1、课时作业知能提升单独成册1嗜热土壤芽孢杆菌产生的葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：利用大肠杆菌表达BglB酶。(1)PCR扩增BglB基因时，选用_基因组DNA作模板。(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。BglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的BglB基因重组进该质粒，扩增的BglB基因两端需分别引入_和_不同限制酶的识别序列。(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_。解析：(1)BglB基因存在于嗜热土壤芽孢杆菌基因组中，故应以该菌的基因组DNA为模板进行基因扩增。(2)目的基
2、因与质粒进行重组时，需将目的基因插入到启动子和终止子之间，且应靠近启动子和终止子，结合示意图可知，应在扩增的BglB基因两端分别引入Nde和BamH两种限制酶的识别序列。(3)该基因表达载体中含有BglB基因，可表达产生葡萄糖苷酶分解纤维素，这样大肠杆菌就获得了分解纤维素的能力。答案：(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)NdeBamH(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶2(2017云南师大附中月考)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)cDNA文库属于_基因文库，其构建方法是：用某种生物发育的某个时期的_反转录产生的cDNA片段，与_连接后储存在一个受体菌群中。(2)切割DNA分子的工
3、具是_，它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的_断开，形成黏性末端或平末端。(3)基因工程中所使用的DNA连接酶有两类。既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端的是_DNA连接酶。(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是_；如果受体细胞是大肠杆菌，需要用_处理细胞，使之成为感受态细胞，才能吸收DNA分子。解析：(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库如cDNA文库。cDNA文库构建的方法是：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的cDNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。(2)切割DNA分子的工具是限制酶，它作用的化学键是磷酸二酯键。限制酶切割DNA后形成黏性末端或平
4、末端。(3)基因工程中所使用的DNA连接酶有EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类，前者只可“缝合”黏性末端，后者既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端。(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法；如果受体细胞是大肠杆菌，需要用Ca2处理细胞，使之成为感受态细胞，才能吸收DNA分子。答案：(1)部分mRNA载体(2)限制性核酸内切酶磷酸二酯键(3)T4(4)农杆菌转化法Ca23下图是基因工程的基本操作流程，请据图回答：(1)图中A是_；在基因工程的基本操作过程中，是_。(2)在中，只有一个步骤无碱基互补配对，该步骤是_。(3)受体细胞若是植物细胞，可选用_，还可选用_
5、，然后用_方法培养新个体。(4)若受体细胞是工程菌，则合成“表达产物”，必须经过的两个过程是_。解析：(1)获取目的基因后，与载体结合，进行基因表达载体的构建。(2)获取目的基因可用逆转录法，存在碱基互补配对，基因表达载体的构建存在黏性末端连接现象，DNA的扩增存在DNA复制现象。(3)受体细胞若是植物细胞可选用受精卵，还可选用体细胞，然后用植物组织培养的方法培养新个体。(4)蛋白质的表达必须经过转录和翻译。答案：(1)载体基因表达载体的构建(2)(3)受精卵体细胞植物组织培养(4)转录和翻译4中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人
6、员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示)，并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿素的中间产物FPP(如图中虚线方框内所示)。(1)根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入_基因。此过程构建的基因表达载体应该含有_识别和结合的部位，以驱动目的基因的转录，该部位称为启动子。(2)实验发现，酵母菌细胞导入相关基因后，这些基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是FPP还用于合成_，为提高酵母菌合成的青蒿素的产量，可通过_工程降低_酶的活性。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是：从预期蛋白质功能出发设计预
7、期的_推测应有的氨基酸序列找到相对应的_序列。要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造_来完成。解析：(1)由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因。因此，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。(2)据虚线方框所示，合成青蒿素的中间产物FPP在酵母细胞内通过ERG9酶还可以转变为固醇，因此酵母合成的青蒿素仍很少。设计具有新的生物学功能或特性的蛋白质需要通过蛋白质工程；可通过蛋白质工程降低酵母细胞内ERG9酶的活性。(3)蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相
8、应的脱氧核苷酸序列。对蛋白质的结构进行设计改造，最终必须通过对基因的修饰和合成来完成。答案：(1)ADS酶RNA聚合酶(2)固醇蛋白质ERG9(3)蛋白质结构脱氧核苷酸基因5(2017湖南长沙模拟)科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠人嵌合抗体的过程，据图回答：(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠人嵌合抗体，属于_(生物工程)的范畴。(2)图示过程是根据预期的_，设计_，最终必须对_进行操作，此操作中改变的是_。(3)经过改造的鼠人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是_(从免疫角度考虑)。(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是_。解析：(1)通过图示可知鼠人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能的蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用会减小。(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以成为蛋白质工程中最大的障碍。答案：(1)蛋白质工程(2)嵌合抗体功能嵌合抗体的结构基因碱基对(3)对人体的不良反应减小(4)设计嵌合抗体的空间结构
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