定点诱变技术是近年来生物工程研究中发展迅速的一个领域。通过定点诱变可以在体外改造目的DNA分子,进而研究基因的表达以及蛋白质的结构与功能之间的关系。经典的大引物PCR定点诱变技术成为基于PCR的定点诱变技术中应用最普遍的方法,操作过程如图甲。研究者欲改造某基因并将其导入大肠杆菌的质粒中保存,该质粒含有氨青霉素抗性基因、LacZ基因及一些酶切位点,结构如图乙。回答下列问题:
(1)利用大引物PCR进行定点诱变需要进行两轮PCR(PCR1和PCR2),在PCR1中,至少需要______ 个循环才能获得图甲所示的大引物。在PCR2中,要获得带有诱变点的改良基因,引物应选用大引物两条链中的______ (填“①”或“②”)。
(2)为实现质粒和改良基因的高效连接,选用限制酶XmaⅠ而不选用限制酶SmaⅠ的原因是______ 。为将改良基因构建在质粒上,还需要______ 等酶。
(3)在构建改良基因表达载体时,有的质粒含有改良基因,有的质粒为空白质粒,将含上述组件的溶液加入到大肠杆菌菌液中,适宜温度下培养一段时间后,再将菌液涂布在含氨苄青霉素和______ 的平板上。一段时间后,在培养基上出现白色和蓝色两种菌落,其中______ 菌落含有重组质粒,判断的依据是______ 。
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(1)利用大引物PCR进行定点诱变需要进行两轮PCR(PCR1和PCR2),在PCR1中,至少需要
(2)为实现质粒和改良基因的高效连接,选用限制酶XmaⅠ而不选用限制酶SmaⅠ的原因是
(3)在构建改良基因表达载体时,有的质粒含有改良基因,有的质粒为空白质粒,将含上述组件的溶液加入到大肠杆菌菌液中,适宜温度下培养一段时间后,再将菌液涂布在含氨苄青霉素和
更新时间:2023-08-06 19:13:45
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【推荐1】新冠肺炎疫情发生后,全球各地已成功分离出多株新型冠状病毒毒株,这为研发新型冠状病毒核酸快速检测试剂盒等奠定了基础。请回答下列问题:
(1)上海团队是利用体外培养的人肝癌细胞分离出新型冠状病毒毒株的。体外培养人肝癌细胞时,满足所需要的_________ 、温度、pH、气体环境和_________ 等条件。若使用合成培养基还需要添加血清,因为____________________________________ 。
(2)新型冠状病毒核酸快速检测试剂盒的检测原理是若送检样本中存在病毒,则以病毒RNA为模板,在_________ 酶的作用下合成cDNA,再加入互补的荧光探针、_________ 种引物、4种脱氧核苷酸和_________ 酶后,cDNA开始扩增,当子链延伸至探针处,会水解探针释放出荧光基团产生荧光,荧光监测系统接收到荧光信号从而确诊。
(3)新型冠状病毒化学发光检测试剂盒以单克隆抗体为主要“部件”,该试剂盒能快速准确地检测出病例是利用了单克隆抗体的___________________________ 等优点。
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(0.65)
【推荐2】金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如图,请回答下列问题:
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(1)从高表达MT 蛋白的生物组织中提取mRNA,通过______ 获得______ 用于PCR扩增。
(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的______ 位点。设计引物时需要避免引物之间形成______ ,而造成引物自连。
(3)图中步骤1代表______ ,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。若要将1个目的基因复制10 次,则需要在缓冲液中至少加入______ 个引物。 从理论上推测,第四轮产物中含有引物1的DNA片段所占的比例为______ 。
(4)PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏______ 的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但______ 的引物需要设定更高的退火温度。
(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有______ (填序号:①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物).
