基因工程相關(guān)。2008年諾貝爾化學獎授予了三位在研究綠色熒光蛋白(GFP)方面做出突出貢獻的科學家。綠色熒光蛋白能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光,這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)部的移動情況,幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖,據(jù)圖回答:
注:圖中通過過程①、②形成重組質(zhì)粒,需要限制性內(nèi)切酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—,限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個切點,在目的基因的兩側(cè)各有1個酶Ⅱ的切點。
(1)在DNA連接酶的作用下,上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來 ,理由是: 。
(2)過程③將重組質(zhì)粒導入豬胎兒成纖維細胞時,采用最多的方法是 。
(3)如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達的基因一起構(gòu)建到載體上,GFP基因可以作為基因表達載體上的標記基因,其作用是 。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬,可以解決的醫(yī)學難題是,可以避免 。
(4)目前科學家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍色熒光蛋白,黃色熒光蛋白等,采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是: (用數(shù)字表示)。①推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②藍色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計序列③藍色熒光蛋白基因的修飾(合成)④表達出藍色熒光蛋白。
(1)可以連接 因為由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的 (2)顯微注射技術(shù) (3)為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因 發(fā)生免疫排斥反應(yīng) (4)②①③④
【解析】
試題分析: 限制酶識別特定的核苷酸序列,并在特定的切割位點切割,產(chǎn)生粘性末端。限制酶Ⅰ和Ⅱ切割后產(chǎn)生的粘性末端相同,即均產(chǎn)生GATC序列,因此可以用DNA連接酶連接起來,目的基因?qū)雱游锛毎畛S谩⒆钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法。標記基因可以檢測目的基因是否導入受體細胞。用轉(zhuǎn)基因克隆豬進行器官移植等醫(yī)學難題,可以避免入情入理免疫排斥反應(yīng)。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是:從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列→相應(yīng)基因的修飾改造或人工合成→相應(yīng)的表達。
考點:本題考查基因工程、蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識,意在考查學生理解所學知識的要點;能運用所學知識,分析問題的能力及從圖中獲取相關(guān)的信息的能力。
科目:高中生物 來源:2004全國各省市高考模擬試題匯編·生物 題型:043
干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。它包括胚胎干細胞和成體干細胞。干細胞的發(fā)育受多種內(nèi)在機制和微環(huán)境因素的影響。目前人類胚胎干細胞已可成功地在體外培養(yǎng)。最新研究發(fā)現(xiàn),成體干細胞可以橫向分化為其他類型的細胞和組織,為干細胞的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
在胚胎的發(fā)生發(fā)育中,單個受精卵可以分裂發(fā)育為多細胞組織或器官。在成年動物中,正常的生理代謝或病理損傷也會引起組織或器官的修復再生。胚胎的分化形成和成年組織的再生是干細胞進一步分化的結(jié)果。胚胎干細胞是全能的,具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成年組織或器官內(nèi)的干細胞一般認為具有組織特異性,只能分化成特定的細胞或組織。
然而,這個觀點目前受到了挑戰(zhàn)。最新的研究表明,組織特異性干細胞同樣具有分化成其他細胞或組織的潛能,這為干細胞的應(yīng)用開創(chuàng)了更廣泛的空間。按分化潛能的大小,干細胞基本上可分為三種類型:一類是全能性干細胞,它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎干細胞(簡稱ES細胞),它是從早期胚胎的內(nèi)細胞團分離出來的一種高度末分化的細胞系,具有與早期胚胎細胞相似的形態(tài)特征和很強的分化能力,它可以無限增殖并分化成為全身200多種細胞類型,進一步形成機體的所有組織、器官。另一類是多能性干細胞,這種干細胞具有分化出多種細胞組織的潛能,但卻失去了發(fā)育成完整個體的能力,發(fā)育潛能受到一定的限制,骨髓多能造血干細胞是典型的例子,它可分化出至少十一種血細胞,但不能分化出造血系統(tǒng)以外的其它細胞。還有一類干細胞為單能干細胞(也稱專能、偏能干細胞),這類干細胞只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細胞分化,如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞。
總之,凡需要不斷產(chǎn)生新的分化細胞以及分化細胞本身不能再分裂的細胞或組織,都要通過干細胞所產(chǎn)生的具有分化能力的細胞來維持機體細胞的數(shù)量,可以這樣說,生命體是通過干細胞的分裂來實現(xiàn)細胞的更新及保證持續(xù)生長。
隨著基因工程、胚胎工程、細胞工程等各種生物技術(shù)的快速發(fā)展,按照一定的目的,在體外人工分離、培養(yǎng)干細胞已成為可能,利用干細胞構(gòu)建各種細胞、組織、器官作為移植器官的來源,這將成為干細胞應(yīng)用的主要方向。請回答有關(guān)問題:
(1)從上面材料可以知道干細胞的重要特征是什么?
