- 蛋白质工程的崛起
- 共126题
红火蚁原分布于南美洲,现已成为世界性的外来危害物种。2011年华南地区也陆续出现蚁情。
(1)入侵华南某地后,红火蚁种群数量迅速增长,其外因是________。由于地理隔离,多年后该种群与原分布地种群的_______会出现差异,最终可能导致生殖隔离。
(2)辛硫磷是一种有机磷杀虫剂,测定其对不同品级红火蚁的致死剂量,及红火蚁乙酰胆碱酯酶的活性,结果如下。
①.实验中每一品级的红火蚁个数不能低于3头,原因是_________。
②.有同学认为,乙酰胆碱酯酶活性越高的红火蚁,需要施加的辛硫磷剂量越大,这个 实验结论是否正确?请说明理由。__________________。
③.乙酰胆碱是由突触小体内的________释放的神经递质,能引起肌细胞收缩,随后乙酰胆碱酯酶很快将其水解。喷洒辛硫磷后,红火蚁因肌肉持续收缩而死亡,推测辛硫磷可能的杀虫机理是:_________。
(3)有机磷农药会带来环境污染。若要从土壤中分离、纯化出能分解辛硫磷的微生物,接种的样品应取自_________。从分离到的微生物中提取分解辛硫磷的关键酶,通过改变某些位点上的氨基酸,可显著提高该酶的活性,此技术属于________工程。
正确答案
(1)缺少天敌、食物充足、气候适宜(答出两点即可);基因库
(2)①.偶然因素会导致实验结果出现误差(或个体差异会干扰实验结果)
②.不正确。因为有翅雄蚁的乙酰胆碱酶活性最低,但其致死剂量却很高。
③.突触小泡;抑制乙酰胆碱酯酶活性,使乙酰胆碱难以被分解
(3)受辛硫磷污染的土壤;蛋白质
(附加题)请分析回答下列与现代生物科技有关的问题:
(1) 糖尿病在现代社会中的发病率越来越高,主要是因为患者胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足。对此,某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素的治疗方法。
基本程序:①获取目的基因→②基因表达载体的构建→③将目的基因导入受体细胞→④目的基因的检测与鉴定。其中①和②的操作中需要相同的工具酶是______________,该酶的作用是______________。利用PCR技术扩增目的基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在________酶的作用下延伸形成DNA。
(2) 蛋白质工程的基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的________序列。
(3) 科学家采用体细胞杂交方法获得“番茄—马铃薯”超级杂种植株,该过程中可诱导原生质体融合的试剂是_________,获得的杂种细胞还需经________技术培养获得杂种植株。但是该植株并没有像人们想像的那样——地上结番茄,地下结马铃薯。为什么?________。
(4) 单克隆抗体的制备过程中,骨髓瘤细胞和产生免疫反应的动物的脾脏细胞中的B淋巴细胞融合。由于可能产生多种融合细胞,因此还需对融合细胞进行___________。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶(或限制酶) 识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂 DNA聚合
(2)脱氧核苷酸
(3)聚乙二醇(PEG) 植物组织培养 基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控相互影响的(杂种植株中两种生物的基因不能像杂交前一样有序表达)
(4)筛选和检测
降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低,半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条72个核苷酸的DNA 单链,两条链通过18 个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA,过程如图。
在此过程中发现,合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题:
(1)Klenow酶是一种________ 酶,合成的双链DNA 有________ 个碱基对。
(2) 获得的双链DNA 经EcoR Ⅰ(识别序列和切割位点-G↓AATTC-)和HⅠ(识别序列和切割位点-G↓GATCC-)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中,筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①.大肠杆菌是理想的受体细胞,这是因为它______________________。
②.将该目的基因导入大肠杆菌常用的方法是______________________。
③.设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是_________________________。
④.要进行重组质粒的鉴定和选择,需要大肠杆菌质粒中含有______________。
⑤.在进行DNA测序时采用的方法是______________。经DNA测序表明,最初获得的多个重组质粒,均未发现完全正确的基因序列,最可能的原因是__________________。
(3)上述制备该新型降钙素,运用的现代生物工程技术是_______________。
正确答案
(1)DNA聚合 126
(2)①.繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 ②.Ca+ ③.保证目的基因和载体的定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) ④.标记基因 ⑤.DNA分子杂交技术 合成的核苷酸单链仍较长,产生缺失碱基的现象
(3)蛋白质工程
农业科技工作者在烟草中找到了一种抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系。请回答下列问题。
(1)要获得该抗病基因,可采用_______、_______等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中,常用的载体是____________。
(2)要使载体与该抗病基因连接,首先应使用_________进行切割。假如载体被切割后,得到的分子末端序列为则能与该载体连接的抗病基因分子末端是______。
(3)切割完成后,采用_______酶将载体与该抗病基因连接,连接后得到的DNA分子称为__________。
(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去_____棉花细胞,利用植物细胞具有的____性进行组织培养,从培养出的植株中_______出抗病的棉花。
(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是______。
A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸
(6)转基因棉花获得的________是由该表达产物来体现的。
(7)被誉为第二代基因工程的_________工程,已经向人们展示诱人的前景。它的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→___________→推测应有的氨基酸序列→___________。
正确答案
(1)从细胞中分离 化学方法人工合成 质粒
(2)限制性内切酶(限制酶) A
(3)DNA连接 重组质粒
(4)感染 全能 筛选(选择)
(5)C
(6)抗病性状
(7)蛋白质 设计预期的蛋白质结构 找到相对应的脱氧核苷酸序列
天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类,用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌,获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题:
(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是________,用_______将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子,此表达载体除目的基因外,必须含有______、_______和标记基因。
(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌,可采用的检测方法是_______________,该项方法要用____________作探针进行检测;若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶,可采用_____方法检测。
(3)采用PCR技术可对目的基因进行体外扩增。该反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种dNTP、模板DNA、引物和____________。其中引物有_________种,实质是_______,假如引物都用3H标记,从理论上计算循环4次,所得DNA分子中含有3H标记的占____。
(4)已知BarnHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示,用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BarnHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干循环后_______序列明显增多。
(5)基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质,__________却能生产自然界不存在的新的蛋白质,但最终还须通过改造基因来实现,原因是__________。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶;DNA连接酶;启动子;终止子
(2)DNA分子杂交技术;用放射性同位素进行标记了的含目的基因的DNA片断;抗原—抗体杂交法(或淀粉酶活性)
(3)Taq酶(耐高温的或热稳定的DNA聚合酶);2;DNA;100%
(4)
(5)蛋白质工程;①基因控制蛋白质的合成,改造基因即改造了蛋白质;②改造的基因可以遗传,直接改造的蛋白质不能遗传;③目前对大多数蛋白质复杂的高级结构还不清楚,所以改造基因比直接改造蛋白质容易(答对其中一点即可)
扫码查看完整答案与解析