植物细胞壁中含大量不能被猪消化的多聚糖类物质,如半纤维素多聚糖、果胶质(富含半乳糖醛酸的多聚糖)等。研究人员通过现代生物技术培育出转多聚糖酶基因(manA)猪,主要流程如图所示,图中neo为标记基因,回答下列问题:
(1)图中获取目的基因采用的限制酶是BamHI和BglⅡ,但是处理后的目的基因后并不能避免自身环化,原因是________ 。处理质粒应采用的限制酶是________ 。
(2)图中通过PCR技术扩增目的基因的前提是_________ ,以用于制备PCR扩增需要的引物,引物的作用是________ 。基因工程的核心环节是图中的________ (填标号)。
(3)如果要一次性获得更多的转基因猪,可在囊胚期对早期胚胎进行胚胎分割,操作时要注意_________ 。获得的转基因猪中的manA主要在_________ 中进行表达。
(1)图中获取目的基因采用的限制酶是BamHI和BglⅡ,但是处理后的目的基因后并不能避免自身环化,原因是
(2)图中通过PCR技术扩增目的基因的前提是
(3)如果要一次性获得更多的转基因猪,可在囊胚期对早期胚胎进行胚胎分割,操作时要注意
更新时间:2023-10-10 21:25:50
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【推荐1】铜绿假单胞菌常常引起禽类、水貂等发生败血症及呼吸系统感染等疾病,给养殖业带来严重损失。科研人员尝试克隆和表达该菌外膜蛋白oprD基因,以用于后期的疫苗研制工作。相关限制酶识别序列及用于构建基因表达载体的质粒图示如下,其中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,请回答下列问题:
(1)目的基因只有正确插入__________ 之间才能正确表达。在表达载体中AmpR作为___________ 。
(2)若已知铜绿假单胞菌的oprD基因序列,可利用PCR技术快速大量扩增该基因,PCR扩增的原理是___________ ,为使PCR反应体系中的模板解为单链,需要满足的条件是____________ 。为便于扩增的oprD基因与表达载体的连接,在设计引物时,常在两条引物的__________ 端加上限制酶的识别序列,设计后的引物如下:
引物1:5'-CGGGATCCATGAAAGTGATGAAGTGG-3'
引物2:5'-CCCTCGAGTTACAGGATCGACAGCGG-3'
(3)根据上题中的引物信息分析,在构建oprD基因表达载体时,可选择___________ 和__________ 两种不同的限制酶同时切割目的基因和质粒,以提高目的基因和质粒的重组效率。
(4)将基因表达载体与经__________ 处理的处于感受态的受体菌细胞于缓冲液中混合,完成转化过程。将完成转化的受体菌接种在加有___________ 的培养基上初步筛选后,再进一步检测、鉴定。
限制酶 | 识别序列 |
BamHI | 5'G↓GATCC3' |
EcoRI | 5'G↓AATCC3' |
NotI | 5'GC↓GGCCGC3' |
XhoI | 5'C↓TCGAG3' |
(1)目的基因只有正确插入
(2)若已知铜绿假单胞菌的oprD基因序列,可利用PCR技术快速大量扩增该基因,PCR扩增的原理是
引物1:5'-CGGGATCCATGAAAGTGATGAAGTGG-3'
引物2:5'-CCCTCGAGTTACAGGATCGACAGCGG-3'
(3)根据上题中的引物信息分析,在构建oprD基因表达载体时,可选择
(4)将基因表达载体与经
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【推荐2】以下是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料:
资料1:巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒,所以改造出了图1所示的pPIC9K质粒[5'AOXI和3'AOXI(TT)分别是基因AOXI的启动子和终止子]用作载体,其与目的基因HBsAg形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中已实现表达。
注意HBsAg基因中的白色箭头表示转录的方向
资料2:限制酶酶切位点
(1)用PCR技术扩增HBsAg基因时所需TaqDNA聚合酶需要___________ 激活。此过程中需要添加引物的原因是_________________ 。
(2)为实现HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,设计引物时需要在引物的___________ 端添加相应限制酶的识别序列,则在HBsAg基因两侧的A和B位置添加的碱基序列分别是___________ 、___________ ,这样设计的优点是___________ 。
(3)酶切获取HBsAg基因后,需用___________ (填"EcoliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,构建重组质粒的目的是___________ 。
(4)若用限制酶SnaBI,BglII联合酶切pPIC9K质粒,获得的DNA片段的长度分别是36kb,25kb,65kb;用限制酶BglII、AvrII联合酶切pPIC9K质粒,得到的DNA片段的长度分别是36kb,36kb、54kb;已知HBsAg基因长度是52kb。步骤3中应选用限制酶___________ 来切割重组质粒以获得重组DNA,切割后的重组DNA的长度是___________ 。
