【題目】為增加油葵種子中的含油量，科學(xué)家嘗試將花生中的酶A基因?qū)胗涂?xì)胞，獲得轉(zhuǎn)基因油葵新品種。

（1）為獲取目的基因，可從花生細(xì)胞中提取_________，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA。以此cDNA為模板通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。

（2）構(gòu)建重組DNA分子（如圖所示）最好選用_________限制酶，目的是可避免_________。

（3）普通大腸桿菌細(xì)胞中沒有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因，將構(gòu)建的重組DNA分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌中,將獲得的農(nóng)桿菌接種在含_________的固體平板上培養(yǎng)得到含重組質(zhì)粒的單菌落，再利用培養(yǎng)基震蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉(zhuǎn)化的浸染液。

（4）剪取油葵的葉片放入浸染液中一段時間后，經(jīng)過篩選獲得轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞。最后經(jīng)過__________________

培育成轉(zhuǎn)基因油葵植株。此種技術(shù)的原理是_________。

（5）研究發(fā)現(xiàn)，如果將該酶A的20位和24位氨基酸變?yōu)榘腚装彼�，其催化能力將提�?/span>2倍。通過蛋白質(zhì)工程對酶A進(jìn)行改造，所需步驟有_________。

a．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) b．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能分析

c．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的定向改造 d．酶A基因的定向改造

e．將改造后的酶A基因?qū)胧荏w細(xì)胞 f．將定向改造的酶A導(dǎo)入受體細(xì)胞

（6）經(jīng)過種植轉(zhuǎn)基因油葵發(fā)現(xiàn)，雖然轉(zhuǎn)基因油葵種子中含油量上升，但是抗灰霉菌的能力丟失，其原因是_________。

【答案】mRNA BamHⅠ和 PstⅠ 質(zhì)粒自身的黏性末端連接或目的基因與質(zhì)粒反向連接 氨芐青霉素 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 植物細(xì)胞的全能性 b、a、d、e 抗灰霉菌基因沒有表達(dá)（或丟失等）

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）逆轉(zhuǎn)錄過程需要從供體細(xì)胞內(nèi)提取出的 mRNA 為模板，以脫氧核苷酸為原料合成 cDNA。

（2）構(gòu)建重組 DNA 分子時選用的限制酶要不破壞目的基因，所以不能用 EcoR I，同時盡量防止質(zhì)粒自身的黏性末端連接或目的基因與質(zhì)粒反向連接，所以最好選用兩種限制酶， 即 BamHⅠ和 PstⅠ。

（3）根據(jù)限制酶的切割位點(diǎn)，由于使用 BamHⅠ和 PstⅠ會破壞抗四環(huán)素標(biāo)記基因，但抗氨芐青霉素的標(biāo)記基因是完整的所以只能用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選含重組質(zhì)粒的單菌落。

（4）得到轉(zhuǎn)基因細(xì)胞后，要培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植株，需要用植物的組織培養(yǎng)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，其依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。

（5）蛋白質(zhì)工程的步驟是：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能分析→蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→酶 A 基因的定向改造→將改造后的酶 A 基因?qū)胧荏w細(xì)胞→獲得所需蛋白質(zhì)。

（6）轉(zhuǎn)基因油葵種子中含油量上升，但抗灰霉菌的能力丟失，原因可能是抗灰霉菌基因未表達(dá)或丟失。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】阿爾茨海默�。�AD）是一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。AD患者的神經(jīng)細(xì)胞外β淀粉樣蛋白（Aβ）沉積，會損壞周圍神經(jīng)細(xì)胞膜和線粒體膜，從而導(dǎo)致神經(jīng)元發(fā)生“過勞死”。淀粉樣前體蛋白（APP）的酶切片段被分泌到細(xì)胞外發(fā)揮功能，其中一段會形成Aβ，因此以往研究更多關(guān)注在Aβ上，然而針對Aβ研發(fā)的藥物在近年均被證明無效。為尋找阿爾茨海默病的新治療途徑，研究者希望通過實(shí)驗(yàn)了解APP其他酶切片段（比如sAPPα）的生理功能。回答下列問題：

（1）由于APP蛋白集中表達(dá)于神經(jīng)元突觸部位，研究者推測，分泌的sAPPα可能與突觸部位細(xì)胞表面的__________結(jié)合，進(jìn)而影響神經(jīng)調(diào)節(jié)。

