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简答题

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:

(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有______个游离的磷酸基团。

(2)若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越_______________。

(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是_________________。

(4)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_____________。

(5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入_______酶。

(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_________________。

(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在_____________的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步检测。

正确答案

(1)0、2

(2)高

(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因

(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化

(5)DNA连接

(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞

(7)蔗糖为唯一含碳营养物质

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简答题

下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答。

(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”:即______;______;______;______。

(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?_______,为什么?__________。

(3)过程②必需的酶是______酶,过程③必需的酶是______酶。

(4)若A中共有a个碱基对,其中鸟嘌呤有b个,由③④⑤过程连续进行4次,至少需提供胸腺嘧啶____个。

(5)在利用AB获得C的过程中,必须用_______切割A和B,使它们产生______,再加入_____才可形成C。

(6)为使过程⑧更易处理,可用_______(药剂)处理D。

正确答案

(1)获取目的基因    构建基因表达载体   将目的基因导入受体细胞    目的基因的检测与鉴定

(2)不能   皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录),不能形成胰岛素mRNA

(3)逆转录   解旋

(4)15(a-b)

(5)同一种限制性核酸内切酶    相同的黏性末端   DNA连接酶

(6)CaCl2(Ca2+)

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科学家通过探究DNA载体途径的RNA干扰技术抑制端粒酶的活性,从而抑制肿瘤细胞生长增殖以寻找一种抑制肿瘤细胞的新途径。

方法思路:

①构建干扰质粒____[插入针对人体端粒酶逆转录酶亚基(hTERT)的mRNA的干扰序列]和对照质粒PSG—CTR(插入不针对人体任何mRNA序列的对照组序列)。

②将空质粒PSG(不含目的基因)、干扰质粒PSG—AS和对照质粒分别感染肝癌细胞。

③一段时间后观察检测细胞的____。计算细胞凋亡率,绘制肝癌细胞生长曲线。结果如下图:

请回答:

(1)完成实验步骤中的空格:①.___________;②.___________。

(2)在构建质粒时,要将质粒导入大肠杆菌细胞并用_______培养基进行筛选鉴定,然后再提取。因此,在构建的表达载体质粒上必须含有__________。

(3)端粒酶可以通过以自身的_______为模板,_______为原料来合成端粒DNA。

(4)分析实验结果,得出实验结论:__________________________。

正确答案

(1)PSG—AS   端粒酶活性、细胞凋亡情况、细胞生长情况

(2)选择  标记基因

(3) RNA   4种脱氧核苷酸

(4)从结果可知PSG—AS导入肝癌细胞发挥作用后,端粒酶活性降低,细胞凋亡率升高,细胞生长受抑制,说明通过DNA载体途径的RNA干扰技术抑制端粒酶活性的方式,能较好抑制肿瘤细胞

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糖尿病是一种常见病,且发病率有逐年增加的趋势,以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。治疗该病的胰岛素过去主要从动物(如猪、牛)中获得,自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后,人们开始采用这种高新技术生产胰岛素,其操作基本过程如下图所示。

(1)图中基因工程的基本过程可概括为“四步曲”,即___________。

(2)图中的质粒存在于细菌细胞内,在基因工程中通常被用作____,从其分子结构可确定它是一种_____。

(3)根据碱基互补配对的规律,在______酶的作用下,把图中甲与乙拼接起来(即重组),若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA,则b段与c段分别是_______。

(4)细胞进行分裂后,其中被拼接起来的质粒也是由一个变成两个,两个变成四个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为__________。目的基因通过活动(即表达)后,能使细菌产生治疗糖尿病的激素,这是因为基因具有控制________合成的功能,它的过程包括_________。

正确答案

(1)获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达

(2)运载体   环状DNA

(3)DNA连接    TTAAG、GAATT

(4)DNA扩增    蛋白质    转录和翻译

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分析回答有关生物工程中的问题:日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献,获得2008年度诺贝尔化学奖。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图。据图回答:

(1)绿色荧光蛋白基因在该实验中是作为_______基因。图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶I的识别序列和切点是-G'GATCC-,请画出质粒被限制酶Ⅰ切割所形成的黏性末端的过程:___________。

(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是________。

(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是____________。

(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是(用数字表示):_____________。

①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸;②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计;③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成);④表达出蓝色荧光蛋白。

(5)在培养重组细胞时,培养液中通常含有___________、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。

(6)以上培育过程中应用到的生物技术有__________等(至少答出三项)。

正确答案

(1)目的  

(2)显微注射技术

(3)为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因

(4)②①③④

(5)葡萄糖

(6)转基因技术、核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术

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