基因工程的基本工具(详细) 知识点

(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)

(2)“分子缝合针”——DNA连接酶

(3)“分子运输车”——载体

基因工程的基本工具(详细) 知识点题库

在基因工程中,切割载体和含有目的基因的DNA片段中,一般需使用   (    )

A . 同种限制酶 B . 两种限制酶 C . 同种连接酶 D . 两种连接酶
已知某种限制酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶切割后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是 (   )

A . 3 B . 4 C . 9 D . 12
基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶II的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图示,判断下列操作正确的是

A . 目的基因用限制酶I切割,质粒用限制酶II切割 B . 目的基因用限制酶II切割,质粒用限制酶I切割 C . 目的基因和质粒均用限制酶I切割 D . 目的基因和质粒均用限制酶II切割
一环状DNA分子,设其长度为1,已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有3个酶切位点,如图中A、B、C三处。如果该DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生0.2、0.3、0.5三种不同长度的DNA片段。现有多个上述DNA分子,若在每个分子上至少有1个酶切位点被该酶切断;则从理论上讲,经该酶切后,这些DNA分子最多能产生长度不同的线状DNA的种类数是(    )

A . 4 B . 8 C . 6 D . 7
回答以下关于基因工程和胚胎工程的相关问题:

(1)基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性.利用基因工程等技术培育转基因生物时,基因工程的四步骤如下:

第一步:目的基因的获取.获取方法有 (写出两种即可).

第二步:基因表达载体的构建.该步骤常用的工具酶是 .完整的重组载体应具备 种特殊DNA片段.

第三步:将目的基因导人受体细胞.如受体细胞为动物的 ,则常用的方法是显微注射法;如受体细胞为微生物细胞,则用 处理细胞,使其处于感受态,然后在一定温度下重组表达载体与缓冲液混合完成转化.

第四步: .

(2)胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术.

①体外受精:对精于进行获能处理的方法有 .获能的精于与成熟的卵子需在 中完成受精作用.

②早起胚胎的发育:受精卵不断增殖的过程,细胞分化最先出现在 期.

③胚胎移植:适合移植的胚胎是 .

回答有关基因工程的问题:

(1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生粘性末端,也可能产生 末端.若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生 (相同,不同)粘性末端的限制酶.

(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用是 .在用表达载体转化大肠杆菌时,常用 处理大肠杆菌,以利于表达载体进入:为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称为 .为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成 ,常用抗原﹣抗体杂交技术.

如果要将某目的基因通过农杆菌传话法导入植物细胞,先要将目睹基因插入农杆菌Ti质粒的 中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上.

在图所示的质粒PZHZ11(总长为3.6kb,1kb=1000对碱基因)中,lacZ基因编码β﹣半乳糖苷酶,后者催化生成的化合物能将变色的大肠杆菌染成蓝色.

  1. (1) 若先用限制酶BamHⅠ切开pZHZ11,然后灭活BamHI酶,再加DNA连接酶进行连接,最后将连接物导入足够数量的大肠杆菌细胞中,则含3.1kb质粒的细胞颜色为;含3.6kb质粒的细胞颜色为

  2. (2) 若将两段分别用限制酶BamHI和BglHI切开的单个目的基因片段置换pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段,形成4.9kb的重组质粒,则目的基因长度为kb.

  3. (3) 上述4.9kb的重组质粒有两种形式,若用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种,只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段;那么联合酶切同等长度的另一种重组质粒,则可获得kb和kb两种DNA片段.

  4. (4) 若将人的染色体DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并坚定目的基因,然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达,最后将产物的药物单独注入小鼠体内观察其生物功能是否发挥,那么上述过程属于       

    A . 人类基因工程 B . 动物基因工程 C . 植物基因工程 D . 微生物基因工程.
一些细菌能借助限制性核酸内切酶抵御外来入侵者,而其自身的基因组DNA经预先修饰能躲避限制酶的降解.下列在动物体内发生的过程中,与上述细菌行为相似的是(    )
A . 巨噬细胞内溶酶体杀灭病原体 B . T细胞受抗原刺激分泌淋巴因子 C . 组织液中抗体与抗原的特异性结合 D . 疫苗诱导机体产生对病原体的免疫
土壤农杆菌侵染植物细胞时,Ti质粒上的T﹣DNA片段转入植物的基因组.利用农杆菌以Ti质粒作为运载体进行转基因,下列相关叙述正确的是(    )
A . 目的基因应插入T﹣DNA片段外,以防止破坏T﹣DNA B . 用Ca2+处理农杆菌,以利于其侵染植物细胞 C . Ti质粒是一种环状DNA分子,属于细菌的拟核DNA D . T﹣DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体
Ti质粒上有T﹣DNA,这种DNA可以转移到受体细胞,这种DNA可以转移到受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.这种质粒存在于(  )
A . 大肠杆菌 B . 农杆菌 C . 酵母菌 D . 苏云金芽孢杆菌
某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制性核酸内切酶a完全切割,再把得到的产物用限制性核酸内切酶b完全切割,得到的DNA片段大小如下表。限制性核酸内切酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关叙述错误的是(    )

A . a酶与b酶切断的化学键相同 B . 限制性核酸内切酶a和b切出的DNA片段不能相互连接 C . 该DNA分子中a酶能识别的碱基序列有3个 D . 仅用b酶切割该DNA分子至少可得到三种DNA片段
科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组,并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答

