
1. (2024屆·上海市崇明區(qū)·統(tǒng)考二模)生物燃料乙醇是重要的清潔能源。傳統(tǒng)的生物乙醇通過高粱、甘蔗等糧食進行生產(chǎn),對糧食消耗巨大。高粱等植物的秸稈中含有豐富的半纖維素(主要水解產(chǎn)物是木糖),可以用作染料乙醇生產(chǎn)的原材料。
釀酒酵母是用作乙醇發(fā)酵的重要菌種,但因其本身跨膜轉(zhuǎn)運木糖困難以及缺乏專一性的木糖代謝酶,故不能直接利用木糖進行乙醇發(fā)酵。研究人員通過基因工程手段使酵母細胞超表達木糖轉(zhuǎn)運體,并將木糖代謝相關的XR酶和XDH酶的基因?qū)胍吧偷尼劸平湍钢?,在酵母細胞?nèi)建立起了木糖代謝的通路,如圖1中途徑I所示。
(1)木糖轉(zhuǎn)運體能特異性地轉(zhuǎn)運木糖而非葡萄糖,主要取決于木糖轉(zhuǎn)運體蛋白質(zhì)的___(單選)。
A.氨基酸間的連接方式B.合成和加工的細胞器
C.兩側(cè)木糖和葡萄糖濃度D.活性中心的空間結構
(2)在合適的發(fā)酵條件下發(fā)現(xiàn),重組酵母相對于原菌株對于木糖的利用效率并未得到顯著的改善,結合圖1和所學知識分析,以下原因分析合理的有___(多選)。
A.重組酵母的木糖轉(zhuǎn)運體的轉(zhuǎn)運效率不高
B.酒精發(fā)酵與木糖代謝競爭NADH
C.導入的XR酶和XDH酶的基因無法在酵母細胞中表達
D.酵母胞質(zhì)內(nèi)環(huán)境與XR、XDH等酶的最適反應環(huán)境不一致
為了提高乙醇的產(chǎn)量,研究人員利用基因工程技術將XK基因與增強啟動子相連,導入受體細胞中,觀察工程菌的乙醇發(fā)酵情況,技術路線如圖2所示,其中①~④代表PCR擴增引物,LEU2基因是亮氨酸合成基因,URA3基因是尿嘧啶合成基因。如表是工程菌a和工程菌b在同等適宜條件下分別進行葡萄糖木糖共底物發(fā)酵實驗的部分產(chǎn)物檢測結果。
(3)為了使XK基因與載體質(zhì)粒有效連接,可以通過PCR技術在XK基因的上下游引入限制性內(nèi)切核酸酶 的識別序列,再用對應酶切后通過DNA連接酶連接。設計的擴增引物位置是圖2中的 (編號選填)。
(4)選出恰當?shù)木幪柼钤谙卤碇?,完成工程菌a和工程菌b的制備過程(編號選填)。
①野生型釀酒酵母②亮氨酸缺陷型釀酒酵母③尿嘧啶缺陷型釀酒酵母④葡萄糖為碳源⑤木糖為唯一碳源⑥缺少亮氨酸⑦缺少尿嘧啶⑧添加青霉素
(5)結合圖1、2和表中數(shù)據(jù),分析工程菌a提高了乙醇產(chǎn)量的原因 。
研究人員還在嗜熱細菌中發(fā)現(xiàn)了XI酶。XI酶能催化木糖直接轉(zhuǎn)化為可被釀酒酵母直接吸收利用的木酮糖。將XI酶的相關基因?qū)胍吧偷尼劸平湍?,建立了圖1中途徑II所示的木糖代謝通路。
(6)導入XI酶基因的釀酒酵母在實際的葡萄糖木糖共底物發(fā)酵實驗中并沒有表現(xiàn)出比野生型釀酒酵母更優(yōu)良的木糖利用率和乙醇產(chǎn)率。請結合題干信息分析原因,并提出一項能夠增加乙醇產(chǎn)率的改進策略 。
2.(2024屆·上海市黃浦區(qū)·統(tǒng)考二模)大腸桿菌改造
I.甲醇(分子式CH3OH)是一種重要的有機化工原料,價格低廉,來源廣泛,但不能被大腸桿菌利用。為獲得能夠高效利用甲醇的大腸桿菌,研究人員根據(jù)圖1所示甲基芽孢桿菌中的甲醇代謝途徑,對大腸桿菌進行改造。其中,F(xiàn)6P、FBP是各種細胞進行糖酵解過程的重要中間產(chǎn)物,而甲醛和H6P是甲醇代謝途徑中特有的。
圖1
(1)甲基芽孢桿菌甲醇代謝途徑中的各種酶都具有相同的 。(多選)
A化學本質(zhì) B 活性中心 C合成場所 D 空間結構
(2)酶4發(fā)揮作用的場所是 。(單選)
A質(zhì)膜 B細胞質(zhì)基質(zhì) C 線粒體 D核糖體
II.對大腸桿菌的改造過程如圖2,其中I~IV代表操作步驟,Ampr表示氨芐青霉素抗性基因。在步驟IV,研究人員向大腸桿菌中引入突變的dnaQ基因(正常dnaQ基因是DNA聚合酶保真性的關鍵),并利用以甲醇為唯一碳源的液體培養(yǎng)基進行連續(xù)培養(yǎng),即可實現(xiàn)菌株的定向進化,從而獲得高效利用甲醇的大腸桿菌。
圖2
(3)圖2獲取的目的基因應包括甲基芽孢桿菌中的 。(編號選填)
①酶1基因②酶2基因③酶3基因④酶4基因
(4)圖2步驟II為 。
(5)在圖2步驟I和步驟II中,應選用的工具酶分別是 。(單選)
(6)引入突變的dnaQ基因影響的是下圖所示的過程 。(編號選填)
(7)以下對步驟IV中大腸桿菌定向進化過程的分析,正確的是 。(多選)
A甲醇代謝相關基因發(fā)生定向突變
B 甲醇代謝相關基因發(fā)生隨機突變
C使大腸桿菌更容易在通用培養(yǎng)基中生長
D使大腸桿菌更容易在以甲醇為唯一碳源的培養(yǎng)基中生長
(8)為盡快獲得甲醇利用效率更高的菌株,在配制步驟IV所需培養(yǎng)基時,配方中除甲醇外至少還應該有 。(編號選填)
①葡萄糖②NH4Cl③Amp④瓊脂⑤水
(9)下列實驗方法①~⑧中,可用于分離純化能高效利用甲醇菌株的是 ,可用于測定甲醇代謝有關酶活性的是 ,可用于追蹤大腸桿菌細胞中甲醇代謝情況的是 。(編號選填)
①分光光度法②差速離心法③顯微注射法④顯微鏡計數(shù)法
⑤平板劃線法⑥凝膠電泳法⑦稀釋涂布法⑧同位素標記法
(10)圖2改造大腸桿菌時涉及的生物工程有 。(多選)
A發(fā)酵工程 B 細胞工程 C基因工程 D 蛋白質(zhì)工程
