【正文】 (1)圖中通過過程 ① 、 ② 形成重組質(zhì)粒 ,需要限制 酶切取目的基因 、 切割質(zhì)粒 。 限制酶 Ⅰ 的識別序 列和切點是 — G↓ GATCC— ,限制酶 Ⅱ 的識別序列和 切點是 — ↓ GATC— 。 在質(zhì)粒上有酶 Ⅰ 的一個切點 , 在目的基因的兩側(cè)各有 1個酶 Ⅱ 的切點。 ① 請畫出質(zhì)粒被限制酶 Ⅰ 切割后所形成的黏性末端 。 ② 在 DNA連接酶的作用下 ,上述兩種不同限制酶切 割后形成的黏性末端能否連接起來 ? 。 理由是 。 (2)過程 ③ 將重組質(zhì)粒導入豬胎兒成纖維細胞時 , 采用最多也最有效的方法是 。 (3)如果將切取的 GFP基因與抑制小豬抗原表達的 基因一起構(gòu)建到載體上 ,GFP基因可以作為基因表 達載體上的標記基因 ,其作用是 。 獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬 ,可以解決的醫(yī)學難題是可以 避免 。 (4)目前科學家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍色熒 光蛋白 、 黃色熒光蛋白等 ,采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制 造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是 (用 數(shù)字表示 )。 ① 推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷 酸序列 ② 藍色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ③ 藍色熒光蛋白基因的修飾 (合成 ) ④ 表達出藍 色熒光蛋白 解析 限制性核酸內(nèi)切酶識別特定的核苷酸序列 , 并在特定的切割位點切割 ,產(chǎn)生黏性末端 。 限制酶 Ⅰ 和 Ⅱ 切割后產(chǎn)生的黏性末端相同 ,即均產(chǎn)生 GATC 序列 ,因此可以用 DNA連接酶連接起來 。 目的基因 導入動物細胞最常用 、 最有效的方法是顯微注射 法 。 標記基因可以檢測目的基因是否導入受體細 胞 。 用轉(zhuǎn)基因克隆豬進行器官移植等醫(yī)學難題 ,可 以避免發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 。 答案 (1)① (只寫出切割后形成的的部分即可 ) — G↓ GATC C— — G GATCC— — C CTAG↑ G— — CCTAG G— ② 可以連接 因為由兩種不同限制酶切割后形成 的黏性末端是相同的 (或是可以互補的 ) (2)顯微注射技術(shù) (3)鑒定受體細胞中是否含有目的基因 發(fā)生免疫 排斥反應(yīng) (4)②①③④ 用酶 Ⅰ 切割 程示意圖 ,請據(jù)圖作答。 (1)判斷某人患糖尿病的主要方法有 。 (2)能否利用人的皮膚細胞來完成①過程？ , 為什么？ 。 (3)為使過程 ⑧ 更易進行 ,可用 處理 D 的細胞 。 D細胞一般選用大腸桿菌或枯草桿菌的原 因是 。 (4)下圖 A～ D段表示質(zhì)粒的某片段 ,若 B表示啟動子 , 為使目的基因直接表達 ,目的基因 C插入的最佳位 點是圖中的 處 (填數(shù)字序號 )。 (5)根治糖尿病的最佳方法是 。 (6)基因工程其他方面的應(yīng)用 ,如被用于培育轉(zhuǎn)胰 蛋白酶抑制劑基因的蔬菜 ,但若對該蔬菜處理不當 , 可能給人體帶來的負面影響是 。 解析 (1)糖尿病患者空腹時的血糖濃度持續(xù)高于 ～ g/L,且尿液中含有糖 。 (2)胰島素基因 的表達只在胰島 B細胞內(nèi) ,人皮膚細胞內(nèi)雖有胰島 素基因 ,但不表達 。 (3)過程 ⑧ 是將目的基因?qū)? 大腸桿菌中 ,可用 Ca2+處理受體細胞 ,使之處于感受 態(tài) 。 大腸桿菌 、 枯草桿菌繁殖速度快 ,目的基因表 達迅速 ,故作受體細胞 。 (4)啟動子位于基因的首 端 ,以驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出 mRNA。 (5)通過基因治療可 根治糖尿病 。 (6)轉(zhuǎn)胰蛋白酶抑制劑基因的表達產(chǎn) 物胰蛋白酶抑制劑可能會抑制人胰蛋白酶活性 ,從 而影響食物的消化 。 答案 (1)空腹時的血糖濃度持續(xù)高于 ～ g/L, 且尿液中有糖 (2)不能 皮膚細胞中的胰島素基因不表達 ,不能 形成胰島素 mRNA (3)CaCl2(或 Ca2+) 繁殖速度快 ,目的基因表達迅速 (4)③ (5)基因治療 (6)胰蛋白酶抑制劑會抑制人的胰蛋白酶的活性 , 影響食物蛋白的消化 ,但是胰島素被注射到 人體后 ,會堆積在皮下 ,要經(jīng)過較長的時間才能進 入血液 ,而進入血液的胰島素又容易分解 ,因此 ,治 療效果受到影響 。 如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計速效 胰島素的生產(chǎn)過程 ,請據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵 ,圖 中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是 。 (2)通過 DNA合成形成的新基因應(yīng)與 結(jié) 合后轉(zhuǎn)移到 中才能得到準確表達 。 (3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素 ,需用到的 生物工程有 、 和發(fā)酵工程 。 (4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的 基本思路是什么？ 。 (5)下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法 ,錯誤的是 ( ) ,使之 更加符合人類需要 進行操作 ,定向改變分子的結(jié)構(gòu) 白質(zhì)分子 ,又稱為第二代 基因工程 解析 (1)蛋白質(zhì)工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質(zhì) 功能的特定需求 ,對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計 ,因 此 ,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是胰島素的預 期功能 。 (2)合成的目的基因應(yīng)與載體構(gòu)建基因表 達載體后導入受體細胞中才能得以表達 。 (3)利用 蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界原本不存在的蛋白質(zhì) ,需對 原有的胰島素進行改造 ,根據(jù)新的胰島素中氨基酸 的序列推測出其基因中的脫氧核苷酸序列 ,人工合 成新的胰島素基因 ,形成目的基因 ,改造好的目的 基因需通過基因工程來生產(chǎn)基因產(chǎn)物 ,并且在生產(chǎn) 過程中要借助工程菌 ,所以還需要進行發(fā)酵 ,因此 該過程涉及蛋白質(zhì)工程 、 基因工程和發(fā)酵工程 。 (4)由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因 ,其基本設(shè) 計思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中氨基酸的序列 ,推測出 基因中的脫氧核苷酸序列 。 然后用 DNA合成儀直接 合成出新的基因 。 (5)由于基因決定蛋白質(zhì) ,因此 , 要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造 ,最終還必須通過 改造基因來完成 ,而不是直接對蛋白質(zhì)分子進行 操作。 答案 (1)蛋白質(zhì)的預期功能 (2)載體 大腸桿菌等受體細胞 (3)蛋白質(zhì)工程 基因工程 (4)根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列 ,推測出其基 因中的脫氧核苷酸序列 ,然后利用 DNA合成儀來合 成出新的胰島素基因 (5)B 返回