拟南芥受干旱诱导会表达AtMY抗旱基因,过量表达AtMY基因的转基因拟南芥在脱落酸的处理下,气孔开度减小,气孔关闭速度加快。科研人员将AtMY基因导入小麦细胞中,以期获得抗旱能力强的转基因小麦,回答下列问题:
(1)如图表示利用PCR技术扩增AtMY基因的过程,其中A、B、C、D表示引物,扩增AtMY基因时应选用的引物是___________ ,理由是___________ ,PCR扩增目的基因的原理是___________ 。
(2)构建抗旱转基因小麦的关键是____________ 。要保证重组质粒能在受体细胞中稳定存在并发挥作用,AtMY基因的首端要有___________ ,其功能是___________ ,除此之外,为了便于重组质粒的筛选和鉴定,重组质粒上还应有____________ 。
(3)结合题意,试阐述如何从个体水平上检测抗旱转基因小麦植株是否构建成功:____________ 。
(1)如图表示利用PCR技术扩增AtMY基因的过程,其中A、B、C、D表示引物,扩增AtMY基因时应选用的引物是
(2)构建抗旱转基因小麦的关键是
(3)结合题意,试阐述如何从个体水平上检测抗旱转基因小麦植株是否构建成功:
更新时间:2023-03-22 15:09:45
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【推荐1】蒽是石油化工领域常见的一种多环芳烃化合物,对生物有毒且难以降解,会带来严重的环境问题。研究人员成功地从环境样品中分高得到能降解蒽的菌株A和B.回答下列问题:
(1)用于分离菌株A和B的固体培养基含有(NH4)3SO4、MgSO4、CaCl2、NaH2PO4、K2HPO4、NaCl、FeSO4、H2O、琼脂、蒽等成分。其中为细菌生长提供碳源的成分是_____ ;该碳源在菌株A和B内的代谢产物可以参与合成_____ (答出2种即可)等生物大分子。
(2)为鉴定菌株A和B,研究人员提取了菌株A和B的基因组DNA,并用PCR扩增16S rRNA基因。为了验证提取基因组DNA是否成功,采用二苯胺试剂鉴定,其原理是_____ 。在PCR扩增16SrRNA基因过程中,反应体系中引物的作用是_____ 。在PCR播环的3个步骤中,温度设置最高的是_____ 。
(3)菌株A和B降解蒽的过程相同,均由按严格顺序排列的一系列酶催化反应组成。为探究菌株A和B对蒽的降解能力,研究人员采用单独、混合接种(菌株AB接种量之比为1:1)方式开展实验(所有实验组接种总量一致)结果如表,由表可以看出菌株A和B混合接种比单独接种对蒽的降解效果更好,其原因可能是_____ 。
(1)用于分离菌株A和B的固体培养基含有(NH4)3SO4、MgSO4、CaCl2、NaH2PO4、K2HPO4、NaCl、FeSO4、H2O、琼脂、蒽等成分。其中为细菌生长提供碳源的成分是
(2)为鉴定菌株A和B,研究人员提取了菌株A和B的基因组DNA,并用PCR扩增16S rRNA基因。为了验证提取基因组DNA是否成功,采用二苯胺试剂鉴定,其原理是
(3)菌株A和B降解蒽的过程相同,均由按严格顺序排列的一系列酶催化反应组成。为探究菌株A和B对蒽的降解能力,研究人员采用单独、混合接种(菌株AB接种量之比为1:1)方式开展实验(所有实验组接种总量一致)结果如表,由表可以看出菌株A和B混合接种比单独接种对蒽的降解效果更好,其原因可能是
接种方式 | 单独接种 | 混合接种 | |
菌株A | 菌株B | ||
降解率(%) | 41.7 | 20.9 | 65.2 |
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【推荐2】塑料制品方便人们生活的同时,也造成了短时期难以降解的“白色污染”。研究人员欲比较肠杆菌 YT1 和芽孢杆菌 YP1 两类细菌降解塑料的能力,这种塑料的主要成分为聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等,两类细菌主要降解 PE。他们并通过基因工程拼接黄粉虫肠道内菌株 WZ 的降解 PVC 的胞外酶基因 A,培育降解塑料的“超级菌”。
(1)菌株的筛选。配制固体培养基,接种菌株后表层覆盖 0.1mm 厚度的 PE 塑料。分组实验结果如下表所示:
①在筛选分解 PE 塑料能力大小的菌株时,应将两类菌株接种到以________ 为唯一碳源的培养基,从功能上讲,该培养基属于_______ 培养基。
②筛选分解 PE 塑料能力强的菌株________ (能/不能)直接以降解圈的大小为指标,其原因是______ 。培养基 3 中接种混合培养后的 YP1,其降解圈直径明显加大,其原因可能是_______ 。
(2)培育“超级菌”。对菌株 WZ 的 A 基因测序可知,如果在其调节功能区增加一个碱基对A/T,则可以大大增强其基因表达能力。通过经典的大引物 PCR 定点诱变技术在体外改造 A 基因,操作过程如图 1,然后与图 2 所示的质粒构建表达载体,培育“超级菌”。
①利用大引物 PCR 进行定点诱变需要进行两轮 PCR(PCR1 和 PCR2),在 PCR1 中获得的大引物是指以_______ (选填图中引物)延伸得到的 DNA 链为模板,______ (选填图中引物)与之结合延伸得到的 DNA 子链。要获得完整的改良 A 基因至少需要____ 个 PCR 循环。
②构建改良基因表达载体时,为实现质粒和改良基因的准确连接,应选用的限制酶是_______ 。表达载体导入受体菌株时,有的质粒含有改良的 A 基因,有的质粒为空白质粒。在含________ 的平板上培养一段时间后,其中白色菌落含有重组质粒,判断的依据是_______ 。
(1)菌株的筛选。配制固体培养基,接种菌株后表层覆盖 0.1mm 厚度的 PE 塑料。分组实验结果如下表所示:
培养基及接种菌株 | 培养基1 | 培养基2 | 培养基3 |
单独培养并接种YT1 | 单独培养并接种YP1 | 混合培养YT1和YP1后, | |
降解圈(直径D/mm) | 3.5 | 1.8 | 4.2 |
