二十碳五烯酸(EPA)能促进体内饱和脂肪酸代谢,是人体自身不能直接合成但又不可缺少的营养物质。获取EPA产品的主要途径是从鱼油等海洋渔业资源中提取。研究人员利用转基因技术从海洋细菌中提取了EPA合成途径的关键基因pfaB,并将其导入酵母菌内,通过酵母菌发酵生产EPA,相关过程如图所示,请回答下列问题:
(1)利用PCR扩增pfaB基因前,需设计引物______ (填序号),在第______ 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段(pfaB基因)。
(2)利用PCR扩增pfaB基因时,需将温度上升到90℃后再降温至50℃,目的是使pfaB基因双链解旋为单链后,便于______ 通过碱基互补配对原则结合。将pfaB基因连接在pP1C9质粒上时所用的酶是______ 。
(3)将pfaB-pP1C9表达载体导入酵母菌前,需先将表达载体导入大肠杆菌并进行筛选,筛选时培养基中应加入______ ,再将含有表达载体的大肠杆菌与酵母菌置于电转杯中,通过电激将大肠杆菌导入酵母菌,使该表达载体进入酵母菌细胞中,且在酵母菌中不会随着其繁殖而丢失的原因是,表达载体上含有______ (填“真核”或“原核”)生物复制原点,能在酵母菌中复制。
(1)利用PCR扩增pfaB基因前,需设计引物
(2)利用PCR扩增pfaB基因时,需将温度上升到90℃后再降温至50℃,目的是使pfaB基因双链解旋为单链后,便于
(3)将pfaB-pP1C9表达载体导入酵母菌前,需先将表达载体导入大肠杆菌并进行筛选,筛选时培养基中应加入
更新时间:2023-05-28 18:38:41
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【推荐1】图1为胰岛素基因结构与引物位置示意图,图2为pBR322质粒结构示意图,图中EcoRⅠ、SmaI、BamHI和HindIII为限制酶,箭头或线段所指位点为对应酶切位点。研究人员欲用此质粒构建胰岛素基因的表达载体,培养能产生人胰岛素的大肠杆菌。回答下列问题。
(1)如果对图1中的胰岛素基因与基因两端相应的限制酶识别序列一同进行扩增,应采用_____ 技术,该技术需用到的特殊酶是________ ,同时需要的图1中的两个引物是_____ 。
(2)不能用SmaI处理目的基因和pBR322的原因是________ 。可以用EcoRI处理目的基因和质粒,但用这种酶处理的缺点是_______ 。
(3)根据图2可知,对目的基因是否导入受体细胞进行初步筛选,所用的培养基中应加入____ ,能在该培养基中生存的细胞也不一定就导入了目的基因,原因是_____ 。
(1)如果对图1中的胰岛素基因与基因两端相应的限制酶识别序列一同进行扩增,应采用
(2)不能用SmaI处理目的基因和pBR322的原因是
(3)根据图2可知,对目的基因是否导入受体细胞进行初步筛选,所用的培养基中应加入
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【推荐2】PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其原理是利用DNA半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如图),在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。下列不正确的是( )
A.加热使DNA双链打开,这一步是打开氢键,在细胞中是在解旋酶的作用下进行的 |
B.当温度降低时,引物与模板末端结合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,最终合成2个DNA分子,此过程中原料是脱氧核苷酸,遵循的原则是碱基互补配对原则 |
C.PCR技术的必需条件,除了模板、原料、ATP、酶以外,至少还有液体环境、适宜的温度和pH等三个条件 |
D.若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制4次之后,则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为1/16 |
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【推荐3】强光下番茄叶片细胞内会通过促进NPQ(一种光保护机制)的激活,避免高光造成的损伤。研究发现下部叶片虽未受强光照,但其NPQ活跃程度会随之发生变化,从而使整株植物均可抵抗高光。推测是上部产生物质H并传递到下部,促进NPQ激活,且该变化受物质H的量的影响。现利用野生型番茄获得H沉默植株(A)和H过表达植株(B),并通过嫁接实验以验证上述猜测。
注:TRV载体引起细胞内的与其携带基因相同序列(靶基因)的mRNA降解
(1)结合信息,本实验中目的基因应选用________ 。该目的基因可通过________ 技术获得。结合普通农杆菌中Ti质粒的作用,请说出番茄A构建过程中“特殊”农杆菌的作用特点________ 。
