基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因技术等,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。回答下列问题:
(1)基因工程是在_________ 水平上进行设计和施工的,最基本的工具包括_________ 和载体。
(2)基因工程的操作主要包括目的基因的获取、_________ 、_________ 和目的基因的检测与鉴定,获取目的基因的常用方法是_________ 和利用PCR技术扩增目的基因。
(3)检测转基因生物的DNA是否插入目的基因,需要使用的技术是_________ ;若目的基因已经成功插入,则还需要检测_________ 和_________ 。
(1)基因工程是在
(2)基因工程的操作主要包括目的基因的获取、
(3)检测转基因生物的DNA是否插入目的基因,需要使用的技术是
更新时间:2021-05-12 22:01:03
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【推荐1】面筋是由小麦中的蛋白质形成的,具有很高的强度和延展性,对面团的结构和面包的品质有着重要影响。小麦有三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别位于三对同源染色体上,控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW),从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1,F1自交得F2,以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。
注:“+”表示有相应表达产物;“-”表示无相应表达产物。
回答下列问题:
(1)在小麦细胞中,以mRNA为模板合成高分子量麦谷蛋白(HMW),mRNA的合成场所和执行功能的场所分别是____________ (填“细胞核和细胞质”或“细胞质和核糖体”)。研究发现,基因D,发生突变后,其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变,但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变,原因是_____________ 。
(2)在F1植株上所结的F2种子中,符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为_________ ,符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为__________ 。
(3)序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA,使A基因功能丧失。为获得纯合弱筋小麦品种,研究者选择F2中含_________ (多选,选“甲”、“乙”、“丙”、“丁”或“戊”)产物的植株,运用转基因技术,在A基因中插入一段DNA,培育新品种。
基因 | 基因的表达产物(HMW) | 亲本 | F1 | 育种目标 | ||
小偃6号 | 安农91168 | 强筋小麦 | 弱筋小麦 | |||
A | 甲 | + | + | + | + | - |
B1 | 乙 | - | + | + | - | + |
B2 | 丙 | + | - | + | + | - |
D1 | 丁 | + | - | + | - | + |
D2 | 戊 | - | + | - |
回答下列问题:
(1)在小麦细胞中,以mRNA为模板合成高分子量麦谷蛋白(HMW),mRNA的合成场所和执行功能的场所分别是
(2)在F1植株上所结的F2种子中,符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为
(3)序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA,使A基因功能丧失。为获得纯合弱筋小麦品种,研究者选择F2中含
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解题方法
【推荐2】抗除草剂转基因作物的推广可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程,报告基因GUS只能在导入真核细胞后正确表达,在农杆菌中不能正确表达。报告基因GUS(含有内含子),表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。
(1)基因工程的原理是____ ,基本操作步骤有____ 。
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法——无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是____ 。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,常用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织。由于愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未成功转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。针对上述现象,可以在选择培养基中同时加____ 进行筛选,其中周围的培养基____ (“显”或“不显”)蓝色的愈伤组织是转化成功的,原因是____ 。
(1)基因工程的原理是
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法——无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是
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【推荐3】中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖,她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员已经弄清了野生青蒿(二倍体,体细胞染色体数为18)细胞中青蒿素的合成途径如图所示:
(1)野生青蒿生长受地域性限制,体内生成的青蒿素极少,科学家考虑采用_________________ (育种方法),利用酵母细胞大量获得青蒿素,该育种方法的原理是_______________ 。
(2)与二倍体相比,多倍体植物通常茎秆粗壮,叶片较大,推测青蒿素的含量也高,故尝试用_____ 或____________ 方法处理二倍体青蒿,该过程的原理是______________ ,从而得到四倍体青蒿。
(3)四倍体青蒿与野生型青蒿______________ (“是”或“不是”)同一物种,其原因是两者杂交所产生的子代,其体细胞中含有________ 条染色体、__________ 个染色体组,该子代是_________ (“可育”或“不可育”)的。
(1)野生青蒿生长受地域性限制,体内生成的青蒿素极少,科学家考虑采用
(2)与二倍体相比,多倍体植物通常茎秆粗壮,叶片较大,推测青蒿素的含量也高,故尝试用
(3)四倍体青蒿与野生型青蒿
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【推荐1】回答下列关于遗传信息的表达和生物工程问题:
图(1)为限制酶EcoRⅠ的识别序列,图(2)表示质粒,图(3)表示目的基因及限制酶切点。请回答下列问题:
(1)图(1)中限制酶EcoRⅠ的特点是______ 。
(2)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,提高重组效率,应该选择的限制酶是______ 。
(3)如果大肠杆菌是受体细胞,则其体内应不含______ 基因,以利于筛选出含重组质粒的受体菌。按此要求,成功导入重组质粒的大肠杆菌具有的特点是______
A.能在含有青霉素的培养基上生长
B.能在含有四环素的培养基上生长
C.在含有青霉素的培养基上不能生长
D.在含有四环素的培养基上不能生长
(4)为了获得含重组质粒的单个大肠杆菌的菌落,常用的接种方法是______ 。
(5)若该目的基因合成的是脂肪酶,在生产提纯分泌型脂肪酶工程中,加入硫酸铵使酶与其他杂质分离,该过程属于酶分离提纯步骤中的______ 。
A.过滤酶
B.干燥酶
C.层析酶
D.沉淀酶
图(1)为限制酶EcoRⅠ的识别序列,图(2)表示质粒,图(3)表示目的基因及限制酶切点。请回答下列问题:
(1)图(1)中限制酶EcoRⅠ的特点是
(2)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,提高重组效率,应该选择的限制酶是
(3)如果大肠杆菌是受体细胞,则其体内应不含
A.能在含有青霉素的培养基上生长
B.能在含有四环素的培养基上生长
C.在含有青霉素的培养基上不能生长
D.在含有四环素的培养基上不能生长
(4)为了获得含重组质粒的单个大肠杆菌的菌落,常用的接种方法是
(5)若该目的基因合成的是脂肪酶,在生产提纯分泌型脂肪酶工程中,加入硫酸铵使酶与其他杂质分离,该过程属于酶分离提纯步骤中的
A.过滤酶
B.干燥酶
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D.沉淀酶
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【推荐2】市面销售的“蓝色妖姬”并不是真正的蓝玫瑰,是用对人体无害的染色剂浇灌快到花期的白玫瑰(或白月季)培育而成的。真正的蓝玫瑰,是将蓝三叶草的相关基因转入玫瑰后获得的。
(1)英语blue rose(蓝色玫瑰)有“不可能”之意,根本原因是正常玫瑰中缺少_____ 的基因。
(2)蓝三叶草中的某基因部分结构如图所示(a、b为不同酶的作用位点)。从图示看,限制酶作用的部位是_____ (a或b),其识别的碱基序列为_____ 。
(3)将蓝三叶草的基因导入玫瑰体内前还需构建_____ ,其目的是_____ 。常用的导入方法是_____ 。
(4)研发过程中要检测玫瑰的DNA上是否插入了目的基因,常采用_____ 技术,如果显示出_____ ,就表明已经插入。
(1)英语blue rose(蓝色玫瑰)有“不可能”之意,根本原因是正常玫瑰中缺少
(2)蓝三叶草中的某基因部分结构如图所示(a、b为不同酶的作用位点)。从图示看,限制酶作用的部位是
(3)将蓝三叶草的基因导入玫瑰体内前还需构建
(4)研发过程中要检测玫瑰的DNA上是否插入了目的基因,常采用
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【推荐3】研究人员利用小鼠(2N=40)的单倍体ES细胞(只含一个染色体组),成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如下图所示:
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶,箭头指向的位置为限制酶的切割位置,Ampr是氨苄青霉素抗性基因,Neor是G418抗性基因。
(1)重组质粒上的抗生素抗性基因可作为________ ,其作用是有利于筛选出含有目的基因的细胞。氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞,而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neor的小鼠细胞,结合上图推测,过程①选用的2种限制酶是________ (选填图中的编号),图中③处的培养液应添加________________ (填氨苄青霉素或G418 )。
(2)若图中过程①选用的2种限制酶识别序列和切割位置分别是和,则经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是______ 。此时,图中过程②应选用______ (填E·coli DNA连接酶或T4DNA连接酶)。
(3)据图分析,细胞乙内除线粒体DNA外,还有________ 个DNA分子;细胞乙发育成桑葚胚的过程中细胞分裂方式是____________ ,将细胞乙培养成桑椹胚的技术称为________ 技术,该胚胎中每个细胞的体积变化是_______ 。
(4)下列关于质粒运载体的说法正确的是________ 。
A.没有限制酶就无法使用质粒运载体
B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C.质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
