马术比赛被称为贵族运动。英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种,其数量少,生育力低。可利用下图1质粒和图2含有目的基因的外源DNA,结合其他现代生物技术,有效提高优质马的生育效率和品质。请回答下列问题:
(l)若将图l中质粒和图2中含目的基因的外源DNA通过限制酶处理后,进行拼接形成重组质粒,那么最好应选用限制酶____。对符合设计要求的重组质粒用Sma I、EcoR I和HindⅢ三种酶同时进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,则可得到_______种DNA片段。若仅选用EcoR I处理后,形成重组质粒,经检测,部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达,最可能的原因是____。
(2)为了提高优良雌性个体的繁殖潜能,用_______激素处理适龄纯血母马,使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。体外受精前要对精子进行一定的处理,使其_______。为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的_______期用机械方法进行胚胎分割。
(3)随着动物克隆技术的发展,人们可以将纯血马的细胞核移入其他马的_______细胞中,将其激活并发育成胚胎,植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功,胚胎的供体和受体应保持________.
Ⅰ.土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上,诱发植物形成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R),如图1所示,它们的表达与否能影响相应植物激素的含量,进而调节肿瘤组织的生长与分化。基因工程常用Ti质粒作为运载体,图2表示抗虫棉培育中使用的三种限制酶A、B、C的识别序列以及Ti质粒上限制酶切割位点的分布,抗虫基因内部不含切割位点,两侧标明序列为切割区域。
(1)据图2分析,切取抗虫基因时,使用限制酶 ,切割Ti质粒时,使用限制酶 。
(2)成功建构的重组质粒含有限制酶A的识别位点 个,若用酶C处理该重组质粒,将得到 个DNA片段。
(3)若抗虫基因插入的位置在R基因内部,筛选出 植株即是成功导入抗虫基因的棉花植株。
Ⅱ.单克隆抗体技术在生物工程中占有重要地位。请回答相关问题:
(4)科学家米尔斯坦和柯勒提出单克隆抗体制备技术的实验方案:把一种 细胞与能在体外大量增殖的 细胞进行诱导融合,使融合细胞既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
(5)在技术操作中,需要将融合细胞用 培养基进行筛选,并进行克隆化培养和 检测,以得到足够数量的符合要求的 (填“单”、“双”、“多”)核杂交瘤细胞。
(6)若将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,可从 中提取出大量的单克隆抗体。
(7)研究人员应用 ,改造了鼠源性抗体分子的结构,降低了鼠源性抗体的人体反应。
烟草在受到烟草花叶病毒的侵染后.产量会大大降低,我国科学家利用基因工程技术成功培育出抗烟草花叶病毒的烟草。下图是转基因烟草培育过程示意图。
(1)PCR扩增的前提是要有一段已知_____________的核苷酸序列。以便合成引物I、Ⅱ。
(2)构建基因表达载体时,需将抗烟草花叶病毒基因插入到Ti质粒的_____________上,然后通过农杆菌的转化作用。将其插入到烟草细胞的_____________上,使抗烟草花叶病毒的性状能得以稳定维持和表达。
(3)图中过程②依据的原理是_____________,②过程中细胞增殖的主要方式是_____________。
以下为人工合成reAnti基因,转入猪成纤维细胞,做成转基因克隆猪的培育过程示意图,请据图回答
(1)人工合成的reAnti基因可通过________ _________技术手段体外迅速扩增。
(2)过程③要将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞的方法是 ,重组质粒导入之后,可通过 技术,来检测reAnti基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上。
(3)从猪中取胎儿成纤维细胞,用 处理,然后进行分散培养。培养时,将培养瓶置于含 (要求写清楚每种气体所占比例)的混合气体培养箱中进行培养,培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等,一般还应添加 。
(4)去核前的卵母细胞应培养到 期。其去核后与成纤维细胞通过电刺激后融合,形成重组细胞。再利用物理或化学方法刺激,使之完成细胞分裂和发育,在体外培养成重组早期胚胎。
如图是应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品的一些方法。请据图回答下列问题:
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,获取目的基因常用的方法是_____________,①过程需要的工具酶有_____________和_____________,②过程常用的方法是_____________。
(2)转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有_____________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用_____________和胚胎移植技术,培育出多头相同的转基因犊牛。为了使胚胎移植能成功,需要对代孕母牛进行_____________处理,使之与供体的生理状况保持相同。
(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是_____________细胞,Ⅲ代表的细胞具有_____________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中,受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是_____________⑤过程采用的技术是_____________。若要检测转基因抗虫棉细胞的染色体上是否插入了目的基因,可采用_____________技术。
下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料,请分析回答下列问题。
资料1 巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌,能将甲醇作为其唯一碳源,同时AOX1基因也会因受到诱导而表达[5’AOX1和3’AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2 巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒,所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体,其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中以实现表达。
(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上________、_______限制酶识别序列,这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
(2)酶切获取HBsAg基因后,需用________将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,并将其导入大肠杆菌以获取________________。
(3)步骤3中应选用限制酶________来切割重组质粒获得重组DNA,然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选,转化后的细胞中是否含有HBsAg基因,可以用__________________方法进行检测。
(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入________以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达。
(6)与大肠杆菌等细菌相比,用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞,其优点是在蛋白质合成后,细胞可以对其进行________并分泌到细胞外,便于提取。
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。但在进行基因工程的操作过程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—,请据图回答:
(1)过程①所需要的酶是________。
(2)在构建基因表达载体的过程中,应用限制酶______切割质粒,用限制酶______切割目的基因。用限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过__________________原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是
________________________________________________________________________。
(3)在过程③中一般将受体大肠杆菌用________________进行处理,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。
(4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,得到如图a所示的结果(圆点表示菌落),该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了____________________,反之则没有导入;再将灭菌绒布按到培养基a上,使绒布表面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图b所示的结果(圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置)。与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是__________________________,这些大肠杆菌中导入了________________。
(5)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______________________。目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______________________________________。
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。某同学设计的一组引物(只标注了部分碱基序列)不合理(如下图),请说明理由。
;
(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 。
I.南瓜果实的黄色和白色是由一对遗传因子(G和g)控制的,一对亲本杂交图解如图,请回答下列问题:
(1)叶老师说:“黄果和白果属于一对相对性状“。他判断的依据是 。遗传因子G和遗传因子g的根本区别是 。
(2)F1中白果的F2中出现白果:黄果=3:1的条件是:
① ;
②含不同遗传因子的配子随机结合;
③每种受精卵都能发育成新个体,且存活率相同。
(3)南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对遗传因子(A、a和B、b)控制,现有2棵南瓜植株M、N(一棵结圆形南瓜,一棵结长圆形南瓜),分别与纯合扁盘形南瓜植株杂交获得大量F1,全为扁盘形,然后进行如下实验。
甲:M的F1全部与长圆形个体相交,所得后代性状及比例是扁盘形:圆形:长圆形=3:4:1.
