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简答题

(2016•江西校级一模)(1)凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶.从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用,研究人员运用基因工程技术,将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中.

①科学家已经测出该酶的氨基酸序列,因此可以通过______方法来获取目的基因.获得目的基因后,常利用______技术在体外将其大量扩增.

②构建重组DNA分子(如图所示)最好选用______限制酶,理由是______

③工业化生产过程中,最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶,现多采用重组毛霉或重组的酵母菌来生产,毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是______

④研究发现,如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸,其催化能力将提高2倍.科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是______

(2)转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用,但是,胚胎工程只是指对动物的______所进行的多种显微操作和处理技术.

(3)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(至少答三项):______

正确答案

解:(1)①由于已经测出该酶的氨基酸序列,故可推测出相应的RNA和DNA的序列,因此可以通过 化学合成方法来获取目的基因.获得目的基因后,常利用 PCR技术在体外将其大量扩增.

②由图示可知,质粒和外源DNA中共同含有且不会破坏目的基因的限制酶是BamHI和PstI,因此构建重组DNA分子最好选用BamHI和PstI限制酶,这样可以防止自身的黏性末端连接,防止目的基因与载体反向连接.

③毛霉较重组大肠杆菌或芽孢杆菌作为受体细胞的优势是毛霉为真核微生物,含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰.

④考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤.通过分析想要的蛋白质的功能,预测蛋白质应有的结构,然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序.最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞,从而转录翻译得出目的蛋白.

(2)胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术.

(3)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,它遵循的基本原理有:物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理.

故答案为:

(1)①化学合成     PCR

②BamHI和PstI       提高重组DNA分子的比例(防止自身的黏性末端连接,防止目的基因与载体反向连接)

③含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰

④蛋白质工程

(2)配子或早期胚胎

(3)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理

解析

解:(1)①由于已经测出该酶的氨基酸序列,故可推测出相应的RNA和DNA的序列,因此可以通过 化学合成方法来获取目的基因.获得目的基因后,常利用 PCR技术在体外将其大量扩增.

②由图示可知,质粒和外源DNA中共同含有且不会破坏目的基因的限制酶是BamHI和PstI,因此构建重组DNA分子最好选用BamHI和PstI限制酶,这样可以防止自身的黏性末端连接,防止目的基因与载体反向连接.

③毛霉较重组大肠杆菌或芽孢杆菌作为受体细胞的优势是毛霉为真核微生物,含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰.

④考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤.通过分析想要的蛋白质的功能,预测蛋白质应有的结构,然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序.最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞,从而转录翻译得出目的蛋白.

(2)胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术.

(3)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,它遵循的基本原理有:物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理.

故答案为:

(1)①化学合成     PCR

②BamHI和PstI       提高重组DNA分子的比例(防止自身的黏性末端连接,防止目的基因与载体反向连接)

③含有内质网和高尔基体可对蛋白进行加工和修饰

④蛋白质工程

(2)配子或早期胚胎

(3)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理

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图1是可作为基因载体的质粒,图2是含有目的基因的外源DNA.

(1)若将图1中质粒和图2中含目的基因的外源DNA通过限制酶处理后,进行拼接形成重组质粒,那么最好应选用______限制酶.对符合设计要求的重组质粒用SmaⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ三种酶同时进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,则可得到______种DNA片段.

(2)若选用EcoRⅠ处理后,形成重组质粒,经检测,部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达,其最可能的原因是______

(3)试管婴儿技术为许多不孕夫妇解决了不育问题,而设计试管婴儿技术必须获得政府部门的相关批准证书,以防该技术的滥用.设计试管婴儿所引发的伦理问题主要是将此技术用于设计婴儿性别及______.一般我们所说的试管婴儿技术与设计试管婴儿相比,不必经过______这一步骤.我国政府严禁生殖性克隆,不反对治疗性克隆,从胚胎工程的技术手段看,与生殖性克隆相比,治疗性克隆没有经过______

(4)人类要实现可持续发展,必须走生态经济之路,生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是____________.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,保护环境.另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题,其体现了生态工程的基本原理是______(只填一个).

(5)在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行.如小流域存在的主要问题是______,针对这种问题我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式.