3.(2024屆·上海市嘉定區(qū)·統(tǒng)考二模)近年來隨著甲醇工業(yè)產(chǎn)能過剩的情況日益嚴重,研究人員通過構建甲醇工程菌來有效利用甲醇。RuMP途徑是目前研究較多的甲醇同化途徑之一,其中MDH酶是同化甲醇的關鍵酶之一,現(xiàn)科學家利用下圖質(zhì)粒構建表達載體,制備可利用甲醇的大腸桿菌。
(1)為了使目的基因能與圖示質(zhì)粒高效正確構建表達載體,需在目的基因的兩端加上 的堿基序列。(編號選填)
①EcrR I②Kpn I③Acc65 I ④Bgl Ⅱ
(2)結合上述信息,以下敘述正確的是 。
A.受體細胞應選取氨芐青霉素敏感型
B.可以使用Ca2+處理大腸桿菌,使重組質(zhì)粒能夠被其吸收
C.培養(yǎng)受體細胞的培養(yǎng)基必須加入甲醇
D.目的基因成功表達的標志是受體細胞能在培養(yǎng)基上生長
(3)待培養(yǎng)12h后,挑取單菌落分離DNA進行PCR擴增,若擴增后的DNA樣品電泳結果顯示有968bp和1566bp兩個片段,則下圖(深色部分為目的基因區(qū)段)中對應兩個片段的引物組合分別為 和 。(請用圖8中編號選填)
(4)檢測上述構建的甲醇工程菌,其MDH的表達量遠高于一般大腸桿菌,但仍無法確定是否成功構建能同化甲醇能力較強的工程菌。下列敘述中能支持該觀點的是 。
A.尚未對工程菌合成的相關蛋白的活性進行測定
B.尚未對工程菌分解甲醇的能力進行鑒定
C.尚未在個體生物學水平進行抗原-抗體雜交
D.尚未對目的基因進行堿基序列的測定和比較
(5)利用DNA探針(單鏈DNA)能與待測樣本中mRNA互補結合形成雙鏈復合雜交體,從而可確定受體細胞中是否含有目的基因。檢測發(fā)現(xiàn)部分受體細胞無目的蛋白卻有目的基因,原因可能是表達過程中的 過程受阻;現(xiàn)擬對原因做出進一步的精準判斷,請簡要寫出實驗思路和預期結果: 。
4.(2024屆·上海市嘉定區(qū)·統(tǒng)考二模)研究表明miR160(一類內(nèi)源非編碼單鏈小RNA),主要通過影響基因的表達來參與細胞分化、生長和發(fā)育等多種生物學調(diào)控,并在小麥抵抗低溫脅迫時具有重要作用。圖1為冷害脅迫下miR160和對應靶基因(TaARF11-7A)的表達水平。
為進一步探究miR160的作用,研究人員利用短串聯(lián)靶標模擬技術(STTM)構建了miR160沉默小麥,其原理見圖2,圖2中過程④是miRNA的作用機理,過程③是短串聯(lián)靶標模擬技術(STTM)沉默miRNA的作用機理。
(1)據(jù)圖1、2分析,miR160對TaARF11-7A基因表達的影響是 (促進/抑制)。
(2)圖2中,存在A—U、C—G堿基互補配對的過程有 。(請用圖2中編號選填)
(3)根據(jù)圖2的過程③、④、⑤、⑥,闡述科研人員利用短串聯(lián)靶標模擬技術(STTM)構建miR160沉默小麥的思路。 。
低溫脅迫會增加小麥活性氧(ROS)的產(chǎn)生,導致次生氧化損傷。超氧化物歧化酶(SOD)可清除ROS,丙二醇(MDA)的含量可反映出細胞內(nèi)氧化損傷的程度。圖3為常溫和冷害脅迫下兩組小麥存活率、SOD酶活性、MDA含量,其中“*”表示兩組數(shù)據(jù)存在顯著差異。
(4)根據(jù)上述信息分析,關于小麥抵抗冷害脅迫的機制說法正確的是 。
A.冷害脅迫會增加miR160的表達量
B.冷害脅迫后,TaARF11-7A基因發(fā)生突變而改變了堿基序列
C.miRNA影響靶基因的表達是通過直接與靶基因mRNA結合所致
D.TaARF11-7A的表達量下降,可能會導致細胞中SOD酶活性上升
E.TaARF11-7A的表達量下降,可能會導致細胞中MDA含量上升
F.miR160基因沉默小麥的耐寒性下降可能與ROS清除能力的下降有關
某研究小組發(fā)現(xiàn)部分二倍體野生型小麥經(jīng)歷嚴冬之后會變異為四倍體小麥,并對四倍體小麥做了抗寒實驗,發(fā)現(xiàn)其更適應寒冷環(huán)境。
(5)以下是二倍體小麥和四倍體小麥細胞分裂的模式圖,其中為四倍體小麥次級精母細胞的圖是 。
A.B.C.D.
(6)四倍體小麥和二倍體小麥并非是同一物種,原因是它們 。
A.基因完全不同B.存在地理隔離
C.存在生殖隔離D.蛋白質(zhì)完全不同
(7)推測寒冷環(huán)境下四倍體小麥更適應寒冷環(huán)境的原因是其 。
A.miR160含量更多
B.SOD酶活性更強
C.MDA含量更多
D.TaARF11-7A基因數(shù)更多
5.(2024屆·上海市金山區(qū)·統(tǒng)考二模)褐飛虱是我國和許多亞洲國家水稻的首要害蟲。褐飛虱糖運輸?shù)鞍谆?6(Nlst6)是褐飛虱中腸特異表達的糖轉(zhuǎn)運蛋白基因,幫助褐飛虱將中腸內(nèi)腔的葡萄糖、果糖等糖分轉(zhuǎn)運至血淋巴中而吸收利用,在褐飛虱的生長發(fā)育中起著重要作用。
(1)圖1是褐飛虱糖運輸?shù)鞍走\輸葡萄糖示意圖。據(jù)圖1所示,褐飛虱將葡萄糖轉(zhuǎn)運至血淋巴中的方式是____。
A.自由擴散B.協(xié)助擴散
C.主動運輸D.胞吞作用
很多研究表明,利用特定的dsRNA(雙鏈RNA)可影響Nlst6的表達水平,從而干擾褐飛虱的生長發(fā)育??蒲腥藛T進行了培育轉(zhuǎn)基因水稻干擾褐飛虱Nlst6的研究。
轉(zhuǎn)化載體構建及轉(zhuǎn)基因水稻培育
(2)表為常用限制性內(nèi)切核酸酶的識別序列及切割位點。下列選項中屬于Hind Ⅲ切割獲得的黏性末端的是____。
A.B.C.D.
