导学教程高考生物一轮复习 现代生物科技 专题一 基因工程与蛋白质工程课件（选修3）.pptVIP

选修三现代生物科技专题 专题一基因工程与蛋白质工程 考纲要求 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理及技术 3 基因工程的应用 4 蛋白质工程 1 基因工程的概念 1 供体 提供 2 操作环境 3 操作水平 水平 4 原理 5 受体 表达目的基因 考点1dna重组技术的基本工具 目的基因 体外 分子 基因重组 6 本质 性状在 体内的表达 7 优点 克服 的障碍 定向改造生物的 2 dna重组技术的基本工具 1 限制性核酸内切酶 简称 来源 主要是从 生物中分离纯化出来的 作用 识别特定的 并切开相应两个核苷酸之间的 结果 产生 或平末端 受体 远缘杂交不亲和 遗传性状 限制酶 原核 核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 下图中的图1和图2分别表示的是ecor 限制酶和sma 限制酶的作用示意图 ecor 限制酶识别的碱基序列是 切割位点在 之间 sma 限制酶识别的碱基序列是 切割位点在 之间 说明限制酶具有 gaattc g和a cccggg g和c 专一性 2 dna连接酶 种类 按来源可分为e colidna连接酶和 作用 将双链dna片段 缝合 起来 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 3 载体 种类 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 t4dna连接酶 磷酸二酯键 质粒 限制酶切割位点 标记基因 1 概念不清导致错误 巧辨基因工程操作工具的8个易错点 1 限制酶是一类酶 而不是一种酶 2 限制酶的成分为蛋白质 其作用的发挥需要适宜的理化条件 高温 强酸或强碱均易使之变性失活 3 在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶 目的是产生相同的黏性末端 4 将一个基因从dna分子上切割下来 需要切两处 同时产生4个黏性末端 5 不同dna分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同 同一个dna分子用不同的限制酶切割 产生的黏性末端一般不相同 6 限制酶切割位点应位于标记基因之外 不能破坏标记基因 以便于进行检测 7 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同 基因工程中的载体是dna分子 能将目的基因导入受体细胞内 膜载体是蛋白质 与细胞膜的通透性有关 8 基因工程中有3种工具 但工具酶只有2种 2 限制酶选择的注意事项 1 根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切点位于目的基因两端的限制酶 如图甲可选择pst 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶 如图甲不能选择sma 为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接 可使用两种不同的限制酶分别切割目的基因和质粒 如图甲可选择用pst 和ecor 两种限制酶 但要确保质粒上也有这两种限制酶的切点 2 根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致 以确保具有相同的黏性末端 插入的目的基因的表达需要调控序列 用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子 之后需有终止子 所以所选限制酶的切点应该 前有启动子 后有终止子 质粒作为载体必须具备标记基因 启动子和终止子等 所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构 如图乙中限制酶sma 会破坏标记基因 如果所选限制酶的切点不是一个 则切割重组后可能丢失某些片段 若丢失的片段含复制起点区 则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制 3 如图为dna分子在不同酶的作用下所发生的变化 则图中依次表示限制性核酸内切酶 dna聚合酶 dna连接酶 解旋酶作用的正确顺序如何 提示限制性核酸内切酶能将dna分子切割为dna片段 符合图中 dna聚合酶在dna复制过程中将脱氧核苷酸连接成dna链 符合图中 dna连接酶能连接不同的dna片段 符合图中 解旋酶能打开dna双链形成dna单链 符合图中 故正确顺序应为 1 新题快递 chll基因是蓝藻dna上控制叶绿素合成的基因 为研究该基因对叶绿素合成的控制 需要构建该种生物缺失chll基因的变异株细胞 技术路线如图甲所示 请据图分析回答 1 与真菌相比较 蓝藻在结构上最主要的特点是 在功能上最主要的特点是 2 过程中均使用的工具酶有 3 构建重组质粒b在整个操作过程中的目的是 4 若含有chll基因的dna片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示 请回答 构建含chll基因的重组质粒a时 应选用的限制酶是 对 进行切割 同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒 则产生含有1800对碱基和8200对碱基的两种片段 用图中四种酶同时切割此质粒 则产生含有600对碱基和8200对碱基的两种片段 若换用酶1和酶3同时切割此质粒 则产生的片段是 解析 1 蓝藻为原核生物 没有以核膜为界限的细胞核 其体内含有光合色素 能进行光合作用 2 表达载体构建时需限制酶和dna连接酶等工具酶 3 由题干信息 构建该种生物缺失chll基因的变异株细胞 可知 构建重组质粒b的目的在于破坏chll基因并筛选出变异株细胞 4 由图乙知 获得chll基因需酶1和酶3对此基因所在的dna进行切割 同时对质粒也要用同种酶切割处理 以便构建重组质粒a 由题意知四种酶同时切割时含600对碱基的片段共有3个 若用酶1和酶3同时切割时 产生的片段有8200 600 8800对碱基 另一片段为600 