下表为通过基因工程技术应用植物生产的一些药物,这些植物又被称为生物反应器。生物反应器可以取自不同的生物,其中以微生物居多,但植物与动物反应器正在成为研究的热点。请分析并回答问题:
药物名称 |
基因来源 |
应用范围 |
应用植物 |
核糖体抑制蛋白 |
玉米 |
抑制HIV复制 |
烟草 |
抗体 |
小鼠 |
多种用处 |
烟草 |
生长激素 |
鲑鱼 |
促进生长 |
烟草 |
干扰素 |
人 |
抗病毒 |
芜菁 |
(1)在将目的基因导入植物受体细胞时,一般需先将其与载体结合,常用的载体除质粒外还有 等,在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时,也常常要借助于载体上 基因的表达。
(2)从抑制HIV复制的药物名称分析,该药物的功能可能是抑制 。从表中所列药物的化学本质分析,这些药物都可以与 试剂发生颜色反应。
(3)为了获得具有外源基因的纯合子,常常将获得外源基因的植物进行 ,以使新遗传性状能够稳定遗传。短时间内获得大批转基因植物的方法是 。
(4)为了使T淋巴细胞在体外产生大量的干扰素,有人进行了实验,可是将T淋巴细胞在体外培养繁殖了几代后,细胞分裂就停止了。请你简述如何获得大量干扰素的方法:
将人的T淋巴细胞与 在体外融合,筛选出既能产生 细胞,然后在 进行细胞培养,从而获得大量 。
用DNA探针测定DNA上的核苷酸序列的实验设计
实验原理:利用DNA分子杂交技术,使已知DNA分子链与未知DNA分子链杂交,根据碱基互补配对原则确定DNA的碱基序列。
实验步骤:
(1)用 切取要测定的目的的基因。
(2)用PCR技术使 扩增。
(3)用不同的DNA探针与 杂交,记录杂交区段的DNA碱基序列,最后分析出 的碱基序列。
(4)预测分析:若DNA探针上DNA碱基序列为-A-T-T-A-G-G-C-A-,则检测出的目的基因序列为 。
美国“9•11”事件使四千多人罹难,事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。人体内的DNA主要存在于细胞核中的染色体上,人的所有体细胞具有相同的染色体组成,原因是 。
(5)若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制四代之后,则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为 ,若一个DNA分子中,发现有30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤,由此可知该分子中一条链上,鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的 。
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)要使运载体与该抗病基因连接,首先应使用__________进行切割。假如运载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是( )
(2)切割完成后,采用 酶将运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,利用植物细胞具有的 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 E.抗生素 |
(5)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,应该用 作为探针。
(6)科学家发现转基因植株的抗病基因的传递符合孟德尔遗传规律:
①将该转基因植株与_______杂交,其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为1∶1。
②若该转基因植株自交,则其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为______ __。
③若将该转基因植株的花药作离体培养,则获得的再生植株群体中抗病类植株占___ _%
科学家培育荧光鼠的设计思路可用下面的图解表示。
依据设计程序,回答下列问题。
(1)科学家在过程A中对天然质粒做的修饰改造是_______________,基因X与水母基因组文库中的荧光基因相比碱基的数量和排列顺序是否完全相同? ____________。B过程用到的工具酶有_________________,D过程常采用_______________法。
(2)E过程为体外受精,卵子的状态应达到______________期才能与____________后的精子完成受精。G过程应用的技术称为____________,该过程要用___________处理代孕成鼠,目的是让代孕成鼠________________。
(3)荧光小鼠细胞内是否含有基因X,在分子水平上通常用_____________作探针,这种方法叫做______________。转基因荧光鼠荧光基因的成功表达在个体水平上就检测___________________________________.
