人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
(1)过程①代表的是 。
(2)过程③构建A基因重组载体时,必须使用限制性核酸内切酶和 两种工具酶。
(3)过程⑥是 。
(4)过程⑦采用的实验技术是 ,获得的X是 。
(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的A蛋白所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行核酸序列比较;或用图中的 进行特异性结合检测。
抗菌肽在生物体内广泛存在,是生物体用来抵御外来病原体的一类小分子蛋白质。它不仅具广谱抗菌活性,而且对某些病毒、真菌、病原虫和肿瘤细胞也有抑杀作用。在科研和临床上有很大的应用价值。请回答下列问题:
(1)抗菌肽是一类免疫效应因子,是生物体中 免疫的重要组成部分。研究发现,抗菌肽可以在细菌细胞膜上穿孔而形成离子孔道,从而改变细菌细胞膜的 ,引起细胞内容物大量外流,最终导致细菌死亡。
(2)为检测人工合成的家蚕抗菌肽的活性,研究人员进行了如下实验。
①将一定浓度的某金黄色葡萄球菌培养液均匀涂布在固体培养基上,然后在培养基上贴A、B、C三张无菌小纸片。
②在A处滴加含有人工合成的抗菌肽缓冲液,在B处滴加浓度相同且等量的含有 的缓冲液,在C处只滴加 ,培养一段时间后,测量抑菌环的直径推断抗菌肽活性的强弱。
③实验结果:A、B处形成的抑菌环大小相近,说明: ;
C处没有出现抑菌环,说明: 。
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是_______,所需要的酶是限制酶和____________。
(2)在过程②中,用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是_________。
(3)在过程③中,用_______处理母羊以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。在胚胎移植前,通过_______技术可获得较多胚胎。
科学家通过基因工程培育抗虫棉时,需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因,“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用,请回答下列有关问题:
⑴进行基因操作一般要经过的四个步骤依次是_________________________、
、 、
。
⑵从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是______________,其特点是_________________________________________________。
⑶导入棉花体细胞前,抗虫基因要与运载体(常用的运载体是 )结合,用相同的切割工具切割,产生相同的 ,再用 使其连接。
⑷在此基因工程中,目的基因指的是 。
为提高小麦的抗旱性,有人将大麦的抗旱基因(HVA)导入小麦,筛选出HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T。植株(假定HVA基因都能正常表达)。某些T。植株体细胞含两个HVA基因,这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型(黑点表示HVA基因的整合位点)。
(1)将T。植株与非转基因小麦杂交:若子代高抗旱性植株所占比例为50%,则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型;若子代高抗旱性植株所占的比例为100%,则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型。
(2)让图C所示类型的T。植株自交,子代中高抗旱性植株所占比例为____________。
(3)抗旱基因在小麦体内复制过程中,基因的一对碱基发生了替换,但指导合成的相关蛋白并没改变。发生该现象的主要原因是 。
来源于豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)具有广谱的抗虫特性。但直接把该基因转入农作物后,发现转基因植株中合成的CpTI蛋白质的积累量并没有达到强烈抑制害虫的程度。于是,科研工作者在体外对CpTI基因进行了修饰,在其两端分别融合了“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列,在它们的共同作用下,CpTI蛋白质在转基因植株中的积累量得到了明显提高。修饰和表达过程如下图所示:
(1)在此项基因工程中,供体细胞是________;CpTI基因是人们所需要的特定基因,称为________。
(2)在体外对CpTI基因进行修饰时,首先要用________处理,形成黏性末端。
(3)“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的化学本质是__________。
(4)检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是
___________________________________________。
(5)当前,转基因大豆、转基因棉花等转基因农作物已经进入了我们的生活,请从生物学角度谈谈转基因农作物可能带来的利与弊(各举一条)。
①利: _________________________________________。
②弊:__________________________________________。
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用_▲ 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_▲ 的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_▲ (填字母代号)。
A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR
(3)过程①可采用的操作方法是_▲ (填字母代号)。
A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞整合
(4)过程②采用的生物技术是_▲ 。
(5)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的_▲ 性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用_▲ (填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分析 C.抗原-抗体杂交 D.PCR
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是______,所需要的酶是限制酶和_________。
(2)在过程②中,用_______处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是______________。
(3)在过成③中,用_________处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_________处理。