（2）為研究sAPPα神經(jīng)元電信號的影響，將體外培養(yǎng)的自身不表達(dá)APP蛋白的神經(jīng)元分成兩組，實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞的培養(yǎng)基中加入sAPPα，對照組細(xì)胞的培養(yǎng)基中不加sAPPα，兩組神經(jīng)元電信號的變化如下圖1所示，分析可知，sAPPα_______（填“促進(jìn)”或“抑制”）了神經(jīng)元電信號頻率。進(jìn)一步研究顯示，sAPPα通過圖2所示途徑影響神經(jīng)元之間的信號傳遞。分析圖2可知，sAPPα的作用機(jī)理是_____________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，sAPPα中一個由17個氨基酸組成的多肽片段（APPl7mer）就具有sAPPα的生理功能。為驗(yàn)證該多肽片段在生物個體水平是否有效，有人利用同一批正常小鼠設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：

組別

實(shí)驗(yàn)處理

檢測

實(shí)驗(yàn)組

給小鼠注射一定量的人工合成的多肽片段（APP17mer）溶液

分別檢測實(shí)驗(yàn)組和對照組給小鼠海馬神經(jīng)元的電信號

對照組

小鼠注射等量的生理鹽水

該實(shí)驗(yàn)方案存在的缺陷是_____________；對本實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是______________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】SNP是基因組水平上由單個核苷酸的變異引起的DNA序列多態(tài)性。科研人員利用SNP對擬南芥抗鹽突變體的抗鹽基因進(jìn)行定位。

(1)SNP在擬南芥基因組中廣泛存在，在不同DNA分子及同一DNA分子的不同部位存在大量SNP位點(diǎn)，某些SNP在個體間差異穩(wěn)定，可作為DNA上特定位置的遺傳____。

(2)研究者用化學(xué)誘變劑處理野生型擬南芥，處理后的擬南芥自交得到的子代中抗鹽：不抗鹽=1:3，據(jù)此判斷抗鹽為____性狀。

(3)為進(jìn)一步得到除抗鹽基因突變外，其他基因均與野生型相同的抗鹽突變體（記為m），可采用下面的雜交育種方案。

步驟一：抗鹽突變體與野生型雜交；

步驟二：____：

步驟三：____；

步驟四：多次重復(fù)步驟一一步驟三。

(4)為確定抗鹽基因在Ⅱ號還是Ⅲ號染色體上，研究者用抗鹽突變體m與另一野生型植株B雜交，用分別位于兩對染色體上的SNP1和SNP2（見下圖）進(jìn)行基因定位。

①將m和B進(jìn)行雜交，得到的F1，植株自交。將F1植株所結(jié)種子播種于____的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到F2抗鹽植株。

②分別檢測F2抗鹽植株個體的SNPI和SNP2，若全部個體的SNP1檢測結(jié)果為____，

SNP2檢測結(jié)果SNP2m和SNP2B的比例約為_____，則抗鹽基因在Ⅱ號染色體上，且與SNP1m不發(fā)生交叉互換。

(5)研究者通過上述方法確定抗鹽基因在某染色體上，為進(jìn)一步精確定位基因位置，選擇該染色體上8個不同的SNP,得到與抗鹽基因發(fā)生交叉互換的概率，如下表。據(jù)表判斷，抗鹽基因位于____SNP位置附近，作出判斷所依據(jù)的原理是_________________

(6)結(jié)合本研究，請例舉SNP在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可能的應(yīng)用前景___________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】科學(xué)家分離出兩個蛙心進(jìn)行心臟灌流實(shí)驗(yàn)，蛙心2的神經(jīng)被剝離，蛙心1的神經(jīng)未被剝離，實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如下圖所示。下列敘述不正確的是

A. 實(shí)驗(yàn)中所用任氏液的理化性質(zhì)應(yīng)接近蛙的內(nèi)環(huán)境

B. 電刺激蛙心1的神經(jīng)之前，兩個蛙心的收縮頻率基本一致

C. 蛙心1的電信號可以直接傳遞給蛙心2改變其節(jié)律

D. 受到電刺激的蛙心1神經(jīng)產(chǎn)生了抑制蛙心2收縮的化學(xué)物質(zhì)

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】番茄營養(yǎng)豐富，栽培廣泛。為提高溫室番茄產(chǎn)量，研究補(bǔ)光時長和補(bǔ)光光質(zhì)對番茄凈光合速率Pn（即光合作用合成有機(jī)物的速率減去呼吸作用消耗有機(jī)物的速率）的影響，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述不正確的是（ ）

A.延長補(bǔ)光時間可提高凈光合速率

B.補(bǔ)充3種光質(zhì)均能提高凈光合速率

C.補(bǔ)充紅光與藍(lán)光可能提高了合成有機(jī)物的速率

D.延長光照4h效果最佳

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】科學(xué)家在研究線粒體組分時，首先將其放在低滲溶液中獲得漲破的外膜，經(jīng)離心后將外膜與內(nèi)膜包裹的基質(zhì)分開。再分別用超聲波、尿素處理線粒體內(nèi)膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。研究發(fā)現(xiàn)含F(xiàn)0—F1顆粒的內(nèi)膜小泡能合成ATP，含F(xiàn)0顆粒內(nèi)膜小泡不能合成ATP。下列說法不正確的是 (　　)