资料1:巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒,所以改造出了图1所示的pPIC9K质粒[5'AOXI和3'AOXI(TT)分别是基因AOXI的启动子和终止子]用作载体,其与目的基因HBsAg形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中已实现表达。
注意HBsAg基因中的白色箭头表示转录的方向
资料2:限制酶酶切位点
限制酶 | SnaBI | AvrII | SacI | Bg1II |
识别序 列及酶 切位点 |
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(1)用PCR技术扩增HBsAg基因时所需TaqDNA聚合酶需要
(2)为实现HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,设计引物时需要在引物的
(3)酶切获取HBsAg基因后,需用
(4)若用限制酶SnaBI,BglII联合酶切pPIC9K质粒,获得的DNA片段的长度分别是36kb,25kb,65kb;用限制酶BglII、AvrII联合酶切pPIC9K质粒,得到的DNA片段的长度分别是36kb,36kb、54kb;已知HBsAg基因长度是52kb。步骤3中应选用限制酶
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【推荐3】2015年,屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔奖。工业上青蒿素一般从黄花蒿中提取,产量低,价格高。基因工程和细胞工程等技术为培育出含青蒿素高的黄花蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量黄花蒿幼苗后,偶然发现了一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株中与青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。
(1)提取了高产植株的全部DNA后,要想快速、大量获得该突变基因可以采用PCR技术,该技术的原理是__________________ ;PCR仪实质上是能够自动调控温度的仪器,因此,在合成子链时,必须加入________ 酶,这种酶在高温下仍能保持活性。
(2)如果用黄花蒿发育的某个时期的mRNA反转录产生的cDNA为模板进行PCR扩增,进行了30个循环后,理论上可以产生__________ 个DNA分子,该cDNA与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就称为黄花蒿的__________ ,获得的cDNA与黄花蒿细胞中该基因的碱基序列________ (填“相同”或“不同”)。
(3)将获得的突变基因导入普通黄花蒿之前,先构建基因表达载体,图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答:
用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是______________________________________________________ ,构建好的重组质粒在其目的基因前要加上启动子,启动子是______________ 识别和结合的部位。
(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质,应采取________________________ 技术。
(1)提取了高产植株的全部DNA后,要想快速、大量获得该突变基因可以采用PCR技术,该技术的原理是
(2)如果用黄花蒿发育的某个时期的mRNA反转录产生的cDNA为模板进行PCR扩增,进行了30个循环后,理论上可以产生
(3)将获得的突变基因导入普通黄花蒿之前,先构建基因表达载体,图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答:
用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是
(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质,应采取
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【推荐1】回答下列有关生物工程的问题
从人的胰岛细胞中制备胰岛素编码基因,将其与合适的质粒用产自大肠杆菌的DNA连接酶拼接成重组分子,后者导入酵母中便可实现重组人胰岛素的工业化生产,用于糖尿病的治疗。
(1)下列与质粒的基本单位相同的有____________ (填编号)。
①胰岛素基因 ②mRNA ③拟核DNA ④人胰岛素
(2)若人胰岛素编码基因(长度为1.2kb)两端是用限制酶PstI(识别序列和切割位点如图2所示)切开的,那么如图1所示的质粒应使用限制酶____________ 切开,才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。
(3)已转到重组质粒上的单个人胰岛素编码基因____________ (填“能”或“不能”)再用(2)题中的限制酶切开,理由是____________ 。
