题目内容

【题目】糖尿病是一种常见病,且发病率有逐年增加的趋势,以致西方发达国家把它列为第三号杀手。治疗该病的胰岛素过去主要从动物(如猪、牛)中获得,自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后,人们开始采用这种高新技术生产胰岛素,其操作的基本过程如下图所示:

1)图中基因工程的基本过程可概括为四步曲,即____________________________________________________________________

2)图中的质粒存在于细菌细胞内,在基因工程中通常被用作__________,从其分子结构可确定它是一种_______________

3)根据碱基互补配对的规律,在____________酶的作用下,把图中甲与乙拼接起来(即重组)。

4)细菌进行分裂后,其中被拼接起来的质粒也由一个变成两个,两个变成四个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为____________。目的基因通过活动(即表达)后,能使细菌产生治疗糖尿病的激素,这是因为基因具有控制________合成的功能,它的过程包括____________________

【答案】1)获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定

2)载体 小型环状DNA分子

3DNA连接

4)扩增 蛋白质 转录和翻译

【解析】1)基因工程的操作步骤为:获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

2)质粒是双链环状DNA分子,基因工程中常用的一种载体。

3)把图中甲与乙拼接起来需要采用DNA连接酶;

4)质粒为DNA分子,质粒由一个变成两个,两个变成四个的增加方式在遗传学上称为DNA扩增。基因具有控制蛋白质合成的功能,且基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。

练习册系列答案
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【题目】2015年,屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取,产量低,价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后,偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

1)提取了高产植株的全部DNA后,要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术,该技术的原理是

2)如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段,用该双链cDNA进行PCR扩增,进行了30个循环后,理论上可以产生约为__________DNA分子,该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做青蒿的________________,获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列___________(填相同不同)。

3)将获得的突变基因导入普通青蒿之前,先构建基因表达载体,图l2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是___________ ,构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子,启动子是__________识别结合位点。

4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质,应采取 技术。目的基因导入组织细胞后,通过 技术培育出青蒿幼苗。

【题目】科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的代表基因前的启动子),据图回答下列问题:

1loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段,是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达,其碱基序列如下:

Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的________酶。从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的________

2)将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是________________。作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是________

3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是________。经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于________________的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失。

4loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是________

A.两个都是正向

B.两个都是反向

C.一个正向一个反向

D.与方向无关

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