现代生物科技
1.某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点,同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图Z16-1所示,请回答下列问题:
图Z16-1
(1)在构建重组质粒时,应选用________和________两种限制酶对____________________进行切割,然后进行连接,以保证重组DNA序列的唯一性。
(2)为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,应在培养基中加________________,理由是______________________________________________。
(3)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用__________________技术,即通过________和________两个主要过程最终形成完整植株。
2.如图Z16-2是利用生物工程的方法生产人血清白蛋白的示意图。图中展示了人血清白
Rr
蛋白基因和质粒上的限制酶切割位点及质粒上的抗生素抗性基因,其中amp和Tet分别为氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因。图中展示的限制酶切割产生的黏性末端均不相同。据图回答:
图Z16-2
(1)早期的基因工程操作都用原核生物的细胞作为受体细胞,是由于原核生物具有一些其他生物没有的特点,如__________________________________。
(2)为了防止酶切产物自身环化等现象,通常采用______(填“单”或“双”)酶切处理目的基因和载体,据图应选择限制酶__________________。
(3)为了筛选含有表达载体的大肠杆菌,应将转化产物先涂布在含有________________的培养基中培养,一段时间后,将培养基中存活的菌落按照原有位置接种在含有____________的培养基中进行培养。最后根据在两种培养基中的生长状况来选择,应选择__________________________________________________的菌落作为后期研究对象。
(4)可利用克隆技术来培育能产生人血清白蛋白的小鼠,通过该技术产生的个体与核供体的遗传物质________(“完全相同”或“基本相同”)。
(5)为了提高已有胚胎的利用率,可采用____________技术处理,若操作对象是囊胚,则要注意将________________________。
3.克隆猪成功的概率较低,与早期胚胎细胞异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图Z16-3所示。
图Z16-3
(1)图中应选择__________________________期的卵母细胞进行核移植,使用的良种猪体细胞一般都选择10代以内的细胞,原因是__________________________________________。
(2)图中X表示________过程,从基因组数据库中查询Bcl-2基因的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成________用于PCR扩增,PCR的原理是__________________。在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2 cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2 mRNA的分子数,从而反映出____________________________。
(3)克隆猪的性状与良种猪的性状不完全相同的原因是______________________________________________________________________________________(答出2点)。
4.长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的基因工程、细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请完成下列相关问题。
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(1)动物细胞培养技术需要无菌、无毒环境,________,温度和pH适宜,气体环境等条件。
(2)超数排卵的处理措施是对供体母牛注射__________;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的________冲洗出来。
(3)和受精有关的过程:①第一次卵裂开始;②释放第二极体;③顶体反应;④穿越透明带;⑤雌、雄原核融合。其正确的顺序为____________(填序号)。
(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,需构建目的基因表达载体。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的________(填“受精卵”或“乳腺细胞”),导入方法是______________。
(5)在试管羊和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有______________________________________________________(写出两项)。
5.Bt基因的表达产物Bt毒蛋白有杀虫效果好、安全、高效等优点。如图Z16-4为培育转Bt基因苗的基本操作过程。
图Z16-4
(1)Bt基因可从构建的基因组文库中获取,也可以从cDNA文库中获取,从前者获取的基因________(填“含有”或“不含有”)启动子。若利用PCR技术从cDNA文库中获取Bt基因(基因序列未知),需根据Bt毒蛋白的氨基酸序列设计引物,引物的序列可以有多种,原因是______________________________________________________。在PCR体系中需加入其中的________(填“全部”“任意1种”或“其中2种”)引物,若Bt基因序列已知,则引物的序列通常为________种。
(2)在构建基因表达载体的过程中,为了方便筛选含有目的基因的细胞,作为运载体的Ti质粒应含有__________基因,其中__________是驱动基因转录的酶识别和结合的位点,而能帮助目的基因整合到宿主细胞染色体DNA上的序列称为______________。图示将目的基因导入受体细胞的方法是________________。
(3)步骤Ⅳ中产生的细胞团称为____________,步骤Ⅳ和Ⅴ过程要注意控制培养基中______________________的浓度比例,以便获得幼苗。
6.自然情况下,牛的生育率很低,通过胚胎工程的技术手段,可以实现良种牛的快速繁殖。回答下列问题:
(1)哺乳动物精子的发生在________内完成。自然条件下,受精是在雌性动物的________内完成的。
(2)采用胚胎移植的方法,可使一头良种雌性黄牛一年生下数十头自己的后代。该方法的操作过程中需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行____________处理,其目的是________________________________________________________________________。
(3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和______________。体外受精主要包括____________________、________________和受精等几个主要步骤。
7.肺气肿病在北美比较常见,病人以前只能依赖于注射人的α-抗胰蛋白酶做替代疗法,但价格昂贵。英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊,其乳汁中含有α-抗胰蛋白酶,可治疗肺气肿病。回答下列问题:
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