第一代“黄金大米”源自科学家的人道计划,可防止发展中贫困人群维生素A缺乏的现状。在普通大米中转入两个合成β-胡萝卜素所需的外源基因,来自水仙花中的八氢番茄红素合酶基因(psy基因)和细菌的胡萝卜素脱饱和酶基因(crtI基因),使水稻胚乳中富含β-胡萝卜素。回答下列问题:
(1)这项研究中的目的基因是__________________ ,获取目的基因常用的两种方法是_____________________ 。
(2)科学家在培育过程中构建了质粒载体pSYN12424,此基因表达载体除目的基因、标记基因外,它还必须有_______________________________ 等;pSYN12424质粒中有pmi基因(该基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长),pmi基因上一般不能含有该实验使用的限制酶的识别序列,原因是____________________ 。
(3)“黄金大米”这一实例说明基因产物与性状的关系是___________________________________________ 。
(4)为了增加大米中β-胡萝卜素的产量,2005年科学家研制了第二代黄金大米,需要将来自水仙花的psy基因替换成来自玉米的psy基因,已知:①细胞内本身原有修复DNA切口的酶;②某“向导”短链RNA能精准找到水仙花的psy基因并结合;③核酸酶Cas9能切割“向导”RNA结合的水仙花的psy基因;请你简要写出科学家成功将水稻细胞中水仙花psy基因编辑成玉米psy基因的过程。___________________________________________ 。
(1)这项研究中的目的基因是
(2)科学家在培育过程中构建了质粒载体pSYN12424,此基因表达载体除目的基因、标记基因外,它还必须有
(3)“黄金大米”这一实例说明基因产物与性状的关系是
(4)为了增加大米中β-胡萝卜素的产量,2005年科学家研制了第二代黄金大米,需要将来自水仙花的psy基因替换成来自玉米的psy基因,已知:①细胞内本身原有修复DNA切口的酶;②某“向导”短链RNA能精准找到水仙花的psy基因并结合;③核酸酶Cas9能切割“向导”RNA结合的水仙花的psy基因;请你简要写出科学家成功将水稻细胞中水仙花psy基因编辑成玉米psy基因的过程。
更新时间:2022-02-17 18:56:48
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解题方法
【推荐1】某植株(2n=16)花色有黄色、白色2种,由两对基因B、b(位于2号染色体)和D、d(位于3号染色体)共同决定,生理机制如图1。将黄花和白花植株个体杂交,F1白色:黄色=3:1,取F1中一株白色个体自交,F2中白色:黄色=13:3。回答下列问题:____________ ,两对基因通过控制____________ ,进而控制植株的花色。
(2)亲本的基因型是____________ ,F1中白花植株的基因型有____________ 种。
(3)研究发现,该植物体易被真菌感染,将抗真菌的基因E导入图2个体中,获得白花抗真菌植株,未插入的等位基因位置用e表示。每个植株的生殖力相同,子代的存活率相同。若要探究E基因插入的位置,写出实验思路并预期实验结果及结论。____________ 。
预期实验结果及结论:
①若子代的表型及其比例为白花抗真菌:黄花抗真菌:白花不抗真菌=9:3:4,则E基因与图2中B或d基因连锁;
②若子代的表型及其比例为_____________ ,则E基因与2号染色体上的b基因连锁;
③若子代的表型及其比例为_____________ ,则E基因与3号染色体上的D基因连锁;
④若子代的表型及其比例为白花抗真菌:黄花抗真菌:白花不抗真菌:黄花不抗真菌=39:9:13:3,则E基因不位于2、3号染色体上。
(2)亲本的基因型是
(3)研究发现,该植物体易被真菌感染,将抗真菌的基因E导入图2个体中,获得白花抗真菌植株,未插入的等位基因位置用e表示。每个植株的生殖力相同,子代的存活率相同。若要探究E基因插入的位置,写出实验思路并预期实验结果及结论。
预期实验结果及结论:
①若子代的表型及其比例为白花抗真菌:黄花抗真菌:白花不抗真菌=9:3:4,则E基因与图2中B或d基因连锁;
②若子代的表型及其比例为
③若子代的表型及其比例为
④若子代的表型及其比例为白花抗真菌:黄花抗真菌:白花不抗真菌:黄花不抗真菌=39:9:13:3,则E基因不位于2、3号染色体上。
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【推荐2】豌豆种子的圆粒和皱粒是一对相对性状,分别由基因A和基因a控制。下图表示圆粒和皱粒的产生机理,回答下列问题:
(1)基因A和基因a互为_____________ 基因,它们的根本区别在于____________________________ 。
(2)过程②表示基因A插入了一段碱基序列,导致基因A发生了__________ (填变异类型)。自然状态下,豌豆发生这种变异的频率比较________ (填“高”或“低”),这种变异的意义是_____________________ 。
(3)除图中显示的方式外,基因控制性状的方式还有__________ 。
