为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制,科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因(Luc) 构建成基因表达载体甲,基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙,相关序列及酶切位点如图所示。箭头表示转录方向。
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(1)利用PCR扩增LEA基因时,需要在引物的______ (填“3’端”或“5’端”)添加限制酶识别序列,添加序列对应的限制酶是________ , 选择上述酶的依据是_______ 。
(2)为了构建基因表达载体甲,依据图中已知碱基序列,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为____ 。
(3)乙酰-CoA羧化酶基因(AC)是油脂合成过程的关键酶基因,甘油三酯酯酶基因( ATGL)是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B,在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物,分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平,结果如下图。
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①在分子水平上,用________ 方法检测AC酶和ATGL酶的含量可得到上述结果。
②基于以上研究,干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是____ 。
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(1)利用PCR扩增LEA基因时,需要在引物的
(2)为了构建基因表达载体甲,依据图中已知碱基序列,在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为
(3)乙酰-CoA羧化酶基因(AC)是油脂合成过程的关键酶基因,甘油三酯酯酶基因( ATGL)是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B,在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物,分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平,结果如下图。
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①在分子水平上,用
②基于以上研究,干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是
更新时间:2023-05-13 07:27:22
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适中
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【推荐1】如图A所示,质粒上含有X抗生素抗性基因(
)和Y抗生素抗性基因(
),其中
内部含有限制酶KasI的识别序列,
内部含有限制酶Fse I、Hpa II、Nae I、NgoM IV的识别序列,五种酶的识别序列如表格所示(
表示切割位点),且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处,目的基因内部不存在这些识别序列。
(1)若要将图B所示的目的基因直接插入到
内形成重组质粒,则质粒需用限制酶___________ 切开。将切开的质粒溶液与目的基因溶液混合后连接,一般先用___________ 处理大肠杆菌后,再对其进行导入操作。
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(2)取导入处理过的大肠杆菌接种到含有抗生素___________ (填“X”或“Y”)的培养基中培养,培养基___________ (填“需要”或“不需要”)加入琼脂。从获得的纯培养物中取部分菌体接种到含有抗生素___________ (填“X”或“Y”)的培养基中,若无菌落生长,可初步确定获得的培养物符合要求;若有菌落生长,原因是___________ 。
(3)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插人目的基因的重组质粒(图C所示),拟设计引物进行PCR鉴定。图C所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,若选择引物___________ 进行PCR,且扩增出了450 bp片段,则说明实验成功;若选择引物甲、乙进行PCR,且扩增出了400bp片段,原因是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94b3313d77b1453b6590fc579881dc68.png)
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(1)若要将图B所示的目的基因直接插入到
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名称 | 说别序列及切期位点 | 名称 | 识别序列及规割位点 |
Fse I | Hpa II | ||
KasI | Nae I | ||
NgoM IV |