(3)科研人員設計了如圖2所示引物,進行Nlst6基因目的片段的擴增。獲取的Nlst6基因片段需用限制性內(nèi)切核酸酶切割,據(jù)表分析該限制性內(nèi)切核酸酶是____。
A.HindⅢB.XhⅠC.KpnⅠD.PstⅠ
(4)以質(zhì)粒p為載體,通過Nlst6基因片段構建目標表達載體A和B,如圖3所示,其中EPSPS為抗草甘膦基因。表達載體導入水稻細胞一般可采用____。
A.DNA顯微注射法B.農(nóng)桿菌法
C.病毒感染法D.氯化鈣法
(5)表達載體導入水稻細胞后,在一定條件下培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因水稻幼苗。下列選項中有關上述過程的說法錯誤的是____。
A.該過程體現(xiàn)了植物細胞具有全能性
B.該過程需要某些植物激素參與調(diào)節(jié)
C.該過程經(jīng)歷了細胞的脫分化和再分化
D.該過程使用了植物體細胞雜交技術
(6)據(jù)圖3分析,如何進行轉(zhuǎn)基因水稻的篩選? 。(編號選填)
①用含一定濃度草甘膦的培養(yǎng)基篩選
②設計EPSPS基因引物用PCR技術確認
③用高倍顯微鏡觀察表達載體是否導入
生物測試
轉(zhuǎn)基因水稻 dsRNA 檢測結果如圖4所示, 轉(zhuǎn)基因水稻 siRNA 檢測結果如圖5所示。
注:-為表達載體A轉(zhuǎn)基因水稻植株,1~7為表達載體B轉(zhuǎn)基因水稻植株。
取食表達載體B轉(zhuǎn)基因水稻后,對褐飛虱3齡若蟲(幼蟲)和5齡若蟲體內(nèi)靶標基因Nlst6的mRNA表達水平進行檢測,結果如圖6所示。
(7)分析圖4、5、6,取食轉(zhuǎn)基因水稻后褐飛虱體內(nèi)靶標基因Nlst6的相對表達量 (增加/基本不變/減少),原因可能是 。
(8)若要研究轉(zhuǎn)基因水稻對褐飛虱的若蟲和成蟲的生長發(fā)育分別有什么影響,還需檢測哪些指標。 。(編號選填)
①若蟲發(fā)育所經(jīng)歷的時間 ②若蟲最大體重 ③若蟲平均體重 ④雌蟲產(chǎn)若蟲數(shù)量 ⑤雌、雄成蟲最大體重 ⑥雌、雄成蟲平均體重
6.(2024屆·上海市普陀區(qū)·統(tǒng)考二模)哈佛大學研究團隊開發(fā)了一種C-G堿基對轉(zhuǎn)變?yōu)門-A堿基對的單堿基編輯工具(簡稱CBE系統(tǒng)),近年來成為關注的熱點。該系統(tǒng)由三個元件構成,其中“dCas9蛋白+脫氨酶”在sgRNA的引導下,對結合區(qū)域第4-8位點的堿基C脫氨反應變成U,最終實現(xiàn)C→T的不可逆編輯,不需要DNA鏈斷裂(如圖1)。(限制酶識別序列和切割位點如下,XbaI:T^TCGAG SmaI:CCC^GGG EcRI:G^AATTC SacI:C^TCGAG HindI:A^AGCTT)
CBE系統(tǒng)的編輯過程
(1)下列關于CBE系統(tǒng)的說法中不正確的是
A.過程①中發(fā)生了氫鍵的斷裂和形成
B.過程②中發(fā)生了磷酸二酯鍵的斷裂和形成
C.過程③中以B鏈為模板進行DNA復制形成堿基編輯DNA
D.該系統(tǒng)中單堿基編輯屬于基因突變
(2)圖中CBE系統(tǒng)與靶DNA結合區(qū)域可能存在的堿基互補配對有 。(序號選填)
①A-T ②C-T ③C-U ④A-U ⑤U-T ⑥C-G
(3)根據(jù)所學知識分析,CBE系統(tǒng)不可以___
A.提供更多生物進化的原材料
B.改變基因庫
C.改變生物進化的方向
D.改變基因頻率
某研究發(fā)現(xiàn)在二倍體野生草莓和八倍體栽培草莓中,花青素合成過程的關鍵轉(zhuǎn)錄因子之一MYB10基因自然變異導致草莓果實成白色,嚴重影響營養(yǎng)價值??茖W家利用單堿基編輯系統(tǒng)對二倍體野生草莓果實中MYB10基因定點突變,為培育優(yōu)良草莓品種提供了有價值的候選基因。
(4)已知二倍體野生草莓中MYB10基因編碼鏈第468-488位堿基序列為5’-ACAGGACATGGGACGGATAA-3’為實現(xiàn)該區(qū)域編碼多肽鏈中的組氨酸定點突變?yōu)槔野彼?,應設計的sgRNA序列是 (組氨酸:CAU、CAC酪氨酸:UAU、UAC)
A.5’-UGUCCUGUACCCUGCCUAUU-3’
B.3’-UGUCCUGUACCCUGCCUAUU-5’
C.5’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-3’
D.3’-ACAGGACAUGGGACGGAUAA-5’
(5)利用圖質(zhì)粒和目的基因構建CBE系統(tǒng),為高效連接和篩選,結合pHSE401質(zhì)粒上限制酶識別位點,推測目的基因上游和下游含有的限制酶識別位點組合可以為 。(序號選填)
圖質(zhì)粒(左)和目的基因(右)
①XbaI和SacI②EcRI和SacI③XbaI和HindⅢ④SmaI和SacI⑤HindⅢ和EcRI⑥XbaI和EcRI
(6)除上述單堿基編輯技術獲得定點突變目的基因,還可以采用PCR技術獲得單堿基突變基因。你傾向于選擇哪種技術獲得定點突變基因,并闡述理由 。
(2024屆·上海市徐匯區(qū)·統(tǒng)考二模)水稻是一種鹽敏感型作物,鹽堿脅迫會抑制水稻的生長。S-腺苷甲硫氨酸(簡稱SAM)在調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育、提高植物抗逆性等方面具有重要作用。研究人員對野生大豆進行鹽脅迫處理后,克隆出SAM合成酶基因(簡稱SAMS基因),構建了SAMS基因的植物表達載體,以農(nóng)桿菌介導法侵染水稻愈傷組織,從而培養(yǎng)出轉(zhuǎn)基因水稻株系。
【SAMS基因的PCR擴增】
提取野生大豆DNA,采用PCR方法獲取SAMS基因,反應程序如圖所示。
(1)已知PCR的一條引物序列為5′-AGATGGCAGAGACATTCCT-3′,寫出對應的SAMS基因序列: 。
(2)關于圖中PCR的反應程序,下列敘述正確的是( )
A.圖中步驟①為變性,步驟②為退火
B.預變性過程可促進模板DNA邊解旋邊復制
C.后延伸過程可使目的基因的擴增更加充分
