1、1(2016天津模拟)萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：(1)在此转基因工程中，目的基因是_，具体操作过程中如图所示的黏性末端是由_种限制性核酸内切酶作用产生的。(2)将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助，则作为载体必须具备能够在宿主细胞内复制并稳定保存，以及_(至少答出两点)等条件。(3)在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大
2、肠杆菌体内，并使其在细胞内_的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2处理大肠杆菌，目的是_。(4)目的基因在受体细胞是否能转录出mRNA，可用_技术来检测；目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过_特异性反应来判断。解析：(1)在此转基因工程中，目的基因是荧光素酶基因；图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酶作用产生的，其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的，另外两个是由另一种限制酶切割产生的。(2)作为基因工程的载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因(如抗性基因)，以便于重组细胞的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，
3、对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。(3)基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态。(4)检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，常用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，常用抗原抗体杂交技术。答案：(1)荧光素酶基因2(2)具有特定的限制酶切割位点、具有某些标记基因(3)维持稳定和表达使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态(或使大肠杆菌处于感受态细胞状态)(4)分子杂交抗原抗体2浙江大学农学院喻景权教授课题组研究
4、发现，一种植物激素油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列问题。(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有_、_。步骤用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指_；步骤用到的酶有_。(2)图中导入重组质粒的方法是_，在导入之前应用_处理受体细菌。(3)导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用_制成探针，检测是否导入了重组基因，在培养基中加
5、入_可将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)请你为该课题命名：_。解析：进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：从基因文库中获取、人工合成目的基因或PCR合成等。在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入表达载体，导入后，需检测和筛选。从图中可以看出，最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。答案：(1)从基因文库中获取人工合成目的基因或PCR合成耐热的DNA聚合酶限制酶和DNA连接酶(2)转化法氯化钙溶液(3)红霉素抗性基因红霉素(4)油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解3以下是科学家采用不同方法培育良种
6、牛的过程，请据图回答下列有关问题：(1)图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是_，过程必须用到_酶，过程使用的是_酶。表示_技术，表示基因工程中_过程；若方法C是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法，则方法C是_。(2)图中采用的生物工程技术A和B分别是指_和_。(3)为实现人血清白蛋白基因在转基因牛E的乳腺细胞中表达，应让该血清白蛋白基因和_的启动子等调控组件结合在一起。如果转基因牛E的牛奶中含有_，则说明人血清白蛋白基因在个体水平已表达成功。解析：(1)为促进良种奶牛多排卵，可利用促性腺激素处理。过程为用限制酶处理载体(质粒)使之产生特定黏性末端；过程为利用反转录法获得目的基因，这里用到逆转
7、录酶；过程为基因表达载体的构建；将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。(2)图中采用的生物工程技术A表示将受精卵培养成早期胚胎，为早期胚胎培养技术。B表示将早期胚胎移植到母体子宫使之继续发育为成熟胚胎，为胚胎移植技术。(3)为实现人血清白蛋白基因在转基因牛E的乳腺细胞中表达，应让该血清白蛋白基因和乳腺细胞乳腺蛋白基因的启动子等调控组件结合在一起。如果转基因牛E的牛奶中含有人血清白蛋白，则说明人血清白蛋白基因在个体水平已表达成功。答案：(1)促性腺激素限制逆转录PCR基因表达载体的构建显微注射法(2)早期胚胎培养胚胎移植(3)乳腺蛋白基因人血清白蛋白4继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物
