【題目】干擾素是動物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì),可用于治療病毒的感染和癌癥,但在體外保存相當困難,若使其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸,則在-70 ℃的條件下可以保存半年。某科研小組欲用大腸桿菌生產(chǎn)干擾素,回答下列相關(guān)問題:

1)從上述資料可知,要使干擾素在體外保存時間延長,需要對蛋白質(zhì)的______________進行改造,然后據(jù)其序列推測出相應基因的脫氧核苷酸序列,但是可能會設計出多種脫氧核苷酸序列,這是因為______________________________________。

2)對人工合成改造后的干擾素基因可以采用_____________技術(shù)進行擴增,操作過程中將模板DNA加熱至90~95 ℃的目的是______________________________。

3)將改造好的干擾素基因?qū)氲酱竽c桿菌還需要載體,載體必須具備_______________________(至少答出兩點)等特點,導入前需用Ca2+處理大腸桿菌,目的是________________________

4)在生產(chǎn)蛋白質(zhì)方面,與基因工程相比,蛋白質(zhì)工程的優(yōu)點是___________________。

【答案】氨基酸 密碼子具有簡并性(存在多種密碼子決定同一種氨基酸的現(xiàn)象) PCR 將雙鏈DNA解旋為單鏈 能夠在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定存在、具有多個限制酶切割位點、具有標記基因 使大腸桿菌細胞成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細胞 可生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)

【解析】

1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))

2、基本途徑:從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā),設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測應有的氨基酸序列,找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑;以下按照基因工程的一般步驟進行。(注意:目的基因只能用人工合成的方法)

1)根據(jù)題干信息,改造后的干擾素與原來相比,分子上的一個半胱氨酸變成了絲氨酸,因此是對蛋白質(zhì)的氨基酸進行改造,然后根據(jù)氨基酸序列推測出相應的mRNA序列,進而推測出基因的脫氧核苷酸序列。由于密碼子具有簡并性,因此推測出的脫氧核苷酸序列可能不止一種。

2)對基因進行體外擴增可以采用PCR技術(shù),該技術(shù)中將模板DNA加熱至9095 ℃的目的是使雙鏈DNA解旋為單鏈。

3)載體應該具備能夠在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定存在、具有多個限制酶切割位點、具有標記基因等特點;導入目的基因前用Ca2+處理大腸桿菌,是為了使大腸桿菌成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細胞。

4)基因工程在原則上只能生產(chǎn)出自然界已存在的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)工程可生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。

練習冊系列答案
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【題目】質(zhì)膜的流動鑲嵌模型如下圖所示,①~④表示物質(zhì)。下列敘述正確的是

A.①是親水的,導致它只分布在膜的一側(cè)

B.有些膜蛋白能識別來自細胞內(nèi)的化學信號

C.脂雙層的形成是由③的物理和化學性質(zhì)決定的

D.此圖為電子顯微鏡下觀察到的細胞膜亞顯微結(jié)構(gòu)

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【題目】下圖為細胞的生物膜系統(tǒng)概念圖。下列相關(guān)敘述中正確的是(

A.原核細胞中無a

B.c3處不僅能產(chǎn)生氧氣,還可以產(chǎn)生ATP

C.葡萄糖在d被徹底氧化分解,釋放的能量只有部分用于合成ATP

D.在分泌蛋白的加工和運輸過程中,fh的面積變小,i的面積變大

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【題目】如下圖1是正常人和囊性纖維病患者CFTR蛋白(一種轉(zhuǎn)運蛋白)運輸Cl-的機制,囊性纖維病患者的CFTR蛋白在第508位缺少一個苯丙氨酸,其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使CFTR蛋白轉(zhuǎn)運Cl-的功能異常而出現(xiàn)肺功能受損現(xiàn)象;圖2是中心法則的簡圖,下列說法正確的是(

A.氣管內(nèi)壁細胞的代謝過程中,發(fā)生圖2中的①②④⑤過程

B.囊性纖維病患者氣管內(nèi)壁細胞積累Cl-,直接引起肺炎

C.囊性纖維病患者的CFTR基因較正常人的基因少6個堿基

D.冀性纖維病說明基因可通過控制酶的合成直接控制性狀

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【題目】魚類容易受到環(huán)境激素等污染物的影響而出現(xiàn)性早熟現(xiàn)象,會降低魚類的生長速率和肉質(zhì)。普通大馬哈魚為二倍體,科研人員用如下圖方法培育多倍體大馬哈魚AB,提離了魚的品質(zhì)。下列分析不正確的是(

