生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质(E物质)污染会导致鱼类雌性化等异常,并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼,其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体,且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白(GFP)等基因转入斑马鱼,建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。
(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是_______ 。
(2)为监测E物质,研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼,其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子,分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活,启动下游基因表达。与方案1相比,方案2的主要优势是_______ ,因而被用于制备监测鱼(MO)。
(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM,用于实际监测。SM需经MO和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X,需从以下选项中选择启动子和基因,构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵,经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。
Ⅰ.启动子:____ 。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子(P生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P肌)
Ⅱ.基因:______
A.GFP B.Gal4 C.雌激素受体基因(ER) D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)
(4)SM不育的原因是:成体SM自身产生雌激素,与受体结合后_______ 造成不育。
(5)使拟用于实际监测的SM不育的目的是_______ 。
(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是
(2)为监测E物质,研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼,其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子,分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活,启动下游基因表达。与方案1相比,方案2的主要优势是
(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM,用于实际监测。SM需经MO和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X,需从以下选项中选择启动子和基因,构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵,经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。
Ⅰ.启动子:
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子(P生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P肌)
Ⅱ.基因:
A.GFP B.Gal4 C.雌激素受体基因(ER) D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)
(4)SM不育的原因是:成体SM自身产生雌激素,与受体结合后
(5)使拟用于实际监测的SM不育的目的是
更新时间:2022-09-08 11:34:29
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【推荐1】热原是由微生物产生的、能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。注射类药物或医疗器材的热原含量检测是评价药物安全的重要指标。
(1)热原能刺激免疫细胞分泌与发热相关的细胞因子(如IL-6)。ELISA利用IL-6抗体和IL-6特异性结合,可以实现对IL-6的定量检测(图1)。下列说法正确的有____________(多选)。
(2)现有检测方法中,免疫细胞存在来源少、稳定性差、灵敏度低等问题。因此,科研人员通过基因工程,将免疫细胞中参与热原反应信号通路的关键基因(TLR4、MD2、CD14)转入HEK293T细胞系,构建热原敏感的细胞系解决该问题。原理如图2,回答下列问题。①从免疫细胞中提取总RNA,经逆转录和PCR获得TLR4基因,构建真核表达载体,完成上述过程需要用到的酶有____________ 。
②将基因表达载体通过显微注射技术导入HEK293T细胞,目的基因有机会整合到HEK293T的染色体,这种变异类型属于___________ 。
③提取表达绿色荧光蛋白的细胞DNA,利用引物组合____________ 扩增(图3),如果出现目的基因片段,初步证明TLR4已整合到染色体上。④利用同样的方式将MD2-CD14-红色荧光蛋白基因导入HEK293T的染色体。
(3)经检测,细胞传代培养后导入的基因能够稳定遗传,欲证明热原敏感细胞系可替代免疫细胞实现热原检测,还需设计哪些实验?___________ 。
(1)热原能刺激免疫细胞分泌与发热相关的细胞因子(如IL-6)。ELISA利用IL-6抗体和IL-6特异性结合,可以实现对IL-6的定量检测(图1)。下列说法正确的有____________(多选)。
A.固相抗体和酶标抗体竞争性结合IL-6的相同活性位点 |
B.酶标抗体具有免疫学活性和酶活性,具有多个活性位点 |
C.实验需设置仅有酶标抗体或仅有上清液的两组对照实验 |
D.需给予足够长的时间使无色底物充分反应后检测光信号 |
E.反应体系中光信号越强则细胞上清液中IL-6含量越高 |
(2)现有检测方法中,免疫细胞存在来源少、稳定性差、灵敏度低等问题。因此,科研人员通过基因工程,将免疫细胞中参与热原反应信号通路的关键基因(TLR4、MD2、CD14)转入HEK293T细胞系,构建热原敏感的细胞系解决该问题。原理如图2,回答下列问题。①从免疫细胞中提取总RNA,经逆转录和PCR获得TLR4基因,构建真核表达载体,完成上述过程需要用到的酶有
②将基因表达载体通过显微注射技术导入HEK293T细胞,目的基因有机会整合到HEK293T的染色体,这种变异类型属于
③提取表达绿色荧光蛋白的细胞DNA,利用引物组合
(3)经检测,细胞传代培养后导入的基因能够稳定遗传,欲证明热原敏感细胞系可替代免疫细胞实现热原检测,还需设计哪些实验?