(2)干細胞要形成組織或器官必須進行什么生理過程?
(3)在器官移植時常要發(fā)生排拆反應(yīng),你認為采用什么方法可以解決這個問題?
(4)你認為在干細胞研究中可能出現(xiàn)的不利影響是什么?
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科目:高中生物 來源: 題型:
(每空2分,共11分)請分析回答基因工程的相關(guān)問題:
(1)基因工程的理論基礎(chǔ)是 法則,可用公式(圖解)表示為
。?
(2)利用PCR技術(shù)(全稱: )可以擴增目的基因,即在試管中進行DNA的人工復制獲得大量DNA克隆分子。某樣品DNA中共含有3000個堿基對,堿基數(shù)量滿足:(A+T):(G+C)=1 :2,現(xiàn)計劃通過PCR得到100個與樣品相同的DNA,至少需要向試管中加入 個腺嘌呤脫氧核苷酸。
(3)為了解基因結(jié)構(gòu),通常選取一特定長度的線性DNA分子,先用一種限制酶切割,通過電泳技術(shù)將單酶水解片段分離,計算相對大;然后再用另一種酶對單酶水解片段進行降解,分析片斷大小。下表是某小組進行的相關(guān)實驗。
已知一線性DNA序列共有5000bp(bp為堿基對) | 第一步水解 | 產(chǎn)物 (單位bp) | 第二步水解 | 產(chǎn)物 (單位bp) |
A酶切割 | 1900 | 將第一步水解產(chǎn)物分離后,分別用B酶切割 | 1700 200 | |
1500 | 800 700 | |||
1600 | 1100 500 |
由實驗可知,在這段已知序列上,A酶與B酶的識別序列分別為 個和 個。
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科目:高中生物 來源:2010年廣東省高二上學期期中考試生物試卷 題型:綜合題
(每空2分,共11分)請分析回答基因工程的相關(guān)問題:
(1)(3分)基因工程的理論基礎(chǔ)是 法則,可用公式(圖解)表示為
。?
(2)(4分)利用PCR技術(shù)(全稱: )可以擴增目的基因,即在試管中進行DNA的人工復制獲得大量DNA克隆分子。某樣品DNA中共含有3000個堿基對,堿基數(shù)量滿足:(A+T):(G+C)=1 :2,現(xiàn)計劃通過PCR得到100個與樣品相同的DNA,至少需要向試管中加入 個腺嘌呤脫氧核苷酸。
(3)(4分)為了解基因結(jié)構(gòu),通常選取一特定長度的線性DNA分子,先用一種限制酶切割,通過電泳技術(shù)將單酶水解片段分離,計算相對大;然后再用另一種酶對單酶水解片段進行降解,分析片斷大小。下表是某小組進行的相關(guān)實驗。
已知一線性DNA序列共有5000bp(bp為堿基對) |
第一步水解 |
產(chǎn)物 (單位bp) |
第二步水解 |
產(chǎn)物 (單位bp) |
A酶切割 |
1900 |
將第一步水解產(chǎn)物分離后,分別用B酶切割 |
1700 200 |
|
1500 |
800 700 |
|||
1600 |
1100 500 |
由實驗可知,在這段已知序列上,A酶與B酶的識別序列分別為 個和 個。
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科目:高中生物 來源: 題型:閱讀理解
在藥品生產(chǎn)中,人們逐步利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)出如干擾素,白細胞介素,凝血因子等各種高質(zhì)量低成本的藥品,請分析回答:
(1)在用目的基因與質(zhì)粒形成重組DNA過程中,一般要用到的工具酶是限制酶和____________,其中限制酶切割的是_________鍵
(2)將含有“某激素基因”的質(zhì)粒導入細菌細胞后,能在細菌細胞內(nèi)直接合成“某激素”,則該激素在細菌體內(nèi)的合成包括_________和_________兩個階段。
(3)基因工程形成工程菌的遺傳學原理是_____________。
(4)基因工程操作的第四步是目的基因的檢測與鑒定,其中分子水平的檢測又分三步:首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA是否插入了目的基因,采用技術(shù)是 ;其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是 ;最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是 。
(5)為了解基因結(jié)構(gòu),通常選取一特定長度的線性DNA分子,先用一種限制酶切割,通過電泳技術(shù)將單酶水解片段分離,計算相對大小;然后再用另一種酶對單酶水解片段進行降解,分析片斷大小。下表是某小組進行的相關(guān)實驗。
已知一線性DNA序列共有5000bp(bp為堿基對) | 第一步水解 | 產(chǎn)物 (單位bp) | 第二步水解 | 產(chǎn)物 (單位bp) |
A酶切割 | 1900 | 將第一步水解產(chǎn)物分離后,分別用B酶切割 | 1700 200 | |
1500 | 800 700 | |||
1600 | 1100 500 |
由實驗可知,在這段已知序列上,A酶與B酶的識別序列分別為______個和_____個。
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