高中習(xí)題 生物選修3-1.doc

選修三 專題11螢火蟲發(fā)光是體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。如果熒光素酶存在于植物體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光。一直以來(lái)熒光素酶的惟一來(lái)源是從螢火蟲腹部提取。但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過(guò)轉(zhuǎn)基因工程實(shí)現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氲酱竽c桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶。請(qǐng)你根據(jù)已有的知識(shí)回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是_，具體操作過(guò)程中下圖所示的黏性末端是由_種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。(2)在上述過(guò)程中需要多種酶的參與，其中包括限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶和_等。(3)將此目的基因?qū)氲酱竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫助。下列各項(xiàng)是選取載體時(shí)必須考慮的是_(多選)。A能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存B具有特定的限制酶切割位點(diǎn)C具有與目的基因相同的堿基片段D具有某些標(biāo)記基因(4)本實(shí)驗(yàn)中將目的基因?qū)氪竽c桿菌的載體可以是_(多選)。A質(zhì)粒 B動(dòng)物病毒C噬菌體 D植物病毒(5)在此轉(zhuǎn)基因工程中，將體外重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，并使其在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存和表達(dá)的過(guò)程稱為_(kāi)。最常用的方法是首先用_處理大腸桿菌，目的是_。(6)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，用_技術(shù)來(lái)檢測(cè)。目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，除了通過(guò)大腸桿菌是否發(fā)光來(lái)確定外，還可以通過(guò)_特異性反應(yīng)來(lái)判斷。解析：(1)由題干信息可知，目的基因是熒光素酶基因。圖中黏性末端第1、3相同，第2、4相同，因此是由2種限制酶切割而成的。(2)基因工程操作的工具酶有限制酶、DNA連接酶等。(3)運(yùn)載體必須具備能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存、具多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、具標(biāo)記基因等特點(diǎn)。(4)常用的載體是質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等，由于受體細(xì)胞是大腸桿菌，因此可選用質(zhì)粒和噬菌體。(5)將目的基因?qū)胛⑸飼r(shí)，常用感受態(tài)細(xì)胞法，一般用Ca2處理受體細(xì)胞，使之處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(6)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可用DNA分子雜交技術(shù)，而檢測(cè)目的基因是否表達(dá)可用抗原抗體特異性反應(yīng)的方法。答案：(1)熒光素酶基因2(2)DNA連接酶(3)A、B、D(4)A、C(5)轉(zhuǎn)化Ca2使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)(處于感受態(tài)細(xì)胞狀態(tài))(6)DNA分子雜交抗原抗體2農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)擬采用基因工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)要獲得該抗病基因，可采用_、_等方法。為了能把該抗病基因轉(zhuǎn)入到棉花細(xì)胞中，常用的運(yùn)載體是_。(2)要使運(yùn)載體與該抗病基因連接，首先應(yīng)使用_進(jìn)行切割。假如運(yùn)載體被切割后，得到的分子末端序列為 ，則能與該運(yùn)載體連接的抗病基因分子末端是() (3)切割完成后，采用_將運(yùn)載體與該抗病基因連接，連接后得到的DNA分子稱為_(kāi)。(4)再將連接得到的DNA分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿菌去_棉花細(xì)胞，利用植物細(xì)胞具有的_性進(jìn)行組織培養(yǎng)，從培養(yǎng)出的植株中_出抗病的棉花。(5)該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是()A淀粉 B脂質(zhì)C蛋白質(zhì) D核酸(6)轉(zhuǎn)基因棉花獲得的_是由該表達(dá)產(chǎn)物來(lái)體現(xiàn)的。解析：基因工程有四步曲，解答本題時(shí)就緊扣這四步曲。獲得抗病毒基因常用的方法是從細(xì)胞中直接分離目的基因或根據(jù)mRNA堿基順序和蛋白質(zhì)的氨基酸序列人工合成目的基因；在基因工程中，常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒；可以先用限制性內(nèi)切酶把目的基因和運(yùn)載體切出相同的黏性末端；再用DNA連接酶將運(yùn)載體和目的基因連接起來(lái)，構(gòu)成重組DNA分子；用導(dǎo)入重組DNA分子的農(nóng)桿菌感染棉花細(xì)胞，并用組織培養(yǎng)的方法把這樣的棉花細(xì)胞培育出個(gè)體，從中篩選出有抗病性狀的棉花；最后進(jìn)行鑒定，可把普通棉和抗蟲棉在同等條件下讓害蟲吞食，觀察其效果即可。答案：(1)從細(xì)胞中分離化學(xué)方法人工合成Ti質(zhì)粒(2)限制性內(nèi)切酶(限制酶)A(3)DNA連接酶重組DNA(4)感染全能篩選(選擇)(5)C(6)抗病性狀3人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的p53基因，生物技術(shù)可對(duì)此類基因的變化進(jìn)行檢測(cè)。(1)目的基因的獲取方法通常包括_和_。(2)上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的p53基因的部分區(qū)域。與正常人相比，患者在該區(qū)域的堿基會(huì)發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對(duì)；這種變異被稱為_(kāi)。(3)已知限制酶E識(shí)別序列為CCGG，若用限制酶E分別完全切割正常人和患者的p53基因部分區(qū)域(見(jiàn)上圖)，那么正常人的會(huì)被切成_個(gè)片段；而患者的則被切割成長(zhǎng)度為_(kāi)對(duì)堿基和_對(duì)堿基的兩種片段。(4)如果某人的p53基因部分區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對(duì)的四種片段，那么該人的基因型是_(以P表示正?；?，P表示異?；?。解析：(1)目的基因通常從細(xì)胞中直接分離或通過(guò)化學(xué)方法人工合成。