D.延伸過程無需引物參與即可完成半保留復制
(3)PCR中使用的聚合酶屬于( )
A.以DNA為模板的RNA聚合酶
B.以RNA為模板的RNA聚合酶
C.以DNA為模板的DNA聚合酶
D.以RNA為模板的DNA聚合酶
(4)研究人員將步驟②的溫度t1分別設置為50℃、 52℃、54℃、56℃和 58℃,進行了五組實驗,結合PCR產(chǎn)物電泳檢測結果分析,上圖中t1溫度應設置為 。
【SAMS基因的表達載體構建】
將擴增的SAMS基因片段與質(zhì)粒pBI121重組,構建出表達載體pBIS。
(5)為構建表達載體,需要用限制酶對質(zhì)粒pBI121進行酶切,結合圖和下表分析,應選擇的限制酶最佳組合是 。
注:↓表示限制酶的切割位點
【表達載體pBIS的轉(zhuǎn)化】
用農(nóng)桿菌介導法對構建的表達載體pBIS進行轉(zhuǎn)化,過程如下圖。
(6)上述過程的受體細胞為( )
A.野生大豆細胞B.農(nóng)桿菌EHA105菌株
C.含SAMS基因的農(nóng)桿菌D.水稻愈傷組織細胞
(7)步驟I-III中需要用固體培養(yǎng)的有 ,篩選時應加入試劑 。
【水稻抗性苗耐鹽堿性分析】
選取長勢一致的野生型和轉(zhuǎn)基因水稻幼苗,分別用含有0和200mml·L-1 NaHCO3(pH8.4)的溶液澆灌,進行鹽堿脅迫處理15d,持續(xù)觀察植株生長狀態(tài),并在第15天測定存活率和相對含水量,存活率=存活株數(shù)/總株數(shù)×100%,相對含水量= (鮮重-干重)/鮮重×100%。結果如圖。
(8)結合圖,分析野生大豆的SAMS基因能否提高水稻的耐鹽堿性? 。
8.(2024屆·上海市楊浦區(qū)·統(tǒng)考二模)骨關節(jié)炎是因軟骨細胞的能量(ATP和NADPH)供應不足所致的關節(jié)軟骨損傷退變。我國研究團隊將菠菜類囊體投送至小鼠損傷退變的軟骨細胞內(nèi),使關節(jié)健康狀況得到改善。其研究過程如圖1。
(1)光合作用依賴光合色素吸收和轉(zhuǎn)換光能,在菠菜葉肉細胞內(nèi)光合色素位于_____。
A.葉綠體膜B.葉綠體基質(zhì)
C.類囊體膜D.細胞質(zhì)基質(zhì)
(2)小鼠軟骨細胞內(nèi)置類囊體后,類囊體在光刺激下可為軟骨細胞提供能量,同時還產(chǎn)生 。
(3)在內(nèi)置類囊體的軟骨細胞內(nèi),能提供ATP的生理過程包括______。
A.碳反應B.電子傳遞C.糖酵解D.三羧酸循環(huán)
(4)研究人員創(chuàng)新性地采用軟骨細胞膜包裹NTU,其目的是 。(編號選填)
①防止溶酶體降解②便于胞吞進細胞③防止巨噬細胞吞噬④排除膜組成差異的影響
科研人員將CM-NTU遞送到小鼠損傷退變的軟骨細胞后,研究了光照對其的影響。結果如圖2所示。
圖注:“對照”是正常小鼠;“IL-1β”是指用白介素-1β處理過的小鼠。
(5)使用IL-1β處理小鼠,可介導caspase-3基因表達,引起軟骨細胞內(nèi)線粒體形態(tài)和功能部分退化,從而造成細胞死亡,該過程屬于_______________。
A.細胞壞死B.細胞凋亡C.細胞分化D.細胞分裂
(6)實驗組小鼠與經(jīng)IL-1β處理過的小鼠之間,區(qū)別在于_______________。
A.年齡是否存在差異
B.是否表現(xiàn)為骨關節(jié)炎癥
C.軟骨細胞內(nèi)線粒體是否部分退化
D.軟骨細胞是否內(nèi)置了菠菜類囊體
(7)活體小鼠研究發(fā)現(xiàn),隨光照強度提高,ATP的含量上升。為進一步驗證光照因素在骨關節(jié)中發(fā)揮的作用,除光照強度外,還可選擇 。(編號選填)
①光照時間 ②溫度 ③光質(zhì) ④二氧化碳濃度
(8)研究發(fā)現(xiàn)過高光強會造成類囊體表面和光合作用有關的關鍵蛋白D1的降解,導致反應能力下降。為保證治療效果,科研人員選用離體葉綠體,研究外源物質(zhì)對D1蛋白的影響,結果見圖3。據(jù)圖和所學知識判斷,合理的是______________。
A.葉綠體可自主表達部分基因
B.使用水楊酸前需確定濃度范圍
C.鏈霉素可抑制ATP和NADPH的合成
D.Ca2+與水楊酸對提高光合速率的效應是拮抗的
(9)在將此技術應用于臨床之前,還應關注的問題包括 。(編號選填)
①NTU的使用壽命②人和鼠生理特征存在差異
③類囊體的轉(zhuǎn)基因很難實現(xiàn)④光反應和碳反應的高效連結
⑤CM-NTU對軟骨細胞物質(zhì)代謝的副作用
9.(2024屆·上海市楊浦區(qū)·統(tǒng)考二模)PET是一種聚酯類塑料,全球每分鐘生產(chǎn)約100萬個PET塑料瓶??茖W家從能夠利用PET作為碳源的細菌中分離出了一種能降解PET的解聚酶。PET在70℃時才能完全變?yōu)橐簯B(tài),便于降解,但PET解聚酶不耐高溫。為此,科研人員借助定向進化策略,提高PET解聚酶耐受高溫的能力。該策略經(jīng)歷多輪定向進化(每一輪均在上一輪篩選出的目標菌株上開展),其涉及的信息如表所示。
(1)研究人員從土壤樣品中分離能產(chǎn)生PET解聚酶的細菌時,所使用的培養(yǎng)基成分應包括 (編號選填)。
①(NH4)2SO4 ②淀粉 ③PET ④無機鹽
(2)據(jù)所學知識判斷,分離PET解聚酶的細菌所使用的培養(yǎng)基類型屬于 .(編號選填)
①天然培養(yǎng)基 ②合成培養(yǎng)基 ③液體培養(yǎng)基
④通用培養(yǎng)基 ⑤固體培養(yǎng)基 ⑥選擇培養(yǎng)基
(3)表中流程②宜選用的接種方法為 (平板劃線/稀釋涂布),其目的是 。
A.對大腸桿菌進行計數(shù)
B.擴大大腸桿菌種群數(shù)量
C.便于分離提取PET解聚酶
D.將導入不同突變基因的大腸桿菌分離開
(4)本研究采用的定向進化策略,相比自然界的進化過程,區(qū)別是_______。
A.發(fā)生基因突變B.實現(xiàn)個體進化
C.加快進化速度D.模擬自然選擇
(5)據(jù)題干及所學知識分析,研究人員在第6輪中設置70℃且長時間保溫(7小時)的目的是 。
(6)據(jù)題干信息判斷,獲取耐高溫PET解聚酶的過程涉及_____。
