研究发现,从锥形蜗牛体内提取出的锥形蜗牛毒蛋白(Con-Ins GI)能加速受体细胞信号转换,比人类胰岛素更加快速的发挥作用,因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产为Ⅰ型号糖尿病治疗的新思路。
(1)利用基因工程制造速效胰岛素过程中,构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、______ 、标记基因和复制原点,标记基因的作用是___________________________ 。
(2)为了获得目的基因,可以通过提取分析毒蛋白中的_________ 序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列,再用DNA合成仪直接合成。基因工程中需要DNA连接酶,根据酶的来源不同分为两类,其中“缝合”双链DNA片段平末端的是______________________ 。
(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内,一般先用_______ 处理大肠杆菌使之成为_________ 细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于_________ 中与该类细胞混合,在一定温度下促进细胞吸收DNA分子完成转化过程。
(4)经过目的基因的检测和表达,获得Con-Ins GI毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性,导致这种差异的原因可能是_______________________________________________________ 。
(1)利用基因工程制造速效胰岛素过程中,构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、
(2)为了获得目的基因,可以通过提取分析毒蛋白中的
(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内,一般先用
(4)经过目的基因的检测和表达,获得Con-Ins GI毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性,导致这种差异的原因可能是
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更新时间:2019-08-23 11:15:41
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【推荐1】现代生物工程技术的发展给人类生活带来了很多惊喜。请回答有关问题;
(1)技术的发明使基因工程的实施成为可能。1967年,科学家发现细菌拟核DNA以外的质粒可以____ ,这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸,它最终要达到的目的是_____ ,以满足人类的生产和生活的需求。
(3)胚胎工程的重要成就之一是ES细胞的分离和培养成功。ES细胞具有胚胎细胞的特征,在形态上,表现为____ 。
(4)奥林匹克森林公园的建设坚持“绿色奥运”的理念,这是生态工程建设的一个生动缩影。
①在开工前,要先做森林公园的整体设计,其设计要与生态工程所遵循的整体性、协调与平衡、____ (答出两点即可)等基本原理相吻合。
②在污水净化过程中,除发挥污水处理厂的作用外,若要利用生物来回收污水中的 铜、镉等金属元素,请提供一个简单的方案:________ 。
(1)技术的发明使基因工程的实施成为可能。1967年,科学家发现细菌拟核DNA以外的质粒可以
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸,它最终要达到的目的是
(3)胚胎工程的重要成就之一是ES细胞的分离和培养成功。ES细胞具有胚胎细胞的特征,在形态上,表现为
(4)奥林匹克森林公园的建设坚持“绿色奥运”的理念,这是生态工程建设的一个生动缩影。
①在开工前,要先做森林公园的整体设计,其设计要与生态工程所遵循的整体性、协调与平衡、
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名校
【推荐2】下图1为某种常用质粒的序列图,Lac Z基因编码的酶能使无色的X—gal变为蓝色,Ampr为氨苄青霉素抗性基因。图2为目的基因的序列及其相关限制酶的识别序列。请回答下列问题:
(1)若要筛选成功导入目的基因的重组质粒,培养基中应加入的物质有________ ,构建重组质粒时需要的工具酶有_______________ ,对获取的目的基因可用____________ 技术对其扩增。
(2)实验小组用BamH I和Bgl II两种限制酶切割目的基因和质粒,构建重组质粒后导入大肠杆菌中,在筛选重组质粒的培养基上,若大肠杆菌菌落显蓝色,说明导入了_____________ 。没有导入任何外源DNA的大肠杆菌_____________ (填“能”或“不能”)在该培养基上生存。
