当地时间2022年1月7日,马里兰大学医学院团队表示对一名患有晚期心脏病的57岁男子实施了全球首例猪心脏移植手术。事实上,这颗猪心脏并非完全是传统意义上的猪的心脏,而是经过了基因编辑的心脏。马里兰大学医学中心表示,他们在供体猪中进行了10个独特的基因编辑敲掉了3个会引发免疫排斥反应的猪的基因和1个会导致心脏组织过度生长的猪的基因,并插入了6个来自人类的基因。用重组DNA技术可以赋予猪新的遗传特性,创造出更符合人类需要的生物产品。回答下列问题:
(1)在此过程中需要使用多种工具酶,其中4种限制酶的切割位点如图所示:常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中______ 酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中______ 酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是______ 。
(2)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征,如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能______ ;质粒DNA分子上有______ ,便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因,如某种抗生素抗性基因,利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是____________ 。
(3)如果要在短时间内获得较多的目的基因,通常采用______ 技术,该技术的原理是______ 。在操作步骤中需要加热至90~95℃使__________________ ,然后降温至55~65℃,其目的是____________ 。
(4)如果检测发现目的基因随质粒被成功导入了受体细胞,但却没有检测到目的基因相对应的蛋白质,应考虑位于目的基因首端的______ 和末端的______ 是否设计好,并从这方面进行改善。
(1)在此过程中需要使用多种工具酶,其中4种限制酶的切割位点如图所示:常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中
(2)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征,如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能
(3)如果要在短时间内获得较多的目的基因,通常采用
(4)如果检测发现目的基因随质粒被成功导入了受体细胞,但却没有检测到目的基因相对应的蛋白质,应考虑位于目的基因首端的
更新时间:2022-06-25 21:49:18
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【推荐1】PCR技术是20世纪80年代发展起来的新技术,广泛应用于分子生物学、基因工程及其他与DNA鉴定相关的领域,如疾病检测、商品检疫、法医鉴定等。回答下列问题:
(1)引物是PCR技术中的关键物质。利用PCR技术扩增某个致病基因时,所设计的一对引物必须具备________ 和________ 的特点。
(2)将PCR所需的物质准备完毕后,在PCR仪上用94~96℃的温度预热5 min,其目的是_______________ 。温度降低到50~60℃后,发生_________ ,将温度回升至72℃,反应体系中的________ 酶催化________ 合成双链DNA。
(3)多重PCR技术在一个反应体系中使用两对以上的引物,可应用于检测食品中的多种致病菌,原因是__________________________ 。
(1)引物是PCR技术中的关键物质。利用PCR技术扩增某个致病基因时,所设计的一对引物必须具备
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【推荐2】真菌AFPs基因表达的蛋白质能提高细胞的抗冻能力,将AFPs基因导入番茄中培育抗冻番茄品种,延长番茄果实的储存期。AFPs基因及基因表达载体的元件组成情况如图甲、乙所示,图中的 EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ、SmaⅠ均表示限制性内切核酸酶,相关酶的切割位点分布如图所示,基因经所有酶切割后均会产生不同的黏性末端。回答下列问题:
(1)使用PCR技术扩增AFPs基因时,需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供分别与两条模板链结合的2种引物,引物的作用是_____________ 。两种引物与两条单链DNA结合的过程称为_____________ 。
(2)构建基因表达载体时,宜选择限制性内切核酸酶 BamHⅠ、HindⅢ,而不能使用限制性内切核酸酶 SmaⅠ,不能使用 SmaⅠ的原因是_____________ (答出2点)。与单独使用 BamHⅠ处理,使用限制性内切核酸酶 BamHⅠ、HindⅢ处理的优势是___________ (答出2点)。