正确答案

解:(1)根据不同限制酶在目的基因和质粒上的识别位点,可知①不能用SmaⅠ切割,因为用该酶切割后将导致目的基因被破坏,②也不能用SnaBⅠ和BamHⅠ切割,因为这两种酶的酶切位点没有同时出现在质粒和目的基因,③也不能用EcoRⅠ一种酶来切割,因为切割之后形成的片段易发生自身环化现象.故只能用EcoRⅠ和HindⅢ两种酶同时切割.用EcoRⅠ和HindⅢ两种酶切割后经重组形成的符合要求的重组质粒上含有2个SmaⅠ、1个EcoRⅠ、1个HindⅢ识别位点,经SmaⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ三种酶同时进行酶切,该环状DNA分子将被切割成4种小的DNA片段.

(2)若用EcoRⅠ处理,因为同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因与质粒反向连接,故导致部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达.

(3)设计试管婴儿所引发的伦理问题主要是将此技术用于设计婴儿性别及不适合的胚胎处理问题.一般情况下试管婴儿技术与设计试管婴儿相比,不必经过遗传学诊断这一步骤.从胚胎工程的技术手段看,与生殖性克隆相比,治疗性克隆没有经过胚胎移植这一环节.

(4)生态经济所遵循的主要原则是循环经济,而实现这一目标的重要手段是生态工程.在进行生态工程建设时,如同时兼顾社会--经济--自然,则遵循整体性原理.

(5)在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行.如小流域存在的主要问题是水土流失比较严重.

故答案为:

(1)EcoRⅠ和HindⅢ4

(2)同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因与质粒反向连接

(3)不适合的胚胎处理问题       基因检测(遗传学诊断)   胚胎移植

(4)循环经济         生态工程        整体性原理

(5)水土流失比较严重

解析

解:(1)根据不同限制酶在目的基因和质粒上的识别位点,可知①不能用SmaⅠ切割,因为用该酶切割后将导致目的基因被破坏,②也不能用SnaBⅠ和BamHⅠ切割,因为这两种酶的酶切位点没有同时出现在质粒和目的基因,③也不能用EcoRⅠ一种酶来切割,因为切割之后形成的片段易发生自身环化现象.故只能用EcoRⅠ和HindⅢ两种酶同时切割.用EcoRⅠ和HindⅢ两种酶切割后经重组形成的符合要求的重组质粒上含有2个SmaⅠ、1个EcoRⅠ、1个HindⅢ识别位点,经SmaⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ三种酶同时进行酶切,该环状DNA分子将被切割成4种小的DNA片段.

(2)若用EcoRⅠ处理,因为同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因与质粒反向连接,故导致部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达.

(3)设计试管婴儿所引发的伦理问题主要是将此技术用于设计婴儿性别及不适合的胚胎处理问题.一般情况下试管婴儿技术与设计试管婴儿相比,不必经过遗传学诊断这一步骤.从胚胎工程的技术手段看,与生殖性克隆相比,治疗性克隆没有经过胚胎移植这一环节.

(4)生态经济所遵循的主要原则是循环经济,而实现这一目标的重要手段是生态工程.在进行生态工程建设时,如同时兼顾社会--经济--自然,则遵循整体性原理.

(5)在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件、因地制宜地进行.如小流域存在的主要问题是水土流失比较严重.

故答案为:

(1)EcoRⅠ和HindⅢ4

(2)同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因与质粒反向连接

(3)不适合的胚胎处理问题       基因检测(遗传学诊断)   胚胎移植

(4)循环经济         生态工程        整体性原理

(5)水土流失比较严重

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慢性肝病、慢性肾病、肿瘤等慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况,缺乏白蛋白的人就容易出现浮肿.人体的白蛋白正常值在每100ml血液中含有3.8~4.8克,如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白,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,然后在恰当时期采集卵子.通过 ②采集的精子,不能直接使成熟的卵子受精,要对精子进行获能处理,对羊的精子常采用化学诱导法,即用一定浓度的______诱导精子获能.

(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列,一般采用______获取目的基因.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)过程④需将重组质粒用______方法注入受精卵的雄原核内,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时,宜取囊胚期的______细胞进行鉴定,一般采用SRY-PCR方法,选择出现阴性反应的______(雌性/雄性)胚胎进行移植.

(5)为了使胚胎移植能成功,需要对代孕奶山羊C进行______处理,使之与供体的生理状况保持相同.

