【题目】人体内的t-PA蛋白能高效降解血栓,是心梗和脑血栓的急救药。然而,为心梗患者注射大剂量的t-PA会诱发颅内出血,其原因在丁t-PA作用的特异性不高。研究证实,将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低出血副作用。
(1)依据所需t-PA蛋白的结构和功能,对天然的t-PA基因进行序列改造,可制造出性能优异的t-PA突变蛋白,该技术称为_______________。
(2)已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板链序列为ACA,而丝氨酸的密码子为UCU,因此突变基因编码该氨基酸的模板链序列应设计为______________。
(3)若获得的t-PA突变基因如下图所示,那么质粒pCLY11需用_______________两种限制酶切开,才能与t-PA突变基因高效连接。
(4)将连接成功的基因表达载休导入大肠杆菌中,在含有___________的培养基上挑选颜色呈____________的菌落,初步筛选导入成功的细胞。
(5)检测t-PA突变基因是否导入大肠杆菌,可利用t-PA突变基因制备探针,进行_______________,检测是否有杂交链;也可依据t-PA突变基因两端的序列设计引物对大肠杆菌的DNA进行PCR扩增,若出现了_______________说明t-PA突变基因已经导入了受体细胞。
(6)在上述步骤成功的基础上,若没有能从大肠杆菌中提取到相应的t-PA突变蛋白,其可能的原因是________________。
【答案】蛋白质工程 AGA XmaⅠ和BglⅡ 新霉素 白色 DNA分子杂交 扩增产物(子代DNA) 目的基因的转录或翻译异常
【解析】
1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)
2、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,找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白质工程特有的途径;以下按照基因工程的一般步骤进行。(注意:目的基因只能用人工合成的方法)
(1)通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求,该技术成为蛋白质工程。
(2)因为制造性能优异的t-PA突变蛋白,是将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的编码序列(即模板链的互补链序列)为ACA,而丝氨酸的密码子为UCU,因此突变基因编码该氨基酸的编码序列应设计为AGA。
(3)由于目的基因的两端的碱基序列分别是CCGG、CTAG,所以应用XmaI和BglII两种限制酶切割,以便于把目的基因连接到质粒pCLY11上。
(4)由图1可知,将连接好的DNA分子导入大肠杆菌中,由于限制酶切割质粒破坏了mlacZ基因,所以含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞应具有的表型是新霉素抗性且呈白色,所以可以在含新霉素的培养基上挑选白色的菌落。
(5)检测目的基因是否倒入受体细胞可以用t-PA突变基因制备探针,进行DNA分子杂交;也可以依据t-PA突变基因两端的序列设计引物对大肠杆菌的DNA进行PCR扩增,如果出现子代DNA分子,说明已经倒入受体细胞。
(6)如果已经检测到基因,但没有相关的蛋白质,蛋白质的合成需要经过转录和翻译,所以可能原因是目的基因没有转录和翻译。
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【题目】某些内脏器官病变时,在体表区域产生感觉过于敏感并有疼痛感觉的现象,称为牵涉痛。牵涉痛原理可用“会聚学说”与“易化学说”来解释。“会聚学说”认为内脏和体表结构两者产生的信息都经相同神经元传入痛觉中枢,中枢误认为来自内脏的信息是体表结构产生的;“易化学说”认为③兴奋导致②在强度较弱的刺激下就产生兴奋。其结构基础如下图所示。请回答下列问题:
(1)①、②所指结构在反射弧中依次是__________和__________。依图分析,脊髓具有的功能是______________________________
(2)痛觉感受器受到刺激将产生的兴奋传到痛觉中枢,使感受器所在部位产生疼痛感觉,痛觉产生过程__________(填“属”或“不属于”)反射。
(3)用局部麻醉药物阻碍神经细胞中的__________内流,从而阻滞神经冲动的产生与传导,使局部疼痛暂时消失。若机体发生牵涉痛时,用局部麻醉药作用于疼痛的体表结构,而疼痛并未消失,则说明这种牵涉痛可用“__________学说”解释。
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【题目】某生态系统总面积为500km2,假设该生态系统的食物关系如下图所示,己知该兔群的K值为10000只。下列有关说法错误的是( )
A.调查发现此生态系统中该兔种群数量为3600只,则该生态系统中兔的种群密度为7.2只/km2
B.该生态系统中的细菌和真菌都属于分解者
C.该食物网中共有三条食物链,鹰占有三个营养级
D.K值会根据环境条件的改变而发生变化