A.基因工程B.細胞工程C.發(fā)酵工程D.蛋白質(zhì)工程
天然PET解聚酶基因(792bp)部分編碼鏈序列以及用于表達載體構建的質(zhì)粒結構如下圖所示:
5’ATGCAGACTAACCCCTATGCTCGCGGG………GATTTTCGCACTGCTAACTGCAGC3'
(7)已知天然PET解聚酶基因不含合適的酶切位點,但可借助PCR解決該問題。據(jù)圖信息判斷,為了便于表達載體的構建,在設計PET解聚酶基因PCR反應體系時,應選擇引物 。(編號選填)
①5’TACATATGCAGACTAACCCCTATGCTCG3’
②5’TGCTCGAGATGCAGACTAACCCCTATGC3’
③5’TACATATGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
④5’TGCTCGAGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
(8)為鑒定表達載體構建是否正確,研究人員從目標菌株中提取質(zhì)粒,并經(jīng)XhI和NdeI充分處理后進行凝膠電泳。根據(jù)下圖結果判斷,含目的基因的菌落是 。
(2024屆·上海市寶山區(qū)·統(tǒng)考二模)
I.鋁是地殼中含量最多的金屬元素,在酸性土壤中會有較多的離子態(tài)鋁形成鋁脅迫對植物生長發(fā)育造成影響,我國酸性土壤約占全國總土地面積的22%。土壤中離子態(tài)鋁可以吸附在根尖細胞壁,降低細胞壁的彈性和可塑性,同時會對細胞內(nèi)的生長素(IAA)進行調(diào)節(jié),部分機理如圖1?,F(xiàn)有科研人員用一定濃度的鋁溶液對植物擬南芥進行鋁脅迫實驗,圖2為實驗結果。
(1)據(jù)圖2可知,遭受鋁脅迫的擬南芥葉綠素含量降低,將影響到光合作用過程中 (編號選填)。
① 光能的吸收② 水的光解③ 三羧酸循環(huán)④ 卡爾文循環(huán)⑤ 糖生成⑥ 糖酵解
(2)據(jù)圖2信息和已學知識分析鋁脅迫擬南芥與對照組相比,鮮重發(fā)生明顯變化的原因有 。
A.有機物合成速率降低B.根的數(shù)目減少C.外界溶液濃度低不利根吸水D.根吸水的總面積較小
(3)結合圖1、圖2及相關信息,請分析鋁脅迫下擬南芥的根長發(fā)生明顯變化原因 。
II.已有研究表明,甜菜體內(nèi)的甜菜紅素(一種紫紅色的水溶性色素)對植物抵抗鋁脅迫有一定的作用。現(xiàn)將與甜菜紅素合成相關的基因BURY利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化到擬南芥中,經(jīng)元件處理該基因可在擬南芥原本白色的根細胞中高效表達,以提高擬南芥抵抗鋁脅迫的能力。表1和表2分別是實驗過程中某一步驟所需的反應物質(zhì)和反應條件。
表1
表1
(4)在表1、表2對應的步驟完成后,接下來的操作應是
A.PCR獲取并擴增BURY基因B.構建含BURY基因的表達載體C.將重組DNA分子導入擬南芥細胞D.篩選含BURY基因的擬南芥細胞
(5)表2反應程序中65℃處理20min的目的應是
A.載體DNA分子變性所需B.載體DNA分子退火所需C.使限制性內(nèi)切核酸酶失活,結束反應D.維持載體DNA分子的穩(wěn)定結構
(6)以下最能說明抗鋁脅迫的轉(zhuǎn)基因擬南芥培育成功的是 。
A.BURY基因存在于根細胞B.BURY基因轉(zhuǎn)錄出對應的mRNAC.根部呈現(xiàn)紫紅色D.鮮重與野生型擬南芥沒有顯著差異
III.農(nóng)桿菌是植物基因工程中常用到的一種細菌,下表為用來培養(yǎng)農(nóng)桿菌的LB培養(yǎng)基配方,下圖是對培養(yǎng)的農(nóng)桿菌進行菌落計數(shù)。
(7)LB培養(yǎng)基中給農(nóng)桿菌提供碳源和氮源的主要是表3中的 。
(8)圖中的a、b、c、d中加入的都是LB培養(yǎng)基,結合圖文信息判斷,b、c、d中的是 (編號選填)培養(yǎng)基,所采用的接種方法是 (編號選填)。
① 液體② 固體③ 選擇④ 鑒定⑤ 平板劃線法⑥ 稀釋涂布平板法
(9)經(jīng)接種培養(yǎng)后,b、c、d中農(nóng)桿菌菌落數(shù)分別為48、57、60,則在a中農(nóng)桿菌的密度約為 個/mL。
農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是植物基因工程中常用的將重組DNA分子導入受體細胞的方法,一般植物的轉(zhuǎn)化如圖。但在轉(zhuǎn)化擬南芥時可以使用蘸花法:待擬南芥開花后將花序浸潤在農(nóng)桿菌懸液中1-2min,或吸取農(nóng)桿菌懸液滴加在花蕾上,定期重復操作幾次,農(nóng)桿菌會隨著萌發(fā)的花粉管進入胚囊,含目的基因的表達載體進入囊胚中的卵細胞,受精后待果實成熟,即可獲得含有目的基因的擬南芥種子。
(10)圖的①-④過程中需要嚴格控制激素種類和比例的是 (圖中編號選填),不同細胞中表選擇表達的基因差異較大的過程有 (圖中編號選填)。
(11)若圖中的植物細胞只有1個BURY基因?qū)氩⒄系搅巳旧w上,那么在獲得的轉(zhuǎn)基因植物中,單個細胞內(nèi)最多可同時存在 個BURY基因。
(12)農(nóng)桿菌蘸花法轉(zhuǎn)化擬南芥前,需將擬南芥植株已形成的果實和已經(jīng)開放的花去掉,保留花序上的花蕾再進行菌懸液浸潤花序,這樣做的主要目的是 。
A.能保證在同一時段收獲種子,便于管理B.減少需要操作的花的數(shù)目,利于完全浸潤C.保證浸潤后受精發(fā)育而來的種子有足夠營養(yǎng)供給D.提高含BURY基因的種子所占比例
(13)根據(jù)以上圖文信息簡要分析,為獲得能合成甜菜紅素的擬南芥,如圖所示方法和蘸花法轉(zhuǎn)化的差異(至少寫出兩點) 。
(2024屆·上海市虹口區(qū)·統(tǒng)考二模)利用生物工程生產(chǎn)宮頸癌疫苗
人乳頭瘤病毒(HPV)是一類DNA病毒,持續(xù)感染高危型HPV可能引發(fā)宮頸癌。感染HPV后,人體內(nèi)發(fā)生的部分生理過程如圖1所示,其中,Ⅰ~Ⅳ表示免疫細胞;L1為HPV病毒表面抗原,E6和E7皆為HPV病毒內(nèi)部蛋白;p53蛋白和pRb蛋白皆為抑癌蛋白。
