甲、乙为某种二倍体植物的2个植株,其体细胞中2对同源染色体(Ⅰ和Ⅱ)及相关基因分别见图甲和图乙,其中图乙表示变异情况。减数分裂时,染色体联会过程均不发生交叉互换。A和B是显性基因,A和a分别控制高茎和矮茎;B和b分别控制红花和白花。
(1)若甲植株进行自交产生的子代为N。N的矮茎红花个体中纯合子占 ;若N的全部高茎红花植株自由交配,其子代中矮茎白花个体占 。
(2)乙植株发生了的变异类型是 ;发生该变异时,基因的碱基序列 。
(3)如果乙植株产生配子时,具有同源区段的染色体都可以正常进行联会,该植株产生的配子类型共有 种。
(4)为检测某植物体是否含有A基因, 要以 作为探针,与从该植物提取出来的 进行 。
随着科学技术的发展,人类研制了不同类型的病毒疫苗,其中第二、三代病毒疫苗都基于DNA重组技术而建立。请分析回答下列问题:
(1)第二代疫苗是以编码病毒抗原蛋白的RNA为模板,经______________酶的作用获得目的基因。形成的重组质粒与经过______________处理的大肠杆菌细胞混合转化大肠杆菌,扩增大肠杆菌获得大量的抗原蛋白。将抗原蛋白注射入人体后,可引起机体产生_______________。
(2)第三代疫苗即“DNA疫苗”是将编码某种抗原蛋白的DNA注射到动物体内,该DNA可在人体内____________相应的蛋白。相对于第三代疫苗,第二代疫苗运输和保存的难度更大,其原因是蛋白质________________________________。
(3)DNA疫苗研制的动物试验:将若干只___________________的小鼠随机等分为A、B两组,A组小鼠注射____________________,B组注射等量生理盐水。在多次间隔免疫后进行______________的测定,并计算每组的__________,结果如图所示。该实验结果表明__________________________。
分)绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光下发出荧光,基因工程中,GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠,下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程:
(1)基因工程中,GFP基因属于 ,获取该基因的工具酶是 。
(2)构建基因表达载体的目的是 。
(3)过程②常用的方法是 ,在进行过程④前,利用 技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠。
(4)胚胎工程的最后一道工序是 ,进行④过程的优势是 。
(5)绿色荧光小鼠培育过程涉及的生物技术有 (至少回答两点)。
如图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程。
(1)图中涉及的现代生物技术有________、________、________。
(2)研究人员根据已知的胰岛素基因序列,采用________方法获得了胰岛素基因。Ⅰ过程中通常用________法将胰岛素基因转入草莓细胞中,使其随草莓细胞基因组进行表达。
(3)图中A是________,获得该细胞需要用__ ______酶处理凤梨草莓和绿色草莓的细胞。A培育至具有凤梨风味的绿草莓幼苗需经过_____ ___过程,在培养过程中,除了在培养基中添加营养物质外,还需要添加____ ____。
科学家通过探究DNA载体途径的RNA干扰技术抑制端粒酶的活性,从而抑制肿瘤细胞生长增殖以寻找一种抑制肿瘤细胞增殖的新途径。
方法思路:
①构建干扰质粒________(插入针对人体端粒酶逆转录亚基(hTERT)的mRNA的干扰序列)和对照质粒PSG—CTR(插入不针对人体任何DNA序列的对照相序列)。
②用空质粒PSG(不含目的基因)、干扰质粒PSG—AS和对照质粒分别感染肝癌细胞。
③一段时间后观察检测细胞的________。计算细胞凋亡率,绘制肝癌细胞生长曲线。结果如下图:
请回答下列问题。
(1)完成实验步骤中的空格:
①________________;③__________________________。
(2)在构建质粒时,要将质粒导入大肠杆菌细胞并用________培养基进行筛选鉴定,然后再提取。因此,在构建的表达载体质粒上必须含有________。
(3)端粒酶可以通过以自身的________为模板,________为原料来合成端粒DNA。
(4)分析DNA载体途径的RNA干扰技术能否抑制肿瘤细胞?
