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降钙素是一种多肽类 激素,临床上用于治疗骨质疏松症等疾病。人的降钙素活性很低,半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条各72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Klenow酶补平,获得双链DNA,过程如下图。

在此过程中发现,合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题:
(1)Klenow酶是一种_________酶,获取新型降钙素目的基因的方法是______________________。
(2)获得的双链DNA经EcoR I(识别序列和切割位点.-G↓LAATTC-)和BamH I(识别序列和切割位点.-G↓GATCC-)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中,筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞,这是因为它___________。若选择动物乳房反应器生产新型降钙素,则应将重组DNA导入__________细胞,成功后利用胚胎工程,先进行早期胚胎培养,最后通过______________,即可获得转基因动物。
②设计EcoR I和BamH I双酶切的目的是__________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择,需要大肠杆菌质粒中含有 __________________________________。
(3)制备该新型降钙素,运用的是现代生物工程技术中的_________________工程。

(1)DNA聚合  人工合成
(2) ①繁殖速度快,单细胞生物,遗传物质少   受精卵  胚胎移植
②保证目的基因和载体定向连接
③标记基因
(3)蛋白质

解析试题分析:(1) 观察图可以发现通过Klenow酶能够将单链DNA延伸,所以它是一种DNA聚合酶;题意分析获取目的基因的方法是人工合成。
(2)①大肠杆菌是理想的受体细胞,原因是繁殖速度快,多为单细胞,遗传物质少;动物细胞常用受精卵作为受体细胞,原因是全能性高;接着通过早期胚胎培养和胚胎移植,才可获得转基因动物。
②由于EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列和切点不同,所以用EcoRⅠ和BamHⅠ同时切割,目的基因两侧形成的黏性末端不同,载体也是,这样可以保证目的基因和载体定向连接,形成重组质粒。
③基因工程中,重组质粒的鉴定和选择依靠标记基因。
(3)根据材料中“从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,获得双链DNA”,可以确定运用的现代生物工程技术是蛋白质工程。
考点:以“降钙素”为素材,考查基因工程、胚胎移植和蛋白质工程等知识,意在考查考生对所学知识的掌握、获取图文信息能力和分析推理能力的培养。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中生物 来源: 题型:综合题

有关科学探究的问题(14分)低温使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化产物,如会破坏细胞脂质的脂质过氧化产物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)是广泛存在于生物体内的能够清除过氧化产物的一种活性物质,从而增强植物的抗冷性。水杨酸是分布于植物体内的一种激素类物质,在植物的抗病、抗旱、抗冷和抗盐等方面具有明显的作用。研究人员将水稻种子萌发培养后,选择了400株水稻幼苗进行实验,步骤及结果如下表。


处       理
培养温度
MDA(umol/g)
SOD活性(U/g·min)
1
25℃的蒸馏水浇灌
  25℃
29.4
7.3
2


34.3
9.4
3
5℃的0.5mmol/L水杨酸浇灌
5℃
33.8
10.3
4
5℃的1.0mmol/L水杨酸浇灌
5℃
33.0
11.6
5

5℃
31.5
13.6
6
5℃的2mmol/L水杨酸浇灌
5℃
34.8
8.5
7
5℃的2.5mmol/L水杨酸浇灌
5℃
35.4
7.9
8
5℃的3.0mmol/L水杨酸浇灌
5℃
35.7
6.5
⑴.该实验的目的是:                                           
⑵.表中①②处理方法是                                           
③的处理方法                                                 
将组1和组2作对照,可得结论是                               
组1和组2中,与实验组3~8组形成对照的是          
⑶为确保实验的准确性,本实验除温度外还需要控制的无关变量有     。(至少写2点)
⑷.请根据5℃条件下实验结果完成水杨酸浓度与SOD活性关系的坐标曲线图。

⑸.本实验可以得出的结论是①                                             ;
②在低温条件下,水杨酸对水稻幼苗抗冷性作用具有                      
⑹.在水稻种子萌发过程中含量迅速上升的激素是        (可多选)
A.生长素        B.细胞分裂素        C.赤霉素        D.脱落酸
⑺.进一步探究:若要研究水杨酸在植物抗旱方面的作用,在实验过程中需要对经过不同浓度水杨酸处理的叶片中含水量进行测定,则比较恰当的测定方法是       
A.      B.      C.      D.

