S蛋白是新冠病毒(SARS-COV-2)感染机体的关键组分,也是研制新冠疫苗的关键起点。两种针对新冠病毒疫苗的操作过程如下:
I.基因工程疫苗:S蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→S蛋白→人体
Ⅱ.腺病毒载体重组疫苗:蛋白基因→上呼吸道腺病毒基因表达载体→人体
(1)已知S蛋白的氨基酸序列,采用___________ 方法得到S蛋白基因,并采用PCR技术扩增S蛋白基因。采用该方法得到的S蛋白基因碱基排列顺序可以有多种,理由是___________ 。
(2)S蛋白的基因表达载体的组成除了启动子、S蛋白基因和终止子之外,还需具有的结构是___________ ,其作用是___________ 。
(3)生产基因工程疫苗时,基因表达载体中目的基因的首端必须含有使其仅能在大肠杆菌细胞中特异性表达的___________ 。当其与___________ 识别和结合,才能驱动转录过程,最终翻译成功。
(4)生产腺病毒载体重组疫苗时,利用缺失E1基因的腺病毒(E1基因是腺病毒基因组复制的关键基因)来制备的疫苗的优点是___________ 。
I.基因工程疫苗:S蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→S蛋白→人体
Ⅱ.腺病毒载体重组疫苗:蛋白基因→上呼吸道腺病毒基因表达载体→人体
(1)已知S蛋白的氨基酸序列,采用
(2)S蛋白的基因表达载体的组成除了启动子、S蛋白基因和终止子之外,还需具有的结构是
(3)生产基因工程疫苗时,基因表达载体中目的基因的首端必须含有使其仅能在大肠杆菌细胞中特异性表达的
(4)生产腺病毒载体重组疫苗时,利用缺失E1基因的腺病毒(E1基因是腺病毒基因组复制的关键基因)来制备的疫苗的优点是
更新时间:2022-01-18 00:08:38
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名校
【推荐1】回答下列有关基因工程的问题。苜蓿俗称金花菜,上海人称草头,营养价值很高。但是病菌往往威胁着苜蓿的生长。为提高产量,研究人员将溶菌酶基因(LYZ基因)与Ti-质粒重组,通过农杆菌介导,成功获得了抗病苜蓿。(过程如下图一所示),请回答下列有关问题:
(1)图示基因工程中为了目的基因能与Ti-质粒重组,步骤③应选取限制酶________ 切割目的基因。
(2)若选用上题中的限制酶切割目的基因,则形成的重组DNA可被下列哪些限制酶识别并酶切________。
(3)步骤④是筛选含目的基因的农杆菌,具体操作为配制分别含氨苄青霉素、新霉素的培养基甲、乙,通过稀释平板涂布法将农杆菌接种到甲培养基中培养,一段时间后,利用“影印法”把甲培养基的菌落接种到乙培养基的相同位置培养,比较甲、乙培养基上的菌落数量和位置。试在下图二中圈出含目的基因的农杆菌菌落。
(4)下列有关基因工程中运载体的描述,正确的是________。
(5)依据所学知识,比较农杆菌和苜蓿细胞并填写下表:(填“有”或“无”)
①________ ;②________ ;③________ ;④________ ;⑤________ ;⑥________ ;⑦________ ;⑧________ 。
(1)图示基因工程中为了目的基因能与Ti-质粒重组,步骤③应选取限制酶
(2)若选用上题中的限制酶切割目的基因,则形成的重组DNA可被下列哪些限制酶识别并酶切________。
A.BamHⅠ | B.HindⅢ | C.BclⅠ |
(4)下列有关基因工程中运载体的描述,正确的是________。
A.能够在受体细胞中复制并稳定保存是运载体的必备条件之一 |
B.一种运载体只能运载一种目的基因 |
C.基因工程中使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等 |
D.质粒的复制可以在受体细胞外完成 |
染色体 | RNA | 核膜 | 细胞壁 | |
农杆菌 | ① | ② | ③ | ④ |
苜蓿细胞 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
①
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【推荐2】大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列位于该质粒的lacZ基因中,lacZ基因中如果没有插入外源基因,lacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶,当培养基中含有IPTG和X- gal时,X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落;如果lacZ基因中插入了外源基因,带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶,培养基中的X-gal不会被水解成蓝色,大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。右图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题:
(1)作为受体大肠杆菌应___________ 以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理(增加其细胞壁的通透性)过的受体大肠杆菌,置于试管Ⅱ中,并加入__________________ 。
(2)图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入____________________ 等物质,用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养,以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒,请预测菌落的颜色,并分析结果
①______________________________________________________________________ 。
②_____________________________________________________________________ 。
(1)作为受体大肠杆菌应
(2)图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入
(3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养,以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒,请预测菌落的颜色,并分析结果
①
②
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名校
【推荐3】巴斯德毕赤酵母菌是一种甲醇营养型酵母,能以甲醇作为唯一碳源。启动子(5′AOX1)可在甲醇的诱导下,使外源基因在该种毕赤酵母菌中得到高效表达。现拟利用此酵母菌生产人胰岛素,请分析并回答下列问题:
(1)由于5′AOX1的首端及其上游碱基序列未知,因此在利用PCR技术扩增5′AOX1之前,进行了下图所示的处理,据图回答:①过程使用的两种酶是___________ ,②过程利用___________ (填“酶1”或“酶2”)完成。若用酶1和酶2同时切割片段2和片段3并将其产物分别进行电泳,得到的条带___________ (填“相同”或“不相同”)。
(2)引物的作用是___________ 。片段3经过三轮复制后,产生的8个双链DNA片段有___________ 种。
(3)基因表达载体中,5′AOX1应位于人胰岛素基因的___________ ,是___________ 识别与结合的部位。为使人胰岛素基因在毕赤酵母菌中高效表达,培养基中应添加诱导物___________ 。
(1)由于5′AOX1的首端及其上游碱基序列未知,因此在利用PCR技术扩增5′AOX1之前,进行了下图所示的处理,据图回答:①过程使用的两种酶是
(2)引物的作用是
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解题方法
【推荐1】基因工程的许多研究成果已经对医药领域产生了深刻的影响,并将更广泛的给临床医学应用带来革命,改善人类健康状况。回答下列问题:
(1)研究人员已经可以利用转基因牛的乳腺生物反应器和膀胱生物反应器生产一些医药产品。构建上述生物反应器的核心步骤为______ 。为使药用蛋白基因在乳腺细胞或膀胱上皮细胞中特异性表达,应将该基因拼接在特定的______ 后面。两类反应器中,膀胱生物反应器更具有生产上的优越性,除了尿液提取简便高效外,______ 也是原因之一。
(2)制药行业利用工程菌生产药物,常选大肠杆菌作为受体细胞,一般先用______ 处理大肠杆菌细胞,目的是______ 。理论上制备能分泌生长激素的“工程菌株”时,酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞,从细胞结构与功能的角度分析,原因是______ 。
(3)囊性纤维化病是一种遗传病,科学家们设计出基因治疗方法,利用经过修饰的腺病毒作为______ ,将治疗囊性纤维化病的正常基因转入患者的肺组织中。在基因治疗的过程中,常用的两种酶有______ 和______ 。
(1)研究人员已经可以利用转基因牛的乳腺生物反应器和膀胱生物反应器生产一些医药产品。构建上述生物反应器的核心步骤为
(2)制药行业利用工程菌生产药物,常选大肠杆菌作为受体细胞,一般先用
