選修31基因工程

專題1基因工程1.(2011山東高考理綜,35)人類(lèi)疾病的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型常用于致病機(jī)理的探討及治療藥物的篩選。利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉(zhuǎn)基因模型大鼠的流程如圖所示。髙血卍相關(guān)蒜怙質(zhì)?！?笛&亠早期軀胎轉(zhuǎn)基陰大鼠⑴卵母細(xì)胞除從活體輸卵管中采集外,還可從已處死的雌鼠 中獲取。⑵圖中的高血壓相關(guān)基因作為 ,質(zhì)粒作為 ，二者需用切割后連接成重組載體,該過(guò)程與質(zhì)粒上含有 有關(guān)。⑶子代大鼠如果 和 ，即可分別在分子水平和個(gè)體水平上說(shuō)明高血壓相關(guān)基因已成功表達(dá),然后可用其建立高血壓轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型。⑷在上述轉(zhuǎn)基因大鼠的培育過(guò)程中，所用到的主要胚胎工程技術(shù)是 、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植?！窘馕觥繌囊烟幩赖拇剖蟮穆殉仓幸部色@取卵母細(xì)胞。圖示高血壓相關(guān)基因?yàn)槟康幕?，先用同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，再用DNA連接酶將兩者連接形成重組質(zhì)粒。子代大鼠如果出現(xiàn)高血壓,則在個(gè)體水平上說(shuō)明高血壓相關(guān)基因成功表達(dá)。在子代大鼠體內(nèi)檢測(cè)到高血壓相關(guān)基因控制的蛋白質(zhì),則在分子水平上說(shuō)明高血壓相關(guān)基因已經(jīng)表達(dá)?！敬鸢浮?1)卵巢目的基因載體同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)限制酶切割位點(diǎn)檢測(cè)到體內(nèi)有相關(guān)蛋白出現(xiàn)高血壓體外受精2.(2010江蘇高考,27)下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:限制酶Hi曲皿Ecoli|勺舲|識(shí)別序列及切割位點(diǎn)G匚ATCCCCTAGjGAJAGCTTTTCGArA<VAA]TCCT1AA.GCCCLGGG<iGGrCCCBaniBI￡toRI口的基因EcoR1外源r)NABumWISrnaIH眛IIII⑴一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaI切割前后，分別含有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造,插入的SmaI酶切位點(diǎn)越多,質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性TOC\o"1-5"\h\z越 。用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒,不能使用SmaI切割,原因是 。⑷與只使用EcoRI相比較，使用BamHI和Hindill兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止 。⑸為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合,并加入 酶。⑹重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。(7)為了從cDNA文庫(kù)中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體,然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng),以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)?！窘馕觥竣刨|(zhì)粒是雙鏈環(huán)狀DNA分子，在SmaI切割前沒(méi)有游離的磷酸基團(tuán),SmaI作用于兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，切割產(chǎn)生的DNA片段末端是平末端，因而質(zhì)粒經(jīng)切割后含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性主要由氫鍵的數(shù)量決定,氫鍵數(shù)量越多,質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越高,反之則越低,DNA分子中A與T之間存在2個(gè)氫鍵,C與G之間存在3個(gè)氫鍵，因此DNA分子中G—C堿基對(duì)越多，熱穩(wěn)定性就越高,SmaI識(shí)別CCCGGG序列，并在C和G之間將這段序列切開(kāi)，也就是質(zhì)粒中SmaI酶切位點(diǎn)越多,G—C堿基對(duì)越多,熱穩(wěn)定性越高。⑶據(jù)圖1可知,SmaI切割的位點(diǎn)在抗生素抗性基因之中，抗生素抗性基因是標(biāo)記基因，應(yīng)盡量避免破壞，據(jù)圖2可知SmaI切割的位點(diǎn)在目的基因之中，如果用SmaI切割目的基因，會(huì)破壞目的基因。用同種限制酶切割后的質(zhì)粒和目的基因,在基因表達(dá)載體構(gòu)建時(shí),常形成三種直接方式,其中目的基因與目的基因的連接、質(zhì)粒與質(zhì)粒的連接是無(wú)效的連接,用兩種限制酶可避免此類(lèi)現(xiàn)象。基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程中需加DNA連接酶來(lái)連接目的基因和切割后的質(zhì)粒。抗生素抗性基因?qū)儆跇?biāo)記基因,可用來(lái)篩選含目的基因的細(xì)胞。目的基因是蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因,將其導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后,應(yīng)進(jìn)行目的基因的檢測(cè)與鑒定,可根據(jù)受體細(xì)胞是否含有蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,即是否具備吸收蔗糖的能力判斷基因工程是否成功,因而可在含有蔗糖(唯一碳源)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。【答案】(1)0、2⑵高⑶SmaI會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞(7)蔗糖為唯一含碳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)3.(2010天津高考理綜,7I)下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中tetr表示四環(huán)素抗性基因,ampr表示氨芐青霉素抗性基因,國(guó)BamI國(guó)、Hindill、SmaI直線所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。

動(dòng)子k1供體牛r受粘怫址制原心冬』BamHTSma\A//??dIU人乳鐵蛋門(mén)展因胚胎代孕牛雌性轉(zhuǎn)

戦因牛含人乳按胚胎代孕牛雌性轉(zhuǎn)

