科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉,其过程大致如图所示。下列是有关基因工程和细胞工程的问题,请据图分析回答:
(1)细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内,原因是 。
(2)上述过程中,将目的基因导入棉花细胞内使用了 法,这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是 ,还需要通过检测才能知道,检测采用的方法是 。
(3)利用基因工程技术培育抗虫棉,相比诱变育种和传统的杂交育种方法,具有 和 等突出的优点,但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比,杂交育种和诱变育种方法主要具有 的优点。
(4)某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后,出现鼻塞流涕,皮肤骚痒难忍症状。停用一段时间后这些症状会自然消失,该现象很可能是 。
[生物——选修3:现代生物科技专题](15分,除注明外,每空2分)
根据所学知识回答问题:
(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤,其中的核心步骤是 。
(2)若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 中,植物组织培养的主要原理是植物细胞具有 ,具体过程是在 和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上,给予适宜的条件,诱导其经过 产生愈伤组织,最终形成完整的植株。
(3)在哺乳动物的核移植实验中,通过一定的措施将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到 阶段时,将胚胎移入受体(代孕)动物体内。
(4)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,请写出它遵循的基本原理(至少答两项) 。
【生物——选修3:现代生物科技专题】下图是将目的基因导入动物细胞,培育转基因动物的常用操作程序。根据图示过程和所学知识,将下面操作程序补充完整。
(1)构建基因表达载体:在构建基因表达载体时常要用到 两种工具酶。如果目的基因要在乳腺细胞中表达,基因表达载体构建时要将目的基因与 的启动子、标记基因和终止子等组件重组在一起,其中标记基因的作用是 。
(2)获得足够数量的受精卵:为了获得足够数量的受精卵,先利用 刺激数排卵。雌鼠经过交配,将受精卵从输卵管中取出。
(3)将目的基因导入细胞:通常采用 技术将目的基因导入受精卵。
(4)早期胚胎培养:早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及 等物质。当胚胎培养到适宜的阶段时,可进行胚胎移植。
(5)胚胎移植:在胚胎移植前要对接受胚胎的受体进行 处理。移植后,还要对受体雌鼠进行妊娠检查。
(6)转基因鼠的检测:经过一段时间妊娠后,产下一群小鼠,为了检测哪些是转基因鼠,可以用 作探针,进行DNA分子杂交检测。
假设A,b代表玉米的优良基因,这两种基因是自由组合的.现有AABB,aabb两个品种,为培育出优良品种AAbb;可采用的方法如图所示.请根据图回答问题.
(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为,_______________其原理是此过程中会出现。_______________应用此育种方式一般从_____________才能开始选育AAbb个体。
(2)过程⑤常采用_______________技术得到Ab个体.与过程“①②③”的育种方法相比,过程⑤⑥的优势是_______________。
(3)过程⑦的育种方式是_______________。
金花茶是中国特有的观赏品种,但易得枯萎病,降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育了抗枯萎病的新品种。
(1)通过转基因技术使野生品种的抗性基因转移到农作物中去,已经得到抗性强的农作物新品种,反映了生物多样性具有____________
A.间接使用价值 | B.潜在使用价值 |
C.科学研究价值 | D.美学价值 |
(2)将②连接到①上并形成③,常用到的酶有____________和____________,抗枯萎病基因能够拼接到①上,其物质基础是 。
(3)为使抗枯萎病的基因成功表达,需构建基因表达载体,一个完整的基因表达载体除目的基因、复制原点之外还需具备的是 、 、 。
(4)经检测,被③侵染的金花茶叶片细胞具备了抗病性,这说明②已经在金花茶细胞内得到_________。该项科技成果在环境保护上的意义是________。欲快速培育大量该抗病新品种,应该采用的技术是 ,依据的理论基础是 。
(5)基因工程技术还可用于基因诊断和基因治疗,基因诊断的基本原理是 ,基因治疗包括__ 和 两种方法,采用的载体通常是_____________。
如图为转基因抗虫植株的培育过程,①一⑤为不同过程.根据所学知识回答下列问题:
(1)A的本质是 ,基因工程的运载体除此之外还有 .
(2)过程①和过程②需要用到的工具酶是 .过程②得到的B中含有标记基目的作用是 .
(3)图中过程不涉及碱基互补配对的过程是 ,过程④使抗虫基因插入植物体细胞染色体DNA,原因是 .检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上可采用 .
