华南农业大学科研团队首次利用转基因猪的唾液腺作为生物反应器,高效合成一种对人的神经性疾病具有良好治疗作用的蛋白质——人神经生长因子(hNGF),为生产高活性的人类药用蛋白提供了一种高效的新技术,拓展了畜牧动物在人类医学中的应用。图示为该团队构建的基因表达载体,请回答下列相关问题:
(1)科研人员曾经利用小鼠唾液腺组织中分离纯化的鼠源神经生长因子(mNGF)及大肠杆菌表达的hNGF进行一些神经损伤疾病的治疗,但其治疗效果均比人体自身合成的hNGF差。请分析mNGF治疗效果较差的原因可能是___________ ,导致mNGF的活性较低;大肠杆菌表达的hNGF治疗效果也较差的原因可能是___________ ,导致大肠杆菌表达的hNGF活性也较低。
(2)家畜的唾液腺是一种高效的生物反应器,与乳腺生物反应器相比较,其优点是___________ (答出两点);在构建hNGF基因表达载体时,需将hNGF基因与___________ 等控制元件重组在一起,通过___________ 技术将基因表达载体导入猪的受精卵中,经___________ 等技术将受精卵培养成胚胎并转移到受体猪体内。
(3)为确定转基因猪是否培育成功,除了分子水平的鉴定,还可以进行个体水平的鉴定,具体的方法是___________ 。
(1)科研人员曾经利用小鼠唾液腺组织中分离纯化的鼠源神经生长因子(mNGF)及大肠杆菌表达的hNGF进行一些神经损伤疾病的治疗,但其治疗效果均比人体自身合成的hNGF差。请分析mNGF治疗效果较差的原因可能是
(2)家畜的唾液腺是一种高效的生物反应器,与乳腺生物反应器相比较,其优点是
(3)为确定转基因猪是否培育成功,除了分子水平的鉴定,还可以进行个体水平的鉴定,具体的方法是
更新时间:2024-04-03 21:42:45
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【推荐1】普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因(GhMnaA2),其能在纤维细胞中特异性表达,产生的 β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解,使棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种,科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体,利用农杆菌转化法将其导入棉花细胞,成功获得转基因棉花品种,具体过程如下图所示。请分析回答:
(1)①和②过程中所用的限制性核酸内切酶分别为____________ 、____________ 。
(2)过程①中纤维细胞E6启动子在质粒1上只以一种方向的相连,请解释GhMnaA2基因在质粒2上可以正向和反向两种方向相连的原因是_______________ ,这种操作的缺点是目的基因容易发生___________ ,从而影响与质粒的拼接。
(3)基因表达载体除了图示组成外,至少还有________________________ 。
(4)过程③中需用CaCl2处理农杆菌,目的是________________________ ,从而使外源基因容易导入。
(5)过程④利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程,整合到棉花细胞染色体DNA上去的区段是重组质粒中的____________ 部分,在植物组织培养前需要把与农杆菌共培养后的外植体转移到含有____________ 的培养基上进行脱菌培养。
(6)导入棉花细胞内的反义GhMnaA2基因转录形成的mRNA能____________ 从而阻止____________ 合成,使棉纤维更长。
(1)①和②过程中所用的限制性核酸内切酶分别为
(2)过程①中纤维细胞E6启动子在质粒1上只以一种方向的相连,请解释GhMnaA2基因在质粒2上可以正向和反向两种方向相连的原因是
(3)基因表达载体除了图示组成外,至少还有
(4)过程③中需用CaCl2处理农杆菌,目的是
(5)过程④利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程,整合到棉花细胞染色体DNA上去的区段是重组质粒中的
(6)导入棉花细胞内的反义GhMnaA2基因转录形成的mRNA能
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【推荐2】应用现代生物技术可以大量获得针对甲型H1N1病毒的抗体,并可用于临床治疗,如图表示制备该抗体的设想,请据图回答下列问题:
(1)转甲型H1N1病毒抗体基因牛可通过分泌乳汁来生产甲型H1N1病毒抗体,在基因表达中,甲型H1N1病毒抗体基因的首端必须含有________ ,它是____________ 识别和结合的位点。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用________ 技术,培养出多头相同的转基因牛。