(3)若质粒和目的基因用BamH I和Bgl II两种限制酶切割后,用DNA连接酶相连,然后再用BamH I和EcoR I切割成功连接后的重组质粒,可获得长度不同的_____________ 种DNA片段。(假定每一种限制酶都充分切割。)
(1)若要筛选成功导入目的基因的重组质粒,培养基中应加入的物质有
(2)实验小组用BamH I和Bgl II两种限制酶切割目的基因和质粒,构建重组质粒后导入大肠杆菌中,在筛选重组质粒的培养基上,若大肠杆菌菌落显蓝色,说明导入了
(3)若质粒和目的基因用BamH I和Bgl II两种限制酶切割后,用DNA连接酶相连,然后再用BamH I和EcoR I切割成功连接后的重组质粒,可获得长度不同的
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【推荐3】β–1,3葡聚糖酶可以水解许多病原真菌细胞壁外层的β–1,3葡聚糖和几丁质,降解真菌细胞壁,从而抑制真菌的生长与繁殖。研究人员在植物中克隆到β–1,3葡聚糖酶基因(BG2)并转入苹果主栽品种,以减少苹果真菌病害、实现无公害生产。
(1)BG2的克隆可利用____________ 技术,这需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的____________ 作为引物,在体外对目的基因进行大量复制,常采用____________ 来鉴定产物。
(2)下图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为___________ ,人工设计的复合启动子的作用是___________ 。XbaⅠ酶切后的末端与SpeⅠ酶切后的末端能连接是因为___________ 。
(3)研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养,以进行遗传转化。目的基因BG2将随着____________ 转移到被侵染的细胞而进入细胞,并随其整合到该细胞的____________ 上。
(4)在完成遗传转化后,选择培养基中至少要加入两种抗生素,请推测其作用分别是:一种用于____________ ,另一种用于____________ 。
(5)需要不断观察和检测转基因苹果植株在田间的生长状态,以确定目的基因是否赋予了苹果植株____________ 。
(1)BG2的克隆可利用
(2)下图为利用PATC940(经农杆菌Ti质粒改造获得)构建BG2抗病质粒的过程。图中右下处的酶为
(3)研究人员将转入BG2抗病质粒的农杆菌与苹果外植体共培养,以进行遗传转化。目的基因BG2将随着
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名校
【推荐1】苏云金芽孢杆菌中含有一种抗虫基因(Bt基因),通过产生苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白(Bt抗虫蛋白),破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家将该细菌的“杀虫基因”转到棉花里,培育出了抗虫棉,让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。回答下列问题:
(1)可利用PCR技术获取并扩增Bt基因,前提是要有一段Bt基因的核苷酸序列,这是因为________________________________________ 。
(2)PCR与体内DNA 复制相比,其特殊之处有________________ (写出两点)。若要由1个DNA分子复制8次,需要引物的数量为____________ 个。
(3)Bt基因两端的酶切位点如图甲所示,图乙中质粒表达载体上的ampR为青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因,P为启动子,小箭头表示酶切位点。
实际操作中,一般采用EcoRI和BamHI两种酶进行切割,与只采用EcoRI切割相比,用两种酶切的优势一是避免________________ ,二是避免造成反向连接。反向连接会导致目的基因表达出不同的蛋白质,原因是____________________________________ 。
(4)将基因表达载体导入农杆菌后,要用选择培养基进行筛选。已知未导入表达载体时农杆菌对青霉素和四环素均不具抗性,在不含抗生素的培养基(标记为A)中有经过转化的农杆菌单菌落(由一个菌体繁殖而成),挑取一部分菌接种到含有四环素的培养基(标记为A1)中培养,再挑取一部分菌接种到含有青霉素的培养基(标记为A2)中培养,若出现____________ 结果,说明转化成功。
(5)转基因棉花是否培育成功还要对棉花进行____________ 水平的检验。
(1)可利用PCR技术获取并扩增Bt基因,前提是要有一段Bt基因的核苷酸序列,这是因为
(2)PCR与体内DNA 复制相比,其特殊之处有
(3)Bt基因两端的酶切位点如图甲所示,图乙中质粒表达载体上的ampR为青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因,P为启动子,小箭头表示酶切位点。
