抗除草剂转基因作物的推广可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程,报告基因GUS只能在导入真核细胞后正确表达,在农杆菌中不能正确表达。报告基因GUS(含有内含子),表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。
(1)基因工程的原理是____ ,基本操作步骤有____ 。
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法——无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是____ 。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,常用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织。由于愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未成功转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。针对上述现象,可以在选择培养基中同时加____ 进行筛选,其中周围的培养基____ (“显”或“不显”)蓝色的愈伤组织是转化成功的,原因是____ 。
(1)基因工程的原理是
(2)科研人员研发了新的DNA重组方法——无缝克隆In-Fusion技术,如图2所示。In-Fusion酶能够识别任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子并使其形成黏性末端,据此实现目的基因和载体的连接。和传统方法比,无缝克隆In-Fusion技术的优点是
(3)农杆菌转化愈伤组织时,常用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织。由于愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未成功转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。针对上述现象,可以在选择培养基中同时加
更新时间:2024-03-16 16:50:28
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【推荐1】亨廷顿舞蹈病是由单基因(HTT)突变导致的神经退行性疾病,中科院利用基因编辑(CRISPR/Cas9)技术首次成功培育出亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型,为制备其它神经退行性疾病大动物模型提供了技术范本和理论依据。具体操作过程如下图:
(1)基因编辑技术所使用的CRISPR/Cas9系统需要对特定的DNA序列识别并切割,其功能类似于基因工程工具中的_____ 。
(2)过程①~⑥体现的生物学原理是_____ 。
(3)根据图1中信息,结合已有知识,基因编辑技术与转基因技术所利用的遗传学原理是_____
(4)图1中成纤维细胞中的目的基因是_____ 。
(5)假如上图中目的基因用J表示,其所在的DNA片段如下图2所示,图3示所用质粒的部分碱基序列。(现有4种限制酶:Msp I、BamH I、Mbo I、EcoR I,能识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、G↓AATTC)
构建重组质粒的过程中,切割质粒使用的限制酶是_____ ,处理目的基因不能使用的酶是_____ 。
(1)基因编辑技术所使用的CRISPR/Cas9系统需要对特定的DNA序列识别并切割,其功能类似于基因工程工具中的
(2)过程①~⑥体现的生物学原理是
(3)根据图1中信息,结合已有知识,基因编辑技术与转基因技术所利用的遗传学原理是
(4)图1中成纤维细胞中的目的基因是
(5)假如上图中目的基因用J表示,其所在的DNA片段如下图2所示,图3示所用质粒的部分碱基序列。(现有4种限制酶:Msp I、BamH I、Mbo I、EcoR I,能识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、G↓AATTC)
构建重组质粒的过程中,切割质粒使用的限制酶是
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名校
【推荐2】回答基因工程相关的问题。
棉花是重要的经济植物,其会被害虫感染,利用基因工程培育抗虫棉花是害虫防治的有效手段。胰蛋白酶抑制剂能干扰昆虫的代谢,引起昆虫死亡,但对人体无害。科学家将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因(Pin﹣Ⅱ)通过农杆菌导入棉花细胞,培育成了抗虫棉花。图2中Apr表示氨苄青霉素抗性基因,Ner表示新霉素抗性基因,复制原点是质粒DNA复制的起点,使其能在受体细胞中存在和遗传。箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的酶切位点。
