请回答下列有关基因工程的问题:
(1)如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种__________片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群体就叫做这种生物的__________。
(2)一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有______,______以及__________。
(3)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为__________。将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是__________法。
(4)目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。首先,要检测转基因生物__________上是否插入了目的基因。其次,还需要检测目的基因是否__________。最后检测目的基因是否__________。
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a-h为操作过程,请据图回答有关问题
(1)图中c的操作名称是___________,d、f的操作名称是___________。
(2)图中用到的激素是_____________,其目的是获得更多的卵母细胞,其受精后发育可得到早期胚胎;图中早期胚胎属于胚胎发育的__________期,其中胚胎干细胞来源于_______(填数字标号)。
(3)过程h常用的方法是_____________。采用______________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
(4)图中牛A、B的性别_____________(填“相同”、“不相同”、“不一定相同”)
【选修3:现代生物科技专题】动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵,进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。大致过程如图所示:
(1)在过程③中需要用到的工具酶有__________________。要使人的药用蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、_________________、标记基因等部分。
(2)要实现超数排卵,应在性成熟雌牛发情周期的某一阶段用____________处理。通过①采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,原因是____________。
(3)将获得的重组细胞培养成早期胚胎后,移植到经过____________处理的受体母牛子宫内。因为我们对细胞所需的营养条件还没有完全搞清楚,所以,在早期胚胎的培养基中,往往还需要添加____________。
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛,应采用胚胎分割移植技术。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将____________均等分割。胚胎分割移植后发育成小牛,这些小牛的基因型____________(填“相同”或“不同”)。
下图为利用生物技术获得生物新品种的过程。据图回答:
(1)在基因工程中,A表示__________,B表示__________。
(2)如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶是__________,A→B必需的两个基本条件是__________和__________。
(3)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中④用到的生物技术主要有__________和__________(要求按操作的先后顺序回答)
(4)若使用棉花的体细胞为受体细胞,⑤表示的生物技术是__________。
(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,请写出两种常见的检测手段:__________和__________。
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得以表达。但在
进行基因工程的操作过程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制
酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—,请据图回答:
(1)过程①所需要的酶是________。
(2)在构建基因表达载体的过程中,应用限制酶______切割质粒,用限制酶______切割目的基因。用
限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过__________________原则进行连接。人的基因
之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是__________________。
(3)在过程③中一般将受体大肠杆菌用________________进行处理,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。
(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,得到如图a所示的结果(圆点表示菌
落),该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了____________________,反之则没有导入;再将
灭菌绒布按到培养基a上,使绒布表面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得
到如图b所示的结果(圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置)。与图b圆圈相对应的图a
中的菌落表现型是__________________________,这些大肠杆菌中导入了________________。
(5)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______________________。
目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______________________________________。
白僵菌可感染农业害虫,常作为防治害虫的菌剂。由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感且杀死害虫的能力较弱,科研人员对其进行基因工程改造,流程如图所示。
(1)苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白,能有效杀死害虫。已知该基因的全部序列,科研人员通过________法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段。据图分析,将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒l的过程需要用到的工具酶是_____。
(2)重组质粒1和Bar基因(草丁膦抗性基因)各自用XbaI酶处理,得到酶切片段。重组质粒l的酶切片段再用去磷酸化酶处理,使末端游离的磷酸基团脱离,目的是防止________。将未用去磷酸化酶处理的Bar基因与重组质粒l连接,获得重组质粒2。获得的重组质粒2的是下图中的_______________。
(3)将重组质粒2与感受态的白僵菌菌液混合进行转化,重组质粒2在白僵菌细胞内被修复。一段时间后用含有_________的平板培养基进行筛选,获得含有Bar基因的重组白僵菌。
(4)提取上述重组白僵菌全部mRNA,加入________酶,获得cDNA,再加入毒蛋白基因引物进行PCR反应,用以检测毒蛋白基因是否完成___________。