实际操作中,一般采用EcoRI和BamHI两种酶进行切割,与只采用EcoRI切割相比,用两种酶切的优势一是避免
(4)将基因表达载体导入农杆菌后,要用选择培养基进行筛选。已知未导入表达载体时农杆菌对青霉素和四环素均不具抗性,在不含抗生素的培养基(标记为A)中有经过转化的农杆菌单菌落(由一个菌体繁殖而成),挑取一部分菌接种到含有四环素的培养基(标记为A1)中培养,再挑取一部分菌接种到含有青霉素的培养基(标记为A2)中培养,若出现
(5)转基因棉花是否培育成功还要对棉花进行
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名校
【推荐2】先锋植物是指能在严重缺乏土壤、水分的荒漠化地区生长的植物。科学家利用有关限制酶(表中“↓”处表示限制酶作用位点)、耐干旱基因(图1)、质粒(图2)培育某种先锋植物。已知以DNA为模板合成子链DNA或 mRNA时,都是从引物的3'端进行延伸。回答下列问题:
(1)用PCR技术扩增耐干旱基因时,需选用引物______ (从字母“A、B、C、D”中选),在扩增过程中,进行冷却后,温度又升至70-75℃的目的是__________________ 。
(2)图1、图2中,为利于耐干旱基因的定向插入和减少随意连接,需要用上表中的限制酶______ 处理含耐干旱基因的DNA片段,同时还需要用限制酶____________ 处理质粒。
(3)基因表达载体构建后,需要把______ (填写图2中数字序号)之间的碱基序列转移到先锋植物细胞中,这利用了农杆菌Ti质粒上T-DNA____________ 的特性。
(4)将耐干旱基因导入先锋植物后,还需要进行检测与鉴定。请设计一个简单实验方案,以检测耐干旱基因是否翻译为蛋白质(简要叙述实验思路)________________________ 。
限制酶 | Bam HI | Sau3 AI | Bcl I | Eco RI |
识别序列 | -G↓GATCC- | -↓GATC- | -T↓GATCA- | -G↓AATC- |
(1)用PCR技术扩增耐干旱基因时,需选用引物
(2)图1、图2中,为利于耐干旱基因的定向插入和减少随意连接,需要用上表中的限制酶
(3)基因表达载体构建后,需要把
(4)将耐干旱基因导入先锋植物后,还需要进行检测与鉴定。请设计一个简单实验方案,以检测耐干旱基因是否翻译为蛋白质(简要叙述实验思路)
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【推荐3】鸡干扰素是一种具有高效和广谱抗病毒作用的细胞因子,广泛用于动物领域的抗病毒治疗。科研人员将鸡干扰素基因作为目的基因,构建基因表达载体,通过农杆菌介导法导入烟草,以获得抗病毒烟草。回答问题:
(1)目的基因合成后可在Taq酶的作用下通过PCR技术大量扩增,该技术的原理是________________________ 。利用PCR技术扩增干扰素基因时,需要加入两种引物,原因是_____________________________________ 。
(2)基因表达载体中应有RNA聚合酶识别和结合的部位,该部位称为_________________ 。将基因表达载体导入农杆菌常用的方法是___________________________________ 。
(3)该实验中,将农杆菌转入烟草细胞的原生质体,原生质体再生出细胞壁。请从理论角度提出实验室检测原生质体是否再生出细胞壁的一种方法:________________________ 。
(4)科研人员提取烟草愈伤组织细胞的RNA后,先通过__________ 获得DNA,再进行PCR扩增。若最终未能检测出干扰素基因,可能原因是____________________ ;若转基因烟草植株对病毒的侵染表现出一定的抗性,但抗性较低,可能原因是__________________ 。
(1)目的基因合成后可在Taq酶的作用下通过PCR技术大量扩增,该技术的原理是
(2)基因表达载体中应有RNA聚合酶识别和结合的部位,该部位称为
(3)该实验中,将农杆菌转入烟草细胞的原生质体,原生质体再生出细胞壁。请从理论角度提出实验室检测原生质体是否再生出细胞壁的一种方法:
(4)科研人员提取烟草愈伤组织细胞的RNA后,先通过
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【推荐1】2019 年中国科学院神经科学研究所利用 CRISPR—Cas9 基因编辑技术,成功构建了世界首例核心节律基因 BMAL1 敲除猕猴模型,并成功用基因敲除猴的体细胞通过克隆技术培育了5只克隆疾病猴,为节律紊乱相关疾病机理的研究提供了比较理想的动物模型。CRISPR—Cas9 基因编辑系统由单链向导 RNA(sgRNA)和 Cas9 蛋白组成。回答下列问题:
(1)科学家常用______ 法将 CRISPR—Cas9 基因编辑系统导入猕猴细胞,编辑系统利用 sgRNA 来识别靶基因 DNA,并引导 Cas9 蛋白剪切 DNA,使靶基因发生改变,实现基因敲除。sgRNA 能识别靶基因 DNA 的原因是______________________ 。