(1)上述转基因技术属于 。
(2)上述基因工程中,用限制酶_____ 切割,取下目的基因,能够和图2的质粒形成重组质粒。
(3)上述基因工程中,导入受体细胞的重组DNA分子为 。
(4)成功导入重组质粒的细胞会表现为 。
棉花是重要的经济植物,其会被害虫感染,利用基因工程培育抗虫棉花是害虫防治的有效手段。胰蛋白酶抑制剂能干扰昆虫的代谢,引起昆虫死亡,但对人体无害。科学家将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因(Pin﹣Ⅱ)通过农杆菌导入棉花细胞,培育成了抗虫棉花。图2中Apr表示氨苄青霉素抗性基因,Ner表示新霉素抗性基因,复制原点是质粒DNA复制的起点,使其能在受体细胞中存在和遗传。箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的酶切位点。
(1)上述转基因技术属于 。
A.动物基因工程 | B.微生物基因工程 |
C.植物基因工程 | D.质粒基因工程 |
(3)上述基因工程中,导入受体细胞的重组DNA分子为 。
A.目的基因+棉花基因 | B.目的基因+运载体 |
C.目的基因+棉花基因+运载体 | D.棉花基因+运载体 |
A.抗氨苄青霉素,不抗新霉素 | B.抗氨苄青霉素,也抗新霉素 |
C.不抗氨苄青霉素,抗新霉素 | D.不抗氨苄青霉素,也不抗新霉素 |
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【推荐3】下面是利用基因工程、胚胎工程等技术以牛为对象进行的研究工作,请分析回答问题:
(1)基因工程的基本操作流程中,当获取目的基因后,在将其导入受体细胞前需要进行一个 重要的操作步骤,即构建______________ ,该步骤使用的两种工具酶分别是______________ 。一个完整的基因表达载体中______________ 是RNA聚合酶识别、结合的部位。
(2)从公牛体内采集的精子需经过______________ 处理,才能在体外与成熟卵细胞结合形成 受精卵。将目的基因导入受精卵中,受精卵在体外培养至早期胚胎,再移植到母牛子宫中。进行胚胎移植的优势是可以________________________________________________________ 。
(3)在早期胚胎时期取滋养层细胞通过______________ 方法进行DNA检测,来判断目的基因是否导入细胞中。外源基因是否合成相应的蛋白质,可从转基因牛中提取蛋白质,并用相应的抗体进行“_____________ ”杂交,若有杂交带出现,则表明牛体内的外源基因______________ (填“已表达”或“未表达”)。
(1)基因工程的基本操作流程中,当获取目的基因后,在将其导入受体细胞前需要进行一个 重要的操作步骤,即构建
(2)从公牛体内采集的精子需经过
(3)在早期胚胎时期取滋养层细胞通过
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名校
【推荐1】香兰素是从香荚兰豆中提取的天然香料,因产量低而价格昂贵。近年来的生产实践中常用拟无枝酸菌生产香兰素,但香兰素在香兰素脱氢酶的作用下会进一步降 解。科研人员拟通过CRISPR-Cas9系统(由一条单链向导RNA和核酸内切酶Cas9组成),敲除拟无枝酸菌的香兰素脱氢酶基因(VDH),以提高香兰素的产量。图1是选择VDH基因中特定位点进行切割的示意图,图2是设计CRISPR-Cas9系统向导RNA中的识别序列,并构建可用于敲除VDH 基因的质粒的主要过程。请回答下列问题:
(1)核酸内切酶Cas9可催化_____ 键的水解。利用CRISPR-Cas9系统敲除VDH基因的内部大片段属于_____ (变异类型)。
(2)图2中,过程A使用的4种引物序列如下:
引物 1 5'-GAGTCGAAGCTTTTTTTGAGAGCTCGTCCCACGACG-3'
引物 2 5' -GGTCGTTGATGTCCACTTCTCGTCGTCGAG-3'
引物 3 5' -AGAAGTGGACATCAACGACCAGACGGTCAAC-3'
引物 4 5' -CGACGGCCAGTGCCAAGCTTTGCGAGCACCTGGAGAAGG-3'
①利用PCR1和PCR2分别扩增VDH基因的部分片段,获得VDH基因上游和下游同源臂(VDH-F和VDH-R),这两个PCR不能放在同一系统中同时进行,这是因为_____ 。
②PCR3反应系统中加入的引物有_____ ,此外还应加入模板DNA(VDH-F和VDH-R) 、Mg2+、缓冲液、_____ 等,适宜条件下扩增得到VDH-F和VDH-R的融合片段。
(3)图2中,完成过程B需要加入的酶有_____ 。将质粒2导入拟无枝酸菌前,用_____ 处理使菌株处于感受态,导入后将菌液利用_____ 法接种到添加_____ 的选择培养基中,培养获得多株转化菌株。
(1)核酸内切酶Cas9可催化
(2)图2中,过程A使用的4种引物序列如下:
引物 1 5'-GAGTCGAAGCTTTTTTTGAGAGCTCGTCCCACGACG-3'
引物 2 5' -GGTCGTTGATGTCCACTTCTCGTCGTCGAG-3'