②筛选分解 PE 塑料能力强的菌株
(2)培育“超级菌”。对菌株 WZ 的 A 基因测序可知,如果在其调节功能区增加一个碱基对A/T,则可以大大增强其基因表达能力。通过经典的大引物 PCR 定点诱变技术在体外改造 A 基因,操作过程如图 1,然后与图 2 所示的质粒构建表达载体,培育“超级菌”。
①利用大引物 PCR 进行定点诱变需要进行两轮 PCR(PCR1 和 PCR2),在 PCR1 中获得的大引物是指以
②构建改良基因表达载体时,为实现质粒和改良基因的准确连接,应选用的限制酶是
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【推荐3】科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中,培育新花色的矮牵牛。请回答:
(1)目的基因扩增:为了获得大量的目的基因,将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组DNA,再与经氯化钙处理后成为___ 的大肠杆菌液混合,使重组DNA进入大肠杆菌,完成__ 实验。将菌液涂布到固体培养基上进行筛选、鉴定,再接种至___ 进行扩大培养。
(2)形成重组DNA分子:从大肠杆菌中提取重组克隆载体,用限制酶分别切割含有目的基因的DNA用分别切割含目的基因的DNA和___ ,然后用DNA连接酶连接,形成重组DNA,并导入农杆菌。
(3)农杆菌侵染:取田间矮牵牛的幼嫩叶片,经___ 处理后剪成小片,在含有目的基因的农杆菌溶液中浸泡,使___ 转移到矮牵牛叶片细胞中,并将其插入到受体细胞的染色体DNA上。取叶片细胞转移至MS培养基上,促使细胞持续不断地分裂形成___ ,再分化形成胚状。
(4)鉴定是否含目的基因:提取叶片组织的DNA,经RCR扩增后的DNA样品应加至电泳槽的___ 侧(填“正极”或“负极”)进行电冰鉴定。
(1)目的基因扩增:为了获得大量的目的基因,将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组DNA,再与经氯化钙处理后成为
(2)形成重组DNA分子:从大肠杆菌中提取重组克隆载体,用限制酶分别切割含有目的基因的DNA用分别切割含目的基因的DNA和
(3)农杆菌侵染:取田间矮牵牛的幼嫩叶片,经
(4)鉴定是否含目的基因:提取叶片组织的DNA,经RCR扩增后的DNA样品应加至电泳槽的
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【推荐1】细胞的生命活动离不开酶,某研究小组利用淀粉和淀粉酶完成了相关实验,结果如图所示。请据图回答下列问题∶
(1)在甲、乙、丙三支试管中分别加入一定量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液,在不同温度条件下进行反应,产物量随时间的变化曲线如图所示。乙、丙试管温度的大小关系为______ (填“乙>丙”“乙<丙”“不能确定”),如果在T1时适当提高甲试管的温度,则A点如何移动?______ (填“上移”“下移”或“不移动”)。
(2)若在丁试管中加入与乙试管等量的淀粉溶液和与乙试管淀粉酶溶液等量的盐酸溶液,在温度相同的条件下反应,测得乙试管反应速率远大于丁试管,该结果说明酶具有_______ 。
(3)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因,利用基因工程大量制备α-淀粉酶,为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的______ 端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是____________ 。
(4)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下:
根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为____________ 。
(1)在甲、乙、丙三支试管中分别加入一定量的淀粉溶液和等量的淀粉酶溶液,在不同温度条件下进行反应,产物量随时间的变化曲线如图所示。乙、丙试管温度的大小关系为
(2)若在丁试管中加入与乙试管等量的淀粉溶液和与乙试管淀粉酶溶液等量的盐酸溶液,在温度相同的条件下反应,测得乙试管反应速率远大于丁试管,该结果说明酶具有
(3)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因,利用基因工程大量制备α-淀粉酶,为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的
(4)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下:
缓冲液 | Tris-HCl | Gly-NaOH | ||||||||||
pH | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 7.5 | 7.5 | 8.0 | 8.5 | 9.0 | 9.0 | 9.5 | 10.0 | 10.5 |
酶相对活性% | 25.4 | 40.2 | 49.8 | 63.2 | 70.1 | 95.5 | 99.5 | 85.3 | 68.1 | 63.7 | 41.5 | 20.8 |
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【推荐2】蓝藻B基因表达的B蛋白是一种高效吸收NO3-的载体蛋白,科学家利用基因工程和细胞工程等技术,尝试将蓝藻的B基因导入水稻细胞,以期获得吸收NO3-能力较强的转基因水稻,增加粮食产量。如图1、2分别是农杆菌的Ti质粒和蓝藻B基因的结构模式图。回答下列问题:
(1)利用PCR技术以图2中的DNA片段为模板扩增B基因时,需要的引物有______ ,判断理由是______ 。B基因的一条单链在PCR仪中进行n次循环,需要消耗_________ 个引物。
