组卷网 > 高中生物综合库 > 生物技术与工程 > 基因工程 > 基因工程的基本操作程序 > 目的基因的获取 > PCR扩增的原理与过程
题型:非选择题-解答题 难度:0.65 引用次数:545 题号:21187543
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)。

   

(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:________

相似题推荐

非选择题-解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】油菜是我国重要的经济作物,低温是影响油菜生长的重要环境因素,科研人员对NF24和17NS两个油菜品系的低温胁迫下的光合特性进行了研究。
(1)将NF24和17NS低温-4℃处理24小时,测定光合速率,结果如图1。
   
图1结果显示_____,24小时后处于同一水平,低温条件对_____光合速率的影响更显著。
(2)为进一步探究两个品种在基因表达上的差异,科研人员提取了叶片细胞中的_____,通过PCR扩增了相关的基因。测定基因相对表达量,结果如图2。铁氧还蛋白1可将电子传递给NADP+,形成NADPH;光系统修复蛋白可将受损伤的相关蛋白清除;叶绿素ab结合蛋白是叶绿素与蛋白质非共价结合形成的复合物;放氧增强蛋白参与氧气的释放。请推测17NS是怎样应对低温胁迫的:____________________
   
(3)绿色植物中RuBP羧化酶(Rubisco)具有双重活性,当O2/CO2偏高时,光呼吸的过程会加强。光呼吸是在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程,是一个高耗能的反应(如图3所示)。过氧物酶体为单层膜结构,有特定的功能,负责将光合作用的副产物C2(乙醇酸)氧化为乙醛酸和过氧化氢。据图3中的信息,绿色植物在Rubisco催化下__________与C5反应,形成的__________中的C原子最终进入线粒体放出CO2,完成光呼吸的过程。参与此过程的细胞器有________。研究发现,光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。据上述信息推测,细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加,原因是__________
   
2023-06-15更新 | 102次组卷
非选择题-解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】电影《妈妈》于2022年母亲节上映,85岁的母亲为照顾阿尔茨海默病的女儿倾尽所有,母爱的无私付出让人泪目。阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病,又名老年痴呆症。近期发现,resistin(抵抗素,化学本质为蛋白质)的表达与AD发病及进展可能有一定关联。在人体内,脂肪细胞,骨骼肌细胞,脑内巨噬细胞均可分泌resistin。但是在小鼠中,脑内的巨噬细胞并不分泌resistin,给希望通过AD模型小鼠研究脑内巨噬细胞分泌rsistin在AD进展中的研究带来了障碍。因此本实验拟将resitin基因导入到小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7细胞中,从而建立能够高表达resistin的单核巨噬细胞系统,为进一步探索resistin与AD之间的关系奠定基础。
(1)为大量获取resistin基因,可分离小鼠腹股沟部位脂肪组织提取的mRNA,经______后进行PCR扩增。PCR的原理是____________,反应体系需加入______种引物,引物的作用是使DNA聚合酶能从引物的______端开始连接脱氧核苷酸。
(2)下图1为所用质粒载体图谱示意图,图中限制酶的识别序列及切割位点见下表,为使resistin基因(该基因序列不含图1中限制酶的识别序列,图2中箭头表示resistin基因转录方向)与载体正确连接,在扩增的resistin基因的A端和B端应分别添加限制酶______的酶切位点,经过这两种酶酶切后的resistin基因和载体进行连接时,可选用______(“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)。

相关限制酶的识别序列及切割位点如下:

名称

识别序列及切割位点

名称

识别序列及切割位点

HindIII

A↓AGCTT

TTCGA↑A

EcoRI

G↓AATTC

CTTAA↑G

PvitII

CAG↓CTG

GTC↑GAC

PstI

CTGC↓AG

GA↑CGTC

KpnI

G↓GTACC

CCATG↑G

BamHI

G↓GATCC

CCTAG↑G

(3)为获得大量重组质粒,并鉴定重组质粒连接是否正确,可先将重组质粒导入经Ca2+处理的大肠杆菌中,Ca2+处理大肠杆菌的目的是________________________,再将完成转化的大肠杆菌接种在含______的培养基中培养。
(4)提取出鉴定连接正确的重组质粒导入到小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7细胞后,可以应用______技术检测resistin基因是否表达出resistin。
2023-05-11更新 | 241次组卷
非选择题-解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】对微生物或动植物的细胞进行基因改造,使它们能够生产药物,是目前基因工程取得实际应用成果非常多的领域。干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素。
(1)利用大肠杆菌来合成干扰素时,先用____________处理大肠杆菌细胞,使细胞处于感受态,然后再将目的基因的表达载体导入其中进行培养。用_____________等技术检测受体细胞的DNA是否插入了目的基因,或检测目的基因是否转录出mRNA。
(2)在培养过程中用_____________方法进行菌种的纯化、分离并计数,计数偏小的原因是_____________
(3)与人体自身合成的干扰素相比,大肠杆菌合成的干扰素往往活性较低原因是_____________。动物的膀胱上皮细胞中可以高效表达干扰素蛋白,科学家设计膀胱生物反应器,将干扰素基因与膀胱上皮细胞中特异性表达的基因的____________等调控元件重组在一起。
2023-06-07更新 | 96次组卷
共计 平均难度:一般