动物的某种退行性神经疾病由基因t突变为基因T导致。随着生物工程技术的发展和基因编辑(CRISPR/Cas9)技术的出现,为治疗该疾病提供了如下新思路。回答下列问题:
(1)利用CRISPR/Cas9编辑基因时,Cas9蛋白依据sgRNA片段(不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列),能精准识别并切割动物纤维细胞中的致病基因T,并在DNA连接酶的作用下将正常基因t连接到染色体DNA的相应位置上,获得不含致病基因T的动物成纤维细胞。可见,sgRNA片段能够精准识别致病基因T的核苷酸序列的原因是_____________ ,CRISPR/Cas9还具有_______________________________ 的作用。
(2)过程①所利用的生物技术是_______________ ,过程②的培养条件十分苛刻,需要无菌、无毒环境,充足的营养物质、适宜的温度和pH;培养时,对气体环境的要求是_______________ 。过程④的培养基中需要添加__________ ,以促进ES细胞的增殖分化。
(3)利用上述思路治疗该退行性神经疾病,理论上不会产生免疫排斥反应,原因在于__________________ 。
(1)利用CRISPR/Cas9编辑基因时,Cas9蛋白依据sgRNA片段(不同的sgRNA可以识别不同的DNA序列),能精准识别并切割动物纤维细胞中的致病基因T,并在DNA连接酶的作用下将正常基因t连接到染色体DNA的相应位置上,获得不含致病基因T的动物成纤维细胞。可见,sgRNA片段能够精准识别致病基因T的核苷酸序列的原因是
(2)过程①所利用的生物技术是
(3)利用上述思路治疗该退行性神经疾病,理论上不会产生免疫排斥反应,原因在于
更新时间:2023-08-15 17:51:15
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【推荐1】Ⅰ2020年新冠肺炎流行,目前还没有特效药。有科学家认为,特异性抗体是目前可以期待的特效药,下图是研制和生产特异性抗体的两个技术路线。请据图回答相关问题:
(1)图中①过程涉及的技术是_____________ 。形成的细胞M可以在体外条件下大规模培养,也可以_____________ 增殖。在体外条件下进行培养时,培养液中除了必要的营养物质外,还要加入抗生素,目的是_______________________ ;将细胞接种到培养液中后,将培养液放置在合适的温度和含_______________________ 的混合气体条件下培养。
(2)图中④过程是______ ,该过程选择的质粒需有____________________________________ (答2点)等构件。
(3)有人说抗体n可能不能发挥吸附病毒的作用,你同意这个观点吗?______________ ,原因是_________________________________ 。
Ⅱ.下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是_____________ 。
(2)单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用其_____________ 。
(3)若不考虑环境因素的影响,克隆羊的性状为什么不全部像白面绵羊?______________ 。
(4)图乙过程的技术具有多种用途,但是不能______________
A.有选择地繁殖某一性别的家畜 B.繁殖家畜中的优良个体
C.改变动物的核基因 D.用于保存物种
(5)在现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体,你认为原因最可能是__________
A.重组细胞才具有全能性
B.卵母细胞含有的营养物质多
C.卵母细胞大,便于操作
D.卵母细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达
(1)图中①过程涉及的技术是
(2)图中④过程是
(3)有人说抗体n可能不能发挥吸附病毒的作用,你同意这个观点吗?
Ⅱ.下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是
(2)单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用其
(3)若不考虑环境因素的影响,克隆羊的性状为什么不全部像白面绵羊?
