1.选D 限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列,但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的;PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用;载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因,供重组DNA的鉴定和选择,不是抗生素合成基因;目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达。
2.选D 构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶,不需要DNA聚合酶,含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后,重组Ti质粒的TDNA整合到受体细胞的染色体上,而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上,导入受体细胞的目的基因表达后,转基因植株方能表现出相应性状,若目的基因在受体细胞中不表达,转基因植株不能表现出相应性状,⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组,基因重组是可遗传变异。
3.解析:(1)胚胎干细胞有发育的全能性,较易通过克隆获得克隆后代。(2)通过同源交换用突变DNA替换靶基因,与交叉互换类似,属基因重组。(3)在靶基因中插入neoR基因可以造成靶基因不能正常表达而失活,同时插入的neoR基因是抗生素抗性基因可作为标记基因用于基因敲除细胞的筛选。(4)由图示可知该克隆小鼠的一对靶基因只敲除了一个,另一个还正常起作用,所以该克隆小鼠可视为杂合子,在形成配子时等位基因会发生分离,产生不含neoR基因和含neoR基因的两种配子,比例为1∶1。若该克隆雌鼠与普通小鼠交配,理论上该克隆雌鼠产下抗新霉素小鼠与不抗新霉素小鼠的比例也为1∶1。因此其后代并不会都含neoR基因。“符合需要的小鼠”应当是两个靶基因都敲除的个体,可以让该克隆小鼠与多只普通小鼠交配,让子代与该克隆小鼠回交或子代小鼠间自由交配,筛选突变型的纯合子。
答案:(1)发育全能性 (2)基因重组
(3)使靶基因失活和用于基因敲除细胞的筛选
(4)①否 因为该克隆小鼠可视为杂合子,在形成配子时等位基因会发生分离,产生不含neoR基因和含neoR基因的配子 ②先让该克隆小鼠与多只野生型小鼠交配然后让子代与该克隆小鼠回交或子代小鼠间自由交配,筛选突变型的纯合子 ③1∶1
4.解析:本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比普通大米高的大米,因此目的基因为铁结合蛋白基因,要大量获得此基因一般采用PCR技术进行扩增。要构建重组质粒要用同种限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA片段和质粒。将外植体培养成试管苗的过程要用到不同的培养基,各培养基最明显的差别在于所添加植物激素的比例不同。
答案:(1)目的基因 PCR
(2)含目的基因的DNA片段 质粒 CaCl2 (3)含有重组质粒的愈伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 (4)种子中铁含量
5.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性核酸内切酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌,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 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 (2)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
6.(1)BglB酶是嗜热土壤芽孢杆菌产生的一种耐热纤维素酶,因此在该菌体内存在相应的基因,利用PCR扩增bglB基因时,应选用嗜热土壤芽孢杆菌的基因组DNA作模板。(2)要使目的基因插入在启动子和终止子之间,而且不能破坏启动子、终止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位,只能选用Nde Ⅰ和BamH Ⅰ限制酶切割质粒和目的基因,因此在扩增的bglB基因的两端需分别引入Nde Ⅰ和BamH Ⅰ不同限制酶的识别序列。(3)bglB基因能够编码BglB酶(一种纤维素酶),BglB酶能分解纤维素。大肠杆菌不能降解纤维素,但转入bglB基因的大肠杆菌能分泌有活性的BglB酶,获得了降解纤维素的能力。(4)根据图1可知,80 ℃下BglB酶活性接近于0,由图2可知,BglB酶在80 ℃保温30分钟后,其相对活性为0,因此80 ℃保温30分钟后,BglB酶会失活;BglB酶的最适温度在60~70 ℃之间,而在70 ℃下保温一段时间后酶活性逐渐降低,因此为高效利用该酶降解纤维素,反应温度最好控制在60 ℃。(5)在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率,该过程中诱变剂只针对bglB基因进行诱变,而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌,是针对嗜热土壤芽孢杆菌内的所有基因进行诱变,A正确;基因突变是不定向的,用诱变剂处理bglB基因不能产生定向突变,B错误;在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可快速累积突变,而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌则不能,C正确;BglB酶是由bglB基因编码的,基因突变是指基因的内部结构发生改变(碱基对的增添、缺失或改变),可能会导致酶的氨基酸数目改变,D错误。
答案:(1)嗜热土壤芽孢杆菌
(2)NdeⅠ BamHⅠ
(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶
(4)失活 B (5)A、C