正确答案

解:(1)对供体母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵.对精子进行获能处理的方法有培养法和化学诱导法,对羊的精子常用化学诱导法,即用一定浓度的肝素(或钙离子载体A23187溶液)诱导精子获能.

(2)若已知目的基因的碱基序列,一般采用PCR扩增获取目的基因.基因表达载体包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子、终止子、标记基因等部分.

(3)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法;完成受精作用的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体.

(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定,一般采用SRY-PCR方法.由于只有母羊能产生乳汁,因此选择出现阴性反应的雌性胚胎进行移植.

(5)为了使胚胎移植能成功,需要对代孕奶山羊C进行同期发情处理,使之与供体的生理状况保持相同.

故答案为:

(1)促性腺激素          肝素(或钙离子载体A23187溶液)     

(2)PCR扩增    乳腺蛋白基因的启动子   终止子     

(3)显微注射     在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体      

(4)滋养层      雌性

(5)同期发情

解析

解:(1)对供体母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵.对精子进行获能处理的方法有培养法和化学诱导法,对羊的精子常用化学诱导法,即用一定浓度的肝素(或钙离子载体A23187溶液)诱导精子获能.

(2)若已知目的基因的碱基序列,一般采用PCR扩增获取目的基因.基因表达载体包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子、终止子、标记基因等部分.

(3)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法;完成受精作用的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体.

(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定,一般采用SRY-PCR方法.由于只有母羊能产生乳汁,因此选择出现阴性反应的雌性胚胎进行移植.

(5)为了使胚胎移植能成功,需要对代孕奶山羊C进行同期发情处理,使之与供体的生理状况保持相同.

故答案为:

(1)促性腺激素          肝素(或钙离子载体A23187溶液)     

(2)PCR扩增    乳腺蛋白基因的启动子   终止子     

(3)显微注射     在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体      

(4)滋养层      雌性

(5)同期发情

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科研人员向野生型拟南芥的核基因组中随机插入已知序列的Ds片段(含卡那霉素抗性基因),导致被插入基因突变,筛选得到突变体Y.因插入导致某一基因(基因A)的功能丧失,从突变体Y的表现型可以推测野生型基因A的功能.

(1)将突变体Y自交所结的种子用70%酒精______处理后,接种在含有卡那霉素的培养基中,适宜条件下光照培养.由于卡那霉素能引起野生型植物黄化,一段时间后若培养基上的幼苗颜色为绿色,则可确定植物DNA中含有______

(2)统计培养基中突变体Y的自交后代,绿色幼苗3326株、黄色幼苗3544株,性状分离比例接近于______,这一结果______(填“符合”或“不符合”)孟德尔自交实验的比例.

(3)研究人员进一步设计测交实验以检测突变体Y产生的______,实验内容及结果如表.

由实验结果可知,Ds片段插入引起的基因突变会导致______致死,进而推测基因A的功能与______有关.

(4)提取突变体Y的基因组DNA,限制酶切割后用______连接,依据Ds片段的已知序列设计引物,扩增出______,进一步测定其序列.

正确答案

解:(1)70%酒精具有消毒作用.卡那霉素能引起野生型植物黄化,而该培养基上的植物仍是绿色,说明其抗卡那霉素,说明该植物DNA中含有抗卡那霉素的基因Ds片段.

(2)由统计结果分析可知绿色:黄色接近1:1,这一结果不符合孟德尔自交实验的比例,在孟德尔杂合子自交实验中后代表现型比例:显性:隐性=3:1.

(3)测交实验可以验证F1产生的配子种类及比例.由实验结果可知,当母本为突变体时,后代比例符合测交的结果;当父本为突变体时其后代都是黄色,说明突变体可能会导致花粉致死,因为此时A功能丧失,由此可以推测A基因可能与花粉的正常发育有关.

(4)基因工程中要用DNA连接酶连接,依据Ds片段的已知序列设计引物,扩增出基因A(或“基因A片段”),进一步测定其序列.

故答案为:

(1)消毒    Ds片段

(2)1:1  不符合

(3)配子类型及比例   雄配子(或“花粉”)    雄配子(或“花粉”)正常发育

(4)DNA连接酶    基因A(或“基因A片段”)

解析

解:(1)70%酒精具有消毒作用.卡那霉素能引起野生型植物黄化,而该培养基上的植物仍是绿色,说明其抗卡那霉素,说明该植物DNA中含有抗卡那霉素的基因Ds片段.

