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。疫苗生产和抗体制备的流程如下图:
(1)过程①代表的是_______,过程③构建A基因重组载体时,必须使用的工具酶是______________。
(2)在将X进行扩大培养之前,至少需要经过两次筛选,方法分别是用____________和____________。
(3)过程⑦的实验技术名称是____________,该过程特有的诱导方法是____________。
(4)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_______来制备疫苗。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核酸序列比较,或用图中的_______与分离出的病毒进行特异性检测。
人的血清白蛋白(HSA)有许多作用,如对血液中的免疫球蛋白(抗体)有保护和稳定的作用.如果免疫球蛋白缺少了这种保护,免疫力就会变得不稳定,容易引起各种疾病,所以在临床上需求量很大.白蛋白通常从人血中提取,产量受到限制.如果应用基因工程、克隆等技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能.如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,请根据图解回答下列问题:
(1)图中①一般经 处理可以得到③.将②导入③最为有效的方法是 .导入前,需要将②与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤是基因工程的核心,称为 .
(2)通过核移植技术能够得到胚胎④,精、卵在体外受精时也能得到早期胚胎.在体外受精过程中防止多精入卵的生理反应主要包括 反应和
反应.
(3)若需要迅速得到大量转基因奶牛,可采用下列处理方法:将早期胚胎④处理后形成若干个胚胎⑤,此种方法称 .进行上述操作时,应选择发育至 或囊胚阶段的胚胎进行操作,对后者操作时必须注意将 .
请回答有关下图的问题:
(1)图甲中①~⑤所示的生物工程为__________。该工程是指以__________________________作为基础,通过__________修饰或基因合成,对现有__________进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
(2)图甲中序号④所示过程叫做__________,该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是__________(请将模板碱基写在前)。
(3)如图乙,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,在基因尾端还必须有[2]__________;
(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,则构建基因表达载体时,图乙中序号[1]代表的是__________________________;且在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选,保留含性染色体__________的精子。
加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶,该酶可用于对抗生化武器。下图是转基因山羊的培育过程示意图,请据图回答问题(山羊为二倍体):
(1)在上述操作中,目的基因是 基因,将该基因导入受体细胞常用的方法是 法。
(2)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或 所进行的多种显微操作和处理技术。图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是 。
(3)从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到 期才能完成受精作用,为了获得更多的卵母细胞,往往需要向雌性山羊体内注入 激素。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和 。
(4)要同时获得多只与此转基因山羊遗传物质相同的小羊,可对囊胚进行 。
请回答下列有关生物科技方面的问题:
(1)应用 工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过 、早期胚胎培养、
以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要在体外成功获得 ,需要对 进行处理,使其获能。另外,培养的 需要发育至减数第二次分裂的中期。在体外早期胚胎培养时,除了给予一定量的____ 以维持细胞呼吸外,还需要提供__ __气体以维持___ _。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用 处理可使其一次排出多枚卵母细胞。
(4)利用基因工程可以获得“转基因牛”。若要研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,构建基因表达载体时必须在 基因前加入 基因及其启动子。
(5)利用 技术可获得“克隆牛”。转基因克隆牛能提供异体移植器官,从而为解决器官移植中的 等问题提供途径。
根据下述材料,回答下列问题:
棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌 ,它能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死。而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法,我国已将毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡,所以该棉花新品种在1998年推广后,已经取得了很好的经济效益。
(1)害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是_________的结果。
(2)毒蛋白对人畜无害,但那使棉铃虫致死,从蛋白质特性看,蛋白质具有_______________性。
(3)“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为_________。
(4)“转基因抗虫棉”的抗虫变异,属于可遗传变异类型中的 _________。
(5)该项成果在环境保护上的作用是__________________________。
(6)科学家预言,该棉花独立种植若干代后,也将出现不抗虫的植株,此现象来源于_____________________。
(7)题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指____________________。
(8)与杂交育种、诱变育种相比,基因工程培育新品种的主要优点是_________________________。
(9)在该工程操作中,所用基因的“剪刀”是___________________,基因的“针线”是______________,基因的“运载工具”是_________________。
基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图所示,请据图回答:
(1)质粒可存在于细菌细胞内,它的化学本质是 ,标记基因的作用是 ,图中A是 ;在基因工程中,需要在 酶的作用下才能完成剪接过程。
(2)在上图基因工程的操作过程中,遵循碱基互补配对原则的步骤有 。(用图中序号表示)。