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【推荐2】北极比目鱼中有抗冻基因,下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,过程①的mRNA序列为5'-AUCUAUGCGCUCAUCAG…(中间省略3n个核苷酸序列)…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'。请回答:
(1)过程②中既能连接黏性末端又能连接平末端的DNA连接酶是_____ 。
(2)为使过程①获取的目的基因能整合到番茄细胞的染色体的DNA上,在构建表达载体时,需要将目的基因插入______ 中,并且需在目的基因的首端和尾端分别加入_____ 。
(3)在分子水平上要检测番茄的DNA上是否插入了抗冻基因或抗冻基因是否转录出了mRNA,可以通过______ 等技术检测;要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中完全表达,应通过_____ 法检测转基因番茄植株中该基因的表达产物是否呈阳性。
(4)如果目的基因进行PCR扩增,循环5次,理论上至少需要加入______ 个引物,扩增的产物中同时含有两种引物的DNA分子有_____ 个,可选用的引物是_____ 。
①5′-ATCTATGCGCTCATCAG-3′ ②5′-GACTACTCGCGTATCTA-3′③5′-CGCAGCAATGAGTAGCG-3′ ④5′-GCGATGAGTAACGACGC-3′⑤5′-TAGATACGCGAGTAGTC-3′⑥5′-CGCTACTCATTGCTGCG-3′
(1)过程②中既能连接黏性末端又能连接平末端的DNA连接酶是
(2)为使过程①获取的目的基因能整合到番茄细胞的染色体的DNA上,在构建表达载体时,需要将目的基因插入
(3)在分子水平上要检测番茄的DNA上是否插入了抗冻基因或抗冻基因是否转录出了mRNA,可以通过
(4)如果目的基因进行PCR扩增,循环5次,理论上至少需要加入
①5′-ATCTATGCGCTCATCAG-3′ ②5′-GACTACTCGCGTATCTA-3′③5′-CGCAGCAATGAGTAGCG-3′ ④5′-GCGATGAGTAACGACGC-3′⑤5′-TAGATACGCGAGTAGTC-3′⑥5′-CGCTACTCATTGCTGCG-3′
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【推荐3】我国科学家以唾液腺作为生物反应器,从转基因小鼠的唾液中制备出人的神经生长因子蛋白(hNGF)。
(1)制备方法有两种:
方法1:hNGF基因与_____________ 、终止子等调控组件构建成基因表达载体,使hNGF基因在唾液腺中表达,获得唾液A。
方法2:将hNGF基因插入___________ 基因中,使hNGF基因在唾液腺中表达,获得唾液B。
(2)hNGF具有促进TF1(人红系白血病细胞)增殖的作用,以此为原理,请设计实验比较通过上述两种方法获得的唾液中的hNGF活性,写出实验思路。_______________________________ 。
(3)与乳腺反应器相比,唾液腺生物反应器的优势表现在__________________ 。
(1)制备方法有两种:
方法1:hNGF基因与
方法2:将hNGF基因插入
(2)hNGF具有促进TF1(人红系白血病细胞)增殖的作用,以此为原理,请设计实验比较通过上述两种方法获得的唾液中的hNGF活性,写出实验思路。
(3)与乳腺反应器相比,唾液腺生物反应器的优势表现在
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解题方法
【推荐1】2010年,美国科学家文特尔的研究团队以野生型丝状支原体的必需基因为范本,人工合成了一个DNA分子,并将其导入去除DNA的支原体细胞,筛选获得了人工生命“辛西娅”——其细胞中所有蛋白质均由人工DNA控制合成。
请回答下列问题:
(1)“辛西娅”是___________ (原核生物/真核生物),判断依据是______________________________ 。
(2)在含有显色剂的同种培养基上,“辛西娅”和野生型丝状支原体形成的_______ 。
(3)科学家认为人造细胞有着广阔的应用前景,你认为可以尝试利用这一技术来解决人类社会中的哪些问题_______ ?人造细胞是否会给人类社会带来风险_______ ?为什么_______ ?