(2)由统计结果分析可知绿色:黄色接近1:1,这一结果不符合孟德尔自交实验的比例,在孟德尔杂合子自交实验中后代表现型比例:显性:隐性=3:1.

(3)测交实验可以验证F1产生的配子种类及比例.由实验结果可知,当母本为突变体时,后代比例符合测交的结果;当父本为突变体时其后代都是黄色,说明突变体可能会导致花粉致死,因为此时A功能丧失,由此可以推测A基因可能与花粉的正常发育有关.

(4)基因工程中要用DNA连接酶连接,依据Ds片段的已知序列设计引物,扩增出基因A(或“基因A片段”),进一步测定其序列.

故答案为:

(1)消毒    Ds片段

(2)1:1  不符合

(3)配子类型及比例   雄配子(或“花粉”)    雄配子(或“花粉”)正常发育

(4)DNA连接酶    基因A(或“基因A片段”)

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菊天牛是菊花的主要害虫之一.科研人员将抗虫基凶转入菊花,培育出抗虫菊花.下图是获得转基因菊花的技术流程.请据图回答:

(注:卡那霉素抗性基因(KanR为标记基因,菊花叶片对卡那霉素高度敏感)

(l)质粒是基因工程中最常用的载体,其化学本质是______,此外还可用噬菌体、动植物病毒作用为载体.

(2)如图限制酶M和N切割产生的黏性末端是______,连接它们所需要的基本工具是______

(3)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒,可用______处理;使其处于感受态.

(4)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素、营养物质以及______的固体培养基中,在适宜条件下进行培养,筛选转基因菊花.

(5)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据抗虫基因(目的基因)两端的部分碱基序列设计特异引物,若其中一种引物共用了31个,则目的基因最多扩增了______次.

(6)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫,实验结果如表所示.

请据表回答:

①对照组应饲喂等量的______

②据表分析,______差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用.

正确答案

解:(l)质粒是小型环状DNA分子.

(2)根据图示限制酶M和N的识别序列可知,它们切割产生的黏性末端是GATC(CTAG).DNA连接酶能将具有相同黏性末端的DNA片段连接形成重组DNA分子.

(3)将目的基因导入受体细胞时,常采用感受态细胞法,即用Ca2+(或CaCl2)处理农杆菌细胞,使其处于易于吸收周围环境中的感受态.

(4)由图可知,标记基因是卡那霉素抗性基因,因此可用含有卡那霉素的培养基来筛选转基因菊花.

(5)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据抗虫基因(目的基因)两端的部分碱基序列设计特异引物,假设目的基因扩增了n次,则需要引物的对数为2n-1,已知其中一种引物共用了31个,则2n-1=31,n=5.

(6)①实验设计要遵循对照原则和单一变量原则,本实验的目的是探究转基因菊花对菊天牛2龄幼虫的作用,可见自变量为是否加入转基因菊花嫩茎及叶片,因此对照组应饲喂等量的非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物.

②据表分析,实验组与对照组死亡率差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用.

故答案为:

(1)小型环状DNA

(2)GATC (CTAG)    DNA连接酶    

(3)Ca2+(或CaCl2

(4)卡那霉素    

(5)5

(6)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物    ②实验组与对照组死亡率

解析

解:(l)质粒是小型环状DNA分子.

(2)根据图示限制酶M和N的识别序列可知,它们切割产生的黏性末端是GATC(CTAG).DNA连接酶能将具有相同黏性末端的DNA片段连接形成重组DNA分子.

(3)将目的基因导入受体细胞时,常采用感受态细胞法,即用Ca2+(或CaCl2)处理农杆菌细胞,使其处于易于吸收周围环境中的感受态.

(4)由图可知,标记基因是卡那霉素抗性基因,因此可用含有卡那霉素的培养基来筛选转基因菊花.

(5)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据抗虫基因(目的基因)两端的部分碱基序列设计特异引物,假设目的基因扩增了n次,则需要引物的对数为2n-1,已知其中一种引物共用了31个,则2n-1=31,n=5.

(6)①实验设计要遵循对照原则和单一变量原则,本实验的目的是探究转基因菊花对菊天牛2龄幼虫的作用,可见自变量为是否加入转基因菊花嫩茎及叶片,因此对照组应饲喂等量的非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物.