________________________________________________________________
PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下,在体外合成许多相同片段的一种方法,利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段;电泳技术则是在外电场作用下,利用分子携带的净电荷不同,把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术,利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质作亲子鉴定。图中是电泳装置及相应电泳结果。
(1)电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较,后者使用的介质是________,叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是________________________________________________。
(2)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,依据的原理是_____________。PCR实验步骤主要包括 。
(3)图3是把含21个氨基酸的多肽进行水解,得到的氨基酸混合物进行电泳的结果,据图可推知该多肽由______种氨基酸构成。
(4)图4通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA,分别由酶处理后,生成含有若干DNA片段,并进行扩增得到的混合物,然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱。请分析:F1~F4中,谁是该小孩真正生物学上的父亲?为什么?____________________________________________________。
(5)电泳过程中分子的迁移速率除了与本身所带的净电荷的多少有关外,你认为还与什么因素有关?(至少列出一种)________________________________________________________。
请回答有关下图的问题
(1)图甲中①~⑤所示的生物工程为________________。该工程通过对__________的修饰或合成,对现有的________进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求。
(2)图甲中序号④所示过程叫做________________,需要用到的酶是 。
(3)如图乙,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,在基因尾端还必须有[2]________;图中[3]________的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,则构建基因表达载体时,图乙中序号[1]代表的是________;且在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选,保留含性染色体________的精子。
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用 激素对供体做________处理;为提高培育成功率,进行⑩过程之前,要对________动物做________处理,以使其达到相同的生理状态。
质粒能成功转入植物细胞,并将质粒上的一部分外源DNA整合到植物的DNA中。下图表示利用质粒进行转化获得抗除草剂大豆的过程。请据图分析回答:
(1)整合了目的基因的重组质粒,在组成上还需含有启动子、终止子和________。
(2)过程④运用了细胞工程中的________________技术,该技术的理论依据是__________________;在该技术应用的过程中,关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行____________________。
(3)为了检测通过④过程获得的幼苗是否具有抗除草剂的特性,可采用的方法是__________________________________________________________________。
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,常在植物中提取。疫苗生产和抗体制备的流程如下图:
(1)过程③构建A基因重组载体时,必须使用的工具酶是 。
(2)过程③可以采用的方法是________________________________________。
(3)在将X进行扩大培养之前,至少需要经过两次筛选,方法分别是用 和用专一抗体检测。
(4)过程⑦的实验技术名称是动物细胞融合,该过程特有的诱导方法是 。
(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蛋白来制备疫苗。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
与分离出的病毒进行特异性检测。
下图是转基因猕猴培育过程示意图,请据图回答:
(1)过程②中常用 的方法将目的基因导入受精卵。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持 。
(3)从雄性猕猴附睾中取出的精子不能在体外使卵母细胞受精,需要用人工配置的 使精子获能;上述流程中必须要将供体母畜体内的卵母细胞冲取出来。
(4)图中过程⑦称为 ,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需对代孕雌猴作 处理。
下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。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。下列叙述正确的是( )
A.构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶 |
B.愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株 |
C.卡那霉素抗性基因(kanR)中有该过程所利用的限制酶的识别位点 |
D.抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传 |
补充正常凝血因子F8可以治疗甲型血友病,因此可以利用转基因技术人工生产F8。某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列,大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列,由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列,可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物,当缺少任意一个α或ω片段序列,X-gal底物不能转变成蓝色产物。HindⅢ、 EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶,下图中箭头所指为三种限制酶的切点。
(1)应选用的限制性内切酶是 ,选择的依据是
(2)限制酶作用的化学键是 。
(3)控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成,该合成的过程称为 。将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后,再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后,培养基中出现较多的蓝色菌落,这是因为 。
应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下面的问题。
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,①过程需要的工具酶是________,②过程常用的方法是____________________________________________________________________。
(2)可通过转人生长激素基因牛分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用________技术,培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体时,Ⅱ最可能是________细胞,Ⅲ代表的细胞具有___________________________
的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,则与采用叶肉细胞相比较,其优点是________,⑤过程采用的技术是_____________________________________________________________________ (5)要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,请写出在个体水平上的鉴定过程:__________________________。
如今,从土豆、草莓到西红柿,各种各样的转基因产品已经进入寻常百姓家,更有资料显示,我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来,有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如,1999年,美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食黑脉金斑蝶,4 d后死亡率达44%,而对照组无一死亡,研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒。
(1)据报道转基因作物大面积种植已达7年,食用转基因食品的人群至少已有10亿之多,至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的,试分析原因。
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(2)自1983年转基因作物在美国问世以来,用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。2001年全球转基因作物的种植面积达到了5×107 hm2。试问:转基因产品到底有什么优势?
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(3)你是怎样理解转Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉对非靶生物有毒的?
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(4)有人认为转基因生物会造成基因污染,危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的?
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阅读下列材料,回答下面的问题。
生物武器:利用病原微生物、毒素、生化毒剂等作为战争武器,危害性极大。
材料一 联合国组织的一个专家小组的研究报告指出,虽然许多国家签定了《禁止生物武器公约》,但对这方面的研制工作并未停止,因此,对生物武器防治方法的研究也应得到加强。
材料二 战剂做成干粉或液体喷洒到空气中,形成有害的气雾云团,叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小,肉眼很难看得见,渗透力极强,杀伤范围广,一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶进行呼吸道感染。所以,使人致死的剂量较其他感染途径小。
(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物,应属于哪些类群?(请列举两例)
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是______________________________________________,
最有效的防线是______________________________________________________。
(3)在战争中,为预防敌方使用生物武器,你认为参战部队采取的最有效措施是_________________________________________________。
请简述这一措施的原理。