(2)在体外培养猕猴体细胞时,需要一定比例的 O2 和 CO2,故通常采用________ 或_________________________ (填实验器材),将其置于 CO2 培养箱中进行培养。所使用的培养基属于_________________________ (填“合成”或“天然”)培养基,培养基除了灭菌外,还需要通过_____________________________ 来保证无菌无毒环境。
(3)进行体细胞克隆选择去核卵母细胞作为受体细胞,可能原因是_____________________ (答出两点)。
(4)克隆猴被用于人类疾病研究与治疗中所具有的突出优点是_____________________ 。(答出一点)
(1)科学家常用
(2)在体外培养猕猴体细胞时,需要一定比例的 O2 和 CO2,故通常采用
(3)进行体细胞克隆选择去核卵母细胞作为受体细胞,可能原因是
(4)克隆猴被用于人类疾病研究与治疗中所具有的突出优点是
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【推荐2】【生物——选修3:现代生物科技专题】人血清白蛋白是一种在医学上应用广泛、需求量大的蛋白质药物。而目前血浆提取生产的方式难以满足市场的要求,用基因工程方法生产人血清白蛋白无疑具有巨大的商业价值。毕赤酵母菌由于具有增殖快、易培养等优点,使得其在表达外源蛋白中具有突出的优势。
(1)若从cDNA文库获取人血清白蛋白基因,则需要从能够表达人血清白蛋白基因的细胞中提取mnRNA分子,再通过___ 过程获得cDNA文摩,从中获得目的基因;在构建基因表达载体时,目的基因前后还应分别加上___ 和___ ,否则会影响目的基因的转录。
(2)目的基因导入酵母菌之前,一般先用___ 处理酵母菌使之成为感受态细胞,其原因是感受态细胞能够____ 。
(3)人血清白蛋白基因进入酵母细胞内,能够维持稳定和表达的过程称为___ ;若要检测酵母菌细胞内是否存在目的基因,通常采用的检测方法是 ___ 技术:要检测酵母菌是否生产人血清白蛋白,采用抗原一抗体杂交,若有 ___ 出现,表明已表达出人血清白蛋白。
(1)若从cDNA文库获取人血清白蛋白基因,则需要从能够表达人血清白蛋白基因的细胞中提取mnRNA分子,再通过
(2)目的基因导入酵母菌之前,一般先用
(3)人血清白蛋白基因进入酵母细胞内,能够维持稳定和表达的过程称为
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【推荐3】请根据有关生物工程方面的知识回答下列问题:
(1)基因工程的核心是___________ ,所需的工具酶有___________ 。从分子水平上看,基因工程得以实现的遗传学物质基础是:______________________ (写出两点)。基因工程中限制酶切割后的运载体与目的基因能再次拼接的理由是_____________________ 。
(2)将目的基因导入植物细胞最常见的方法是___________ , 原理是利用其菌体中质粒的T- DNA片段可___________ 的特点;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是___________ 。
(3)动物细胞工程中___________ 技术是其他动物细胞工程技术的基础。动物细胞工程的一项重要应用是制备单克隆抗体,在该过程形成的杂交瘤细胞中发生的遗传信息流动有DNA→DNA、___________ 。
(4)胚胎工程中,胚胎移植选择受体的条件是___________ 并具有健康体质和正常繁殖能力,受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生___________ ,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。为了获得产奶量高的奶牛,需取囊胚期___________ 细胞做性别鉴定。若对囊胚进行胚胎分割,要注意__________ ,否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(1)基因工程的核心是
(2)将目的基因导入植物细胞最常见的方法是
(3)动物细胞工程中
(4)胚胎工程中,胚胎移植选择受体的条件是
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【推荐1】I.人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y),该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。
(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取_______ 作为模板,在_______ 催化下合成cDNA,再利用_______ 技术在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的______________ 中,得到含目的基因的重组Ti质粒,则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经______________ 。