(3)含有重组质粒的受体细胞不能在含潮霉素的培养基上正常生长,能在含四环素的培养基上正常生长,原因是_____________ 。分子水平上检测 AFPs基因是否翻译形成了相应的蛋白质,具体做法是___________ 。
(1)使用PCR技术扩增AFPs基因时,需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供分别与两条模板链结合的2种引物,引物的作用是
(2)构建基因表达载体时,宜选择限制性内切核酸酶 BamHⅠ、HindⅢ,而不能使用限制性内切核酸酶 SmaⅠ,不能使用 SmaⅠ的原因是
(3)含有重组质粒的受体细胞不能在含潮霉素的培养基上正常生长,能在含四环素的培养基上正常生长,原因是
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【推荐3】质膜内在蛋白在植物生物膜系统中广泛存在,是植物运输水分和CO2的主要通道。为了研究干旱胁迫下质膜内在蛋白基因Z1(图1表示已知其中一条链的碱基序列)在玉米中的表达和调控情况,科研人员建构含有Z1基因的高表达载体(图2表示该载体的T-DNA序列),通过转基因技术培育出了Zl蛋白高表达植株。请回答下列问题。
(1)通过PCR扩增Zl基因时,通常选择下列____组合作为引物对。
(2)根据基因表达载体的结构组成分析,图2中的Ubiquitin和P35S是____ ,其功能是____ 。
(3)为检测质膜内在蛋白基因是否导入玉米细胞,可采用PCR技术对转基因玉米株系进行检测,并对PCR产物用电泳技术来鉴定。由图3电泳结果可知,____ 号玉米株系含有目的基因。
(4)为探究Z1转基因玉米的抗干旱能力,对野生型玉米株系(WT株系)和ZI转基因玉米(Oe1-3株系)进行干旱处理后测定其地上部分的鲜重,分别计算其相对于正常条件下生长的野生型植株的地上部分生物量,结果如图4所示。图示结果说明____ 。
(5)为进一步探究Z1基因在分子及细胞水平的作用机制,研究人员将Z1基因与绿色荧光蛋白基因连接到同一载体上并导入玉米细胞,发现绿色荧光分布在细胞膜上;在图2的Ubiquitin下游连接GUS基因(表达产物可水解底物呈蓝色),发现蓝色主要分布在叶肉细胞中。请结合Z1蛋白的功能推测其作用机制是____ 。
(1)通过PCR扩增Zl基因时,通常选择下列____组合作为引物对。
A.5'-TAAGTTGTCT-3'和5'-CTTGGATGAT-3' |
B.5'-TCTGTTGAAT-3'和5'-CTTGGATGAT-3' |
C.5'- GAACCTACTA -3'和5'- ATTCAACAGA -3' |
D.5'- ATCATCCAAG -3'和5'- ATTCAACAGA -3 |
(2)根据基因表达载体的结构组成分析,图2中的Ubiquitin和P35S是
(3)为检测质膜内在蛋白基因是否导入玉米细胞,可采用PCR技术对转基因玉米株系进行检测,并对PCR产物用电泳技术来鉴定。由图3电泳结果可知,
(4)为探究Z1转基因玉米的抗干旱能力,对野生型玉米株系(WT株系)和ZI转基因玉米(Oe1-3株系)进行干旱处理后测定其地上部分的鲜重,分别计算其相对于正常条件下生长的野生型植株的地上部分生物量,结果如图4所示。图示结果说明
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【推荐1】回答下列(一)、(二)小题:
(一)回答与胴腐病防治有关的问题:
果树的胴腐病是由某真菌引起的疾病,某中学的科研小组计划分离出该真菌做药物防治实验,为胴腐病的防治提供合理的建议,实验时使用的PDA培养基配方如下表所示:
(该真菌在PDA培养基上生长时有特定的形态特征)
(1)对该培养基进行高压蒸汽灭菌,一般建议采用的温度和压力分别是________ ,除温度和压力之外,影响高压蒸汽灭菌效果的因素还有灭菌对象含菌量、灭菌对象PH、加热与散热速度以及________________ 等(答出2点即可)。
(2)为了观察菌落,还需加入到培养基中的成分是________ ,培养基转移到三角瓶或试管时必须用________ 。
(3)从染病枝条溃疡处剪取患病组织,________ 后置于培养基中培养,待菌落形态特征稳定后,用________ 法将该菌转移至三个分别含有等量0.5%水碱剂、40%福美砷、清水的PDA培养基中进行抗药性实验,每隔24h记录一次最后划线区域的菌落数目。
①选取菌落数目稳定的培养皿记录作为结果,这样可以防止________________ 。
②记录结果如下:
分析得出结论:________________________________________________________________ 。
(二)回答与棉花培育及应用有关的问题:
(1)用________ 代替热碱来处理棉织物,可在比较温和的PH及温度条件下使处理后的织物手感柔软且强度增大。若用某些微生物来处理棉织物,发现产品质量明显变差,很可能是织物中的部分________ 被降解。
(2)为了培育出“兔毛棉花”’,科研人员将兔角蛋白基因转入棉花受伤部位的细胞________ 中,再将这些细胞进行植物组织培养,为鉴定最终是否成功培育出“兔毛棉花”,在分子水平上可采用的检测方法是________________ 。
