山东农业大学孔令让教授团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病关键基因Fhb7,成功将其转移至小麦品种中并获得稳定的赤霉病抗性。孔教授团队在全球首次揭示了其抗病分子机制,找到攻克小麦赤霉病的“金钥匙”。回答下列问题:
(1)若用PCR技术从长穗偃麦草基因组中克隆出抗赤霉病关键基因Fhb7,需要在PCR扩增仪中加入____ 种引物,其作用是_________________ 。
(2)检测抗赤霉病基因Fhb7是否成功导入小麦细胞的方法是______________ ,该项技术用到的基因探针的制作方法是:在__________________ 上用放射性同位素等作标记。
(3)若用PCR技术获得Fhb7基因的同时,在该基因的两端分别插入限制酶EcoR I和BamH I的切点,尝试写出设计思路_______________________ 。
(4)转化是指_________________ 。研究发现FokI蛋白能够从被识别的靶向基因两端切断磷酸二酯键,从而将靶向基因从原双链DNA上敲除,由此推测,FokI蛋白实际上是一种______________ 。
(1)若用PCR技术从长穗偃麦草基因组中克隆出抗赤霉病关键基因Fhb7,需要在PCR扩增仪中加入
(2)检测抗赤霉病基因Fhb7是否成功导入小麦细胞的方法是
(3)若用PCR技术获得Fhb7基因的同时,在该基因的两端分别插入限制酶EcoR I和BamH I的切点,尝试写出设计思路
(4)转化是指
更新时间:2021-03-24 21:22:28
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【推荐1】P24是HIV病毒颗粒的主要结构蛋白(大小约为26KD),是P24基因的表达产物。P24单克隆抗体在HIV感染的诊断、治疗等方面有重要意义,P24单克隆抗体的制备主要包括三个阶段:利用基因工程生产P24蛋白;利用细胞融合技术生产单克隆抗体;单克隆抗体活性的鉴定。请回答下列问题:
(1)提取HIV的总RNA,经___________ 过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出P24基因的cDNA,原因是___________ 。
(2)在构建重组质粒时,需对质粒和P24基因的cDNA用BamHI和XhoI进行双酶切,双酶切的优点是__________ 研究发现,P24基因的cDNA缺乏这两种限制酶的识别序列。为此,在设计PCR引物时,需要___________ 。
(3)将重组质粒(含卡那霉素抗性基因)导入宿主菌体细胞后,进行的部分操作及结果如下图所示。图中①②两处的接种方法__________ (填“相同”或“不同”),在固体平板培养基上能生长的菌落不一定能合成P24,其原因是__________ 。蛋白凝胶分析结果图中,1为蛋白Marker,2为不含物质A的菌液,3为含物质A的菌液,实验结果说明P24较高的是__________ (填“2”或“3”),据此推测物质A的作用是__________ 。
(4)用P24蛋白对小鼠以静脉注射的方式进行加强免疫3次,其目的是__________ 。取免疫后小鼠脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞,用___________ 促融,并经HAT培养基筛选获得杂交瘤细胞。进一步筛选时,需先对含杂交瘤细胞的培养液进行稀释,然后用抗原—抗体杂交技术进行检测,筛选出具有__________ 特性的细胞。再将所得细胞进行克隆培养,进而获得P24单克隆抗体。克隆培养的关键是__________ 。
(5)T细胞被HIV感染后,会与未被感染的T细胞发生融合,从而形成多核巨细胞,多核巨细胞不久死亡又释放出大量新病毒。多核巨细胞的数量可作为P24单克隆抗体活性鉴定的指标。请完善以下鉴定P24单克隆抗体活性的实验思路:
①将未被感染的T细胞等分为三组,处理如下:
A组:HIV感染的T细胞+未被感染的T细胞+细胞培养液;
B组:HIV感染的T细胞+未被感染的T细胞+_______ ;
C组:未被感染的T细胞+细胞培养液;
②48小时内每隔8小时测定三组的多核巨细胞的数量,并进行统计分析。若P24单克隆抗体能有效抑制多核巨细胞的形成,请预测实验结果____ (以坐标曲线图的形式画出)。
(1)提取HIV的总RNA,经
(2)在构建重组质粒时,需对质粒和P24基因的cDNA用BamHI和XhoI进行双酶切,双酶切的优点是
(3)将重组质粒(含卡那霉素抗性基因)导入宿主菌体细胞后,进行的部分操作及结果如下图所示。图中①②两处的接种方法
(4)用P24蛋白对小鼠以静脉注射的方式进行加强免疫3次,其目的是
(5)T细胞被HIV感染后,会与未被感染的T细胞发生融合,从而形成多核巨细胞,多核巨细胞不久死亡又释放出大量新病毒。多核巨细胞的数量可作为P24单克隆抗体活性鉴定的指标。请完善以下鉴定P24单克隆抗体活性的实验思路:
①将未被感染的T细胞等分为三组,处理如下:
A组:HIV感染的T细胞+未被感染的T细胞+细胞培养液;
B组:HIV感染的T细胞+未被感染的T细胞+
C组:未被感染的T细胞+细胞培养液;