②据表分析,实验组与对照组死亡率差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用.

故答案为:

(1)小型环状DNA

(2)GATC (CTAG)    DNA连接酶    

(3)Ca2+(或CaCl2

(4)卡那霉素    

(5)5

(6)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物    ②实验组与对照组死亡率

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(2015秋•重庆校级月考)下面是将乙肝病毒控制合成的病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料,请分析回答下列问题.

资料1:巴斯德毕赤酵母菌可用培养基中甲醇作为其生活的唯一碳源,同时AOX1基因(醇氧化酶基因)受到诱导而表达,5‘AOX1和3'AOXl(TT)是基因AOX1的启动子和终止子,此启动子也能使外源基因高效表达.

资料2:巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒,下图为科学家改造的pPIC9K质粒,其与目的基因形成的重组质粒在特定部位酶切后形成的重组DNA片段可以整合到酵母菌染色体上,最终实现目的基因的表达.

(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上______限制酶识别序列(SnaB I、Avr II、SacI、Bgl II四种限制酶的识别序列均不相同),这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化.

(2)酶切获取HBsA9基因后,需用______将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,根据步骤②可知步骤①将重组质粒先导入大肠杆菌的目的是______

(3)步骤3中应选用限制酶______来切割从大肠杆菌分离的重组质粒从而获得图中所示的重组DNA片段,然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞.

(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入______以便筛选.

(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入______以维持其生活,同时诱导HBsA9基因表达.

(6)与大肠杆菌等细菌相比,用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞,其优点是在蛋白质合成后,细胞可以对其进行______并分泌到细胞外,便于提取.

(7)培育转化酵母细胞所利用的遗传学原理是______

正确答案

解:(1)重组质粒上的目的基因若要表达,需要目的基因的首尾含有启动子和终止子.而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子与终止子之间,只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列,并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种内切酶对质粒和目的基因同时切割,便会各自出现相同的粘性末端,便于重组与表达.

(2)①用DNA连接酶将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒;步骤①将重组质粒先导入大肠杆菌体内,目的是利用大肠杆菌无性繁殖速度,短时间内可获取大量的重组质粒.

(3)重组DNA的两侧分别是启动子和终止子,除BglⅡ外,其它限制酶会破坏含有启动子、终止子的目的基因.

(4)5′AOX1--3′AOX1段基因含有卡那霉素抗性基因,则导入重组质粒的大肠杆菌能抗卡那霉素,所以为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选.转化后的细胞中是否含有HBsAg基因,可以用DNA分子杂交方法进行检测.

(5)巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌,能将甲醇作为其唯一碳源,同时甲醇能诱导AOX1基因表达.所以转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入甲醇以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达.

(6)酵母菌为真核生物,细胞内具有对分泌蛋白加工的内质网和高尔基体等细胞器,细菌等原核生物,不具有内质网和高尔基体等细胞器.

(7)培育转化酵母细胞所利用的遗传学原理是基因重组.

故答案为:

(1)SnaBⅠAvrⅡ避免质粒和目的基因自身环化(或任意连接)

(2)DNA连接酶 利用大肠杆菌无性繁殖速度,短时间内可获取大量的重组质粒

(3)BglⅡ

(4)卡拉霉素

(5)甲醇

(6)加工(修饰)

(7)基因重组

解析

解:(1)重组质粒上的目的基因若要表达,需要目的基因的首尾含有启动子和终止子.而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子与终止子之间,只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列,并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种内切酶对质粒和目的基因同时切割,便会各自出现相同的粘性末端,便于重组与表达.

(2)①用DNA连接酶将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒;步骤①将重组质粒先导入大肠杆菌体内,目的是利用大肠杆菌无性繁殖速度,短时间内可获取大量的重组质粒.

(3)重组DNA的两侧分别是启动子和终止子,除BglⅡ外,其它限制酶会破坏含有启动子、终止子的目的基因.

(4)5′AOX1--3′AOX1段基因含有卡那霉素抗性基因,则导入重组质粒的大肠杆菌能抗卡那霉素,所以为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选.转化后的细胞中是否含有HBsAg基因,可以用DNA分子杂交方法进行检测.

(5)巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌,能将甲醇作为其唯一碳源,同时甲醇能诱导AOX1基因表达.所以转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入甲醇以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达.

