1.(2018浙江名校新高考研究联盟第一次联考)回答与基因工程和动物克隆有关的问题。
(1)以人基因组DNA为模板,采用 扩增人胰岛素原基因,然后将其与含有标记基因的载体用相同的 切割之后,用DNA连接酶将目的基因和载体连接在一起形成重组DNA分子。
(2)若要利用转基因动物的乳腺来生产人胰岛素,则可将重组DNA分子用 的方法导入动物的受精卵中,受精卵在体外培养到 阶段,再移植到代孕母亲的 着床,并继续生长发育。也可以将重组DNA先导入动物的体细胞中,再通过标记基因的表现来筛选出含有人胰岛素原基因的体细胞,然后在一定物质的介导下使其与去核卵细胞进行 形成一个重建的“合子”,经过胚激活、胚胎培养和胚胎移植后得到转基因动物。
(3)相比细菌基因工程,以转基因动物的乳腺作为反应器来生产人胰岛素的优点是 _________ 。
答案(1)PCR技术 限制性核酸内切酶 (2)显微注射 早期胚胎或早期囊胚 子宫 细胞融合(或融合) (3)乳腺细胞可以将无生物活性的胰岛素原蛋白加工成有生物活性的胰岛素
解析(1)已知序列情况下可用PCR技术扩增目的基因。形成重组DNA分子要用同种限制性内切酶切割载体与目的基因。(2)基因工程中,受体细胞是动物细胞时一般用显微注射法导入受精卵,体外培养至早期胚胎阶段再进行移植到代孕母亲子宫中继续生长。还可进行核移植。(3)由于细菌是原核生物,没有内质网等细胞器,相比细菌基因工程,以转基因动物的乳腺作为反应器来生产人胰岛素的优点是乳腺细胞可以将无生物活性的胰岛素原蛋白加工成有生物活性的胰岛素。
2.基因工程基本操作流程如图,请据图分析回答问题。
(1)图中X是 ,在目的基因与载体DNA的两端形成 后,才能在DNA连接酶的催化下形成X。
(2)在上述基因工程的操作过程中,与碱基互补配对无关的步骤有 (A.① B.② C.③ D.④)。
(3)若要培育能生产彩色羊毛的转基因羊,则一般用 作受体细胞。
(4)在培育抗枯萎病的金茶花时,离体金茶花叶组织经 形成愈伤组织,再通过 培养得到单细胞,将外源基因导入其中,经筛选培养形成抗枯萎病植株。该过程中用到的植物细胞工程技术是 。
答案(1)重组DNA分子 相同的粘性末端 (2)C (3)受精卵
(4)脱分化 液体悬浮 植物组织培养
解析(1)图中X为重组DNA分子,目的基因与载体DNA两端形成相同粘性末端后,才能连接起来。(2)③是将目的基因导入基因工程中,受体细胞,不涉及碱基互补配对。(3)动物基因工程一般用受精卵作为受体细胞。(4)植物组织培养中植物组织要经过脱分化和再分化两个阶段。
3.科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中,培育具有新花色的矮牵牛。请回答下列问题。
(1)为了获得大量的目的基因,可将目的基因与含有抗生素抗性基因的质粒DNA连接形成重组DNA,再与经 (A.氯化钙 B.氯化钠 C.蔗糖 D.葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合,使重组DNA进入大肠杆菌。
(2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA后,用 分别切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒,然后用DNA连接酶连接,形成重组DNA分子。
(3)取田间矮牵牛的幼嫩叶片,经自来水冲洗后,先用70% 浸泡,再用5%次氯酸钠浸泡,最后用 清洗,作为转基因的受体材料。
(4)将消毒后的矮牵牛叶片剪成小片,在含有目的基因的农杆菌溶液中浸泡后,取出并转移至加有适当配比生长调节剂的MS培养基(含蔗糖、琼脂和抗生素,下同)上,使叶小片先经脱分化形成 ,再将其转移至另一培养基中诱导形成芽,芽切割后转移到 (A.LB培养基 B.MS培养基+适宜浓度NAA C.MS培养基+适宜浓度BA D.NAA/BA小于1的MS培养基)上生根,形成完整植株。
(5)为判断本研究是否达到预期目的,可比较转基因植株和非转基因植株的 性状。
答案(1)A (2)限制性核酸内切酶 (3)乙醇 无菌水 (4)愈伤组织 B (5)花色
解析(1)氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞壁的通透性,有利于大肠杆菌对重组DNA分子的吸收。(2)限制性核酸内切酶能够识别DNA分子中特定的核苷酸序列,并在其中的特定位点进行切割,使DNA分子断裂形成粘性末端,用相同的限制性核酸内切酶对含目的基因的DNA和Ti质粒进行切割,可得到相同的粘性末端,然后用DNA连接酶连接,即形成重组DNA分子。(3)利用乙醇和次氯酸钠浸泡叶片是为了消除杂菌的干扰,而无菌水是用来洗净表面残留的消毒液,避免影响实验结果。(4)离体培养的植物组织经适宜条件诱导会脱分化形成愈伤组织,然后在相应条件的诱导下会再分化,生出茎、根,长成试管苗;LB培养基是培养细菌的,MS培养基才是植物组织培养使用的,NAA为生长素类似物,BA为细胞分裂素类似物,当生长素浓度大于细胞分裂素浓度时,促进生根。(5)转入花色基因是为了让矮牵牛产生新的花色,因此比较转基因植株和非转基因植株的花色,即可知实验是否达到目的。