(2)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体,Ⅰ最可能是________ 细胞,Ⅱ代表的细胞具有___________ 的特点。
(3)制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术,与动物细胞融合过程不同,植物体细胞杂交在细胞融合之前要用________________ 对细胞进行处理,作用是除去________ 。
(1)转甲型H1N1病毒抗体基因牛可通过分泌乳汁来生产甲型H1N1病毒抗体,在基因表达中,甲型H1N1病毒抗体基因的首端必须含有
(2)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体,Ⅰ最可能是
(3)制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术,与动物细胞融合过程不同,植物体细胞杂交在细胞融合之前要用
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【推荐3】近期《肝脏学》杂志发表了一篇文章称科学家经研究发现:乙肝病毒HBX蛋白间接调控宿主细胞内许多基因的转录,广泛影响宿主细胞的各种生命活动,包括调节细胞凋亡,抑制细胞DNA的修复,干扰细胞有丝分裂和细胞周期进程等,因此可利用该蛋白质治疗乙肝。下图表示利用乳腺反应器生产乙肝病毒HBX蛋白的流程示意图。
(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列,则①可采用_____________ 方法获得目的基因,并用_______ 技术进行扩增。
(2)因哺乳动物的早期胚胎在一定时间内与母体子宫未建立组织上的联系,处于_____________________ 状态,因此可以用特制的冲卵装置从雌性个性内收集。
(3)④运载体为_____________________ ,⑤表示_____________________ 。⑥表示_____________________ ,在该步骤操作前对胚胎进行了检查和筛选,发现有些胚胎因为外源基因的插入而死亡,请你分析外源基因插入导致胚胎死亡的可能原因是:_____________________ 。
(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列,则①可采用
(2)因哺乳动物的早期胚胎在一定时间内与母体子宫未建立组织上的联系,处于
(3)④运载体为
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【推荐1】回答下列与基因工程相关的问题:
(1)科学家利用基因工程手段培育抗干旱的转基因烟草。获得大量抗干旱基因可用PCR技术来扩增,需要用到的酶有______ 。在培育转基因抗干旱烟草过程中,常需将重组质粒导入土壤农杆菌,该操作过程中首先必须用__________ ;然后将____________ 在缓冲液中混合培养完成转化过程。
(2)该抗干旱的转基因烟草中含有抗除草剂基因,作为标记基因的抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是______ 。经检测成功后,抗除草剂基因已经没有用途,若继续留在植物体内,则可能会造成的安全性问题是___________ 。
(3)科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因植物细胞内的抗除草剂基因,有关过程如下:
可通过Cre酶处理,质粒中的两段loxP序列被切开,可得到如上图右侧的两个DNA分子。抗除草剂基因不再表达的原因是________________ 。删除除草剂基因,所以Cre酶可改变质粒产生的结果就相当于可遗传变异中的______________ 。
(1)科学家利用基因工程手段培育抗干旱的转基因烟草。获得大量抗干旱基因可用PCR技术来扩增,需要用到的酶有
(2)该抗干旱的转基因烟草中含有抗除草剂基因,作为标记基因的抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是
(3)科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因植物细胞内的抗除草剂基因,有关过程如下:
可通过Cre酶处理,质粒中的两段loxP序列被切开,可得到如上图右侧的两个DNA分子。抗除草剂基因不再表达的原因是
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解题方法
【推荐2】土壤盐碱化问题已经成为全球性难题,培育耐盐碱农作物是解决人类粮食安全和农业发展的重要途径。
(1)为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1的作用,研究人员构建过表达植株(AT1-OE)。如图,为了使目的基因定向拼接到质粒中,应选用限制酶______________ 同时切割图中质粒和目的基因,构建重组质粒并转入农杆菌。_____________ 。