(4)构建好的重组质粒长度为_____________ kb,接着需要进行的下一步操作是_____________ ,经筛选后进行大规模培养便可获得人胰岛素产品。
(5)上述基因工程的理论依据是不同生物____________。
(6)医学上还可利用生物工程技术将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合,融合后细胞经培养可产生单克隆抗体,其理论依据有____________ (填编号)。
①骨髓瘤细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
②骨髓瘤细胞可以无限增殖,但不能产生抗体
③B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
④B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体
从人的胰岛细胞中制备胰岛素编码基因,将其与合适的质粒用产自大肠杆菌的DNA连接酶拼接成重组分子,后者导入酵母中便可实现重组人胰岛素的工业化生产,用于糖尿病的治疗。
(1)下列与质粒的基本单位相同的有
①胰岛素基因 ②mRNA ③拟核DNA ④人胰岛素
(2)若人胰岛素编码基因(长度为1.2kb)两端是用限制酶PstI(识别序列和切割位点如图2所示)切开的,那么如图1所示的质粒应使用限制酶
(3)已转到重组质粒上的单个人胰岛素编码基因
(4)构建好的重组质粒长度为
(5)上述基因工程的理论依据是不同生物____________。
A.细胞结构完全相同 | B.DNA双螺旋结构相同 |
C.都遵循中心法则 | D.共用一套密码子 |
①骨髓瘤细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
②骨髓瘤细胞可以无限增殖,但不能产生抗体
③B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
④B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体
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【推荐2】1965年,中国科学家在世界上首次合成了具有生物活性的牛胰岛素,开启了人工合成胰岛素的新纪元。但是,这种通过化学合成法得到的人胰岛素,由于成本很高,药源依然匮乏,价格仍居高不下。直到上世纪80年代基因重组技术的成熟,难题才得到圆满解决。科研人员将人类胰岛素基因植入到细菌的基因中,如大肠杆菌,然后大量繁殖细菌,收集细菌所分泌的“人胰岛素”。请回答下列问题:
(1)科学家从胰岛B细胞中提取胰岛素基因转录的RNA,然后通过_______ (过程)合成胰岛素基因(目的基因)。若要得到大量的目的基因,则可利用PCR技术来扩增,扩增时需要__ 种引物参与。
(2)将人工合成的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞之前,需要先构建__________ ,该结构要有________ ,以便筛选出含有目的基因的受体细胞。将此结构导入大肠杆菌细胞中,通常要用___________ 对大肠杆菌进行处理,使之变成感受态细胞,该细胞的特性是_________________________________ 。
(3)人胰岛素编码基因是使用限制酶PstI切开的,质粒应使用限制酶NsiI切开,才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。如果人胰岛素基因和质粒的大小分别为0.5kb和3.2kb(1kb=1000对碱基),那么下图中安装了单个人胰岛素基因的重组质粒用限制酶EcoRI和AatII联合酶切后,所产生的DNA片段大小应为______ kb和______ kb。
(1)科学家从胰岛B细胞中提取胰岛素基因转录的RNA,然后通过
(2)将人工合成的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞之前,需要先构建
(3)人胰岛素编码基因是使用限制酶PstI切开的,质粒应使用限制酶NsiI切开,才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。如果人胰岛素基因和质粒的大小分别为0.5kb和3.2kb(1kb=1000对碱基),那么下图中安装了单个人胰岛素基因的重组质粒用限制酶EcoRI和AatII联合酶切后,所产生的DNA片段大小应为
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【推荐3】我国是棉花的生产和消费大国。棉花种植时容易受到棉铃虫侵袭,严重时可使棉田绝收。苏云金杆菌能产生Bt抗虫蛋白来杀死棉铃虫。我国科学家将该细菌的杀虫基因转到棉花细胞中,让棉花产生Bt抗虫蛋白(编码基因长约2000bp)来抵抗虫害。回答下列问题。
(1)对Bt抗虫蛋白基因进行PCR扩增时,为维持酶活性,需要在一定的________ (溶液)中进行。随后使用两种限制酶BamHI和HindⅢ同时酶切已扩增的目的基因和质粒,再使用_________ 进行连接,可防止目的基因、质粒的自身环化或反接,随后用重组表达载体(大小为5000bp)转化大肠杆菌。