(6)酵母菌为真核生物,细胞内具有对分泌蛋白加工的内质网和高尔基体等细胞器,细菌等原核生物,不具有内质网和高尔基体等细胞器.

(7)培育转化酵母细胞所利用的遗传学原理是基因重组.

故答案为:

(1)SnaBⅠAvrⅡ避免质粒和目的基因自身环化(或任意连接)

(2)DNA连接酶 利用大肠杆菌无性繁殖速度,短时间内可获取大量的重组质粒

(3)BglⅡ

(4)卡拉霉素

(5)甲醇

(6)加工(修饰)

(7)基因重组

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农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系.请回答下列问题.

(1)要获得该抗病基因,可采用____________等方法.为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中,常用的载体是______

(2)要使载体与该抗病基因连接,首先应使用______进行切割.假如载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该载体连接的抗病基因分子末端是______

A、B、C、D、

(3)切割完成后,采用DNA连接酶酶将载体与该抗病基因连接,连接后得到的DNA分子称为______

(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,利用植物细胞具有的______性进行组织培养,从培养出的植株中筛选出抗病的棉花.

(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是______

A.淀粉    B.脂类    C.蛋白质    D.核酸

(6)已知BarnH I与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示,用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BarnH工和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干循环后______序列明显增多

A.-GGATCT-

-CCTAGA-

B.-AGATCC-

-TCTAGG-

C.-AGATCT-

-TCTAGA-

D.-GGATCC-

-CCTAGG-

E.-GGATCT-和-AGATCC-

-CCTAGA--TCTAGG-

(7)采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的做法正确的是______

①将毒素蛋白注射到棉受精卵中

②将编码毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中

③将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,导入细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养

④将编码毒素蛋白的DNA序列,与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵.

正确答案

解:(1)抗病基因属于目的基因,获取目的基因的方法:从细胞中直接分离获得、化学方法人工合成等.将目的基因导入植物细胞常采用农杆菌转化法,即借助农杆菌中的Ti质粒.

(2)构建基因表达载体时,需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子.

含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来,若载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该载体连接的抗病基因分子末端是

(3)切割完成后,需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子.

(4)再采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,即将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,进而将目的基因导入受体细胞;根据植物细胞全能性原理,采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株,最后筛选出抗病的棉花.

(5)基因表达是指转录、翻译形成蛋白质,因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质.

(6)根据题图和题意可知,BamHⅠ切割后形成的黏性末端是,BgIⅡ切割后形成的黏性末端是.由于两种限制酶切割形成的黏性末端相同,因此黏性末端的连接方式有四种:两种自身黏性末端连接、两种黏性末端互连;由于两种自身连接形成的序列仍然可以被这两种限制酶切割,而两种黏性末端互连形成的序列这两种限制酶无法再识别切割,因此若干循环之后这两种序列明显增多,即E.

(7)在基因工程中,需要将目的基因与运载体结合后才能导入受体细胞.对于植物而来可以将目的基因导入植物的体细胞中,然后通过组织培养技术获得抗虫棉;同时也可将目的基因导入受精卵中.

故答案为:

(1)从细胞中分离   化学方法人工合成   Ti质粒

(2)限制性内切酶(限制酶)   A

(3)重组DNA分子

(4)全能

(5)C

(6)E

(7)③④

解析

解:(1)抗病基因属于目的基因,获取目的基因的方法:从细胞中直接分离获得、化学方法人工合成等.将目的基因导入植物细胞常采用农杆菌转化法,即借助农杆菌中的Ti质粒.

(2)构建基因表达载体时,需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子.

含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来,若载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该载体连接的抗病基因分子末端是

(3)切割完成后,需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子.

(4)再采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,即将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,进而将目的基因导入受体细胞;根据植物细胞全能性原理,采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株,最后筛选出抗病的棉花.

(5)基因表达是指转录、翻译形成蛋白质,因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质.

(6)根据题图和题意可知,BamHⅠ切割后形成的黏性末端是,BgIⅡ切割后形成的黏性末端是.由于两种限制酶切割形成的黏性末端相同,因此黏性末端的连接方式有四种:两种自身黏性末端连接、两种黏性末端互连;由于两种自身连接形成的序列仍然可以被这两种限制酶切割,而两种黏性末端互连形成的序列这两种限制酶无法再识别切割,因此若干循环之后这两种序列明显增多,即E.