(3)研究中发现,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫无法消化食物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,玉米这种变异的来源是 。
(4)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上,经培养长成的植株具备了抗病性,这说明 。如果把该基因导入叶绿体DNA中,将来产生的配子中
(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因
油菜是继水稻、玉米、小麦、大豆之后的第五大作物,也是第一大油料作物。生产上主要栽培的是甘蓝型油菜,科学家也越来越重视油菜品种的改良。常用的有以下两种方法:
(1)抗虫基因可以有从 中获取,也可以人工合成;
(2)育种过程Ⅰ涉及的育种方法有 和 ;
(3)⑥步骤的原理是 ,育种过程Ⅱ最大的优点是 ;
(4)转基因作物一般都需要确认目的基因是否单拷贝插入(即目的基因只存在某一条染色体上),请你推测育种过程Ⅰ选择甘蓝型油菜的小孢子作为受体细胞的原因 。
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,且疾苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
请回答:
(1)过程①代表的是 。
(2)过程②要大量扩增A基因,通常可采用 技术。
(3)过程③需要多次对经单一抗体检测呈 性的细胞克隆化培养,才能筛选出X细胞。
(4)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 所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以疑问患者体内分离病毒,与已知病毒进行 比较;或用图中的 进行特异性结合检测。
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHI、HindIII、SmaI指示线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 (填字母代号)。
A.启动子 | B.tetR | C.复制原点 | D.ampR |
(3)过程①可采用的操作方法是 。
(4)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体。这种技术实际上是一种 繁殖。
(5)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用 技术。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有 。
(2)质粒运载体用EcoR Ⅰ切割后产生的片段如右方所示:AATTC……G G……CTTAA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 。
(3)按来源分,基因工程使用的DNA连接酶有两类,即 。
(4)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。
(5)基因工程中除质粒外, 也可作为运载体。
下图一为含有目的基因的DNA(外源DNA),图二为某质粒,表中是几种限制酶识别序列及其切割位点。用图中的外源DNA与质粒构建重组质粒。
请根据上述信息分析回答:
(1)、外源DNA、质粒分别有_______、_______个游离的磷酸基团。
(2)、DNA分子的一条多核苷酸链中,两个脱氧核苷酸之间以_________和_________相连。用SmaⅠ限制酶切割外源DNA,切开的是___________和__________之间相连的键。
(3)、如果用SmaⅠ酶切割外源DNA和质粒来重组质粒,其结果是_____________。
(4)、如果使用EcoRⅠ酶切割外源DNA和质粒,将目的基因片段与切割后的质粒混合,加入_________酶,获得的环状DNA可能有哪几种情况?______________。
(5)、如果使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理外源DNA和质粒,比用EcoRⅠ酶切割的优点是_____________________。
(6)、将重组质粒导入大肠杆菌中,培养基中需加入___________进行鉴别和筛选含有___________的细胞。
如图表示运用基因工程技术生产胰岛素的三条途径。据图结合所学知识回答下列问题:
(1)为了便于将含有目的基因的细胞筛选出来,所选择的质粒上应该具有______________。
(2)培育转基因羊的过程中,科研人员通过感染或_________技术将重组质粒M转移到受体细胞A中,受体细胞A应该是____细胞。③过程中还用到了___________ _技术。
(3)受体细胞B应该是莴苣的________(填“体细胞”“卵细胞”或“受精卵),导入该细胞后,需对该细胞进行培养,经________过程形成愈伤组织。
(4)莴苣为双子叶植物,过程②常用的方法是________________;过程⑥常用的方法是 用________来处理大肠杆菌,使其易于吸纳重组质粒M。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
AATTC……G
G……CTTAA
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____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)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________DNA连接酶。
(4)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。
(5)基因工程中除质粒外,________________和________________也可作为运载体。
(6)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________________________。
基因工程自20世纪70年代兴起后,发展迅猛,成果显著。
Ⅰ利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用是 _______________________________ 。在用表达载体转化大肠杆菌时,常用 处理大肠杆菌,以利于表达载体进入;为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称为 __________ 。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成蛋白质,常用______________________技术。
Ⅱ近10年来,PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,下图为PCR原理示意图,据图回答问题。
(1)基因工程中,利用PCR技术来________________,PCR技术依据的原理是DNA的半保留复制,生物体内也能完成DNA的复制,但有所不同,图中A过程称为____________,在生物体内需要______________才能完成。图中B 过程的完成需要_______________________________________等条件。
(2)若DNA样品的长度为100个碱基对,且A占15%,则完成三次循环,共需要提供的胞嘧啶脱氧核苷酸___________个。