②48小时内每隔8小时测定三组的多核巨细胞的数量,并进行统计分析。若P24单克隆抗体能有效抑制多核巨细胞的形成,请预测实验结果
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【推荐2】如图是将目的基因导入大肠杆菌内制备“工程菌”的示意图,其中引物1-4在含有目的基因的DNA上的结合位置如甲图所示,限制酶BamHI、EcoRI、HindDI在质粒上 的识别位点如乙图所示。
(1)通过PCR技术扩增目的基因需使用引物,引物的作用是_________ 。若已经合成了甲图所示4种引物,应选择引物_____ 扩增目的 基因。若由一条甲图所示的DNA扩增目的基因,PCR过程完成4轮循环,理论上至少 需加入引物___________ 个。
(2)过程①是_________ ,该过程中应使用限制酶_________ 切割质粒。不使用另外两种限制酶切割质粒的原因是_________ 。
(3)②过程需用_________ 处理大肠杆菌使其处于感受态并完成转化过程,对于转化失败的大肠杆菌及其培养基应进行_________ 处理,以防其污染环境。
(1)通过PCR技术扩增目的基因需使用引物,引物的作用是
(2)过程①是
(3)②过程需用
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【推荐3】近期《肝脏学》杂志发表了一篇文章称科学家经研究发现:乙肝病毒HBX蛋白质调控宿主细胞内许多基因的转录,广泛影响宿主细胞的各种生命活动,包括调节细胞凋亡、抑制细胞DNA的修复、干扰细胞有丝分裂和细胞周期进程等,因此可利用该蛋白质治疗乙肝。下图表示利用乳腺反应器生产乙肝病毒HBX蛋白的流程示意图:
(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列,则①可采用________ 获得目的基因,并用________ 技术进行扩增。
(2)为获得更高活性的HBX蛋白质,需要对蛋白质结构进行设计改造,这种技术属于______________ 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________ ,对蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中,为什么不直接改造蛋白质?原因是___________________________________________________________ 。
(3)图中载体④的种类有________ ,HBX基因之所以能“插入”到羊的染色体内,原因是___________________________________________ ,⑥为胚胎移植到受体,在该步骤操作前对胚胎进行了检查和筛选,发现有些胚胎因为外源基因的插入而死亡,请你分析外源基因插入导致胚胎死亡的原因______________________________________________________________________________
(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列,则①可采用
(2)为获得更高活性的HBX蛋白质,需要对蛋白质结构进行设计改造,这种技术属于
(3)图中载体④的种类有
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【推荐1】科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素(一种淋巴因子)基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图:
(1)ES细胞形态上的特点是_____ 。将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞是因为_____ 。在培养液中加入_____ ,可使其向不同的方向分化。
(2)步骤③中,需要构建含有干扰素基因的_____ 。构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时,可以从图2中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取_____ 作为引物。对干扰素基因片段和质粒进行酶切时,可选用限制酶的组合为_____ 。
(3)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察,选择发_____ 色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否成功表达,可以采用的方法_____ 。
(1)ES细胞形态上的特点是
(2)步骤③中,需要构建含有干扰素基因的
(3)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察,选择发
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解题方法
【推荐2】基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。 回答下列问题:
(1)作为基因工程的载体需要具备的条件有__________ (答两点)。将C-V融合基因插入T-DNA中,插入不会破坏T-DNA的作用,T-DNA的作用是_____________________________ 。
(2)一般用相同的限制酶分别切割含C-V融合基因的DNA片段和载体,目的是____________ ,然后将切割后的片段拼接起来,需使用___________ 酶处理。载体中卡那霉素抗性基因作为_____________ ,可将含目的基因的受体细胞筛选出来。
(3)从个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定,具体方法是______________ 。
(1)作为基因工程的载体需要具备的条件有
(2)一般用相同的限制酶分别切割含C-V融合基因的DNA片段和载体,目的是
(3)从个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定,具体方法是
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【推荐3】多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸,为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题,研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fat1。培育转fat1基因猪,操作过程如图所示。图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。据图回答下列问题:(1)用PCR技术在体外扩增目的基因时,PCR扩增仪中要加入缓冲液、目的基因、_____ (至少答两点)等。
(2)从图中可知,在构建基因表达载体时,为克服目的基因自身环化(即线性DNA的末端相互连接,变圆环),以及便于目的基因与载体的连接,切割含目的基因的DNA和载体的限制酶应选用_____ 。
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是_____ 。
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期_____ ,以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成的伤害。培养到一定程度后,需要分瓶再继续培养,分瓶后的培养过程称为_____ ,操作时首先用_____ 等处理成细胞悬液。
(5)经检测,fat1基因成功整合在猪基因组DNA后,若想获得该转基因动物,需经过胚胎移植过程,该过程需对受体进行_____ 处理,移植胚胎后需要对受体进行是否_____ 的检查。
(2)从图中可知,在构建基因表达载体时,为克服目的基因自身环化(即线性DNA的末端相互连接,变圆环),以及便于目的基因与载体的连接,切割含目的基因的DNA和载体的限制酶应选用
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期
(5)经检测,fat1基因成功整合在猪基因组DNA后,若想获得该转基因动物,需经过胚胎移植过程,该过程需对受体进行
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【推荐1】[生物——选修3:现代生物科技专题]
研究人员将人工丝蛋白基因导入到蚕卵内,对蚕卵的基因改造获得成功。含有人工丝蛋白的蚕茧发出绿色荧光,比正常的蚕茧更加轻薄。请回答下列问题:
(1)进行转基因操作前,需用_____________ 酶短时处理幼蚕组织,以便获得单个细胞。将人工丝蛋白基因导入到蚕卵体内,常用的方法是_____________ 。
(2)绿色荧光蛋白基因可以作为_____________ ,用于鉴别和筛选蚕卵中是否含有人工丝蛋白基因。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。PCR技术利用的原理是_____________ ,该PCR反应体系的主要成分应该包含扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核苷酸、模板DNA、_____________ 和
_____________ 。
(4)生物反应器培养家蚕细胞时会产生接触抑制,所以培养时通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中,这样可以通过_____________ 来增加培养的细胞数量,也有利于空气交换。
研究人员将人工丝蛋白基因导入到蚕卵内,对蚕卵的基因改造获得成功。含有人工丝蛋白的蚕茧发出绿色荧光,比正常的蚕茧更加轻薄。请回答下列问题:
(1)进行转基因操作前,需用
(2)绿色荧光蛋白基因可以作为
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。PCR技术利用的原理是
