题目内容
15.图1是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程.图2中质粒是基因工程中常用的质粒pIJ702,其中tsr为硫链丝菌素抗性基因,mel是黑色素合成基因,其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落;而限制酶ClaⅠ、BglⅡ、Pst I、SacⅠ、SphⅠ在pⅠJ702 上分别只有一处识别序列.表1
| pIJ702 | pZHZ8 | |
| BglⅡ | 5.7kb | 6.7kb |
| ClaⅠ | 5.7kb | 2.2kb,4.5kb |
| Pst I | 5.7kb | 1.6kb,5.1kb |
(2)若大鼠甲和大鼠乙体内X染色体上均带有某种致病基因,则培育出的大鼠丙和大鼠丁携带致病基因的是(不考虑基因突变)大鼠丙携带,丁不携带.
(3)以SacⅠ和SphⅠ同时切割大鼠生长激素基因和质粒PIJ702,获取的目的基因去置换PIJ702上0.4kb的片段,构成重组质粒pZHZ8.上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表1中.由此判断目的基因的片段长度为1.4kb.参照表1数据,如果用PstⅠ和Cla l同时酶切重组质粒pZHZ8,则两种酶可将pZHZ8切成4个片段.
(4)重组质粒pZHZ8上的标记基因是tsr基因(硫链丝菌素抗性基因),在含硫链丝菌素固体培养基上培养后,筛选过程中要淘汰黑色的菌落.
分析 分析图1:图1是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程.Ⅰ采用了核移植技术;Ⅱ采用了基因工程技术,其中①表示基因表达载体的构建过程,然后导入小鼠受精卵.
解答 解:(1)图1中,技术Ⅰ采用了核移植、动物细胞培养、胚胎移植等技术,技术Ⅱ采用了基因工程、动物细胞培养和胚胎移植等技术.因此图1中应用到的生物工程技术有核移植技术、转基因技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术等.c是构建好的基因表达载体(重组DNA分子或重组质粒);生长激素基因表达产物为生长激素,其受体分布在丁鼠的全身细胞的细胞膜上.
(2)大鼠丙的细胞核遗传物质都来自大鼠甲,因此且携带致病基因;大鼠丁只导入了大鼠乙的一个基因,因此不携带致病基因.
(3)质粒PIJ702的长度为5.7kb,而重组质粒pZHZ8的长度为6.7kb,又已知构建基因表达载体时,目的基因置换了PIJ702上0.4kb的片段,由此判断目的基因的片段长度为6.7-5.7+0.4=1.4kb.用ClaⅠ切割质粒PIJ702时只产生一种长度的DNA片段,但用该酶切割重组质粒pZHZ8时能产生两种长度的DNA片段,这说明目的基因中含有ClaⅠ的切割位点,同理目的基因中也含有PstⅠ的切割位点,即重组质粒pZHZ8中含有2个PstⅠ酶切位点,也含有2个Cla l酶切位点.因此,用这两种酶同时酶切重组质粒pZHZ8时,可将pZHZ8切成4个片段.
(4)构建基因表达载体时,破坏了mel(黑色素合成基因),但没有破坏tsr(硫链丝菌素抗性基因),因此重组质粒pZHZ8上的标记基因是tsr基因(硫链丝菌素抗性基因);由于mel(黑色素合成基因)被破坏,含有重组质粒的受体细胞不能表达产生黑色素,因此重组质粒中的在含硫链丝菌素固体培养基上培养后,筛选过程中要淘汰黑色的菌落.
故答案为:
(1)核移植技术、转基因技术、胚胎移植技术、动物细菌培养技术等 达载体(重组DNA分子或重组质粒) 细胞膜上
(2)大鼠丙携带,丁不携带
(3)1.4 4
(4)tsr基因(硫链丝菌素抗性基因) 黑
点评 本题结合图解,考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理及操作步骤,掌握各操作步骤中需要注意的细节,能正确分析题图,再运用图中信息准确答题,属于考纲理解和应用层次的考查,有一定难度.
| A. | 唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶 | |
| B. | 植物根细胞从土壤溶液中吸收NO3-和K+ | |
| C. | 小肠上皮细胞吸收维生素D | |
| D. | 哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖 |
| 组别 | 1组 | 2组 | 3组 | 4组 |
| 培养液中唯一氮源 | 14NH4Cl | 15NH4Cl | 14NH4Cl | 14NH4Cl |
| 繁殖代数 | 多代 | 多代 | 一代 | 两代 |
| 培养产物 | A | B | B的子一代 | B的子二代 |
| 操作 | 提取DNA并离心 | |||
| 离心结果 | 仅为轻带 (14N/14N) | 仅为重带 (15N/15N) | 仅为中带 (15N/14N) | $\frac{1}{2}$轻带(14N/14N) $\frac{1}{2}$中带(15N/14N) |
(2)分析讨论:
①若B的子一代DNA离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于B(“A”或“B”),据此结果可判断DNA分子的复制方式是全保留复制(“半保留复制”或“全保留复制”).
②若将B子代DNA双链分开后再离心,其结果不能(“能”或“不能”)判断DNA的复制方式.
③若在同等条件下将B的子二代继续培养,B的子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置与B的子二代DNA相比无变化(“有变化”或“无变化”),放射性强度发生变化的是轻带.
(3)若将上述实验中B的子一代大肠杆菌放在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基上培养两代,提取得到的大肠杆菌的DNA,其中含14N的DNA占25%,含15N的DNA占100%.
(1)唐氏筛查:抽取孕妇血液化验,检测血清中的甲型胎儿蛋白、绒毛膜促性腺激素等指标.检测这些物质可用抗原-抗体杂交技术,以细胞工程技术生产的、纯度高的单克隆抗体为试剂进行检测.筛查出的高危孕妇还需要进一步检查鉴定.
(2)羊水检查:胎儿的某些细胞会脱落在羊水中,通过羊水穿刺,可以得到胎儿的细胞.将这些细胞通过动物细胞培养技术以扩大细胞的数量,选择有丝分裂中期的细胞进行染色体核型分析,了解胎儿细胞染色体的结构和数目是否正常.
(3)无创基因检测:在孕妇的血液中存在胎儿游离DNA片段,可以对21号染色体上的特有基因DSCR3和非21号染色体上的基因GAPDH(做参照)进行实时荧光定量PCR扩增,以测定DSCR3基因和GAPDH基因的含量,计算2种基因剂量的比值.如:
| 样品数 | DSCR3/GAPDH | |
| 正常人 | 80 | 0.884±0.420 |
| 21三体胎儿 | 5 | 1.867±0.054 |
| 21三体患者 | 7 | 1.810±0.169 |