(5)科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上,以此饲喂饥饿处理的害虫,记录单位时间内的_________,以判断重组白僵菌的杀虫效果。
克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。
请回答:
(1)图中重组细胞的细胞核来自___________细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹胚、囊胚和___________胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平。
①图中X表示___________过程。
②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成___________用于PCR扩增,PCR过程第一轮循环的模是 。
【生物—选修3现代生物科技专题】中科院动物研究所小组已培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答。
(1)过程②中常用 技术将目的基因导入受精卵。
(2)如果⑤过程在体外进行,那么卵母细胞需要培养到 ,精子需要进行 。受精过程中防止多精入卵的生理反应包括 反应和卵细胞封闭作用。
(3)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持 。
(4)图中⑦过程称为 ,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需对代孕雌猴做 处理。
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用 技术。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是 。
2012年诺贝尔生理学奖获得者发现,利用逆转录病毒将Oct4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达,可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。请回答:
(1)iPS细胞具有全能性的根本原因是 。由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为________,其实质是_______________。
(2)利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复,与传统器官移植相比成功率更高的原因是其可避免________。
(3)目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题,例如有研究发现iPS细胞的增殖难以控制,即iPS细胞具有 细胞的特征。结合题干信息分析,产生这种变化的最可能的原因是____________。
马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻、玉米的第四大粮食作物,目前广泛种植于世界各地。由马铃薯Y病毒(PVY)等引起的病毒性退化导致世界马铃薯产量每年至少减产20%。研究表明,表达病毒外壳蛋白基因(PVY-CP)的转基因马铃薯能显著延缓病害症状的发展和危害程度。目前,该转基因抗病毒马铃薯已经在云南试种成功。请回答下列问题
(1)PVY-CP在基因工程中称为___________。在基因表达载体中,除了要有PVY-CP外,还必须有启动子、终止子和____________。将PVY-CP导入马铃薯细胞采用最多的方法是____________。
(2)取40株转基因马铃薯作为实验组,另取40株 作为对照组,种植于相同且适宜的条件下,接种 ,观察发病情况,以确定转基因马铃薯是否具有抗性以及抗性的程度。
(3)成功获得抗PVY马铃薯后,可采用植物细胞工程进行大批量繁育,其理论依据是 ;一些分化的马铃薯细胞,经过激素的诱导,可以 形成具有分生能力的薄壁细胞,进而形成__________,再进一步培养成植株。
玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株,研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。
(1)获得此纯合矮杆抗病植株涉及的育种方式有 。
(2)过程③的育种过程依据的主要原理是 ,在构建抗病基因表达载体时,必须使用 和 两种工具酶;
(3)若过程①的F1自交1代,产生的矮杆抗病植株中纯合体占 。
(4)过程②,若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米,通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为 ,在理论上有 株。
(5)盐碱地是一种有开发价值的土地资源,为了开发利用盐碱地,从而扩大耕地面积,增加粮食产量,我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功,要用 的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。
请回答下列关于转基因抗虫棉的相关问题:
(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因,需要用到的工具是 ,它能够识别双链DNA分子的某种 ,并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 键断开。
(2)培育过程中构建的重组DNA分子包括复制原点、目的基因、标记基因、终止子和 。
(3)若检测目的基因是否插入到受体细胞的DNA上,方法是 ;若检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质,方法是 。
(4)将已导入目的基因的棉花细胞培育成幼苗,需经过 和 两个过程。
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。
“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答:
(1)在体外受精时,精子首先要进行________处理;卵细胞则要培养到_________ (时期)才能与精子结合。
(2)采用__________________技术,能得到“同卵双胞胎”。
(3)如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别,将会破坏人类正常的_______。
(4)要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,科学家将________和乳腺蛋白基因的_______、终止子等重组在一起,通过显微注射等方法导入牛的受精卵中。
(5)动物细胞工程中,重组细胞在体外培养时,培养液中除了加入诱导物外,还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、 _等物质,恒温箱中加入CO2的作用是___________
慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况(比如慢性肝病、慢性肾病、肿瘤等),缺乏白蛋白,人就容易出现浮肿。人体的自蛋白正常值在每100mL血液中含有3.8~4.8g,如果比正常值低很多时就需要注射人体白蛋白,所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图:
(1)要实现①超数排卵,应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用______________处理,采集的卵母细胞必须发育到_________期,才能与获能的精子受精。
(2)要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、_______________、_______________、_______________、标记基因等部分。
(3)在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是_________________。
(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定选择__________(性别)胚胎进行移植。