(4)一定条件下,亚硝酸使某DNA分子一条链上的某个腺嘌呤(A)变为了次黄嘌呤(I),而I可以与U、A,C配对,该DNA至少复制___________________ 次后,会由I-T碱基对变为G-C碱基对。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/1/85d3cd5d-d2fe-4f42-8aa5-2a2628e71922.png?resizew=503)
(1)基因A和基因a互为
(2)过程②表示基因A插入了一段碱基序列,导致基因A发生了
(3)除图中显示的方式外,基因控制性状的方式还有
(4)一定条件下,亚硝酸使某DNA分子一条链上的某个腺嘌呤(A)变为了次黄嘌呤(I),而I可以与U、A,C配对,该DNA至少复制
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【推荐3】“端稳中国碗,装满中国粮”。为了育好中国种子,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。某雌雄异花的二倍体作物的甜度由两对等位基因(A/a、B/b)决定。为研究其甜度的相关代谢途径,育种工作者选择甲、乙、丙三个纯合品系进行杂交实验,其中甲为不甜品系,乙和丙为高甜度品系,杂交结果见表。若不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,请回答下列问题:
(1)根据杂交组合________ (填“一”“二”或“三”)可判断该性状的遗传遵循自由组合定律,理由是_____ 。
(2)杂交组合二中亲本的基因型分别为_______ ,若让该组F2所有个体自由交配得F3,则F3的表型及比例为_______ 。
(3)杂交组合三的F2中表现为高甜的植株基因型有________ 种。这些高甜品种的高甜性状通过自交____ (填“能”或“不能”)稳定遗传,理由是______ 。
(4)结合上述分析,下图中能解释该二倍体作物甜度的代谢途径有_______ (填序号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/22/b7e6451b-1441-41ae-b7e6-9330973ec5b4.png?resizew=505)
注:B不完全抑制b的表达
杂交组合 | F1表型 | F2表型 | |
一 | 甲×乙 | 不甜 | 1/4高甜,3/4不甜 |
二 | 甲×丙 | 微甜 | 1/4高甜,1/2微甜,1/4不甜 |
三 | 乙×丙 | 微甜 | 7/16高甜;3/8微甜,3/16不甜 |
(1)根据杂交组合
(2)杂交组合二中亲本的基因型分别为
(3)杂交组合三的F2中表现为高甜的植株基因型有
(4)结合上述分析,下图中能解释该二倍体作物甜度的代谢途径有
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/22/b7e6451b-1441-41ae-b7e6-9330973ec5b4.png?resizew=505)
注:B不完全抑制b的表达
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【推荐1】人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,只能从血浆中制备。下图为培育转基因奶牛获得人血清白蛋白(HSA)的流程。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/9/a0603b2c-1653-43e6-9ea6-a31559907e45.png?resizew=429)
(1)为了在短时间内获得大量HSA基因,可以采用___________ 技术。
(2)过程①常用__________ 法。在过程②进行之前,需对早期胚胎进行性别鉴定,可取胚胎细胞进行DNA分析,其采用的基因探针来自__________ (填“常”或“性”)染色体。
(3)为了使HSA基因只在转基因奶牛乳腺细胞中表达,则构建基因表达载体时需要借助DNA连接酶在HSA基因前接上________________ 。
(4)检测牛奶中是否含有人血清白蛋白,可采用________ 技术。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/9/a0603b2c-1653-43e6-9ea6-a31559907e45.png?resizew=429)
(1)为了在短时间内获得大量HSA基因,可以采用
(2)过程①常用
(3)为了使HSA基因只在转基因奶牛乳腺细胞中表达,则构建基因表达载体时需要借助DNA连接酶在HSA基因前接上
(4)检测牛奶中是否含有人血清白蛋白,可采用
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【推荐2】科研人员将酵母菌的海藻糖合成酶(TPS)基因转入小麦中,以期获得具备抗旱特性的小麦。图1表示载体和预期基因表达载体的结构(注:Bar基因是抗除草剂基因),图2标注TPS基因的酶切位点以及引物结合的可能情况。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/a677a662-ccf7-41bc-9615-f5d9e74c9e8c.png?resizew=613)