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辣椒素是辣椒果实中普遍存在的一种生物碱,广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如下图所示。请回答下列问题。

(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的           过程。
(2)图中所用的MS培养基主要成分应包括:大量元素、微量元素、有机物(如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及     等),还需要添加多种植物激素,如生长素和细胞分裂素。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值    (填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。
(3)在培养获得辣椒脱毒苗的过程中,除无菌操作外,还需要注意pH、           等条件的控制。
(4)图中第二条获得辣椒素途径是:用酶解法将愈伤组织分离成单细胞,再选择高产细胞系进行培养。分散的细胞能快速增殖,提取的有效成分比从辣椒果实中提取更充分。酶解法用到的酶有            酶和       酶。

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分析有关遗传病的资料,回答问题。(共16分)
下图是甲病(白化病)和乙病(血友病)的遗传系谱图,假设白化病由a基因控制,血友病由b基因控制。

1.从变异的角度分析,I-1白化基因的来源除了基因突变外,可能来源还有          。Ⅱ-3的细胞在有丝分裂中期含有的白化基因的数目为                 。如果我们从Ⅳ中获取白化基因,应选用           个体。
2.该系谱图中,属于Ⅱ-4旁系血亲的同性别个体有              
3.Ⅱ-6在正常情况下产生的次级卵母细胞后期可能的基因型有                         
4.若Ⅲ-7 和Ⅲ-8为正常的同卵孪生兄弟,则这两个孪生子基因型相同的概率为         ;若Ⅲ-7和Ⅲ-8为正常的异卵孪生兄弟,则这两个孪生子基因型不同的概率为         。
5.为了鉴定图中Ⅳ-16与本家族的亲子关系,需采取特殊的鉴定方案,此方案为_________。

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人生长激素(hGH)是一种含191个氨基酸的蛋白质。研究发现,侏儒症患者由于缺失hGH基因片段(简称hGH基因缺失),体内缺乏该类激素,身材较正常人矮小。为进一步研究该病的遗传方式,科研人员对首次发现的两例患者家系做了调查,调查的部分结果见下图。请回答下列问题。

(1)hGH基因位于_____ 染色体上,ⅡI-13为杂合子的概率是______。
( 2) hGH基因中至少含有____对碱基。人体内只有垂体细胞能产生生长激素的根本原因是_______。
(3)下面是生长激素分子中的有关数量计算公式,正确的是____。

A.氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数一肽键数 
B.羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数一肽键数 
C.N原子数=肽链数十肽键数+R基中N原子数=各氨基酸中N原子总数 
D.O原子数=肽链数十肽键数+R基中O原子数=各氨基酸中O原子总数一脱水数 
(4)下图是人体内某些生命活动调节过程示意图。

①垂体通过分泌(b)______来调节甲状腺的活动;由其释放的[d]_______,作用于肾脏,使尿量减少来调节人体内的_________。
②机体内分泌调节的枢纽是______,它也是_______ 调节的神经中枢。
③如果用含有激素c的饲料饲喂小白鼠,再将其放到密闭的容器中饲养,此小鼠对缺氧的耐受力将_______________。

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已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状(显性基因用A表示,隐性基因用a表示);红眼与白跟是另一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示)。两只亲代果蝇杂交,子一代中雌蝇及雄蝇的表现型比例如下表所示。请回答下列问题