(2)构建含B基因的表达载体时,需要用限制酶_____ 切割Ti质粒和B基因,不选用其他限制酶的原因是_____ 。
(3)将目的基因导入水稻细胞可采用_______ 法,一般不采用农杆菌转化法,原因是______ 。
(4)为检测B基因在转基因水稻细胞中是否成功表达,可采用抗原—抗体分子杂交法在分子水平上检测,还可以在个体水平上检测,请写出个体水平检测的实验思路:_______ 。
(1)利用PCR技术以图2中的DNA片段为模板扩增B基因时,需要的引物有
(2)构建含B基因的表达载体时,需要用限制酶
(3)将目的基因导入水稻细胞可采用
(4)为检测B基因在转基因水稻细胞中是否成功表达,可采用抗原—抗体分子杂交法在分子水平上检测,还可以在个体水平上检测,请写出个体水平检测的实验思路:
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名校
【推荐3】人乳铁蛋白(hLF)广泛分布于乳汁等外分泌液,初乳中含量较高,对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究,主要流程如图,图中AseⅠ、NheⅠ、SalⅠ、BamHⅠ代表相关限制酶切点,neor为新霉素抗性基因,BLG基因为β乳球蛋白基因,GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答:
(1)过程①方法的基本原理是先以人乳腺细胞总RNA为模板通过逆转录合成cDNA(互补DNA),再通过PCR技术扩增相应的DNA片段——hLF基因。但是过程①中,不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT-PCR,这是因为_____ ,在RT-PCR过程中,加入的引物需在____ 端添加____ 限制酶的识别序列,以便于hLF基因插入pEB质粒中。
(2)过程②中,hLF基因插入到BLG基因之后,利用后者的启动子的目的是_____ 。
(3)将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养,能够存活的细胞应该是导入了_____ 的细胞,再观察山羊乳腺上皮细胞是否有_____ 以筛选出转染成功的细胞。
(4)科研过程中,可以用PCR技术检测_______ 。
(1)过程①方法的基本原理是先以人乳腺细胞总RNA为模板通过逆转录合成cDNA(互补DNA),再通过PCR技术扩增相应的DNA片段——hLF基因。但是过程①中,不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT-PCR,这是因为
(2)过程②中,hLF基因插入到BLG基因之后,利用后者的启动子的目的是
(3)将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养,能够存活的细胞应该是导入了
(4)科研过程中,可以用PCR技术检测
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名校
【推荐1】人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图:
(1)过程①代表的是____________ 。
(2)过程③构建A基因重组载体时,必须使用_________________ 和________________ 两种工具酶。由过程③构建A基因重组载体,其组成除了目的基因外,还必须有启动子、______________ 、____________ 以及复制原点等。
(3)过程④要检测A基因是否进入受体细胞,常用的方法是__________________ 法;要检测A基因在受体细胞内是否翻译出蛋白质,需用_______________________ 法。
(4)与血清抗体相比,单克隆抗体突出的优点是____________ 、______________ ,并能大量制备。
(5)单克隆抗体的制备过程中,运用了动物细胞工程中的___________ 和__________ 两大技术。
(6)单克隆抗体的制备过程中,两次筛选的目的不同,其中第二次筛选的目的是_______________________ 。筛选时所用的培养基是特定的______________ 培养基。
(1)过程①代表的是
(2)过程③构建A基因重组载体时,必须使用
(3)过程④要检测A基因是否进入受体细胞,常用的方法是
(4)与血清抗体相比,单克隆抗体突出的优点是
(5)单克隆抗体的制备过程中,运用了动物细胞工程中的
(6)单克隆抗体的制备过程中,两次筛选的目的不同,其中第二次筛选的目的是
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【推荐2】虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶(BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(CRTR-B)的作用下转化而来,具有抗衰老、增强免疫、保护心血管等功能。杜氏盐藻是单细胞浮游植物,生长快,易培养,能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”(如图1)构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体(如图2,3),导入杜氏盐藻,以实现虾青素的工厂化生产,回答下列问题。(1)获取目的基因:雨生红球藻是天然虾青素重要来源,提取雨生红球藻的总DNA为______ ,设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因,此过程需要______ 酶的催化。
(2)构建转化载体:
①PCR获取抗除草剂基因过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,还需要在基因两侧加入限制酶识别序列,则扩增抗除草剂基因时,设计的引物序列(→)为______ 。
A.同源序列+抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列
B.同源序列+限制酶识别序列+抗除草剂基因部分序列
C.抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列+同源序列
②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒,形成的重组质粒对应部位如图2所示,推测此过程扩增BKT基因所用的引物为______ ;扩增CRTR-B基因所用的引物为______ 。
③最终形成的重组质粒如图3所示,其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子,选用内源性启动子的目的是______ 。
(3)准备受体细胞:选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养,一段时间后,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为______ 、______ 。
(4)目的基因导入及相关检测:采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体,一段时间后,先用含______ 的培养基初筛已转化的杜氏盐藻,然后采用相关技术检测是否成功表达______ 。
(5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点,叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势,如叶绿体基因组小,功能清晰,使基因操作方便;叶绿体细胞具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高______ ;另外,叶绿体基因位于细胞质中,可有效避免_______ 。
(2)构建转化载体:
①PCR获取抗除草剂基因过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,还需要在基因两侧加入限制酶识别序列,则扩增抗除草剂基因时,设计的引物序列(→)为
A.同源序列+抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列
B.同源序列+限制酶识别序列+抗除草剂基因部分序列
C.抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列+同源序列
②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒,形成的重组质粒对应部位如图2所示,推测此过程扩增BKT基因所用的引物为
③最终形成的重组质粒如图3所示,其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子,选用内源性启动子的目的是
(3)准备受体细胞:选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养,一段时间后,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为
(4)目的基因导入及相关检测:采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体,一段时间后,先用含
(5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点,叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势,如叶绿体基因组小,功能清晰,使基因操作方便;叶绿体细胞具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高
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【推荐3】浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现,一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后,许多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)的表达和酶活性都得到提高,在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质,有的则被直接排出体外。某课题进行了如下的操作,请回答下列问题:
(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法______________ (至少答出两种)。步骤①用PCR技术扩增基因的前提是__________________ ,以便根据这一序列合成_____ ;步骤②用到的酶有_________ 。
(2)图中导入重组质粒的方法是________ ,在导入之前应用一定浓度的_______ 处理受体细菌。
(3)导入重组质粒2以后,往往还需要进行检测和筛选,在含有________ 用放射性同位素标记制成探针,检测是否导入了重组基因,在培养基中加入________ 可将含有目的基因的细胞筛选出来。
(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法
(2)图中导入重组质粒的方法是
(3)导入重组质粒2以后,往往还需要进行检测和筛选,在含有
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