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是______________ 。
Ⅱ.根据所学知识回答问题:
(4)药用植物——川芎易受病毒侵染造成大幅度减产,日本学者用川芎的_______ 作为外植体进行脱毒培养,培养基一般含有水分、无机盐、_______ 、氮源、维生素等。
(5)植物组织培养的主要原理是植物细胞具有_______ 。科研人员利用植物的_______ 作为外植体培养出单倍体植株,具体过程是在_______ 和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上,给予适宜的条件,诱导其经过_______ 产生愈伤组织,最终形成完整的植株。
(6)在哺乳动物的核移植实验中,通过一定的措施将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到_______ 阶段时,将胚胎移人受体(代孕)动物体内。
(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是
Ⅱ.根据所学知识回答问题:
(4)药用植物——川芎易受病毒侵染造成大幅度减产,日本学者用川芎的
(5)植物组织培养的主要原理是植物细胞具有
(6)在哺乳动物的核移植实验中,通过一定的措施将受体细胞激活,使其进行细胞分裂和发育,当胚胎发育到
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【推荐2】人胰岛素由A、B两条肽链构成。研究人员用大肠杆菌作生产菌,利用基因工程TTA号冻技术分别生产两条肽链,并在体外将两条肽链加工成胰岛素。请回答下列问题:
(1)由A、B两条肽链可推导出A、B基因的碱基序列,依据是______ 。因为A、B基因中的脱氧核苷酸数较少,因此常用______ 的方法获取目的基因。
(2)在基因表达载体中,标记基因的作用是______ 。基因工程中不能将A、B基因直接导入大肠杆菌的原因是______ 。
(3)检测A、B基因是否导入受体菌时,常用______ 作探针。若A、B基因表达的肽链售中氨基酸数目增多,肽链后延,则需对A、B基因进行改造,这个改造是______ 。
(4)引导肽是由引导肽基因控制合成的段多肽序列,若在A、B肽链的前端加上引导肽序列后,可将A、B肽链引导到大肠杆菌的细胞膜外,便于A、B肽链提取。为实现上述目的,在基因层面的操作是______
(1)由A、B两条肽链可推导出A、B基因的碱基序列,依据是
(2)在基因表达载体中,标记基因的作用是
(3)检测A、B基因是否导入受体菌时,常用
(4)引导肽是由引导肽基因控制合成的段多肽序列,若在A、B肽链的前端加上引导肽序列后,可将A、B肽链引导到大肠杆菌的细胞膜外,便于A、B肽链提取。为实现上述目的,在基因层面的操作是
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【推荐3】干扰素是动物体内合成的一种蛋白质,可以用于治疗病毒感染和癌症,但体外保存相当困难,如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可在-70℃下保存半年,给广大患者带来福音。
(1)蛋白质的合成是受基因控制的,因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键,依据蛋白质工程原理,设计实验流程,让动物生产“可以保存的干扰素”。_____ 、_____ 、_____ 、_____
(2)和蛋白质工程相比,基因工程在原则上只能生产_____ 的蛋白质,不一定符合人类生产和生活的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过_____ 或_____ ,对现有蛋白质进行_____ ,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活需要。
(3)蛋白质工程实施的难度很大,原因是蛋白质具有十分复杂的_____ 结构。
(4)对天然蛋白质进行改造,应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现?_____ 。原因是_____ 。
(1)蛋白质的合成是受基因控制的,因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键,依据蛋白质工程原理,设计实验流程,让动物生产“可以保存的干扰素”。
(2)和蛋白质工程相比,基因工程在原则上只能生产
(3)蛋白质工程实施的难度很大,原因是蛋白质具有十分复杂的
(4)对天然蛋白质进行改造,应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现?
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