- 基因表达载体构建
- 共1561题
资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”; 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草.
资料乙:T4溶菌酶在浓度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性. 资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育.
回答下列问题:
(1)资料甲属于基因工程的范畴.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用______法.构建基因表达载体常用的工具酶是______ 和______.在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是______.
(2)资料乙中的技术属于______ 工程范畴.该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对______ 进行改造,或制造制造一种______ 的技术.在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的______ 序列发生了改变.
(3)资料丙属于胚胎工程的范畴.胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到______ 种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术.在资料丙的实例中,兔甲称为______ 体,兔乙称为______ 体.
正确答案
解:(1)基因工程中,将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法.构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶.在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物,对单子叶植物没有感染力;Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上,将目的基因转移到受体细胞中.
(2)资料乙中可以看出,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,提高T4溶菌酶的耐热性,该技术属于蛋白质工程的范畴.该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术.在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变.
(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术.资料丙中,兔甲是提供胚胎的个体,称为供体,兔乙是接受胚胎的个体,称为受体.
故答案为:
(1)显微注射法 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中
(2)蛋白质工程 现有蛋白质 新的蛋白质 氨基酸
(3)同 供 受
解析
解:(1)基因工程中,将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法.构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶.在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物,对单子叶植物没有感染力;Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上,将目的基因转移到受体细胞中.
(2)资料乙中可以看出,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,提高T4溶菌酶的耐热性,该技术属于蛋白质工程的范畴.该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术.在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变.
(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术.资料丙中,兔甲是提供胚胎的个体,称为供体,兔乙是接受胚胎的个体,称为受体.
故答案为:
(1)显微注射法 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中
(2)蛋白质工程 现有蛋白质 新的蛋白质 氨基酸
(3)同 供 受
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品.请据图回答下列问题:
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,②过程常用的方法是______,采用______技术可以获得多头基因型相同的转基因牛.
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素,在构建基因表达载体时,人生长激素基因的首端必须含有______.
(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅲ代表的细胞具有______ 的特点.
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程常采用的方法是______;⑤过程采用的技术是______;在分子水平上可采用______方法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达.
(5)下面是获取目的基因的几种方法,其中需要模板的是______.
①从基因组文库中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因
③构建cDNA文库 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因
A.①②B.②③C.①③D.①④
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,首先发生______,释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、______.
正确答案
解:(1)当受体细胞为动物细胞时,导入目的基因的方法为显微注射法;来自同一个胚胎的后代具有相同的基因组成,因此采用胚胎分割技术可以获得多头基因型相同的转基因牛.
(2)基因的表达需要启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列.
(3)Ⅲ代表的细胞能产生单克隆抗体,其特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体的能力.
(4)④表示将目的基因导入受体细胞,当受体细胞是植物细胞时,常采用农杆菌转化法;⑤过程中,将转基因棉花细胞培育成转基因植株需要采用植物组织培养技术;在分子水平上检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达可采用抗原-抗体杂交法.
(5)①从基因组文库中获取目的基因不需要模板,①正确;
②利用PCR技术扩增目的基因需要模板,②正确;
③构建cDNA文库需要以mRNA为模板,③正确;
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因不需要模板,④错误.
故选:B.
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、卵细胞膜的封闭作用.
故答案为:
(1)显微注射法 胚胎分割
(2)牛乳腺蛋白基因的启动子(只答启动子不得分)
(3)既能无限增殖,又能产生特定抗体
(4)农杆菌转化法 植物组织培养 抗原--抗体杂交
(5)B
(6)顶体反应 卵细胞膜的封闭作用
解析
解:(1)当受体细胞为动物细胞时,导入目的基因的方法为显微注射法;来自同一个胚胎的后代具有相同的基因组成,因此采用胚胎分割技术可以获得多头基因型相同的转基因牛.
(2)基因的表达需要启动子,启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列.
(3)Ⅲ代表的细胞能产生单克隆抗体,其特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体的能力.
(4)④表示将目的基因导入受体细胞,当受体细胞是植物细胞时,常采用农杆菌转化法;⑤过程中,将转基因棉花细胞培育成转基因植株需要采用植物组织培养技术;在分子水平上检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达可采用抗原-抗体杂交法.
(5)①从基因组文库中获取目的基因不需要模板,①正确;
②利用PCR技术扩增目的基因需要模板,②正确;
③构建cDNA文库需要以mRNA为模板,③正确;
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因不需要模板,④错误.
故选:B.
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、卵细胞膜的封闭作用.
故答案为:
(1)显微注射法 胚胎分割
(2)牛乳腺蛋白基因的启动子(只答启动子不得分)
(3)既能无限增殖,又能产生特定抗体
(4)农杆菌转化法 植物组织培养 抗原--抗体杂交
(5)B
(6)顶体反应 卵细胞膜的封闭作用
干扰素在人体中是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白,几乎能抵御所有病毒引起的感染.传统生产方法成本高、产量低,获得的干扰素在体外不易保存.用生物技术手段可以缓解这些问题.请回答相关问题.
(1)利用基因工程生产干扰素,过程是:
①从健康人体的外周静脉血分离能合成干扰素的免疫细胞,从中提取______,经反转录获取目的基因.
②用限制酶处理载体和目的基因后,用DNA连接酶处理,形成基因表达载体,该载体的化学本质是______.构建基因表达载体的目的是使目的基因在_______中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够______和发挥作用.
