Ⅰ.基因工程基本操作流程如下图,请据图分析回答。
(1)在基因工程的操作过程中,遵循碱基互补配对原则的步骤可能有 (用图解中的序号表示)。
(2)下列属于基因表达载体组成的是( )
A目的基因 B终止密码 C启动子 D标记基因 E终止子 F起始密码
(3)可用 方法将目的基因导入动物细胞。
Ⅱ.为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家采用了以下两种方法:
请根据图示信息回答。
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物技术有 和 。
(2)试管牛培育过程特有的生物技术是 ,克隆牛培育过程特有的生物技术是 。
Ⅲ.请回答单克隆抗体制备的有关问题:
(1)单克隆抗体制备为什么要向小鼠注入特定的抗原? 。
(2)单克隆抗体与常规的血清抗体相比。最大的优越性是 。
(3)选出的杂交瘤细胞必须具备 特点。
(8分)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人生长激素的示意图。pBR322质粒为基因工程中经常选用的载体,Ampr表示青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因,该质粒上有限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ的识别和切割位点,如图(已知普通大肠杆菌中不含有pBR322质粒上任何基因;限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同)。回答问题:
(1)过程②为 ,质粒上的抗性基因作用是 。
(2)为防止④过程中出现多种重组质粒,一般用两种限制酶分别对目的基因和质粒进行剪切,从而把目的基因和质粒各自剪切出 (不同/相同)的黏性末端。基因表达载体中目的基因除包含以上所描述的结构外,还必须含有 。
(3)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ中的任意两种,同时对多个质粒pBR322进行切割,则形成的DNA片段共 种;为提高⑤过程成功率,常用 溶液处理大肠杆菌。
(4)现在用限制酶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,一段时间后,菌落的生长状况如上图所示。甲培养基上能生长的大肠杆菌中含有 基因,与丙相比,乙培养基中少了两个菌落,说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌 。
根据模拟制作重组DNA分子的活动,甲DNA分子、乙DNA分子被EcoRI酶切后,即可获得所需的目的基因和质粒,回答以下问题:
(1)绿色硬纸板(甲DNA分子)的碱基序列为:
……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC……
……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……
红色硬纸板(乙DNA分子)的碱基序列为:
……TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC……
……AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG……
其中, DNA分子含有“目的基因”, DNA分子是“质粒”。
(2)用剪刀代表进行切割。酶切位点在 (a处还是b处),此化学键称 。
(3)你模拟插入的DNA片断能称得上一个基因吗?
,EcoRI属于 酶。
(4)从基因文库中获取目的基因是常用方法,基因文库实际上就是指导入了某种生物不同基因的许多DNA片断的 的群体。按照其中所含基因的量又可分为 文库和 文库。
回答下列有关动物细胞培养、胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)在动物细胞培养的过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的 。此时,瓶壁上形成的细胞层数是 ,要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用的酶是 。
(2)现用某种大分子染料,对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞不染色,原因是 。
(3)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后,发生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮肤组织当作
进行攻击。
(4)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、_______ ___、___ __________以及在母体中发育和产出等过程。
(5)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是__________。
(6)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、终止子、__________、__________和复制原点等。为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是__________。
(7分)产前诊断是优生的主要措施之一,其中的羊水检查是对孕妇进行检查的一种手段。检查羊水和羊水中的胎儿脱落细胞,能反映胎儿的病理情况。下列甲图是羊水检查的主要过程,据图回答。
甲
(1)抽取的羊水离心后得到的胎儿脱落细胞需进行细胞培养,除了给予一定量的O2维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以 。在细胞培养过程中,需定期更换培养液,原因是 。
(2)对培养的胎儿脱落细胞进行染色体分析时,通常选用处于有丝分裂 (时期)的细胞,主要观察染色体的 。对培养细胞用低渗溶液处理,可以使细胞中的染色体释放出来。下列疾病可以通过此方法检测的有
A.原发性高血压 | B.苯丙酮尿症 | C.猫叫综合征 | D.镰刀型细胞贫血症 ) |
(3)若要对脱落细胞中某目的基因进行扩增,所采用的技术是 。检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用 与提取出的mRNA做分子杂交。
内蒙古白绒山羊的血管内皮生长因子基因(VEGF164),若在皮肤毛囊细胞中特异性表达,可促进毛囊发育和毛发生长,显著提高羊毛产量。科学家将该基因导入羊胎儿的成纤维细胞核,成功培育出转基因克隆山羊。技术流程如下图,其中EcoRⅠ、SalⅠ、SphⅠ为限制酶。
请据图回答:
⑴在构建基因表达载体的过程中,应采用_____________________(填酶名称)对质粒和含绿色荧光基因的DNA片段进行酶切,再经_____________________(填酶名称)处理形成重组质粒。其中绿色荧光基因的作用是_____________________________。
⑵要使VEGF164在皮肤毛囊中表达,须将它与羊绒蛋白基因的____________________
__________ ______等调控组件重组起来,构建基因表达载体。
⑶图中过程②应用了_______________ ______技术获得重组细胞,重组细胞进一步培养成早期胚胎,再经图中③___________ __________技术可培育成转基因克隆山羊。
下图表示应用现代生物技术制备甲型H1N5病毒抗体的设想,请回答下列问题:
(1)在培育转甲型H1N5病毒抗体基因奶牛的过程中,①过程是__________________