(1)PCR技术中的引物可以使DNA聚合酶能够从引物的____________ 端开始连接脱氧核苷酸,本实验可选择的引物组合为____________ (用图2中数字表示)。为了方便构建重组质粒,所用一对引物的一端需要分别加上____________ 酶(填图1中限制酶的名称)的识别序列。
(2)基因表达载体转入细胞后,在获得的植株叶片上涂抹除草剂,共获得7株待测个体。现对筛选出的个体进行DNA水平的检测。请填写表格,完成实验:
(3)基于上述实验结果,____________ (填“能”或“不能”)判定编号3、6植株转基因抗旱小麦研制成功,原因是_________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/a677a662-ccf7-41bc-9615-f5d9e74c9e8c.png?resizew=613)
(1)PCR技术中的引物可以使DNA聚合酶能够从引物的
(2)基因表达载体转入细胞后,在获得的植株叶片上涂抹除草剂,共获得7株待测个体。现对筛选出的个体进行DNA水平的检测。请填写表格,完成实验:
组别 | 植株编号1-7 | 对照组1 | 对照组2 |
模板 | 1-7植株DNA | 普通小麦DNA | |
PCR体系中其他物质 | 缓冲液(添加Mg2+)、水、引物、4种脱氧核苷酸、 | ||
电泳结果 | 编号1、2、4、5、7植株无条带 编号3、6植株有条带 | 有条带 |
(3)基于上述实验结果,
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【推荐3】如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/15/2700460588482560/2703167810789376/STEM/a3943397ca60440bb438274a9432c86a.png?resizew=653)
请回答:
(1)A→B利用的技术称为_________________ ,其中②过程需要_______________ 酶才能完成。
(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程,该过程为构建______________ ,该过程中,要将目的基因插入Ti质粒的__________ 中。
(3)上述流程示意图中,将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是________________ 法。
(4)欲确定抗虫基因是否整合G的染色体DNA上,可以用________________ 技术来检测。如果抗虫基因导入成功,且与某条染色体的DNA整合起来,该转基因抗虫棉可视为杂合子,将该转基因抗虫棉自交一代,预计后代中抗虫植株占________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/15/2700460588482560/2703167810789376/STEM/a3943397ca60440bb438274a9432c86a.png?resizew=653)
请回答:
(1)A→B利用的技术称为
(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程,该过程为构建
(3)上述流程示意图中,将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是
(4)欲确定抗虫基因是否整合G的染色体DNA上,可以用
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【推荐1】酵母是一种能够引发有机源或者动物源物质发酵的真菌,它有许多分类,其中酿酒酵母是知名度最高、也是与人类关系最广泛的一种酵母。
(1)用酿酒酵母研究细胞呼吸方式实验中,当产生的气体含量大于吸收气体含量,可判定其呼吸方式是________ 。
(2)用酿酒酵母发面,需要控制温度25-30℃,时间控制4小时以内,若温度稍高就会出现酸味,其原因是________ 。
(3)用酿酒酵母产葡萄酒,其装置的充气口需要安装过滤装置,目的是___________ 。
(4)用酿酒酵母生产疫苗,目前已经成功生产乙肝疫苗(乙肝病毒为DNA病毒)、狂犬疫苗等,通过基因工程制备乙肝疫苗的相关图示如下,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/2/2949365055799296/2950251566473216/STEM/a056d9cc-e628-476c-b64f-a93b65712a17.png?resizew=463)
①可以通过提取感染乙肝病毒细胞中mRNA来获取目的基因,需要的酶是__________ ,如果需要制备DNA疫苗,需要用到的仪器是__________ 。
②用酵母菌作受体比大肠杆菌好的原因是__________ 。
③根据图乙和丙分析,应该选择的最好酶切位点是__________ ,在添加卡那霉素和四环素的培养基中有少量菌落,说明了__________ 。