(4)生物反应器培养家蚕细胞时会产生接触抑制,所以培养时通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中,这样可以通过
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【推荐2】如图是从酵母菌中获取某植物需要的控制某种酶合成的基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中cDNA文库____ (填“大于”、“等于”或“小于”)基因组文库。
(2)①过程提取的DNA需要____ 的切割,B过程是____ 。
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用____ 扩增的方法,其原理是____ 。
(4)目的基因获取之后,需要进行________ ,其组成必须有______________________________ 以及标记基因等,此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某动物细胞,常采用的方法是____ 。
(1)图中cDNA文库
(2)①过程提取的DNA需要
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用
(4)目的基因获取之后,需要进行
(5)将该目的基因导入某动物细胞,常采用的方法是
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【推荐3】某基因的反义基因可抑制该基因的表达。科学家克隆了乙烯生物合成酶的一种基因,并将该基因的反义拷贝插入番茄的基因组中,得到了利于储存的转基因番茄,过程如图所示。回答下列问题:
(1)提取乙烯生物合成酶的mRNA时,宜选用成熟的番茄果实组织,原因是______ 。以mRNA为模板合成DNA所需要的原料是______ ,合成后再将该基因反向连接到质粒上,即得到基因的反义拷贝。
(2)可以通过______ 技术扩增基因的反义拷贝,但前提是需要提供一段已知基因的反义拷贝的核苷酸序列,以便根据这一序列合成______ 。
(3)将重组质粒导入植物细胞的方法除农杆菌转化法外,还有______ 和______ 。图2所示表达载体中卡那霉素抗性基因的作用是______ 。
(4)根据以上信息分析,转基因番茄比野生型番茄更加有利于保鲜和运输,原因是________________________ 。
(1)提取乙烯生物合成酶的mRNA时,宜选用成熟的番茄果实组织,原因是
(2)可以通过
(3)将重组质粒导入植物细胞的方法除农杆菌转化法外,还有
(4)根据以上信息分析,转基因番茄比野生型番茄更加有利于保鲜和运输,原因是
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【推荐1】异丁醇具有燃值高、能量密度高等优点,其开发和利用对优化我国能源结构和保护环境有非常重要的战略意义。基于酿酒酵母的发酵途径(图甲)和图乙的质粒,研究者构建了一种表达载体pUC18,用于过表达ILV2、ILV5、ILV3、AR010基因,以实现异丁醇的大规模生产。已知氨苄青霉素能抑制细菌细胞壁的形成。据此回答下列问题:
(1)图乙质粒上有多个限制酶切位点,作用是____________ 。研究人员先用pUC18转化经_________ (处理方法)的大肠杆菌,以便筛选、鉴定扩增重组质粒。重组质粒上有_________ ,所以能在大肠杆菌中扩增。
(2)将环状载体pUC18导入酿酒酵母时,一般会将其进行酶切得到线性化载体,随后再将其导入受体细胞。根据所学的知识推测酶切得到线性化载体的目的是______________ 。
(3)提取成功构建的表达载体并导入不能合成组氨酸的酿酒酵母菌株,将菌株接种在培养基中以获得单菌落,该过程称为微生物的______ 培养。培养基中需要添加的物质有_____ (用下列字母填写:a.组氨酸、b.氨苄青霉素、c琼脂)。
(4)异丁醇的大量积累会伤害细胞,研究人员给该工程菌导入一个经改造的光敏蛋白基因,使工程菌对特定的蓝光敏感。进行不同的光照处理,使其在异丁酵产生阶段和生长繁殖阶段进行切换,结果如下图丙所示。
注:5 / 10/ 20h pulse分别代表在黑暗条件下每隔5、10、20h发出15s和65s的蓝光脉冲30min
①对照组的酵母菌需要导入________________ 。
②以葡萄糖为碳源,利用该转基因酿酒酵母进行发酵时,若想进一步提高其异丁醇产量,综合图甲和图丙信息,分别写出进一步优化菌株和工艺的措施(各一点)___________ 。
(1)图乙质粒上有多个限制酶切位点,作用是
(2)将环状载体pUC18导入酿酒酵母时,一般会将其进行酶切得到线性化载体,随后再将其导入受体细胞。根据所学的知识推测酶切得到线性化载体的目的是
(3)提取成功构建的表达载体并导入不能合成组氨酸的酿酒酵母菌株,将菌株接种在培养基中以获得单菌落,该过程称为微生物的
(4)异丁醇的大量积累会伤害细胞,研究人员给该工程菌导入一个经改造的光敏蛋白基因,使工程菌对特定的蓝光敏感。进行不同的光照处理,使其在异丁酵产生阶段和生长繁殖阶段进行切换,结果如下图丙所示。
注:5 / 10/ 20h pulse分别代表在黑暗条件下每隔5、10、20h发出15s和65s的蓝光脉冲30min
