【2023年高考一輪課程】生物 全國通用版 基因工程教案

第II缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細胞無可利用的碳源細胞質基質無氧呼吸A基因片段【解析】〔1〕由于酶①與酶②的切口堿基序列相同，酶③與酶④的切口堿基序列相同，所以為防止酶切片段的自身連接，可選用的限制酶組合是酶①③或酶②④。

〔2〕設置菌株Ⅰ為對照，是為了驗證質粒DNA和酵母菌基因組不攜帶纖維素酶基因，即普通酵母菌不能夠利用環(huán)境中的纖維素。

〔3〕纖維素酶基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程。與菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中參與纖維素酶合成和分泌的細胞器還有內質網、高爾基體。

〔4〕由于菌株Ⅱ中的重組質粒缺少信號肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到細胞外，導致細胞無可用的碳源，所以在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上分別培養(yǎng)菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株Ⅱ不能存活。

〔5〕酵母菌進行無氧呼吸生成酒精，其產生部位是細胞質基質．在利用纖維素生產酒精時，菌株Ⅳ更具優(yōu)勢，因為導入的重組質粒含有A基因片段，使分泌的纖維素酶固定于細胞壁，減少因培養(yǎng)液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。3.胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體,圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的根本流程(融合蛋白A、B分別表示β-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請答復以下問題:(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的根本結構是。(2)圖1中啟動子是酶識別和結合的部位，有了它才能啟動目的基因的表達；氨芐青霉素抗性基因的作用是。(3)構建基因表達載體時必需的工具酶有。(4)茁-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達,可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部,其意義在于。(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且β-半乳糖苷酶被切成多個肽段,這是因為。(6)根據(jù)圖2中胰島素的結構,請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結果是,理由是?！敬鸢浮俊?〕終止子〔2〕RNA聚合作為標記基因，將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來〔3〕限制酶和DNA連接酶〔4〕防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解〔5〕β-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸，而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸〔6〕至少2個兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基，氨基酸的R基中可能還含有游離的氨基【解析】〔1〕基因表達載體包括復制原點、啟動子、終止子、標記基因和目的基因，圖1基因表達載體缺少終止子。〔2〕啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位，使目的基因轉錄；氨芐青霉素抗性基因是標記基因，能夠將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來?！?〕構建基因表達載體需要的工具酶是限制酶和DNA連接酶?！?〕將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部，可防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解。〔5〕由于β-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸，而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸，所以用溴化氰處理相應的融合蛋白，可獲得完整的A鏈或B鏈，β-半乳糖苷酶被切成多個肽段?！?〕胰島素共有兩條肽鏈，每條肽鏈的一端各有一個游離的氨基，而氨基酸的R基中可能還含有游離的氨基，所以每個胰島素分子中至少含有2個游離的氨基。4.在體內，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內質網中經酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經酶乙切割去除中間片段C后，產生A、B兩條肽鏈，再經酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術可大量生產胰島素。答復以下問題：〔1〕人體內合成前胰島素原的細胞是＿＿＿＿＿，合成胰高血糖素的細胞是＿＿＿＿＿?！?〕可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的＿＿＿＿＿序列，用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重組表達載體。再經過細菌轉化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成＿＿＿＿＿的基因工程菌?！?〕用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時，培養(yǎng)液無抗原抗體反響，菌體有抗原抗體反響，那么用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應從＿＿＿＿＿中別離、純化胰島素原。胰島素原經酶處理便可轉變?yōu)橐葝u素?！敬鸢浮俊?〕胰島B細胞胰島A細胞〔2〕DNA〔序列〕胰島素原〔3〕菌體【解析】〔1〕由題意可知，前胰島素原在細胞內經加工后成為胰島素，人體合成胰島素的細胞是胰島B細胞，所以合成前胰島素原的細胞也是胰島B細胞；合成胰高血糖素的細胞是胰島A細胞。〔2〕根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，可設計并合成編碼胰島素原的DNA序列〔即目的基因〕；用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重組表