高等植物中的乙烯生物合成受到发育阶段和环境的共同调节,其中乙烯合成酶在这一过程中起到至关重要的作用。拟南芥乙烯合成酶相关基因主要有两种:AtACS4和AtACS5。为研究以上基因表达水平与发育阶段的关系,科学家将AtACS4和AtACS5的启动子分别和GUS报告基因融合,并转入拟南芥。图1为使用的载体图谱,kanr为卡那霉素抗性基因,Ampr为氨苄青霉素抗性基因。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/24/6651babf-5d00-4c52-b70d-d8db71914a31.png?resizew=327)
(1)构建重组DNA分子:取足量的拟南芥叶片并提取_____ ,通过_____ 得到两种启动子片段的拷贝,为使启动子正确插入载体,在获得的启动子两端分别引入_____ 和_____ 两种不同限制酶的识别序列,再用_____ 酶处理启动子与表达载体获得重组DNA分子。
(2)农杆菌转化拟南芥:将两种重组DNA分子分别导入农杆菌,后将转化的农杆菌分别置于添加了_____ 的LB液体培养基中进行培养。为确定培养所得农杆菌确实转入了重组DNA分子,可以通过_____ 进行检测。后将转基因农杆菌与消毒后的拟南芥叶片共同培养,将共同培养后的烟草叶片转入含有营养物以及_____ 的_____ 培养基(填写培养基名称)中脱菌、诱导培养和筛选。经过发芽和生根培养后的组培苗需进行炼苗,炼苗的作用是_____ 。
(3)拟南芥乙烯合成酶的表达特点:使用GUS染液染色后,具GUS基因表达产物的部位会现蓝色,用肉眼或在显微镜下可看到,且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化获得的转基因拟南芥经过GUS染色后的实验结果依次为图2的A、B。可以推测AtACS4和AtACS5的表达特点为_____ 。
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/24/13e2dea4-29f6-4f92-90ed-fa74a46421a4.png?resizew=406)
(1)构建重组DNA分子:取足量的拟南芥叶片并提取
(2)农杆菌转化拟南芥:将两种重组DNA分子分别导入农杆菌,后将转化的农杆菌分别置于添加了
(3)拟南芥乙烯合成酶的表达特点:使用GUS染液染色后,具GUS基因表达产物的部位会现蓝色,用肉眼或在显微镜下可看到,且在一定程度下根据染色深浅可反映出GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化获得的转基因拟南芥经过GUS染色后的实验结果依次为图2的A、B。可以推测AtACS4和AtACS5的表达特点为
更新时间:2023-07-25 09:45:17
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【推荐1】为了增加油菜种子的含油量,研究人员尝试将酶D基因与转运肽基因相连,一起导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。回答下列问题。
(1)三种限制酶(ClaI、SacI、XbaI)的切点 如图所示,则用________ 酶处理两个基因后,可得到_______ (填图中字母)端相连的融合基因。
(2)将上述融合基因插入如图所示Ti质粒的T-DNA中,构建_______ 并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含_______ 的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落,再利用液体培养基振荡培养,得到用于转化的侵染液。
(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间,此过程的目的是________ ,进一步筛选后获得转基因油菜细胞。
(4)用________ 法可检测转基因油菜细胞中的融合基因是否成功表达。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/f44db4ef-ede3-47eb-9271-d05d009d8a3c.png?resizew=486)
(1)三种限制酶(ClaI、SacI、XbaI)的切点 如图所示,则用
(2)将上述融合基因插入如图所示Ti质粒的T-DNA中,构建
(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间,此过程的目的是
(4)用
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【推荐2】番茄是一种营养丰富、经济价值较高的双子叶作物,在我国广泛种植。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友团队以红果番茄为材料,提出了一种利用多重基因编辑技术,靶向敲除红果番茄中控制三类相应色素合成或代谢的关键基因,快速定向创制七种不同果色番茄的策略。下图是科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除目标基因的示意图,请回答下列问题:
(1)研究发现CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内,推测该系统在细菌细胞内的作用是__________ 。
(2)CRISPR/Cas9基因编辑技术中,sgRNA是根据目标DNA人工设计合成的向导RNA,与核酸酶Cas9蛋白结合形成复合物。CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因,依据的原理是__________ 发生碱基互补配对;Cas9蛋白可催化__________ 键断裂,剪切特定DNA片段。若要在目标DNA中插入其他基因,可以利用__________ 将它们连接起来。
