磷酸吡哆醛(PLP)是维生素 B6的活性形式,是多种酶的重要辅酶。科研人员从大肠杆菌(E.coliK12)中找到了合成PLP 的关键酶A, 通过基因工程构建了高产PLP的工程菌,流程如下图所示。请回答下列问题:____ 。利用PCR 获取和扩增酶 A 基因过程中温度最低的一步称为____ ,其目的是____ 。
(2)③过程一般先用Ca2+处理E.coliBL21细胞, 使细胞处于一种____ 的生理状态,进而在适宜的条件下完成转化过程。
(3)③过程后需将工程菌置于含____ 的培养基中筛选出能够生长的菌落。
(4)为探究④过程得到的是否为高产 PLP 工程菌,请简要写出实验思路:____ 。
(2)③过程一般先用Ca2+处理E.coliBL21细胞, 使细胞处于一种
(3)③过程后需将工程菌置于含
(4)为探究④过程得到的是否为高产 PLP 工程菌,请简要写出实验思路:
更新时间:2024-02-26 15:50:57
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【推荐1】三氯生是一种抑菌物质,具有优异的贮存稳定性,可以替代抗生素用于基因工程中筛选含目的基因的受体细胞。已知fabV(从霍乱弧菌中发现的烯脂酰ACP还原酶)基因可以使大肠杆菌抵抗三氯生。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/11/485b05bb-956b-40b4-a991-a27cd8dc8875.png?resizew=718)
(1)通过PCR方法扩增fabV基因时,先要根据_____ 设计两种特异性引物序列,以确保Taq酶从引物的3′端延伸DNA链,至少需要经过_____ 次扩增才能获得8个双链等长的目的基因。
(2)基因工程的核心步骤是_____ ;某科研团队将可以受温度调控的基因插入上述选出的重组质粒中,构建了温度调控表达质粒(如图2)。其中C基因在低温下会抑制P2,R基因在高温下会抑制P1,如果将lacZ基因和GFP(绿色荧蛋白)基因插入图2质粒中,使得最后表现为低温下只表达GFP蛋白,而高温下只表达lacZ蛋白。则lacZ基因插在_____ 之间,GFP基因的插入位置及注意点是_____ 。
(3)若以大肠杆菌为受体细胞,筛选上述插入了GFP基因的受体细胞的依据是:大肠杆菌能在含_____ 的培养基上生长,且_____ 。
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(1)通过PCR方法扩增fabV基因时,先要根据
(2)基因工程的核心步骤是
(3)若以大肠杆菌为受体细胞,筛选上述插入了GFP基因的受体细胞的依据是:大肠杆菌能在含
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【推荐2】随着变异新冠病毒奥密克戎不断进化,欧美国家疫情一再反复,一些国家确诊和死亡病例再现高峰。但是新冠病毒变异再快,也是在冠状病毒这个大类里,通过生物信息学或大数据挖掘找到共用的靶抗原、发病机制或受体,可以快速指导疫苗的改良。研究发现,棘突蛋白(S蛋白)是新冠病毒非常重要的抗原蛋白,与病毒的传染能力密切相关;N蛋白在新冠病毒中含量丰富,是一种高度免疫原性蛋白。基因测序结果显示,新冠病毒的变异主要发生在棘突蛋白。根据所学知识,回答下列问题:
(1)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段,我国科学家自主研发了多款新冠疫苗,其中腺病毒疫苗的制备技术要点是:将腺病毒的复制基因敲除,将以新冠病毒的__________ (填“S”或“N”)蛋白基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组,构建出重组腺病毒作为疫苗。该疫苗进入人体细胞内通过表达相应蛋白,从而引发特异性免疫反应,与蛋白质疫苗相比,该疫苗能够更有效的诱发__________ (填“体液”或“细胞”)免疫。
(2)腺病毒疫苗、重组蛋白质疫苗等基因工程疫苗制备技术的原理都利用到了基因重组。已知限制酶的识别序列和切割位点如下表所示,DNA片段序列和质粒结构如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/10/95c293c0-9680-4be0-a547-559970ba3322.png?resizew=361)
根据DNA片段序列可判断需要用限制酶__________ 切割质粒B。
(3)基因测序也是新冠疫情防控的一把利刃,“实时荧光定量gPCR”通常在1~2h内即可得到检测结果,其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当Taq酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成,如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/10/b4095319-a10c-403d-9228-a8749ca3a76d.png?resizew=393)
①“实时荧光定量qPCR”所用的试剂盒中通常都应该含有__________ 、Taq酶、荧光探针、引物、四种脱氧核苷酸、__________ 、缓冲剂等。
②反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈__________ (填“正”或“负”)相关。上述技术还可以检测基因__________ (填“复制”“转录”或“翻译”)水平。
(1)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段,我国科学家自主研发了多款新冠疫苗,其中腺病毒疫苗的制备技术要点是:将腺病毒的复制基因敲除,将以新冠病毒的