  1. (1) 步骤①和②中常用的工具酶是
  2. (2) 经过①和②步骤后,有些质粒上的基因内插入了外源目的基因,形成重组质粒。
  3. (3) 步骤③是的过程。为了促进该过程,应该用处理大肠杆菌。
  4. (4) 步骤④:将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养,目的是筛选。能在C中生长的大肠杆菌有种。
  5. (5) 步骤⑤:用无菌牙签挑取C上的单个菌落,分别接种到D(含氨苄青霉素和四环素)和E(含四环素)两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于(选填“D”或“E”)上,请在图中相应的位置上圈出来。        
现有一长度为1 000碱基对(bp)的DNA分子,用限制性核酸内切酶(EcoRⅠ)酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp,用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子,用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是 ( )
A . 图片_x0020_857193751 B . 图片_x0020_467794446 C . 图片_x0020_100003 D . 图片_x0020_100004
农杆菌侵染植物细胞后,能将Ti质粒上的T­DNA插入植物基因组中。图示为利用农杆菌培育转基因植物的基本流程,请据图回答下列问题:

图片_x0020_100016

  1. (1) 剪除Ti质粒的某些片段、替换复制原点O与添加抗生素的抗性基因T的过程①中,需用多种限制酶处理,原因是,需用(填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)“缝合”双链DNA片段的平末端。
  2. (2) 目的基因是指和一些具调控作用的因子。由过程②形成的基因表达载体中,目的基因的首端具有识别和结合的部位。
  3. (3) 过程③常用处理使农杆菌成为感受态细胞。抗生素抗性基因T的作用是
  4. (4) 过程④获取原生质体的过程中,应用处理植物细胞。
  5. (5) 在过程⑤⑥前,常采用技术检测农杆菌和愈伤组织细胞中是否含有目的基因。
根据以下植物基因工程的操作步骤,回答有关问题。
  1. (1) 利用PCR技术从cDNA文库中获取目的基因(基因序列未知),需根据相应蛋白质的氨基酸序列设计多种引物,原因是,基因表达载体中目的基因上游的是RNA聚合酶的识别位点。
  2. (2) 将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是
  3. (3) 下图是利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入植物受体细胞的示意图。图中质粒含CRISPR基因和Cas9基因,CRISPR基因转录的sgRNA可以特异性识别细胞核DNA分子中的特定序列,Cas9基因表达的Cas9酶能切割被sgRNA识别的DNA序列。重组片段中的目的基因,能通过DNA损伤修复和被切割的DNA序列连接。

    sgRNA通过特异性识别细胞核DNA分子中的有关序列,sgRNA,Cas9酶和基因工程中的基本工具作用相似。不同基因工程中利用的CRISPR/Cas9质粒有差异,这些质粒中所含的CRISPR基因通常是(填“相同”或“不同”)的,所含的Cas9基因通常是(填“相同”或“不同”)的。

  4. (4) 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入受体细胞与“(2)”中使用的方法相比,优点是
下列物质中不具有识别作用的是(   )
A . 限制酶 B . 抗体 C . 受体 D . 质粒
核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA片段)导入动物体细胞内,通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防或治疗相应疾病的一类新型疫苗。研究表明核酸疫苗不仅具有良好的免疫原性与安全性,且由于核酸更易于修饰与改造,较以往蛋白疫苗具有更大的灵活性和更广阔的应用前景。请回答:

  1. (1) 研发DNA疫苗时,构建含有病原体抗原基因表达载体的过程中需要用到的工具酶有
  2. (2) 图中所用的载体是,构建基因表达载体的目的是,基因表达载体中,驱动病原体抗原基因转录的结构为。将该DNA疫苗导入受体细胞的方法是肌肉注射法或
  3. (3) mRNA疫苗可以由计算机设计、制造并通过高速机器大批量生产。目前用于制造疫苗的RNA有两种,非复制型mRNA和自我扩增型mRNA,从图中可以看出自我扩增型mRNA的优点是可在细胞内。mRNA常被包裹在脂质体颗粒中注射到相关人员的手臂肌肉,脂质体颗粒的作用是

  4. (4) 病毒核酸检测试剂盒通常以病毒独特的基因序列为检测靶标。PCR扩增时每一个循环分为三步,使靶标DNA序列呈指数增加。每一个扩增出来的DNA序列都与预先加入的一段荧光标记结合,产生荧光信号,扩增出来的靶标DNA序列越多,累积的荧光信号就越强。在没有病毒的样本中,因为没有靶标DNA序列扩增,所以就检测不到荧光信号增强。
下图表示限制酶切割某DNA的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切割位点是(  )

A . 5'-CTTAAG-3',切点在C和T之间 B . 5'-CTTAAG-3',切点在G和A之间 C . 5'-GAATTC-3',切点在G和A之间 D . 5'-CTTAAC-3',切点在C和T之间
下列有关基因工程的叙述,正确的是(   )

①通常用一种限制性酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理载体DNA

②目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变

③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外

④常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等

⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因

⑥细菌质粒是基因工程常用的载体

A . ①②③④⑤⑥ B . ①③⑤ C . ①②④⑤⑦ D . ③⑥
T2噬菌体展示技术是将外源蛋白的DNA序列插人到T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,使外源基因随外壳蛋白的表达而表达,同时,外源蛋白随T2噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。下列叙述正确的是(   )
A . T2噬菌体展示技术的遗传学原理是基因突变 B . 将大肠杆菌换成乳酸杆菌,实验结果无明显变化 C . 利用限制酶能将外源蛋白基因与噬菌体基因结合 D . 改造后的T2噬菌体其子代病毒也能展示外源蛋白