(3)研究人员利用携带着已完成编辑基因的__________ 侵染番茄植株,最终获得不同果色的番茄。该方法的优点是可以使目的基因导入植物细胞,并将其插入到植物细胞的染色体DNA上,从而使目的基因在植物细胞中__________ 。
(4)经CRISPR/Cas9基因编辑技术改造的基因结构变化属于__________ (填“定向”或“不定向”)基因突变,编辑是否成功可以通过提取相关基因进行PCR扩增后经__________ 鉴定。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/5/072176bf-a248-4c35-aeff-18e55579f010.png?resizew=326)
(1)研究发现CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内,推测该系统在细菌细胞内的作用是
(2)CRISPR/Cas9基因编辑技术中,sgRNA是根据目标DNA人工设计合成的向导RNA,与核酸酶Cas9蛋白结合形成复合物。CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因,依据的原理是
(3)研究人员利用携带着已完成编辑基因的
(4)经CRISPR/Cas9基因编辑技术改造的基因结构变化属于
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【推荐3】为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组再借助农杆菌导入菊花中。请回答相关问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/27/2343019194916864/2343070508023808/STEM/832a2d63623d4ceda70142a3e0d7a895.png?resizew=339)
(1)研究者从其他植物中克隆出花色基因C时采用了PCR技术扩增,其中需要有一段____ 的核苷酸序列,以便根据这一序列合成___ 种引物除花色基因C引物之外,扩增过程中还需要_______ ,__________ 。
(2)为防止目的基因的自身环化和任意连接,有同学认为可以用 EcoRI和BamHI两种酶切割含C基因的DNA和图中质粒,有同学认为不妥,理由是________________ 。
(3)最后需要将重组质粒导入菊花细胞研究者采用了农杆菌转化法,这是利用了农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)的特性:_______________ 。若导入的是菊花体细胞,还需要通过_____________ 才能得到菊花植株。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/27/2343019194916864/2343070508023808/STEM/832a2d63623d4ceda70142a3e0d7a895.png?resizew=339)
(1)研究者从其他植物中克隆出花色基因C时采用了PCR技术扩增,其中需要有一段
(2)为防止目的基因的自身环化和任意连接,有同学认为可以用 EcoRI和BamHI两种酶切割含C基因的DNA和图中质粒,有同学认为不妥,理由是
(3)最后需要将重组质粒导入菊花细胞研究者采用了农杆菌转化法,这是利用了农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)的特性:
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【推荐1】下图为吉林大学农学部培育出世界首例赖氨酸转基因克隆奶牛“织女”的大致过程,请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/19/c42c0d0f-09eb-4180-8985-0051a2af46fa.png?resizew=548)
(1)实施基因工程的核心操作步骤是________________ ,实现②过程的常用方法是_________________ 。
(2)获得黑白花奶牛成纤维细胞后,利用______________ 技术扩增细胞,培养液中除了提供必要的营养物质之外,还需要添加_____________ 等天然成分。
(3)获得重组细胞④时,以去核卵细胞为受体细胞的原因是_______________________ 。
(4)将早期胚胎移入代孕母牛体内之前,需要对代孕母牛进行___________ 处理,目的是_____________________________ 。
(5)要通过⑤过程获得较多的遗传同质早期胚胎,应采用______________ 技术,操作时应选择发育至__________ 期的胚胎,并将内细胞团___________ 。“织女”牛⑦进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产人类所需的赖氨酸,因而称为________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/19/c42c0d0f-09eb-4180-8985-0051a2af46fa.png?resizew=548)
(1)实施基因工程的核心操作步骤是
(2)获得黑白花奶牛成纤维细胞后,利用
(3)获得重组细胞④时,以去核卵细胞为受体细胞的原因是
(4)将早期胚胎移入代孕母牛体内之前,需要对代孕母牛进行
(5)要通过⑤过程获得较多的遗传同质早期胚胎,应采用