(4)过程④、⑤得到转基因抗虫植株的原理是 ,此过程除营养物质外还必须向培养基中添加 .
【生物--选修3现代生物科技专题】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代表的过程是 ,过程⑦的实验技术名称是 。
(2)过程③构建出的表达载体必须要含有 、 、 和目的基因等结构。
(3)过程⑥发生的生理过程是 。
(4)生产药物时可用微生物做受体细胞,那么④应采用 处理,使受体细胞处于 ,
从而将表达载体导入受体细胞;药物生产也可用乳腺生物反应器,那么④则应采用
的方法,从而将表达载体导入受体细胞。
(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 作疫苗。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 比较;或用图中的 进行特异性结合检测。
如图为转基因抗虫植株的培育过程,①一⑤为不同过程.根据所学知识回答下列问题:
(1)A的本质是 ,基因工程的运载体除此之外还有 .
(2)过程①和过程②需要用到的工具酶是 .过程②得到的B中含有标记基目的作用是 .
(3)图中过程不涉及碱基互补配对的过程是 ,过程④使抗虫基因插入植物体细胞染色体DNA,原因是 .检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上可采用 .
(4)过程④、⑤得到转基因抗虫植株的原理是 ,此过程除营养物质外还必须向培养基中添加 .
海栖热袍菌生活在55~90℃的海底火山口处水域,其产生的乳酸脱氢酶(LDH)具有极强耐热性。研究人员利用基因工程技术生产该酶以用于工业制备NAD+(一种辅酶),基本技术流程如下图。请回答:
(1)过程①中,应提取______的基因组DNA作模板;同时根据___________基因的核苷酸序列合成引物,过程①中使用的工具酶为____________________
(2)进行过程③前,利用_______________处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞。
(3)以鉴定目的基因是否成功表达,此方法称为___________
利用基因工程培育抗病香蕉的流程如下,回答下列问题:
(1)获得抗病基因后,常利用__________技术进行扩增,利用该技术扩增的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成 。该技术的完成需要_____________ 酶。
(2)使用农杆菌将抗病基因导入香蕉细胞中,农杆菌中的Ti质粒上的_________可将抗病基因转移至香蕉细胞的___________________上。
(3)卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。欲利用添加了卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,则基因表达载体A的构建时,应含有___________, 以作为标记基因。
(4)抗病基因进入香蕉细胞内,并在香蕉细胞内维持稳定和表达,该过程称为 _______________。
(5)欲检测抗病基因是否表达出蛋白质,可从转基因抗病香蕉中提取蛋白质,用_______________ 予以检测。
图1是一个常染色体遗传病的家系系谱。致病基因(a)是由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成的。图2显示的是A和a基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅱ1的DNA,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果见图3。
(1)Ⅱ2的基因型是_______________。
(2)一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q如果Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概率为______。如果第一个孩子是患者,他们第二个孩子正常的概率为______。
(3)研究表明,世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异。请简要解释这种现象①______;②______。
(4)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的______,并切割DNA双链。
(5)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于___________。
基因工程基本操作流程如图,请据图分析回答:
(1)图中A是_____________;形成重组DNA分子的操作步骤叫做_____________________________。
(2)在基因工程中,过程②需要在_______________的作用下才能完成剪切过程,需要_______________的作用下才能完成拼接过程。
(3)利用基因工程技术可以培育抗虫棉,相比诱变育种和杂交育种,具有________________________等突出的优点(至少写出两个)。
(4)目的基因可以在受体细胞中得到表达,是因为____________________________________。
科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答:
(1)loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段,是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达,其碱基序列如下:
Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的________酶。从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的________。
(2)作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是______。
(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是________。经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于___________的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失。
(4)loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是________。
A.两个都是正向 | B.两个都是反向 |
C.一个正向一个反向 | D.与方向无关 |
绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因,可以合成一种抗TMV蛋白,叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物,由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草,主要流程如下图所示。
(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA,然后合成目的基因。图中①过程表示____________。
(2)由图分析,在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是_______基因,重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是______________。
(3)在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外,还必须添加_________,以保证受体细胞能培养成再生植株。
(4)过程⑥可采取______________的方法,检测植株是否合成了抗TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中,可通过______________的方法来确定植株是否具有抗性。