利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素,根据下图回答有关问题。
(1)获取人的生长激素基因需要用到的酶有_________、__________
(2)基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有_________、_________、标记基因等。
(3)获取良种母牛的卵细胞,一般要对其进行_________处理;在体外受精前,要对于牛的精子进行______处理,使其获能;牛的卵子要发育到_________。
(4)图中①过程常采用的方法是:____________,图中②过程的培养液成分比较复杂,主要由无机盐和____________,维生素、_______、氨基酸、核苷酸等成分,以及_______等物质构成。
(5)对良种母牛和受体母牛要进行___________处理,保证它们的___________相同,获得的早期胚胎要发育到____________才进行移植。
烟草在受到烟草花叶病毒的侵染后.产量会大大降低,我国科学家利用基因工程技术成功培育出抗烟草花叶病毒的烟草。下图是转基因烟草培育过程示意图。
(1)PCR扩增的前提是要有一段已知_____________的核苷酸序列。以便合成引物I、Ⅱ。
(2)构建基因表达载体时,需将抗烟草花叶病毒基因插入到Ti质粒的_____________上,然后通过农杆菌的转化作用。将其插入到烟草细胞的_____________上,使抗烟草花叶病毒的性状能得以稳定维持和表达。
(3)图中过程②依据的原理是_____________,②过程中细胞增殖的主要方式是_____________。
以下为人工合成reAnti基因,转入猪成纤维细胞,做成转基因克隆猪的培育过程示意图,请据图回答
(1)人工合成的reAnti基因可通过________ _________技术手段体外迅速扩增。
(2)过程③要将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞的方法是 ,重组质粒导入之后,可通过 技术,来检测reAnti基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上。
(3)从猪中取胎儿成纤维细胞,用 处理,然后进行分散培养。培养时,将培养瓶置于含 (要求写清楚每种气体所占比例)的混合气体培养箱中进行培养,培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等,一般还应添加 。
(4)去核前的卵母细胞应培养到 期。其去核后与成纤维细胞通过电刺激后融合,形成重组细胞。再利用物理或化学方法刺激,使之完成细胞分裂和发育,在体外培养成重组早期胚胎。
下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料,请分析回答下列问题。
资料1 巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌,能将甲醇作为其唯一碳源,同时AOX1基因也会因受到诱导而表达[5’AOX1和3’AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2 巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒,所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体,其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中以实现表达。
(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上________、_______限制酶识别序列,这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
(2)酶切获取HBsAg基因后,需用________将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,并将其导入大肠杆菌以获取________________。
(3)步骤3中应选用限制酶________来切割重组质粒获得重组DNA,然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选,转化后的细胞中是否含有HBsAg基因,可以用__________________方法进行检测。
(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入________以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达。
(6)与大肠杆菌等细菌相比,用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞,其优点是在蛋白质合成后,细胞可以对其进行________并分泌到细胞外,便于提取。
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中,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—,请据图回答:
(1)过程①所需要的酶是________。
(2)在构建基因表达载体的过程中,应用限制酶______切割质粒,用限制酶______切割目的基因。用限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过__________________原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是
________________________________________________________________________。
(3)在过程③中一般将受体大肠杆菌用________________进行处理,以增大____________的通透性,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,得到如图a所示的结果(圆点表示菌落),该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了____________________,反之则没有导入;再将灭菌绒布按到培养基a上,使绒布表面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图b所示的结果(圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置)。与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是__________________________,这些大肠杆菌中导入了________________。
(5)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______________________。目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______________________________________。
科学家将抗冻蛋白基因导入烟草,筛选出抗冻蛋白基因成功整合到染色体上的烟草(假定抗冻蛋白基因都能正常表达)。某些烟草的体细胞含两个抗冻蛋白基因,这两个基因在染色体上的整合情况有图示的三种类型(黑点表示抗冻蛋白基因的整合位点);让这些含两个抗冻蛋白基因的烟草自交,后代抗冻烟草和普通烟草(不含抗冻蛋白基因)的比值分别是( )
A.1:0 3:1 15:1 | B.3:1 3:1 9:6:1 |
C.1:0 1:1 9:6:1 | D.1:1 3:1 15:1 |
现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子,用限制性核酸内切酶酶切后进行凝胶电泳,使降解产物分开。用酶H单独酶切,结果如下图l。用酶B单独酶切,结果如下图2。用酶H和酶B同时酶切,结果如下图3。下列相关叙述正确的是