(3)囊性纤维化病是一种遗传病,科学家们设计出基因治疗方法,利用经过修饰的腺病毒作为
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【推荐2】抗虫的转基因植物,含有Bt蛋白,也叫毒蛋白,Bt蛋白本身其实没有任何毒性,但是鳞翅目幼虫的肠道壁上有一种特别的蛋白,喜欢与Bt蛋白结合,引起肠道壁穿孔,导致幼虫死亡。
(1)抗虫植物的抗虫效果与Bt蛋白的表达量直接相关,可通过制备_________ 作为特异探针对Bt蛋白表达量进行检测。
(2)将Bt蛋白基因导入植物细胞的的方法有农杆菌转化法和______________ 等。在农杆菌转化过程中,防止农杆菌过度生长是转基因成败的重要环节。因此植物材料和农杆菌共同培养结束后,转化组织需要________ 处理,选择合适的抗生素和浓度很关键。光电比色法可用于细菌细胞密度的测定,OD600指的是某种溶液在600nm波长处的吸光值。吸光值与溶液中吸光物质的浓度呈正比,通常用于细菌细胞密度(OD600)测量,在测量过程中,要保持溶液中的细菌处于________ 状态。由图可知,________ 对农杆菌有很好的抑制效果;当浓度为300mg/L时,OD600降为0,说明________________ 。
注:Cef(头孢霉素),Carb(羧苄青霉素)
(3)转基因食品的安全一直为人们所担忧但大量的研究表明该抗虫的转基因植物对人体并没有任何伤害,原因是________________ 。
(1)抗虫植物的抗虫效果与Bt蛋白的表达量直接相关,可通过制备
(2)将Bt蛋白基因导入植物细胞的的方法有农杆菌转化法和
注:Cef(头孢霉素),Carb(羧苄青霉素)
(3)转基因食品的安全一直为人们所担忧但大量的研究表明该抗虫的转基因植物对人体并没有任何伤害,原因是
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【推荐3】自从1996年美国ABI公司发明第一台荧光定量PCR仪以来,PCR技术和应用从定性向定量快速发展。这种快速、灵敏的基因体外扩增技术与多种分子生物学手段相配合可以检出大部分已知的基因突变、基因缺失、染色体错位等,PCR技术日益成为遗传病诊断最有效、最可靠的方法之一、根据PCR技术和基因工程的相关知识,回答以下问题:
(1)PCR是_____ 的缩写,这项技术是由穆里斯等人发明,于1993年获得诺贝尔化学奖。
(2)PCR的原理和做法并不难,利用_____ 的原理,在PCR扩增仪中加入_____ 等物质完成相关序列的复制。(至少写3种)
(3)PCR技术有变性→复性→延伸过程,其经历_____ 次升温,1次降温,降温的作用是_____ 。
(4)通过PCR可获得目的基因,用于构建基因表达载体生产药物,如:乳腺生物反应器,需将_____ 与_____ 等调控组件重组在一起,通过显微注射的方法,导入哺乳动物的_____ 中进行培育。
(5)检验目的基因是否导入受体细胞,可用DNA分子杂交技术,以_____ 为探针,使探针与基因组DNA杂交,观察是否出现杂交带。
(1)PCR是
(2)PCR的原理和做法并不难,利用
(3)PCR技术有变性→复性→延伸过程,其经历
(4)通过PCR可获得目的基因,用于构建基因表达载体生产药物,如:乳腺生物反应器,需将
(5)检验目的基因是否导入受体细胞,可用DNA分子杂交技术,以
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【推荐1】由新冠病毒引起的肺炎在全球范围内迅速蔓延,该病患者多表现为发热、乏力和干咳,并逐渐出现呼吸困难等症状。回答下列问题∶
(1)新冠病毒侵入人体后,首先由__ 免疫发挥作用,阻止其散播,若其进入细胞内,则由_____ 免疫发挥作用,使其释放,该过程属于____ (填“细胞凋亡”或“细胞坏死”)。
(2)某患者体温升高过程中,____ (激素名称)分泌增加,产热量___ (填“大于”、“等于”或“小于”)散热量。当出现呼吸困难时,导致___ (填神经中枢名称)的兴奋性发生变化。
(3)新冠肺炎肆虐期间,许多白衣战士奔向一线,长时间不进食不喝水,争分夺秒,抢救生命。在此期间他们体内血糖含量将_____ ,血糖的主要来源是_____ ,细胞外液渗透压将___ ,抗利尿激素分泌量______ 。
(1)新冠病毒侵入人体后,首先由
(2)某患者体温升高过程中,
(3)新冠肺炎肆虐期间,许多白衣战士奔向一线,长时间不进食不喝水,争分夺秒,抢救生命。在此期间他们体内血糖含量将
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【推荐2】2020年初,一场突如其来的新冠肺炎疫情席卷全球200多个国家和地区,新冠肺炎也被认为是近百年来人类遭受的影响范围最广的全球性大流行病。我国在与疫情抗击的过程中表现出了大国的实力和担当,在有力防控本国疫情的同时还向其他国家和组织伸出了援助之手。新冠肺炎是由新型冠状病毒(简称新冠病毒)引起的。研究病毒的结构、病毒侵染人体细胞的过程及其传播途径有利于有效防治病毒感染和控制疾病的蔓延。