(1)用酿酒酵母研究细胞呼吸方式实验中,当产生的气体含量大于吸收气体含量,可判定其呼吸方式是
(2)用酿酒酵母发面,需要控制温度25-30℃,时间控制4小时以内,若温度稍高就会出现酸味,其原因是
(3)用酿酒酵母产葡萄酒,其装置的充气口需要安装过滤装置,目的是
(4)用酿酒酵母生产疫苗,目前已经成功生产乙肝疫苗(乙肝病毒为DNA病毒)、狂犬疫苗等,通过基因工程制备乙肝疫苗的相关图示如下,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/2/2949365055799296/2950251566473216/STEM/a056d9cc-e628-476c-b64f-a93b65712a17.png?resizew=463)
①可以通过提取感染乙肝病毒细胞中mRNA来获取目的基因,需要的酶是
②用酵母菌作受体比大肠杆菌好的原因是
③根据图乙和丙分析,应该选择的最好酶切位点是
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【推荐2】促卵泡素(FSH)是垂体合成和分泌的一种促性腺徵累,其化学本质是糖蛋白,包括1个α亚基和一个β亚基。FSH分泌不足或缺乏是动物不育的原因之一。抗FSH抗体可用于测定血液中FSH含量。下图表示抗FSH单克隆抗体的制备过程。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/19/ad69e411-5e6e-4ff5-9b7c-bd5493dd5bc3.png?resizew=541)
(1)过程①的总RNA是从奶牛的____________ (填“下丘脑”“垂体”或“性腺”)细胞中提取的,再通过逆转录合成cDNA,cDNA与对应的DNA片段相比,cDNA的特点是____________ (答出1点)。
(2)将目的基因导入受体细胞前,常用Ca2+处理受体细菌,目的是____________ 。
(3)在制备抗FSH单抗的过程中,过程③提取的FSHβ亚基作为____________ 注射给小鼠,引发小鼠产生特异性免疫反应。用FSHβ亚基多次免疫小鼠,目的是获得_____________ 。过程⑤可采用体外培养或____________ ,以获得抗FSH的单克隆抗体。
(4)获得的抗FSH单克隆抗体只能测定血液中FSH含量,而不能检测其他的糖蛋白激素原因是_____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/19/ad69e411-5e6e-4ff5-9b7c-bd5493dd5bc3.png?resizew=541)
(1)过程①的总RNA是从奶牛的
(2)将目的基因导入受体细胞前,常用Ca2+处理受体细菌,目的是
(3)在制备抗FSH单抗的过程中,过程③提取的FSHβ亚基作为
(4)获得的抗FSH单克隆抗体只能测定血液中FSH含量,而不能检测其他的糖蛋白激素原因是
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【推荐3】绿原酸、类黄酮物质属于烟草的次生代谢产物,具抗衰老、预防心脑血管疾病等功效。烟草酰基转移酶(NtHCT)是一种在烟草次生代谢中进行酰基化修饰的蛋白。为研究NtHCT是否参与烟草绿原酸和类黄酮物质的合成,有人构建了pCXSN-NtHCT超量表达载体,并将其导入到野生型烟草中,获得NtHCT稳定高表达的转基因烟草。
(1)提取烟草叶片细胞中总RNA,以其为模板在______ 酶的作用下得到总cDNA,可以设计特异性引物通过PCR从总cDNA中专一性的扩增出NtHCT基因的cDNA,原因是_______ 。
(2)扩增NtHCT基因时,需在上、下游引物中分别加入限制酶_______ 的识别序列,以便与图所示质粒pCXSN构建正确连接的超量表达载体。将该载体转入农杆菌中,通过_______ 法使NtHCT基因整合到受体细胞的染色体DNA上,进而获得转NtHCT基因的烟草。从功能上分析,图中的卡那霉素基因将作为______ ,用于NtHCT基因的检测与鉴定。
由表可知,NtHCT能够促进烟草的绿原酸和类黄酮物质的合成,依据是______ 。
(4)研究人员对NtHCT的催化中心结构进行分析,推测将第105位的甘氨酸替换为组氨酸,可以大幅提高其催化效率。请完善下列利用蛋白质工程对NtHCT进行改造的基本思路:
提高NtHCT的催化活性→推测将第105位的丙氨酸替换为组氨酸→______ →获得NtHCT→______ 。
(1)提取烟草叶片细胞中总RNA,以其为模板在
(2)扩增NtHCT基因时,需在上、下游引物中分别加入限制酶
样品编号 | 绿原酸(μg/g) | 芦丁(μg/g) | 山柰酚芸香苷(μg/g) |
SS | 283.2 | 12.6 | 11.7 |
1 | 1791.5 | 524.6 | 159.2 |
2 | 1574.4 | 242.7 | 138.7 |
3 | 1485.5 | 331.8 | 93.2 |
4 | 770.8 | 435.9 | 119 |
5 | 767.9 | 214.4 | 115 |
(4)研究人员对NtHCT的催化中心结构进行分析,推测将第105位的甘氨酸替换为组氨酸,可以大幅提高其催化效率。请完善下列利用蛋白质工程对NtHCT进行改造的基本思路:
提高NtHCT的催化活性→推测将第105位的丙氨酸替换为组氨酸→
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【推荐1】人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓,是心梗和脑血栓的急救药。然而,为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血,其原因在于t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实,将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。据此,先对天然的t-PA基因进行序列改造,然后再采取传统的基因工程方法表达该突变基因,可制造出性能优异的t-PA突变蛋白,该过程称为蛋白质工程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/23/2209742910177280/2212791394525184/STEM/70391f4938e74e9ebff1bfa8d8506441.png?resizew=447)
(1)已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的编码序列(即模板链的互补链序列)为TGT,而丝氨酸的密码子为UCU,因此突变基因编码该氨基酸的编码序列应设计为______ 。
(2)上述突变基因(即目的基因)宜采用______ 方法获得。
(3)若获得的t-PA突变基因如图1所示,那么质粒pCLY11需用限制酶______ 和______ 切开,才能与t-PA突变基因高效连接。
(4)将连接好的DNA分子导入大肠杆菌中,含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞应具有的表型是______ 。
A.新霉素抗性且呈蓝色 B.新霉素敏感且呈蓝色
C.新霉素抗性且呈白色 D.新霉素敏感且呈白色
(5)为了收获大肠杆菌表达的t-PA突变蛋白,第一步可采用常规的酶分离提纯方法。这种方法的基本操作顺序是______ 。
A.破碎→过滤→沉淀→层析 B.过滤→层析→破碎→沉淀
C.层析→沉淀→过滤→破碎 D.沉淀→破碎→层析→过滤
(6)层析是蛋白质或酶分离提纯的重要步骤。在图2所示的层析装置中,层析柱内装填了特定的细小固体颗粒(称为层析介质),待分离的蛋白质或酶混合溶液流进流出层析柱,便可将目标蛋白与杂蛋白高效分离。试根据题干信息判断,为了高效分离t-PA突变蛋白,层析介质表面事先应交联或固定______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/23/2209742910177280/2212791394525184/STEM/70391f4938e74e9ebff1bfa8d8506441.png?resizew=447)
(1)已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的编码序列(即模板链的互补链序列)为TGT,而丝氨酸的密码子为UCU,因此突变基因编码该氨基酸的编码序列应设计为
(2)上述突变基因(即目的基因)宜采用
(3)若获得的t-PA突变基因如图1所示,那么质粒pCLY11需用限制酶
(4)将连接好的DNA分子导入大肠杆菌中,含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞应具有的表型是
A.新霉素抗性且呈蓝色 B.新霉素敏感且呈蓝色
C.新霉素抗性且呈白色 D.新霉素敏感且呈白色
(5)为了收获大肠杆菌表达的t-PA突变蛋白,第一步可采用常规的酶分离提纯方法。这种方法的基本操作顺序是
A.破碎→过滤→沉淀→层析 B.过滤→层析→破碎→沉淀
C.层析→沉淀→过滤→破碎 D.沉淀→破碎→层析→过滤
(6)层析是蛋白质或酶分离提纯的重要步骤。在图2所示的层析装置中,层析柱内装填了特定的细小固体颗粒(称为层析介质),待分离的蛋白质或酶混合溶液流进流出层析柱,便可将目标蛋白与杂蛋白高效分离。试根据题干信息判断,为了高效分离t-PA突变蛋白,层析介质表面事先应交联或固定
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解题方法
【推荐2】将目的基因转入细菌内表达制备工程菌,生产人们所需的目的蛋白,常应用于治疗代谢类疾病如糖尿病等。
(1)当血浆葡萄糖浓度升高时,胰高血糖素样肽(GLP)与胰岛B细胞上的特异性受体结合,促进胰岛素通过____ 方式分泌,促进降糖。
(2)为制备降血糖的工程菌,用____ 处理乳酸菌中的载体(有红霉素抗性基因)与GLP基因片段,构建重组质粒,转入乳酸菌中,筛选获取工程菌L。
(3)培养工程菌L的培养基包含蛋白胨、牛肉粉、水、葡萄糖等成分,其中蛋白胨主要为L提供____ 和维生素等,严格无菌操作下,工程菌L在37℃培养24h后,其培养基变浑浊,说明____ 。
