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的以表达。操作过程如图,请根据图回答问题:
(1)图中⑴过程是以原_______________为模板,通过_______ ____形成DNA单链,再进一步合成DNA双链。
(2)图中⑴过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内,主要是借鉴细菌或病毒___________细胞的途径。一般将受体大肠杆菌用___________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。
(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时效率不高,有的只导入普通质粒A,只有极少数导入的是重组质粒,而大部分根本没有导入质粒。检测大肠杆菌B是否导入质粒或重组质粒可采用的方法是________________________________________________________。
现代生物技术并不是各自独立的,而是相互联系、相互渗透的,下图表示利用乳腺反应器生产某种动物蛋白的流程示意图,请分析回答:
(1)该生产流程中应用到的现代生物技术有 (至少三种),
(2)⑥过程用____________________处理雌性动物使其超数排卵;体外受精前精子应达到__________状态。
(3)进行⑩过程技术操作时,受体动物与供体动物应属于同一__________。早期胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎____________________。
(4)为获得较多的遗传物质相同的早期胚胎,可采用的方法是进行__________。下图中该方法的操作正确的是__________。
(5)为提高培育成功率,进行⑩过程之前,对早期胚胎的处理是____________________,对受体动物的处理是________________________________________。
(6)如果目的基因的数量太少常用__________技术来扩增。若预期的蛋白质从转基因动物的乳汁中获取,要实现批量生产,则要求受精卵的性染色体是__________。
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图
作答。
(1) 能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?_____________
(2) 在利用A 、B获得C的过程中,必须用_____________切割A和B,使它们产生____________,再加入_____________,才可形成C
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)________________________________________________________。
番茄在运输和贮藏过程中,由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术,通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力,可使番茄贮藏时间延长,培育成耐贮藏的番茄新品种,这种转基因番茄已于1993年在美国上市。请回答:(每空2分,共10分)
(1)促进果实成熟的重要激素是 。
(2)在培育转基因番茄的基因操作中,所用的“分子手术刀”是 ,“分子缝合针” “分子运输车”是 ,“分子运输车”是 。
(3)基因工程又称为
生物学家利用基因工程技术通过生物反应器生产人的血清蛋白。请根据相关知识回答下列问题:
(1)在基因工程的操作中的“分子手术刀”是
(2)在基因工程的操作中的“针线”是
(3)基因工程中的最常用的载体是
(4)人的基因在牛体内能表达,说明人和牛
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。[5ˊAOX1和3ˊAOX1(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,需要用到_____ ___处理。
(2)获取HBsAg基因时,可利用 、 方法获取。
(3)构建的重组质粒中有5ˊAOX1、 3ˊAOX1(TT)和HBsAg基因外,还应有 。
(4)步骤1中的方法是 ,此时的大肠杆菌处于 状态。
(5)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。
(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。
端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,由DNA重复序列和结合蛋白组成。研究发现,随细胞不断增殖,端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度时,细胞停止分裂。端粒酶由RNA和蛋白质组成,其中RNA是一段模板序列,可指导合成端粒DNA的重复序列。人体内大多数癌细胞都表现出较高的端粒酶活性。请分析回答:
(1)端粒酶的作用相当于HIV病毒中的 酶。结合端粒酶的作用推测,癌细胞表现出恶性增殖而不衰老死亡的特点可能是由于 。
(2)和端粒酶的化学成分最接近的细胞器是_______。
A、线粒体 B、核糖体 C、中心体 D、内质网 E、高尔基体 F、溶酶体
(3)双歧杆菌是人体肠道内的自然菌群,具有抗肿瘤作用。研究人员从双歧杆菌中提取出双歧杆菌脂磷壁酸(LTA),加入细胞培养液中培养人白血病细胞株HL-60,检测LTA对细胞增殖的影响。LTA浓度和实验结果如图1所示。
①此实验中还有一组对照实验,其处理是_________________。
②选用LTA浓度为40μg/ml的培养液中培养的细胞,测定端粒酶活性,结果如图2所示。综合两个实验结果,可以得出的结论有:
结论一:LTA能通过_______________来抑制_______________。
结论二:______________。
结论三:______________。
如图为三种质粒和一个含目的基因的DNA片段,其中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因,EcoRⅠ(0.7Kb)、PvuⅠ(0.8Kb)等为限制酶及其切割位点与复制原点之间的距离。已知1kb=1000个碱基对,请回答下列问题:
(1)片段D为目的基因中的某一片段,则DNA聚合酶和DNA连接酶的作用部位依次是______________(填数字)。
(2)图中能作为目的基因运载体最理想的质粒是______________ (填A/B/C),请据图分析,其他两种质粒一般不能作为运载体的理由分别是______________、______________。