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【推荐2】β1,3葡聚糖酶可以水解许多病原真菌细胞壁外层的β-1,3葡聚糖和几丁质,降解真菌细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员在植物中克隆到β-1,3葡聚糖酶基因(BG2)并转入苹果主栽品种,以减少苹果真菌病害、实现无公害生产。据图和所学知识回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/24/2965172164116480/2967855741747200/STEM/4fb4914da9dd49299fd00f2c412a3719.png?resizew=665)
(1)BG2的克隆可利用PCR技术,需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的_____ 作为引物,BG2的克隆前,需准备_____ 种引物。两种引物序列不能互补的最可能原因是_____ 。
(2)上图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为DNA连接酶,人工设计的复合启动子的作用是驱动转录和提高(增强)转录活性,它位于目的基因(BG2)的_____ (填“上游”或“下游”)。用XbaI酶切、SpeI酶切、NotI酶切目的基因与PATC940的优点是构建基因表达载体时,可以防止_____ 、_____ 以及防止目的基因与质粒反向连接。
(3)中国科学家独创的一种方法,将Bt基因导入棉花细胞,这种方法是_____ ,例如,可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入_____ 中。研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养,进行遗传转化。目的基因BG2将随着T-DNA转移到被侵染的细胞而进入细胞,并随其整合到该细胞的染色体DNA上。
(4)在完成遗传转化后,培养基中至少要加入两种抗生素,请推测其作用分别是:一种用于杀死农杆菌,另一种用于_____ 。这样的培养基在微生物学上称为_____ 。
(5)需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性以及_____ ,这属于_____ 水平的鉴定。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/24/2965172164116480/2967855741747200/STEM/4fb4914da9dd49299fd00f2c412a3719.png?resizew=665)
(1)BG2的克隆可利用PCR技术,需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的
(2)上图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为DNA连接酶,人工设计的复合启动子的作用是驱动转录和提高(增强)转录活性,它位于目的基因(BG2)的
(3)中国科学家独创的一种方法,将Bt基因导入棉花细胞,这种方法是
(4)在完成遗传转化后,培养基中至少要加入两种抗生素,请推测其作用分别是:一种用于杀死农杆菌,另一种用于
(5)需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株抗真菌特性以及
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【推荐3】研究人员将一个含编码p62蛋白的环状DNA质粒(即p62-LAB)导入乳酸杆菌,形成DNA疫苗。经口给予阿尔茨海默病小鼠喂服后,症状显著减轻,说明将DNA疫苗用于阿尔茨海默病治疗的有效性。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/2/2842695499038720/2845635522560000/STEM/02ca79380961472da0ae75b2ef53ad7f.png?resizew=228)
(1)获取p62蛋白的基因时,通常是在细胞内提取mRNA,一般先通过_____ 得到cDNA,再经_____ 大量获取p62蛋白基因,酶切后再连接到载体上。
(2)研制DNA疫苗时需要将p62蛋白的基因与质粒构建重组表达载体,目的是______ ;科研人员用图所示的质粒为载体,应选用_________ 酶将该质粒与p62蛋白的基因构建为重组质粒。可用含有_________ 的固体培养基培养乳酸杆菌,以便检测重组质粒是否转化了乳酸杆菌。
(3)乳酸杆菌用作p62-LAB的受体细胞优点有:________________ 。
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(1)获取p62蛋白的基因时,通常是在细胞内提取mRNA,一般先通过
(2)研制DNA疫苗时需要将p62蛋白的基因与质粒构建重组表达载体,目的是
(3)乳酸杆菌用作p62-LAB的受体细胞优点有:
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【推荐1】人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)。该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。