(4)重组质粒在传代过程中会丢失,因此对L菌进行重组质粒遗传稳定性的评价,过程如图所示,在固体平板a、b上点种m个,分别长出菌落数是n、n′个,重组质粒的稳定遗传率=____ ×100%(用字母表示)
(1)当血浆葡萄糖浓度升高时,胰高血糖素样肽(GLP)与胰岛B细胞上的特异性受体结合,促进胰岛素通过
(2)为制备降血糖的工程菌,用
(3)培养工程菌L的培养基包含蛋白胨、牛肉粉、水、葡萄糖等成分,其中蛋白胨主要为L提供
(4)重组质粒在传代过程中会丢失,因此对L菌进行重组质粒遗传稳定性的评价,过程如图所示,在固体平板a、b上点种m个,分别长出菌落数是n、n′个,重组质粒的稳定遗传率=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/11/b82ecbc0-ac2a-4d30-b0e7-c7feb00f678a.png?resizew=382)
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【推荐3】2007年诺贝尔生理学或医学奖授予马里奥·卡佩基等三位科学家,以表彰他们“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”。这些发现导致了“基因敲除”技术(通常叫基因打靶)的出现,利用这一技术可以准确地“敲除”DNA分子上的特定基因,从而为研究基因功能开辟了新途径。该技术的过程大致如下:
第一步:分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞,在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步:突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片段,利用基因工程技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因),使该片段上的靶基因失活。
第三步:突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA转移入胚胎干细胞,再通过同源互换,用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个,完成对胚胎干细胞的基因改造。
第四步:将第三步处理后的胚胎干细胞,转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。其基本原理如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/20/f1c3dd05-f352-46cf-a529-4455a1107240.png?resizew=603)
请根据上述资料,回答下列问题:
(1)“基因敲除技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有_____ 性。体外培养胚胎干细胞时需要以_____ 作为饲养层细胞。
(2)在第三步中,涉及的变异类型是_____ 。
(3)在靶基因中插入neoR基因的目的是_____ 。
(4)假设经过上图表示的过程,研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,并培育成一只雌性克隆小鼠,则:
①该克隆小鼠的后代是否都含有neoR基因,_____ ,为什么?_____ 。
②该克隆小鼠_____ (填“是”或“不是”)已经满足研究者对靶基因进行功能研究的需要?如果是,说明理由。如果否,简述如何利用上述小鼠才能获得符合需要的小鼠。理由或简述如何才能获得符合需要的小鼠:_____ 。
第一步:分离胚胎干细胞。从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞,在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步:突变DNA的体外构建。获取与靶基因同源的DNA片段,利用基因工程技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因),使该片段上的靶基因失活。
第三步:突变DNA与靶基因互换。将体外构建的突变DNA转移入胚胎干细胞,再通过同源互换,用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个,完成对胚胎干细胞的基因改造。
第四步:将第三步处理后的胚胎干细胞,转移到添加新霉素的培养基中筛选培养。其基本原理如下图所示:
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请根据上述资料,回答下列问题:
(1)“基因敲除技术”以胚胎干细胞作为对象是因为胚胎干细胞具有
(2)在第三步中,涉及的变异类型是
(3)在靶基因中插入neoR基因的目的是
(4)假设经过上图表示的过程,研究者成功获得一枚“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,并培育成一只雌性克隆小鼠,则:
①该克隆小鼠的后代是否都含有neoR基因,
②该克隆小鼠
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