(2)對(duì)比正常人和患者p53基因部分區(qū)域的堿基對(duì)序列可知：正?；蛑械腃G堿基對(duì)被TA堿基對(duì)替換而成為異?；颉?3)由圖示知：正常人的p53基因部分區(qū)域有2個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，用限制酶E對(duì)正常人的該基因區(qū)域進(jìn)行切割，將得到長(zhǎng)度分別為290對(duì)堿基、170對(duì)堿基和200對(duì)堿基3個(gè)片段。異?；蛞驂A基替換而失去一個(gè)限制酶E的切割位點(diǎn)，故用限制酶E切割患者的p53基因部分區(qū)域，只能得到長(zhǎng)度為460對(duì)堿基和220對(duì)堿基的2種片段。(4)若某人的該基因區(qū)域用限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、290、220和460堿基對(duì)4種片段。說(shuō)明該人既有正常基因，又有異?；?，故該人基因型為PP。答案：(1)從細(xì)胞中分離通過(guò)化學(xué)方法人工合成(2)見(jiàn)下圖基因堿基對(duì)的替換(基因突變)(3)3460220(4) PP4依據(jù)基因工程技術(shù)有關(guān)原理回答下列問(wèn)題：(1)限制性核酸內(nèi)切酶是在基因工程中用來(lái)切開(kāi)DNA的酶，EcoRI是大腸桿菌的R型菌體分離而來(lái)的限制性核酸內(nèi)切酶，它總是在一定的堿基序列中切斷DNA。以下的堿基序列表示的是EcoRI的識(shí)別序列，請(qǐng)用箭頭在下圖中畫出EcoRI的作用部位：(2)獲取目的基因途徑有生物體內(nèi)提取或_。(3)下圖是將人類的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖，所用的載體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌B內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因，質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌B后，其上的基因能得到表達(dá)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：簡(jiǎn)述構(gòu)建重組質(zhì)粒的主要過(guò)程_。導(dǎo)入細(xì)菌B細(xì)胞的目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是_。(4)假如預(yù)期到某種酶的功能，要設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，下列圖示中：是_；是_。答案：(1) (2)人工合成(3)用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)有黏性末端的切口；用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端；將切下的目的基因片段插入到質(zhì)粒的切口處，再加入適量的DNA連接酶，使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合成重組質(zhì)粒受體細(xì)胞通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，即人的生長(zhǎng)激素(4)分子設(shè)計(jì)具有一定氨基酸序列的多肽鏈5已知SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗，開(kāi)展了前期研究工作，其簡(jiǎn)要的操作流程如下： (1)實(shí)驗(yàn)步驟所代表的反應(yīng)過(guò)程是_。(2)步驟構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必須使用限制性內(nèi)切酶和_酶，后者的作用是將用限制性內(nèi)切酶切割的_和_連接起來(lái)。(3)為了檢驗(yàn)步驟所表達(dá)的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用_與_進(jìn)行抗原抗體特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論。(4)步驟和的結(jié)果相比，原核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白的氨基酸序列_(相同，不同)，根本原因是_。解析：(1)利用RNA獲取DNA，一般采用逆轉(zhuǎn)錄的方法，在這一過(guò)程中需要逆轉(zhuǎn)錄酶；(2)目的基因與載體結(jié)合，先用限制性內(nèi)切酶在目的基因和載體上切出相同的黏性末端，將目的基因片段插入載體的切口處，再加入適量DNA連接酶，將黏性末端連接起來(lái)；(3)通過(guò)大腸桿菌合成的S蛋白，結(jié)構(gòu)和功能可能會(huì)發(fā)生變化，可與人體內(nèi)產(chǎn)生的抗S蛋白的抗體進(jìn)行抗原抗體特異性反應(yīng)，以此進(jìn)行檢測(cè)；(4)因轉(zhuǎn)入的目的基因相同，翻譯出的蛋白質(zhì)一般情況下也相同。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄(2)DNA連接運(yùn)載體S基因(3)大腸桿菌中表達(dá)的S蛋白SARS康復(fù)病人血清(4)相同表達(dá)蛋白質(zhì)所用的基因相同6如圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出來(lái)的殺蟲晶體蛋白質(zhì)基因(簡(jiǎn)稱Bt基因)及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的圖解。請(qǐng)回答：(1)在下列含有ATP和有關(guān)的酶的試管中，大量而快捷的獲取Bt基因的最佳方案是如圖所示中的()(2)寫出b過(guò)程表達(dá)式：_。(3)活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種_分子，活化的毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲的細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，導(dǎo)致細(xì)胞由于_平衡的破壞而破裂。(4)我國(guó)在“863”計(jì)劃資助下開(kāi)展Bt抗蟲棉育種等研究，這將對(duì)_、_和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。(5)胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物，但是天然胰島素在人體內(nèi)壽命只有幾小時(shí)，重癥病人每天得注射好幾次藥物，給病人增加了不便和痛苦。通過(guò)蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)胰島素的半衰期，得到長(zhǎng)效胰島素；還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下，增強(qiáng)其他部位的結(jié)合強(qiáng)度，使之難以被酶破壞，從而增強(qiáng)其穩(wěn)定性。若要利用大腸桿菌生產(chǎn)上述長(zhǎng)效胰島素，需用到的生物工程有發(fā)酵工程、_和_。用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素，與天然胰島素比較，顯著的優(yōu)點(diǎn)是_。解析：應(yīng)用基因工程技術(shù)，從蘇云金芽孢桿菌中提取殺蟲晶體蛋白基因