(1)病毒没有细胞结构,一般由蛋白质和核酸组成。病毒________ (填“属于”或“不属于”)基本的生命系统,理由是________ 。
(2)下图为新冠病毒的结构。若构成其遗传物质的单体的化学组成中含有G,则该单体的名称为________ 。若构成其外壳的某个单体的化学组成中含有两个羧基,则这两个羧基的位置可以表述为________ 。
(3)新冠病毒之所以能够侵入人体,必须借助其表面棘突蛋白与人体细胞表面的血管紧张素转化酶勾连形成的复合体。已知棘突蛋白是由肽链通过一定化学键形成的三聚体,其能够识别并介导与宿主细胞的融合。血管紧张素转化酶是由肽链通过一定化学键形成的二聚体,其含有与棘突蛋白相互识别的界面,能引发血管收缩。结合蛋白质结构多样性的原因推测棘突蛋白和血管紧张素转化酶功能不同的原因是________ 。
(4)新冠病毒侵染人体细胞时,只有RNA进入宿主细胞内。一段时间后,宿主细胞中合成了大量相同的新冠病毒的RNA和蛋白质,由此可推测________ 。
(5)目前全球的新冠疫情仍处于不断蔓延的状态,我国也先后在多地出现了疫情爆发的情况。现今发现的新冠病毒有α、β、γ、δ等多种类型,经专家对病毒RNA测序后确定近几个月侵染我国的新冠病毒多数是δ毒株,专家做出判断的依据是__________ 。
(1)病毒没有细胞结构,一般由蛋白质和核酸组成。病毒
(2)下图为新冠病毒的结构。若构成其遗传物质的单体的化学组成中含有G,则该单体的名称为
(3)新冠病毒之所以能够侵入人体,必须借助其表面棘突蛋白与人体细胞表面的血管紧张素转化酶勾连形成的复合体。已知棘突蛋白是由肽链通过一定化学键形成的三聚体,其能够识别并介导与宿主细胞的融合。血管紧张素转化酶是由肽链通过一定化学键形成的二聚体,其含有与棘突蛋白相互识别的界面,能引发血管收缩。结合蛋白质结构多样性的原因推测棘突蛋白和血管紧张素转化酶功能不同的原因是
(4)新冠病毒侵染人体细胞时,只有RNA进入宿主细胞内。一段时间后,宿主细胞中合成了大量相同的新冠病毒的RNA和蛋白质,由此可推测
(5)目前全球的新冠疫情仍处于不断蔓延的状态,我国也先后在多地出现了疫情爆发的情况。现今发现的新冠病毒有α、β、γ、δ等多种类型,经专家对病毒RNA测序后确定近几个月侵染我国的新冠病毒多数是δ毒株,专家做出判断的依据是
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(0.65)
【推荐3】2020年以来,由一种新冠病毒(2019-nCoV)引起的急性传染病一新冠肺炎(COVID-19),在世界各国蔓延,新冠肺炎患者主要表现为发热、乏力、干咳、腹泻等症状,重症患者发病后会出现呼吸困难和低氧血症,表现出呼吸急促。已知哺乳动物血液中CO2和O2浓度变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,下图展示了血液中CO2浓度增高引起的调节过程。据此回答下列问题。
(1)人体热量的来源主要是细胞中______________ ,感染新型冠状病毒后的人会出现发热,机体出现的变化之一是皮下毛细血管____________________________ 。
(2)腹泻会导致人体失水,当体内失水过多时,细胞外液渗透压______________ (填“升高”或“降低”),刺激位于下丘脑的渗透压感受器,引起______________ 释放抗利尿激素,以促进机体对水分的重吸收。
(3)新冠病毒能侵染肺部细胞,导致肺部呼吸困难,机体产生的CO2不能及时排出,从而导致血液中CO2浓度增加,CO2浓度升高会刺激外周化学感受器和中枢化学感受器,通过神经调节引起呼吸急促,请结合图中信息写出此神经调节过程中由外周化学感受器参与的反射弧:______________ ,该反射的呼吸中枢位于______________ 中。
(4)正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,请再举一例:_______________________ 。
(1)人体热量的来源主要是细胞中
(2)腹泻会导致人体失水,当体内失水过多时,细胞外液渗透压
(3)新冠病毒能侵染肺部细胞,导致肺部呼吸困难,机体产生的CO2不能及时排出,从而导致血液中CO2浓度增加,CO2浓度升高会刺激外周化学感受器和中枢化学感受器,通过神经调节引起呼吸急促,请结合图中信息写出此神经调节过程中由外周化学感受器参与的反射弧:
(4)正常情况下,呼吸运动既能受到意识的控制,也可以自主进行,这反映了神经系统的分级调节,请再举一例:
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