(2)分子水平上,可通过________ (方法)检测物质H是否生成,以确定植株A是否成功构建;若鉴定植株B的构建情况,则需检测________ ,以确定是否成功构建。
(3)嫁接实验设计如下:
①在上表横线处完善实验设计,Ⅰ、Ⅱ的番茄植株应分别选用________ 、________ 。(填“野生型”、“植株A”或“植株B”);
②若结果为________ ,则证明上述推测成立。
注:TRV载体引起细胞内的与其携带基因相同序列(靶基因)的mRNA降解
(1)结合信息,本实验中目的基因应选用
(2)分子水平上,可通过
(3)嫁接实验设计如下:
组别 | 1组 | 2组 | 3组 |
上部叶片 | 植株A | 野生型 | Ⅰ________ |
下部叶片 | 野生型 | 野生型 | Ⅱ________ |
检测下部叶片NPQ强度 |
①在上表横线处完善实验设计,Ⅰ、Ⅱ的番茄植株应分别选用
②若结果为
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【推荐1】(一)回答下列有关果胶酶生产及固定化应用的问题。
(1)用射线处理一些霉菌后,稀释并接种在以较低浓度果胶为______ 的培养基中,可获得产果胶酶的高产菌株,通过观察比较培养基上______ 可判断菌株是否属于同一种类。
(2)在分离高产果胶酶菌种的实验操作中,对于获得纯化的果胶酶高产菌单菌落影响最大的是______。
(3)黑曲霉在发酵过程中除分泌果胶酶外,常还分泌蛋白酶、淀粉酶,欲检测黑曲霉在某种环境下分泌的总酶(蛋白质)量,可将提取液稀释后加入______ 试剂,在特定光程下测定OD值。并利用以______ 绘制的标准曲线定量。
(4)利用______ 或交联法对果胶酶进行固定化处理时,果胶酶与介质间均形成新的化学键,固定化酶在使用结束后用大量清水洗涤,其目的是______ 。
(二)生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面。请回答下列有关问题:
(5)限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段______ 的酶。早在1970年,科学家就从______ 中分离出了这种酶。
(6)转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌,可合成______ ,经进一步加工后可获得具有生物活性的胰岛素。
(7)目前基因工程已经广泛应用于遗传育种、______ 和生态环境保护三大领域。
(8)1943年,科学家在致癌物的诱导下培养小鼠的结缔组织。获得了能在小鼠体内生长肉瘤的长期培养细胞菌(可连续传代的细胞)——______ 。
(9)胚胎分裂是指借助______ 技术将早期胚胎切割成几等份,再移植到代孕母子宫中发育,产生同卵多仔后代的技术。
(10)胚胎干细胞核移植是指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过______ ,胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。
(1)用射线处理一些霉菌后,稀释并接种在以较低浓度果胶为
(2)在分离高产果胶酶菌种的实验操作中,对于获得纯化的果胶酶高产菌单菌落影响最大的是______。
A.实验所用的霉菌孢子来源于多个菌种 |
B.涂布前涂布器未在酒精灯火焰上灼烧灭菌 |
C.以添加果胶的蔗糖豆芽汁培养基作为选择培养基 |
D.实验操作过程中未打开超净台的过滤风 |
(4)利用
(二)生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面。请回答下列有关问题:
(5)限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段
(6)转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌,可合成
(7)目前基因工程已经广泛应用于遗传育种、
(8)1943年,科学家在致癌物的诱导下培养小鼠的结缔组织。获得了能在小鼠体内生长肉瘤的长期培养细胞菌(可连续传代的细胞)——
(9)胚胎分裂是指借助
(10)胚胎干细胞核移植是指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过
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【推荐2】2018年我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,将人亨廷顿舞蹈病致病基因(HTT基因) “敲入”猪基因组内,获得了人-猪“镶嵌”HTT基因,该技术主要由Cas9蛋白和引导RNA复合物完成(如图1所示),再利用生物工程技术成功地构建了亨廷顿舞蹈病的动物模型(如图2所示)。
