在药品生产中,有些药品如干扰素,白细胞介素,凝血因子等,以前主要是从生物体的组织.细胞或血液中提取的,由于受原料来源限制,价格十分昂贵,而且产量低,临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后,人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因,使之与质粒形成重组DNA,并以重组DNA引入大肠杆菌,最后利用这些工程菌,可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品,请分析回答:
(1)在基因工程中,质粒是一种最常用的 ,它是一种很小的环状 分子。
(2)在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中,一般要用到的工具酶是 和 。
(3)将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后,能在细菌细胞内直接指导合成“某激素”,则该激素在细菌体内的合成包括 和 两个阶段。
继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答:
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞,常用方法是 。
(2)在基因工程中,将目的基因与运载体结合时必须用 酶和 酶。常用的运载体有 等,而作为运载体必须具备相应的条件,例如应具有 以便进行筛选。进行基因转移时,通常要将外源基因转入受精卵中,原因是 。
(3)通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时,应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
(5)为使外源基因在后代长期保持,可将转基因小鼠体细胞的 转入 细胞中构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为 。
(6)在DNA粗提取实验中,向在溶解DNA的NaCl溶液中,不断加入蒸馏水的目的是( )
A.有利于溶解DNA | B.有利于溶解杂质 |
C.减少DNA的溶解度 | D.减少杂质的溶解度 |
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)在此过程中涉及的动物细胞工程技术有 、_____________________。
(2)在基因工程中,我们称②为____ 。
(3)图中①一般经_____ ___处理可以得到③,从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核后作为受体,不用普通的体细胞。
(4)要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是 ,利用该方法得到的动物叫做________ 。
请回答下列问题:
Ⅰ.疫苗对预防传染病具有重要意义。以下是制备禽流感疫苗的方案之一:
(1)此种方案中应用了 技术。步骤①所代表的过程是 ,需要 酶。步骤②需使用 酶和 酶。步骤③可用 处理大肠杆菌,以增加大肠杆菌细胞壁的通透性。以上①②③④步骤中涉及碱基互补配对的步骤是
。检验Q蛋白的免疫反应特性,可用 Q蛋白与禽流感康复的鸡的血清中的 进行特异性反应试验。
(2)对于现在很多国家大范围流行的甲型H1N1流感,有人建议接种人流感疫苗,接种人流感疫苗能够预防甲型H1N1流感的条件之一是:甲型H1N1病毒和人流感病毒具有相同的 。
(3)下面是在上述过程中用到的四种不同质粒的示意图,其中ori为复制必需的序列,amp为氨苄青霉素抗性基因,tet为四环素抗性基因,箭头表示同一种限制性内切酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是( )
A.基因amp和tet是一对等位基因,常作为基因工程中的标记基因
B.质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNA
C.限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D.用质粒4将目的基因导入大肠杆菌,该菌不能在含四环素的培养基上生长
(4)目前临床上对乙肝病毒(HBV)感染的检测主要有两类:血清标志物检测和病毒核酸检测。后者检测方法是利用DNA分子杂交的原理,直接检查血液中的 ,该方法具有更高的特异性和敏感性。
Ⅱ. 下图是生活在适宜环境中的C3植物光合作用部分过程图解,其中A、B、C表示三种化合物,a、b表示两个生理过程。
(1)该过程发生的场所在叶绿体的 。
(2)C物质既可以作为b过程的还原剂,又为b过程进行提供 。
(3)形成ATP和C物质时需要的能量是由 将光能转换成的电能。
(4)若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中,叶片气孔将逐渐关闭,此时叶肉细胞内B物质含量的变化是 。
(5)将该植物的一叶片置于恒温的密闭小室内,在适宜的CO2浓度、光照条件下测定叶片光合作用的强度(以CO2的吸收速率表示),测定结果如下图,若降低光照强度后重新测定,请在原图中用虚线表示出最可能的测定结果(注:参考原曲线中的a、b点标出新曲线中的a’b’点)。
【生物——选修3现代生物科技专题】(15分,第1空1分,其余2分)下列是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解,请据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是 、 ,
(2)图中③、⑤所示的生物工程技术分别是 、 ;④过程常用的方法是 。图示治疗疾病的方法叫做 。
(3)快速扩增健康胰岛B细胞基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在Taq酶的作用下延伸形成DNA,该酶的特点是 。这项技术为__________。
试管婴儿技术为一些不育症患者带来了福音,阅读下列资料分析回答问题。
一对健康夫妇,经诊断女方怀有患血友病男孩,遂引产。夫妇俩到医院咨询,医生决定为其设计试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎的几个细胞进行实验分析后,选2个胚胎进行移植,最后一个移植成功,生出了一健康婴儿。
(1)试管婴儿与人类正常生殖过程相比,不同点是 。
(2)如欲生一女孩,从细胞水平分析,只需通过观察早期胚胎细胞内的 即可;如欲确保该女孩不携带血友病基因,必须通过 并筛选。
(3)胚胎移植是否成功,与供体和受体的生理状况有关。研究表明,受体对移人子宫的外来胚胎基本上不发生 ,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)设计试管婴儿技术的问世,引起了世界各界的激烈争论。你是支持还是反对? ;试说明理由: 。
1957年,生物学家了解到,病毒感染的细胞能产生一种因子,这种因子能作用于其他细胞,干扰病毒的复制,故将其命名为干扰素;从1987年开始,用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产,并且大量投放市场。
(1)若已知干扰素的氨基酸序列,则获取目的基因的较简单方法是________;目的基因还可以从________文库获取,而从cDNA文库中不一定能得到,原因是______________________________。
(2)用限制酶处理质粒和目的基因后,用________酶处理,可形成基因表达载体,该载体的化学本质是________。
(3)转基因技术是否成功,需要对受体细胞进行分子水平的检测,首先是检测受体细胞________上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用________。最后还要检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质,利用的技术是________。
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 。