(3)筛选T-DNA成功转入的愈伤组织时,使用既能杀死原核细胞,又能杀死真核细胞的潮霉素,效果优于仅能杀死原核细胞的抗生素(如卡那霉素),原因是_____________ 。进一步筛选获得所需愈伤组织,并再生成完整植株。同时构建AT1基因敲除植株(AT1-KO)。
(4)检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量,结果发现:相比野生型植株,基因敲除植植株(AT1-KO)_____________ ,过表达植株(AT1-OE)表型相反,说明AT1在高粱碱胁迫的响应过程中起负调控作用。高碱条件下,植物细胞内H2O2含量升高,推测AT1可能与运输H2O2的通道蛋白PIP2有相互作用。细胞内过量的H2O2积累会导致氧化应激,从而导致植物细胞死亡,降低植物存活率。研究显示PIP2磷酸化能够促进H2O2外排。综合上述信息,解释敲除AT1基因能显著提高植株耐盐碱性的原因是_____________ 。
(1)为研究高粱盐碱响应通路中相关基因AT1的作用,研究人员构建过表达植株(AT1-OE)。如图,为了使目的基因定向拼接到质粒中,应选用限制酶
(2)将转化成功的农杆菌与高粱愈伤组织共培养,然后筛选转化细胞,其中转化是指:
(3)筛选T-DNA成功转入的愈伤组织时,使用既能杀死原核细胞,又能杀死真核细胞的潮霉素,效果优于仅能杀死原核细胞的抗生素(如卡那霉素),原因是
(4)检测植株在高碱土壤中的幼苗长势和作物产量,结果发现:相比野生型植株,基因敲除植植株(AT1-KO)
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【推荐3】利用基因工程等技术手段可以生产各种抗性植物品种。如科学家将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高。回答下列问题:
(1)基因工程技术的核心步骤是___________ ,这一过程中需要用到的工具酶是___________ 。
(2)在基因工程中,将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞最常采用的方法是_______ 。通常采用_______ 技术来检测鱼的抗冻蛋白基因是否插入了番茄的基因组。鱼的抗冻蛋白基因在番茄细胞中表达时是遵循中心法则的,请用箭头和文字写出基因表达的过程中遗传信息在不同分子之间的流动情况:_________________ 。
(3)将含有鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞培育成具有抗冻能力的番茄植株,运用的生物技术是_______ ,该技术的理论基础是___________ 。所用培养基中需要添加生长素和细胞分裂素,它们的作用是启动细胞进行有丝分裂,诱导离体细胞经过___________ ,从而形成具有抗冻能力的番茄植株。
(1)基因工程技术的核心步骤是
(2)在基因工程中,将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞最常采用的方法是
(3)将含有鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞培育成具有抗冻能力的番茄植株,运用的生物技术是
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【推荐1】如图所示为培养抗虫棉的流程图,其中“Bt”代表Bt基因,“KmR”代表卡那霉素抗性基因。回答下列问题:
(1)①过程需用的工具酶有________ 。②过程常使用钙离子处理农杆菌的目的是________ ,该过程使用含________ 的培养基筛选出含重组质粒的农杆菌。
(2)③过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让T-DNA进入棉花细胞并整合到________ 上。
(3)经④⑤⑥过程培育出试管苗的原理是________ 。
(4)从个体水平检验该转基因棉的抗虫性状,常用方法是________ 。与普通棉相比,种植该转基因棉的优点是________ 。
(1)①过程需用的工具酶有
(2)③过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让T-DNA进入棉花细胞并整合到
(3)经④⑤⑥过程培育出试管苗的原理是
(4)从个体水平检验该转基因棉的抗虫性状,常用方法是
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【推荐2】口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种动物传染病,目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPl。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗。请回答下列问题:
(l)如图是VP1基因、农杆菌T1质粒结构示意图,若用以构建具有VP1基因的基因表达载体,还需要在质粒中插入__ 。
(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA,则获得可重组到质粒的VPI基因必须用到_____ 酶。要获得大量该VP1基因,可利用___ 技术进行扩增。
(3)通常用BamH I、HindIII两种限制酶切割VP1基因和T1质粒的目的是___ :要筛选出含有该目的基因表达载体的农杆菌,首先需要在含____ 的培养基上进行。
(4)VP1基因应插入到农杆菌T1质粒的T-DNA上,通过转化作用进入番茄细胞并插入到_____ ,使VP1基因能够稳定存在并发挥作用。
(5)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后,要进行免疫效力的测定,具体方法是:将从转基因番茄叶片中提取的VPI蛋白质注射到一定数量的豚鼠体内,每半个月注射一次,三次注射后检测豚鼠血液中产生的____ 数量,为了使结果可信,应设置空白对照组,注射___ 。
(l)如图是VP1基因、农杆菌T1质粒结构示意图,若用以构建具有VP1基因的基因表达载体,还需要在质粒中插入
(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA,则获得可重组到质粒的VPI基因必须用到
(3)通常用BamH I、HindIII两种限制酶切割VP1基因和T1质粒的目的是
(4)VP1基因应插入到农杆菌T1质粒的T-DNA上,通过转化作用进入番茄细胞并插入到
(5)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后,要进行免疫效力的测定,具体方法是:将从转基因番茄叶片中提取的VPI蛋白质注射到一定数量的豚鼠体内,每半个月注射一次,三次注射后检测豚鼠血液中产生的
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【推荐3】接种疫苗是目前预防微生物传染病最有效的措施。20世纪70年代开始,现代生物技术的迅猛发展使疫苗的研制进入分子水平。下图是1986年通过基因工程制备乙肝表面抗原(HbsAg)从而获得乙肝疫苗的过程。
1.如图所示①~⑤表示基因工程疫苗研制的步骤,其中步骤④是__________________ ,其中最多的大肠杆菌是_______ (甲/乙/丙);需要使用限制酶的是步骤_________ 。(填编号)
2.如图所示乙肝表面抗原基因最可能是乙肝病毒的_________。
3.过程⑥表示将乙肝表面抗原通过肌肉注射进入人体,在人体内发生如图所示的免疫反应,这个过程属于_________。
4.近年来,科学家将病毒引诱到没有细胞器,也没有细胞核的成熟红细胞中,该方法给人类战胜病毒带来新的曙光。请根据上述信息及所学的知识分析该方法能防止病毒繁殖原因是____________________ 。
1.如图所示①~⑤表示基因工程疫苗研制的步骤,其中步骤④是
2.如图所示乙肝表面抗原基因最可能是乙肝病毒的_________。
A.全部致病基因 | B.全部不致病基因 | C.特有致病基因 | D.特有不致病基因 |
A.细胞免疫 | B.人工免疫 | C.体液免疫 | D.天然免疫 |
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【推荐1】(一)回答下列与果酒和果醋制作的有关问题:
(1)葡萄酒是酵母菌在无氧条件下的发酵产物,即将________ 氧化成乙醇,当培养液中乙醇的浓度超过________ 时,酵母菌就会死亡。果醋则是醋杆菌在有氧条件下将________ 氧化而来的。
(2)用葡萄汁制葡萄酒:发酵瓶装量不能超过________ 。开始时,酵母菌的________ 会使发酵瓶出现负压,原因是________________________________________________ ,若这种负压情况持续3天以上,必须加入________ ,使发酵尽快发生。
(二)2016年4月突破的“三亲婴儿”技术有望解决一些生育问题,技术流程如图所示。
请分析并回答下列问题:
(1)采集卵母细胞:经________ 处理后,用________ 仪器确定卵泡位置,插入穿刺针吸取卵泡液,取出卵母细胞。
(2)图中“去核”和“取核”的操作方法________ (填“可以”或“不可以”)相同。
(3)过程A使用的是________ 技术。过程B必须借助早期胚胎培养和________ 技术。
(4)若需要鉴定胚胎的性别,为了降低可能的风险,可取囊胚的________ 细胞进行鉴定。
(5)从遗传角度分析,“三亲婴儿”技术还可以避免“母亲”的___________ (填细胞结构)中的缺陷基因传递给孩子。
(1)葡萄酒是酵母菌在无氧条件下的发酵产物,即将
(2)用葡萄汁制葡萄酒:发酵瓶装量不能超过
(二)2016年4月突破的“三亲婴儿”技术有望解决一些生育问题,技术流程如图所示。
请分析并回答下列问题:
(1)采集卵母细胞:经
