普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因(GhMnaA2),其能在纤维细胞中特异性表达,产生的 β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解,使棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种,科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体,利用农杆菌转化法将其导入棉花细胞,成功获得转基因棉花品种,具体过程如下图所示。请分析回答:
(1)①和②过程中所用的限制性核酸内切酶分别为____________、____________。
(2)过程①中纤维细胞E6启动子在质粒1上只以一种方向的相连,请解释GhMnaA2基因在质粒2上可以正向和反向两种方向相连的原因是_______________,这种操作的缺点是目的基因容易发生___________,从而影响与质粒的拼接。
(3)基因表达载体除了图示组成外,至少还有________________________。
(4)过程③中需用CaCl2处理农杆菌,使其处于______________________态,从而使外源基因容易导入。
(5)过程④利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程,整合到棉花细胞染色体DNA上去的区段是重组质粒中的____________部分。
(6)导入棉花细胞内的反义GhMnaA2基因转录形成的mRNA能____________,从而阻止____________合成,使棉纤维更长。
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普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因(GhMnaA2),能在纤维细胞中特异性表达,产生的β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解,棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种,科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体,利用农杆菌转化法导入棉花细胞,成功获得转基因棉花品种,具体过程如下。请分析回答:
(1)①和②过程中所用的限制性内切酶分别是 、 。
(2)基因表达载体除了图示组成外,还应有 和 等(至少答两个)。
(3)③过程中用酶切法可鉴定正、反义表达载体。用SmaⅠ酶和NotⅠ酶切正义基因表达载体获得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四种长度的DNA片段,则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是 。
(4)④过程中利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中,整合到棉花细胞染色体DNA的区段是 ,转化后的细胞再通过形成植物体。
(5)导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对,从而 (促进或抑制)基因的表达,其意义是 。
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普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因(GhMnaA2),其能在纤维细胞中特异性表达,产生的 β-甘露糖苷酶催化半纤维素降解,使棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种,科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体,利用农杆菌转化法将其导入棉花细胞,成功获得转基因棉花品种,具体过程如下图所示。请分析回答:
(1)①和②过程中所用的限制性核酸内切酶分别为____________、____________。
(2)过程①中纤维细胞E6启动子在质粒1上只以一种方向的相连,请解释GhMnaA2基因在质粒2上可以正向和反向两种方向相连的原因是_______________,这种操作的缺点是目的基因容易发生___________,从而影响与质粒的拼接。
(3)基因表达载体除了图示组成外,至少还有________________________。
(4)过程③中需用CaCl2处理农杆菌,使其处于______________________态,从而使外源基因容易导入。
(5)过程④利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程,整合到棉花细胞染色体DNA上去的区段是重组质粒中的____________部分。
(6)导入棉花细胞内的反义GhMnaA2基因转录形成的mRNA能____________,从而阻止____________合成,使棉纤维更长。
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嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用 基因组DNA作模板。
(2)上图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入 和 不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为 。
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嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用 基因组DNA作模板。
(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入 和 不同限制酶的识别序列。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(3)据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会 ;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在 (单选)。
A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃
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(14分,每空2分)嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用 基因组DNA作模板。
(2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入 和 不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为 。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会 ;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在 (单选)。
A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中 (多选)。
A.仅针对bglB基因进行诱变 B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变 D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
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(14分,每空2分)嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用 基因组DNA作模板。
(2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入 和 不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为 。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会 ;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在 (单选)。
A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中 (多选)。
A.仅针对bglB基因进行诱变 B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变 D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
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嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
(1)利用大肠杆菌表达BglB酶PCR扩增bglB基因时,选用____________基因组DNA作模板。
(2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列,为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入___________和___________不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为转基因的大肠杆菌分泌出____________。
(4)温度对BglB酶活性的影响据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会____________;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在______(单选)。
A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃
(5)利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性,在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率,经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中______(多选)。
A.仅针对bglB基因进行诱变 B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变 D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
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农业生产中会产生大量的农作物废弃物,其中的纤维素降解速度很慢,研究人员利用基因工程技术改造酵母菌,得到了如下三种变异菌株:菌株Ⅰ合成的纤维素酶不能分泌到细胞外;菌株Ⅱ合成的纤维素酶能分泌到细胞外;菌株Ⅲ合成的纤维素酶分泌并被吸附在细胞壁上。
(1)在以纤维素为唯一碳源的培养基上能生长繁殖形成菌落的是菌株_____________,在利用纤维素生产酒精时,三种菌株中纤维素酶的利用率最高的是_________,原因是___________。
(2)科研人员对菌株Ⅰ和菌株Ⅱ进行扩大培养时不慎混合在一起,为了分离混合菌液中的纤维素分解菌,科研人员用梯度稀释法将1 mL菌液逐步稀释成10-6的悬浊液。并设计了甲、乙两种培养基(成分见下表,CR是一种纤维素染色剂,可与纤维素结合形成红色不透明物质,“+”表示有,“-”表示无):
酵母膏 | 无机盐 | 淀粉 | 纤维素粉 | 琼脂 | CR溶液 | 水 | |
培养基甲 | + | + | + | + | - | + | + |
培养基乙 | + | + | + | - | + | + | + |
据表判断,培养基甲不能用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是____________________________;培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是__________________________________________。若培养基配制合理,并在平板培养基上分离出多个单菌落,如何判断由菌株Ⅱ形成的单菌落________________________________________。
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如图表示利用棉花叶肉细胞进行原生质体培养的过程,据图分析不正确的是 ( )
A.①过程是在0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理
B.②过程表示原生质体在培养基提供的特定条件下形成愈伤组织,此过程叫做再分化
C.③过程中以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导
D.该过程体现了植物细胞的全能性
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(7分)内蒙古白绒山羊的血管内皮生长因子基因(VEGF164),若在皮肤毛囊细胞中特异性表达,可促进毛囊发育和毛发生长,显著提高羊毛产量。科学家将该基因导入羊胎儿的成纤维细胞核,成功培育出转基因克隆山羊。技术流程如下图,其中EcoRⅠ、SalⅠ、SphⅠ为限制酶。
请据图回答:
⑴在构建基因表达载体的过程中,应采用_____________________(填酶名称)对质粒和含绿色荧光基因的DNA片段进行酶切,再经_____________________(填酶名称)处理形成重组质粒。其中绿色荧光基因的作用是_____________________________。
⑵要使VEGF164在皮肤毛囊中表达,须将它与羊绒蛋白基因的____________________
__________ ______等调控组件重组起来,构建基因表达载体(2分)。
⑶图中过程②应用了_______________ ______技术获得重组细胞,重组细胞进一步培养成早期胚胎,再经图中③___________ __________技术可培育成转基因克隆山羊。
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