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2.20世纪80年代发展起来的动物基因工程有广阔的应用前景,如改良动物品种、建立生物反应器等.请回答下列问题:
(1)欲体外获得大量目的基因,需用PCR技术.
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,该步骤要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶.目的基因应该插入如图启动子和终止子之间才能表达.
(3)药用蛋白可通过基因工程在母羊等哺乳动物的乳汁中实现批量生产.科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,常用显微注射技术将其导入哺乳动物的受精卵(细胞)中,再使用胚胎早期培养技术和胚胎移植技术使其生长发育成转基因动物.当它进入泌乳期后,可通过分泌的乳汁来生产所需要的药品.

分析 基因表达载体的构建(基因工程的核心步骤):
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用.
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质.
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端.
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素抗性基因.

解答 解:(1)欲体外获得大量目的基因,需用PCR技术扩增.
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,该步骤要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶.启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,终止子终止基因的转录,因此目的基因应该插入图中启动子和终止子之间才能表达.
(3)利用乳腺生物反应器生产药用蛋白时,需要将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,利于基因的表达.动物基因工程中,常用显微注射技术将其导入哺乳动物的受精卵中,再使用胚胎早期培养技术和胚胎移植技术使其生长发育成转基因动物.
故答案为:
(1)PCR
(2)基因表达载体的构建      限制性核酸内切酶和DNA连接     启动子和终止子
(3)乳腺蛋白基因的启动子   显微注射   受精卵    胚胎早期培养   胚胎移植

点评 本题考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理、操作步骤,掌握各操作步骤中需要注意的细节,能结合所学的知识准确答题.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

12.如图是绿色植物光合作用过程图解,请据图回答.

(1)图中A、B、C所示的物质分别是O2、[H]、ATP.
(2)过程⑤表示CO2与C5化合物结合的过程,称为CO2的固定.
(3)根据是否需要光能,光合作用过程分为图中的①、②两个阶段,其中阶段②称为暗反应,它为①提供了ADP和Pi.
(4)叶绿体中色素主要分布在类囊体.在光合作用过程中,光能最终转化成稳定的化学能储藏在D(填图中字母)中.
(5)1771年英国科学家普利斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内,蜡烛不易熄灭,该现象与阶段①产生的O2 有关.

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

13.某化工厂的污水池中含有一种有害的、难以降解的有机化合物A,研究人员利用以下两种方法获得了能高效降解化合物A的细菌.
Ⅰ方法一:研究人员利用有机化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基成功筛选到能高效降解化合物A的细菌.实验的主要步骤如图所示,请分析回答:

(1)培养基中加入化合物A的目的是筛选目的菌.
(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的化合物A.实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是异养需氧型.
(3)在上述实验操作过程中,获得纯净“目的菌”的关键是防止外来杂菌入侵.
(4)转为固体培养时,常采用平板划线的方法接种,获得单菌落后继续筛选.
(5)若研究“目的菌”的群体生长规律,将单个菌落进行液体培养,可采用显微直接计数法进行计数.若以一个大方格(体积为0.4mm3)有25个中方格的计数板为例进行计算,设五个中方格中总菌数为B,菌液稀释倍数为C,那么原菌液的菌群密度为12500B•C个/mL.
Ⅱ方法二:研究人员通过化学方法合成了高效降解化合物A的某种酶的基因,利用PCR扩增后,采用一定方法导入细菌细胞中,经筛选、培养获得高效降解化合物A的细菌.请分析回答:
(1)在利用PCR扩增该酶的基因时,在扩增缓冲液中添加4种脱氧核苷三磷酸作为原料而不是脱氧核苷酸,从而使反应体系不需要再加入ATP提供能量,请推测PCR反应合成DNA子链时能量来源于所用原料水解产生相应脱氧核苷酸时所释放的能量.
(2)假如PCR反应所用的引物含有放射性、模板不具有放射性,且引物不被切除,则经过n次循环,具有放射性的脱氧核苷酸链占总链数的比值为$\frac{{2}^{n}-1}{{2}^{n}}$.

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

10.已知某种兔迁入新的环境后种群增长曲线为S型,在其种群增长速率最大的年份用标志重捕法调查该兔种群密度,第一次捕获50只全部标志后释放,一个月后进行第二次捕捉,共捕获未标志的60只,标志的20只,估算该兔种群在这一环境中的K值是(  )
A.150只B.200只C.300只D.400只

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

17.通过细胞工程技术,利用甲、乙两种高等植物的各自优势,培育具有抗病、耐盐优良性状的杂种植株.请回答下列问题:

(1)A处理目前最常用的方法是酶解法(纤维素酶和果胶酶处理); PEG诱导形成B的原理是细胞膜的流动性;将甲、乙原生原生体放在等渗溶液中其形态为圆球形;B是否再生出细胞壁,检测方法是质壁分离实验;
(2)幼苗C具有的优良性状是耐盐.由C得到目的植株的选择根本上改变了该植物群体的基因频率.
(3)若甲的基因型yyRr,乙的基因型MMNn,取甲乙的花粉进行融合,融合的细胞类型10种,其中yRMn的育性是不可育(可育/不可育).

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

7.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞.科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗.其技术流程如图:

请回答:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的细胞核.
(2)ES细胞除来源于早期胚胎外,还可来源于原始性腺,它在形态上的特性体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上的特性是具有发育的全能性,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞.
(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体.可以根据Rag2基因的核苷酸序列设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段.用HindⅢ和PstⅠ限制酶限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段.为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有HindⅢ和PstⅠ限制酶的酶切位点.
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞中的蛋白质,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验.

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

14.腐乳又称豆腐乳,是中国流传数千年的特色传统民间美食,因其口感好、营养高,闻起来臭、吃起来香,深受中国老百姓及东南亚地区人民的喜爱,是一道经久不衰的美味佳肴.请回答下列有关问题:
(1)毛霉是腐乳发酵中起主要作用的微生物,是由于其体内存在的蛋白酶和脂肪酶,可将豆腐中的大分子有机物分解为小分子有机物,从而能提高其营养价值和风味.腐乳在制作时可通过用盐腌制、卤汤中加酒、香辛料等措施(至少两种方法)来抑制微生物生长,防止腐乳腐败变质.
(2)毛霉与泡菜制作所需的微生物新陈代谢的区别是毛霉是需氧型,乳酸菌时厌氧型.
(3)以前家庭生产腐乳利用的是大气中的毛霉孢子,现代工厂化生产需要优良的毛霉菌种,因此需要对毛霉进行分离.对毛霉进行分离的培养基中应含有的基本成分除了水、无机盐外,还应有碳源和氮源.为了将毛霉从细菌中分离出来,应在培养基中添加抗生素.对毛霉的接种常采用平板划线法或稀释涂布平板法,可根据菌落的特征来判断培养基的微生物是否是我们需要的微生物.

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

11.某纯合体植物的体细胞进行有丝分裂时,出现了如图所示的基因突变和染色单体片段互换.然后此细胞继续完成正常的有丝分裂,则产生子细胞的基因型不可能是(  )
A.AAB.AaC.aaD.AAaa

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人的红细胞与精子的寿命都比较短,这一事实体现了( )

A.细胞核与细胞质相互依存

B.环境因素对细胞的影响

C.特定的遗传物质起决定作用

D.细胞的功能对其寿命起决定性作用

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