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(1)从高表达MT 蛋白的生物组织中提取mRNA,通过
(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的
(3)图中步骤1代表
(4)PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏
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(0.65)
名校
【推荐3】DNA亲子鉴定测试原理是:从被测试者的血滴或口腔黏膜细胞或者培育的组织内提取DNA,用限制性内切酶将DNA样本切成特定的小片段,放进凝胶内,用电泳推动DNA小片段分离,再使用特别的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起,然后利用特别的染料在X光下,便会显示由DNA探针凝聚于一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条码吻合,另一半与其父亲的条码吻合。反复几次过程,每一种探针用于寻找DNA的不同部位并形成独特的条码,便可得到超过99.9%的分辨概率。 请回答:
(1)限制性内切酶能将DNA样品切成特定的小片段,这主要体现了酶的( )
A.专一性 B.高效性 C.多样性 D.作用条件温和
(2)“探针”是指( )
A.某一个完整的目的基因
B.目的基因片段的特定DNA
C.与目的基因相同的特定双链DNA
D.与目的基因互补的特定单链DNA
(3)条码一半与其母亲的条码吻合,另一半与其父亲的条码吻合。为什么?________
(4)样品DNA经PCR技术扩增,可以获取大量DNA分子克隆。其原理是利用DNA分子半保留复制,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动的生物体。
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①图中A过程表示________ 。
②某样品DNA中共含3000个碱基对,碱基数量满足:(A+T):(G+C)=1/2,现欲得到100个与样品相同的DNA,至少需要向试管中加入__________ 个腺嘌呤脱氧核苷酸。
③A过程也称为DNA的变性,此过程在温度高达90~95℃时才能完成,说明DNA分子具有________ 性。
④由图中信息分析可知,催化C过程的酶是________ ,它与正常细胞里的酶区别是__
(1)限制性内切酶能将DNA样品切成特定的小片段,这主要体现了酶的
A.专一性 B.高效性 C.多样性 D.作用条件温和
(2)“探针”是指
A.某一个完整的目的基因
B.目的基因片段的特定DNA
C.与目的基因相同的特定双链DNA
D.与目的基因互补的特定单链DNA
(3)条码一半与其母亲的条码吻合,另一半与其父亲的条码吻合。为什么?
(4)样品DNA经PCR技术扩增,可以获取大量DNA分子克隆。其原理是利用DNA分子半保留复制,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动的生物体。
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①图中A过程表示
②某样品DNA中共含3000个碱基对,碱基数量满足:(A+T):(G+C)=1/2,现欲得到100个与样品相同的DNA,至少需要向试管中加入
③A过程也称为DNA的变性,此过程在温度高达90~95℃时才能完成,说明DNA分子具有
④由图中信息分析可知,催化C过程的酶是
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名校
【推荐1】近年来,生物柴油作为新型能源已经成为世界上应用最广泛、发展迅猛的可再生能源之一。研究人员利用基因工程的方法将油料作物紫苏DGAT1基因导入四尾栅藻(操作过程如下图),获得转基因的产油微藻,并利用地热废水培养,不仅能生产生物柴油,还能治理地热废水。请回答:
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注:LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X﹣gal,从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或该基因被破坏,则菌落成白色。
(1)将经过处理的连接产物导入到经CaCl2处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞,并接种到添加____________ 的培养基上培养,一段时间后,挑选颜色为__________ 的菌落用液体培养基培养,提取质粒pMD19-DGAT1。
(2)用限制酶酶切pMD19-DGAT1获得DGAT1基因,并与酶切后的载体pBI121连接得到__________ ,并导入到四尾栅藻。DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点,由上表中信息推测扩增DGAT1基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是_____________________ 。
