右下图是将人的生长激素基因导人细菌D细胞内,产生“工程菌”的示意图。所用的基因运载体为质粒A。若已知细菌D细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因,质粒A导入细菌后能正常表达。请回答下列问题:
(1)图中利用A和B产生的C称 ,它通常在体外完成,完成此过程使用的工具酶有 、 。
(2)在导入完成后得到的细菌,实际上有的根本没有导入质粒,有的导入了普通质粒,只有少数导入的是C,所以在基因工程的操作步骤中必须要有 步骤。根据目的基因在质粒中插入的位置,完成此步骤的最好方法是 。
(3)若将C导人细菌D后,目的基因在“工程菌”中表达成功的标志是 。
(4)通过基因工程获得的工程菌D表现出一定的变异性,这种变异属于 。
科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄细胞的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制酶切割位点,下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图回答问题。
(1)在构建基因表达载体时,可用一种或者多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接,在此实例中,应该选用___________, __________限制酶,分别对_______________, ______________进行切割。
(2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长,要利用该培养基筛选已导入鱼抗冻蛋白基因的番茄细胞,应使基因表达载体中含有________________________,作为标记基因。
(3)研究人员通常采用农杆菌转化法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用______________________技术,在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。
(4)利用组织培养技术将导入鱼抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株。图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的____________, ______________过程。
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→B为_________技术,利用的原理是__________________________,其中①为________________过程。
(2)B→C为抗虫棉的培育过程,其中③过程常用的方法是_________________。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,请写出在个体生物学水平上的鉴定过程:
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
干扰素是治疗癌症的药物,是一组具有多种功能的活性蛋白质(主要是糖蛋白),它必须从血中提取,每升人血只能提取O.05μg,所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司用下图的方式生产干扰素。试分析原理和优点:
(1)从人的淋巴细胞中取出干扰素基因,使它同质粒相结合,然后移植到酵母菌体内,让酵母菌合成产物。而不是让细菌生产干扰素的原因是 。
(2)如果检测酵母菌细胞中含有合成干扰素的DNA,但却没有合成干扰素,则需要再使用
对 进行检测。
(3)中国青年科学家陈大炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA分子上,使烟草获得了抗病毒的能力,试分析:
①人的基因之所以能接到植物体内,其物质基础是 。
②烟草有了抗病能力,这表明烟草体内产生了 。这个事实说明,人和植物共用一套 ,蛋白质合成方式
根据模拟制作重组DNA分子的活动,甲DNA分子、乙DNA分子被EcoRI酶切后,即可获得所需的目的基因和质粒,回答以下问题:
(1)绿色硬纸板(甲DNA分子)的碱基序列为:
……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC……
……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……
红色硬纸板(乙DNA分子)的碱基序列为:
……TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC……
……AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG……
其中, DNA分子含有“目的基因”, DNA分子是“质粒”。
(2)用剪刀代表进行切割。酶切位点在 (a处还是b处),此化学键称为 。请用“||”在甲、乙两DNA分子上标出EcoRI的作用位点。
(3)你模拟插入的DNA片断能称得上一个基因吗? 。
EcoRI属于 酶。
(4)从基因文库中获取目的基因是常用方法,基因文库实际上就是指导入了某种生物不同基因的许多DNA片断的 的群体。按照其中所含基因的量又可分为 文库和 文库。
转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的,因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国,每年都从国外进口大量的转基因植物油。
(1)获取转基因植物油的目的基因方法包括从基因文库中获取、PCR技术扩增和 。
(2)在基因表达载体中,目的基因的首端必须含有__________,它是__________的识别和结合位点。
(3)若要检测植物细胞染色体上是否含有目的基因,可采用__________ 技术。而想要得知上述植物是否真的出油率高,应如何做?______________________________ 。
(4)若要利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率,其设计流程应从预期的_______ 出发,设计预期的蛋白质结构,推测出应有的________ 序列,然后找到相对应的________ 序列,再用转基因技术改变现有性状。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)质粒运载体用EcoRI切割后产生的片段如下:
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是 。
(2)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即 DNA连接酶和T4DNA连接酶。
(3)反转录作用的模板是 ,产物是 。若要在体外获得大量反转录产物,常采用 技术。
(4)基因工程中除质粒外, 和 也可作为运载体。
(5)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是 。
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。
已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下:
(1)实验步骤①所代表的反应过程是_______________
(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用______________、________________
(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌,一般情况下,不能得到表达的S蛋白,其原因是S基因在大肠杆菌中不能进行________,也不能进行______________。
(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特征,可用_______________与______________________进行抗原—抗体特异性反应实验,从而得出结论。
(5)步骤④和⑥的结果相比,原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列________(填“相同”或“不同”),根本原因是_______________________________。
【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__________。
敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA重组原理,用设计好的DNA片段替代动物细胞内的基因片段,从而达到基因敲除的目的。运用基因重组进行基因敲除是构建基因敲除动物模型中最普遍的使用方法,其基本原理如图所示。
请回答下列问题:
(1)在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前,应选择一个合适的运载体与之结合,形成的DNA分子称为______,在这个过程中所需的工具酶有______和____。
(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞应该是_____________。
(3)上述途径获得的动物,其后代是否都含目的基因。为什么?_______________________。
(4)以质粒为运载体,用同一种限制酶切割质粒和目的基因,在切割后的运载体与目的基因连接时,连接方式有________种。
(5)上述过程实现的重组类似于减数分裂中_________时期的______________现象。
质粒是基因工程中最常用的运载体,质粒上有标记基因,如图所示,通过标记基因可推知外源基因插入的位置,插入位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同。下图表示外源基因的插入位置(插入点有a、b、c)。
Ⅰ.(1)质粒的基本组成单位是___________。
(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素中培养,属于基因工程操作中的_________步骤。
(3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有__________。
Ⅱ.设计实验探究外源基因插入的位置。
(1)步骤:
①将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。
②分组:将细菌平均分成两组并标号为1,2。
③培养:________________________。
④观察并记录结果。
(2)预测实验结果及结论:
________________________________________________________________________。
随着科学技术的发展,化学农药的产量和品种逐年增加。但害虫的抗药性也在不断增强,对农作物危害仍然严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上。针对这一情况,科学家开展了“转基因抗虫棉”的科技攻关研究,成功地将抗虫基因导入棉花细胞中,得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上。
请据此回答下列问题:
(1)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为____________________。
(2)该项科技成果在环境保护上的重要作用是________。
(3)科学家们预言,此种“转基因抗虫棉”在独立种植若干代以后,也将出现不抗虫的植株,此现象来源于_________。
(4)来自细菌的抗虫基因能连接到棉花细胞中的DNA分子上,原因是________________。
(5)细菌的抗虫基因能在棉花细胞内成功的表达,使棉花产生新性状。这种变异的原理属于______。这种成功的表达也说明__________________________。
干扰素能抵抗所有病毒引起的感染,对治疗癌症及白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人的淋巴细胞中提取,每升人的血液只能提取0.05干扰素。科学家用基因工程方法在酵母菌细胞内获得了干扰素(下图所示),请据图回答有关问题:
(1)图中过程a需要的物质是 。
(2)过程b需要的物质是 ,若此过程中干扰素基因的黏性末端是,则质粒上与之相对应的黏性末端是 。
(3)人的抗病毒干扰素基因能嫁接到质粒的DNA分子中去,这说明了: 。
(4)图中X的名称是 ,它的组成除了目的基因外,还必须有_________________________等。
(5)随着生物技术的快速发展,转基因成果不断涌现,有人为之振奋,有人为之担忧。请从正反两个方面作简要分析。
正:__________________________________。
反:__________________________________。