引物 3 5' -AGAAGTGGACATCAACGACCAGACGGTCAAC-3'
引物 4 5' -CGACGGCCAGTGCCAAGCTTTGCGAGCACCTGGAGAAGG-3'
①利用PCR1和PCR2分别扩增VDH基因的部分片段,获得VDH基因上游和下游同源臂(VDH-F和VDH-R),这两个PCR不能放在同一系统中同时进行,这是因为
②PCR3反应系统中加入的引物有
(3)图2中,完成过程B需要加入的酶有
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【推荐2】重组人血小板生成素(rhTPO)是一种造血生长因子,如图是科学家培育乳汁中含有rhTPO的羊的相关过程。请回答下列相关问题。
(1)利用PCR技术对目的基因进行扩增时,利用的原理是__________ 。设计引物是PCR技术的关键之一,某同学根据已知的rhTPO基因的核苷酸序列设计的两对引物如下图所示,其中引物对__________ (填“A”或“B”)设计不合理,原因是__________ 。
(2)HindIII和XhoI两种限制酶切割出的黏性末端不同,将含有rhTPO基因的DNA片段和质粒都通过HindIII和XhoI切割,可以避免__________ 。拼接成重组质粒时,需要加入__________ 酶才能完成。rhTPO基因能否在羊受精卵细胞中稳定遗传的关键是__________ 。
(3)通常需要在胚胎移植前对早期胚胎进行性别鉴定,应从发育到__________ 时期的胚胎的__________ 中取样做DNA分析性别鉴定。
(4)为了使rhTPO基因只在羊乳腺细胞中表达,在构建基因表达载体时需要在rhTPO基因前端加上__________ 。移植的胚胎可以在受体母羊中存活的原因是__________ 。
(1)利用PCR技术对目的基因进行扩增时,利用的原理是
引物对A | P1 GTCCGCTAGTGGCTGTG P2 AGCTGGCGTTTAGCCTG |
引物对B | S1 AAGCCGGGCGCGCGGAA S2 TTCGGCCCGCGCGCCTT |
(2)HindIII和XhoI两种限制酶切割出的黏性末端不同,将含有rhTPO基因的DNA片段和质粒都通过HindIII和XhoI切割,可以避免
(3)通常需要在胚胎移植前对早期胚胎进行性别鉴定,应从发育到
(4)为了使rhTPO基因只在羊乳腺细胞中表达,在构建基因表达载体时需要在rhTPO基因前端加上
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【推荐3】养殖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,将其添加于饲料中,以提高家禽养殖效率。
(1)乳酸杆菌是动物胃肠道的优势细菌之一。与真核细胞相比,乳酸杆菌在结构上的主要特点是____________ ;家禽肠道内的乳酸杆菌代谢通过细胞呼吸产生乳酸等代谢产物,可抑制有害细菌的生长和繁殖,维持肠道的正常机能,乳酸杆菌与家禽的种间关系属于___________ 。
(2)枯草芽孢杆菌分泌可降解纤维素的一种酶,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中质粒为载体。图2为克隆得到的含W基因的DNA片段,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′。
①很多启动子具有物种特异性,在图1质粒中插入W基因,其上游启动子应选择___________ (填写字母)。
A.枯草芽孢杆菌启动子B.乳酸杆菌启动子C.农杆菌启动子
②根据上述信息,应使用限制酶___________ 切割质粒和含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。所得重组质粒转化乳酸杆菌后,使用含抗生素___________ 的培养基筛选,以得到转入W基因的乳酸杆菌。
(3)将纤维素含量为20%的培养基分为三组,实验组接种导入了重组质粒的乳酸杆菌,对照组1接种乳酸杆菌,对照组2的处理应为___________ 。在相同条件下培养96小时,检测培养基中纤维素的含量,结果(图3)说明___________ 。
(4)解决谷物中纤维素难以被消化吸收的另一思路是将W基因转入家禽中,使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶。上述研究方法与该思路相比,有哪些优点。___________ 。
(1)乳酸杆菌是动物胃肠道的优势细菌之一。与真核细胞相比,乳酸杆菌在结构上的主要特点是
(2)枯草芽孢杆菌分泌可降解纤维素的一种酶,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中质粒为载体。图2为克隆得到的含W基因的DNA片段,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′。
①很多启动子具有物种特异性,在图1质粒中插入W基因,其上游启动子应选择
A.枯草芽孢杆菌启动子B.乳酸杆菌启动子C.农杆菌启动子
②根据上述信息,应使用限制酶