E.质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶,箭头指向的位置为限制酶的切割位置,Ampr是氨苄青霉素抗性基因,Neor是G418抗性基因。
(1)重组质粒上的抗生素抗性基因可作为
(2)若图中过程①选用的2种限制酶识别序列和切割位置分别是和,则经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是
(3)据图分析,细胞乙内除线粒体DNA外,还有
(4)下列关于质粒运载体的说法正确的是
A.没有限制酶就无法使用质粒运载体
B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C.质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
E.质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达
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【推荐1】重组工程是一项新型的基因操作技术,其基本原理是通过重组酶将特定的单链DNA片段与双链DNA分子在同源序列处重组,从而实现基因的敲除、替换和突变等修饰。图1表示DNA单链重组过程示意图,请回答问题:
(1)基因工程的核心工作是____________ 。
(2)图2是大肠杆菌pBR322﹣Red质粒的示意图。科研人员欲利用重组工程技术敲除该质粒上从ki1基因至N基因之间的DNA序列,设计的单链多核苷酸引物应为____________ 的连接序列(在①、②、③、④中选填)。
(3)将单链多核苷酸与含有pBR322-Red质粒的大肠杆菌感受态细胞混合、电击转化,在重组酶的作用下,理论上1%~6%的大肠杆菌会发生体内同源重组。已知线性化质粒无法转化大肠杆菌。为了从大肠杆菌混合物中筛选出发生重组的克隆,科研人员进行了下列操作。请完成表格相关内容。
(4)PCR技术扩增目的基因的前提是____________ ,以便根据此前提合成引物。引物的作用是____________ 。
图3为用琼脂糖凝胶电泳对PCR结果进行鉴定,其中泳道____________ (填“1”或“2”)对应的是ki1-N基因缺失的质粒。在电泳过程中,为了指示电泳进程,可以将PCR扩增产物与____________ 混合。
(5)常规的基因工程和重组工程都能将外源基因插入质粒。一般情况下,限制酶在质粒上存在多个作用位点,因此常规的基因工程技术构建重组质粒时会出现____________ 现象,而重组工程技术可以提高精准。
(1)基因工程的核心工作是
(2)图2是大肠杆菌pBR322﹣Red质粒的示意图。科研人员欲利用重组工程技术敲除该质粒上从ki1基因至N基因之间的DNA序列,设计的单链多核苷酸引物应为
(3)将单链多核苷酸与含有pBR322-Red质粒的大肠杆菌感受态细胞混合、电击转化,在重组酶的作用下,理论上1%~6%的大肠杆菌会发生体内同源重组。已知线性化质粒无法转化大肠杆菌。为了从大肠杆菌混合物中筛选出发生重组的克隆,科研人员进行了下列操作。请完成表格相关内容。
目的 | 简要操作 |
扩大培养 | ①将大肠杆菌混合物全部转入含 |
质粒提取、酶切 | ②提取质粒,选择限制酶 |
转化 | ③用酶切产物转化 |
鉴定、筛选 | ④菌落PCR技术、琼脂糖凝胶电泳 |
(4)PCR技术扩增目的基因的前提是
图3为用琼脂糖凝胶电泳对PCR结果进行鉴定,其中泳道
(5)常规的基因工程和重组工程都能将外源基因插入质粒。一般情况下,限制酶在质粒上存在多个作用位点,因此常规的基因工程技术构建重组质粒时会出现
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【推荐2】EPO是促红细胞生成素的英文简称,是一种激素样物质,可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因,并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物,其过程如下。请回答下列问题:
(1)从人体组织中提取EPO的mRNA,通过逆转录得到_______ ,再通过_______ 技术获得大量EPO基因。基因工程的核心步骤是_________________ ,图中①过程用到的工具酶有_________ 。
(2)为使供体母鼠超数排卵,需注射_____________ 激素以排出更多的卵子,卵子培养到________ (时期)与获能的精子完成体外受精。
(3)采用_____________ 技术,将重组表达载体导入小鼠受精卵中。
(4)当胚胎发育至____________ 时期可进行胚胎移植,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_____________ 。
(5)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO,可采用________ 技术对血液进行检测。
(1)从人体组织中提取EPO的mRNA,通过逆转录得到
(2)为使供体母鼠超数排卵,需注射
(3)采用
(4)当胚胎发育至
(5)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO,可采用
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【推荐3】番茄红素具有一定的抗癌效果果,但在番茄红素环化酶的催化作用下,易转化为胡萝卜素。科学家利用基因工程设计了重组DNA(质粒三),并导入番茄细胞,从而阻止番茄红素的转化,提高番茄红素的产量。下图为利用质粒一和目的基因构建重质粒三的过程示意图。请回答下列问题:
(1)该过程中用到的工具有____________ ,图中“目的基因”是____________ 基因。
(2)先构建“质粒二”的原因主要是利用质粒二中含有____________ 。利用限制酶BamHⅠ开环后去磷酸化的目的是____________ ,再用及Ecl酶切的目的是____________ 。
(3)质粒三导入受体细胞并表达后,形成双链RNA(发卡)的原因是____________ 。“发卡”在受体细胞内可以阻止____________ 过程,从而使基因“沉默”。
(1)该过程中用到的工具有
(2)先构建“质粒二”的原因主要是利用质粒二中含有
(3)质粒三导入受体细胞并表达后,形成双链RNA(发卡)的原因是
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