________ __,这是基因工程中最关键的步骤。
(2)转甲型H1N5病毒抗体基因奶牛可通过分泌乳汁来生产甲型H1N5病毒抗体,③过程需将受精卵培养到______________________________时期再植入母体。
(3)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,筛选出的Ⅱ细胞才既能______________________又能产生____________________。
(4)制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术。细胞融合常用的诱导剂是____________________________________。
下图为利用生物技术获得生物药用蛋白(产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品)和抗虫棉的过程,据图回答:
(1)基因工程中,A表示 ,如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶区别于其他酶的特点是 ,
B表示 。
(2)研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用 技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有 。
⑶基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪几部分? 。
(4)目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用
方法,在②过程中一般采用 方法,受体细胞一般是 。
下图表示两种限制性核酸内切酶识别DNA分子的特定序列,并在特定位点对DNA进行切割的示意图,请回答以下问题:
(1)图中甲和乙代表__________________________________________。
(2)EcoRⅠ、HpaⅠ代表_______________________________________。
(3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段,切口的类型分别为________、________。甲中限制酶的切点是________之间,乙中限制酶的切点是________之间。
(4)由图解可以看出,限制酶的作用特点是:
_______________________________________________________________________。
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得以表达。过程如下图,据图回答:
(1)过程①表示采取 的方法来获取目的基因。
(2)形成图中②含有目的基因的DNA(重组质粒)需要的酶包括: 和 。
(3)基因工程中常用的载体除有质粒外,还有 。重组质粒包括启动子、 、 及终止子等部分。
(4)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,使细胞成为 ,从而使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒,可采用的方法是将得到的大肠杆菌B涂布在含有 的培养基上,若细菌能够生长,说明:已导入了重组质粒或普通质粒A,理由: 。
(5)基因工程的第四步中,检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上、检测目的基因是否翻译成蛋白质,用到的技术分别是 、 。
基础知识填空:
⑴目的基因导入植物细胞的方法除了农杆菌转化法,还有 法和 法。
⑵目前采用 技术来进行作物脱毒,其原理是植物 附近病毒极少,甚至无病毒,操作过程需要在无菌条件下进行以防止 。
⑶动物细胞培养与早期胚胎培养时,除了必需的营养成分外,通常都需要在培养液中添加 ,以促进细胞的生长和增殖。
⑷早期胚胎发育过程中:桑椹胚阶段之前的每一个细胞都属于 细胞;囊胚期的 细胞,将来发育成胎儿的各种组织;原肠胚时期出现 分化。
⑸ES细胞在 细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能维持不分化状态。
⑹为了实现可持续发展,人类的经济发展必须走生态经济之路,生态经济主要实行循环经济的原则,而实现“循环经济”最重要的手段之一是 。
科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后,导人牛的受精卵,并成功从牛奶中提取到 了人胰岛素。回答下列相关问题:
(1)获取目的基因的主要途径包括直接提取和_______________________________________。
(2)在构建基因表达载体的过程中,目的基因和质粒用同一种 _______ 进行切割。
(3)在将基因表达载体导人牛的受精卵的过程中,常采用 _______ 法,若将基因表达载体导人大肠杆菌细胞中,则通常采用 _______ 溶液处理大肠杆菌,使其成为 _______ 细胞。
(4)为了得到较多的卵细胞,可以对受体母牛注射适宜剂量的 ;利用获能的精子进行体外受精,经过细胞培养至 _______ 期,最后进行 _______ 移植,最终获得“符合要求的个体”,具体是指____________。
(共12分)阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。
(2)材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的,生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
2008年1月7日,东北农业大学培育出我国第二代绿色荧光蛋白转基因克隆猪。这项技术为家猪的目标育种、人类疾病医疗模型猪的建立以及生产为人类器官移植提供器官的特殊家猪提供了可靠技术平台。结合基因工程技术和胚胎工程技术回答问题:
(1)基因工程是在 水平上进行设计和施工的,实现操作过程至少需要三种工具,即 、 和载体。
(2)若想获取转基因克隆猪的目的基因可从基因文库中获取、 技术扩增及DNA合成仪人工合成。
(3)基因工程的核心是 。
(4)为了获得更多的猪卵母细胞,可通过对母猪注射 的方法,做超数排卵处理,并将所采集到的卵母细胞在体外培养到 期即可通过显微操作将其细胞核去除。
(5)若对获得的转基因克隆猪作检测与鉴定,首先要检测的是 ,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键。
科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组,并成功地在该细菌中得以表达(如下图)。请据图分析回答:
(1)过程①所示获取目的基因的方法是 。
(2)细菌是理想的受体细胞,这是因为它 。
(3)质粒A与目的基因结合时,首先需要用 酶将质粒切开“缺口”,然后用
酶将质粒与目的基因“缝合”起来。
(4)若将细菌B先接种在含有__________的培养基上能生长,说明该细菌中已经导入外源质粒,但不能说明外源质粒是否成功插入目的基因;若将细菌B再重新接种在含有______________的培养基上不能生长,则说明细菌B中已经导入了插入目的基因的重组质粒。
(5)检测工程菌中的生长激素基因是否转录出mRNA和是否翻译出生长激素,可采用的技术分别是____________________、_____________________。
试题篮
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