(3)将纤维素含量为20%的培养基分为三组,实验组接种导入了重组质粒的乳酸杆菌,对照组1接种乳酸杆菌,对照组2的处理应为
(4)解决谷物中纤维素难以被消化吸收的另一思路是将W基因转入家禽中,使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶。上述研究方法与该思路相比,有哪些优点。
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【推荐1】小鼠肿瘤转移抑制基因(kissl基因)仅在特定组织中表达,在雌性激素诱导下,细胞内信号传导系统可以与kissl基因启动子P的特定区域结合,激活kissl基因的转录。(1)利用PCR技术扩增kissl基因时,设计引物的作用是______ 。PCR是在PCR扩增仪中自动完成的,完成以后常采用_______ 来鉴定PCR的产物。
(2)据图分析,在构建kissl基因表达载体时,应使用限制酶______ 对图1所示质粒和图2所示含kissl基因的DNA片段分别进行切割,此过程选用这两种限制酶的原因是______ 。
(3)研究人员扩增了不同长度的启动子片段P1~P5,分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因融合的载体,转入体外培养_______ (填“含kissl基因且能表达”或“含kissl基因不能表达”或“不含kissl基因”)的小鼠细胞中,以确定不同片段的转录活性。对导入不同启动子的细胞进行绿色荧光强度检测,结果如图所示请推测哪种启动子片段的转录活性最高,并阐释你的理由_______ 。根据启动子P的激活机制,推测启动子P应用于基因工程的优势是_______ 。
(2)据图分析,在构建kissl基因表达载体时,应使用限制酶
(3)研究人员扩增了不同长度的启动子片段P1~P5,分别构建这些片段与绿色荧光蛋白基因融合的载体,转入体外培养
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【推荐2】中药材半夏中的半夏凝集素(PTA)具有高效复合抗性,研究人员将PTA基因转入烟草叶绿体基因组后,积累的PTA 蛋白能够帮助烟草防治鳞翅目害虫。回答下列问题:
(1)构建PTA基因表达载体时,需要在PTA基因的首端插入__________ ,该序列在转录过程的作用是______________ ,为了便于目的基因的监测和鉴定,重组质粒上还应该具有______________________ 。
(2)将PTA 基因导入烟草叶肉细胞的叶绿体基因组时,不宜使用农杆菌转化法,其原因是___________ ,除了农杆菌转化法外,将目的基因导入植物受体细胞的方法还有_________ 。
(3)为了检测PTA基因是否成功导入受体细胞,需要利用_________________ 技术检测,该检测方法的原理是______________ ,若检测到PTA 基因成功导入了叶绿体基因中,但是烟草未获得防治鳞翅目害虫的能力,其原因可能是____________________ 。
(1)构建PTA基因表达载体时,需要在PTA基因的首端插入
(2)将PTA 基因导入烟草叶肉细胞的叶绿体基因组时,不宜使用农杆菌转化法,其原因是
(3)为了检测PTA基因是否成功导入受体细胞,需要利用
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【推荐3】世界苦荞在中国,中国苦荞在凉山。苦荞富含黄酮类化合物等营养物质,在降血糖、降血脂等方面功效显著。查尔酮合成酶(CHS)是黄酮类化合物合成的关键酶,下图为将修饰后的 CHS基因导入苦荞,培育高产黄酮苦荞品系示意图。
(1)过程①中能切开质粒的酶是__________ 。它能在质粒特定的部位切割的原因是_______________ 。
(2)图中常用的是__________ 培养基。 接种前,用灭菌后未接种的培养基培养一段时间,观察是否形成菌落,目的是_______________________ 。
(3)过程②、③分别是________ 和________ 。苦荞体细胞能培养成植株的根本原因是_________ 。
(4)为探究激素对于过程诱导愈伤组织的影响,某研究小组在培养基中加入6-BA和2,4─D,灭菌后分别接种,在适宜条件下培养一段时间后,统计愈伤组织的诱导率,实验结果如下表:
该实验的因变量是____________ ,诱导的最佳组合是_____________________ 。
(5)判断转基因苦荞培育是否成功,可比较转基因苦荞与普通苦荞的__________ 含量,也可测定细胞中CHS含量。 用凝胶色谱法分离CHS时,CHS最先从色谱柱中洗脱出来,说明CHS相对分子质量较___________ 。
(1)过程①中能切开质粒的酶是
(2)图中常用的是
(3)过程②、③分别是
(4)为探究激素对于过程诱导愈伤组织的影响,某研究小组在培养基中加入6-BA和2,4─D,灭菌后分别接种,在适宜条件下培养一段时间后,统计愈伤组织的诱导率,实验结果如下表:
该实验的因变量是
(5)判断转基因苦荞培育是否成功,可比较转基因苦荞与普通苦荞的
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