(1)果蝇体细胞中有4对染色体,对其基因组进行研究应测序____     条染色体。在精子的形成过程中,当染色体第二次移向细胞两极时,细胞中有____    个着丝点。
(2)控制红眼与白眼的基因位于____     (填“X”或“常”)染色体上,子一代表现型为长翅红眼的雌蝇中,纯合子与杂合子的比例为               
(3)在一次杂交实验中,长翅红眼雄蝇×长翅白眼雌蝇,产下一只性染色体组成为XXY的残翅白眼果蝇,在没有基因突变的情况下,与亲代雌蝇参与受精的卵细胞一起产生的3个极体,其染色体组成及基因分布可能包括下列所示哪些情况____        (填标号)。

(4)果蝇体内另有一对基因T、t,当t基因纯合时对雄果蝇无影响,但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇。在又一次实验中,让亲代一只纯合红眼雌果蝇与一只纯合白眼雄果蝇杂交,所得F1代的雌雄果蝇随机交配,F2代雌雄比例为3:5。则可以判断T、t基因位于____     (填“X”或“常”)染色体上,F2代雄果蝇中共有______     种基因型(不考虑长翅与残翅这对性状)。

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研究表明,植物细胞中的原花青素有较强的抗癌作用。为研究原花青素对人类肝癌细胞的作用,将人肝癌细胞制成单细胞悬液,分别加入不同浓度的原花青素溶液。48小时后,检测处于细胞周期不同时期的细胞数量,如下表:

(1)细胞培养液中应含有5%的CO2,目的是_____。细胞贴壁生长达到70%时,要用____处理后分瓶进行传代培养,这是为了避免_____。
(2) 表中数据显示,随着加入原花青素浓度的增加,G1期细胞的比例逐渐增加,S期明显减少。表明原花青素能____。
(3)原花青素的抗癌作用还表现在能清除生物体内的亚硝酸盐。亚硝酸盐在盐酸酸化条件下,与0.4%对氨基苯磺酸溶液和0.2%的N-l-萘基乙二胺盐酸盐溶液反应形成_____色染料。
(4)致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使____发生突变,导致细胞癌变。
(5)某人肝癌细胞分裂后期含有___条X染色体。此时细胞中有___个染色体组。

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肾上腺素是临床上抢救过敏性休克的首选药物,研究其合适的使用方法一直是医 学研究者的重要课题。下表所示为来自某医院的相关数据,请分析并回答:

(1)过敏性休克是_______(非特异性/特异性)免疫失调引起的疾病。表中数据显示,____对于抢救该病更为有效。
(2)肾上腺(髓质)能分泌肾上腺素,弥散在全身的________中,与其它激素相互作用共同________动物的生命活动。
(3) 某些神经元也能分泌肾上腺素。进入突触间隙的肾上腺素,可以与突触后膜受体结合,引发突触后膜_______变化;也可以与突触前膜受体结合,抑制肾上腺素继续分泌,实现_______调节;多数最终又被突触前膜摄取,并贮存在突触小泡中,实现_______利用。
(4)上述事实表明,机体是通过_______调节机制来维持内环境稳态的。

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科目:高中生物 来源: 题型:综合题

补充正常凝血因子F8可以治疗甲型血友病,因此可以利用转基因技术人工生产F8。
某种大肠杆菌的质粒中含有β-半乳糖苷酶α片段序列(图2),大肠杆菌的DNA分子中则含有β-半乳糖酶ω片段序列(图1),由于天然大肠杆菌同时具备这两种片段序列,可以使培养基中含有X-gal底物转变成蓝色产物,当缺少任意一个α或ω片段序列,X-gal底物不能转变成蓝色产物。HindⅢ、 EcoRI、BamHI分别为三种限制性内切酶,下图3中箭头所指为三种限制酶的切点。

⑴要能筛选出转基因菌种,应选用的限制性内切酶是                 ,选择的依据是             
⑵限制酶作用于DNA的部位是         

A.氢键 B.糖苷键 C.磷酸二酯键 D.肽键
⑶控制F8的基因也可以通过人体细胞相应的mRNA来合成,该合成的过程称为           。将经转基因技术处理过的质粒导入大肠杆菌后,再将大肠杆菌接种到含有X-gal底物的培养基培养一段时间后,培养基中出现较多的蓝色菌落,这是因为                                         

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