答案C 4在用基因工程技术培育抗除草剂的转基因烟草的过程中,下列操作错误的是( ) A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C.将重组DNA分子导入烟草原生质体
D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体,而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能用限制性核酸内切酶切割。 答案A 5下列说法不正确的是( )
A.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染时产生的一种糖蛋白 B.基因治疗是治疗遗传病的最有效手段 C.体内基因治疗是基因治疗的一种形式
D.体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节
解析人类的遗传病很难用一般药物进行治疗,基因治疗是最有效的手段。体外基因治疗是先从病人体内获得某种细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再筛选基因成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。 答案D ★
6下页左上图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程,
下列相关分析中正确的是( )
A.获得该mRNA的最佳材料是受精卵
B.构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌
C.完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶 D.探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌,获得未被感染的细菌
解析该受体基因在神经细胞中表达,获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。 答案C 5
7酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本操作过程如下图:
请回答下列问题。
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于 。 (2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用 方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体是 。 (3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选,则有含C的酵母菌在选择培养基上的生长情况是
。
(4)除了看啤酒泡沫丰富与否外,还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达?
。
解析(1)将大麦的LTP1基因重组入啤酒酵母菌的遗传物质中属于基因重组。
(2)目的基因可从相应生物细胞中直接分离获得,也可用人工合成的方法获得。基因工程中常用的载体是质粒。
(3)质粒中含有青霉素抗性基因和四环素抗性基因,重组质粒中四环素抗性基因已遭破坏,如果成功导入受体细胞,则重组酵母菌在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活。
(4)目的基因是否表达,可以通过检测特定的性状或者目的基因是否控制合成相应的蛋白质进行确定。
答案(1)基因重组 (2)人工合成 质粒 (3)在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活 (4)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白
8利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。该技术生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类健康。下图为利用生物技术获得这一生物新品种和抗虫棉的过程,据图回答下列问题。
(1)在基因工程中,A表示 ,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶的功能特点
是 ,B表示 。
(2)在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用 技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有 。
6
(3)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分? 。
(4)将目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用 ,在②过程中一般采用 ,受体细胞一般是 。
(5)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其体内是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及结果是什
么? 。
(6)要确定目的基因(抗虫基因)导入棉花细胞后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,请写出在个体水平上的鉴定过
程: 。 解析(1)据图可知,A是从人的DNA分子中获取的合成乙肝表面抗原或抗凝血酶Ⅲ的基因,或者是从苏云金芽孢杆菌中提取的Bt毒蛋白基因,是基因工程中的目的基因;基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、载体等,其中限制酶的功能特点是:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子;B是载体和目的基因重组形成的基因表达载体(重组DNA分子)。(2)目的基因的获取一般有3种途径:从基因文库中获取目的基因;利用PCR技术扩增目的基因;通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶。(3)一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。(4)目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而不同,植物细胞通常采用
2+
农杆菌转化法,动物细胞是显微注射技术,微生物细胞是Ca处理法。其中动物通常的受体细胞是受精卵。(5)检测目的基因是否已经表达出相应的蛋白质,通常采用抗原—抗体杂交技术。(6)进行个体生物学水平的鉴定时,通常采用抗虫或抗病的接种实验。
答案(1)目的基因 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子 基因表达载体(重组DNA分子)
(2)PCR 限制酶、DNA连接酶
(3)至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分 (4)农杆菌转化法 显微注射技术 受精卵
(5)从转基因羊的乳汁中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,若出现杂交带,表明乳汁中出现了抗原蛋白,实验成功;若没有出现杂交带,表明乳汁中没有出现抗原蛋白,实验失败
(6)让害虫食用转基因棉的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状
9基因敲除是根据DNA重组原理发展起来的一门新兴技术,通常用设计好的DNA片段替代动物细胞内的基因片段,从而达到基因敲除的目的,其基本原理如图所示:
请回答下列问题。
(1)在将目的基因导入受体细胞前,需要构建一个基因表达载体。一个理想的基因表达载体通常由启动子、终止子、目的基因和 等组成。
(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常为 。
7
(3)上述途径所获得的动物,其后代并非每一个个体都含目的基因,原因是 。
(4)假设通过基因敲除构建了一个非球形红细胞型贫血(Ⅱ型)模型动物,该动物因丙酮酸激酶缺陷或葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶(G-6-PD)缺陷,使红细胞膜变化引起红细胞自溶现象,但给该动物注射ATP后,自溶现象可明显降低。由此可表明,基因对生物性状的控制方式之一是 。
(5)某实验小组向正常小鼠胚胎细胞内导入某“X基因”后,发现靶基因能正常转录形成mRNA,但细胞内却不能合成相应蛋白质,其原因最可能
是 。
解析(1)一个理想的基因表达载体通常由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成。
(2)动物细胞中受精卵的全能性最高,因此常被用作基因工程中的受体细胞。
(3)转基因动物为杂合子,在形成生殖细胞时等位基因发生分离,因此有的配子中含目的基因,有的配子中不含目的基因。
(4)从题干信息中可看出,该基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状。
(5)靶基因能正常转录形成mRNA,但细胞内却不能合成相应蛋白质,说明转录出来的mRNA不能作为模板合成蛋白质,该情况发生在“X基因”导入小鼠胚胎细胞之后,因此最可能的原因是“X基因”转录出来的mRNA与靶基因转录出来的mRNA形成了杂交分子,从而抑制其控制合成相应的蛋白质。 答案(1)标记基因
(2)受精卵
(3)转基因动物为杂合子,在形成生殖细胞时等位基因发生分离 (4)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状
(5)“X基因”转录形成的mRNA与靶基因控制合成的mRNA杂交,抑制其控制合成相应的蛋白质(或抑制了目的基因的翻译过程)
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