(2)腺病毒疫苗、重组蛋白质疫苗等基因工程疫苗制备技术的原理都利用到了基因重组。已知限制酶的识别序列和切割位点如下表所示,DNA片段序列和质粒结构如下图所示:
限制酶 | Nco Ⅰ | Sph Ⅰ |
识别序列和切割位点 | 5'—C↓CATGG—3' | 5'—GCTAG↓C—3' |
限制酶 | Nhe Ⅰ | BamH Ⅰ |
识别序列和切测位点 | 5'—G↓GATCC—3' | 5'—G↓CTAGC—3' |
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根据DNA片段序列可判断需要用限制酶
(3)基因测序也是新冠疫情防控的一把利刃,“实时荧光定量gPCR”通常在1~2h内即可得到检测结果,其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当Taq酶催化子链延伸至探针处,会水解探针,使荧光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成,如下图所示:
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①“实时荧光定量qPCR”所用的试剂盒中通常都应该含有
②反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈
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【推荐3】大多数动物和人类体内的抗体为由轻链和重链组成的Y形结构,科学家发现驼科动物(骆驼、羊驼及其近期物种)体内存在天然缺失轻链的抗体,却具有亲本抗体的完整抗原结合活性,将其称为纳米抗体。纳米抗体具有相对分子质量小、亲和力高、稳定性高、免疫原性低、穿透能力强、可溶性好等特点。下图是纳米抗体的制备流程:
(1)抗体与抗原的结合部位主要是由__________ (答“轻链”或“重链”或“轻链和重链”)构成。
(2)制作流程中第一步的免疫过程是指给驼科动物注射__________ 。此过程一般要进行多次注射。提取 RNA 应选择__________ 细胞进行提取,之后在__________ 酶的作用下形成cDNA。
(3)PCR 的结果通常用__________ 进行检测,其依据的基本原理是__________
(4)一般选择大肠杆菌等微生物作为生产纳米抗体的受体细胞,原因是__________
(5)相较于单克隆抗体更容易捕获相关抗原,原因是__________ 结合以上信息,试分析纳米抗体的应用前景(答出一点即可)__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/5/fc58c1d9-498e-467f-a619-298cf1d1f769.png?resizew=571)
(1)抗体与抗原的结合部位主要是由
(2)制作流程中第一步的免疫过程是指给驼科动物注射
(3)PCR 的结果通常用
(4)一般选择大肠杆菌等微生物作为生产纳米抗体的受体细胞,原因是
(5)相较于单克隆抗体更容易捕获相关抗原,原因是
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【推荐1】某转基因牛的生产技术流程如图。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/10/2157334464995328/2169672507449345/STEM/b2949b6a-ac1e-480c-8e90-da370243adc2.png)
(1)利用过程①的方法构建的基因文库是____________________ (填“基因组文库”或“部分基因文库”);PCR技术大量扩增此目的基因的前提是__________________________ ,以便合成引物;PCR扩增过程经过变性、复性和__________ 三个步骤。
(2)转入生长激素基因的牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素,过程②中,将目的基因与_________ 的启动子等调控组件重组在一起构建重组质粒,通过________ 法导入受精卵中,然后利用胚胎工程的______________________________ (答出2项)技术手段获得转基因牛。
(3)该转基因牛进入泌乳期后,其分泌的乳汁中并未含有人的生长激素,可能的原因是_________________________ 。
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(1)利用过程①的方法构建的基因文库是
(2)转入生长激素基因的牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素,过程②中,将目的基因与
(3)该转基因牛进入泌乳期后,其分泌的乳汁中并未含有人的生长激素,可能的原因是
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【推荐2】我国是棉花的生产和消费大国。棉花在种植过程中常受到棉铃虫的侵袭,导致严重减产甚至绝收。为避免大量施用农药杀虫造成的生产成本提高以及随之引起的农产品和环境污染,我国科学家将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因导入棉花细胞中培育出了拥有自主知识产权的转基因抗虫棉。