(3)用DGAT1基因的探针可检测转基因四尾栅藻细胞中的_______________ 。
(4)研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量,结果如下图。结果显示:__________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/9/22/3072077657546752/3073430160031744/STEM/d12f6918e8c24a439c1ec1e6d3c83f95.png?resizew=204)
(5)为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力,研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。
该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计:________________ 。
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注:LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X﹣gal,从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或该基因被破坏,则菌落成白色。
(1)将经过处理的连接产物导入到经CaCl2处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞,并接种到添加
(2)用限制酶酶切pMD19-DGAT1获得DGAT1基因,并与酶切后的载体pBI121连接得到
(3)用DGAT1基因的探针可检测转基因四尾栅藻细胞中的
(4)研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量,结果如下图。结果显示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/9/22/3072077657546752/3073430160031744/STEM/d12f6918e8c24a439c1ec1e6d3c83f95.png?resizew=204)
(5)为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力,研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。
指标 | 总氮(mg/L) | 总磷(mg/L) | 氟化物(mg/L) |
废水培养基 | 23.2 | 4.32 | 4.56 |
培养转基因四尾栅藻11天后 | 1.9 | 0.45 | 0.84 |
该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计:
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解题方法
【推荐2】家禽的饲料中富含谷物,纤维素是谷物的重要成分,但家禽消化道中缺少能降解纤维素的酶,阻碍了家禽对饲料的吸收与利用。研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌,将其添加到饲料中,以提高家禽养殖效率。枯草芽孢杆菌能分泌一种可降解纤维素的酶,这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因,需使用图1中质粒作为载体,图2为含W基因的DNA片段。回答下列问题:_____ 。家禽肠道内的乳酸杆菌可利用葡萄糖通过细胞呼吸产生酸性物质,抑制有害细菌的生长和繁殖,维持肠道的正常功能,请写出相关的反应式________ 。
(2)利用PCR技术扩增W基因时,用到的DNA聚合酶与普通的酶相比,具有的特点是______ 。扩增完成后,常采用______ 法来鉴定PCR的产物。为得到含W基因的乳酸杆菌,可采用平板划线法纯化乳酸杆菌,进行划线操作要注意_______ (写出2点即可)。
(3)W基因以乙链为转录模板链,转录时mRNA自身延伸的方向为5'→3'。下表是几种限制酶的识别序列及切割位点,图1、图2标注了相关限制酶的酶切位点。为获得能正确表达W基因的重组质粒,应分别使用哪些限制酶对质粒和含W基因的DNA片段进行切割?质粒_______ ;W基因____ 。______ 。
(2)利用PCR技术扩增W基因时,用到的DNA聚合酶与普通的酶相比,具有的特点是
(3)W基因以乙链为转录模板链,转录时mRNA自身延伸的方向为5'→3'。下表是几种限制酶的识别序列及切割位点,图1、图2标注了相关限制酶的酶切位点。为获得能正确表达W基因的重组质粒,应分别使用哪些限制酶对质粒和含W基因的DNA片段进行切割?质粒
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名校
