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疫苗和抗体已被广泛应用于预防与诊疗传染性疾病的过程,已知某传染性疾病的病原体为R...

疫苗和抗体已被广泛应用于预防与诊疗传染性疾病的过程,已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如下图所示,请回答下列问题:

 

(1)③构建A基因重组载体时,启动子和终止子是重新构建的,它们应该能被受体细胞的________所识别,以便于其催化转录过程。

(2)下图为A基因的结构示意图,已知Ⅱ区的碱基数是2000个,其中阴影区域碱基数是800个,空白区域中G和C的总数共有400个,则由该区域转录产生的能指导蛋白质合成的mRNA中A和U总数是________个。

(3)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的________数目。过程⑥的实质为________

(4)在将X进行扩大培养前,至少需要经过________次筛选,其中包括_________________________,扩大培养的原理是________

(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的________来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较,或用图中的________与分离出的病毒进行特异性检测。

 

RNA聚合酶 400 浆细胞 基因的选择性表达 2 筛选出杂交瘤细胞 筛选出产生特定(抗A蛋白)抗体的杂交瘤细胞 细胞增殖(有丝分裂) A蛋白 抗A蛋白的单克隆抗体 【解析】试题本题考查基因工程、基因的表达、细胞工程、免疫,考查对基因表达载体组成、转录过程、单克隆抗体制备流程与应用、二次免疫及免疫应用的理解。解答此题,可根据基因中碱基比例关系和转录过程中的碱基互补配对原则进行第(2)小题的计算,根据浆细胞和小鼠骨髓瘤细胞的融合结果分析两次筛选的目的。 (1)A基因重组载体中,启动子和终止子是RNA聚合酶的识别部位,以开始和结束转录过程。 (2) Ⅱ区的碱基数为2000个,减去阴影部分碱基数800个,得到空白区的碱基数为1200个,该区段能指导蛋白质合成,其中C和G占400个,则A和T共800个,每条链中A和T有400个,转录以基因的一条单链为模板,根据碱基互补配对原则,转录得到的RNA中A和U应为400个。 (3)给小鼠皮下注射A蛋白时,重复注射几次的目的是让小鼠产生更快、更强的二次免疫反应,使记忆细胞增殖、分化,产生较多的浆细胞。过程⑥为B细胞的分化过程,其实质是基因的选择性表达。 (4)浆细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后,由于存在多种融合细胞,首先要用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞,然后经克隆化培养,用A蛋白作为抗原检测,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞。扩大培养过程中杂交瘤细胞通不断的有丝分裂,增加杂交瘤细胞数目。 (5)对健康人进行该传染病免疫预防时,图中基因工程生产的病毒表面的A蛋白可作为疫苗,刺激机体产生记忆细胞和抗体,但不会使人致病。对该传染病疑似患者确诊时,可利用单克隆抗体特异性强、灵敏度高的特点,用图中的抗A蛋白的单克隆抗体与分离出的病毒进行特异性检测。
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hNaDC3(人钠/二羧酸协同转运蛋白-3)主要分布于肾脏等重要器官,它具有促进人肾小管上皮细胞能量代谢和转运等功能。科研人员利用基因工程技术构建绿色荧光蛋白与hNaDC3融合基因,并在肾小管上皮细胞中表达,以动态观察hNaDC3在肾小管上皮细胞中的定位情况,为进一步研究hNaDC3的生理功能奠定基础。研究主要过程如图(实验中使用的限制酶SacⅠ的识别序列是GAGCTC,限制酶SacⅡ识别序列是CCGCGG)。请分析回答:

1)与PCR相比,过程需要的特有的酶是______,应从人体______(器官)的组织细胞中获得模板RNA

2DNA分子被SacⅠ切割后,形成的黏性末端是______。过程选用SacⅠSacⅡ分别切割hNaDC3基因和质粒载体,可实现目的基因定向插入并正常表达的原因是______

3)过程可获得多种重组DNA,可依据不同DNA分子的大小,运用______(技术)分离、筛选重组表达载体。

4)显微观察导入绿色荧光蛋白-hNaDC3融合基因的猪肾小管上皮细胞后发现:转染后第1天绿色荧光混合分布于细胞质和细胞膜,核中未见绿色荧光;到第5天绿色荧光清晰聚集于细胞膜,细胞质和细胞核中未见绿色荧光。根据这一观察结果还不能得出“hNaDC3是在细胞质中生成后,在细胞膜上发挥作用”的结论,需要设置对照实验以排除绿色荧光蛋白本身的定位,对照实验的设计思路是______