(3)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插人目的基因的重组质粒(图C所示),拟设计引物进行PCR鉴定。图C所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,若选择引物
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名校
【推荐2】我国科学家发现拟南芥中的光敏蛋白(PhyA)能在红光(660nm)照射下与其伴侣蛋白(FHY1)形成二聚体,并在远红光(730nm)照射下解离。根据这一特点,研究人员构建了基于PhyA-FHY1的转录激活系统,将PhyA与某些基因的启动子结合蛋白融合表达(产生融合蛋白A),将FHY1和另一种转录激活蛋白融合表达(产生融合蛋白B)。在红光(660nm)刺激下,融合蛋白A和融合蛋白B可结合形成复合体并促进RNA聚合酶与DNA结合,从而启动特定基因的表达。请根据题干信息及所学内容回答下列问题:
(1)融合蛋白是指由两个或多个不同蛋白质连接而成的单一多肽链。要实现融合蛋白在细胞内表达的前提是使用工具酶____________ 和___________ 将两种蛋白质的基因拼接在一起。
(2)使用____________ 反应可将融合后的目的基因进行扩增,该反应需在一定的缓冲液中进行,需提供目的基因、__________ 、__________ 和耐高温的DNA聚合酶。缓冲液中添加Mg2+的原因是__________ 。扩增完成后常用___________ 来鉴定反应的产物。
(3)研究人员将PhyA-FHY1的转录激活系统与小鼠胰岛素基因相关联后,培育出小鼠工程化细胞。将这些细胞移植至小鼠皮下后即可分别通过___________ 方式开启和关闭细胞内胰岛素基因的表达,并通过_______________ 来控制其胰岛素生成量。
(1)融合蛋白是指由两个或多个不同蛋白质连接而成的单一多肽链。要实现融合蛋白在细胞内表达的前提是使用工具酶
(2)使用
(3)研究人员将PhyA-FHY1的转录激活系统与小鼠胰岛素基因相关联后,培育出小鼠工程化细胞。将这些细胞移植至小鼠皮下后即可分别通过
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(0.65)
【推荐3】神经纤毛蛋白-1(NRP-1)能在肿瘤细胞内表达,是血管内皮生长因子家族成员的受体,通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。研究人员从肿瘤细胞中扩增出NRP-1基因并用其导入大肠杆菌体内进行培养,分别提纯相应NRP-1,并用其免疫小鼠,以制备抗NRP-1的单克隆抗体(NRP-1MAb)。回答下列问题:
(1)利用PCR技术可以从肿瘤细胞的基因组中分离扩增得到完整的NRP-1基因,其原因是______ 。将扩增后的目的基因构建成表达载体后,导入用______ 处理的大肠杆菌体内完成转化,最后可从大肠杆菌中分离提纯相应NRP-1。
(2)研究人员用NRP-1对小鼠进行免疫的目的是______ 。将小鼠脾中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上不能存活的是______ 。
(3)为进一步确定NRP-1MAb靶向治疗时的用药方式,研究人员将直肠癌组织块制成单细胞悬液,等量注入4组裸鼠右前腋下,接种后3天开始施加NRP-1MAb,每隔10天给药1次,共4次。给药后测算一次肿瘤体积,结果如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/30/2969330669936640/2986258803875840/STEM/5bd73bf2-6c21-464d-95f0-763a2be3c3b1.png?resizew=534)
分析上图可以得出的结论是______ 。根据实验结果,请给出使用NRP-1MAb进行靶向治疗癌症时的临床建议:______ 。
(1)利用PCR技术可以从肿瘤细胞的基因组中分离扩增得到完整的NRP-1基因,其原因是
(2)研究人员用NRP-1对小鼠进行免疫的目的是
(3)为进一步确定NRP-1MAb靶向治疗时的用药方式,研究人员将直肠癌组织块制成单细胞悬液,等量注入4组裸鼠右前腋下,接种后3天开始施加NRP-1MAb,每隔10天给药1次,共4次。给药后测算一次肿瘤体积,结果如图所示:
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分析上图可以得出的结论是
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【推荐1】半乳糖醇可作为新型甜味剂应用于糖果、面包等食品工业。酿酒酵母长期用于食品加工业,具有很强的食品安全性与大规模发酵能力。为构建酿酒酵母工程菌株生产半乳糖醇,回答下列问题:
(1)目的基因的获取与重组质粒的构建。从______ 中检索获得来自不同生物的多种木糖还原酶基因序列。为将木糖还原酶基因(如图甲)定向连接至pRS313质粒(如图乙)内,需在引物1、2的 A___ (填“5'”或“3'”) 端分别引入限制酶_______ (填字母) 的识别位点,由相应生物提供模板,经PCR 扩增得到木糖还原酶基因。对目的基因和pRS313质粒进行双酶切处理,经DNA连接酶连接得到重组质粒。
(2)重组质粒的扩增。将重组质粒导入______ (填“酿酒酵母”或“大肠杆菌”)中,采用_____ 法将菌液接种至含有氨苄青霉素的LB平板。挑取单菌落进行DNA 测序,测序验证正确后,利用质粒提取试剂盒提取重组质粒。
(3)将重组质粒导入酿酒酵母。利用醋酸锂-Tris-EDTA 缓冲液-PEG共同处理酿酒酵母,用醋酸锂处理的目的是_____ ; EDTA的作用是抑制DNA 酶的活性,防止______ ; PEG的作用是减少醋酸锂对细胞膜结构的过度损伤,同时使质粒与细胞膜接触更紧密,促进转化。