(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取_____________ 作为模板,在_____________ 催化下合成cDNA。再利用_____________ 技术在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是_____________ ,将上述所得Y的基因插入_____________ 中,得到含目的基因的重组Ti质粒,则可用该转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经_____________ 得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经_____________ 。
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是_____________ 。
(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是
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【推荐2】孢堆黑粉菌是一种真菌,能引起玉米患丝黑穗病。科研人员将水稻细胞中的几丁质酶基因导入玉米细胞中,使玉米获得了抗丝黑穗病的能力。请回答下列问题:
(1)为获得水稻的几丁质酶基因,可提取水稻细胞的mRNA,在________ 酶的作用下合成多种互补DNA片段,再与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群叫作水稻的________________ ,利用PCR技术扩增获取的目的基因的前提,是有________________ ,以便合成合适的引物。
(2)用农杆菌转化法导入目的基因时,需要先将目的基因整合到________ 。自然条件下,农杆菌更容易感染植物的受伤部位,原因是________________________ 。
(3)基因工程和杂交育种所依据的遗传学原理是________________ 。可通过基因工程的方法让玉米获得水稻的抗丝黑穗病的能力,而不能通过杂交育种的方式实现,体现了基因工程育种具有________________ 的突出优点。
(1)为获得水稻的几丁质酶基因,可提取水稻细胞的mRNA,在
(2)用农杆菌转化法导入目的基因时,需要先将目的基因整合到
(3)基因工程和杂交育种所依据的遗传学原理是
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【推荐3】藏红花素是藏红花中的主要活性成分,具有抗肿瘤、抗氧化、抗高血压、抗动脉粥样硬化和抗抑郁等多种药理作用。科学家计划利用大肠杆菌合成藏红花素。下图为藏红花素合成过程图。_______ 。利用PCR技术扩增目标片段的基本原理是_______ ,应选择的引物是(填字母)_______ 。将靶DNA片段经过5次循环获得目标DNA片段所占的比例_______ 。
(2)上图过程需要的酶有_______ ,为保证目的基因在大肠杆菌中能够稳定存在并表达,构建好的重组质粒应含有_______ 。
(3)基因工程中用原核生物作为受体细胞的优点是_______ 。可以利用分子杂交技术检测目的基因是否转录出mRNA,若出现杂交带,则表明成功,具体操作过程为_______ 。
(2)上图过程需要的酶有
(3)基因工程中用原核生物作为受体细胞的优点是
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【推荐1】铀是一种广泛分布在岩石和土壤中的天然放射性元素,铀导致的水体污染越来越受到重视,物理化学处理含铀废水的经济性和有效性低,因而采用耐辐射奇球菌净化成为优先方法。某研究小组拟将已连接还原基因dsrA的重组载体pRADK—dsrA转入耐辐射奇球菌DR中,构建兼备高还原性和强辐射抗性的基因工程菌Deino—dsrA,其构建过程如图所示(注:KanR是卡那霉素抗性基因、AmpR是氨苄青霉素抗性基因、ori是复制原点)。四种
限制酶的识别序列及切割位点见表。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/26/3f8fe2d1-80f6-4ef1-8788-3fb4855a657d.png?resizew=666)
(1)过程①含dsrA基因的DNA片段时需在反应液中加入一对引物,其作用是_______ ,对该对引物的设计要求有_______ (答出1点即可)。PCR扩增过程中,变性的温度需上升到90℃以上的目的是_______ 。
(2)过程④要选择合适的限制酶切割含dsrA基因的DNA片段和pRADK质粒,应选用的表中的两种限制酶是_______ ,不选用其他限制酶的理由是_______ ,与单酶切相比,采用双酶切的优点有_______ 。
(3)为成功筛选出成功导入重组pRADK—dsrA载体的耐辐射奇球菌,可用含青霉素的培养基培养该细菌,一段时间后_______ (填“保留”或“淘汰”)能存活的细菌即可。
限制酶的识别序列及切割位点见表。回答下列问题:
限制酶 | BamHI | BssHII | NdeI | SspI |
识别序列和切割位点 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/26/3f8fe2d1-80f6-4ef1-8788-3fb4855a657d.png?resizew=666)
(1)过程①含dsrA基因的DNA片段时需在反应液中加入一对引物,其作用是
(2)过程④要选择合适的限制酶切割含dsrA基因的DNA片段和pRADK质粒,应选用的表中的两种限制酶是
(3)为成功筛选出成功导入重组pRADK—dsrA载体的耐辐射奇球菌,可用含青霉素的培养基培养该细菌,一段时间后
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【推荐2】人感染乳头瘤病毒(HPV)可诱发宫颈癌等恶性肿瘤,人乳头瘤病毒疫苗可以预防由HPV引起的多种宫颈癌,是世界上第一个预防癌症的疫苗。图a是HPV疫苗制备所需的L1基因片段,图b是某种质粒载体。