A.線粒體放入低滲溶液中，外膜漲破的原理是滲透作用

B.該過程能體現(xiàn)線粒體膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，線粒體膜可參與構(gòu)成生物膜系統(tǒng)

C.線粒體基質(zhì)中可能含有的化學(xué)成分有水、ATP、核苷酸、氨基酸、葡萄糖等

D.線粒體內(nèi)膜上F1顆粒的功能可能是催化ATP的合成

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】糖類和蛋白質(zhì)都是生物體的重要化合物。圖一為糖類的概念圖，圖二是部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)和多種蛋白質(zhì)。請分析回答：

（1）據(jù)圖一，如果某種單糖A為果糖，則它與葡萄糖縮合失去1分子水后形成的物質(zhì)①是________。

（2）據(jù)圖一，如果多個某種單糖A經(jīng)縮合反應(yīng)形成物質(zhì)③作為動物細(xì)胞中儲存能量的物質(zhì)，則物質(zhì)③是________；如果縮合反應(yīng)形成的物質(zhì)③作為植物細(xì)胞壁的組成成分，則合成③的場所是_______。

（3）據(jù)圖一，如果某種單糖A與磷酸和堿基結(jié)合形成物質(zhì)②，其中堿基是尿嘧啶，則形成的物質(zhì)②是________，它是構(gòu)成________(中文名稱)的基本單位。

（4）據(jù)圖二，如果A蛋白參與細(xì)胞間的相互粘連，則在動物細(xì)胞工程中常用_______處理組織碎塊，使細(xì)胞分散開。B蛋白與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān)，若轉(zhuǎn)運(yùn)過程不消耗ATP，則轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為________，試舉符合該運(yùn)輸方式的一個例子：________。D蛋白和細(xì)胞骨架共同完成細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸，細(xì)胞骨架的化學(xué)本質(zhì)是________。

（5）動物細(xì)胞膜中除了磷脂外，還含有少量的膽固醇，膽固醇除此作用外，還有____________作用。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】（1）從微生物所能利用的氮源種類來看，一部分微生物是不需要利用氨基酸作為氮源的，它們能把_______________（列舉兩例）等簡單氮源用于合成所需要的一切氨基酸，因而可稱為“氨基酸自養(yǎng)型生物”。

（2）伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基可用于飲用水大腸桿菌數(shù)目的測定，根據(jù)培養(yǎng)基上黑色菌落的數(shù)目推測大腸桿菌的數(shù)量。但單位體積飲用水中大腸桿菌數(shù)量相對較少，若直接將一定體積的自來水接種到培養(yǎng)基中，培養(yǎng)后可能無法得到菌落或菌落數(shù)目太少，可通過“濾膜法”解決這個問題，其操作思路是：_____________。除上述方法外，稀釋涂布平板法和_________法是測定微生物數(shù)量更常用的兩種方法。

（3）在固定化細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉等物質(zhì)能作為包埋細(xì)胞載體的原因是________________________________________。在工業(yè)生產(chǎn)中，細(xì)胞的固定化是在嚴(yán)格_______條件下進(jìn)行的。

（4）為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖。

加酶洗衣粉中目前常用的四類酶制劑除纖維素酶外，還有___________（至少答兩類）。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能否得出堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強(qiáng)，并說明原因_______________________________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】抗原與抗體形成的復(fù)合物可激活血清中的C蛋白，從而形成C蛋白復(fù)合物。后者可在被抗體結(jié)合的細(xì)胞膜上形成親水性穿膜孔道，使細(xì)胞發(fā)生破裂。用綿羊紅細(xì)胞免疫小鼠后，小鼠脾臟中產(chǎn)生能分泌特異性抗體的漿細(xì)胞。將免疫小鼠的脾臟細(xì)胞、綿羊紅細(xì)胞、C蛋白混合后，觀察綿羊紅細(xì)胞裂解的相對量，用以評估產(chǎn)生抗體的漿細(xì)胞的功能。對此實(shí)驗(yàn)原理及結(jié)論的分析，錯誤的是

A.綿羊紅細(xì)胞膜上有刺激小鼠產(chǎn)生抗體的抗原

B.小鼠體內(nèi)漿細(xì)胞的產(chǎn)生過程中有T細(xì)胞參與

C.C蛋白復(fù)合體參與了綿羊紅細(xì)胞的裂解過程

D.裂解的綿羊紅細(xì)胞數(shù)量與抗體的數(shù)量成反比

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