(2)为检测目的基因是否已成功导入大肠杆菌,研究人员从大肠杆菌菌落提取质粒后,分别使用BamHI和HindⅢ双酶切、BamHI单酶切,通过电泳检测酶切结果,并采用未转化的大肠杆菌菌落作为对照,依据图a判断,目的基因_________ (填“已”或“未”)导入大肠杆菌,若要证明双酶切产物中2000bp为目的基因片段,采用的检测方法有_______ (写出1种)。_______ 。
②研究人员通过解析Bt抗虫蛋白晶体的结构发现,第5号螺旋处的第168位氨基酸是孔道结构稳定性的关键,将该位点氨基酸替换为疏水性更强的精氨酸后,就有可能提高孔道结构的稳定性。根据这一研究结果,请写出后续利用蛋白质工程培育出抗虫能力更强的转基因棉花的基本思路:________ 。
(1)对Bt抗虫蛋白基因进行PCR扩增时,为维持酶活性,需要在一定的
(2)为检测目的基因是否已成功导入大肠杆菌,研究人员从大肠杆菌菌落提取质粒后,分别使用BamHI和HindⅢ双酶切、BamHI单酶切,通过电泳检测酶切结果,并采用未转化的大肠杆菌菌落作为对照,依据图a判断,目的基因
(3)研究人员将重组表达载体导入棉花细胞并成功表达出Bt抗虫蛋白。研究发现,Bt抗虫蛋白被害虫分解为多肽后,与害虫肠道上皮细胞的细胞膜结合,导致细胞膜穿孔,使害虫渗透压失衡而死亡。形成的孔道结构越稳定,Bt抗虫蛋白对害虫的毒性越大。
①已知Bt抗虫蛋白部分结构参与了昆虫肠上皮细胞膜中孔道的形成。该部分结构中存在多个螺旋,其中第5号螺旋中部疏水,两端亲水(图b),从细胞膜结构的角度分析,第5号螺旋能够贯穿于细胞膜的原因是
②研究人员通过解析Bt抗虫蛋白晶体的结构发现,第5号螺旋处的第168位氨基酸是孔道结构稳定性的关键,将该位点氨基酸替换为疏水性更强的精氨酸后,就有可能提高孔道结构的稳定性。根据这一研究结果,请写出后续利用蛋白质工程培育出抗虫能力更强的转基因棉花的基本思路:
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【推荐1】某科研小组从土壤菌株A、B中分离到同源性为93%的Btl抗虫基因和Bt2抗虫基因的编码序列,并运用交错延伸PCR技术获得了抗虫性能强的重组Bt基因,并将其成功导入烟草,过程如图所示。回答下列问题:
注:交错延伸PCR:基因Btl和Bt2均作为模板,所需引物相同,图中仅示其中一条链的延伸情况。
(1)启动子是______ 酶的识别并结合部位,驱动基因转录。引物的作用是____ 。图中交错延伸PCR前,需要进行复性,复性的温度一般为_____ ℃左右。通过交错延伸PCR获得的重组Bt基因同时具有Bt1和Bt2基因序列的原因是第一轮以Bt1为模板合成的子链片段在第二轮复制时,作为引物结合到______ (填“Btl”或“Bt2”)的模板上继续合成子链,经多轮交错循环扩增,使产物同时含有两种基因的序列。
(2)过程③将构建好的基因表达载体导入农杆菌细胞并用农杆菌感染植物细胞。筛选含有重组Bt基因的细胞的方法是________ 。
(3)过程⑤需要照光培养,原因是______ 。过程④和过程⑤需要用到愈伤组织培养基,发芽培养基和生根培养基。在设计这三种培养基时最主要的区别是_____ 。
注:交错延伸PCR:基因Btl和Bt2均作为模板,所需引物相同,图中仅示其中一条链的延伸情况。
(1)启动子是
(2)过程③将构建好的基因表达载体导入农杆菌细胞并用农杆菌感染植物细胞。筛选含有重组Bt基因的细胞的方法是
(3)过程⑤需要照光培养,原因是
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【推荐2】菊花是重要的观赏花卉,为增加菊花花色类型,某科研小组从植物A的基因文库中选出花色基因C(图1),并将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。图3表示EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制酶的识别序列与切割位点。请分析并回答下列问题:
(1)利用PCR技术可扩增花色基因C,该技术的原理是______ ,此过程使用的酶是_________ 。
(2)切割基因C用______ ,切割质粒用______ 。切割后用DNA连接酶连接基因C和质粒,DNA连接酶催化形成的化学键是______ 。
(3)筛选含有重组质粒的受体细胞时,要在含有______ 的培养基上进行。
(4)从转基因菊花中提取蛋白质,可用______ 方法,检测花色基因C是否翻译成相应蛋白。
(1)利用PCR技术可扩增花色基因C,该技术的原理是
(2)切割基因C用
(3)筛选含有重组质粒的受体细胞时,要在含有
(4)从转基因菊花中提取蛋白质,可用
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【推荐3】垂体腺苷酸环化酶激活肽(PACAP)是从下丘脑中分离出的一种神经多肽,新型基因重组的PACAP衍生多肽MPL-2具有治疗Ⅱ型糖尿病的功能。下图为含MPL-2基因的重组质粒构建示意图。请分析回答下列问题:
(1)MPL-2基因的扩增采用了重叠延伸PCR技术,该技术采用的引物与DNA母链能_______ ,需要_______ 酶的催化。
(2)质粒中启动子是__________ 酶识别和结合的部位,能驱动基因的_______ 过程。
(3)构建的基因表达载体除图中显示的组成部分外,还应包含____________ 等部分。SapⅠ和NdeⅠ属于基因工程工具酶中的________________ 酶,作用于两个核苷酸之间的___________ 。
(4)质粒和MPL-2基因都采用SapⅠ和NdeⅠ进行双酶切割,目的是______________ 。