A.多倍體大馬哈魚的培育運用了染色體數(shù)目變異的原理

B.A屬于三倍體,無法繁殖后代,肉質(zhì)得到改善

C.B4個染色體組,與普通大馬哈魚為同一物種

D.B與普通大馬哈魚雜交,可能得到魚A

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【題目】某科研團隊為探究利用LED燈補光對蘿卜苗光合作用的影響,實驗中將同種蘿卜苗栽培于溫室大棚并均分為3組,每組10株,實驗中每天對實驗組蘿卜苗各補光2h,實驗中LED1補光光源為紅光:藍光:遠紅光=51015;LED2補光光源為紅光:藍光:遠紅光=41008。培育30d后測定相關(guān)指標如下圖所示。請回答下列問題:

1)實驗中每組10株且測量指標重復3次,其主要目的是_______________

2)圖中光照強度在1000~1500μmol·m-2·s-1時影響蘿卜苗凈光合速率的因素有_______________;光照強度低于500μmol·m-2·s-1,補光組并未明顯增強凈光合速率,可能原因是_______________,導致幼苗期補光所產(chǎn)生的各組差異在此階段未成為限制因素。

3)圖中在強光下時,LED2補光組的凈光合速率大于對照組,則LED2補光組葉片的光反應速率_______________(填“大于”“等于”或“小于”)對照組的光反應速率。

4)實驗發(fā)現(xiàn)補光可使蘿卜苗的光飽和點增大,光飽和點是指_______________,結(jié)合本實驗結(jié)論對生產(chǎn)強光下栽培蘿卜的指導意義是_______________。

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【題目】膽固醇是人體中一種重要化合物,血漿中膽固醇的含量受LDL(一種膽固醇含量為45%的脂蛋白)的影響。細胞中膽固醇的來源如下圖所示,下列相關(guān)敘述正確的是(

A.膽固醇是水溶性的,人體中膽固醇是構(gòu)成細胞膜的重要成分

B.圖中①過程為轉(zhuǎn)錄,其產(chǎn)物徹底水解后能得到6種不同的物質(zhì)

C.LDL可以與質(zhì)膜上的LDL受體結(jié)合,再通過主動運輸進入細胞

D.LDL受體出現(xiàn)遺傳性缺陷時,會導致血漿中的膽固醇含量減少

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【題目】如圖為顯微鏡下某植物細胞在30%蔗糖溶液中的示意圖。下列敘述中錯誤的是

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C.X/Y值能表示細胞失水的程度

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【題目】水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隱性突變體(正;M突變?yōu)?/span>m)。雄性不育植株不能產(chǎn)生可育花粉,但能產(chǎn)生正常雌配子。

1)水稻的花為兩性花,自花授粉并結(jié)種子。在雜交育種時,雄性不育植株的優(yōu)點是無需進行_________,大大減輕了雜交操作的工作量。

2)我國科研人員將緊密連鎖不發(fā)生交換的三個基因MPRP是與花粉代謝有關(guān)的基因,R為紅色熒光蛋白基因)與Ti質(zhì)粒連接,構(gòu)建重組DNA,通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)入雄性不育水稻植株細胞中,獲得轉(zhuǎn)基因植株,如下圖所示。

向雄性不育植株轉(zhuǎn)入M基因的目的是讓轉(zhuǎn)基因植株___________。轉(zhuǎn)基因植株自交后代中,雄性不育植株為___________熒光植株,由無熒光植株和紅色熒光植株的性狀分離比為11分析,P基因的功能是___________。

3)以轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的雄性不育植株為母本,以其它水稻品種為父本進行雜交,獲得雜交稻。轉(zhuǎn)基因植株中的M、PR基因不會隨著這種雜交稻的花粉擴散,這是由于轉(zhuǎn)基因植株___________,因此保證了雄性不育植株和雜交稻不含M、PR基因。

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