(4)如果想一次繁殖多只转基因鼠,则需要在过程________(填符号)中实施
技术,该技术一般在胚胎发育至___________期进行。
蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张强度。可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。请根据资料和图解回答下列问题:
(1)过程①⑤所需要的工具酶有 ,构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由标记基因 、 、 、终止子等部分组成。构建表达载体时要有抗性基因,以便于________。
(2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时,采用最多也最有效的方法是 。 过程③采用的生物技术为 。通过①~④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器,从 中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。
(3)早期胚胎培养过程中,以下时期细胞都有全能性的是( )
A.原肠胚 | B.桑葚胚 | C.囊胚 | D.组织形成 |
(4)通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣,相比诱变育种和杂交育种方法,具有 和 等突出优点。
在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。
请据图回答:
(1)以上过程用到那些技术_____________________________________。
(2)B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是__________
_______________________________________________________。
(3)C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入____________。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,D过程应该用________________
________________________________________________作为探针。
(5)科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。
①将转基因植株与________________________杂交,其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1:1。
②若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养,则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占____________%。
大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列,位于该质粒的lacZ基因中,lacZ基因中如果没有插入外源基因,lacZ基因便可表达出b-半乳糖苷酶,当培养基中含有IPTG和X-gal时,X-gal便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落;如果lacZ基因中插入了外源基因,带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶,培养基中的X-gal不会被水解成蓝色,大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。右图是利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒示意图。据图回答下列问题:
(1)作为受体大肠杆菌应_________________________,以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理(目的是 )过的受体大肠杆菌,置于试管Ⅱ中,并加入 。
(2)图中的选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入____________________等物质,用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养,以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒,请预测菌落的颜色,并分析结果:
①
②
科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。过程如右图,请据图回答:
(1)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是 。
(2)过程①表示的是采取 的方法来获取目的基因。
(3)图中(3)过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内,一般将受体大肠杆菌用 处理,使之处于 细胞,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
(4)检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒,可采用的方法是 ,理由是 。
(5)如果把已经导入了普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌,放在含有四环素的培养基上培养,发生的现象是 ,原因是 。
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中的以表达。操作过程如图,请根据图回答问题:
(1)图中⑴过程是以原_______________为模板,通过_______ ____形成DNA单链,再进一步合成DNA双链。
(2)图中⑴过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内,主要是借鉴细菌或病毒___________细胞的途径。一般将受体大肠杆菌用___________处理,以增大____________的通透性,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。
(3)目前把重组质粒导入细菌细胞时效率不高,有的只导入普通质粒A,只有极少数导入的是重组质粒,而大部分根本没有导入质粒。检测大肠杆菌B是否导入质粒或重组质粒可采用的方法是________________________________________________________。
胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答。
(1)人的皮肤细胞中是否含有胰岛素基因 。能否利用人的皮肤细胞来完成①过程? ,为什么? 。
过程②必须的酶是 。
(2)若某人血糖浓度为10.6mmol/L,尿检发现尿液中有葡萄糖,此人可能患什么病? 。这位病人所患的疾病可能是由 分泌不足引起的。可供这位病人选择的食品有:米饭、面包、鸡蛋、黄瓜、芹菜、巧克力、西瓜。结合这位病人的病情,请你为他提供饮食建议:
这位病人应该多吃的食品有 等。(至少写出二种)
这位病人尽量少吃的食品有 等。(至少写出二种)
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图
作答。
(1) 能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?_____________
(2) 在利用A 、B获得C的过程中,必须用_____________切割A和B,使它们产生____________,再加入_____________,才可形成C
请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题:
(1)基因工程的基本操作程序主要包括五个步骤:第一步是目的基因的获取,第二步是 ,第三步是将目的基因导入受体细胞,第四步是 ,第五步是实现功能表达。
①获取目的基因的方法很多,常用的有 、 (至少写出两种)。
②通常在第一步和第二步的操作中需要的工具酶是 、 。
③如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白,将引起的安全性问题包括(多项选择) 。
A生物安全 B环境安全 C食品安全 D伦理道德问题
(2)请回答下列有关单克隆抗体制备的问题:
①与动物细胞融合过程相比,植物体细胞杂交在细胞融合之前要用 处理去除细胞壁,动物细胞融合与植物原生质体融合方法的不同之处是 。
②小鼠体内注入抗原后可获已免疫的B细胞,这种细胞的特点是 。从患骨髓瘤的小鼠体内可获取骨髓瘤细胞,这种细胞的特点是 。
③经人工诱导后,骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞融合,还可能产生 、 的融合细胞(只考虑两两融合),因此还需对融合细胞进行筛选和检测。
④培养筛选出的杂交瘤细胞,可获得大量单克隆抗体,这种抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是 。
番茄在运输和贮藏过程中,由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术,通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力,可使番茄贮藏时间延长,培育成耐贮藏的番茄新品种,这种转基因番茄已于1993年在美国上市。请回答:(每空2分,共10分)
(1)促进果实成熟的重要激素是 。
(2)在培育转基因番茄的基因操作中,所用的“分子手术刀”是 ,“分子缝合针” “分子运输车”是 ,“分子运输车”是 。
(3)基因工程又称为
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解,请据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是 、 。
(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是 、 。此外图示过程还应用了哪些生物工程技术? 。(写出两种)
(3)过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作外,还因为 。
(4)过程④通常用②做受体细胞的原因是 。
(5)过程④的完成需要用到的基因操作工具有 。
(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是 。
(每空2分,共11分)请分析回答基因工程的相关问题:
(1)基因工程的理论基础是 法则,可用公式(图解)表示为
。
(2)利用PCR技术(全称: )可以扩增目的基因,即在试管中进行DNA的人工复制获得大量DNA克隆分子。某样品DNA中共含有3000个碱基对,碱基数量满足:(A+T):(G+C)="1" :2,现计划通过PCR得到100个与样品相同的DNA,至少需要向试管中加入 个腺嘌呤脱氧核苷酸。
(3)为了解基因结构,通常选取一特定长度的线性DNA分子,先用一种限制酶切割,通过电泳技术将单酶水解片段分离,计算相对大小;然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解,分析片断大小。下表是某小组进行的相关实验。
已知一线性DNA序列共有5000bp(bp为碱基对) |
第一步水解 |
产物 (单位bp) |
第二步水解 |
产物 (单位bp) |
A酶切割 |
1900 |
将第一步水解产物分离后,分别用B酶切割 |
1700 200 |
|
1500 |
800 700 |
|||
1600 |
1100 500 |
由实验可知,在这段已知序列上,A酶与B酶的识别序列分别为 个和 个。
试题篮
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