③若选择大肠杆菌作为受体细胞,常用的转化方法是用Ca2+ 处理,使其成为______,在一定温度条件下完成转化.
④在培养液中培养一段时间后,离心后取______(答“上清液”或“菌体”),经进一步处理获得产物,进行产物鉴定时可采用______技术.
(2)利用蛋白质工程对干扰素进行改造,基本途径是:
预期蛋白质功能→______→______→找到对应的脱氧核苷酸序列.
(3)利用细胞工程生产干扰素,设计思路是:将相应免疫细胞和瘤细胞融合,筛选出______,经细胞培养可获得大量干扰素.
正确答案
解:(1)利用基因工程生产干扰素,过程是:
①从健康人体的外周静脉血分离能合成干扰素的免疫细胞,从中提取mRNA,经反转录获取目的基因.
②基因表达载体的化学本质是DNA.构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用.
③大肠杆菌作为受体细胞,常用Ca2+处理法,使其成为感受态细胞,在一定温度条件下完成转化.
④在培养液中培养一段时间后,离心后取菌体,经进一步处理获得产物,可采用抗原抗体杂交技术进行产物鉴定.
(2)利用蛋白质工程对干扰素进行改造,基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列.
(3)利用细胞工程生产干扰素,设计思路是将相应免疫细胞和瘤细胞融合,筛选出杂交瘤细胞,经细胞培养可获得大量干扰素.
故答案为:
(1)①mRNA ②DNA 受体细胞 表达 ③感受态细胞 ④菌体 抗原抗体杂交
(2)设计预期蛋白质结构 推测氨基酸序列
(3)杂交瘤细胞.
解析
解:(1)利用基因工程生产干扰素,过程是:
①从健康人体的外周静脉血分离能合成干扰素的免疫细胞,从中提取mRNA,经反转录获取目的基因.
②基因表达载体的化学本质是DNA.构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用.
③大肠杆菌作为受体细胞,常用Ca2+处理法,使其成为感受态细胞,在一定温度条件下完成转化.
④在培养液中培养一段时间后,离心后取菌体,经进一步处理获得产物,可采用抗原抗体杂交技术进行产物鉴定.
(2)利用蛋白质工程对干扰素进行改造,基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列.
(3)利用细胞工程生产干扰素,设计思路是将相应免疫细胞和瘤细胞融合,筛选出杂交瘤细胞,经细胞培养可获得大量干扰素.
故答案为:
(1)①mRNA ②DNA 受体细胞 表达 ③感受态细胞 ④菌体 抗原抗体杂交
(2)设计预期蛋白质结构 推测氨基酸序列
(3)杂交瘤细胞.
2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家.绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能.如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:
注: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-,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-.在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点.
(1)在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来?并说出理由:______
(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多的方法是______.
(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______.获得的转基因克隆猪,可以通过对抗原表达基因的改造从而解决的医学难题是:可以避免______.
(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序列 ②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成) ④表达出蓝色荧光蛋白.
正确答案
解:(1)限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,由此可知,由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的,因此在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端可以连接起来.
(2)将重组质粒导入动物细胞的方法是显微注射法.
(3)标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因.获得的转基因克隆猪,可以通过对抗原表达基因的改造从而解决避免免疫排斥反应的医学难题.
(4)蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达.
故答案为:
(1)可以连接,因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)
(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; 发生免疫排斥反应
(4)②①③④
解析
解:(1)限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,由此可知,由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的,因此在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端可以连接起来.
(2)将重组质粒导入动物细胞的方法是显微注射法.
(3)标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因.获得的转基因克隆猪,可以通过对抗原表达基因的改造从而解决避免免疫排斥反应的医学难题.
(4)蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达.
故答案为:
(1)可以连接,因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)
(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; 发生免疫排斥反应
(4)②①③④
如图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答,
(1)该生态工程体现了______等生态工程的基本原理〔选答两项〕。
(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,要通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是______,可通过______技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用______技术进行检测,其依据的原理是______。
(3)为大量繁殖良种猪,可采用胚胎移植技术。该技术,首先要对母猪做超数排卵处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过______处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎培养到时______期,再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生______反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
正确答案
解:(1)生态工程的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、系统学与工程学原理,图示生态工程体现了物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等原理。
(2)基因工程需要的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶;将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术;检测目的基因是否表达出相应的蛋白质可采用抗原-抗体杂交技术,其依据的原理是抗原抗体特异性结合。
(3)体外受精时精子需要经过获能处理才能进行体外受精。胚胎移植时,需将早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚期.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
故答案为:
(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等
(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 植物组织培养技术 抗原抗体杂交 抗原抗体特异性结合
(3)获能 桑椹胚或囊胚 免疫排斥
解析
解:(1)生态工程的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、系统学与工程学原理,图示生态工程体现了物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等原理。
(2)基因工程需要的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶;将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术;检测目的基因是否表达出相应的蛋白质可采用抗原-抗体杂交技术,其依据的原理是抗原抗体特异性结合。
(3)体外受精时精子需要经过获能处理才能进行体外受精。胚胎移植时,需将早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚期.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
故答案为:
(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等
(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 植物组织培养技术 抗原抗体杂交 抗原抗体特异性结合
(3)获能 桑椹胚或囊胚 免疫排斥
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