固性就越高,Sma Ⅰ识别CCCGGG序列,并在C和G之间将这段序列切开,也确实是质粒中Sma Ⅰ酶切位点越多,G—C碱基对越多,热稳固性越高。(3)据图1可知,Sma Ⅰ切割的位点在抗生素抗性基因当中,抗生素抗性基因是标记基因,应尽可能幸免破坏,据图2可知Sma Ⅰ切割的位点在目的基因当中,破坏了目的基因,因此不能利用Sma Ⅰ切割。(4)用同种限制酶切割后的质粒和目的基因,在基因表达载体构建时,常形成三种连接方式,其中目的基因与目的基因的连接、质粒与质粒的连接是无效的连接,用两种限制酶可幸免此类现象。(5)基因表达载体的构建进程中需加DNA连接酶,连接脱氧核糖和磷酸。(6)抗生素抗性基因属于标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。(7)目的基因是蔗糖转运蛋白基因,将其导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后,应进行目的基因的检测与鉴定,可依照受体细胞是不是含有蔗糖转运蛋白,即是不是具有吸收蔗糖的能力判定基因工程是不是成功,因此可在含有蔗糖(唯一碳源)的培育基中培育。 答案 (1)0、2 (2)越高
(3)不能;因为SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因。 (4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 (5)DNA连接
(6)辨别和挑选含有目的基因的细胞 (7)蔗糖为唯一含碳营养物质
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