8、反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，请回答下列问题：(1)获得人的生长激素基因的方法有从基因文库中获取、_、_等。(2)在构建重组质粒的过程中，人的生长激素基因用_进行切割。人的生长激素基因之所以能“嫁接”到小鼠染色体的DNA上，原因是_，_人的生长激素基因进入小鼠细胞内，且能维持稳定和表达的过程称为_。(3)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_。进行基因转移时，通常要将外源基因转入_(细胞)中，原因是_，一般可采用_技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。但在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_
9、细胞中特异表达。解析：(1)目的基因的获取一般有3种方法，即PCR技术扩增、人工合成、从基因文库中获取。(2)切割基因的酶是限制性核酸内切酶。基因和DNA都是两条链，具有相同的结构基础是其能重组的原因。(3)若受体细胞是动物细胞，一般选用显微注射法将目的基因导入受体细胞。常用的受体细胞是受精卵，因其较易表现出全能性。检测外源基因是否导入受体细胞常用DNA分子杂交技术。膀胱生物反应器要用膀胱上皮细胞作为受体细胞。答案：(1)PCR技术扩增人工合成(2)限制酶人的生长激素基因和小鼠DNA分子的空间结构、化学组成相同转化(3)显微注射法受精卵(早期胚胎)受精卵(或早期胚胎)具有全能性，可使外源基因在
10、相应组织细胞表达DNA分子杂交膀胱上皮5(2016莆田质检)利用乳腺生物反应器获取药用蛋白具有产量高、成本低等优点。如图为培育转基因奶牛获得人血清白蛋白的流程。请回答：(1)PCR扩增人血清白蛋白基因使用的酶是_。要使人血清白蛋白基因在转基因奶牛的乳腺细胞中表达，应将其与_基因的启动子等调控组件重组。(2)过程包括_技术和胚胎移植技术；可用_技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊。(3)若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白，可采用_技术。解析：(1)PCR扩增过程中用到的酶是热稳定DNA聚合酶；为使目的基因仅在牛的乳腺细胞中表达，构建基因表达载体时需在目的基因的首端加上牛乳腺蛋白基因的启动
11、子。(2)过程需将已导入目的基因的受精卵培养至早期胚胎，然后再将胚胎移植到受体奶牛子宫中进行发育；利用胚胎分割技术可将一个胚胎分割成多个遗传物质相同的胚胎，并各自发育成一个牛犊。(3)鉴定蛋白质的方法是抗原抗体杂交法。答案：(1)热稳定DNA聚合酶(Taq酶)牛乳腺蛋白(乳腺蛋白)(2)早期胚胎培养(动物细胞培养)胚胎分割(3)抗原抗体杂交6如图为绿色荧光小鼠制备流程图，Gfp是绿色荧光蛋白基因，请分析回答：(1)构建表达载体需要的酶是：_，表达载体包含绿色荧光蛋白基因Gfp、_、_、终止子和复制原点等。(2)图中载体上的Neo基因是一种抗生素抗性基因，图中步骤所用的G418是一种抗生素(对细
12、胞有毒害作用)，添加G418的目的是_。(3)图中所用的胚胎干细胞来自_。(4)图中步骤要将细胞注射入图中囊胚的_位置，图中步骤胚胎移植前要对代孕母鼠用激素处理，目的是_。(5)可以使用_方法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白。解析：(1)基因表达载体需包含目的基因(绿色荧光蛋白基因Gfp)、启动子、终止子、标记基因等。(2)载体上的Neo基因是一种抗生素抗性基因，属于标记基因，在培养基上添加抗生素G418后可用于筛选含有目的基因的受体细胞。(3)胚胎干细胞来自于早期胚胎或原始性腺。(4)由图知，植入的胚胎干细胞是在囊胚的内细胞团上进行发育的。(5)鉴定蛋白质的方法是抗原抗体杂交法。答
13、案：(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶标记基因启动子(2)筛选出导入目的基因的胚胎干细胞(3)早期胚胎或原始性腺(4)内细胞团同期发情处理(5)抗原抗体杂交7(2016武汉调研)如图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问题：(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具是_，此工具主要是从_生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的_键断开。(2)构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上具有_，它能把目的基因整合到受体细胞_。(3)E过程是利用_技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做_实验。(4)将目的基因导入植物细胞，除采用图中的方法外，还可采用_法和花粉管通道法。解析：(1)限制酶用于切割DNA分子，获取目的基因。限制酶主要从原核生物细胞中获取。限制酶可断裂磷酸二酯键，将DNA分子切开。(2)Ti质粒是可转移的DNA，其上TDNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上，故将目的基因借助Ti质粒导入受体细胞中。(3)E过程利用了植物组织培养技术。可把害虫接种到转基因植株上，以检测转基因植株的抗虫基因是否正常表达。答案：(1)限制酶原核磷酸二酯(2)TDNA染色体DNA(3)植物组织培养抗虫的接种(4)基因枪