(1)图1中引导RNA能准确识别猪DNA特定序列,并引导Cas9蛋白切割,由此推测Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的___________ 酶,但Cas9蛋白的特性与该酶的区别是___________________ 。
(2)引导RNA在识别猪DNA特定序列时,存在的碱基配对识别有_______ (填编号)
① A-T ② U-A ③ G-C ④ T-T ⑤ A-A ⑥ U-U
(3)通过CRISPR/Cas9技术基因编辑,将含有“敲入”序列的猪胚胎成纤维细胞的细胞核导入去核的卵母细胞后发育出模型4号猪,整个过程用到了哪些工程技术___(多选)
(4)图2中1-4号猪中可能成为亨廷顿舞蹈病动物模型的是______ 号。如果经基因编辑后,人-猪“镶嵌”HTT基因只在猪成纤维细胞的一条染色体DNA上,那么想获得纯合能稳定遗传“人-猪“镶嵌”HTT基因”的亨廷顿舞蹈病动物模型猪,你的思路是______ 。
(1)图1中引导RNA能准确识别猪DNA特定序列,并引导Cas9蛋白切割,由此推测Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的
(2)引导RNA在识别猪DNA特定序列时,存在的碱基配对识别有
① A-T ② U-A ③ G-C ④ T-T ⑤ A-A ⑥ U-U
(3)通过CRISPR/Cas9技术基因编辑,将含有“敲入”序列的猪胚胎成纤维细胞的细胞核导入去核的卵母细胞后发育出模型4号猪,整个过程用到了哪些工程技术___(多选)
A.转基因技术 | B.动物细胞培养技术 |
C.动物细胞融合技术 | D.细胞核移植技术 |
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【推荐3】下图是转基因抗盐烟草的培育过程。请分析回答:
(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增,该技术须用____ 酶,所需的原料是____ 。
(2)已知几种限制酶识别序列及其切割位点如下表:
用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子,不能使用Sma I酶切割,原因是____ 。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____ 酶对外源DNA、质粒进行切割。
(3)图中④过程,为筛选出导入了重组DNA分子的农杆菌,应在培养基中加____ 。
(4)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,在个体水平上鉴定的具体过程是____ 。
(1)①过程获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增,该技术须用
(2)已知几种限制酶识别序列及其切割位点如下表:
限制酶 | BamHⅠ | HindⅢ | EcoRⅠ | SmaⅠ |
识别序列及其切割位点 |
用图中的质粒和目的基因构建重组DNA分子,不能使用Sma I酶切割,原因是
(3)图中④过程,为筛选出导入了重组DNA分子的农杆菌,应在培养基中加
(4)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,在个体水平上鉴定的具体过程是
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【推荐1】酪氨酸是芳香族氨基酸,广泛用于食品、医药和化工等领域。科研人员利用CRISPR-Cas9(该系统主要包含向导RNA和Cas9蛋白两部分)技术定点敲除了酪氨酸转运系统编码基因aroP,从而减弱了酪氨酸向细胞内转运的能力,一定程度上能减轻酪氨酸的积累对酪氨酸合成酶的抑制作用,基因敲除如图所示。发酵结果表明aroP基因敲除菌酪氨酸产量提高了19%。回答下列问题:
(1)结合图示分析,CRISPR-Cas9系统能定点敲除aroP基因,原因是__________ ,Cas9蛋白能使目标DNA中的__________ (填化学键名称)断裂,aroP基因被切割后,可以用___________ 将剩余两端的DNA连接起来。
(2)为了进一步提高大肠杆菌中的酪氨酸产量,科研人员还构建了含有酪氨酸合成酶基因的质粒,构建重组质粒时要将酪氨酸合成酶基因插入到__________ 之间,质粒上还应有标记基因,其作用是__________ ;将目的基因导入大肠杆菌前要用Ca2+处理大肠杆菌,使细胞处于一种__________ 的生理状态。
(3)酪氨酸合成酶的表达质粒是热诱导型质粒,诱导温度会影响酪氨酸的产量。为了探究诱导酪氨酸合成酶基因表达的最适温度,实验小组在不同的诱导温度下测定了发酵48h后发酵液中的酪氨酸的产量,并认为发酵液中酪氨酸的产量最高时,酪氨酸合成酶基因表达也最活跃,你认为该观点__________ (填“合理”或“不合理”),理由是__________ 。
(1)结合图示分析,CRISPR-Cas9系统能定点敲除aroP基因,原因是
(2)为了进一步提高大肠杆菌中的酪氨酸产量,科研人员还构建了含有酪氨酸合成酶基因的质粒,构建重组质粒时要将酪氨酸合成酶基因插入到