(4)图乙过程的技术具有多种用途,但是不能
A.有选择地繁殖某一性别的家畜 B.繁殖家畜中的优良个体
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(5)在现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体,你认为原因最可能是
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【推荐2】甜柿果肉鲜美,受消费者的喜爱。甜柿的自然脱涩与乙醛代谢关键酶基因(PDC)密切相关,推测涩味程度可能与PDC基因的表达情况有关。为筛选PDC基因的调控蛋白,科研人员进行了下列实验。回答下列问题。
(1)启动子位于基因的首端,存在着许多调控蛋白的结合位点直接影响基因的_______ 过程。
(2)PDC基因的启动子序列未知,为获得大量该基因启动子所在片段,可利用限制酶将基因组DNA进行酶切,然后在_______________ 的作用下将已知序列信息的接头片段连接在PDC基因的上游,根据接头片段和PDC基因编码序列设计引物进行PCR扩增,在扩增过程中使用的DNA聚合酶与体内的相比具有_______________ 的特点。
(3)AD基因表达出的AD蛋白与启动子足够靠近时,能够激活后续基因转录,据此可利用与AD蛋白形成的融合蛋白来筛选待测蛋白。利用质粒A构建含有PDC基因启动子片段的重组质粒并导入代谢缺陷型酵母菌,用不含__________ 的培养基可筛选出成功转化的酵母菌Y1H;将从甜柿中提取的RNA逆转录形成的各种cDNA与质粒G连接后导入酵母菌,此时应选择质粒G中的位点__________ (填序号1~5)作为cDNA的插入位点,最终获得携带不同cDNA片段的酵母菌群Y187。
(4)重组酵母Y1H与Y187能够进行接合生殖,形成的接合子含有两种酵母菌质粒上的所有基因。若接合子能在含有_________ 的培养基中生存,则推测待测蛋白是PDC基因的调控蛋白。
(1)启动子位于基因的首端,存在着许多调控蛋白的结合位点直接影响基因的
(2)PDC基因的启动子序列未知,为获得大量该基因启动子所在片段,可利用限制酶将基因组DNA进行酶切,然后在
(3)AD基因表达出的AD蛋白与启动子足够靠近时,能够激活后续基因转录,据此可利用与AD蛋白形成的融合蛋白来筛选待测蛋白。利用质粒A构建含有PDC基因启动子片段的重组质粒并导入代谢缺陷型酵母菌,用不含
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【推荐3】野生大豆含有的GAMYB结合蛋白1(GmGBP1)能够促进大豆更早成熟并大幅提高蛋白质含量,转录因子GmGAMYB能够促进GmGBP1基因的表达。科研人员将从野生大豆中提取出的GmGAMYB基因进行改造后,与GmGBP1基因连接成GA-Gm基因(300bp),重新导入大豆基因组中,培育早熟、高产的大豆新品种。
(1)科研人员将含有GA-Gm基因的DNA片段以及Ti质粒用________ 切割,然后用________ 构建成基因表达载体。
(2)为筛选出正确插入GA-Gm基因的重组Ti质粒,科研人员设计了引物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行PCR,再通过电泳对PCR产物进行鉴定。引物在重组Ti质粒中正确的相应位置如图1。研究人员应选择的引物是________ ,若电泳产物出现长度为________ bp的片段,说明GA-Gm基因正确连接。若GA-Gm基因反向连接,科研人员可选择引物________ 进行鉴定,电泳产物会出现长度为________ bp的片段,从而将其排除。(3)试验大豆株系中GmGBP1的相对水平如图2,可作为转基因大豆生理特性研究材料的有________ 。有人对实验结果提出质疑,认为有的株系中GmGBP1的相对水平较高与GmGAMYB基因无关,而与培养条件等密切相关。请你设计实验证明,并简要写出实验思路:________ 。
(1)科研人员将含有GA-Gm基因的DNA片段以及Ti质粒用
(2)为筛选出正确插入GA-Gm基因的重组Ti质粒,科研人员设计了引物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行PCR,再通过电泳对PCR产物进行鉴定。引物在重组Ti质粒中正确的相应位置如图1。研究人员应选择的引物是
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【推荐1】请根据给出的材料回答下列相关问题。
Ⅰ.植物体细胞杂交技术为农业迅猛发展提供了坚实的技术基础与保证。据图回答下列问题:
(1)上述过程依据的遗传学原理是__________ ,①②③过程是酶解法去细胞壁和诱导原生质体融合,该过程应在_____ 溶液中进行。此项技术的重要意义在于_____ 。
(2)在培养过程中,除必要营养物质和激素以及温度、光照和氧气pH等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证__________ 。
(3)若番茄细胞内含A条染色体,马铃薯细胞内含B条染色体,将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)得到的后代应含__________ 条染色体。必须用__________ 处理幼苗,才能得到可育的番茄一马铃薯植株。
(4)若c细胞是能产生单克隆抗体的细胞, 除用特定的选择培养基筛选外,还需______ 和抗体检测,才能筛选出既能无限增殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。
Ⅱ.下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答。
(5)述过程中主要应用到的动物细胞工程有___________________________ 。
(6)在体外培养条件下,为保持胚胎干细胞的未分化状态,通常在培养皿中铺上一层________________ 细胞。胚胎工程的主要技术有体外受精、胚胎移植、胚胎分割和____ 等。
(7) “治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有___________ 。
(8)若将上述技术用于白血病人的骨髓移植,且图中患者是A型血(IAi),提供卵细胞的女性是AB型血(IAIB)的,则骨髓移植成功后患者的血型是_________ 型。
(9)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是_________________ 。
Ⅰ.植物体细胞杂交技术为农业迅猛发展提供了坚实的技术基础与保证。据图回答下列问题:
(1)上述过程依据的遗传学原理是
(2)在培养过程中,除必要营养物质和激素以及温度、光照和氧气pH等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证
(3)若番茄细胞内含A条染色体,马铃薯细胞内含B条染色体,将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)得到的后代应含
