四尾栅藻是一种淡水藻类,繁殖快、适应性强,可作为制备生物柴油的重要原料之一。为提高四尾栅藻油脂含量,研究人员将从含油量高的紫苏中获得的二酰甘油酰基转移酶基因(DGAT1)与pBI121质粒构建表达载体,经转化成功获得高产油脂四尾栅藻,研究过程如下图,其中DGAT1-F(5'-GCATCTAGAATGGCGATCTTGGACTC-3')和DGATI-R(5'-CGGATCCCTACCTTGCACTAGCTTTTC-3')是以DGATI基因为依据设计的一对引物,1acZ基因编码产物在X-gal和IPTG存在下,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。请回答下列问题。
(1)过程②应选用的限制酶是__________ 和__________ 。
(2)过程③经转化的大肠杆菌接种到培养基上继续培养,为筛选获得目标菌株,培养基应加入的成分有__________ 、__________ 、IPTG。
(3)为检测表达载体转化四尾栅藻的情况及确定目的基因是否表达,研究人员进行了如下实验,请完成下表。
(1)过程②应选用的限制酶是
(2)过程③经转化的大肠杆菌接种到培养基上继续培养,为筛选获得目标菌株,培养基应加入的成分有
(3)为检测表达载体转化四尾栅藻的情况及确定目的基因是否表达,研究人员进行了如下实验,请完成下表。
实验步骤 | 简要操作过程 |
初筛培养 | 经转化后的四尾栅藻接种于含① |
扩大培养 | 在BG11固体培养基上分别挑取数个单藻落接种至BG11液体培养基中光照摇床培养,编号备用 |
验证 | 收集四尾栅藻藻体,提取基因组DNA,以DGAT1-F和DGAT1-R为引物,采用② |
油脂含量测定 | 利用索氏抽提法分别测定③ |
结果处理 | 统计并比较验证结果及藻体中油脂的含量 |
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更新时间:2023-03-22 13:50:16
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【推荐1】启动子可分为组成型启动子和诱导型启动子。35S启动子是组成型启动子,能够持续、高效地启动目的基因在植物各种组织中的表达,但往往也会阻碍植物的生长发育;Rd29A启动子是一种逆境诱导型启动子,沙冬青脱水素基因(AmDHN基因)能使植株具有较强的抗旱作用。科研人员构建Rd29A启动子驱动AmDHN基因表达的载体,过程如图。再利用农杆菌转化法转化“敖汉苜蓿” 耐旱新品种,以期在干旱地区发展首着产业。
请回答:
(1)科研人员扩增Rd29A启动子所设计的引物如下,根据引物的碱基序列及限制酶的识别序列分析,构建载体2时选用的限制酶是__________ 为了提高构建载体3的成功率,选用__________ 酶切割载体1、2。上游引物P1:5'-GACCCGGGTTTCCAAAGATTTTTTTC-3'下游引物P2:5'-GAGAGCTCTGGGGTTTTGCTTTTGAATGT-3'
(2)载体5需先转入__________ 后再转化苜蓿,转化后应在培养基中添加__________ 以筛选转化成功的愈伤组织。
(3)为检测转基因苜蓿中AmDHN基因的转录水平,挑选10株转基因植株,利用自来水和20%PEG(模拟干旱条件)处理8h,提取RNA通过RT-PCR检测AmDHN基因和MtActin 基因(一种骨架蛋白基因)的表达水平,其结果如下图:
选择MtActin基因转录水平作为参照的依据是MtActin基因在各种细胞中表达相对恒定。
②自来水处理和20%PEG条件下的AmDHN基因表达水平的差异说明:____________________ 。
请回答:
(1)科研人员扩增Rd29A启动子所设计的引物如下,根据引物的碱基序列及限制酶的识别序列分析,构建载体2时选用的限制酶是
(2)载体5需先转入
(3)为检测转基因苜蓿中AmDHN基因的转录水平,挑选10株转基因植株,利用自来水和20%PEG(模拟干旱条件)处理8h,提取RNA通过RT-PCR检测AmDHN基因和MtActin 基因(一种骨架蛋白基因)的表达水平,其结果如下图:
选择MtActin基因转录水平作为参照的依据是MtActin基因在各种细胞中表达相对恒定。
②自来水处理和20%PEG条件下的AmDHN基因表达水平的差异说明:
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【推荐2】回答下列(一)、(二)小题。
(一)回答酿酒有关的问题:
(1)酿酒酵母不能直接利用糯米中的淀粉进行酒精发酵,需要在_____ 、_____ 、_____ 三种淀粉酶的作用下将淀粉水解成葡萄糖。这些酶主要由酒曲中的 _____ 等微生物分泌。
