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(16分)下面是在农杆菌Ti质粒基础上构建的植物抗虫基因表达载体的示意图。请据图回答:
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(1)为了扩大基因表达载体的数量,需将基因表达载体再植入农杆菌中并对农杆菌进行培养,此时,在培养农杆菌的培养基中应加入 ,该培养基按用途划分属于 。
(2)带有抗虫基因的农杆菌进入棉花细胞后,要检测抗虫基因是否插入到棉花的染色体DNA上,常用的方法是 ;要检测抗虫基因在棉花体内是否翻译成蛋白质,必需先从转基因棉花中提取蛋白质,再用相应的 方法来确定是否已形成毒蛋白;如果在个体水平上鉴定抗虫基因是否转化成功,可以通过 实验来实现。
(3)Ti质粒的分子大小有200kb(千碱基对)左右,然而能进入植物细胞的只有一小部分约25kb(称为T—DNA)。在这一小部分的两端各有一个25bp(碱基对)长的重复序列LB和RB,这两个序列对这一小部分DNA进入植物细胞是不可缺少的。实验证明只要Ti质粒上保留了这两个序列,即使这两个序列之间的其它序列被不同程度地改变(如插入一个外源DNA片段),这一小部分也仍然可以转移并整合到植物的基因组中。
① 在构建的T—DNA过程中,还应该具有和 等结构,才能保证进入植物体的抗虫基因能够顺利表达。
②Ti质粒不同于其它质粒的最大特点就是它含有T—DNA,如果给你一个不含T—DNA的质粒,你如何把它构建成含有T—DNA的质粒? 。
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(16分)下面是在农杆菌Ti质粒基础上构建的植物抗虫基因表达载体的示意图。请据图回答:![]()
(1)为了扩大基因表达载体的数量,需将基因表达载体再植入农杆菌中并对农杆菌进行培养,此时,在培养农杆菌的培养基中应加入 ,该培养基按用途划分属于。
(2)带有抗虫基因的农杆菌进入棉花细胞后,要检测抗虫基因是否插入到棉花的染色体DNA上,常用的方法是 ;要检测抗虫基因在棉花体内是否翻译成蛋白质,必需先从转基因棉花中提取蛋白质,再用相应的 方法来确定是否已形成毒蛋白;如果在个体水平上鉴定抗虫基因是否转化成功,可以通过 实验来实现。
(3)Ti质粒的分子大小有200kb(千碱基对)左右,然而能进入植物细胞的只有一小部分约25kb(称为T—DNA)。在这一小部分的两端各有一个25bp(碱基对)长的重复序列LB和RB,这两个序列对这一小部分DNA进入植物细胞是不可缺少的。实验证明只要Ti质粒上保留了这两个序列,即使这两个序列之间的其它序列被不同程度地改变(如插入一个外源DNA片段),这一小部分也仍然可以转移并整合到植物的基因组中。
① 在构建的T—DNA过程中,还应该具有和 等结构,才能保证进入植物体的抗虫基因能够顺利表达。
②Ti质粒不同于其它质粒的最大特点就是它含有T—DNA,如果给你一个不含T—DNA的质粒,你如何把它构建成含有T—DNA的质粒? 。
下图表示培育能产生人生长激素的工程菌的基本过程。
图中pBR322是大肠杆菌的一种质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因;BamHI位点酶切是一种限制酶;A、B是含有特定抗生素的培养基。目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性。为了筛选出运载体导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌(受体细胞),首先将大肠杆菌培养在通用培养基上,再将其菌落原位转移到A、B培养基上培养(如图中④),得到如图结果∶黑点表示菌落,A中空圈表示B的菌落在A中不能生长的位置。据此分析并回答∶
1.“pBR322”的化学本质是________,在自然情况下可通过________过程进行扩增。
2.图中过程①表示的获得目的基因的方法是________,过程②中DNA连接酶的作用是________。过程③是________。
3.根据用途,下图中A、B所用培养基属于________。所需大肠杆菌的菌落位于________上(选填“A”或“B”),理由是________。
4.基因工程的理论基础是中心法则,根据图中遗传信息表达可用公式(图解)表示为________。
5.若氨基酸的平均相对分子质量为128,则图中以③片段为模板合成的①的相对分子质量为________。
6.下列是几种搭配的密码子,据此推断下图中合成的多肽,其前三个搭配的种类(按前后顺序排列)________。[甲硫氨酸(AUG)、甘氨酸(GGA)、丝氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)]
根据所给材料分析回答问题:
限制酶是在基因工程中用来切开DNA的酶,MstⅡ是一种内切酶,它总是在CCTGAGG的碱基序列中切断DNA。
(1)下图显示用MstⅡ处理正常β?血红蛋白基因后形成的片段,若β?血红蛋白基因突变后,某处CCTGAGG突变为CCTCCTG(导致病变),用MstⅡ处理β?血红蛋白突变基因后将产生__________个DNA片段。
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(2)若MstⅡ可用于镰刀型细胞贫血症(β?血红蛋白基因突变)的基因诊断,则依据上述信息,如何根据检测结果来判断被测者是否患病?
(3)下表显示编码人类X激素的基因从认识直到X激素被商业化生产的过程(基因可被整合到质粒中):
| 事件 | 事件 |
| 1.同时使用相同的内切酶切开细菌质粒 |
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| 2.使用内切酶切开人类DNA并获取该基因 |
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| 3.辨认出编码X激素的基因 |
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| 4.许多含有人类基因的相同质粒在细菌中得到复制(细菌与基因克隆) | 5.把人类基因和切开的质粒混合在一起,加入DNA连接酶将人类基因结合到质粒上去 |
| 6.许多克隆的细菌被置于工业发酵器中,它们可以在那里繁殖并“分泌”激素 |
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| 7.将质粒作为载体,插入人类基因后置于细菌内 |
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将事件重排,得到的正确顺序是:3→__________________(数字之间用箭头“→”)。
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利用基因工程生产蛋白质药物,经历了三个发展阶段。第一阶段,将人的基因转入细菌细胞。第二阶段,将人的基因转入小鼠等动物的细胞。这两个阶段都是进行细胞培养,提取药物。第三阶段,将人的基因转入活的动物体,饲养这些动物,从乳汁或尿液中提取药物。
(1)在该技术中,切割DNA的工具是限制酶,它能识别某一特定核苷酸序列,并使两个核苷酸之间的________断开。
(2)基因工程中常用“分子缝合针”是连接酶,根据酶的来源不同可分为________、________两类,其中前者只可以连接________。
(3)人的基因能和异种生物的基因拼接在一起,是因为它们的分子都具有________结构,都是由四种脱氧核苷酸构成。
(4)利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单,甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中,利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于:处于不同发育时期的________动物都可生产药物。
(5)将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗,饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。请根据以下图表回答下列问题。
①图中步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?________。
②为将外源基因转入马铃薯,图中步骤⑥转基因所用的细菌B通常为________。
③对符合设计要求的重组质粒T进行酶切。假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列,对以下酶切结果作出判断。
采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切,得到________种DNA片断。
采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切,得到________种DNA片断。