(1)重组DNA技术是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。20世纪70年代初,第一种限制酶在细菌中被发现,其在基因工程中的作用是______ 。限制酶对于原核生物物种的延续至关重要,其作用体现在______ 。随之相继发现的另外两类酶分别是______ ,它们为DNA的连接以及功能基因的获得创造了条件。1985年穆利斯等人发明的PCR为快速增殖和检测DNA提供了有效方法,PCR反应的每一次循环中都涉及到两次升温,其目的分别是______ 。PCR的产物一般通过______ 来鉴定,在一定的电场强度下,凝胶中DNA分子的迁移速率与其大小成______ (填“正比”或“反比”)。
(2)实际操作中,为使Bt毒蛋白基因在棉花细胞中高效表达,需将其正确插入重组质粒的______ 之间。
(3)随着转基因抗虫棉在世界范围内广泛种植,科研人员推测棉铃虫存在对抗虫蛋白产生抗性的可能,请尝试提出应对的种植措施,并说明原理______ 。
(1)重组DNA技术是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。20世纪70年代初,第一种限制酶在细菌中被发现,其在基因工程中的作用是
(2)实际操作中,为使Bt毒蛋白基因在棉花细胞中高效表达,需将其正确插入重组质粒的
(3)随着转基因抗虫棉在世界范围内广泛种植,科研人员推测棉铃虫存在对抗虫蛋白产生抗性的可能,请尝试提出应对的种植措施,并说明原理
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【推荐3】红景天中的HMA3基因能编码Cd转运蛋白。科研人员将红景天中的HMA3基因转入栾树,以实现栾树的定向改良,使其增强对Cd的富集能力,从而更有效治理Cd污染。实验的主要流程如图,其中Hygr为潮霉素抗性基因,Kanr为卡拉霉素抗性基因。下表为限制酶的识别序列和切割位点。请回答下列问题。
(1)重组质粒的构建、扩增、保存:
①从红景天细胞中提取总RNA为模板,进行RT-PCR,该过程需要加入的酶有_________ 。PCR过程中在循环前常要进行一次94℃、5min预变性,其目的是________ 。
②据以上图表分析,为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白,进行PCR扩增HMA3基因时需要在引物的5’端添加限制酶________ 的识别序列,以确保目的基因与质粒正确连接。至少需要________ 个循环才能获得预期的基因。若模板HMA3基因的数量为a个,进行35个循环后,产物中同时含有两种引物的DNA有________ 个。
③通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒,并依次转入大肠杆菌和农杆菌。其中将重组质粒转入大肠杆菌的主要目的是________
(2)栾树愈伤组织的诱导:
切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基,培养基应添加________ (填植物激素的名称),放入培养箱,经过21d的黑暗诱导,形成愈伤组织。
(3)农杆菌介导转化体系的建立:
将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化,并用添加________ 的培养基筛选出转化成功的愈伤组织,将愈伤组织继续培养成完整植株。
(4)原生质体制备及目的基因的检测和鉴定:
①取4g筛选后愈伤组织,用镊子轻轻捣碎,冲洗。用滤网过滤溶液,将愈伤组织转移至含_________ 的酶解液中处理一段时间获得原生质体。
②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是________ 。科学家们已通过蛋白质工程技术制造出了蓝色荧光蛋白,正确的顺序是________ (用下列序号表示)。
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计
③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)
④表达出蓝色荧光蛋白
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/30/a51b56cc-ede0-48c1-8aa1-b035a5778d61.jpg?resizew=681)
EcoR I | BamH I | Hind Ⅲ | Sau 3AI | Bg/ II | Xba Ⅰ |
G↓AATTC | G↓GATCC | A↓AGCTT | ↓GATC | A↓GATCT | T↓CTAGA |
①从红景天细胞中提取总RNA为模板,进行RT-PCR,该过程需要加入的酶有
②据以上图表分析,为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白,进行PCR扩增HMA3基因时需要在引物的5’端添加限制酶
③通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒,并依次转入大肠杆菌和农杆菌。其中将重组质粒转入大肠杆菌的主要目的是
(2)栾树愈伤组织的诱导:
切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基,培养基应添加
(3)农杆菌介导转化体系的建立:
将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化,并用添加
(4)原生质体制备及目的基因的检测和鉴定:
①取4g筛选后愈伤组织,用镊子轻轻捣碎,冲洗。用滤网过滤溶液,将愈伤组织转移至含
②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列