(1)MPL-2基因的扩增采用了重叠延伸PCR技术,该技术采用的引物与DNA母链能
(2)质粒中启动子是
(3)构建的基因表达载体除图中显示的组成部分外,还应包含
(4)质粒和MPL-2基因都采用SapⅠ和NdeⅠ进行双酶切割,目的是
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【推荐1】神经生长因子蛋白(NGF)能给神经元提供营养和促进突起生长,能调控神经元的发育、分化、生长和再生。下图是利用奶牛乳汁生产NGF的图解,请据图回答下列问题:
(1)过程①表示_____________ ,过程③常用的方法是______________ 。要获得单个成纤维细胞,过程②需用_______________ 处理奶牛胎儿皮肤组织块。
(2)为获得较多的卵细胞,可给供体母牛注射___________ 以促进排卵。采集到的卵细胞最好是发育到__________ 期,此时才具有受精能力。
(3)从A到B过程中所用的胚胎工程技术是______________ 。在过程⑥进行前,需要对代孕母牛做______ 处理,以便给供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。
(4)若要一次获得多只相同的转基因牛,可采用_____________ 技术。
(1)过程①表示
(2)为获得较多的卵细胞,可给供体母牛注射
(3)从A到B过程中所用的胚胎工程技术是
(4)若要一次获得多只相同的转基因牛,可采用
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【推荐2】胚胎工程对于加快优良动物的繁殖有绝对的优势。下图为试管牛繁殖过程图示,请回答下列问题。
(1)试管牛的培育属于_____ (“有性繁殖”或“无性繁殖”);得到该试管牛用到了胚胎工程的_____ 和_____ 技术。
(2)受精完成的标志是_____ 。
(3)胚胎移植是指将早期胚胎移植到_____ 种的,生理状态相同的其他_____ 性动物体内,使之继续发育为新个体的过程。
(4)母牛子宫之所以能移入胚胎,是因其与B牛的_____ 是相同的。
(5)可用显微手术将一枚发育至_____ 期的胚胎分割为二分胚、四分胚,经移植可得同卵双胎或多胎。胚胎分割的理论基础是_____ 。
(6)胚胎工程的发展离不开实验和理论的支持。1890年英国剑桥大学生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,成功得到两只纯种安哥拉子兔。这个实验首次证实了_____ 的可能性。
(1)试管牛的培育属于
(2)受精完成的标志是
(3)胚胎移植是指将早期胚胎移植到
(4)母牛子宫之所以能移入胚胎,是因其与B牛的
(5)可用显微手术将一枚发育至
(6)胚胎工程的发展离不开实验和理论的支持。1890年英国剑桥大学生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,成功得到两只纯种安哥拉子兔。这个实验首次证实了
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【推荐3】应用生物工程技术可获得人们需要的生物新品种或新产品。据图回答下列问题:
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,②过程常用的方法是_____ ,采用胚胎分割技术对处在____ 的胚胎进行分割,可以获得多头基因型相同的转基因牛。这些基因型相同的转基因牛的产生属于____ 繁殖。
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素,在构建基因表达载体时,人生长激素基因的首端必须含有______ 。
(3)prG 能激发细胞不断分裂,通过基因工程将该基因导入____ 细胞可用于制备单克隆抗体,图中III代表的细胞具有_____ 的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程常采用的方法是______ ,⑤过程采用的技术是_______ ;在分子水平上可采用________ 技术检测转基因抗虫棉的抗虫基因发挥作用的第一步是否成功。
(5)下面是获取目的基因的几种方法,其中核酸序列要求已知的是
①通过DNA合成仪,利用化学方法人工合成目的基因 ②从基因组文库中获取目的基因 ③构建cDNA文库的目的基因 ④利用PCR技术扩增目的基因
(6)当获能后的精子与卵子相遇时,防止多精入卵的生理反应依次有____ 、______ 。
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,②过程常用的方法是
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素,在构建基因表达载体时,人生长激素基因的首端必须含有
(3)prG 能激发细胞不断分裂,通过基因工程将该基因导入
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程常采用的方法是
(5)下面是获取目的基因的几种方法,其中核酸序列要求已知的是
①通过DNA合成仪,利用化学方法人工合成目的基因 ②从基因组文库中获取目的基因 ③构建cDNA文库的目的基因 ④利用PCR技术扩增目的基因
A.①② | B.②③ | C.②④ | D.①④ |
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