(4)转基因酵母功能的鉴定。取各重组菌株制成等浓度的菌液,等量接种到含等量D-半乳糖的培养基中,发酵12h后立即离心并分离沉淀和上清液,目的是______ 。测定上清液中半乳糖醇的含量,比较各重组菌株单位时间内半乳糖醇的产量,结果表明导入黑曲霉木糖还原酶基因anxr的pRS313-anxr工程菌株是优势菌株。这属于对______ (填“基因”、“基因表达产物”或“个体性状”)的检测,检测时需以______ 菌株作为阴性对照。
(5)pRS313-anxr工程菌株中D-半乳糖的代谢途径如图丙,为进一步提高D-半乳糖转化为半乳糖醇的效率,研究者对工程菌中的半乳糖激酶基因进行_____ ,通过 DNA 测序筛选成功改造的菌株。据图分析,除木糖还原酶和半乳糖激酶外,限制半乳糖醇产量的因素还有_______________ (写出2 点即可)。
(1)目的基因的获取与重组质粒的构建。从
(2)重组质粒的扩增。将重组质粒导入
(3)将重组质粒导入酿酒酵母。利用醋酸锂-Tris-EDTA 缓冲液-PEG共同处理酿酒酵母,用醋酸锂处理的目的是
(4)转基因酵母功能的鉴定。取各重组菌株制成等浓度的菌液,等量接种到含等量D-半乳糖的培养基中,发酵12h后立即离心并分离沉淀和上清液,目的是
(5)pRS313-anxr工程菌株中D-半乳糖的代谢途径如图丙,为进一步提高D-半乳糖转化为半乳糖醇的效率,研究者对工程菌中的半乳糖激酶基因进行
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【推荐2】脂肪酶在食品工业中有着广泛的应用,食品生产常需要在高温条件下进行,天然脂肪酶难以满足生产需求。科学家对已知氨基酸序列的脂肪酶进行改造,获得了耐高温的脂肪酶,提高了食品工业的生产效率。回答下列问题。
(1)根据耐高温脂肪酶的结构特点,推测其氨基酸序列,然后重新设计新脂肪酶的基因序列,获得耐高温的脂肪酶的技术称为___ 。一般来说,新的脂肪酶基因脱氧核苷酸序列会有多种可能,其原因是__ 。
(2)在设计出耐高温的脂肪酶基因后,对其进行PCR扩增的过程包括_____ 、复性和延伸。延伸过程中由于DNA聚合酶的特性,子链延伸的方向为________ 。
(3)利用质粒将改造后的耐高温脂肪酶基因导入大肠杆菌,构建基因工程菌甲,若要检测工程菌甲中的耐高温脂肪酶基因是否成功表达,则需利用到___ 杂交技术,若出现杂交带,则说明基因能在工程菌内正常表达。
(4)利用工程菌甲生产耐高温脂肪酶的过程中,传代多次后,生产条件未变,但某子代菌株不再产生耐高温脂肪酶。分析可能的原因是___ (答出两点即可)。
(1)根据耐高温脂肪酶的结构特点,推测其氨基酸序列,然后重新设计新脂肪酶的基因序列,获得耐高温的脂肪酶的技术称为
(2)在设计出耐高温的脂肪酶基因后,对其进行PCR扩增的过程包括
(3)利用质粒将改造后的耐高温脂肪酶基因导入大肠杆菌,构建基因工程菌甲,若要检测工程菌甲中的耐高温脂肪酶基因是否成功表达,则需利用到
(4)利用工程菌甲生产耐高温脂肪酶的过程中,传代多次后,生产条件未变,但某子代菌株不再产生耐高温脂肪酶。分析可能的原因是
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(0.65)
解题方法
【推荐3】科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草细胞并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。
(1)![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/9/50bac301-5c99-4688-8617-a0b5b2cde09d.png?resizew=787)
已知几种限制酶识别序列及其切割位点如下表。用下图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaI限制酶切割,原因是SmaI会破坏外源DNA中的目的基因和______ 。图中②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用BamHI和______ (限制酶)对外源DNA、质粒进行切割。
(2)图中④过程,为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加______ 。将重组质粒导入植物细胞可用图示的农杆菌转化法外,还可以采用由我国科学家独创的十分简便经济的方法:________________________ 。
(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的______ 作探针进行分子杂交测试,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是________________________ 。
(1)
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已知几种限制酶识别序列及其切割位点如下表。用下图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaI限制酶切割,原因是SmaI会破坏外源DNA中的目的基因和
限制酶 | BamHI | HindⅢ | EcoRI | SmaI |
识别序列及切割位点 |
(2)图中④过程,为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加
(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的
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