【推荐3】R-7是家蚕体内的一种小分子非编码RNA,可与某些mRNA 一端的一段非编码序列(3'-MTR)结合,进而影响基因的表达。为研究R-7是否影响家蚕基因B(调控家蚕眼睛发育)的表达,科研人员将基因B中对应3'-MTR的DNA片段与荧光素酶基因(R-7不影响荧光素酶基因的表达)重组,如图1所示。将该重组载体导入家蚕胚胎细胞并检测其表达情况,结果如图2所示。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/27/2988573513990144/2994824456437760/STEM/249174bd56ca4a5980b6a3127eb656bd.png?resizew=590)
(1)若图1表示一个完整的基因表达载体,则其中至少缺失了_____ ,其中的荧光素酶基因相当于____ 。
(2)要想短时间内获得大量目的基因,需要用到的技术是____ 。该技术利用了_____ 原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。
(3)图1中构建基因表达载体时应将目的基因插入到位点_____ ,原因是_____ 。
(4)科研人员从图2所示的实验组和对照组细胞中提取蛋白质,经处理检测后获得相对荧光值(在适宜条件下,荧光素酶可催化荧光素发生氧化反应并发出荧光)。实验组为将重组载体导入含R-7的家蚕胚胎细胞中,对照组1为将重组载体导入不含(或去除)R-7的家蚕胚胎细胞中,则对照组2应该为_____ 。由图2结果推知R-7抑制连接了 3'-MTR的DNA片段的基因B表达的____ 过程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/27/2988573513990144/2994824456437760/STEM/249174bd56ca4a5980b6a3127eb656bd.png?resizew=590)
(1)若图1表示一个完整的基因表达载体,则其中至少缺失了
(2)要想短时间内获得大量目的基因,需要用到的技术是
(3)图1中构建基因表达载体时应将目的基因插入到位点
(4)科研人员从图2所示的实验组和对照组细胞中提取蛋白质,经处理检测后获得相对荧光值(在适宜条件下,荧光素酶可催化荧光素发生氧化反应并发出荧光)。实验组为将重组载体导入含R-7的家蚕胚胎细胞中,对照组1为将重组载体导入不含(或去除)R-7的家蚕胚胎细胞中,则对照组2应该为
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【推荐1】滨藜在含盐量0.6%以上的条件下生长,是耐盐碱基因开发的理想材料。若将滨藜的耐盐碱基因转移到水稻等农作物体内,将会大大提高水稻等农作物的种植面积。回答下列问题:
(1)从滨藜中获得耐盐碱基因需要用_____________ 酶处理,然后与含四环素抗性基因的Ti质粒连接构建___________ ,并导入农杆菌。在含有四环素的固体培养基中培养,目的是_________________________________________________________ 。
(2)用农杆菌感染时,应优先选用水稻_________ (填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养,选用这种叶片的理由是__________________________________ 。
(3)导入耐盐碱基因的植株细胞经过________ 形成愈伤组织,然后__________ 形成胚状体,继续发育形成转基因水稻幼苗。
(4)将生长至4叶期的转基因幼苗转入高浓度的NaCl溶液(含盐量0.6%以上)中培养,进行耐盐实验,用非转基因幼苗作为对照。培养30天后观察两者的存活率差异。若_________ ,则说明转基因植株获得了耐盐特性。
(1)从滨藜中获得耐盐碱基因需要用
(2)用农杆菌感染时,应优先选用水稻
(3)导入耐盐碱基因的植株细胞经过
(4)将生长至4叶期的转基因幼苗转入高浓度的NaCl溶液(含盐量0.6%以上)中培养,进行耐盐实验,用非转基因幼苗作为对照。培养30天后观察两者的存活率差异。若
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【推荐2】【生物一选修3现代生物科技专题】
转基因是指通过基因工程技术将外源基因导入到受体细胞中的过程。相对动物和微生物转基因来说,植物转基因开展较晚。自1984年获得第一株转基因烟草以来,近二十年的时间里在数百种植物中获得成功。请回答下面有关植物转基因技术的问题:
(1)根据植物细胞能发育成植株的全能性,利用___________ 、_____________ 或花粉管通道的方法和技术将外源基因导入受体细胞并且整合到基因组中,再通过_____________ 获得完整植株。
(2)在培育植物过程中为了筛选阳性转基因植物(即成功实现转基因的植物)往往采用植物敏感的
_________ 进行筛选,最后经过分子生物学和生理方面的检测来鉴定植株是否是真正的转基因植物。
(3)研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图实线框内所示),并且发现酵母细胞也能够产生青蒿素合成的中间产物FPP(如图虚线框内所示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/6/1854606772469760/1857532240101376/STEM/e8b35977314247ae9427e57381437c75.png?resizew=567)