(7)在基因工程中,需要将目的基因与运载体结合后才能导入受体细胞.对于植物而来可以将目的基因导入植物的体细胞中,然后通过组织培养技术获得抗虫棉;同时也可将目的基因导入受精卵中.

故答案为:

(1)从细胞中分离   化学方法人工合成   Ti质粒

(2)限制性内切酶(限制酶)   A

(3)重组DNA分子

(4)全能

(5)C

(6)E

(7)③④

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题型:简答题
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简答题

GDNF是一种神经营养因子.对损伤的神经细胞具有营养和保护作用.研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究.请回答:

(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中,使用胰蛋白酶的目的是______

(2)构建含GDNF基因的表达载体时,需选择图1中的______限制酶进行酶切.

(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)为鉴定这3种连接方式,选择HpaⅠ酶和BamHI酶对筛选得到的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA片段进行电泳分析,结果如图2所示,图中第______泳道显示所鉴定的载体是正向连接的.

(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后,为了检测GDNF基因是否成功表达,可用相应的______与提取的蛋白质杂交.当培养的神经干细胞达到一定密度时,需进行______培养以得到更多数量的细胞,用于神经干细胞移植治疗实验.

正确答案

解:(1)胰蛋白酶的作用是消化组织细胞间的物质,使组织分散成单个细胞.

(2)根据题意和图示分析可知:由于GDNF基因两边都有XhoⅠ限制酶识别序列,所以构建含GCDNF基因的表达载体时,需选择图1中的XhoⅠ限制酶进行酶切.

(3)选择HpaⅠ酶和BamⅡ酶对筛选得到的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA片透进行电泳分析,结果如图2所示,由于GDNF基因中有BamⅡ酶识别序列,所以图中第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的.

(4)为了检测GDNF基因是否成功表达,可利用抗原-抗体杂交技术,用相应的抗体与提取的蛋白质杂交,当培养的神经干细胞达到一定密度时,需进行传代培养以得到更多数量的细胞,用于细胞干细胞移植治疗实验.

故答案为:

(1)使细胞分散开

(2)XhoⅠ

(3)②

(4)抗体 传代

解析

解:(1)胰蛋白酶的作用是消化组织细胞间的物质,使组织分散成单个细胞.

(2)根据题意和图示分析可知:由于GDNF基因两边都有XhoⅠ限制酶识别序列,所以构建含GCDNF基因的表达载体时,需选择图1中的XhoⅠ限制酶进行酶切.

(3)选择HpaⅠ酶和BamⅡ酶对筛选得到的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA片透进行电泳分析,结果如图2所示,由于GDNF基因中有BamⅡ酶识别序列,所以图中第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的.

(4)为了检测GDNF基因是否成功表达,可利用抗原-抗体杂交技术,用相应的抗体与提取的蛋白质杂交,当培养的神经干细胞达到一定密度时,需进行传代培养以得到更多数量的细胞,用于细胞干细胞移植治疗实验.

故答案为:

(1)使细胞分散开

(2)XhoⅠ

(3)②

(4)抗体 传代

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题型:简答题
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简答题

上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛.他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍,标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步.回答下列与基因工程相关的问题:

(1)人白蛋白基因可以从基因文库中获取,用到的工具酶是:______

(2)之后需要进行构建基因表达载体,此步骤是基因工程的核心.限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-.如图表示四种质粒和目的基因,其中,箭头所指部位为酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因.适于作为图示目的基因运载体的是______

(3)提高“基因表达水平”的意思是:提高转基因动物______.为检测人白蛋白是否成功表达,可采用______(填序号)技术.

①核酸分子杂交 ②基因序列分析  ③抗原-抗体杂交 ④PCR

(4)若想获得多个新个体,可在早期培养过程中用______ 技术处理胚胎就行.

正确答案

解:(1)基因工程中获取目的基因需要用到限制酶.

(2)A、用限制酶MumⅠ切割该质粒后,不会破坏标记基因,而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端,适于作为目的基因的运载体,A正确;

B、该质粒没有标记基因,不适于作为目的基因的运载体,B错误;

C、该质粒含有标记基因,但用限制酶切割后会被破坏,因此不适于作为目的基因的运载体,C错误;

D、该质粒含有标记基因,但用限制酶切割后会被破坏,因此不适于作为目的基因的运载体,D错误.