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【题目】全球温室效应造成的气候问题将影响着我国多地,科研人员在实验室中模拟研究了现实环境、高温、高CO2浓度、高温且高CO2浓度4种条件下水稻的净光合速率变化,得到下图1所示的结果。
(1)据图可知晴天的净光合速率在四种条件下比阴天_______________,试分析原因:_______________。
(2)阴天和晴天时高CO2实验处理下水稻净光合速率比高温且高CO2都高,最可能的原因是高温使植物_______________明显增高从而降低了净光合速率。
(3)科研人员进一步研究发现高温能诱导细胞产生自由基从而影响到膜的稳定性,下图2显示实验数据。
①高温影响的膜是____________膜,自由基的产生和积累可能是破坏了膜成分中的_____________,使膜的结构和功能受到破坏。
②图中正常温度的组别属于实验中的___________组,从图中数据看,极端高温自由基产生速率随时间的延长而________________。
(4)综上可推测极端高温天气产生的热害会导致植物的光合速率下降甚至死亡,试分析可能的原因有_______________。
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【题目】图1和图2是细胞内基因控制蛋白质合成过程的两种示意图,据图回答下列问题。
(1)大肠杆菌中可以进行图___________所示的过程,可在酵母细胞中发生的是图______________所示的过程。
(2)根据图1中所标出的碱基种类,推测该DNA-RNA杂交区域中共含有___________种核苷酸,该区域中RNA的末端是其____________端(填“3”“或“5”)。
(3)从图2中可以看出③在该过程中的作用是_______________。
(4)终止子和终止密码子分别位于图2的________上(填图中编号),①②③④中含有核糖的有____________。
(5)结合图1和图2的信息,若要在体外合成具有同位素标记的肽链,除了需要同位素标记的氨基酸、人工合成的核糖核酸以外,只需要提供以下__________一项即可。
A.同位素标记的tRNA B.蛋白质合成所需的酶
C.除去了DNA和mRNA的细胞裂解液 D.人工合成的核糖体
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【题目】科学研究证明,胡萝卜素能防治或延缓癌症,是具有广泛免疫功能的药物和不可缺少的饮料添加剂。胡萝卜素的化学性质稳定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等脂溶性有机溶剂,其提取流程为:原材料→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素。请回答下列问题。
(1)β-胡萝卜素的作用是____________。
A.治疗夜盲症 B.常用的食品色素 C.防治佝偻病 D.使癌细胞恢复成正常细胞
(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分,提取时要对新鲜的胡萝卜进行干燥,并要注意控制 __________和时间。
(3)胡萝卜素萃取过程中在加热瓶口安装回流冷凝装置,是为了防止________________。萃取效率主要取决于_____________________;浓缩过程是为了___________________;提取到的胡萝卜素粗品可通过____________进行鉴定。
(4)如图为科研人员分别用6种不同的有机溶剂(编号为1~6)按相同的实验步骤从枸杞中提取类胡萝卜素,得到的类胡萝卜素的含量如图所示。
“按相同的实验步骤”目的是为了___________________,据图可知,研究人员的实验课题为研究__________________________________________________________。
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【题目】科学家做过如下的试验:①把不含生长素的两小块琼脂放在燕麦胚芽鞘下端(如下图所示);②把含生长素的琼脂小块放在一段燕麦胚芽鞘形态学上端,把另两块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在下端;③把一段燕麦胚芽鞘倒转过来,把形态学上端朝下,做同样试验。三个试验都以单侧光照射。经过一段时间后,接受块①②③④⑤⑥的成分变化的叙述正确的是( )
A. ①含生长素比②多,③含生长素比④多
B. ①含生长素比②少,⑤含生长素比④多
C. 在③④⑤⑥小块中,⑤含生长素最多
D. ③④中生长素含量之和比⑤⑥中含生长素多
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【题目】下图表示健康人和Graves病人激素分泌的调节机制,A、B、C为三种激素。下列有关叙述正确的是
A. 激素A随血液运至垂体并进入细胞促进相关物质合成
B. 图中抗体作用的受体与促甲状腺激素释放激素的受体相同
C. 由图分析可知Graves病患者可能会表现出代谢增强
D. Graves病患者的激素A和激素B的分泌水平较健康人高
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