在FPP合成酶基因表达过程中,完成过程①需要__________ 酶催化,完成过程②需要的物质有氨基酸、ATP、tRNA等。根据图示代谢过程,科学家在设计培育能生产青蒿素的酵母细胞过程中,需要向酵母细胞中导入_______ 、CYP71AV1酶基因等基因,此过程构建的基因表达载体还应包含启动子、_________ 和_____________ 。
转基因是指通过基因工程技术将外源基因导入到受体细胞中的过程。相对动物和微生物转基因来说,植物转基因开展较晚。自1984年获得第一株转基因烟草以来,近二十年的时间里在数百种植物中获得成功。请回答下面有关植物转基因技术的问题:
(1)根据植物细胞能发育成植株的全能性,利用
(2)在培育植物过程中为了筛选阳性转基因植物(即成功实现转基因的植物)往往采用植物敏感的
(3)研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图实线框内所示),并且发现酵母细胞也能够产生青蒿素合成的中间产物FPP(如图虚线框内所示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/6/1854606772469760/1857532240101376/STEM/e8b35977314247ae9427e57381437c75.png?resizew=567)
在FPP合成酶基因表达过程中,完成过程①需要
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【推荐3】回答下列(一)、(二)小题:
(一)回答与微生物培养及制醋有关的问题:
(1)利用大米、高粱等富含淀粉的原料制作食醋时,大米、高粱等粮食经磨粉后加水蒸熟,一方面可以____________ ;另一方面可以促使淀粉形成______ ,加速此后的糖化及酒精发酵过程。生产食醋除了所需的原料和菌种外,还需要添加疏松材料如谷壳糠、玉米芯等共同形成发酵料,生产过程______ (填“需要”或“不需要”)额外添加氮源和无机盐等营养物质,原因是________________________ 。
(2)传统工艺酿醋是利用自然界中的野生菌制成醋曲,由于涉及的微生物种类繁多,其发酵产品的缺点是__________________ 。新方法制醋均采用人工选育的纯培养菌株,醋厂选择优良醋酸菌的标准:氧化______ 的速度快、耐酸性强、继续分解醋酸作用弱等。
(3)醋酸菌不耐热,在60℃下经10分钟即死亡,所以发酵时期需定期______ ,以促进散热。醋酸菌对酒精的耐受力较高,但对食盐的耐受力较差,生产时当醋酸发酵完毕后添加2%~3%食盐,其目的除调味外,还是防止____________ 的有效措施。
(二)草甘膦是目前世界上使用量最大的一种非选择性除草剂,因此研制抗草甘膦水稻新品种是国内外研究的热点之一。如图是以基因工程技术培育抗草甘膦水稻的途径,请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/7/fa6f3d96-2def-47e9-95a8-f1255eb25f9b.png?resizew=361)
(4)若抗草甘膦基因的序列未知,通常使用______ 的方法来获取。在已获得少量抗草甘膦基因后,为了获得大量的抗草甘膦基因,可采用的方法是____________ 。
(5)阶段1中,抗草甘膦基因所在的DNA和Ti质粒通常具有相同的____________ ,以便酶切后在DNA连接酶作用下形成重组质粒。农杆菌转化法完成植物细胞转化后通常需要对外植体进行脱菌处理,目的是______________________________ 。
(6)阶段2中,水稻细胞经脱分化和液体悬浮培养产生胚性细胞。胚性细胞经分裂、分化、器官发生和______ ,成胚后继续发育成完整植株。
(7)抗草甘膦基因来自细菌,但经检测它可以在水稻细胞中表达,其原因是___________________ 。为判断本研究是否达到预期目的,可比较转基因水稻和非转基因水稻的_____________ 性状。
(一)回答与微生物培养及制醋有关的问题:
(1)利用大米、高粱等富含淀粉的原料制作食醋时,大米、高粱等粮食经磨粉后加水蒸熟,一方面可以
(2)传统工艺酿醋是利用自然界中的野生菌制成醋曲,由于涉及的微生物种类繁多,其发酵产品的缺点是
(3)醋酸菌不耐热,在60℃下经10分钟即死亡,所以发酵时期需定期
(二)草甘膦是目前世界上使用量最大的一种非选择性除草剂,因此研制抗草甘膦水稻新品种是国内外研究的热点之一。如图是以基因工程技术培育抗草甘膦水稻的途径,请回答:
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(4)若抗草甘膦基因的序列未知,通常使用
(5)阶段1中,抗草甘膦基因所在的DNA和Ti质粒通常具有相同的
(6)阶段2中,水稻细胞经脱分化和液体悬浮培养产生胚性细胞。胚性细胞经分裂、分化、器官发生和
(7)抗草甘膦基因来自细菌,但经检测它可以在水稻细胞中表达,其原因是
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