故选:A.

(3)基因工程的目的基因是人白蛋白基因,其表达产物是人白蛋白.检测白蛋白是否成功表达,可以用抗原抗体杂交法.

(4)在早期培养过程中用胚胎分割技术处理胚胎,可以获得多个遗传性状相同的新个体.

故答案为:

(1)限制酶        

(2)A

(3)乳汁中人白蛋白的含量       ③

(4)胚胎分割

解析

解:(1)基因工程中获取目的基因需要用到限制酶.

(2)A、用限制酶MumⅠ切割该质粒后,不会破坏标记基因,而且还能产生与目的基因两侧黏性末端相同的末端,适于作为目的基因的运载体,A正确;

B、该质粒没有标记基因,不适于作为目的基因的运载体,B错误;

C、该质粒含有标记基因,但用限制酶切割后会被破坏,因此不适于作为目的基因的运载体,C错误;

D、该质粒含有标记基因,但用限制酶切割后会被破坏,因此不适于作为目的基因的运载体,D错误.

故选:A.

(3)基因工程的目的基因是人白蛋白基因,其表达产物是人白蛋白.检测白蛋白是否成功表达,可以用抗原抗体杂交法.

(4)在早期培养过程中用胚胎分割技术处理胚胎,可以获得多个遗传性状相同的新个体.

故答案为:

(1)限制酶        

(2)A

(3)乳汁中人白蛋白的含量       ③

(4)胚胎分割

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题型:简答题
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简答题

如图表示用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白过程,请据图回答:

(1)基因工程操作过程中需要大量的目的基因,若从生物组织中提取到少量含目的基因的DNA,可通过______技术扩增出大量目的基因,但是此方法要求目的基因序列部分已知,以便根据序列合成______

(2)构建重组载体时应选择图中______酶切割含有目的基因的DNA片段和质粒.

(3)图中重组载体的启动子是______启动子.

(4)②过程是______,此过程前通常需要利用______方法,在分子水平上进行性别鉴定.

(5)若要生产大量的人乳铁蛋白,可通过____________技术增加转基因牛的数量实现.

正确答案

解:(1)PCR扩增技术可以体外扩增大量目的基因,需啊目的基因序列部分已知,以便根据序列合成能与它配对的引物.

(2)由图中信息可知,载体上有HindⅢ和BamHⅠ酶切位点,目的基因上也有它们的酶切位点,应用此2种酶切.

(3)能让目的基因开始表达的是启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度,即图中重组载体的启动子是牛乳腺蛋白基因的启动子.

(4)②过程是胚胎移植,可以取滋养层细胞利用DNA分子分析(DNA分子杂交或SRY-PCR)方法进行性别鉴定.

(5)对早期胚胎进行切割,经过程胚胎移植过程可获得多个新个体都发育成了个体.因此若要生产大量的人乳铁蛋白,增加转基因牛的数量实现,需要动物体细胞核移植(或克隆)和胚胎分割技术.

故答案为:

(1)PCR   引物    

(2)BamHI和HindIII

(3)牛乳腺蛋白基因

(4)胚胎移植     DNA分子分析(DNA分子杂交或SRY-PCR)

(5)动物体细胞核移植(或克隆)  胚胎分割

解析

解:(1)PCR扩增技术可以体外扩增大量目的基因,需啊目的基因序列部分已知,以便根据序列合成能与它配对的引物.

(2)由图中信息可知,载体上有HindⅢ和BamHⅠ酶切位点,目的基因上也有它们的酶切位点,应用此2种酶切.

(3)能让目的基因开始表达的是启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度,即图中重组载体的启动子是牛乳腺蛋白基因的启动子.

(4)②过程是胚胎移植,可以取滋养层细胞利用DNA分子分析(DNA分子杂交或SRY-PCR)方法进行性别鉴定.

(5)对早期胚胎进行切割,经过程胚胎移植过程可获得多个新个体都发育成了个体.因此若要生产大量的人乳铁蛋白,增加转基因牛的数量实现,需要动物体细胞核移植(或克隆)和胚胎分割技术.

故答案为:

(1)PCR   引物    

(2)BamHI和HindIII

(3)牛乳腺蛋白基因

(4)胚胎移植     DNA分子分析(DNA分子杂交或SRY-PCR)

(5)动物体细胞核移植(或克隆)  胚胎分割

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