(1)人體感染HPV后,圖1中細胞Ⅱ的功能是 。(多選)
A.分泌免疫活性物質(zhì) B.清除被病毒入侵的細胞I
C. 清除被病毒入侵的上皮細胞 D.識別靶細胞抗原肽-MHC分子復合體
(2)圖1中細胞Ⅲ參與的免疫應答屬于 。(多選)
A.非特異性免疫 B.特異性免疫
C. 體液免疫 D.細胞免疫
(3)據(jù)圖1分析,長期感染高危型HPV誘發(fā)宮頸癌的原因可能是HPV的 。(多選)
A.E7蛋白降解pRb蛋白,促進上皮細胞DNA的復制
B.E7蛋白與pRb蛋白結合,促進上皮細胞由G1期進入S期
C. E6蛋白與p53蛋白結合,抑制上皮細胞DNA聚合酶的合成
D.E6蛋白激活p53蛋白,促進上皮細胞紡錘體相關蛋白的合成
注射HPV疫苗是預防宮頸癌的有效手段。制備預防型HPV疫苗的部分流程如圖2所示,其中,Ⅰ~Ⅳ表示過程;kb表示1000堿基對;AbAr為真菌類抗生素(AbA)的抗性基因;α-半乳糖苷酶基因表達的酶蛋白可將一種無色化合物(X-α-gal)水解成藍色產(chǎn)物;pMD上僅在α-半乳糖苷酶基因的兩端存在BamHI和XhI的酶切位點。
(4)據(jù)圖2判斷,基因工程生產(chǎn)預防型HPV疫苗所需要的工具酶有 。(編號選填)
① BamHI ② MbI ③ XhI ④ DNA連接酶
(5)據(jù)圖1、2推斷,基因工程制備預防型HPV疫苗的目的基因是 。(編號選填)
① L1基因 ② E6基因 ③ E7基因 ④ MHC
(6)圖2中過程Ⅳ所用的選擇培養(yǎng)基需在通用液體培養(yǎng)基的基礎上添加 。(編號選填)
① 瓊脂 ② 生長因子 ③ 水
④ AbA ⑤ X-α-gal ⑥ 無機鹽
(7)據(jù)圖2判斷,將 (藍色/白色)菌落中的pMD-HPV分子用過程Ⅱ中的限制性內(nèi)切核酸酶完全酶切后,理論上凝膠電泳上出現(xiàn)的條帶的長度為 kb。
(8)為提高HPV疫苗對免疫系統(tǒng)的激活能力,據(jù)相關信息及已學知識推測,可采取的做法有 。(多選)
A.利用定向進化技術獲得新型抗原蛋白
B.利用定點突變技術獲得天然抗原蛋白
C. 避免接種期間使用免疫抑制劑類藥物
D.根據(jù)年齡、感染風險等制定接種方案
12.(2024屆·上海市靜安區(qū)·統(tǒng)考二模)
tRNA可以攜帶相應氨基酸,常在tRNA前加上對應的氨基酸表示能攜帶某種氨基酸的tRNA(如:亮氨酸t(yī)RNA表示能攜帶亮氨酸的tRNA)。氨基酸經(jīng)活化后可與相對應的tRNA結合形成氨酰tRNA(如:亮氨酸氨酰tRNA),該過程需要氨酰tRNA合成酶的催化(圖1),大多數(shù)生物體內(nèi)的氨基酸有20種,相應的氨酰tRNA合成酶也有20種(如:亮氨酸氨酰tRNA合成酶)。
(1)由圖1可以推測,氨酰tRNA合成酶的作用包括 。(編號選填)
①識別氨基酸
②識別tRNA
③識別密碼子
④催化形成氨基酸與tRNA之間的化學鍵
⑤催化形成氨基酸與氨基酸之間的化學鍵
(2)根據(jù)題干信息和已學知識分析下列有關tRNA的敘述,其中正確的是____。
A.大多是雙鏈結構B.能識別反密碼子
C.參與形成核糖體D.大多在細胞核中合成
科學家發(fā)現(xiàn),人進入老年后,本來存在于某些神經(jīng)元細胞核中的ANG(一種多肽)會異常轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中,進而引起一系列異常反應(如圖2),破壞線粒體亮氨酸氨酰tRNA的形成,引起線粒體嵴的損傷。
(3)由題干信息可以推測,亮氨酸氨酰tRNA之所以不能合成,可能是由于谷氨酸t(yī)RNA片段結合在了亮氨酸氨酰tRNA合成酶的 ,導致亮氨酸t(yī)RNA不能與該酶結合。
(4)線粒體嵴損傷,直接影響有氧呼吸的 過程,該過程可生成 。(編號選填)
①糖酵解 ②三羧酸循環(huán) ③電子傳遞 ④O2 ⑤CO2 ⑥H2O
(5)如果向圖2所示的細胞內(nèi)注射谷氨酸t(yī)RNA片段的互補核苷酸鏈, (能/不能)緩解線粒體損傷,請簡述理由: 。
13.(2024屆·上海市靜安區(qū)·統(tǒng)考二模)土壤重金屬污染會對人類健康造成危害,是嚴重的環(huán)境問題。利用基因工程手段構建重金屬富集植物是修復土壤重金屬污染的重要方向之一。景天科植物伴礦景天是一種鎘富集生物,研究人員將伴礦景天的SpHMA2基因(簡稱S基因)轉(zhuǎn)入油菜,獲得了鎘富集轉(zhuǎn)基因油菜。以下是主要實驗步驟:
Ⅰ.取伴礦景天的葉,提取總RNA,進一步獲取DNA;
Ⅱ.利用第Ⅰ步獲得的DNA,經(jīng)PCR擴增S基因;
Ⅲ.利用凝膠電泳對擴增片段進行鑒定,得到了圖1所示的結果(1號泳道為樣品,2號泳道為陰性對照,M為已知長度的標準DNA分子;左側(cè)數(shù)字為標準DNA分子的堿基數(shù),單位bp),回收S基因;
Ⅳ.S基因與pCAMBIA1301質(zhì)粒(簡稱pC質(zhì)粒)重組,轉(zhuǎn)入大腸桿菌,培養(yǎng)后提取重組質(zhì)粒;
Ⅴ.用電擊法將第Ⅳ步提取的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌,培養(yǎng);
Ⅵ.將第Ⅴ步培養(yǎng)獲得的農(nóng)桿菌與野生型油菜外植體共培養(yǎng),利用共培養(yǎng)后的油菜外植體獲得轉(zhuǎn)基因油菜植株。
(1)Ⅰ~Ⅵ中,獲取目的基因的步驟有 。
(2)第Ⅰ步中,由RNA獲取DNA的過程為____。
A.復制B.轉(zhuǎn)錄C.翻譯D.逆轉(zhuǎn)錄
(3)第Ⅱ步中,PCR參數(shù)設置為:
其中,60℃ 20s環(huán)節(jié)發(fā)生 ;72℃ 3min環(huán)節(jié)發(fā)生 。(編號選填)
①雙鏈DNA變性形成單鏈
②引物與單鏈DNA結合
③DNA解旋酶打開氫鍵
④DNA聚合酶催化合成DNA子鏈
⑤RNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵
(4)由于DNA分子片段帶負電荷,所以電泳開始前應將 (正/負)電極插在凝膠板上靠近DNA樣品的一端。根據(jù)圖10所示電泳結果,S基因長約 bp。
(5)第Ⅳ步中,科研人員用一種限制性內(nèi)切核酸酶A處理S基因,使用另一種限制性內(nèi)切核酸酶B處理pC質(zhì)粒。由此可以推測酶A和酶B 。(編號選填)
①識別序列相同,催化形成的產(chǎn)物的黏性末端相同
②識別序列不同,催化形成的產(chǎn)物的黏性末端相同
③識別序列相同,催化形成的產(chǎn)物的黏性末端不同
④識別序列不同,催化形成的產(chǎn)物的黏性末端不同
(6)第Ⅵ步利用油菜外植體獲得油菜植株的生物技術稱為 ,該過程受很多因素的影響,其中 兩種植物激素的濃度比起著重要作用。(編號選填)
①植物組織培養(yǎng) ②植物細胞培養(yǎng) ③植物細胞雜交④生長素 ⑤赤霉素 ⑥細胞分裂素
(7)pC質(zhì)粒上有Kar和Hyg兩個抗生素抗性基因,Ⅰ~Ⅵ中,需要考慮這兩個抗性基因進行篩選才能達到預期目的的步驟有 。
(8)為檢測轉(zhuǎn)基因油菜的鎘富集能力,將野生型油菜(WT)和三個株系的轉(zhuǎn)基因油菜(S1、S2、S3)種植于含200μM氯化鎘的培養(yǎng)液中,10天后分別測定各油菜的鎘含量,得到了圖2所示的結果(*表示存在顯著性差異),該結果說明 。
(9)獲得轉(zhuǎn)S基因油菜后,科研人員又設計完成了以下實驗:
①將轉(zhuǎn)基因油菜種植于試驗田中,采集試驗田內(nèi)及周圍3km的不同雜草葉片,檢測S基因是否存在于雜草中;
②比較轉(zhuǎn)基因油菜種植前后,試驗田內(nèi)主要昆蟲、雜草等動植物的種類和數(shù)量。
請分析設計完成這些實驗的目的和意義? 。
(10)每年3、4月是上海地區(qū)油菜花開放的時間,決定油菜開花的是溫度升高還是光照時間延長?請寫出實驗思路探究這一問題 (3月底、4月初,上海的平均氣溫約為15℃,晝長約為12.5h)。
13.(2024屆·上海市閔行區(qū)·統(tǒng)考二模)
原發(fā)性視網(wǎng)膜色素變性(RP)主要表現(xiàn)為視網(wǎng)膜感光細胞進行性和不可逆轉(zhuǎn)喪失導致的視力下降,多由磷酸二酯酶6b基因(Pde6b)突變引起。研究人員利用Primeediting技術成功糾正突變,使Pde6brd10突變體小鼠恢復視覺功能。Pde6brd10突變體突變位置和部分氨基酸的密碼子如圖1所示,Primeediting技術過程如圖2所示。
(1)據(jù)圖1,Pde6brd10突變體中甲鏈突變的核苷酸由 組成。(編號選填)
①核糖②脫氧核糖③磷酸基團④磷脂⑤胞嘧啶⑥胸腺嘧啶
(2)Pde6brd10突變體小鼠的甲鏈是 (編碼鏈/模板鏈)。
如圖2所示,Primeediting技術的工具包括蛋白PE和pegRNA兩部分。pegRNA的5'端能引導PE精確識別并結合到基因組的特定靶點,其3'端提供逆轉(zhuǎn)錄的模板。PE的乙區(qū)域可以對目標DNA分子進行切割,PE的丙區(qū)域能以pegRNA的相應區(qū)為模板合成新DNA鏈,從而完成對目標DNA的編輯。
(3)關于Primeediting技術的下列描述正確的是______。
A.逆轉(zhuǎn)錄所需的原料是dNTP
B.Primeediting無法實現(xiàn)序列的插入或刪除
C.PE的乙區(qū)域可以使目標DNA的磷酸二酯鍵斷裂
D.pegRNA內(nèi)部存在堿基互補配對
(4)研究人員利用Primeediting技術對Pde6brd10突變體小鼠的突變位點進行編輯以糾正突變,圖2丙區(qū)域虛線框中的pegRNA序列可能為5'- -3'。(編號選填)
①ACG②AGC③CCG④GCG⑤UCG⑥GCC
(5)PE乙區(qū)域的SpRY蛋白是由SpCas9蛋白經(jīng)6處氨基酸替換改造而來,關于該過程描述正確的是______。
A.SpRY蛋白改造利用了蛋白質(zhì)工程的原理
B.該過程中運用了基因的定點突變策略
C.瓊脂糖凝膠電泳技術可以區(qū)分改造前后的蛋白
D.該過程中未涉及重組DNA技術
(6)為通過視覺引導的主動回避實驗來評估Pde6brd10突變體特異性突變糾正的治療的效果,研究人員設計了一個穿梭箱,如下圖所示。A空間的燈泡周期性地開關,當A中燈泡關閉時A中小鼠會受到電擊,小鼠在A中的燈光關閉前通過AB間的小門進入B空間,記為1次主動回避。選出合理的實驗步驟組合 。(編號選填)
①各組選取數(shù)目相同,年齡體重相近的小鼠
②對野生型小鼠視網(wǎng)膜下注射生理鹽水
③對野生型小鼠視網(wǎng)膜下注射PE和無意義pegRNA的腺病毒載體
④對Pde6brd10突變體小鼠視網(wǎng)膜下注射生理鹽水
⑤對Pde6brd10突變體小鼠視網(wǎng)膜下注射PE和無意義pegRNA的腺病毒載體
⑥對Pde6brd10突變體小鼠視網(wǎng)膜下注射PE和Pde6b特異pegRNA的腺病毒載體
⑦記錄一段時間內(nèi)各組小鼠主動回避的次數(shù)
⑧記錄一段時間內(nèi)各組小鼠在兩側(cè)箱室之間穿梭的總次數(shù)
14.(2024屆·上海市青浦區(qū)·統(tǒng)考二模)人神經(jīng)生長因子的制備
人神經(jīng)生長因子(hNGF)是一種在神經(jīng)細胞生長、分化和再生過程中起著重要作用的蛋白質(zhì),科學家利用轉(zhuǎn)基因豬的唾液腺作為生物反應器來生產(chǎn)人神經(jīng)生長因子,相關過程如圖所示:
限制性內(nèi)切核酸酶識別序列及切割位點: BamHI:5'-GJGATCC-3’ BglⅡ:5'-AJGATCT-3' HindⅢ:5'-AJAGCTT-3' XbaI:5'-TICTAGA-3'
31.已知hNGF基因的完整序列,可采用 方法獲得該基因。
32.下列有關PCR時所需DNA聚合酶的說法正確的是____。(單選)
A.主要催化氫鍵的形成B.在90℃高溫不會失活
C.能與雙縮脲試劑發(fā)生藍色反應D.沿引物的5'端合成子鏈
33.為使hNGF基因能與表達載體高效連接,切割表達載體的限制性內(nèi)切核酸酶為 。(編號選填)
①BamHI ②BgⅡ ③HindIII ④Xbal
34.下列關于過程I和過程Ⅱ的敘述錯誤的是____。(多選)