回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是__________ 。
(2)图中启动子为___________ 结合位点,该处序列应根据__________ (填“人宫颈细胞”或“乳头瘤病毒”或“大肠杆菌”)的RNA聚合酶识别序列来设计。
(3)若将工具酶处理目的基因和质粒载体得到的混合物经过连接后转化大肠杆菌,常用__________ 处理大肠杆菌,使其处于一种___________ 的状态。
结果得到三种大肠杆菌:①未被转化②含有质粒载体⑧含带有目的基因的重组质粒。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述三种大肠杆菌中,能够正常生长的有__________ (填序号)﹔若将上述筛选出来的大肠杆菌,培养在含有卡那霉素的固体培养基上,能生长的是___________ (填序号)。
(4)若要检测大肠杆菌是否产生了HPV疫苗,需要用__________ 技术检测。与传统灭活疫苗相比,这样的重组疫苗更安全又有效。从疫苗的组成成分分析,其主要原因是该疫苗不含___________ ,所以无侵染能力。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/6/e5b66400-7fde-40f5-81b1-21c08217df2b.png?resizew=480)
回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是
(2)图中启动子为
(3)若将工具酶处理目的基因和质粒载体得到的混合物经过连接后转化大肠杆菌,常用
结果得到三种大肠杆菌:①未被转化②含有质粒载体⑧含带有目的基因的重组质粒。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述三种大肠杆菌中,能够正常生长的有
(4)若要检测大肠杆菌是否产生了HPV疫苗,需要用
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【推荐3】PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因,研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列(简称phb2基因),大小为0.9kb(1kb=1000碱基对),利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/7/2953184117817344/2954530454355968/STEM/a3bfadfe-62a0-4d24-b5ca-52518f219a07.png?resizew=460)
相关限制酶的识别序列及切割位点
注:箭头表示切割位点
(1)为获取phb2基因,提取该动物肝脏组织的总RNA,再经___________ 过程得到cDNA,将其作为PCR反应的模板,并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
(2)图1为所用载体图谱示意图,图中限制酶的识别序列及切割位点见表。为使phb2基因(该基因序列不含图1中限制酶的识别序列)与载体正确连接,在扩增的phb2基因两端分别引入___________ 和___________ 两种不同限制酶的识别序列,为此需要将两种酶的识别序列分别设计在两种引物的___________ 端(填5’或3’)。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时,可选用___________ (填“E.coli”或“T4”)DNA连接酶。
(3)转化前需用___________ 处理大肠杆菌细胞,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,以提高转化效率。
(4)将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养,随机挑取单菌落(分别编号为1、2、3、4)培养并提取质粒,用(2)中选用的两种限制酶进行酶切,酶切产物经电泳分离,结果如图2,___________ 号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/7/2953184117817344/2954530454355968/STEM/a3bfadfe-62a0-4d24-b5ca-52518f219a07.png?resizew=460)
相关限制酶的识别序列及切割位点
名称 | 识别序列及切割位点名称 | 名称 | 识别序列及切割位点 |
Hind Ⅲ | ![]() | EcoR I | ![]() |
PvuⅡ | ![]() | Pst I | ![]() |
Kpn I | ![]() | BamH I | ![]() |
注:箭头表示切割位点
(1)为获取phb2基因,提取该动物肝脏组织的总RNA,再经
(2)图1为所用载体图谱示意图,图中限制酶的识别序列及切割位点见表。为使phb2基因(该基因序列不含图1中限制酶的识别序列)与载体正确连接,在扩增的phb2基因两端分别引入
(3)转化前需用
(4)将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养,随机挑取单菌落(分别编号为1、2、3、4)培养并提取质粒,用(2)中选用的两种限制酶进行酶切,酶切产物经电泳分离,结果如图2,
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