野生型大肠杆菌(E.coli)具有完整的LacZ基因,该基因编码的β-半乳糖苷酶由α片段和ω片段两部分组成,两部分均存在时可将无色化合物X-gal切割成半乳糖和深蓝色的物质5-溴-4-靛蓝,从而使整个菌落变为蓝色。DH5α是基因工程中常用的一种大肠杆菌诱变菌株,对氨苄青霉素敏感,其LacZ基因中编码ω片段的序列仍然保留,但编码α片段的序列缺失。
(1)根据中心法则,LacZ基因控制β-半乳糖苷酶合成的过程主要包括_____和______两个环节。
(2)某研究小组构建了质粒pXY-1,如图甲所示,该质粒含氨苄青霉素抗性基因Ampr和编码大肠杆菌β-半
乳糖苷酶α片段的基因片段LacZ’。图乙显示的则是Nae I、Hpa II和Kas I三种限制性内切酶的识别序
列(表示切割位点)。
若以该质粒作为运载体,将外源目的基因(图丙)导入大肠杆菌DH5α菌株,在构建重组质粒时应选用的限制性内切酶是______。此外,还需用到的另一种酶是______。
(3)若用涂布有氨苄青霉素和X-gal的固体培养基筛选上一题中含目的基因的受体菌,下列说法中正确的
有______。(多选)
A.没有导入任何质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为白色 |
B.导入了pXY-1空载体质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为蓝色 |
C.导入了pXY-1重组质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为白色 |
D.导入了pXY-1重组质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为蓝色 |
(4).现从上一题的固体培养基平板上挑取一个重组菌落,经扩大培养后提取质粒,分别用不同的限制性内
切酶处理并对酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳,结果如表所示:
所用限制性内切酶 |
所得条带长度 |
BamH I、Sca I双酶切 |
1230bp、2770bp |
Hpa II、Sca I双酶切 |
460bp、1240bp、xbp |
分别用不同的限制性内
切酶处理并对酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳,结果如表所示:据此可知,目的基因全长为______bp,在其内部存在______(填限制酶名称)的切割位点,表中字母x代表的数值应为______。
【生物-现代生物科技专题】
下图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答:
(1)在基因工程中,步骤第一步A表示__________,通过PCR技术可大量产生,PCR技术的原理是:_____,所用的酶是__________,B表示构建的基因表达载体,其组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及__________等。
(2)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中②过程常用的方法是__________,使用的绵羊受体细胞为_____,④用到的生物技术主要有动物细胞培养和早期胚胎培养(或胚胎移植)。
(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程,其中③过程常用的方法是__________,要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,在棉花细胞中是否成功表达,从分子水平上鉴定可以用采用的方法是_______________。
Ⅰ.为提高小麦的抗旱性,有人将大麦的抗旱基因(HVA)导入小麦,筛选出 HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T0植株(假定HVA基因都能正常表达)。
(1)某T0植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交,在所得种子中,种皮含HVA基因的种子所占比例为 ,胚含HVA基因的种子所占比例为 。
(2)某些T0植株体细胞含两个HVA基因,这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型(黑点表示HVA基因的整合位点)。
①将T0植株与非转基因小麦杂交:若子代高抗旱性植株所占比例为50%,则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型;若子代高抗旱性植株所占的比例为100%,则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型。
②让图C所示类型的T0植株自交,子代中高抗旱性植株所占比例为____________。
Ⅱ.果蝇的繁殖能力强,相对性状明显,是常用的遗传试验材料。
果蝇对CO2的耐受性有两个品系:敏感型(甲)和耐受型(乙),有人做了以下两个实验。
实验一:让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交,后代全为敏感型。
实验二:将甲品系的卵细胞去核后,移入来自乙品系雌蝇的体细胞核,由此培育成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交,后代仍全为敏感型。
①此人设计实验二是为了验证控制______的基因位于________中。
②若另设计一个杂交实验替代实验二,该杂交实验的亲本组合为_________________。
在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因A控制合成的抗冻蛋白A有较好的应用价值,通过转基因技术获得抗寒能力提高的植株。回答有关问题:
(1)从深海鱼提取和纯化DNA时,选择NaCl溶液的合适浓度,利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中 的特性,达到分离目的,加入一定量 可以进一步获得含杂质较少的DNA。
(2)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生 末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生 黏性末端的限制酶。
(3)为了检测A基因转录的mRNA是否翻译成抗冻蛋白A,需从转基因生物提取 ,用相应的抗体进行 。
(4)若要用动物细胞工程技术,制备抗A抗体的杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞,并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中,再加入 诱导细胞融合。细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有 ,体系中出现多种类型细胞的原因是 。
人类的X染色体上的有一个色觉基因(A),能编码两种光受体蛋白:吸收红光的受体蛋白和吸收绿光的受体蛋白;在7号染色体上还有编码蓝光受体蛋白的基因(D),这三种光受体蛋白分别在三种感光细胞中表达,当一定波长的光线照射到视网膜时,这三种感光细胞分别产生不同程度的兴奋,然后通过视神经传至视觉中枢,即可产生某种色觉。当A基因突变为隐性基因a时,人不能分辨红色和绿色;当D基因突变为隐性基因d时,人不能分辨蓝色;当D基因和A基因都发生突变时,此人即为全色盲。
(1)D,d基因和A,a基因的遗传遵循 定律,当夫妇双方的基因型为DdXAXa和DdXAY时,他们生一个全色盲孩子的概率是 。
(2)X染色体上还有一个编码凝血因子Ⅸ的基因(H),该基因突变为隐性基因h时,凝血因子Ⅸ失去活性,从而引起血液无法凝固,这是一种血友病,称为血友病B;以下是B.Rath在1938年调查的一个家系的系谱图(2号在调查时已经死亡,且只知道其为血友病B患者,不知其是否为红绿色盲患者):
分析系谱图可知,II代3号个体在形成生殖细胞时, 染色体一定发生了 。若2号只为血友病B患者,则3号的基因型是 ,在这种情况下,若3号再生一个男孩,只患一种病的可能性比两病兼患的可能性要 (填“大”或“小”或“一样大”)。
(3)采用基因治疗的方法有可能为治疗血友病B带来曙光,将 与运载体相结合,然后将其导入造血干细胞中,体外培养后输回人体,患者血液中即可检测到凝血因子Ⅸ。
科研人员向野生型拟南芥的核基因组中随机插入已知序列的Ds片段(含卡那霉素抗性基因),导致被插入基因突变,筛选得到突变体Y。因插入导致某一基因(基因A)的功能丧失,从突变体Y的表现型可以推测野生型基因A的功能。
(1)将突变体Y自交所结的种子用70%酒精_____ ___处理后,接种在含有卡那霉素的培养基中,适宜条件下光照培养。由于卡那霉素能引起野生型植物黄化,一段时间后若培养基上的幼苗颜色为绿色,则可确定植株DNA中含有______ __。
(2)统计培养基中突变体Y的自交后代,绿色幼苗3326株、黄色幼苗3544株,培养基中突变体Y的自交后代结果表明相关基因______ __(填“符合”或“不符合”)孟德尔自交实验的比例。
(3)研究人员进一步设计测交实验以检测突变体Y产生的__________ ____,实验内容及结果见下表。
测交亲本 |
实验结果 |
突变体Y(♀)×野生型(♂) |
绿色:黄色=1.03:1 |
突变体Y(♂)×野生型(♀) |
黄色 |
由实验结果可知,Ds片段插入引起的基因突变会导致____ __致死,进而推测基因A的功能与______ __有关。
(4)提取突变体Y的基因组DNA,限制酶切割后用_______ _连接,依据Ds片段的已知序列设计引物,扩增出_____ ____,进一步测定其序列。
生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面,展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题:
材料一:经过一个世纪的发展,植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题(如粮食问题、花卉苗木生产等),为人类创造了巨大的财富。
(1)植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养,它所依据的生物学原理是
(2)植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的 以及诱导其融合。
材料二:利用乳腺生物反应器生产出的人类胰岛素,具有产量高、质量好、成本低、易提取等优点,该项技术的诞生可有效地缓解临床上胰岛素不足的难题,从而为糖尿病患者带来福音。
(3)乳腺生物反应器的操作过程中,目的基因导入的受体细胞为 ,该细胞的性染色体组成应为____________。
(4)转胰岛素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人胰岛素,在基因表达载体中,人胰岛素基因的首端必须含有 。
(5)为了更多地生产出人胰岛素,有人构思采用胚胎分割技术,把一个胚胎分割成很多很多份数,进而培育出大量相同的转基因牛。你认为这种方法可行吗?为什么? 。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有 和 .
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如图所示.为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是 .
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即 DNA连接酶和 DNA连接酶.
(4)反转录作用的模板是 ,产物是 .若要在体外获得大量反转录产物,常采用 技术.
(5)基因工程中除质粒外, 和 也可作为运载体.
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是 .