(4)若c细胞是能产生单克隆抗体的细胞, 除用特定的选择培养基筛选外,还需
Ⅱ.下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答。
(5)述过程中主要应用到的动物细胞工程有
(6)在体外培养条件下,为保持胚胎干细胞的未分化状态,通常在培养皿中铺上一层
(7) “治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有
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(9)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是
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【推荐2】下图是医学研究中制备抗体的两种技术路线模式简图。
(1)图示流程涉及的生物技术有_____________________ 。
(2)细胞N是__________ 细胞。细胞M的特点有__________ ,过程①中,常用的诱导细胞融合的化学试剂是__________ 。
(3)获得目的基因J的方法有:______________________________ (写出两种)。
(4)抗体n和抗体m的结构__________ (填“相同”、“不相同”),原因是___________ 。
(1)图示流程涉及的生物技术有
(2)细胞N是
(3)获得目的基因J的方法有:
(4)抗体n和抗体m的结构
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【推荐3】为治疗某种遗传性糖尿病,研究人员完成如下工作。
(1)图中过程③表示_____________ 技术。
(2)图中①是取自患者体细胞的____________ ,过程②表示____________ 技术。
(3)重组细胞在体外培养时,培养液中除了加入诱导物外,还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、______________ 等必需的营养成分,并在含5%CO2的无菌、恒温培养箱中进行,CO2的作用是___________________________ 。
(1)图中过程③表示
(2)图中①是取自患者体细胞的
(3)重组细胞在体外培养时,培养液中除了加入诱导物外,还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、
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【推荐1】Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的________ 。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到________ 期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的________ 设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind Ⅲ和Pst Ⅰ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有________________ 酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________ ,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的
(2)步骤②中,重组胚胎培养到
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的
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【推荐2】自1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生以来,人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜,但体细胞克隆灵长类动物一直没有取得进展,究其原因主要是灵长类动物的卵细胞极为敏感,极轻微挤压都可能导致异常分裂,且细胞核移植到去核卵细胞后不能完全恢复到分化前的功能状态,导致胚胎发育率低。2017年,我国科学家利用“聪明的化学方法和操作技巧”成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”,该成果一经公布轰动了全世界。下图所示为克隆猴的培育过程。
(1)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是______ 。
(2)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核是指去除______ ;去核前应保证采集的卵母细胞在体外培养至______ 期;核移植的具体操作是______ ,从而得到重构胚;核移植前需用灭活的仙台病毒对体细胞进行短暂处理,作用是______ 。
(3)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理是______ ,从而改变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达。Kdm4d和TSA处理前后基因的碱基序列______ (填“会”或“不会”)发生改变。
(4)除操作技巧和化学方法的运用外,克隆猴的成功也得益于每一步严谨科学的实验操作。体外培养重构胚时,培养液中除应含有细胞所需要的各种营养物质外,通常需要加入______ 等一些天然成分,将其置于含有______ 混合气体的CO2培养箱中培养。胚胎移植前还需对代孕母猴进行______ 处理,以保证胚胎能够继续发育。
(5)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,这样的实验动物用于医学研究的好处是______ 。与克隆小鼠相比,克隆猴更有利于对人类疾病的致病机制进行研究,原因是______ 。
(1)动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是
(2)我国科学家经过多年的反复试验,可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作,在15秒之内完成核移植,操作迅速使卵细胞受损极小,在技巧上保证了实验的成功。实际操作中,去核是指去除
(3)“聪明的化学方法”也是保证实验成功的条件。我国科学家将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚,提高了胚胎的发育率和妊娠率。Kdm4d和TSA的作用机理是
(4)除操作技巧和化学方法的运用外,克隆猴的成功也得益于每一步严谨科学的实验操作。体外培养重构胚时,培养液中除应含有细胞所需要的各种营养物质外,通常需要加入
(5)体细胞克隆可以得到大量遗传背景相似或相同的实验动物,这样的实验动物用于医学研究的好处是