①对照组的酵母菌需要导入
②以葡萄糖为碳源,利用该转基因酿酒酵母进行发酵时,若想进一步提高其异丁醇产量,综合图甲和图丙信息,分别写出进一步优化菌株和工艺的措施(各一点)
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【推荐2】乳头瘤病毒(HPV)持续感染可导致宫颈癌发生。科研人员将HPV外壳L1蛋白基因与在人体中不能复制但能有效表达外源基因的痘苗病毒重组,制备新型疫苗。
(1)用痘苗病毒感染鸡胚细胞,一段时间后洗去吸附的病毒,将鸡胚细胞转入液体培养基中培养,培养基中加入适量抗生素以避免_____________ 。在培养基中加入L1蛋白基因与质粒连接构建的重组质粒,使L1蛋白基因与_____________ 在鸡胚细胞内发生DNA重组,得到重组病毒疫苗。依据L1基因序列设计引物扩增重组病毒DNA,以检测______________________ 。
(2)为研究重组疫苗的保护作用,将生长发育状况一致的小鼠随机均分为三组,1组注射用PBS缓冲液配制的重组病毒疫苗100μL,2组注射_____________ 作为对照,3组注射_____________ 作为空白对照。
(3)给上述三组小鼠皮下注射C3细胞(含有HPV基因的癌细胞),观察、记录小鼠成瘤情况,结果如下。
据实验结果分析,尽管各组小鼠都可成瘤,但实验组小鼠__________________________ ,说明重组病毒疫苗具有一定的免疫保护作用。接种重组病毒疫苗的小鼠体内表达_____________ 作为抗原,刺激机体产生特异性免疫。皮下注射C3细胞时,HPV引起_____________ 细胞迅速增殖、分化,产生大量抗体,从而起到免疫保护作用。根据免疫学知识,注射疫苗后,只有诱发出机体的_____________ 免疫,才能有效清除癌细胞。
(4)若欲检验重组病毒疫苗是否有治疗作用,对小鼠进行的处理最恰当的是_____________ (选填下列字母)。
a.先注射HPV病毒,一段时间后注射重组病毒疫苗
b.先注射重组病毒疫苗,一段时间后再注射HPV病毒
c.先注射C3细胞,一段时间后注射重组病毒疫苗
d.先注射重组病毒疫苗,一段时间后再注射C3细胞
(1)用痘苗病毒感染鸡胚细胞,一段时间后洗去吸附的病毒,将鸡胚细胞转入液体培养基中培养,培养基中加入适量抗生素以避免
(2)为研究重组疫苗的保护作用,将生长发育状况一致的小鼠随机均分为三组,1组注射用PBS缓冲液配制的重组病毒疫苗100μL,2组注射
(3)给上述三组小鼠皮下注射C3细胞(含有HPV基因的癌细胞),观察、记录小鼠成瘤情况,结果如下。
组别 | 各组平均瘤重(g) |
1 | 0.192 |
2 | 0.347 |
3 | 0.916 |
据实验结果分析,尽管各组小鼠都可成瘤,但实验组小鼠
(4)若欲检验重组病毒疫苗是否有治疗作用,对小鼠进行的处理最恰当的是
a.先注射HPV病毒,一段时间后注射重组病毒疫苗
b.先注射重组病毒疫苗,一段时间后再注射HPV病毒
c.先注射C3细胞,一段时间后注射重组病毒疫苗
d.先注射重组病毒疫苗,一段时间后再注射C3细胞
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【推荐3】H1N1为单链RNA病毒,感染人类会引发甲型流感。对H1N1进行基因组测序,发现HA基因是该病毒的一种特征基因。可通过检测HA基因来检测待测标本中H1N1的含量,过程如下图所示。回答下列问题。
(1)RNA和DNA在化学组成上的区别是__________________________ 。
(2)对H1N1进行基因组测序是测定RNA的__________ 序列。
(3)在过程①和②中,需分别向反应体系加___________ 酶和_________________ 酶。
(4)过程②中对HA基因对应的cDNA序列进行扩增,需设计_____ 种引物。反应体系中加入dATP、dTTP、dCTP和dGTP的作用是________________________ 。
(5)反应体系中含有荧光物质,每扩增形成一条DNA链,就会出现一定强度的荧光信号。 现欲检测两个标本中H1N1的含量,可在荧光强度达到某一设定值时,观察比较两个反应体系扩增循环的次数,若某个标本的循环次数较少,则其H1N1含量较____________ 。检测HA基因还可以采用分子杂交技术。制备用放射性同位素标记的、与目的基因互补的核酸序列作为_________________ ,与待测标本中提取的总RNA杂交,若观察到_____________ , 则表明标本中存在HA基因。
(1)RNA和DNA在化学组成上的区别是
(2)对H1N1进行基因组测序是测定RNA的
(3)在过程①和②中,需分别向反应体系加
(4)过程②中对HA基因对应的cDNA序列进行扩增,需设计
(5)反应体系中含有荧光物质,每扩增形成一条DNA链,就会出现一定强度的荧光信号。 现欲检测两个标本中H1N1的含量,可在荧光强度达到某一设定值时,观察比较两个反应体系扩增循环的次数,若某个标本的循环次数较少,则其H1N1含量较
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