(3)酪氨酸合成酶的表达质粒是热诱导型质粒,诱导温度会影响酪氨酸的产量。为了探究诱导酪氨酸合成酶基因表达的最适温度,实验小组在不同的诱导温度下测定了发酵48h后发酵液中的酪氨酸的产量,并认为发酵液中酪氨酸的产量最高时,酪氨酸合成酶基因表达也最活跃,你认为该观点
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【推荐2】科研人员在大鼠的A基因中引入变异,使得该品系大鼠具备了阿尔慈海默症的表现,作为疾病模型用于后续的研究。回答下列问题。
(1)科研人员在A基因中引入变异的方法如图所示。I为gRNA,能依据_________ 原则与相应的DNA结合,Ⅱ为cas9酶,能与gRNA结合,并催化水解核苷酸之间的_________ 键,切断DNA双链。Ⅲ为除突变位点外,其余序列与A基因相同的DNA片段。在A基因和Ⅲ均被cas9切开后,机体会进行断裂DNA的修复,有可能将Ⅲ代替A基因连入染色体中,实现A基因的突变。
(2)为了制备含有A基因突变的大鼠,科研人员进行如下的操作:
①第一步制备gRNA,其方法为;将编码gRNA的DNA片段上连接上_________ 序列,在体系中加入RNA聚合酶和核糖核苷酸,转录获得gRNA。
②第二步制备重组质粒;过程是将Ⅲ片段作为_________ 连入质粒X中构建重组载体,根据图中Ⅲ的序列,质粒X需要具备_________ 和复制原点。
③第三步将gRNA、cas9酶和重组质粒共同注射进大鼠的_________ 中,在40只大鼠仅鉴定筛选到了一只A基因家变的杂合子
④为了获得A基因突变纯合子,作为阿尔慈海默症的疾病模形,培育方法是_________ 。
(3)该技术能对基因实现定点的编制。从技术的原理角度进行推测,在实际应用过程中可能会出现的风险是_________ (答出一条即可)
(1)科研人员在A基因中引入变异的方法如图所示。I为gRNA,能依据
(2)为了制备含有A基因突变的大鼠,科研人员进行如下的操作:
①第一步制备gRNA,其方法为;将编码gRNA的DNA片段上连接上
②第二步制备重组质粒;过程是将Ⅲ片段作为
③第三步将gRNA、cas9酶和重组质粒共同注射进大鼠的
④为了获得A基因突变纯合子,作为阿尔慈海默症的疾病模形,培育方法是
(3)该技术能对基因实现定点的编制。从技术的原理角度进行推测,在实际应用过程中可能会出现的风险是
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【推荐3】疫苗接种是当前新冠肺炎疫情防控工作的一项重要举措,我国科学家研发了多种新冠疫苗,其中重组腺病毒疫苗研发策略是:将新冠病毒的S蛋白基因整合到腺病毒DNA中,形成表达S蛋白的重组腺病毒,注射到健康人体内,腺病毒可侵染人体细胞,达到预防新冠病毒感染的效果。
(1)与直接将S蛋白注射到体内作为疫苗相比,重组腺病毒疫苗的优点是可以引起人体产生__________ 免疫,更有效清除病毒。
(2)为了构建重组腺病毒DNA,需要将S蛋白基因插入腺病毒DNA中,由于腺病毒DNA分子较大,传统的限制性核酸内切酶和DNA连接酶处理效率较低,所以采取如图1所示方法获得重组腺病毒DNA。
将质粒1和质粒2共同导入受体细胞中,据图推测,最终重组线性DNA分子上,X所示的原件应该为_____________ 。
(3)生产疫苗的过程是将上述重组线性DNA分子(不编码病毒复制必需的E1蛋白)导入到293细胞系(该细胞系可表达人体细胞没有的E1蛋白),最终包装成完整的腺病毒。这种方式生产的疫苗由于重组腺病毒_________________________________ ,从而提高了疫苗的安全性。
(4)为了检测疫苗的效果,科学家用不同方式给雪貂接种重组腺病毒疫苗后,感染新冠病毒,一段时间后检测新冠病毒含量,结果如图2,说明重组腺病毒疫苗_______________ ,且效果最好的免疫方式是______________ 。
(5)作为年满18岁的学生,你可以采取哪些行动响应国家疫苗接种的政策_________ (两方面)?
(1)与直接将S蛋白注射到体内作为疫苗相比,重组腺病毒疫苗的优点是可以引起人体产生
(2)为了构建重组腺病毒DNA,需要将S蛋白基因插入腺病毒DNA中,由于腺病毒DNA分子较大,传统的限制性核酸内切酶和DNA连接酶处理效率较低,所以采取如图1所示方法获得重组腺病毒DNA。
将质粒1和质粒2共同导入受体细胞中,据图推测,最终重组线性DNA分子上,X所示的原件应该为
(3)生产疫苗的过程是将上述重组线性DNA分子(不编码病毒复制必需的E1蛋白)导入到293细胞系(该细胞系可表达人体细胞没有的E1蛋白),最终包装成完整的腺病毒。这种方式生产的疫苗由于重组腺病毒
(4)为了检测疫苗的效果,科学家用不同方式给雪貂接种重组腺病毒疫苗后,感染新冠病毒,一段时间后检测新冠病毒含量,结果如图2,说明重组腺病毒疫苗
(5)作为年满18岁的学生,你可以采取哪些行动响应国家疫苗接种的政策
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