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【推荐3】对人体胚胎干细胞的研究和利用是生物学和医学研究的重要课题。回答下列有关问题:
(1)人体胚胎干细胞可以从______ 或______ 获得。
(2)在功能上,胚胎干细胞的特点是______ 。
(3)胚胎干细胞在体外培养时,需要将培养液置于含有5%CO2的培养箱中进行培养,5%CO2的作用是______ 。在体外培养时,若将胚胎干细胞培养在______ 细胞上,能维持胚胎干细胞不分化的状态;但若在培养液中加入______ ,会诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(4)在获得克隆动物时,利用胚胎干细胞核移植技术比体细胞核移植技术更容易获得克隆动物,其原因是______ 。
(1)人体胚胎干细胞可以从
(2)在功能上,胚胎干细胞的特点是
(3)胚胎干细胞在体外培养时,需要将培养液置于含有5%CO2的培养箱中进行培养,5%CO2的作用是
(4)在获得克隆动物时,利用胚胎干细胞核移植技术比体细胞核移植技术更容易获得克隆动物,其原因是
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【推荐1】在HIV侵染免疫细胞的过程中,细胞表面的CCR5蛋白是病毒的一个识别位点,协助介导了H进入细胞的过程。自然情况下,CCR5基因可缺失32个碱基对,成为它的等位基因(称为CCR5△32基因),如果一个人是CCR5△32基因的纯合子,那么他的免疫细胞表面没有完整的CCR5蛋白可用,就不易被HIV感染。2018年底,贺建奎团队声称通过 CRISPR/Cas9技术对数个胚胎进行了基因编辑,被编辑的婴儿的所有细胞不能合成完整的CCR5蛋白,从而天生免疫艾滋病。请回答:
(1)CCR5基因的表达需要___________ 等不可缺少的调控组件,CCR5△32基因指导合成的肽链氨基酸数目减少,原因可能是mRNA______________________ 。
(2)如图所示,CRISPR/Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统,根据CCR5基因的序列设计sgRNA(向导RNA),该sgRNA的序列与CCR5基因部分序列互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割,使CCR5基因发生碱基对的___________ ,导致基因突变。该过程中,sgRNA和Cas9n对DNA的共同作用类似___________ 酶的作用。
(3)为验证胚胎的CCR5基因是否成功被编辑,需要在胚胎发育早期,将细胞的微量全基因组DNA用___________ 技术进行扩增,然后采用___________ 技术检测目的基因以及转录出的mRNA是否存在,还需要对___________ 蛋白进行检测。
(4)贺建奎团队的行为遭到了科学界的强烈谴责,因为_____________________________ (写出两点)。
(1)CCR5基因的表达需要
(2)如图所示,CRISPR/Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统,根据CCR5基因的序列设计sgRNA(向导RNA),该sgRNA的序列与CCR5基因部分序列互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割,使CCR5基因发生碱基对的
(3)为验证胚胎的CCR5基因是否成功被编辑,需要在胚胎发育早期,将细胞的微量全基因组DNA用
(4)贺建奎团队的行为遭到了科学界的强烈谴责,因为
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【推荐2】已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。
(1)利用PCR技术扩增目的基因时_______________ 知道基因的全部序列。在PCR体系中除了模板、原料外,还应加入_____________________________________________ 。
(2)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过_______________ 和_______________ ,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定。
(3)“CRISPR/Cas9”技术是目前常用改造DNA序列的一种方法,下图为向导RNA引导Cas9蛋白切割目标DNA示意图。其中Cas9蛋白是一种_______________ 酶。Cas9蛋白和特定的向导引导序列可利用_______________ 法导入到动物受精卵或干细胞中发挥基因编辑作用。
(4)经改造后的细胞,若想工业化大量制备蛋白质P1,可利用_______________ 和_______________ 技术将改造细胞转化为即可产生P1又能无限增殖的细胞,最后自培养液中可得到目的蛋白质。
(1)利用PCR技术扩增目的基因时
(2)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过
(3)“CRISPR/Cas9”技术是目前常用改造DNA序列的一种方法,下图为向导RNA引导Cas9蛋白切割目标DNA示意图。其中Cas9蛋白是一种
(4)经改造后的细胞,若想工业化大量制备蛋白质P1,可利用
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【推荐3】2018年11月,世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生。这项研究用到了能够精确定位并修饰基因的基因编辑技术即基因编辑时用约为头发二十分之一细的针把Cas9蛋白和特定的引导序列注射到受精卵中,对CCR5基因进行修改,预期婴儿出生后能天然抵抗艾滋病病毒。请回答下列问题:
(1)艾滋病病毒的遗传物质是______ ,因为__________________________ ,所以至今还未研发出有效预防艾滋病的疫苗。
(2)基因编辑时,若要去除基因中的部分序列,则可能用到的酶有_________ 。
(3)基因编辑时,将Cas9蛋白和特定的引导序列注射到受精卵的方法是______ ,用受精卵作为受体细胞的原因是_____________________________________ 。
(4)基因编辑婴儿的诞生过程,用到的生物工程技术有______ 。该项研究引发社会各界的诸多争议,请你从伦理学角度谈谈对基因编辑婴儿诞生的看法____________________ 。
(1)艾滋病病毒的遗传物质是
(2)基因编辑时,若要去除基因中的部分序列,则可能用到的酶有
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(4)基因编辑婴儿的诞生过程,用到的生物工程技术有
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