请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题:
(1)基因工程技术中获得目的基因后,利用PCR技术将该基因扩增,前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成___________ 。PCR技术中需要的关键酶是_____________ 。
(2)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,农杆菌的作用是________ 。我国培育的转基因抗虫棉发展迅猛,请写出分子水平检测抗虫棉基因是否表达的方法___________________ 。
(3)体外受精是胚胎工程的重要环节,来自母方的卵母细胞要在输卵管内进一步成熟,达到______________ 时期,才具备与精子受精的能力。胚胎移植是胚胎工程最后一道工序,其重要意义是___________________________ 。
(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程__________ 的原理。我国西北一些地区年降雨量较少,适宜种植灌木和草,却被硬性种植了属于乔木的杨树,结果许多杨树长得半死不活,防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了_______________ 原理。
(1)基因工程技术中获得目的基因后,利用PCR技术将该基因扩增,前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成
(2)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,农杆菌的作用是
(3)体外受精是胚胎工程的重要环节,来自母方的卵母细胞要在输卵管内进一步成熟,达到
(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程
更新时间:2017/06/17 13:38:57
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【推荐1】【选修3——现代生物科技专题】
下图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中,再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析回答:
(1)天然质粒往往需要经过改造才能作为基因工程中的运载体,经改造后的质粒同时具备的条件有___________ (填序号)。
①标记基因 ②多个限制酶切割位点 ③对受体细胞无害 ④启动子 ⑤起始密码子
(2)该过程使用了工具酶___________ 和DNA连接酶,完成目的基因的获取和___________ 。
(3)过程III常用的方法是___________ ,第III步操作后,还需经过筛选出含___________ 的重组DNA分子胚胎干细胞的过程,才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中。
(4)改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠,其根本原因是______________________ 。
(5)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,形成组织、器官必须要进行______________________ 。
(6)若经过图示过程培育成的小鼠仍为黑色,则能否说明未成功导入棕褐毛基因?_________ 。你的理由是____________________________________________________________ 。
下图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞(ES细胞)中,再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。据图分析回答:
(1)天然质粒往往需要经过改造才能作为基因工程中的运载体,经改造后的质粒同时具备的条件有
①标记基因 ②多个限制酶切割位点 ③对受体细胞无害 ④启动子 ⑤起始密码子
(2)该过程使用了工具酶
(3)过程III常用的方法是
(4)改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠,其根本原因是
(5)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,形成组织、器官必须要进行
(6)若经过图示过程培育成的小鼠仍为黑色,则能否说明未成功导入棕褐毛基因?
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【推荐2】科研人员利用转基因技术将抗TMV基因(一种抗烟草花叶病毒的基因)转入到烟草细胞中,从而培育出抗TMV的烟草,主要流程如图所示。请回答下列问题。(1)科研人员通过逆转录的方法人工合成目的基因,并利用PCR技术进行扩增,在PCR反应体系中除了含有缓冲溶液、目的基因、原料之外,还应含有________ 。
(2)构建重组Ti质粒时需要使用________ 将目的基因和Ti质粒进行拼接,这类酶的作用是恢复被同种限制酶切开的______ 。重组Ti质粒中包含启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中启动子是_________ 的部位,从而驱动目的基因的转录。
(3)构建成功的重组Ti质粒常用_________ 法导入到烟草细胞中。将烟草细胞培养在含卡那霉素的培养基中的目的是____________ ,从而培育出抗TMV的烟草植株。
(2)构建重组Ti质粒时需要使用
(3)构建成功的重组Ti质粒常用
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【推荐3】农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系。请回答下列问题。
(1)要获得该抗病基因,可采用__________________ 、_____________ 等方法。
(2)将载体与该抗病基因连接,连接后得到的DNA分子称为_________________ 。
(3)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去_____________ 棉花细胞,利植物细胞具有的______________ 性进行组织培养,从培养出的植株中______________ 出抗病的棉花。
(4)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是_______
A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸
(1)要获得该抗病基因,可采用
(2)将载体与该抗病基因连接,连接后得到的DNA分子称为
(3)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去
(4)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是
A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸
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解题方法
