美国食品药品管理局于2018年5月24日宣布,经过基因改造的黄金大米可以安全食用。据此,饱受非议的黄金大米终于得到公众的认可。已知维生素A缺乏会导致夜盲症,β一胡萝卜素会在体内转变成维生素A。黄金大米是通过基因工程向水稻细胞转入三种酶基因(如图38),其中的酶A基因和酶B基因可使水稻胚乳富含β-胡萝卜素而呈现金黄色。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/5/2218985684213760/2224087226630144/STEM/195b744515a347f6ae4213f358a73a0e.png?resizew=520)
(1)已知酶A基因来自细菌,酶B基因来自玉米,酶D基因来自其他植物。图示三种基因的本质区别是_____________________ 。构建上述基因组合,需用到的酶是______________________ 。
(2)提取农杆菌的Ti质粒,将上述结构导入Ti质粒的相关片段中就可整合到水稻染色体DNA上,原因是Ti质粒上的___________ 可转移到受体细胞,并且整合到受体细胞染色体DNA上。已知农杆菌对多数单子叶植物没有感染能力,需在人工受伤的水稻细胞上涂抹___________ 化合物。
(3)将成功导入上述基因的水稻细胞置于培养基上培养,经过___________ 两个过程可获得幼苗,幼苗在长大成熟后,所结种子的胚乳将富含___________ 。细菌与植物之间实现转基因技术的成功,说明了____________________________________________ 。 (答出合理一条即可)
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(1)已知酶A基因来自细菌,酶B基因来自玉米,酶D基因来自其他植物。图示三种基因的本质区别是
(2)提取农杆菌的Ti质粒,将上述结构导入Ti质粒的相关片段中就可整合到水稻染色体DNA上,原因是Ti质粒上的
(3)将成功导入上述基因的水稻细胞置于培养基上培养,经过
更新时间:2019-06-14 21:09:24
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【推荐1】土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上,诱发植物形成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R),如图1所示,它们的表达与否能影响相应植物激素的含量,进而调节肿瘤组织的生长与分化。基因工程常用Ti质粒作为运载体,图2表示抗虫棉培育中使用的三种限制酶A、B、C的识别序列以及Ti质粒上限制酶切割位点的分布,抗虫基因内部不含切割位点,两侧标明序列为切割区域。请分析回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/15/dc7a73fc-601a-4cd4-a8b4-0a1ba56a9f50.png?resizew=439)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/15/e89f337a-2e86-4671-bd90-97ff2a87074e.png?resizew=536)
(1)酶C切割DNA后形成的黏性末端是__________ 。
(2)据图2分析,切取抗虫基因时,使用限制酶______ ,切割Ti质粒时,使用限制酶________ 。
(3)为了获得重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合并加入________ 酶。成功构建的重组质粒中含有限制酶A的识别位点__________ 个,若用酶C处理该重组质粒,将得到________ 个DNA片段。
(4)若抗虫基因插入的位置在R基因内部,筛选出________ 植株即是成功导入抗虫基因的棉花植株。
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(1)酶C切割DNA后形成的黏性末端是
(2)据图2分析,切取抗虫基因时,使用限制酶
(3)为了获得重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合并加入
(4)若抗虫基因插入的位置在R基因内部,筛选出
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【推荐2】回答基因工程和生态工程有关问题
(1)肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,这一工作为基因工程理论的建立提供的启示是______ 。
(2)要通过基因工程生产白细胞介素-2,可以从人的______ 中提取的mRNA,通过逆转录法得到DNA构建基因文库,然后获得相应基因。要让目的基因在宿主细胞中表达不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是______ (答出一点即可),用质粒为载体,宿主细胞一般选择______ 。
(3)如图为庭院生态工程中各成分的组成和相互关系的示意图,据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/12/2201939539451904/2235245947076608/STEM/a9ffb5037b7c4956a34c59fa13e197d3.png?resizew=351)
庭院生态工程通过发酵技术产生沼气为农户提供能源,与利用煤炭相比,突出的优点是______ 。进行经济效益分析时要计算对该庭院生态系统的投入和产出,系统的实际消费,就是来自______ ,就是该庭院生态系统的投入;系统的有效贡献,就是这个庭院生态系统对______ ,就是该庭院生态系统的总产出。
(1)肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,这一工作为基因工程理论的建立提供的启示是
(2)要通过基因工程生产白细胞介素-2,可以从人的
(3)如图为庭院生态工程中各成分的组成和相互关系的示意图,据图回答:
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庭院生态工程通过发酵技术产生沼气为农户提供能源,与利用煤炭相比,突出的优点是
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【推荐1】近年来,生物柴油作为新型能源已经成为世界上应用最广泛、发展迅猛的可再生能源之一。研究人员利用基因工程的方法将油料作物紫苏DGAT1基因导入四尾栅藻(操作过程如图),获得转基因的产油四尾栅藻,并利用地热废水培养,不仅能生产生物柴油,还能治理地热废水。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/8/4b81c8bb-3041-41ca-b7a0-fa0378aa33ff.png?resizew=539)
注:LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或者该基因被破坏,则菌落呈白色)
(1)将经过处理的连接产物导入到经CaCl2处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞,并接种到添加_______ 的培养基上培养,一段时间后,出现颜色为________ 和________ 的菌落分别由含有质粒PMD19-DGAT1和质粒pMD19的大肠杆菌形成。
(2)如果DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点,由上图推测扩增DGAT1 基因时所用一对引物的一端需要分别加上____________________ 限制酶的识别序列以防止其出现白身环化等问题。
(3)研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量,结果如图。结果显示_______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/8/c7ecc82d-9243-4209-b500-7c0775fd72ab.png?resizew=328)