【生物—选修3:现代生物科技专题】治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中,构建形成重组胚胎,体外培养到一定时期分离出ES细胞,获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞),用于治疗。请回答下列问题:
(1)ES细胞是胚胎干细胞的简称,在形态上,表现为 :在功能上,具有发育的全能性。将重组胚胎在体外培养到____ 时期,从该时期的___ _中进行分离,从而获得ES细胞。
(2)在培养液中加入 可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞或器官,该过程研究的意义在于解决____问题。
(3)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中,而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是 。
(4)科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞,并进行了胰岛素释放实验:控制培养液中___ _的浓度,检测细胞分泌的胰岛素的量,如图为实验结果,据此分析确认ES细胞诱导成功,得到此结论的依据是________。
目前,精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一,该方法以精子作为外源基因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答:
(1)获取外源基因用到的工具酶是 ,为了提高实验成功率,通常利用 技术获得大量标记的外源基因。
(2)外源基因能够整合到精子的 上是提高转化率的关键,因为受精时只有精子的 才能进入卵细胞中。
(3)过程②采用的是 技术,该过程中应对已经导入外源基因的精子进行 处理。
(4)过程③需要在 (请写出4点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚,因此在培养细胞时需在培养基中加入 。
干扰素是病毒侵入人体后由淋巴细胞产生的一种免疫活性物质,它具有广谱抗病毒的作用。利用现代生物技术生产干扰素的流程如下:
(1)过程①产生的物质A是_____ _,cDNA文库___ ___(大于/小于)人的基因组文库。
(2)过程④用到的工具酶是 、 ,过程⑤需先用_________处理受体细胞,过程⑥通常采用________技术。
(3)过程⑧和⑨涉及的关键技术分别是________、________。
(4)基因工程的核心步骤是图中的______________(填标号) 。
近日,中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖,她研制的抗疟药—青蒿素挽救了数百万人的生命。但是自然界青蒿中青蒿素的含量很低,且受地域性种植影响大。通过研究已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如下图实线方框内所示),并且发现酵母细胞也能够产生青蒿素合成所需的中间产物FPP(如下图虚线方框内所示)。请回答以下问题:
(1)根据图示代谢过程,科学家在设计培育能生产青蒿素的酵母菌细胞过程中,需要向酵母细胞中导入________、_________等基因。导入相关基因前,一般先用_______处理酵母细胞,使之由常态变为感受态。
(2)在FPP合成酶基因表达过程中,①是__________过程,需要___________酶催化,此酶在基因上结合的特定部位是_______。检测过程②是否成功一般可采用___________方法。
(3)实验发现,酵母细胞导入相关基因后,这些基因能正常表达,但酵母菌合成的青蒿素仍然很少,根据图解分析原因很可能是____________。
[生物——选修3:现代生物科技专题]根据所学知识回答问题:
(1)基因工程中基因表达载体除包括目的基因外,还必须有__________及标记基因等。
(2)若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的____________中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的___________中。植物组织培养的主要原理是植物细胞具有____________,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。
(3)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,将胚胎移入受体(代孕)动物体内。
(4)生态工程是实现循环经济最重要的手段之一,请写出它遵循的基本原理(至少答两项)______。
玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株,研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。
(1)获得此纯合矮杆抗病植株涉及的育种方式有 。
(2)过程③的育种过程依据的主要原理是 ,在构建抗病基因表达载体时,必须使用 和 两种工具酶;
(3)若过程①的F1自交1代,产生的矮杆抗病植株中纯合体占 。
(4)过程②,若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米,通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为 ,在理论上有 株。
(5)盐碱地是一种有开发价值的土地资源,为了开发利用盐碱地,从而扩大耕地面积,增加粮食产量,我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功,要用 的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。
苎麻俗称“中国草”,苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点,颇受国内外消费者青睐。
(1)苎麻的葡糖基转移酶基因(GT-like)指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括转录和翻译两个基本阶段,其场所分别是_________和_________。β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成,该酶能提高反应速率的机理是_________________。
(2)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下,苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的__________________过程。光合作用和呼吸作用都受温度的影响,其中与_______作用有关的酶的最适温度更高。
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_____℃。在温度为40℃的条件下,该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源是_________________________________。
③若温度保持在20℃的条件下,长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗,该苎麻能否正常生长?______,原因是_________________________________________。
(3)为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质,科研人员 利用基因工程对苎麻进行了改良,其基本流程如下图。请分析回答下列问题:
①构建重组质粒时,需要用到_______________________________酶,质粒的③端会和切出的目的基因的_________端 (填①或②) 相连接。
②苎麻茎尖细胞通过________________(填生物技术名称)获得完整植株的过程,有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有_________性。
试题篮
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