Question

15．應(yīng)用基因工程技術(shù)可以獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品．請(qǐng)根據(jù)資料和圖解回答下列問題：
材料一：蜘蛛絲（絲蛋白）被稱為“生物鋼”，有著超強(qiáng)的抗張強(qiáng)度，可制成防彈背心、降落傘繩等．蜘蛛絲還可被制成人造韌帶和人造肌腱．科學(xué)家研究出集中生產(chǎn)蜘蛛絲的方法--培育轉(zhuǎn)基因蜘蛛羊．
材料二：注射疫苗往往會(huì)在兒童和部分成年人身上引起痛苦，將疫苗藏身于水果蔬菜中，人們?cè)谑秤眠@些轉(zhuǎn)基因植物的同時(shí)也獲得免疫力，因而無(wú)需免疫接種，這一新概念將引起疫苗研究的一場(chǎng)革命．

（1）過(guò)程①⑤所需要的工具酶有限制酶、DNA連接酶，構(gòu)建的乙肝表面抗原蛋白基因表達(dá)載體一般由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分組成．
（2）過(guò)程②是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入山羊受體細(xì)胞，受體細(xì)胞應(yīng)選擇受精卵，采用最多的也是最有效的導(dǎo)入方法是顯微注射法；
過(guò)程⑥是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入萵苣受體細(xì)胞，受體細(xì)胞可為體細(xì)胞，采用最多的導(dǎo)入方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（3）通過(guò)①～④過(guò)程培育的蜘蛛羊可以作為乳腺生物反應(yīng)器，從乳汁中提取所需要的蜘蛛絲蛋白．還可以形成膀胱生物反應(yīng)器，從尿液中提取所需蛛絲蛋白，簡(jiǎn)化提取過(guò)程．
資料三：PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定的DNA片段的核酸合成技術(shù)，如圖表示合成過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答：

（4）A過(guò)程高溫使DNA變性解旋，對(duì)該過(guò)程的原理敘述正確的是：C
A．該過(guò)程用到耐高溫的解旋酶破壞氫鍵  B．該過(guò)程用到限制酶破壞磷酸二酯鍵；
C．該過(guò)程不需要解旋酶的作用         D．該過(guò)程與人體細(xì)胞的過(guò)程完全相同；
（5）從圖中可知，催化C過(guò)程的酶是耐高溫DNA聚合酶，它與正常細(xì)胞內(nèi)的酶區(qū)別是耐高溫；PCR反應(yīng)除提供酶、DNA模板、通過(guò)控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行外，還需要滿足的兩個(gè)基本條件是引物、4種游離的脫氧核苷酸．
（6）如果把模板DNA的兩條鏈用¹⁵N標(biāo)記，游離的脫氧核苷酸不做標(biāo)記，控制“94℃-55℃-72℃”溫度循環(huán)3次，則在形成的子代DNA中含有¹⁵N標(biāo)記的DNA占$\frac{1}{4}$．如果模板DNA分子共有a個(gè)堿基對(duì)，其中含有胞嘧啶m個(gè)，則該DNA復(fù)制10次，需要加入胸腺嘧啶脫氧核苷酸1023（a-m）個(gè)．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中①～④為蜘蛛羊的培育過(guò)程，其中①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程；②表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過(guò)程；③表示早期胚胎培養(yǎng)過(guò)程；④表示胚胎移植過(guò)程．⑤～⑦表示轉(zhuǎn)基因萵苣的培育過(guò)程，其中⑤表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程；⑥表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過(guò)程；⑦表示植物組織培養(yǎng)過(guò)程．

解答 解：（1）圖中①和⑤均表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，該過(guò)程中需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，還需DNA連接酶連接目的基因和運(yùn)載體以形成重組質(zhì)粒．基因表達(dá)載體的組成：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因．
（2）顯微注射法是將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法，此方法的受體細(xì)胞多是受精卵；將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（3）以培育出的蜘蛛羊作為乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，最后從動(dòng)物的乳汁中獲取目的基因表達(dá)產(chǎn)物，即蛛絲蛋白．還可以形成膀胱生物反應(yīng)器，從尿液中提取所需蛛絲蛋白，簡(jiǎn)化提取過(guò)程．
（4）AC、該過(guò)程不用解旋酶破壞氫鍵，A錯(cuò)誤、C正確；
B、該過(guò)程沒有用到限制酶破壞磷酸二酯鍵，B錯(cuò)誤；
D、該過(guò)程在高溫中進(jìn)行，需要耐高溫DNA聚合酶，與人體不完全相同，D錯(cuò)誤．
故選：C．
（5）圖中催化C過(guò)程的酶是耐高溫DNA聚合酶，具有耐高溫的特點(diǎn)．應(yīng)用PCR技術(shù)可以對(duì)DCD基因進(jìn)行體外大量擴(kuò)增，反應(yīng)體系中應(yīng)提供模板、引物、4種游離的脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶，同時(shí)通過(guò)控制溫度實(shí)現(xiàn)DNA的解聚，使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行．
（6）如果循環(huán)3次，則可形成8個(gè)DNA分子，其中含有¹⁵N標(biāo)記的DNA分子為2個(gè)，占子代DNA的$\frac{1}{4}$．
根據(jù)DNA分子中的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，DNA分子中A+C=T+G=50%，如果DNA分子共有a個(gè)堿基對(duì)，其中胞嘧啶m個(gè)，則胸腺嘧啶T=（a-m）個(gè)，此DNA分子連續(xù)進(jìn)行410次復(fù)制，增加了2¹⁰-1=1023個(gè)DNA分子，因此需要提供游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸1023（a-m）個(gè)．
故答案為：
（1）限制酶、DNA連接酶 目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因
（2）受精卵   顯微注射法  體細(xì)胞  農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
（3）乳汁  尿液
（4）C  
（5）耐高溫DNA聚合酶  耐高溫  引物、4種游離的脫氧核苷酸
（6）$\frac{1}{4}$  1023（a-m）

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因生物培育過(guò)程圖，考查基因工程的原理及技術(shù)、植物組織培養(yǎng)、胚胎工程等知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、工具及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各過(guò)程的名稱；識(shí)記植物組織培養(yǎng)的過(guò)程及意義；識(shí)記胚胎移植技術(shù)的應(yīng)用．