请回答下列问题:
(1)“辛西娅”是
(2)在含有显色剂的同种培养基上,“辛西娅”和野生型丝状支原体形成的
(3)科学家认为人造细胞有着广阔的应用前景,你认为可以尝试利用这一技术来解决人类社会中的哪些问题
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(0.4)
【推荐2】为了应对干旱和强降雨等灾害性天气,很多城市增设了雨水截流储存和利用的设施,如布设于道路周边或地势较低区域的生物滞留池。生物滞留池内土壤、植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路收集到的雨水含有高浓度污染物,其中的多环芳烃(PAHs),会严重危害城市水环境。科研人员基于解决污染问题和维护生态安全两方面考虑,在从当地环境中筛选耐受菌的基础上,通过转基因技术获得高效降解污染物的工程菌。
(1)经检测发现,生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。研究者尝试筛选能降解芘的菌种。
①筛选能降解芘的菌种基本操作步骤如下。请将下列“方框”内字母后面内容补充完整a________ b________ c________ d________ e________ 。
②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属,结果见图1、图2。在两个区域中均能检测出的菌属有________ 个,此结果能够说明滞留池土壤中________ 出现了明显的变化。
③在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中,分离得到四个菌属中的菌株,其生长曲线见图3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示结果,你认为应选择_________ ,理由是________ 。
(2)研究者将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时,还转入了含lac启动子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活,表达的核酸酶会将自身遗传物质降解进而发生菌体自毁。转入该基因在维护生态安全方面的意义是_______ 。
(3)试举一例说明人类在改造自然的过程中,可能会带来的生物安全隐患_______ 。
(1)经检测发现,生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。研究者尝试筛选能降解芘的菌种。
①筛选能降解芘的菌种基本操作步骤如下。请将下列“方框”内字母后面内容补充完整a
②从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属,结果见图1、图2。在两个区域中均能检测出的菌属有
③在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中,分离得到四个菌属中的菌株,其生长曲线见图3。研究人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示结果,你认为应选择
(2)研究者将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时,还转入了含lac启动子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活,表达的核酸酶会将自身遗传物质降解进而发生菌体自毁。转入该基因在维护生态安全方面的意义是
(3)试举一例说明人类在改造自然的过程中,可能会带来的生物安全隐患
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【推荐3】期高血糖可引发血管细胞衰老。科研人员为研究S蛋白在因高血糖引发的血管细胞衰老中的作用,以腺病毒为载体将编码S蛋白的S基因导入血管细胞,实现S蛋白在血管细胞中的大量表达。腺病毒的遗传物质为DNA,其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒,科研人员首先构建了含S基因的重组质粒,过程如图1,含S基因重组腺病毒的制作过程如图2。
(1)科研人员将S基因先用____________ (填限制酶的名称)酶切后,再用DNA连接酶连入质粒I,得到重组质粒Ⅰ(图1甲所示),导入细菌后。为筛选含有重组质粒I的细菌,除了营养成分外,培养基还需添加____________ 。
A.卡那霉素 B.氨苄霉素 C.DNA连接酶 D.琼脂
(2)在上述培养基中长出的单菌落提取质粒,无法确定是否含有S基因,原因是____________ 。如要进一步鉴定重组质粒I是否含有S基因,下列方法可选用的是____________ 。
①测定重组质粒Ⅰ的长度②测定重组质粒Ⅰ碱基序列③放在青霉素培养基进行筛选④测定重组质粒I的元素
(3)重组质粒Ⅰ长度为3.5kb(千碱基对),质粒Ⅱ长度为5.4kb,用限制酶切重组质粒Ⅰ获得DNA片段,利用pmeI切割将此DNA片段与质粒Ⅱ(图1乙所示)重组产生重组质粒Ⅱ,重组质粒Ⅱ的长度可能为____________ ,原因是____________ 。
(4)图2中,将含S基因的重组质粒II,用PacI酶切后,获得改造后的腺病毒DNA,将其导入A细胞的目的是____________ ,A细胞的基因必须要含有____________ 基因。
(5)综合上述信息,从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点:_____________ 。
(1)科研人员将S基因先用
A.卡那霉素 B.氨苄霉素 C.DNA连接酶 D.琼脂
(2)在上述培养基中长出的单菌落提取质粒,无法确定是否含有S基因,原因是
①测定重组质粒Ⅰ的长度②测定重组质粒Ⅰ碱基序列③放在青霉素培养基进行筛选④测定重组质粒I的元素
(3)重组质粒Ⅰ长度为3.5kb(千碱基对),质粒Ⅱ长度为5.4kb,用限制酶切重组质粒Ⅰ获得DNA片段,利用pmeI切割将此DNA片段与质粒Ⅱ(图1乙所示)重组产生重组质粒Ⅱ,重组质粒Ⅱ的长度可能为
(4)图2中,将含S基因的重组质粒II,用PacI酶切后,获得改造后的腺病毒DNA,将其导入A细胞的目的是
(5)综合上述信息,从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点:
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