注射用生长激素主要是用于内源性生长激素缺乏所引起的儿童生长障碍,还适用于重度烧伤、生长激素缺乏症等。临床常用的重组人生长激素是通过基因工程、发酵工程生产的。下图1表示生长激素基因及其上的限制酶酶切位点,图2表示质粒的结构示意图。请回答下列问题。
(1)生产重组人生长激素时,利用PCR技术可获取和扩增生长激素基因,扩增时需要引物,引物是指____________ ;PCR的产物一般通过__________ 来鉴定。
(2)已知DNA新链的延长方向是从5'→3',即沿模板链3'→5',若要扩增出生长激素基因并构建重组质粒,选择的引物应是图1中的___________ ,理由是__________ 。
(3)构建基因表达载体时,应选择能识别图2中___________ 酶切位点的限制酶;所用载体除质粒以外,还可以是___________ (答出2点即可)。
(4)生产中,需将基因表达载体导入大肠杆菌后进行发酵。在发酵过程中,需要及时添加养分,并严格控制温度、pH和溶氧量,原因是__________ 。
(1)生产重组人生长激素时,利用PCR技术可获取和扩增生长激素基因,扩增时需要引物,引物是指
(2)已知DNA新链的延长方向是从5'→3',即沿模板链3'→5',若要扩增出生长激素基因并构建重组质粒,选择的引物应是图1中的
(3)构建基因表达载体时,应选择能识别图2中
(4)生产中,需将基因表达载体导入大肠杆菌后进行发酵。在发酵过程中,需要及时添加养分,并严格控制温度、pH和溶氧量,原因是
更新时间:2023-05-28 08:10:03
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【推荐1】人胰岛素原基因(insulin)在大肠杆菌中表达时易形成不溶性、无活性的包涵体,增加了胰岛素的生产成本。以NusA蛋白作为N端标签时可提高融合蛋白的可溶性。若让大肠杆菌表达出带有NusA蛋白标签的人胰岛素原融合蛋白(His—NusA—insulin),再经蛋白酶酶切,即得到可溶性人胰岛素原,为降低胰岛素生产成本提供基础。下图为构建重组质粒pHis—NusA—insulin的基本流程,Ampr为氨苄青霉素抗性基因。Taq为四环素抗性基因,几种限制酶的酶切位点已在图中标注。人胰岛素原基因中不含这几种限制酶的识别序列,实验所用大肠杆菌对氨苄青霉素和四环素均敏感。回答下列问题:
(1)
经过程①,即PCR可大量扩增人胰岛素原基因,该过程中除了需要向反应体系内添加引物1、2和人胰岛素原基因外,还要添加______ (答两点)等,图中引物1、2的______ (填“3'”或“5'”)端应分别添加______ 的识别序列。除限制酶外,过程②还需要用到______ 酶。
(2)先将重组载体1导入经______ 处理后的大肠杆菌,为便于筛选,该大肠杆菌培养基中应添加______ 。
(3)重组载体1和2在构成表达调控元件上的区别在于前者______ 。欲获得重组载体2,则载体2的______ (填“A”“B”或“A和B”)区域应具有EcoRⅠ和HindⅢ的识别序列。含有重组载体2的大肠杆菌,在含有四环素的培养基中______ (填“能”或“不能”)生存并大量增殖。
(4)若要从个体水平鉴定合成的胰岛素是否具有生物活性,则实验组的操作是______ 。
(1)
经过程①,即PCR可大量扩增人胰岛素原基因,该过程中除了需要向反应体系内添加引物1、2和人胰岛素原基因外,还要添加
(2)先将重组载体1导入经
(3)重组载体1和2在构成表达调控元件上的区别在于前者
(4)若要从个体水平鉴定合成的胰岛素是否具有生物活性,则实验组的操作是
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【推荐2】某植物蛋白酶抑制剂Ⅱ基因是重要的抗虫基因,该基因转录的mRNA下游序列已知,但其上游序列未知。现利用PCR等技术扩增该基因,具体原理如下图所示,其中①∼③表示有关过程,Ⅰ∼Ⅲ表示有关物质。请回答下列问题。(1)过程反应体系中,生成杂合链物质Ⅰ需要加入____________ 种引物,还需加入____________ 酶。
(2)利用DNA末端转移酶催化过程②,使DNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列 [AAA(A)n],其目的是____________ ,进而利于过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ。
(3)在物质Ⅲ的两端通常还需要增加____________ 序列,以便与相应的载体重组,再利用____________ 处理大肠杆菌等,以利于将重组质粒导入细胞,构建DNA文库。
(4)列表比较过程③与过程①的不同之处____________ 。
(2)利用DNA末端转移酶催化过程②,使DNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列 [AAA(A)n],其目的是
(3)在物质Ⅲ的两端通常还需要增加
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【推荐3】蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张强度,可制成防弹背心、人造韧带等。蜘蛛通过在腹部的腺体生成蜘蛛丝,并使用一种名为“喷丝头”的器官将蛛丝排出体外。由于蜘蛛会互相攻击,吃掉同类,因此无法像蚕丝一样通过养殖大量生产。利用现代生物技术生产蜘蛛丝不断取得成功,运用基因工程技术已经创造出了“蜘蛛羊”。过程如图,请回答下列相关问题:(1)可利用PCR技术体外大量扩增蛛丝蛋白基因,PCR技术的原理是____________ ,PCR过程包括变性、_____________ 和延伸三步。若在PCR仪中经过4次循环,理论上共消耗引物____________ 个。