(3)为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力,研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。
该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计
____________________________________________________________________________________________ 。
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注:LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或者该基因被破坏,则菌落呈白色)
(1)将经过处理的连接产物导入到经CaCl2处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞,并接种到添加
(2)如果DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点,由上图推测扩增DGAT1 基因时所用一对引物的一端需要分别加上
(3)研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量,结果如图。结果显示
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(3)为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力,研究人员设计实验并得到相应实验结果如下表。
指标 | 总氮(mg/L) | 总磷(mg/L) | 氟化物(mg/L) |
废水培养基 | 23.2 | 4.32 | 4.56 |
培养转基因四尾栅藻11天后 | 1.9 | 0.45 | 0.84 |
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【推荐2】我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛,下图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的示意图。图中质粒表示基因工程中经常选用的载体—pBR322质粒,Ampr表示青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。根据上图回答下列问题(限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2014/6/23/1578328731131904/1578328731754496/STEM/e1ae1e845cad4657a4e039cc2d3a19a6.png?resizew=554)
(1)过程②必需的酶是_____ ,过程④必需的酶是_____ 。⑤过程中为提高成功率,常用___________ 溶液处理大肠杆菌。
(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割,用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时,则形成的DNA片段共_____ 种,其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是_____ 。
(3)如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322,完成过程④、⑤后,将三角瓶内的大肠杆菌(不含Ampr、Tetr抗性质粒)先接种到甲培养基上,形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落,分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选____ 的大肠杆菌,含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态分别是_____ ,____ 。
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(1)过程②必需的酶是
(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割,用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时,则形成的DNA片段共
(3)如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322,完成过程④、⑤后,将三角瓶内的大肠杆菌(不含Ampr、Tetr抗性质粒)先接种到甲培养基上,形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落,分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选
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【推荐3】2020年10月7日,瑞典皇家科学院已决定将2020年诺贝尔化学奖授予德国马克斯·普朗克病原学研究所的Emmanuelle Charpentier博士以及美国加州大学伯克利分校的Jennifer A. Doudna博士,以表彰她们在基因组编辑领域的贡献。在人工设计的条件下,通过sgRNA与基因组靶序列的特异性结合,引导Cas9蛋白“切割”基因组DNA (如卜图所示)。请回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/12/2934706445770752/2934837591531520/STEM/2d200095ab434fd29a1378415d4c0f85.png?resizew=545)
(1)sgRNA与基因组靶序列可以特异性结合的原因是___________ ,Cas9核酸酶可以在sgRNA的引导下打开目标基因中的_______ 键,使得基因组DNA断裂。在_____ 酶的作用下,断裂的DNA可重新拼接。
(2)有研究者利用该技术,敲除了大鼠胰岛素受体底物1 (Irsl)基因,获得了糖尿病模型动物。流程如下:
根据已知Irs1基因的______ , 设计两种sgRNA;构建含有两种sgRNA基因和______ 基因的表达载体;利用__________ 法,将上述基因的体外表达产物RNA,导入大鼠的_____ (细胞)。
(3)提取转基因大鼠DNA,用PCR的方法检测Irs1编辑情况,结果如下图。其中WT为_____ 大鼠,由图可知2号大鼠比野生型大鼠的PCR产物短95bp,研究者据此确定其为阳性结果,即Irsl 被敲除失活,因为____________ 对应序列在Irsl基因上的位置相距95bp。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/12/2934706445770752/2934837591531520/STEM/b38f8327ae134331ac8e145d69db88ee.png?resizew=212)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/12/2934706445770752/2934837591531520/STEM/4a722d687aa340cdba42853827e6ac83.png?resizew=533)
(4)2号大鼠P与野生型WT大鼠杂交,提取后代DNA,用相同引物进行PCR,结果如上图。_________________ 属于杂交后代, 说明基因编辑结果______ 稳定遗传。
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(1)sgRNA与基因组靶序列可以特异性结合的原因是