5)研究人员以较高浓度的葡萄糖溶液培养导入融合基因的猪肾小管上皮细胞,一段时间后发现,转染细胞的细胞膜上绿色荧光明显增强。这一实验结果可以说明______

 

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人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值。科研人员通过生物工程技术获得转HSA基因奶牛,并通过乳腺生物反应器生产HSA,其主要技术流程如下图所示:

回答下列问题:

(1)如上图所示,供核的牛胎儿成纤维细胞通常选用传代10代以内的细胞,其原因是 _______________________________________________________________

(2)SRY-PCR法性别鉴定的基本程序是:提取牛胎儿成纤维细胞的DNA,经PCR反应体系扩增SRY基因(Y染色体上特有的性别决定基因)片段,然后对扩增产物进行检测。

要大量获得SRY基因,PCR扩增时需要加入两种引物:__________________(选填“引物I”、“引物II”、“引物III”、“引物IV”),原因是DNA聚合酶只能从核苷酸链的______________(2分,选填“5’端”或“3’端”)开始延伸DNA链,用两种引物才能确保______________。除引物外,PCR反应体系中还包含缓冲液、模板DNA、________________________等成分。通过SRY-PCR法进行性别鉴定,可获得更多的转HSA基因________牛,以便其通过乳腺生物反应器生产人血清白蛋白。

(3)在胚胎移植操作中,应对供体和受体母牛进行_____________处理,目的是使供体和受体处于相同的生理状态,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。由此可见,胚胎移植的实质是_____________________________________________

 

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科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多功能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:

1)要获取iPS细胞,首先要进行黑鼠体细胞体外培养。为了方便实验开展,可以对黑鼠组织用胰蛋白酶处理,其目的是消化______,以获得单个细胞的悬浮液。然后通过______得到纯系的细胞群。

2)对从灰鼠的______部位获取的2-细胞胚胎,进行体外培养至囊胚后,将其制成重组囊胚。重组囊胚移植到白鼠体内后其______部分会发育形成胚胎的附属结构或胚外结构,而______分化出成体动物的所有组织和器官。

3)制备iPS细胞的方法是把0ct4等转录因子在基因导入小鼠成纤维细胞,诱导其发生转化,从而产生iPS细胞。在基因导入过程中,除了质粒外,还可以选用______为运载体。若将某目的基因导入的受体细胞为大肠杆菌时______(能/不能)选用T2噬菌体为运载体。

 

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下图1是获取用于构建基因表达载体的含人生长激素基因的DNA片段(DNA复制子链延伸方向是5′→3′,转录方向为左→右)示意图,图2是所用质粒示意图,其上的Ampr表示青霉素抗性基因,Tett表示四环素抗性基因。有关限制酶的识别序列和酶切位点如下表。请据图回答:

限制酶识别序列和酶切位点表

限制酶

HindⅢ

BamHⅠ

Pst

EcoRⅠ

Sma

Bgl

识别序列(5′→3′)

AAGCTT

GGATCC

CTGCAG

GAATTC

CCCGGG

AGATCT

 

(1) ①过程催化形成磷酸二酯键的酶有____________________,合成的人生长激素基因中________(选填“有”或“无”)与终止密码子相应的碱基序列。

(2) 引物1由5′→3′的碱基序列为________________________,引物2应含有限制酶________的识别序列;从图1的过程②开始进行PCR扩增,第六次循环结束时,图中用于构建基因表达载体的DNA片段所占比例是________

(3) 在构建表达载体的过程中对图中质粒、DNA片段进行合适的完全酶切后,向两者的混合物中加入DNA连接酶,若只考虑DNA切段两两连接,则混合物中将形成________种环状DNA。

(4) 2018年11月基因编辑婴儿事件震惊了世界,舆论一片哗然,某科研团队利用“CRISPR/Cas9”技术将受精卵中的艾滋病病毒受体基因CCR5进行修改,拟培育出具有艾滋病免疫能力的基因编辑婴儿。下图3为向导RNA引导Cas9蛋白切割CCR5基因(目标DNA)示意图。

①向导RNA的合成需要________酶。Cas9蛋白是一种________酶。

②“GRISPR/Cas9”技术,是利用________法将Cas9蛋白和特定的引导序列导入受精卵中发挥基因编辑作用。

③基因编辑婴儿引起舆论的关注,很多科学家表示反对,请给出合理的理由______________

 

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下图是植物体细胞杂交过程示意图,下列叙述正确的是

A.过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理,且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压

B.过程②可用聚乙二醇诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有选择透过性原理

C.过程③表示细胞壁的再生,④⑤需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基

D.最终得到的植株相对于甲、乙,发生了染色体数目变异,因此不具有可育性

 

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