(3)棉酚是有毒性的化学物质,主要存在于棉花的根、叶和棉籽等器官中。棉籽含有高质量的蛋白质,科研人员希望棉籽能成为人类的食物来源,除了对棉籽作脱酚处理之外,也可采用________ 技术对细胞中的特定基因进行定点改造,此项操作________ (“改变”或“不改变”)特定基因的核苷酸序列。考虑到改造后的棉花要在自然环境中广泛种植,棉花叶中应________ (“含有”或“不含有”)棉酚,理由是________________________ 。
(一)回答与胴腐病防治有关的问题:
果树的胴腐病是由某真菌引起的疾病,某中学的科研小组计划分离出该真菌做药物防治实验,为胴腐病的防治提供合理的建议,实验时使用的PDA培养基配方如下表所示:
物质 | 马铃薯 | 葡萄糖 | 自来水 | 氯霉素 |
含量 | 200g | 20g | 1000mL | 0.3g |
(1)对该培养基进行高压蒸汽灭菌,一般建议采用的温度和压力分别是
(2)为了观察菌落,还需加入到培养基中的成分是
(3)从染病枝条溃疡处剪取患病组织,
①选取菌落数目稳定的培养皿记录作为结果,这样可以防止
②记录结果如下:
小组 | 0.5%水碱剂 | 40%美福砷 | 清水 |
菌落数目 | 2 | 8 | 17 |
(二)回答与棉花培育及应用有关的问题:
(1)用
(2)为了培育出“兔毛棉花”’,科研人员将兔角蛋白基因转入棉花受伤部位的细胞
(3)棉酚是有毒性的化学物质,主要存在于棉花的根、叶和棉籽等器官中。棉籽含有高质量的蛋白质,科研人员希望棉籽能成为人类的食物来源,除了对棉籽作脱酚处理之外,也可采用
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【推荐2】面对新冠疫情,目前最有效的手段还是接种疫苗。若欲制备和使用DNA疫苗,应先制备含病毒抗原基因的重组质粒,再将其注入人体,最终表达出具有疫苗性质的蛋白质。图1是备选质粒。图2是含有抗原基因的一段DNA,逆转录自新冠病毒变异株Omicron。图中涉及的BamHⅠ、HindⅢ、PstⅠ三种限制酶的识别序列和产物均不同。
(1)为使抗原基因与备选质粒高效拼接,构建重组质粒应选用__________ (限制酶),理由是_________ 。
(2)若备选质粒被HindⅢ限制酶切割后产生的单链末端是AGCT-,切割位点在A与A之间,则HindⅢ的识别序列最可能是_________。
(3)若注入人体的DNA疫苗已成功免疫,则涉及的生理过程是_________。
①有丝分裂②减数分裂③细胞分化④复制⑤转录⑥翻译
(4)接种基因工程制备的DNA疫苗比灭活或减毒的病毒疫苗更安全原因是_________
(5)面对目前新冠疫情的防控形势,你认为新冠疫苗能否成为战胜新冠病毒的“终极武器”,并说明原因。___________________ 。
(1)为使抗原基因与备选质粒高效拼接,构建重组质粒应选用
(2)若备选质粒被HindⅢ限制酶切割后产生的单链末端是AGCT-,切割位点在A与A之间,则HindⅢ的识别序列最可能是_________。
A.-AGCT- | B.-AAGCT- | C.-AAGCTT- | D.-TAGCTA- |
①有丝分裂②减数分裂③细胞分化④复制⑤转录⑥翻译
A.①④⑤⑥ | B.②③④⑤ |
C.②④⑤⑥ | D.①③④⑤⑥ |
A.该疫苗是抗体 | B.该疫苗不具有病毒的全部遗传物质 |
C.接种该疫苗更接近天然感染 | D.接种后不会出现病毒增殖和感染 |
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非选择题-实验题
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【推荐3】接种疫苗是预防传染病的一项重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播,降低乙型肝炎发病率。在乙肝病毒(HBV)的结构蛋白中,用来制备疫苗的主要是HBsAg蛋白(乙肝病毒表面抗原,一种病毒蛋白)。目前HBsAg基因已在生物体系中成功表达。如图表示用农杆菌转化法培育转基因番茄,生产乙肝疫苗的技术路线。请回答下列问题。(1)利用PCR技术获取HBsAg基因片段时,需要用到我国台湾科学家钱嘉韵首先分离出的DNA聚合酶,其作用是______ 。在PCR反应过程中,复性时,图2中的引物______ (填字母)与DNA单链相应互补序列结合。通常采用______ 来鉴定PCR的产物。
(2)图1中过程①需要用到的限制酶是______ 。这样形成的重组质粒中,标记基因是______ 。
(3)纯化培养过程②得到的含重组质粒的农杆菌时,须使用______ (选填“液体”或“固体”)培养基,接种前该培养基需要采用______ 灭菌法灭菌。
(4)利用植物组织培养技术将转基因番茄细胞培育成试管苗的过程中,培养基中需要加入的植物激素是______ ,以诱导番茄细胞脱分化和再分化。
(5)现有健康、生理状态基本相同的未免疫小鼠若干,若要从分子水平检测转基因番茄作为口服乙肝疫苗是否有效,请写出实验思路并预期结果。
(2)图1中过程①需要用到的限制酶是
(3)纯化培养过程②得到的含重组质粒的农杆菌时,须使用
(4)利用植物组织培养技术将转基因番茄细胞培育成试管苗的过程中,培养基中需要加入的植物激素是
(5)现有健康、生理状态基本相同的未免疫小鼠若干,若要从分子水平检测转基因番茄作为口服乙肝疫苗是否有效,请写出实验思路并预期结果。
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