选修3 现代生物科技专题
专题1、4 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题
1．人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中，经常使用疫苗和抗体。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，疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图：(导学号 57130221)
(1)过程①代表的是____________。
(2)过程③构建A基因重组载体时，必须使用限制性核酸内切酶和________________两种工具酶。由过程③构建A基因重组载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、______________________以及复制原点等。
(3)过程④要检测A基因是否进入受体细胞，常用的方法是________________法；要检测A基因在受体细胞内是否翻译出蛋白质，需用____________法。
(4)过程⑦采用的实验技术是____________________________________________ ____________________________。
2．(2016届河南平顶山二模)阅读如下材料：
材料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵内，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙 T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题：
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用__________法。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是感染植物，将__________转移到受体细胞中。
(2)材料乙属于______________工程范畴。该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。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的__________序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到__________种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在材料丙的实例中，兔甲称为__________体。
3．(2015年黑龙江哈尔滨月考)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质－DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。(导学号 57130222)
据图回答：
(1)过程①酶作用的部位是__________，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是________。
(2)①②两过程利用了酶的________特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与______________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的________________________________________________________________________。
(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有__________(多选)。
A．分离得到核糖体，用蛋白酶水解后提取rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟
4．(2016年武汉调研)下面是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。
请回答：
(1)A→B利用的技术称为________，其中②过程需要热稳定的__________酶才能完成。
(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程，该过程为构建__________________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代，并能表达。
(3)上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是__________法，该方法一般________(填“适宜”或“不适宜”)用于将目的基因导入单子叶植物。
(4)从F→G的过程利用的主要技术为______________，欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上需要做__________实验。如果抗虫基因导入成功，且与某条染色体的DNA整合起来，该转基因抗虫棉可视为杂合子，将该转基因抗虫棉自交一代，预计后代中抗虫植株占________。
5．(2015年江苏卷)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。下图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示β半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题：
图1
图2
(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。
(2)图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有____________________。
(4)β半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于____________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为_____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推
测结果是______，理由是___________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________。
选修3 现代生物科技专题
专题1、4 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题
1.(1)逆转录
(2)DNA连接酶 终止子、标记基因
(3)DNA分子杂交 抗原—抗体杂交
(4)细胞融合技术
解析：(1)分析流程图可知①是逆转录过程。(2)构建A基因重组载体时，首先需用限制性核酸内切酶切割含有A基因的外源DNA分子和运载体，再用DNA连接酶连接A基因和运载体形成A基因重组载体。重组载体的结构包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等。(3)要检测目的基因是否进入受体细胞，常用的是DNA分子杂交法，检测目的基因是否表达可用抗原—抗体杂交的方法。(4)⑦是动物细胞融合过程，需采用细胞融合技术。
2．(1)显微注射 目的基因
(2)蛋白质 现有蛋白质 新蛋白质 氨基酸
(3)同 供
解析：(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法；在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，使用农杆菌的原因是农杆菌可感染植物，农杆菌的作用是将目的基因转移到受体细胞中；(2)材料乙属于蛋白质工程范畴；该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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术；在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变；(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术；在材料丙的实例中，兔甲称为供体，兔乙称为受体。
3．(1)磷酸二酯键 肽键
(2)专一性
(3)限制性核酸内切
(4)启动子(或转录起始区)
(5)ACD
4．(1)PCR DNA聚合(Taq)
(2)基因表达载体(重组DNA)
(3)农杆菌转化 不适宜
(4)植物组织培养 抗虫接种 3/4
解析：若该抗虫基因用字母“A”表示，且该转基因抗虫棉只有一条染色体上有抗虫基因，则该转基因抗虫棉的基因型可表示为“AO”，其自交后代基因型有AA∶AO∶OO＝1∶2∶1，其中抗虫植株占3/4。
5．(1)终止子
(2)RNA聚合 作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来
(3)限制酶和DNA连接酶
(4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解
(5)β半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸
(6)至少2个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基
解析：(1)基因表达载体中应具有启动子、目的基因、终止子、标记基因和复制原点。(2)启动子是转录过程中RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达。图中的氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，可用含有氨苄青霉素的培养基筛选含有重组质粒的大肠杆菌。(3)构建基因表达载体时，需要用同种限制酶分别切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接。(4)胰岛素肽链上具有蛋白酶的切割位点，会导致胰岛素被菌体内的蛋白酶降解，而通过融合表达将切割位点隐藏在内部可防止胰岛素的A、B链被菌体内的蛋白酶降解。(5)根据溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，并结合β半乳糖苷酶被切成多个肽段，获得了完整的胰岛素A链、B链这一信息，可以推测β半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素A链、B链不含甲硫氨酸。(6)
每一条肽链的两个末端分别含有一个氨基和一个羧基，某些氨基酸的R基中也可能含有游离的氨基，因此含两条肽链的胰岛素中至少含有2个游离的氨基。
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