(2)甲过程需用到的工具有____________ (填工具名称,缺一不可)。在分子水平上,通常通过____________ 技术检测目的基因是否导入受体细胞。
(3)若成功导入目的基因的转基因羊并没有产生相应的蛛丝蛋白,根据中心法则分析,其可能的原因是____________ 。
(4)可将____________ 技术结合基因工程等技术得到具有新性状的克隆羊。
(5)研究人员发现若将蛛丝蛋白31号位的色氨酸替换为酪氨酸,蛛丝韧性可提高50%,利用蛋白质工程对蛛丝蛋白进行改造,基本途径是:预期蛋白质功能→设计____________ →推测氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列。
(2)甲过程需用到的工具有
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【推荐1】资料一:PCR(聚合酶链式反应)三个基本反应步骤是模板DNA在体外加热至95℃时解旋成单链,温度降至55℃左右,引物与模板单链按碱基互补配对的原则结合,再调至72℃左右时,DNA聚合酶沿5′→3′(磷酸到五碳糖)的方向延伸引物合成互补链。三个步骤完成一次称为一个循环。
资料二:图1显示了目的基因及其上限制酶切点,A、B、C、D是四种单链DNA片段;图2是质粒(显示限制酶切点和标记基因),一般来说,为了使切割后的目的基因与运载体结合,往往使用两种限制酶,同时还要破坏载体上的一个标记基因。根据资料回答下列问题:
(1)若利用PCR技术增加目的基因的数量,所用的酶是__________ 。由图1可知,A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取__________ 作为引物,该DNA分子在PCR仪中经过4次循环后会产生DNA片段__________ 个。
(2)为了提高目的基因和质粒的重组成功率,同时有利于受体细胞的筛选,应该选择的限制酶是________ 。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒进行切割,假设同时只有任意两个位点被切割且每次机会相等,则形成的含有完整抗四环素基因的DNA片段有__________ 种。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是__________ 。
(4)对基因组文库的描述,不正确的是__________ 。
A.含有某种生物的全部基因 B.基因中含有启动子和内含子
C.文库的基因是通过受体菌承载的 D.文库中的全部基因可以在物种间交流
资料二:图1显示了目的基因及其上限制酶切点,A、B、C、D是四种单链DNA片段;图2是质粒(显示限制酶切点和标记基因),一般来说,为了使切割后的目的基因与运载体结合,往往使用两种限制酶,同时还要破坏载体上的一个标记基因。根据资料回答下列问题:
(1)若利用PCR技术增加目的基因的数量,所用的酶是
(2)为了提高目的基因和质粒的重组成功率,同时有利于受体细胞的筛选,应该选择的限制酶是
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是
(4)对基因组文库的描述,不正确的是
A.含有某种生物的全部基因 B.基因中含有启动子和内含子
C.文库的基因是通过受体菌承载的 D.文库中的全部基因可以在物种间交流
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【推荐2】为了研究视神经病变诱导基因(OPTN)的分子机制,科研人员用OPTN基因的部分DNA片段构建表达载体,导入细胞后转录出的RNA会抑制细胞中OPTN蛋白的合成。实验中使用的DNA片段和载体上限制酶的识别序列如下:
请回答:
(1)应选用BamHⅠ和HindⅢ切割载体质粒,理由是____________ 。
(2)重组质粒上____________ (填“有”或“无”)BamHⅠ的识别序列,因此可通过酶切法鉴定质粒是否重组成功,方法如下:用BamHⅠ和XhoⅠ两种限制酶处理质粒,未重组的质粒将产生____________ 种片段,重组的质粒将产生____________ 种片段。
(3)重组质粒导入细胞后,能抑制细胞中OPTN蛋白合成的原因是____________ 。
(4)要证明导入重组质粒的细胞中OPTN基因的表达受到抑制,需要设置____________ 作为对照组。通常采用____________ 法检测细胞中OPTN蛋白的表达水平。
限制酶 | BglⅡ | BamHⅠ | HindⅢ | XhoⅠ |
识别序列和切割位点 | A↓GATCT TCTAG↑A | G↓GATCC CCTAG↑G | A↓AGCTT TTCGA↑A | G↓TCGAG GAGCT↑C |
请回答:
(1)应选用BamHⅠ和HindⅢ切割载体质粒,理由是
(2)重组质粒上
(3)重组质粒导入细胞后,能抑制细胞中OPTN蛋白合成的原因是
(4)要证明导入重组质粒的细胞中OPTN基因的表达受到抑制,需要设置
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【推荐3】水熊抗辐射能力是人类的千倍之多。研究发现水熊体内含有抗辐射基因Dsup,指导合成的Dsup蛋白可将X射线引起的DNA损害降低大约40%。研究者将Dsup基因转入模型动物细胞,以研究动物具有的抗辐射能力的机理。请回答下列问题:
(1)若要获得Dsup基因,可以用从水熊体细胞中提取的____ 作为模板,在___ 的催化下合成cDNA,再利用PCR技术,专一性地扩增出Dsup基因的cDNA,PCR反应体系的成分中能够决定扩增特定 DNA片段的是____ (填“模板”、“引物”、“Taq酶”)。
