Question

12．回答下列有關(guān)生物工程的問題．
Ⅰ、生物工程是改造生物的結(jié)構(gòu)與功能的主要手段．生物工程的四個(gè)主要領(lǐng)域并不是各自獨(dú)立的，而是相互聯(lián)系、相互滲透的．它們之間的關(guān)系示意如圖：

（1）人類最早運(yùn)用的生物工程技術(shù)是發(fā)酵工程．圖中編號①指的是微生物．請列出圖中編號②工程在生產(chǎn)生活實(shí)踐中的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例．
（2）篩選抗癌藥物經(jīng)常要運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)．單克隆抗體的生產(chǎn)過程利用了生物工程中的動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)．
Ⅱ、生物工程中的核心技術(shù)是基因工程．下圖是利用基因工程方法生產(chǎn)人生長激素的示意圖．根據(jù)下圖回答問題（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：

（3）過程②必需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶酶，過程④必需的酶是DNA連接酶酶．
（4）為了使目的基因和質(zhì)粒B定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，酶1是EcoRⅠ．
（5）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對重組質(zhì)粒C進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會相等，則形成含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段的概率是$\frac{1}{6}$．
（6）作為受體的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，應(yīng)不含青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因基因，以利于篩選出含重組載體的受體菌．

Answer 1

分析 Ⅰ、生物工程包括：細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、基因工程四大類生物工程，在這些生物工程中人類最早運(yùn)用的生物工程技術(shù)是發(fā)酵工程，題目（1）和（2）據(jù)此答題；Ⅱ圖示是基因工程的內(nèi)容，利用基因工程的操作步驟和基因的工具解答本題．

解答 解：（1）生物工程包括：細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、基因工程四大類生物工程，在這些生物工程中人類最早運(yùn)用的生物工程技術(shù)是發(fā)酵工程，圖中編號②需要酶，所以②應(yīng)屬于酶工程，在生產(chǎn)生活實(shí)踐中的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例有：發(fā)酵工程微生物加酶洗衣粉、測試尿糖的酶試紙．
（2）科學(xué)家常用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)正�；虿∽兊募�(xì)胞，用于生理病理藥理等方面的研究，如用于篩選抗癌藥物等，為治療和預(yù)防癌癥及其他疾病提供理論依據(jù)．單克隆抗體的生產(chǎn)過程利用了生物工程中動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)（選修三P52）．
（3）過程②是由人生長激素mRNA獲得DNA，使逆轉(zhuǎn)錄過程，所以必需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，過程④是目的基因與運(yùn)載體結(jié)合，所以必需的酶是DNA連接酶
（4）為了使目的基因和質(zhì)粒B定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，必須保留抗性基因，所以選用的酶1是EcoRⅠ．
（5）用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ進(jìn)行切割，只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會相等，任意兩種酶切割會形成2個(gè)DNA片段，所以切割三次共有6個(gè)片段且這些片段不等，既得到6種．只有同時(shí)用PstI酶和FcoRI酶切割時(shí)會得到一個(gè)完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段，故概率$\frac{1}{6}$．
（6）由于質(zhì)粒中含有青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，所以受體細(xì)胞大腸桿菌中不應(yīng)含有這兩種基因，以便于用篩選．
 故答案為：
（1）發(fā)酵工程    微生物   
（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)     動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)
（3）逆轉(zhuǎn)錄酶     DNA連接酶
（4）EcoRⅠ
（5）$\frac{1}{6}$
（6）青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因

點(diǎn)評 本題考查基因工程相關(guān)知識，要求學(xué)生能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題．