(3)用EcoR I完全酶切目的基因和质粒B形成的重组质粒,并进行电泳观察,可出现长度分别为1.1kb和______________kb的两个片段,或者长度分别为______________的两个片段。(重组质粒上目的基因的插入位点与EcoR I的识别位点之间的碱基对忽略不计)。
(4)将分别用限制酶PvuⅠ切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶连接后,进行大肠杆菌受体细胞导入操作,之后,受体细胞的类型(对抗生素表现出抗性R或敏感性S,蓝白代表菌落颜色)包含______________ (多选)。
A.ApR、蓝色 B.ApR、白色 C.ApS、蓝色 D.ApS、白色
(5)动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是_____________。
A.受精卵能使目的基因高效表达
B.受精卵可发育成动物个体
C.受精卵基因组更易接受DNA的插入
D.受精卵尺寸较大,便于DNA导入操作
在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。右图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题:
(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和________。
(2)①过程需要的酶有________、________。
(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外,还必须含有启动子、终止子和________,这样才能构成一个完整的基因表达载体。
(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的________,使目的基因进入受体细胞C2,并将其插入到受体细胞C2中________上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用________法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。
下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程。回答下列问题:
(1)①过程表示______________;②过程用到的工具酶是________________。
(2)构建基因表达载体时,目的基因的首端必须含有 ,以利于目的基因的表达。③过程常用的方法是 。
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用_____________技术。
(4)细胞Ⅱ的特点是 。
(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的________________作为疫苗。
(6)传统农业中,植物秸秆往往是通过焚烧以便使其中的无机盐还田,该做法的最大缺点是会造成环境污染;而现代农业中,在充分利用能量、减少环境污染的同时,通过饲养家禽、家畜,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,这主要体现了生态工程的________________原理。
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是 ,②过程使用的是 酶。③表示 技术,
(2)如果转基因牛D的牛奶中含有 ,则说明血清蛋白基因在个体水平已表达成功,其他细胞中不含血清蛋白是 的结果。
(3)图中A和B分别是指 和 。
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)。
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题:
(1)在培育转基因牛的过程中,②过程需要的工具是____________________②过程常用的方法是_______________________________。
(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的尾端含有________,首端有启动子,它是RNA聚合酶识别和结合点部位,有了它才能驱动基因转录出__________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用________技术,经移植培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)PrG基因的产物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, Ⅱ最可能是________细胞。单克隆抗体与常规抗体相比,最主要的优点是 _________ 。
(4)我国在抗虫棉培育过程中,将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是________法。④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是____________________, ⑤过程采用的技术原理是________________。
材料一:在临床上,将机体不能合成腺苷脱氨酶(ADA)、缺乏正常的免疫能力的患者,称为先天性重症联合免疫缺陷病(SCID)。该病可用“基因疗法”治疗:首先从患者血液中获得T细胞,在绝对无菌环境里用逆转录病毒把ADA基因转入T细胞,再在体外大量繁殖扩增。然后再将约10亿个这种带有正常基因的T细胞输回患者体内,以后每隔1—2个月再输1次,共输7—8次,患者的免疫功能在治疗后显著好转。这一成果,标志着人类在治疗遗传性疾病方面进入了一个全新的阶段。
材料二:番茄果实成熟过程中,某种酶(PG)开始合成并显著增加,促使果实变红变软,但不利于长途运输和长期保鲜。科学家利用反义RNA技术,可有效解决此问题。该技术的核心是,从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA,继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞,经组织培养获得完整植株。新植株在果实发育过程中,反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA(靶mRNA)互补形成双链RNA,阻止靶mRNA进一步翻译形成PG,从而达到抑制果实成熟的目的。
⑴ 在材料一的基因治疗过程中,用逆转录病毒把ADA基因转入T细胞,逆转录病毒相当于基因工程中的 。在基因治疗过程中获取ADA基因常用方法有: 、 、 。
⑵ 以上两组材料中不仅涉及到了基因工程还涉及到了细胞工程,材料一中T细胞在体外大量繁殖扩增,原理是 ;材料二中离体番茄体细胞经组织培养获得完整植株,原理是 。