(2)构建基因表达载体的目的是____ 。基因表达载体进入受体细胞,并在细胞内维持稳定表达的过程称为_______ 。
(3)目的基因导入受体细胞常用质粒做运载体。下图1表示质粒载体,图2表示插入了Dsup基因的重组质粒,可利用标记基因从细胞水平初步检测目的基因是否导入受体细胞,根据图中信息写出检测思路_________ 。
(1)若要获得Dsup基因,可以用从水熊体细胞中提取的
(2)构建基因表达载体的目的是
(3)目的基因导入受体细胞常用质粒做运载体。下图1表示质粒载体,图2表示插入了Dsup基因的重组质粒,可利用标记基因从细胞水平初步检测目的基因是否导入受体细胞,根据图中信息写出检测思路
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【推荐1】土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态(属于难溶磷,如磷酸钙等难溶态,在水中呈白色沉淀)存在,溶磷菌能够把难溶磷分解为可被直接利用的可溶性磷。科研人员为此开展了相关研究,请回答下列问题:
(1)若要从土壤中分离分解能力较强的溶磷菌,选择培养基应如何设计?__________ 。接种微生物后,若菌落周围出现__________ ,则该菌落有可能为溶磷菌菌落。
(2)用稀释涂布平板法对溶磷菌进行计数时,已知每毫升菌液原液中细菌数为1×1010个,若每个平板上涂布0.2mL,且每个平板上长出的菌落数约200个,则用于涂布的溶磷菌的菌液被稀释了__________ 倍。
(3)将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液,接入已灭菌的、含难溶磷的液体培养基中,每天取样测定溶磷量和pH变化情况,实验组结果如图所示:①结果表明溶磷菌分解难溶磷的能力呈现__________ 的趋势。
②根据培养液的pH变化情况,可对溶磷菌的溶磷原理作出的推测是__________ 。
(4)获得溶磷菌后,还可以采取_______ 的育种方法,进一步提高其耐寒、耐盐的能力。结合发酵工程在农业上的应用,预期该溶磷菌可用作______ 以促进植物对磷元素的吸收。
(1)若要从土壤中分离分解能力较强的溶磷菌,选择培养基应如何设计?
(2)用稀释涂布平板法对溶磷菌进行计数时,已知每毫升菌液原液中细菌数为1×1010个,若每个平板上涂布0.2mL,且每个平板上长出的菌落数约200个,则用于涂布的溶磷菌的菌液被稀释了
(3)将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液,接入已灭菌的、含难溶磷的液体培养基中,每天取样测定溶磷量和pH变化情况,实验组结果如图所示:①结果表明溶磷菌分解难溶磷的能力呈现
②根据培养液的pH变化情况,可对溶磷菌的溶磷原理作出的推测是
(4)获得溶磷菌后,还可以采取
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【推荐2】我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的,其工业化生产的简要流程如图1所示,图2为啤酒发酵所用的发酵罐结构示意图。回答下列问题:
(1)制麦过程中常利用发芽的大麦种子产生的淀粉酶完成糖化过程,形成糖浆,淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵的原因是_____ 。
(2)大麦发芽会消耗部分有机物,影响产量,利用_________ (填植物激素)处理大麦可省略制麦环节,原因是________ 。
(3)整个过程的中心阶段是_________ ,在该时期要随时取样检测培养基中的____________ 等,同时,要严格控制____________ 等发酵条件。
(4)图2所示的发酵罐常常利用__________ 对发酵过程中的各种指标进行检测和控制,发酵过程中,由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量达到一定的数值时,可以通过_______________ 感受并控制冷却水从进水口进入。
(1)制麦过程中常利用发芽的大麦种子产生的淀粉酶完成糖化过程,形成糖浆,淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵的原因是
(2)大麦发芽会消耗部分有机物,影响产量,利用
(3)整个过程的中心阶段是
(4)图2所示的发酵罐常常利用
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【推荐3】下图为谷氨酸发酵装置图。
(1)图中3、6处是发酵罐夹层中水的进出口,水在发酵罐夹层流动的作用是_______________ 。
(2)谷氨酸发酵过程中,当培养液呈______ 时,会积累谷氨酸。当培养液呈____________ 时,会生成_________________ 。
(3)如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用__________ (填“过滤、沉淀”或“提取、分离和纯化”)等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。
(4)图中5的作用是___________ 。
(1)图中3、6处是发酵罐夹层中水的进出口,水在发酵罐夹层流动的作用是
(2)谷氨酸发酵过程中,当培养液呈
(3)如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用
(4)图中5的作用是
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