(2)有研究者利用该技术,敲除了大鼠胰岛素受体底物1 (Irsl)基因,获得了糖尿病模型动物。流程如下:
根据已知Irs1基因的
(3)提取转基因大鼠DNA,用PCR的方法检测Irs1编辑情况,结果如下图。其中WT为
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(4)2号大鼠P与野生型WT大鼠杂交,提取后代DNA,用相同引物进行PCR,结果如上图。
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【推荐1】科研人员利用现代生物技术培育出双转基因奶牛新品种,以便通过乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白肽(抗细菌)和人干扰素(抗病毒)。下图1为重组质粒,图2为培育流程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/27/2364215726039040/2364343626047488/STEM/d8cac1f9-aee1-4588-a5e3-726e35724d69.png)
(1)构建重组质粒时,若人干扰素基因的序列是已知的,则可以通过_________ 获得该基因,然后再利用_________ 技术进行扩增。
(2)据图可知,人干扰素基因与_________ 基因可同时转录。人乳铁蛋白肽基因能在转基因奶牛的乳腺细胞中表达,人干扰素基因则可在全身细胞表达,这与构建重组质粒时_________ 的选择不同有关。
(3)通常利用_________ (方法)将重组质粒导入③,在导入前需用_________ 将②进行分散处理培养。
(4)④过程涉及到的现代生物技术有_________ 、胚胎体外培养等。
(5)在培育转基因奶牛⑦时,下列有关叙述正确的是_________
A. 需从表达人干扰素基因的人体细胞中获取目的基因
B. 获得的重组胚胎需要进行性别鉴定才能进行⑤过程
C. 奶牛⑥为一般品种,需进行同期发情处理并未经配种
D. 通常利用DNA分子杂交技术检测转基因奶牛培育是否成功
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/27/2364215726039040/2364343626047488/STEM/d8cac1f9-aee1-4588-a5e3-726e35724d69.png)
(1)构建重组质粒时,若人干扰素基因的序列是已知的,则可以通过
(2)据图可知,人干扰素基因与
(3)通常利用
(4)④过程涉及到的现代生物技术有
(5)在培育转基因奶牛⑦时,下列有关叙述正确的是
A. 需从表达人干扰素基因的人体细胞中获取目的基因
B. 获得的重组胚胎需要进行性别鉴定才能进行⑤过程
C. 奶牛⑥为一般品种,需进行同期发情处理并未经配种
D. 通常利用DNA分子杂交技术检测转基因奶牛培育是否成功
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【推荐2】虫草中的超氧化物歧化酶(PSSOD)具有抗衰老作用。研究人员培育了能合成PSSOD的转基因酵母菌。请结合下图回答问题:
注::Hind Ⅲ和ApaLⅠ是两种限制酶,箭头表示酶的切割位点。
(1)将图中的重组DNA分子用:Hind Ⅲ和ApaLⅠ完全酶切后,可得到__________ 种DNA片段。图示的表达载体存在氨苄青霉素抗性基因,不能导入用于食品生产的酵母菌中,据图分析,可用__________ 切除该抗性基因的部分片段使其失效,再用DNA连接酶使表达载体重新连接起来。
(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因,必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活,因此,图示表达载体上的URA3基因可作为__________ ,供鉴定和选择;为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌,所使用的培养基__________ (填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。
(3)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/35169267-0934-43a4-89b5-a27f403ac5f2.png?resizew=349)
注::Hind Ⅲ和ApaLⅠ是两种限制酶,箭头表示酶的切割位点。
(1)将图中的重组DNA分子用:Hind Ⅲ和ApaLⅠ完全酶切后,可得到
(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因,必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活,因此,图示表达载体上的URA3基因可作为
(3)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为
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【推荐3】甜玉米与普通玉米相比,甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化较慢,含可溶性糖量高,汁多质脆,富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值,科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中,所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图所示。
说明:强启动子是一段有特殊结构的DNA片段;BamHI、HindⅢ、EcoRI、NotI、SacI代表不同的限制酶;T-DNA是农杆菌的Ti质粒上的DNA片段。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/23/42eb6530-16d0-482d-bab0-0af1cf6eea60.png?resizew=346)
(1)为了特异性扩增P基因序列,可采用___________ 的方法,一般要加入的原料为___________ 。
(2)强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被___________ 识别并结合,驱动基因的持续转录。
(3)构建能超量表达P基因的载体,需选用___________ 限制酶的组合和DNA连接酶。将重组Ti质粒转入农杆菌,需先将农杆菌用___________ 处理。
(4)将玉米愈伤组织经农杆菌液浸泡,超量表达P基因会随T-DNA___________ ,从而获得转基因植物细胞。继而进行植物组织培养,培养基中需加入___________ 进行筛选,筛选出的愈伤组织经___________ 过程形成丛芽,然后在___________ (填激素名称)较多的培养基上形成根,最终获得多个玉米株系。发现某株系的P蛋白表达量较低,请对该现象作出合理的解释:______________________ 。
说明:强启动子是一段有特殊结构的DNA片段;BamHI、HindⅢ、EcoRI、NotI、SacI代表不同的限制酶;T-DNA是农杆菌的Ti质粒上的DNA片段。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/23/42eb6530-16d0-482d-bab0-0af1cf6eea60.png?resizew=346)
(1)为了特异性扩增P基因序列,可采用
(2)强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被
(3)构建能超量表达P基因的载体,需选用
(4)将玉米愈伤组织经农杆菌液浸泡,超量表达P基因会随T-DNA
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