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。在胚胎移植前,通过_______技术可获得较多胚胎。
根据国外统计,白血病约占肿瘤总发病率的3%左右,是儿童和青年中最常见的一种恶性肿瘤。由于基因突变导致白血病患者体内白血病细胞大量增生积聚并浸润其他器官和组织,同时使正常造血受抑制。
(1)科研工作中往往利用患白血病大鼠制备转基因模型,从胚胎工程角度探究治疗白血病。
卵母细胞除从活体输卵管中采集外,还可从已处死的雌鼠________中获取。上述转基因大鼠的培育过程中,所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。如果后代大鼠骨髓恢复正常造血功能,说明此转基因动物模型具有治愈白血病的研究价值。
(2)治疗白血病目前采取的较先进治疗措施是基因治疗,基本步骤是:
治疗该白血病的目的基因是指 基因,病毒在此治疗中的作用是 。
(3)目前治疗白血病的最好办法是生物免疫治疗,从患者外周血中采集单核细胞,进行体外培养及诱导,以获取成熟的,具有肿瘤细胞识别能力的DC细胞和杀伤力的CIK细胞。将这两种细胞犹如打点滴一样回输到患者体内,用它们来对肿瘤细胞进行特异性杀伤。选择从患者体内采集细胞而不从其他正常人体内采集的原因是 。
如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答:
(1)图中①一般用 处理可以得到③。
(2)为了使乳汁中含有人类血清白蛋白,需要获取仅在 ___细胞中特异性表达的目的基因启动子,在基因工程中,我们称②为 ,能实现②进入③的常用方法是 。
(3)下列A~D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是 ,把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(4)④到⑤过程中称为 ⑤的数量能不能太多, 为什么?
(5)⑦是⑥生出的后代,那么⑦的遗传性状是否和⑥相似? ,为什么?
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比,优越性在于 。
(7)为检测人类血清白蛋白是否成功表达在分子水平上可采用________技术
(8)⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被称为________。
下图是利用转基因技术生产干扰素的简化流程。请分析回答:
(1)过程①使用的 酶能使特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 (化学键)断开。运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而结合。 过程②需要用到 酶,
(2图中A的名称是____________,它重组成功的物质基础是__________________ __________的结构组成相同。
(3)A上应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动干扰素基因转录,该部位称为 。为直接检测干扰素基因是否转录,可从细胞中提取 __与用放射性同位素标记的____________作探针进行分子杂交,。
(4)利用PCR扩增仪大量扩增目的基因的前提是目的基因的核苷酸序列要有一段是已知的,以便根据这一序列合成 ,除了该物质和目的基因外,扩增仪中还需加入四种脱氧核苷酸和 酶,并适时调整温度,才能使目的基因数量成指数式增长。
(5)在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G′GATCC—。
请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图
农业科技工作者在烟草中找到一种抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉细胞中,培育抗病棉品系。请回答下列问题。
(1)要获得该抗病基因,可采用从基因文库中获取、 等方法。将抗病基因转入棉细胞时,最常用的运载体是 。
(2)若运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如图示:
则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是( )
(3)切割完成后,需用 酶将运载体与该抗病基因连接,得到 分子。
(4)将抗病基因转入棉细胞时,可先将重组DNA分子导入农杆菌 的T-DNA上,再用该农杆菌去侵染棉细胞,从组织培养得到的植株中筛选获得抗病棉。
下表中列出几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有 个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造,插入SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越 。用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ,原因是 。
(3)与使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 。
(4)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入 酶。重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 。
(5)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在 的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步检测。
2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光。借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠,如图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程:
请根据上述材料回答下列问题:
(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、________、________和________等。构建基因表达载体中,启动子是____,它位于基因的首端,是________酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。图中过程②常用的方法是________;
(2)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达,也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性,因此GFP基因可以作为基因表达载体上的________。
(3)目前科学家们通过________工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,该工程是直接改造GFP分子,还是改造GFP基因?________。该工程的基本流程是________________。(用文字和箭头)