(2)酒精发酵产生的CO2释放到发酵瓶中,酵母菌在发酵液中慢慢下沉,CO2的上升带动了酵母菌上下浮动,使_____ ,发酵作用更充分更彻底。影响发酵时间长短的主要因素,除了温度、溶氧量、pH等环境因素和杂菌外,还有 _____ (写出两点即可)。
(3)已知葡萄糖与DNS(二硝基水杨酸)试剂能产生显色反应,采用_____ 法测定酒中葡萄糖含量。将样品稀释10倍,取1mL加DNS后定容至15mL,用装有待测液的比色杯的 _____ (A/B/C)面对准比色计的光源,测得光密度值为0.49。根据如图的标准曲线,可知样品中的葡萄糖浓度为 _____ mg/mL。
(二)水母体内含有绿色荧光蛋白,拟利用转基因技术将水母的绿色荧光蛋白基因转入矮牵牛中培育绿色荧光矮牵牛。请回答下列相关问题:
(4)将水母细胞破碎后提取_____ ,在逆转录酶的作用下形成单链互补DNA,然后利用PCR技术扩增,再与pBIN质粒连接形成重组质粒,并导入大肠杆菌构建成_____ 。将文库中的大肠杆菌进行单菌落分离后,选择具有_____ 的菌落,进 而获得目的基因。
(5)野生pBIN质粒不能将其上的DNA片段整合到植物细胞的染色体DNA上,因此需对野生pBIN质粒进行_____ 的改造。在构建重组质粒时,选用HindⅢ+XbaⅠ联合酶切的目的是_____ 。
(6)若利用农杆菌转化法进行矮牵牛的活体目的基因导入,通常需对叶片、子叶等感染部位进行损伤处理。若将农杆菌菌液加在未进行损伤处理的腋芽处,也可完成转化,原因是_____ 。植物组织完成转化后常用抗生素进行除菌,选用抗生素种类时需要考虑_____ 。抗生素的使用也会对外植体产生一定的毒害作用。如果选用发根农杆菌介导目的基因导入 的同时会引起外植体产生大量的不定根,选择不定根的_____ 进行继代培养2~3次就可在不使用抗生素的情况下获得无菌苗。
(一)回答酿酒有关的问题:
(1)酿酒酵母不能直接利用糯米中的淀粉进行酒精发酵,需要在
(2)酒精发酵产生的CO2释放到发酵瓶中,酵母菌在发酵液中慢慢下沉,CO2的上升带动了酵母菌上下浮动,使
(3)已知葡萄糖与DNS(二硝基水杨酸)试剂能产生显色反应,采用
(二)水母体内含有绿色荧光蛋白,拟利用转基因技术将水母的绿色荧光蛋白基因转入矮牵牛中培育绿色荧光矮牵牛。请回答下列相关问题:
(4)将水母细胞破碎后提取
(5)野生pBIN质粒不能将其上的DNA片段整合到植物细胞的染色体DNA上,因此需对野生pBIN质粒进行
(6)若利用农杆菌转化法进行矮牵牛的活体目的基因导入,通常需对叶片、子叶等感染部位进行损伤处理。若将农杆菌菌液加在未进行损伤处理的腋芽处,也可完成转化,原因是
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解题方法
【推荐3】丙酮酸羧化酶(PEP)是控制油菜中蛋白质与油脂比例的关键酶。PEP反义基因是指反向连接在启动子之后的PEP基因,其在转录时的模板链为PEP基因模板链的互补链。PEP反义基因可抑制PEP基因的表达,从而提高油菜籽中的油脂含量。下图甲为某种质粒的结构,其中npt-Ⅱ为新霉素抗性基因,gus基因控制合成的酶能使β-葡萄糖苷酸水解为蓝色物质,图乙为PEP基因的结构。回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增PEP基因时,其原理是____ ,需加入____ 酶。
(2)为方便将PEP反义基因与质粒连接,一般将限制酶的识别序列设计在引物上,在图乙中,与PEP基因上游结合的引物中应引入____ 的识别序列。
(3)质粒上npt-Ⅱ的作用是____ 。将质粒和PEP反义基因连接后,再与农杆菌菌液温育一段时间,涂布到含有新霉素和β-葡萄糖苷酸的平板上。一段时间后,在平板上长出白色和蓝色两种菌落,其中符合要求的是____ ,理由是____ 。
(4)PEP反义基因可有效抑制PEP基因的表达,推测其原理是____ 。
(1)利用PCR技术扩增PEP基因时,其原理是
(2)为方便将PEP反义基因与质粒连接,一般将限制酶的识别序列设计在引物上,在图乙中,与PEP基因上游结合的引物中应引入
(3)质粒上npt-Ⅱ的作用是
(4)PEP反义基因可有效抑制PEP基因的表达,推测其原理是
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【推荐1】利用基因工程技术培育出油脂高产的四尾栅藻,是获取生物柴油的新途径。科学家欲从紫苏中提取DGAT1基因(催化油脂合成的关键酶基因),导入到四尾栅藻细胞,获得转基因油脂高产的四尾栅藻,流程如图。质粒pCAMBIA与PCR扩增出的DGAT1的酶切位点如图所示。现有BamHI、BglⅡ、EcoRI三种限制性内切核酸酶,它们识别并切割的碱基序列如下表,请回答下列问题:
(1)①与②过程使用的酶分别是___________ 。
(2)将DGAT1与pCAMBLA分别用限制酶切割后进行连接可形成重组质粒,目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是____________ 。将重组质粒导入大肠杆菌后,可向培养基中加入___________ 筛选出导入质粒的大肠杆菌。
(3)筛选出的重组质粒存在DGATI基因,但DGAT1在四尾栅藻细胞中表达出的肽链不正确,原因可能是____________ 。为进一步筛选出符合要求的重组质粒,选用___________ 限制酶对不同的重组质粒进行酶切处理,得到的电泳结果如图所示,其中___________ 组重组质粒为所需质粒。
BamHⅠ | 5'G↓GATCC3' |
BglⅡ | 5'A↓GATCT3' |
EcoRⅠ | 5'G↓AATTC3' |
(1)①与②过程使用的酶分别是
(2)将DGAT1与pCAMBLA分别用限制酶切割后进行连接可形成重组质粒,目的基因和质粒能连接成重组质粒的原因是
(3)筛选出的重组质粒存在DGATI基因,但DGAT1在四尾栅藻细胞中表达出的肽链不正确,原因可能是
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【推荐2】转运肽能够引导在细胞质中合成的蛋白质进入叶绿体,组装成叶绿体的完整结构,从而使植物能够顺利地进行光合作用。研究人员尝试将抗除草剂基因(抗草丁膦基因)和转运肽基因同时导入大豆细胞并获得高产量的抗除草剂转基因大豆作物。已知T-DNA上的基因在农杆菌中不能表达,而在植物细胞中能表达。回答下列问题:
(1)从抗除草剂大豆叶片中提取抗草丁膦基因的DNA过程中,加入预冷的酒精(体积分数为______ )的目的是______ 。
(2)根据图1,应选用______ 和______ 酶对转运肽基因进行酶切,酶切后插入Ti质粒的T-DNA区,T-DNA的作用是____________ 。用两种限制酶切割转运肽基因的目的是____________ 。
(3)据图2分析,将重组后的Ti质粒导入农杆菌中,成功转化的农杆菌能在含有______ 的培养基中生长增殖。欲从个体水平上检测转基因大豆是否获得抗除草剂抗性,可采取的措施是____________ 。
(1)从抗除草剂大豆叶片中提取抗草丁膦基因的DNA过程中,加入预冷的酒精(体积分数为
(2)根据图1,应选用
(3)据图2分析,将重组后的Ti质粒导入农杆菌中,成功转化的农杆菌能在含有
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【推荐3】基因工程在农业和卫生领域已有广泛的应用。例如利用抗虫玉米可以减少化学农药的使用,“山羊乳腺生物反应器的研制”项目可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶等医药产品,造福人类。下图是利用基因工程研发转基因山羊和棉花的示意图,据图回答下列问题:
(1)A是基因工程基本操作程序的第一步,A表示_____________ ,如果直接从苏云金芽孢杆菌中切取抗虫基因,①过程使用的酶区别于DNA酶的特点是_____________ 。
(2)在研究过程中,研究人员首先利用相关基因组,采用_____________ 技术对目的基因进行扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有_____________ 。
(3)将目的基因导入玉米受体细胞的过程中,在③过程中可以采用的方法有_________________________ (要求答出3种方法)
(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其乳汁中是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及预期结果是什么?__________________________ 。
(1)A是基因工程基本操作程序的第一步,A表示
(2)在研究过程中,研究人员首先利用相关基因组,采用
(3)将目的基因导入玉米受体细胞的过程中,在③过程中可以采用的方法有
(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其乳汁中是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及预期结果是什么?
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