【题目】人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)。该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。
(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取_____________作为模板,在_____________催化下合成cDNA。再利用_____________技术在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是_____________,将上述所得Y的基因插入_____________中,得到含目的基因的重组Ti质粒,则可用该转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经_____________得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经_____________。
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是_____________。
【答案】mRNA 逆转录酶 PCR 农杆菌转化法 T-DNA 脱分化 整合到叶肉细胞染色体DNA上 找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置,参照密码子表,将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基
【解析】
基因工程的操作步骤:获取目的基因(基因文库获取、PCR、人工合成等);构建基因表达载体(含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点);把目的基因导入受体细胞(动物—显微注射法;植物—农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法;微生物—钙离子处理法);目的基因的检测和鉴定(分子水平和个体水平)。
(1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y,要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取mRNA作为模板,在逆转录酶催化下,利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA,再利用PCR技术(体外扩增DNA的技术)在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。农杆菌转化法中,T-DNA可以携带目的基因转移至受体细胞,并整合到受体细胞的的染色体DNA上,故需要Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的T-DNA中得到含目的基因的重组Ti质粒,把含目的基因的重组Ti质粒导入到农杆菌中,再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。若该叶肉细胞经脱分化得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞染色体DNA上。
(3)蛋白质工程需要从预期的蛋白质的功能出发,设计预期的蛋白质结构,推出相应的氨基酸序列,找到相应的脱氧核苷酸序列,故对Y进行改造以提高其热稳定性,需要找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置,参照密码子表,将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基。
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【题目】PCR扩增时需考虑高质量的基因组DNA模板以及反应体系中各种成分的优化组合,相关叙述错误的是( )
A.反应体系中模板DNA的量和纯度影响PCR的成功与否
B.设计引物时需考虑引物的长度、碱基序列和GC含量
C.Taq酶的浓度过低会引起非特异性扩增产物量的增多
D.目标DNA的获得取决于引物在模板DNA上的结合位置
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【题目】充分研磨慕尼黑酵母,过滤得到不含酵母细胞的汁液,往其中加入蔗糖溶液并密封一段时间后,发现有气泡冒出和酒精产生。相关分析,不正确的是( )
A.气泡中的主要成分能使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色
B.在正常酵母细胞中,酒精产生场所是细胞质基质
C.研磨过程破坏细胞结构,但不破坏酶的空间结构
D.实验说明酶可以在缺乏活细胞的环境中发挥催化作用
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【题目】CRISPR-Cas9技术又称为基因编辑技术,该技术在基因的上下游各设计一条向导RNA(向导RNA1,向导RNA2),将其与含有Cas9蛋白编码基因的质粒一同转入细胞中,向导RNA(gRNA)通过碱基互补配对可以定位与靶向基因结合,Cas9蛋白会使该基因上下游的DNA双链断裂,断裂的基因上下游两端的序列连接起来,从而实现了细胞中目标基因的敲除。回答下列问题:
(1)CRISPR-Cas9系统广泛存在于细菌体内,推测该系统在细菌体内的作用是___________________。
(2)基因表达载体的启动子位于________________,是RNA聚合酶识别和结合的部位。目的基因导入受体细胞后,成功产生了Cas9蛋白和gRNA。gRNA能够定位靶向基因的原理是________________。
(3)Cas9蛋白会使该基因上下游的DNA双链断裂,由于________________,会将断裂上下游两端的序列连接起来,从而实现了细胞中目标基因的敲除。从根本上剔除老鼠细胞中的目标基因(肥胖基因),常选用________________作为改良对象,理由是________________________________________________。
(4)科学家从癌症患者血液中提取某种细胞,利用基因编辑技术加入一个帮助这种细胞定向清除癌细胞的新基因序列,然后再把这些细胞注入患者血液中,以达到杀死癌症细胞的目的,这些细胞是人体的________________细胞,由于该细胞中的PD-1蛋白会引起免疫耐受,减弱对癌细胞的定向清除作用,临床上可以通过 CRISPR-Cas9技术剔除________________,从而重新激活淋巴细胞对肿瘤细胞的攻击能力。
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【题目】生物学家提出了“线粒体是起源于好氧细菌”的假说。该假说认为,在进化过程中原始真核细胞吞噬了某种好氧细菌形成共生关系,最终被吞噬的好氧细菌演化成线粒体。下列多个事实中无法支持该假说的是( )
A.哺乳动物细胞的核DNA由雌雄双亲提供,而线粒体DNA则主要来自雌性亲本
B.线粒体外膜的成分与真核细胞的细胞膜相似,而内膜则同现存细菌的细胞膜相似
C.高等植物细胞的核DNA与蛋白质结合呈线状,而线粒体DNA裸露且主要呈环状
D.真核细胞中有功能不同的多种细胞器,而线粒体中仅存在与细菌中类似的核糖体
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【题目】某动物的基因型为AaBb,这两对基因独立遗传。若它的一个精原细胞经减数分裂后 产生的4个精子中,若不考虑交叉互换,有1个精子的基因型为Ab,那么另外3个的基因型分别是()
A. Ab、aB、aBB. AB, aB、ab
C. ab、AB、ABD. Ab、Ab、Ab
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【题目】将花生种子清水浸泡种植,胚细胞发生了一系列生理变化(如细胞分裂),对该过程的相关描述正确的是( )
A.自由水含量增加,有机物和酶的种类都有所变化
B.胚细胞主要通过渗透作用吸水
C.CO2释放量与O2的吸收量相等,种子一定只进行有氧呼吸
D.显微镜下观察胚细胞,大部分细胞中出现染色体状态
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【题目】酿酒离不开酵母菌,它是兼性厌氧型的生物。在有氧的条件下,进行有氧呼吸,大量繁殖;在无氧的条件下发酵产生酒精。请回答下列关于酵母菌的有关问题:
(1)酵母菌产生酒精的场所是___________,培养酵母菌时,接种的方法有两种,分别是:__________和__________。培养酵母菌的培养基中含有水、无机盐、__________和__________等营养物质。
(2)有人想利用酵母菌中的酶来直接酿酒,他设计了一个实验方案,将酵母菌磨碎,再利用凝胶色谱法分离出酶,分离的原理是__________。然后他想用包埋法将其固定,结果发现效果不佳,原因可能是___________。你建议他应采用__________方法将该酶固定。
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【题目】小鼠是医学研究中常用的实验动物,科学家用小鼠做了如下研究。
(1)实验一:为了研究在体内发挥免疫功能的细胞,科学家先用大剂量放射线处理小鼠后,小鼠很容易被病原体感染,再用处理后的小鼠做了如下一系列实验。
组别 | 处理 | 小鼠抗感染能力 | 检测小鼠体内抗体 |
甲 | 注射来自胸腺的淋巴细胞 | 得到一定恢复 | 无 |
乙 | 注射来自骨髓的淋巴细胞 | 仍不能完全恢复 | 少量 |
丙 | 同时注射来自胸腺和来自骨髓的淋巴细胞 | 基本恢复正常 | 大量抗体 |
根据上述信息,回答下列问题:
①被大剂量放射线处理的小鼠很容易被病原体感染,说明___________;
②甲、乙两组中注射的淋巴细胞主要是___________;
③丙组实验中,小鼠体内产生大量抗体的原因是___________。
(2)实验二:为研究药物R对A病毒的治疗效果,科学家用小鼠和相关材料设计了实验进行研究。
实验材料:若干健康的实验小鼠,含药物R的生理盐水制剂生理盐水、病毒A等
实验设计思路:______________________。
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