《备战2021届高考生物一轮专题复习：第1讲基因工程-作业 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考生物一轮专题复习：第1讲基因工程-作业 (2)（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 课时作业课时作业知能提升知能提升 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
2、中， 故应以该菌的基因组DNA 为模板进行基因扩增。(2)目的基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(2018广东江门模拟)图 1 表示含目的基因的 DNA 片段，图 2 表示质粒(已知 Pst、 EcoR和 Hind三种限制酶切
3、割后产生的黏性末端都不相同)。 请回答下 列问题： (1)已知 DNA 的合成方向总是从子链的 5端向 3端延伸。利用 PCR 技术以图 1 中的 DNA 片段为模板扩增目的基因，需要的引物有_(从 A、B、C、D 2 四种单链 DNA 片段中选择)。 (2)要保证目的基因能与图 2 中的质粒连接， 要将(1)中选出的两种引物的 5端分 别添加上_两种限制酶的识别序列。在此基础上，对扩增的目的基因和 质粒都用这两种限制酶处理，待基因表达载体构建完成后，加入到含大肠杆菌的 转化液中。要从中分离出含该重组质粒的大肠杆菌单菌落，请简述操作思路： _ _。 (3) 从 DNA 分 子 结 构 分 析
4、， 上 述 操 作 用 到 的 工 具 酶 作 用 的 共 同 点 是 _。 解析： (1)已知 DNA 的合成方向总是从子链的 5端向 3端延伸。组成 DNA 分 子的两条链是反向平行的。 因此， 利用 PCR 技术以图 1 中的 DNA 片段为模板扩 增目的基因，需要的引物有 B、C。(2)根据图 2 中不同限制酶在质粒上的识别位 点可知，如果用 Pst和 Hind、或者用 EcoR和 Hind切割质粒，均会把质 粒上的两个抗性基因(标记基因)全破坏，所以只能用 Pst、EcoR切割质粒。 为了构建基因表达载体，含目的基因的 DNA 片段也应用这两种限制酶切割，因 此，要保证目的基因能与图
5、 2 中的质粒连接，应将(1)中选出的两种引物的 5端 分别添加上 Pst、EcoR两种限制酶的识别序列。用 Pst、EcoR两种限制 酶切割质粒后，质粒上只剩下抗四环素基因作为标记基因，因此，要从转化液中 分离出含该重组质粒的大肠杆菌单菌落， 可将转化液接种在加入四环素的固体培 养基上，在适宜条件下培养一段时间后，观察是否有菌落生长。(3)上述操作用 到的工具酶包括限制酶和 DNA 连接酶，这两种酶作用的共同点是都作用于磷酸 二酯键，不作用于氢键。 答案：(1)B、C(2)Pst、EcoR将转化液接种在加入四环素的固体培养基 上，在适宜条件下培养一段时间后，观察是否有菌落生长(3)都作用于磷
6、酸二 酯键，不作用于氢键 3 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)。 3 (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 F
7、PP 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：预期蛋白质功能设 计预期的_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。
8、 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：预期蛋白质功 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。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。如图表示形成鼠人嵌合抗体的过程，据图回答： 4 (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)
9、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， 对人体来说鼠源杂交瘤抗体为抗原， 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 于蛋白质的空间结构比较复杂，不易确定，所以设计嵌合抗体的空间结构成为了 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) 人体对其的不良反应减小(4)设计嵌合抗体的空间结构