戦因牛含人乳按蛋白乳討據(jù)圖回答:⑴圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用 限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含 的培養(yǎng)基上進(jìn)行。⑵能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是 （填字母代號(hào)）。A.啟動(dòng)子tetR復(fù)制原點(diǎn)ampR⑶過(guò)程①可采用的操作方法是 （填字母代號(hào)尼。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化B.大腸桿菌轉(zhuǎn)化C.顯微注射 D.細(xì)胞融合⑷過(guò)程②采用的生物技術(shù)是 。⑸對(duì)早期胚胎進(jìn)行切割,經(jīng)過(guò)程②可獲得多個(gè)新個(gè)體。這利用了細(xì)胞的 性。⑹為檢測(cè)人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用 （填字母代號(hào)）技術(shù)。核酸分子雜交基因序列分析抗原一抗體雜交PCR【解析】（1）由圖示可知:需用Hindlll和BamHI限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因，因酶切后tetr四環(huán)素抗性基因結(jié)構(gòu)被破壞而ampr結(jié)構(gòu)完好，故用含氨芐青霉素的選擇培養(yǎng)基可篩選含有重組載體的大腸桿菌。(2)啟動(dòng)子是一段特殊的DNA序列,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),可調(diào)控基因的特異性表達(dá)。⑶過(guò)程①表示把重組載體導(dǎo)入受體細(xì)胞的過(guò)程，當(dāng)受體細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞時(shí),常采用顯微注射法。⑷過(guò)程②表示把早期胚胎移植到代孕母牛子宮的過(guò)程,屬于胚胎移植技術(shù)。⑸經(jīng)過(guò)程②得到新個(gè)體是細(xì)胞全能性的體現(xiàn)。(6)人乳鐵蛋白基因是否成功表達(dá),關(guān)鍵看是否有其表達(dá)產(chǎn)物即人乳鐵蛋白,可用抗原—抗體雜交法檢測(cè)該蛋白是否存在。【答案】⑴Hindlll和BamHI氨芐青霉素(2)A國(guó)⑶亟 胚胎移植技術(shù)全能(6)C4.(2010福建高考理綜,32)紅細(xì)胞生成素(EPO)是體內(nèi)促進(jìn)紅細(xì)胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來(lái)源極為有限，目前臨床上使用的紅細(xì)胞生成素主要來(lái)自于基因工程技術(shù)生產(chǎn)的重組人紅細(xì)胞生成素(rhEPO)，其簡(jiǎn)要生產(chǎn)流程如下圖。請(qǐng)回答:⑴圖中①所指的是 技術(shù)。⑵圖中②所指的物質(zhì)是 ，③所指的物質(zhì)是 。培養(yǎng)重組CHO細(xì)胞時(shí),為便于清除代謝產(chǎn)物,防止細(xì)胞產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害，應(yīng)定期更換 。⑷檢測(cè)rhEPO的體外活性需用抗rhEPO的單克隆抗體。分泌該單克隆抗體的 細(xì)胞，可由rhEPO免疫過(guò)的小鼠B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合而成?！窘馕觥竣藕薉NA的體外擴(kuò)增即是PCR技術(shù)。⑵由圖示分析:從人胚胎干細(xì)胞提取出②，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄可形成國(guó)cDNA可知②為翻譯EPO的模板mRNA，③為rhEPO。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,以添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),清除代謝廢物。由rhEPO免疫過(guò)的小鼠B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合,可以篩選出能夠分泌抗rhEPO的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞?！敬鸢浮?1)PCR(2)mRNArhEPO⑶培養(yǎng)液國(guó)(4雜交瘤國(guó)5.(2009福建高考理綜,32)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖所示。質(zhì)粒上有PstI、SmaI、EcoRI、ApaI等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回答：f■的週惰瞿紐織按愈傷組織轉(zhuǎn)堆閔抗f■的週惰瞿紐織按愈傷組織轉(zhuǎn)堆閔抗希 農(nóng)桿菌卡|口幾用rISmaIEeoRI' 病基+因的-I>NAPxtISumJ-圧也RI-AptiI_⑴構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí),應(yīng)選用限制酶 ，對(duì) 進(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng),欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有 ，作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細(xì)胞具有,因此,可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中①②依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中香蕉組織細(xì)胞的 。【解析】⑴抗病基因在PstI與EcoRI之間，所以應(yīng)選用限制酶PstI、EcoRI對(duì)含抗病基因的DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割。若選用SmaI,會(huì)將抗病基因切為兩段。抗卡那霉素基因應(yīng)是標(biāo)記基因,根據(jù)是否在含卡那霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)來(lái)判斷是否有抗病基因。植物組織培養(yǎng)過(guò)程包括脫分化形成愈傷組織,再分化形成具根、芽的結(jié)構(gòu),再發(fā)育成試管苗等?！敬鸢浮?1)PstI、EcoRI含抗病基因的DNA、質(zhì)粒國(guó)(2抗卡那霉素基因⑶全能性脫分化、再分化6.(2009廣東高考,39)飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中,豬、禽等動(dòng)物由于缺乏有關(guān)酶,無(wú)法有效利用植酸,造成磷源浪費(fèi),而且植酸隨糞便排出后易造成環(huán)境有機(jī)磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸,因此成為目前重要的飼料添加劑之一。飼料加工過(guò)程溫度較高,要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)，首先必須了解植酸酶的 ,然后改變植酸酶的 ，從而得到新的植酸酶。培育轉(zhuǎn)植酸酶基因的大豆,可提高其作為飼料原料時(shí)磷的利用率。將植酸酶基因?qū)氪蠖辜?xì)胞常用的方法是 。請(qǐng)簡(jiǎn)述獲得轉(zhuǎn)基因植株的完整過(guò)程: 。為了提高豬對(duì)飼料中磷的利用率,科學(xué)家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過(guò) 轉(zhuǎn)入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時(shí)期后可通過(guò)