②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计
③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)
④表达出蓝色荧光蛋白
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解题方法
【推荐1】下图为“乙肝基因工程疫苗”生产过程图解,质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中lacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal,产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。请回答下列问题:
(2)限制酶切割后,需要用DNA连接酶连接形成重组DNA分子,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是___ 。
(3)构建基因表达载体时,一般将目的基因插在启动子和终止子之间。启动子的作用是___ 。
(4)基因工程的四步程序是目的基因的获取、构建基因表达载体、___ 和目的基因的检测与鉴定。其中构建基因表达载体时,所用载体除了质粒以外,还有___ (答出2点)。
(5)过程②处理大肠杆菌后,大肠杆菌处于___ 的生理状态。
(6)为了筛选含目的基因表达载体的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加入___ ,培养一段时间后挑选出___ (填“蓝色”或“白色”)的菌落进一步培养,从而获得大量目的菌。
(7)目的基因导入受体细胞后,常用___ 技术检测目的基因是否翻译出乙肝病毒外壳。
A.只有BamHI | B.BamHI和EcoRI |
C.EcoRV和BamHI | D.EcoRV和EcoRI |
(3)构建基因表达载体时,一般将目的基因插在启动子和终止子之间。启动子的作用是
(4)基因工程的四步程序是目的基因的获取、构建基因表达载体、
(5)过程②处理大肠杆菌后,大肠杆菌处于
(6)为了筛选含目的基因表达载体的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加入
(7)目的基因导入受体细胞后,常用
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【推荐2】某动物体内含有研究者感兴趣的目的基因,研究者欲将该基因导入大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、LacZ基因及一些酶切位点,其结构和简单的操作步骤如下图所示。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/17/98279e9f-d469-4a7b-8399-5bc28f1d47ac.png?resizew=700)
(1)制备重组质粒常用同种限制酶的原因是能产生_____ 。为了使质粒DNA与目的基因能连接形成重组质粒,还需要在混合物中加_____ 。
(2)培养基中除了加入大肠杆菌所必需的营养物质外,还需要添加_____ 以便筛选导入目的基因的大肠杆菌。
(3)为了使大肠杆菌处于一种能_____ 的生理状态,一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞。
(4)将质粒和目的基因的混合物与上述处理后的大肠杆菌混匀,制备转基因大肠杆菌,取0.1ml上述溶液采用_____ 法接种于培养基表面,在37℃下倒置培养16 h。经培养后,分别统计转目的基因大肠杆菌的菌落数和总菌落数,并计算转化效率。理论上转目的基因受体菌的菌落呈现_____ 色,原因是_____ 。实验中实际转化效率介于50%~85.7%,原因是_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/17/98279e9f-d469-4a7b-8399-5bc28f1d47ac.png?resizew=700)
(1)制备重组质粒常用同种限制酶的原因是能产生
(2)培养基中除了加入大肠杆菌所必需的营养物质外,还需要添加
(3)为了使大肠杆菌处于一种能
(4)将质粒和目的基因的混合物与上述处理后的大肠杆菌混匀,制备转基因大肠杆菌,取0.1ml上述溶液采用
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【推荐3】瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白(GFP)基因能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科学家构建了瘦素基因真核表达载体,检测疫素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及载体的结构如图所示。回答下列问题。
(2)已知HindIII和BamHI在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用HindIII、BamHI分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。请在图中将P载体和重组质粒酶切结果对应位置的条带涂黑
(4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是
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