A.在含氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基中篩選B.實驗用到的玻璃器具需消毒后使用
C.發(fā)綠色熒光的為含目的基因的細胞D.卵母細胞應預先去除細胞核
35.過程Ⅲ中應控制的培養(yǎng)條件有 。(編號選填)
①溫度 ②溶解氧 ③培養(yǎng)液滲透壓
④培養(yǎng)液pH ⑤光照
36.人神經(jīng)生長因子單克隆抗體可用于檢測人神經(jīng)生長因子的存在水平,下列有關敘述正確的是____。(多選)
A.用人神經(jīng)生長因子刺激小鼠脾臟的B淋巴細胞
B.可用聚乙二醇促進漿細胞和骨髓瘤細胞融合
C.融合后的細胞都具有漿細胞和骨髓瘤細胞的特性
D.單克隆抗體是單個漿細胞增殖并產(chǎn)生的抗體
37.人神經(jīng)生長因子作為蛋白質(zhì)藥物,在臨床上可用于治療人神經(jīng)退化及損傷類疾病。為提高人神經(jīng)生長因子的品質(zhì),有人提出先敲除豬體內(nèi)的神經(jīng)生長因子基因,再培育轉(zhuǎn)基因豬。你是否同意此觀點,并闡述。
15.(2024屆·上海市松江區(qū)·統(tǒng)考二模)羊結核病、羊瘙癢癥都是導致羊畜牧業(yè)減產(chǎn)的原因。結核桿菌通常寄生于肺泡巨噬細胞內(nèi),巨噬細胞破裂后,結核桿菌在體內(nèi)進一步擴散。小鼠SP110基因的表達產(chǎn)物可抑制結核桿菌在巨噬細胞內(nèi)的增殖。羊瘙癢癥是由PRNP基因表達的非致病性朊蛋白異構化為致病性朊蛋白所致。研究人員擬在山羊PRNP基因中,定點插入SP110基因,則可獲得既抗羊結核病、又抗羊瘙癢癥的雙抗轉(zhuǎn)基因克隆山羊(雙抗羊)。
(1)為使SP110基因只在山羊肺泡巨噬細胞內(nèi)表達,將MRS(巨噬細胞特異性啟動子)與小鼠SP110基因形成融合基因。欲驗證MRS不影響SP110基因正常表達,設計表所示實驗。請根據(jù)已有信息,選擇合適的編號補充表。(編號選填)
①空載質(zhì)粒 ②只含MRS的質(zhì)粒 ③只含PRNP基因的質(zhì)粒 ④含融合基因的質(zhì)粒
⑤等量的結核桿菌 ⑥等量的朊病毒 ⑦等量生理鹽水 ⑧等量蒸餾水
(2)要獲得上圖所示的結果,應將細胞裂解液用 法進行接種。
(3)上圖所示結果驗證了MRS不影響SP110基因正常表達,請簡述理由 。
研究人員擬在羊成纖維細胞中,運用基因敲除(敲入)技術,對羊第13號染色體上的PRNP基因某一區(qū)域(圖1)進行改造,其技術原理如圖2所示,需要用到的重組質(zhì)粒如圖3所示。
(4)分析圖1和圖2,指出圖3中的數(shù)字1和2的分別代表的結構: ; 。(編號選填)
①MRS ②L4序列 ③融合基因 ④R1序列 ⑤終止子
(5)欲檢測融合基因是否成功插入,設計如下實驗。請根據(jù)題干和圖1信息,補充實驗思路。可能用到的限制性內(nèi)切核酸酶見表,酶切位點僅考慮圖1所示部分。(編號選填)
第一步:提取羊成纖維細胞中的DNA;
第二步:根據(jù) 設計引物進行PCR;
①啟動子 ②L4序列 ③R1序列 ④終止子
第三步:添加 作用于PCR產(chǎn)物;
① EcRⅠ ②PstⅠ ③BamHⅠ
第四步:進行凝膠電泳鑒定。若獲得 DNA電泳條帶,說明定點敲除成功。
①1條 ②2條 ③3條
(6)改造成功的羊成纖維細胞中PRNP基因和SP110基因的表達情況應是 。
A.兩者均表達B.兩者均不表達
C.前者表達、后者不表達D.前者不表達、后者表達
(7)將改造成功的羊成纖維細胞的細胞核轉(zhuǎn)移到山羊去核卵母細胞中,可培育出雙抗羊,這一過程屬于________。
A.發(fā)酵工程B.基因工程C.細胞工程D.蛋白質(zhì)工程 木糖利用g/L
乙醇產(chǎn)量g/L
木糖醇產(chǎn)量g/L
工程菌a
12.4
9.4
0.7
工程菌b
5.6
6.9
4.8
制備工程菌a
制備工程菌b
導入質(zhì)粒
重組質(zhì)粒a+重組質(zhì)粒b
重組質(zhì)粒b
受體細胞
(1)
(2)
篩選用培養(yǎng)基
(3)
(4)
步驟I
步驟II
A
DNA解旋酶、限制酶
DNA連接酶
B
DNA連接酶、限制酶
耐熱DNA聚合酶
C
耐熱DNA聚合酶、限制酶
DNA連接酶
D
耐熱DNA聚合酶、DNA連接酶
限制酶
限制性內(nèi)切核酸酶
識別序列及切割位點
HindIII
XhI
KpnI
PstI
Xh I
5' C↓TCGAG 3'
Sal I
5' G↓TCGAC 3'
BamH I
5' G↓GATCC 3'
EcR I
5' G↓AATTC 3'
每一輪的基本流程
定向進化(輪次)
第一輪
第二輪
第三輪
第四輪
第五輪
第六輪
①基因突變和轉(zhuǎn)化
將突變后的PET解聚酶基因?qū)氪竽c桿菌
②分離純化和鑒定的菌株
5種
13種
4種
3種
5種
9種
③提取出的PET解聚酶預保溫和酶活測定條件
1h/55℃
1h/60℃
1h/65℃
1h/70℃
1h/80℃
7h/70℃
④選出的PET解聚酶中變化的位點數(shù)
2個
1個
2個
3個
3個
5個
組分
體積(30μL)
載體
3μL
緩沖液
3μL
限制性內(nèi)切核酸酶
0.5μL
蒸餾水
23.5μL
2反應溫度
反應時間
25-37℃
2h
65℃
20min
4℃
59min
胰蛋白胨
10.0g
酵母浸粉
5.0g
NaCl
10.0g
蒸餾水
1L
配制完成后,將pH調(diào)至7.0
組別
第一步
第二步
第三步
第四步
組1
① 導入山羊肺泡巨噬細胞。
分別將各組巨噬細胞與③ 同步接種至培養(yǎng)基。
培養(yǎng)三天后,加入④ 使巨噬細胞破裂,得到細胞裂解液。
取等量的三個組別細胞裂解液,分別接種于平板并培養(yǎng),最終得到下圖結果。
組2
只含SP110基因的質(zhì)粒導入山羊肺泡巨噬細胞。
組3
② 導入山羊肺泡巨噬細胞。
限制性核酸內(nèi)切酶
識別序列
EcRⅠ
5′-GAATTC-3′
PstⅠ
5′-CTGCAG-3′
BamHⅢ
5′-GGATCC-3′
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