基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,原因是( )
A.结构简单,操作方便 |
B.繁殖快、多为单细胞 |
C.遗传物质含量少、简单 |
D.性状稳定,变异少 |
苏云金芽孢杆菌能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是培育转毒素蛋白基因植物及转基因植物中两种生物大分子合成的部分过程示意图。请据图回答问题:
(1)将图中①处的DNA用HindIII、BamH l完全酶切后,反应管中有_________________种DNA片段。过程②需要用到_________________酶。
(2)假设图中质粒原来BamH l的识别序列变为Bcl I的识别序列,现用Bcl I和HindIII切割质粒,再经过程②能否获得所需重组质粒_________________,理由是_________________。
(3)若上述假设成立,并成功形成重组质粒,则重组质粒可被限制酶_________________切割。
(4)图中α链是______________。不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点________(填“都相同”或“都不同”或“不完全相同”),原因是_________________。
苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。图21是转Bt毒素蛋白基因植物的掣DNA形成过程示意图;图22是毒素蛋白基因进入植物细胞后发生的两种生物大分子合成的过程,据图回答下列问题。
(1)将图21①的DNA用HindIII、BanH I完全酶切后,反应管中有 种DNA片段。过程②需要用到 酶。
(2)假设图21中质粒原BamH I识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶&l I的碱基序列,现用Bcl I和Hindm切割质粒,则该图2l中①的DNA‘右侧还能选择BamH—I进行切割,并能获得所需垂组质粒吗?t。并请说明理由 。
(3)若上述假设成立,并成功形成重组质粒,则重组质粒
A.即能被BanH I也能被Hind III切开 |
B.即能被BanH 但也能被Hind III切开 |
C.即不能被BanH I也不能被Hind III切开 |
D.能被BanH I但不能被Hind III切开 |
(4)图22中a链是 。不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点 (在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)。其原因是 。
(5)要想检测导入的Bt毒素蛋白基因是否表达,在分子水平上可用 法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因植物培育成功。
请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。
②在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。
①第1组: ;
②第2组: 。
(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为 。
(4)用限制酶EcoRV、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1 000个碱基对),请画出质粒上EcoRV、MboⅠ的切割位点。
登革热病毒感染蚊子后,可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人时将病毒传染给人,可引起病人发热、出血甚至休克。科学家拟用以下方法控制病毒的传播。
(1)将S基因转入蚊子体内,使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白,该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子,需要将携带S基因的载体导入蚊子的 细胞。如果转基因成功,在转基因蚊子体内可检测出 、 和 。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB),A、B基因位于非同源染色体上,只有A基因或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配,F1群体中A基因频率是 ,F2群体中A基因频率是 。
(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如下图),将该纯合的转基因雄蚊释放到野生型群体中,群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 ,原因是 。
烟草花叶病毒(TMV)是一种在烟草及蔬菜等经济作物中广泛传播的病毒,对农业生产造成很大的危害。研究者利用植物基因工程的方法将烟草花叶病毒外壳蛋白基因(CP基因)导入烟草并在转化的烟草植株中表达,使其获得对烟草花叶病毒的抗性。下图是转化烟草植株的培育流程,请回答:
(1)含有CP基因的cDNA文库是通过将TMV的RNA进行 获得的。在对cDNA进行PCR扩增时,设计的引物自身不能含有 序列。
(2)将CP基因导入土壤农杆菌质粒的 ,其原因是 。
(3)含重组质粒的土壤农杆菌与烟草叶共培养前,对烟草叶的处理要求是 。
(4)共培养形成愈伤组织时的培养条件是必须 (有光或避光)。
(5)在配置诱导芽、根的培养基时,要注意在不同的培养阶段需调整 的比例。最终检测转基因是否成功,可用 方法进行检测。
下图为某转基因小鼠培育过程示意图,①~⑦表示相关过程。请回答:
(1)过程①注射的激素是____________,过程②须进行_____________处理。
(2)过程③用到的工具酶有_____________,过程④常用的方法是______________。基因 工程的核心步骤是__________________。
(3)过程⑤的培养液中除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外,还要添加______________等物质。
(4)过程⑦采用的方法有_____________。为获得较多基因型相同的转基因小鼠,常采用______________的方法。
随着科学技术的发展,人类研制了不同类型的病毒疫苗,其中第二、三代病毒疫苗都基于DNA重组技术而建立。请分析回答下列问题:
(1)第二代疫苗是以编码病毒抗原蛋白的RNA为模板,经______________酶的作用获得目的基因。形成的重组质粒与经过______________处理的大肠杆菌细胞混合转化大肠杆菌,扩增大肠杆菌获得大量的抗原蛋白。将抗原蛋白注射入人体后,可引起机体产生_______________。
(2)第三代疫苗即“DNA疫苗”是将编码某种抗原蛋白的DNA注射到动物体内,该DNA可在人体内____________相应的蛋白。相对于第三代疫苗,第二代疫苗运输和保存的难度更大,其原因是蛋白质________________________________。
(3)DNA疫苗研制的动物试验:将若干只___________________的小鼠随机等分为A、B两组,A组小鼠注射____________________,B组注射等量生理盐水。在多次间隔免疫后进行______________的测定,并计算每组的__________,结果如图所示。该实验结果表明__________________________。
回答下列有关基因工程问题。
草甘膦是一种广谱除草剂,其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成,最终导致植物死亡。但是,它的使用有时也会影响到农作物的正常生长。目前,已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因,若将该基因转入农作物植物细胞内,从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦。
(1)下图A-F表示6株植物,其中,植物A和D对草甘膦敏感,B和E对草甘膦天然具有抗性,C和F则经过了转基因处理,但是是否成功还未知。若A-C浇清水,D-F浇的水中含有草甘膦,上述植物中,肯定能健康成长的是_________。
(2)限制酶是基因工程必需的工具酶,其特性是 。
图所示的酶M和酶N是两种限制酶,图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类,其它碱基的种类未作注明。