【推荐1】抗凝血酶Ⅲ在人体中主要由肝脏合成,是存在于血浆中的一种重要的抗凝血因子。研究者将人的抗凝血酶Ⅲ基因导入奶山羊细胞,获得乳汁中含有大量人抗凝血酶Ⅲ的转基因克隆奶山羊。已知β-酪蛋白广泛存在于哺乳动物的乳汁中。回答下列问题:
(1)获取人抗凝血酶Ⅲ基因:从人的肝细胞中提取mRNA,再通过_________ 获取cDNA,利用PCR扩增目的基因。根据人抗凝血酶Ⅲ基因上游及下游的碱基序列,设计2种特异性引物,在PCR过程中,引物的作用是_________ 。
(2)基因表达载体的构建:重组人抗凝血酶Ⅲ基因表达载体由山羊β-酪蛋白基因启动子、人抗凝血酶Ⅲ基因、标记基因和终止子等结构组成,其中_________ 决定了人抗凝血酶Ⅲ基因只能在山羊乳腺细胞中特异性表达。
(3)成纤维细胞的转化:取幼龄雌性动物的组织,经酶处理后获得成纤维细胞悬液,放在动物细胞培养液中培养,从幼龄动物取材的原因是_________ 。然后用_________ 法将基因表达载体导入成纤维细胞。
(4)转基因奶山羊的获得:从奶山羊中获取卵母细胞,将阳性转基因成纤维细胞注入_________ ,通过电融合法使两细胞融合,供体进入卵母细胞,形成重构胚。常通过_________ (填物理方法)激活重构胚。经胚激活,培养获得早期胚胎,胚胎移植前,需要用孕激素对受体母羊进行同期发情处理。
(5)克隆羊的鉴定:取少量克隆羊组织细胞提取DNA,将用_________ 处理后的产物进行电泳,检测目的基因是否成功导入。待克隆羊成年并产奶,收集奶样,可用_________ 技术鉴定克隆羊是否成功表达人抗凝血酶Ⅲ。若最终获得的抗凝血酶Ⅲ不能很好地完成其功能,可利用_________ 工程进行改造。
(1)获取人抗凝血酶Ⅲ基因:从人的肝细胞中提取mRNA,再通过
(2)基因表达载体的构建:重组人抗凝血酶Ⅲ基因表达载体由山羊β-酪蛋白基因启动子、人抗凝血酶Ⅲ基因、标记基因和终止子等结构组成,其中
(3)成纤维细胞的转化:取幼龄雌性动物的组织,经酶处理后获得成纤维细胞悬液,放在动物细胞培养液中培养,从幼龄动物取材的原因是
(4)转基因奶山羊的获得:从奶山羊中获取卵母细胞,将阳性转基因成纤维细胞注入
(5)克隆羊的鉴定:取少量克隆羊组织细胞提取DNA,将用
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【推荐2】大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中,如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X—gal时,X—gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之,则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题:(1)对已获得的目的基因可利用______ 技术进行扩增。
(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中,需要DNA连接酶恢复______ 键。
(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ进行转化,大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,目的是_________ 。
(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养,培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质和生长因子,还应加入IPTG、X-gal以及氨苄青霉素,其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出______ 。
(5)若观察到培养基上出现______ 色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因,则不利于重组质粒的筛选,原因是______ 。
(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中,需要DNA连接酶恢复
(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ进行转化,大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,目的是
(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养,培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质和生长因子,还应加入IPTG、X-gal以及氨苄青霉素,其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出
(5)若观察到培养基上出现
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【推荐3】如图为培育蓝玫瑰的过程(字母A代表相应的结构,数字代表过程或方法)。回答下列问题:
(1)可以根据基因的__________ (答出三点)等特性,从基因文库中得到我们所需要的目的基因,如蓝色素基因。
(2)过程①需要用到的工具酶有__________ 。经③和④得到蓝玫瑰的过程体现了植物细胞的__________ 。
(3)一个基因表达载体的组成,除了目的基因以外,还必须有启动子、终止子和标记基因等。标记基因的作用是____________________ 。
(4)过程②中采用最多的方法是农杆菌转化法。采用农杆菌感染时,常将含重组质粒的农杆菌与受伤的叶片等共同培养,采用受伤叶片的原因是____________________ 。
(5)可以通过__________ 的方法来检测目的基因是否翻译成蛋白质。
(1)可以根据基因的
(2)过程①需要用到的工具酶有
(3)一个基因表达载体的组成,除了目的基因以外,还必须有启动子、终止子和标记基因等。标记基因的作用是
(4)过程②中采用最多的方法是农杆菌转化法。采用农杆菌感染时,常将含重组质粒的农杆菌与受伤的叶片等共同培养,采用受伤叶片的原因是
(5)可以通过
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【推荐1】黄萎病是一种危害棉花的常见疾病,科学工作者通过转基因技术将抗黄萎病基因——葡萄糖氧化酶基因(GO)导入棉花,获得抗黄萎病棉花。下图为构建的重组质粒的示意图,已知T-DNA上的基因在农杆菌中不能表达,而在植物细胞中能表达。请回答下列问题:
(1)构建基因表达载体时,利用______ 酶将GO定向接入Ti质粒。Ti质粒上nptII作为______ ,用于鉴别、筛选有重组质粒的受体细胞。
(2)在下图所示重组质粒中,目的基因的启动子和终止子应位于______ (填“Bar的两端”或“GO的两端”或“Bar-GO的两端”)。启动子具有______ 的作用。
(3)切取经无菌培养的棉花幼苗下胚轴,直接转入含重组质粒的农杆菌培养液中侵染5~10min后,将下胚轴放入愈伤组织诱导培养基中培养2天。成功转化的棉花细胞能在含有______ 的培养基中生长增殖,未成功转化的细胞不能在该培养基中生长增殖。为了检测转基因棉花是否含有葡萄糖氧化酶,可采用______ 法进行检测。
(1)构建基因表达载体时,利用
(2)在下图所示重组质粒中,目的基因的启动子和终止子应位于
(3)切取经无菌培养的棉花幼苗下胚轴,直接转入含重组质粒的农杆菌培养液中侵染5~10min后,将下胚轴放入愈伤组织诱导培养基中培养2天。成功转化的棉花细胞能在含有