A.酶H有2个识别位点和切割位点 |
B.酶B和酶H同刚切割时,有3个识别位点和切割位点 |
C.酶B和酶H同时切割时,能产生完全相同的酶切片段 |
D.酶B和酶H有相同的识别和切割位点 |
降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低,半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA,过程如下图。
在此过程中发现,合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题:
(1)Klenow酶是一种________酶,合成的双链DNA有________个碱基对。
(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中,筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞,这是因为它_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择,需要大肠杆菌质粒中含有________。
(3)经DNA测序表明,最初获得的多个重组质粒,均未发现完全正确的基因序列,最可能的原因是
______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)上述制备该新型降钙素,运用的现代生物工程技术是________。
肥厚型心肌病属于常染色体显性遗传病,以心肌细胞蛋白质合成的增加和细胞体积的增大为主要特征,受多个基因的影响。研究发现,基因型不同,临床表现不同。下表是3种致病基因、基因位置和临床表现。请作答。
基因 |
基因所在染色体 |
控制合成的蛋白质 |
临床表现 |
A |
第14号 |
β-肌球蛋白重链 |
轻度至重度,发病早 |
B |
第11号 |
肌球蛋白结合蛋白 |
轻度至重度,发病晚 |
C |
第1号 |
肌钙蛋白T2 |
轻度肥厚,易猝死 |
(1)基因型为AaBbcc和AabbCc的夫妇所生育的后代,出现的临床表现至少有_______种。
(2)β-肌球蛋白重链基因突变可发生在该基因的不同部位,体现了基因突变的________。基因突变可引起心肌蛋白结构改变而使人体出现不同的临床表现,说明上述致病基因对性状控制的方式是_________________________。
(3)已知A基因含23000个碱基对,其中一条单链A:C:T:G=1:2:3:4。用PCR扩增时,该基因连续复制3次至少需要_____________个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(4)如果用导入正常基因方法治疗肥厚型心肌病能达到治疗目的吗?___________。为什么?____________________。
(5)基因治疗需应用转基因技术,其核心步骤是_____________________,所需的工具酶是_______________________。
下列甲、乙两图为获得生物新品种的过程示意图。请据图回答
(1)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用 与提取出的 做分子杂交。
(2)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有 。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是 。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入 。
(3)随着科技发展,获取目的基因的方法也越来越多,若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的,该方法称为 。图中①过程与细胞中DNA复制过程相比,该过程不需要 酶。③是在 (填“酶的名称”)作用下进行延伸的。
(4)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是 ,该技术的原理是 。
请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。
②在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的一组引物(只标注了部分碱基序列)不合理(如下图),请说明理由。
;
(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的 功能,这是因为 。
登革热病毒感染蚊子后,可在蚊子唾液腺中大量繁殖,蚊子在叮咬人时将病毒传染给人,可引起病人发热、出血甚至休克。科学家用以下方法控制病毒的传播。
(1)将S基因转入蚊子体内,使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白,该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子,需要将携带S基因的载体导入蚊子的
细胞。如果转基因成功,在转基因蚊子体内可检测出 、 和 。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上,只有A或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配,F1群体中A基因频率是 ,F2群体中A基因频率是 。
(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如图11),将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中,群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 ,原因是 。
(原创题)有人认为转基因生物势必会打破自然界物种的原有界限,改变生态系统中能量流动和物质循环,会对生态系统的稳定性造成破坏。下列哪项是对上述观点的完全反驳( )
A.种植转基因抗虫作物,可以减少农药的使用量 |
B.种植抗除草剂农作物可以保护农田土壤环境 |
C.转基因生物不会改变生物原有的分类地位,充其量只能说明它具有某种新特征的同一物种,不会破坏生态系统的稳定性 |
D.重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物,可能会造成第二次污 |
一环状DNA分子,设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处;限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处;限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表,请确定C在该环状DNA分子的切点应位于图中的哪处( )
A.0.2和0.4处 | B.0.4和0.6处 |
C.0.5和0.7处 | D.0.6和0.9处 |
下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图,已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用PstⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DNA片段(假设所用的酶均可将识别位点完全切开),下列各种酶切位点情况中,可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是( )
A.1 为EcoRⅠ,2为BamHⅠ,3为EcoRⅠ,4为PstⅠ |
B.1 为BamHⅠ,2为EcoRⅠ,3为EcoRⅠ,4为PstⅠ |
C.1 为EcoRⅠ,2为PstⅠ, 3为PstⅠ,4为BamHⅠ |
D.1 为BamHⅠ,2为EcoRⅠ,3为PstⅠ,4为EcoRⅠ |