B.Ⅲ是农杆菌,通过步骤③将目的基因导入植株细胞 C.⑥可与多个核糖体结合,并可以同时翻译出多种蛋白质 D.①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与 答案 C
解析 ⑥是一个mRNA分子,可与多个核糖体结合形成多聚核糖体,由于翻译的模板是同一个mRNA分子,故翻译出的是同一种蛋白质。
3. 利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述中,正确的是(双选)
( )
A.人和大肠杆菌在合成胰岛素原时,转录和翻译的场所是不相同的 B.DNA连接酶能催化磷酸与脱氧核糖之间形成化学键
C.通过检测发现大肠杆菌中没有胰岛素原产生,则可判断重组质粒未导入受体菌 D.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有较高的生物活性 答案 AB
解析 人细胞内转录的主要场所是细胞核,翻译的场所是核糖体,大肠杆菌的转录和翻译都发生在细胞质中。磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键可由DNA连接酶催化形成。大肠杆菌中没有胰岛素原产生的原因可能是基因表达受阻或含目的基因的重组质粒未导入受体细胞。胰岛素原需经过内质网和高尔基体的加工后才能形成胰岛素,胰岛素具有较高的生物活性。
4. 如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程,结合所学知识及相关信息回
答下列问题:
(1)图中cDNA文库________基因组文库(大于、等于、小于)。
(2)①过程提取的DNA需要____________的切割,B过程是____________过程。 (3)为在短时间内大量获得目的基因,可用的技术是____________,其原理是________________________________________________________________________。 (4)目的基因获取之后,需要进行____________________,其组成必须有 ____________________________及标记基因等,此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞,常采用的方法是______________________,其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________________________________________,可以用____________________________技术进行检测。
答案 (1)小于 (2)限制酶 反转录 (3)PCR技术 DNA双链复制 (4)基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因(复制原点可不答) (5)农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA分子杂交
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解析 (1)基因组文库是指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上形成的集合;cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的,由于基因的选择性表达,cDNA文库小于基因组文库。(2)从供体细胞的DNA中获取目的基因,首先应用限制酶将目的基因从其所在的DNA分子上切割下来;B过程是以mRNA为模板合成DNA的过程,应为反转录过程。(3)PCR技术是一种体外扩增DNA的方法,其原理为DNA双链复制,能将得到的目的基因在细胞外大量扩增。(4)基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等,其构建是基因工程的核心。(5)将目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是农杆菌转化法,目的基因只有整合到植物细胞的染色体上才能在植物体内稳定遗传,可通过DNA分子杂交的方法对目的基因是否整合到染色体上进行检测。
5. 根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有______________和______________。
(2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
AATTC??G
G??CTTAA
为使载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割,该酶必须具有的特点是______________________________ ________________。
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即______________DNA连接酶和__________________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是__________,产物是______。若要在体外获得大量反转录产物,常采用__________技术。
(5)基因工程中除质粒外,____________和______________也可作为载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)E·coli T4 (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR (5)λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
解析 限制性核酸内切酶切割DNA分子形成的末端通常有两种,即黏性末端和平末端。为使载体和目的基因连接,二者必须具有相同的黏性末端,因而当使用除EcoRⅠ之外的其他酶进行切割时,应该产生相同的黏性末端。DNA连接酶的来源有两个:一是大肠杆菌,二是T4噬菌体。反转录是由RNA形成DNA的过程,获得大量反转录产物时常用
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PCR扩增技术。基因工程常用的载体是质粒,除此以外,λ噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为载体。如果用大肠杆菌作为受体细胞,必须用钙离子处理,使其处于感受态(此状态吸收外源DNA的能力增强)。
6. 肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基
因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。
请回答:
(1)进行过程①时,需用________________酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let-7基因转录,该部位称为__________。 (2)进行过程②时,需用__________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于传代培养。 (3)研究发现,let-7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2。据图分析,可从细胞中提取__________进行分子杂交,以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中__________(RAS mRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。 答案 (1)限制性核酸内切(或限制) 启动子 (2)胰蛋白 (3)RNA RAS蛋白
解析 (1)过程①表示基因工程操作步骤中基因表达载体的构建,在该过程中需要用限制性核酸内切酶对载体进行切割,以便于目的基因的插入;启动子是一段特殊的DNA序列,是RNA聚合酶识别和结合的位点,RNA聚合酶结合到该位点,可驱动转录过程。 (2)过程②表示动物细胞培养,培养过程中出现接触抑制现象后,可以用胰蛋白酶处理,使之分散成单个细胞,随后分装到新的培养瓶中进行传代培养。
(3)判断目的基因是否在受体细胞中转录,可用分子杂交技术来检测,从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。根据题中
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信息“肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌”知,导入let-7基因后,肺癌细胞的增殖受到抑制;据图2可知,let-7基因影响RAS基因表达的机理是:let-7基因转录产物miRNA与RAS基因转录产物RAS mRNA结合,使RAS基因翻译受到抑制,引起细胞中的RAS蛋白含量减少,进而导致癌细胞增殖受到抑制。 7. 图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列。图2表示一
种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ、Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题:
↓
↓
↓
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(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由____________________连接。 (2)若用限制酶Sma Ⅰ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是______末端,其产物长度为____________________________________________________________________。 (3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶Sma Ⅰ完全切割,产物中共有__________种不同长度的DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是______。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加__________的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是____________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 (2)平 537 bp、790 bp、661 bp (3)4 (4)BamH Ⅰ 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接 解析 (1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的,要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从SmaⅠ的识别序列和切点可见,其切割后产生的是平末端,图1中DNA片段有Sma Ⅰ的两个识别序列,故切割后产生的产物长度为537(534+3)bp、790(796-3-3)bp和
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