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【推荐2】PCR是一种体外扩增DNA片段的技术,能在短时间内以少量的DNA为模板复制出大量的DNA,在临床的病原菌检测、遗传病的产前诊断和基因工程等方面具有非常重要的价值。回答下列问题。
(1)PCR需要在一定的缓冲液中提供DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、_____ 和______ 酶,使用该酶是因为_______ 。
(2)PCR循环过程中,95°C的作用是_______ ,引物可在______ 过程中与模板DNA通过___ 键结合。
(3)基因工程中利用PCR技术扩增目的基因时,一个目的基因片段经过30次循环后可得到____ 个目的基因片段。
(4)要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因以及目的基因是否转录出了mRNA,检测方法是_______ 检测原理是_______ 。
(1)PCR需要在一定的缓冲液中提供DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、
(2)PCR循环过程中,95°C的作用是
(3)基因工程中利用PCR技术扩增目的基因时,一个目的基因片段经过30次循环后可得到
(4)要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因以及目的基因是否转录出了mRNA,检测方法是
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【推荐3】抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给转基因生物安全的监管提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。请回答下列问题:(1)培育转基因玉米将目的基因插入质粒构建重组载体时,所需要的工具酶是_____________ 构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因,其作用是______________________ 。
(2)图示预变性及后延伸的作用分别是__________________________ 。
(3)利用PCR技术体外扩增目的基因时,需要有____________ ,以便根据这一序列合成引物。PCR35次循环共需引物_____ 个。
(4)有人认为对于转基因品种经检测含有目的基因后即可上市,这种说法错误的原因是_____
(2)图示预变性及后延伸的作用分别是
(3)利用PCR技术体外扩增目的基因时,需要有
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【推荐1】如图是牛胚胎分割示意图,请据图回答问题:
(1)成熟的精子必须经历________ 过程才能与次级卵母细胞结合,然后次级卵母细胞再继续完成分裂。
(2)胚胎分割应选择发育到______ 或______ 期的胚胎进行操作。
(3)囊胚内有一团细胞,逐渐发育成______ ,最终发育成动物体的______ 。
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有什么特点?___________________ 。
(1)成熟的精子必须经历
(2)胚胎分割应选择发育到
(3)囊胚内有一团细胞,逐渐发育成
(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有什么特点?
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【推荐2】通过体细胞核移植技术发展的治疗性克隆,解决了器官移植中供体器官的短缺和排斥反应的问题。下图是治疗性克隆的过程图解。回答下列问题:
(1)去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中_________ 期的卵母细胞。
(2)重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在____________ 期。其中的个体较大的细胞_____ ,将来发育为有特定功能的组织;个体较小的细胞叫_____________ 细胞。
(3)治疗性克隆时要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用___________________ 技术,然后再在培养过程中诱导分化,如血液组织干细胞可用于治疗___________ 病等。
(4)若病人是红绿色盲的女性,移植器官成功后,该病人和色觉正常的男性结婚,为避免生出红绿色盲的小孩建议出生性别为________________ 的小孩,原因是______________________ 。
(1)去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中
(2)重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在
(3)治疗性克隆时要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用
(4)若病人是红绿色盲的女性,移植器官成功后,该病人和色觉正常的男性结婚,为避免生出红绿色盲的小孩建议出生性别为
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【推荐3】人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,就可以利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白。大致过程如下:
(1)获得人血清白蛋白基因后,常利用_____ 技术,在体外将其大量扩增。要使人的血清白蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、_____ 、_____ 、标记基因等部分。
(2)通过①采集的精子需放在一定浓度的肝素溶液中进行培养,其目的是_____ 。受精过程中防止多精入卵的生理反应包括_____ 反应和卵细胞膜反应。
(3)要实现过程②超数排卵,应在性成熟母牛发情期某一阶段用_____ 处理,然后在恰当时期进行胚胎收集,这个收集过程称为_____ 。
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将_____ 均等分割。一般将胚胎培养至_____ 或_____ 期。
(5)进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素,以及_____ 等天然成分。
(6)转基因牛进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产人类所需的血清蛋白,因而称为_____ 。
(1)获得人血清白蛋白基因后,常利用
(2)通过①采集的精子需放在一定浓度的肝素溶液中进行培养,其目的是
(3)要实现过程②超数排卵,应在性成熟母牛发情期某一阶段用
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将
(5)进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素,以及
(6)转基因牛进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产人类所需的血清蛋白,因而称为
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