酶M特异性剪切的DNA片段是,则酶N特异性剪切的DNA片段是 。
多个片段乙和多个片段丁混合在一起,用DNA连接酶拼接得到环状DNA,其中只由两个DNA片段连接成的环状DNA分子有 种。
图的A和B分别表示两段DNA序列。表格分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点。
(3)据图:假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列均如图A所示,则应选择表格中酶__________进行酶切;若位于EPSPS基因两侧的DNA序列分别如图A和B所示,则应选择表中酶__________进行酶切。
(4)假设大肠杆菌突变菌株甲中EPSPS基因的右侧序列如图B所示,请在方框内画出经酶切后产生的两个末端的碱基序列。
图甲是目的基因EPSPS(4.0kb,1kb=1000对碱基)与pUC18质粒(2.7kb)重组的示意图。图中Ap′是抗氨苄青霉素基因,lacZ是显色基因,其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧,其控制合成某种酶能将无色染料X-gal变成蓝色,最终能在含无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色。(图乙中深色圆点即为蓝色菌落)
(5)将处理后的目的基因EPSPS与pUC18质粒、DNA连接酶混合后,再与某菌种混合,若要从混合物中筛选出含EPSPS基因的菌株,在图三十二乙的培养基中必须加入 。请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中,何种颜色菌落会含有重组质粒___________。
(6)现用EcoRI酶切质粒,酶切后进行电泳观察,若出现长度为_________kb和 kb的片段,则可以判断该质粒已与目的基因重组成功。(重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计)。假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中,但植物F仍没有表现出抗性,分析可能的原因是 。
下图表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图右表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、SmaI 4种限制性核酸内切它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。
(1)若用限制酶SmaI完全切割图中含有目的基因D的DNA片段,其产物长度分为 。 若图左DNA分子中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从隐形纯合子中分离出图示对应的DNA片段,用限制酶Sma I完全切割,产物中共有 种不同长度的DNA片段。
(2)为了提高试验成功率,需要通过 技术扩增目的基因,以获得目的基因的大量拷贝。在目的基因进行扩增时,加入的引物有A、B两种,若该目的基因扩增n代,则其中含有A、B引物的DNA分子有 个。
(3)若将图中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是 。
(4)为了筛选出成功导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌,首先将大肠杆菌在含 的培养基上培养,得到如右图示的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含 的培养基上培养,得到如图2的结果(空圈表示与图1对照无菌落的位置)。
挑选目的菌的位置为 。
(5)若目的基因在工程菌中表达产物是一条多肽链,如考虑终止密码,则其至少含有的氧原子数为 。
如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中cDNA文库 (填“大于”“等于”或“小于”)基因组文库。
(2)①过程提取的DNA需要 的切割,B过程是 。
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用 扩增的方法,其原理是 。
(4)目的基因获取之后,需要进行 ,其组成必须有 以及标记基因等,此步骤是基因工程的核心。
(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞,常采用的方法是 ,其能否在此植物体内稳定遗传的关键是 ,可以用 技术进行检测。
(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要对现有蛋白质进行改造,这要通过基因工程的延伸——蛋白质工程。首先要设计预期的 ,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的 。
(7)除植物基因工程硕果累累之外。在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果,请列举出至少两方面的应用: 。
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验。
(1)在上述转基因实验中,将G基因与质粒重组,需要的两类酶是 和 。将重组质粒显微注射到斑马鱼 中,整合到染色体上的G基因 后,使胚胎发出绿色荧光。
(2)根据上述杂交实验推测:
①亲代M的基因型是 (选填选项前的符号)。
a.DDgg b.Ddgg
②子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括 (选填选项前的符号)。
a.DDGG b.DDGg c.DdGG d.DdGg
(3)杂交后,出现红·绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代 (填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的 发生了交换,导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数,可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例,算式为 。
分世界苦荞在中国,中国苦荞在凉山。 苦荞富含黄酮类化合物等营养物质,在降血糖、降血脂等方面功效显著。查尔酮合成酶(CHS)是黄酮类化合物合成的关键酶,下图为将修饰后的 CHS基因导入苦荞,培育高产黄酮苦荞品系示意图。
(1)过程①中能切开质粒的酶是__________。它能在质粒特定的部位切割的原因是____________________。
(2)图中常用的是__________培养基。接种前,用灭菌后未接种的培养基培养一段时间,观察是否形成菌落,目的是__________________________________________________。
(3)过程②、③分别是__________和__________。苦荞体细胞能培养成植株的根本原因是___________________。
(4)为探究激素对于过程诱导愈伤组织的影响,某研究小组在培养基中加入6-BA和2,4─D,灭
菌后分别接种,在适宜条件下培养一段时间后,统计愈伤组织的诱导率,实验结果如下表:
该实验的因变量是____________,诱导的最佳组合是_____________________________________。
(5)判断转基因苦荞培育是否成功,可比较转基因苦荞与普通苦荞的________________含量,也可测定细胞中CHS含量。用凝胶色谱法分离CHS时,CHS最先从色谱柱中洗脱出来,说明CHS相对分子质量较______________。
科学家将人的胰岛素基因与质粒重组后,导入牛的受精卵,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入牛的受精卵的过程中,常采用 ______________________法,若将基因表达载体导入大肠杆菌细胞中,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 ______________________期进行胚胎移植,最终获得“符合要求的个体”, 这个“符合要求的个体”具体是指__________________________________________。
试题篮
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