乙:N的F1全部自交,所得后代性状及比例是扁盘形:圆形:长圆形=9:6:1。
①M的基因型为 ,N的基因型为 。
②假定N的F1就是图中的F1中的白果(三对基因独立遗传),那么其自交后代中白果圆形南瓜所占的比例是 。
II.南瓜易种植,抗病、抗虫能力强,产量高。有人突发奇想,欲用南瓜生产人胰岛素。下图是用农杆菌转化法培育转基因南瓜的示意图,请回答下列问题:
(1)图中的目的基因是 ,利用PCR技术扩增目的基因时与单链互补的引物在 (酶)作用下进行延伸合成子链,扩增循环6次可产生 个目的基因。
(2)载体a是 ,在①过程中将目的基因插入到载体a的[b] 上,再通过②整合到南瓜细胞染色体的DNA上,得到转基因南瓜细胞。
(3)过程③采用的技术是 ,检测该转基因南瓜是否可以产生胰岛素的方法是 。
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(如图11),将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中,群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 ,原因是 。
(原创题)有人认为转基因生物势必会打破自然界物种的原有界限,改变生态系统中能量流动和物质循环,会对生态系统的稳定性造成破坏。下列哪项是对上述观点的完全反驳( )
A.种植转基因抗虫作物,可以减少农药的使用量 |
B.种植抗除草剂农作物可以保护农田土壤环境 |
C.转基因生物不会改变生物原有的分类地位,充其量只能说明它具有某种新特征的同一物种,不会破坏生态系统的稳定性 |
D.重组的微生物在降解某些化合物的过程中所产生的中间产物,可能会造成第二次污 |
一环状DNA分子,设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处;限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处;限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表,请确定C在该环状DNA分子的切点应位于图中的哪处( )
A.0.2和0.4处 | B.0.4和0.6处 |
C.0.5和0.7处 | D.0.6和0.9处 |
人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,就可以利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白。大致过程如下:
(1)①过程采集的精子要进行________处理,该过程自然状态下是在________ (场所)中完成的;②过程得到的卵母细胞,一般要培养到________阶段才能进行体外受精。
(2)要使人的血清白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中选择性表达,则③过程中要在目的基因前接上________(调控组件)。一般情况下,将基因表达载体通过________技术导入牛的受精卵。
(3)⑤过程称作________技术。培养过程中不仅要加入氧气维持细胞呼吸,还要提供________以维持PH。
(4)当早期胚胎发育到__ ____阶段时,将胚胎移入受体(代孕)母牛子宫内,受体母牛还需用激素进行________处理。
下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如图,已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamHⅠ或EcoRⅠ或PstⅠ的酶切位点。现用PstⅠ和EcoRⅠ两种酶同时切割该DNA片段(假设所用的酶均可将识别位点完全切开),下列各种酶切位点情况中,可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是( )
A.1 为EcoRⅠ,2为BamHⅠ,3为EcoRⅠ,4为PstⅠ |
B.1 为BamHⅠ,2为EcoRⅠ,3为EcoRⅠ,4为PstⅠ |
C.1 为EcoRⅠ,2为PstⅠ, 3为PstⅠ,4为BamHⅠ |
D.1 为BamHⅠ,2为EcoRⅠ,3为PstⅠ,4为EcoRⅠ |
(15分)下图表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程,据图回答:
(1)限制性核酸内切酶的作用特点能够识别双链DNA分子 ,并使特定部位的两个核苷酸之间的 键断开。其作用结果是产生 末端或 末端。
(2)杀虫基因通过①~④,最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做 。
(3)组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(示部分基因及部分限制酶作用位点),据图分析:
①人工改造质粒时,要使抗虫基因能成功表达,还应插入 。
②人工改造质粒时,用限制酶Ⅰ处理,其目的是:
第一,去除和破坏质粒上的 (基因),保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长;
第二,使质粒带有单一限制酶作用位点,有利于 。
第三,使质粒大小合适,可以提高转化效率等。
③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子,并构成重组Ti质粒。分别在含四环素或卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞,观察到的细胞生长情况是 。
试题篮
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