请根据有关生物工程方面的知识回答下列问题:
(1)基因工程的核心是___________,所需的工具酶有___________。从分子水平上看,基因工程得以实现的遗传学物质基础是:______________________ (写出两点)。基因工程中限制酶切割后的运载体与目的基因能再次拼接的理由是_____________________。
(2)将目的基因导入植物细胞最常见的方法是___________, 原理是利用其菌体中质粒的T- DNA片段可___________的特点;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是___________。
(3)动物细胞工程中___________技术是其他动物细胞工程技术的基础。动物细胞工程的一项重要应用是制备单克隆抗体,在该过程形成的杂交瘤细胞中发生的遗传信息流动有DNA→DNA、___________。
(4)胚胎工程中,胚胎移植选择受体的条件是___________并具有健康体质和正常繁殖能力,受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生___________,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。为了获得产奶量高的奶牛,需取囊胚期___________细胞做性别鉴定。若对囊胚进行胚胎分割,要注意__________,否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
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根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤: 、 、 、 。
(2)在基因工程的操作过程中需要用到两种工具酶——限制酶和DNA连接酶。其中限制酶能切割DNA分子切割后产生 末端和 末端;DNA连接酶能将目的基因和载体连接起来,按其来源不同可分为两类,即 和 。
(3)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是 。
(4)基因工程中常用的载体有质粒、 和 。
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(12分)基因工程自20世纪70年代兴起之后,在短短40年间得到了飞速发展,目前成为生物科学核心技术,在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出美好的前景,据相关资料回答下列有关问题:
图1 图2
(1)图1是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),甲、乙表示相关结构或细胞。PstⅠ酶和Sma Ⅰ酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图1中甲代表的是________________,乙可代表________,可用PstⅠ酶和SmaⅠ酶提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接。
(2)重症联合免疫缺陷病(简称SCID)是代表一种体液和细胞免疫严重缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada)基因缺乏,运用现代生物技术进行治疗,可以使患者的免疫功能得到很大的修复。图2表示治疗SCID的过程,在这个实例中,携带人正常ada基因的细菌相当于________,充当“分子运输车”的是病毒,目的基因是________,受体细胞是 ,该种治疗方法称为________________。
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基因工程自20世纪70年代兴起之后,在短短40年间得到了飞速发展,目前成为生物科学核心技术,在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出美好的前景,据相关资料回答下列有关问题:
(1)图1是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),甲、乙表示相关结构或细胞。PstⅠ酶和Sma Ⅰ酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图1中甲代表的是___________,乙可代表番茄细胞,可用PstⅠ酶和SmaⅠ酶提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接。
(2)重症联合免疫缺陷病(简称SCID)是代表一种体液和细胞免疫严重缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada)基因缺乏,运用现代生物技术进行治疗,可以使患者的免疫功能得到很大的修复。图2表示治疗SCID的过程,在这个实例中,携带人正常ada基因的细菌相当于________,充当“分子运输车”的是病毒,目的基因是________,受体细胞是 ,该种治疗方法称为______________。
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请回答下列关于基因工程和蛋白质工程的问题:
(1) 获取真核细胞内目的基因的途径主要有 ,目的基因进人受体细胞需要 的协助。
(2) 基因工程的核心步骤是 ,此过程用到的工具酶是 。
(3)为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,经常采用的受体细胞是 ,将目的基因导入此受体细胞常用的方法是 。
(4) 蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该工程中,引起蛋白质空间结构改变的原因是组成该蛋白质肽链的 序列发生了改变。
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转基因生物可用于生产人类所需要的药用蛋白,如激素、抗体、疫苗、酶等。下图甲是通过生物工程培育能产生人胰岛素的烟草的过程。请据图回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是 (填字母)。此过程所需的工具酶是 。
(2)下图乙是载体和反转录得到的胰岛素基因的片段,已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。Gene Ⅰ和Gene Ⅱ为质粒上的标记基因,根据图示分析,应用限制酶 切割质粒,用限制酶 切割目的基因。构建的重组质粒中,除含有外源基因、标记基因外,还必须含有 。
(3)B过程中,常用 处理使细菌成为感受态细胞,从而利于重组质粒的导入。
(4)如果从分子水平检测人胰岛素基因是否表达成功,可以采用 方法。
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应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请回答下列问题:
(1)在培育转基因牛的过程中,需要的工具酶是,基因工程的核心步骤是。在基因表达载体中,目的基因的首端必须含有________,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。
(2)动物细胞培养过程中,培养环境中除须提供O2外还须混入一定量的CO2,CO2的主要作用是________。为保证被培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境,可以在细胞培养液中添加一定量的________,以防培养过程中的污染。
(3)单克隆抗体与血清抗体相比较,其最主要的优点在于________。
(4)动物体细胞核移植技术得到的动物,称为________动物,试管动物需要通过________、早期胚胎培养和胚胎移植步骤获得。
(5)生态工程建设所遵循的基本原理有:物质循环再生原理、原理、________原理、整体性原理和系统学和工程学等原理。
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应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请回答下列问题:
(1)在培育转基因牛的过程中,需要的工具酶是________,基因工程的核心步骤是________。在基因表达载体中,目的基因的首端必须含有________,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。
(2)动物细胞培养过程中,培养环境中除须提供O2外还须混入一定量的CO2,CO2的主要作用是________。为保证被培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境,可以在细胞培养液中添加一定量的________,以防培养过程中的污染。
(3)单克隆抗体与血清抗体相比较,其最主要的优点在于________。
(4)动物体细胞核移植技术得到的动物,称为________动物,试管动物需要通过________、早期胚胎培养和胚胎移植步骤获得。
(5)生态工程建设所遵循的基本原理有:物质循环再生原理、________原理、________原理、整体性原理和系统学和工程学等原理。
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生命活动的调节表现在很多方面,请根据所学知识回答下列问题
(1)下丘脑有多种功能,蝙蝠昼伏夜出的习性与下丘脑控制生物______的功能有关。
(2)当饮水不足或食物过咸会造成______升高,相关感受器兴奋进而使______释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水的重吸收,同时,兴奋传至大脑皮层,使人产生______。
(3)在寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加几乎作用于所有细胞,提高______使机体产生更多的热量以维持体温稳定。
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下图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究,分析回答下列问题。
(1)a过程表示基因工程,则其核心步骤是__________。该过程所使用的工具酶有_______。
(2)b过程可增加ES细胞的数量,若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞,可将早期胚胎培养至_____(时)期。d过程移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫不会对其发生_____________。同时能与受体子宫建立正常的___________联系。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞产物是___________,该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。
(3)上述研究过程中使用的技术有__________(至少2个)。若要培养试管动物,除以上技术外,还需要运用______________技术。
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下图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究,请回答下列问题。
(1)a过程表示基因工程,则其核心步骤是_____________,该过程所使用的工具酶有_____________。
(2)将基因表达载体导入ES细胞的方法是__________________,为检测致癌基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_________________技术。
(3)b过程可以获得更多的ES细胞,其采用的技术属于细胞工程中的________________技术。
(4)完成c、d过程的胚胎工程技术分别是_________________、__________________。若要培养试管动物,除以上两种技术外,还需要运用_____________________技术。试管动物的生殖方式属于_____________。
(5)用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物_____________,该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。
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