(2)图中“去核”和“取核”的操作方法
(3)过程A使用的是
(4)若需要鉴定胚胎的性别,为了降低可能的风险,可取囊胚的
(5)从遗传角度分析,“三亲婴儿”技术还可以避免“母亲”的
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【推荐2】重组人纤溶酶原激活剂(hPA)能够高效特异性地溶解血栓,目前已培育成功rhPA转基因兔,作为乳腺生物反应器批量生产药物。某科研团队构建的PCL25/hPA重组质粒如图1所示(该质粒以β—casein作为调控序列,以CMV为启动子,图1中SadⅠ、XhoⅠ、NotⅠ所在位置表示相关限制酶切点),图2为培育rhPA转基因兔时用的乳腺特异性表达载体及PCR检测原理图(PCR—F、PCR—R为引物序列)。请回答下列问题:
(1)据图1推测,PCL25/rhPA重组质粒是在PCL25质粒的_____________ 限制酶切位点处插入化学合成的rhPAcDNA片段构建而成。rhPA基因上游的CMV能被_____________ 识别并结合,从而开启转录过程。
(2)为获得图2的乳腺特异性表达载体需用_____________ 切割PCL25/rhPA重组质粒使之线性化。PCR—F和PCR—R设计时依据的是_____________ 序列。
(3)对实验得到的1~6号仔兔进行PCR及产物检测,得到图3所示结果,则成功导入rhPA基因的仔兔有_____________ 。(注:M道条带可作为双链线状DNA分子量大小的参照,7道为显微注射片段PCR扩增产物作阳性对照)
(4)生长激素(GH)可促进动物细胞增殖和乳腺生长发育及维持泌乳。研究人员将GH基因导入rhPA单转基因兔体内,获得rhPA/GH双转基因兔,以期提高兔乳清中的rhPA表达量。
①完成下列表格:
②分析实验结果
(注:双转基因兔a1、2亲本来源为供体兔a,双转基因兔b1亲本来源为供体兔b,双转基因兔c1亲本来源为供体兔c)
实验结果表明,_____________ 。
(1)据图1推测,PCL25/rhPA重组质粒是在PCL25质粒的
(2)为获得图2的乳腺特异性表达载体需用
(3)对实验得到的1~6号仔兔进行PCR及产物检测,得到图3所示结果,则成功导入rhPA基因的仔兔有
(4)生长激素(GH)可促进动物细胞增殖和乳腺生长发育及维持泌乳。研究人员将GH基因导入rhPA单转基因兔体内,获得rhPA/GH双转基因兔,以期提高兔乳清中的rhPA表达量。
①完成下列表格:
实验目的 | 简要操作过程 |
显微注射用基因片段的准备 | 将PCL25/GH质粒双酶切而线性化,电冰分离不同大小分子量的基因片段,回收真核基因片段待用 |
对兔进行 | 选取3只未发情的rhPA单转基因兔作为供体(标号a、b、c),适量注射FSH/hCG(两种促性腺激素),与正常公兔配种,在母兔的 |
双转基因兔的制备 | 将显微注射基因片段导入受精卵的原核内,适宜条件培养,胚胎移植。 |
转基因兔的整合筛选 | 无菌剪取新生仔兔的耳尖组织少许,提取基因组。针对rhPA和GH两种基因,设计 |
rhPA含量测定 | 分别测定 |
样本 | 供体兔a | 供体兔b | 供体兔c | |
rhPA表达水平(μg·mL-1) | 42.2 | 42.8 | 15.2 | |
样本 | 双转基因兔a1 | 双转基因兔a2 | 双转基因兔b1 | 双转基因兔c1 |
rhPA表达水平(μg·mL-1) | 432 | 444 | 636 | 248 |
实验结果表明,
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【推荐3】CRISPR/Cas9基因编辑技术根据靶基因序列设计向导sgRNA,精确引导核酸酶Cas9切割与sgRNA配对的DNA,使DNA双链断裂。胞内相关酶在修复断裂DNA的过程中会改变连接部位的核酸序列。回答下列问题:
(1)Cas9可催化__________ (化学键)水解。图1为科研人员制作PD-1基因敲除鼠的流程图,通过删除编码PD-1蛋白功能区的2、3、4片段造成蛋白的功能性缺失,这属于可遗传变异的__________ ,此过程至少需要根据PD-1基因的碱基序列设计__________ 个sgRNA。
(2)将体外转录获得的Cas9mRNA和sgRNA通过__________ (方法)导入小鼠受精卵中,再将培养后的早期胚胎移植到__________ 的雌鼠子宫中。
(3)经基因编辑得到的12只小鼠可通过PCR鉴定其基因型。PCR引物P1和P2的位置如图1所示,PCR结果如图2所示。据图可知,1、4代表__________ ,5、9代表__________ 。
A基因敲除杂合子 B.基因敲除纯合子 C.野生型
(1)Cas9可催化
(2)将体外转录获得的Cas9mRNA和sgRNA通过
(3)经基因编辑得到的12只小鼠可通过PCR鉴定其基因型。PCR引物P1和P2的位置如图1所示,PCR结果如图2所示。据图可知,1、4代表
A基因敲除杂合子 B.基因敲除纯合子 C.野生型
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