2 1200对碱基 答案 1 没有以核膜为界限的细胞核能够进行光合作用 2 限制性核酸内切酶和dna连接酶 3 破坏chll基因 操作成功后筛选出该变异株细胞 4 酶1和酶3质粒和含chll基因的dna 含有1200对碱基和8800对碱基的两种片段 2 2016 河西一模 萤火虫发光是体内萤光素酶催化一系列反应所产生的现象 如果荧光素酶存在于植物体内 也可使植物体发光 一直以来荧光素酶的唯一来源是从荧光虫腹部提取 但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内 并在大肠杆菌体内产生荧光素酶 请你根据已有的知识回答下列有关问题 1 在此转基因工程中 目的基因是 具体操作过程中下图所示的黏性末端是由 种限制性核酸内切酶作用产生的 2 将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助 则作为载体必须具备能够在宿主细胞内复制并稳定保存 以及 至少答出两点 等条件 3 在此转基因工程中 将体外重组dna导入大肠杆菌体内 并使其在细胞内 的过程称为转化 最常用的转化方法是首先用ca2 处理大肠杆菌 目的是 4 目的基因在受体细胞是否能转录出mrna 可用 技术来检测 目的基因是否表达出相应的蛋白质 除了通过大肠杆菌是否发光来确定外 还可以通过 特异性反应来判断 解析 1 在此转基因工程中 目的基因是荧光素酶基因 图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酸作用产生的 其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的 另外两个是由另一种限制酶切割产生的 2 作为基因工程的载体必须具备的条件 要具有限制酶的切割位点 要有标记基因 如抗性基因 以便于重组细胞的筛选 能在宿主细胞中稳定存在并复制 是安全的 对受体细胞无害 而且要易从供体细胞分离出来 3 基因工程中 将体外重组dna导入大肠杆菌体内 并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化 最常用的转化方法是首先用ca2 处理大肠杆菌 目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围dna分子的状态 4 检测转基因生物的dna上是否插入目的基因 常用dna分子杂交技术 检测目的基因是否表达出相应的蛋白质 常用抗原 抗体杂交技术 答案 1 荧光素酶基因2 2 具有特定的限制酶切割位点 具有某些标记基因 缺一不给分 3 维持稳定和表达使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围dna分子的状态 或使大肠杆菌处于感受态细胞状态 4 分子杂交抗原 抗体 3 土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌 它带有ti质粒 ti质粒是携带细菌dna向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段 其上只有t dna片段才能转入植物细胞的基因组 ti质粒的结构及转化过程如图所示 请分析并回答 1 为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤 需对ti质粒进行修饰 即去除冠瘿瘤基因 将抗旱基因转移至 片段 然后在一定条件下将外植体在含土壤农杆菌的稀释培养基上培养 此时修饰的t dna转入植物细胞并整合到植物基因组中 2 将上述外植体置于一个含有 的选择培养基中进行筛选 发生转化的外植体开始增殖 形成 后 通过产生不定芽再长出整个植物 3 基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定 可以直接在个体水平对上述转基因植物与非转基因植物的 性能进行比较 解析 1 目的基因要插入t dna上 外植体与含目的基因的土壤农杆菌混合培养 修饰的t dna转入植物细胞并整合到植物基因组中 2 ti质粒含有抗四环素基因 将外植体置于含有四环素的选择培养基中培养筛选 发生转化的外植体能增殖 形成愈伤组织后 通过产生不定芽再长出整个植物 3 对转基因植物与非转基因植物的抗旱性能进行比较 是在个体水平 答案 1 t dna 2 四环素愈伤组织 3 抗旱 易错提醒 1 基因工程所用的工具与常用的工具酶不同 工具包含工具酶和载体 工具酶包括限制酶和dna连接酶 2 由于外源基因插入的位置未知 因此目的基因不一定表达 因此需要检测 1 基因工程的操作过程与应用 1 基因工程的操作步骤 获取目的基因a 从 中获取 b 利用 技术扩增 c 通过化学方法人工合成这 考点2基因工程的操作 蛋白质工程及应用 基因文库 pcr 基因表达载体的构建 组成a 目的基因 b c 终止子 d 将目的基因导入受体细胞 方法a 植物 基因枪法 b 动物 技术 c 微生物 感受态细胞法 启动子 标记基因 农杆菌转化法 花粉管通道法 显微注射 目的基因的检测与鉴定a 利用 技术检测目的基因的有无 b 利用 技术检测目的基因的转录 c 利用 技术检测目的基因的翻译 d 利用 的鉴定检测重组性状的表达 dna分子杂交 分子杂交 抗原 抗体杂交 个体生物学水平 2 实例分析 抗虫棉的培育 图示 分析 从图中可以看出 目的基因是 使用的载体是 将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是 请写出两种检测目的基因是否表达的方法 3 基因工程的应用 培育转基因植物和 生产基因工程药物 进行 治疗 bt毒蛋白基因 ti质粒 农杆菌转化法 抗原 抗体杂交法 用棉叶饲喂棉铃虫 转基因动物 基因 4 目的基因导入不同受体细胞的过程 5 基因治疗与基因诊断的不同点 基因表达 正常基因 碱基互补配对 dna探针 2 蛋白质工程 1 流程图 写出流程图中字母代表的含义 a b c d e 2 结果 改造了现有蛋白质或制造出 3 应用 主要集中应用于对 进行改造 改良生物性状 转录 翻译 分子设计 多肽链 预期功能 新的蛋白质 现有蛋白质 正误判断 1 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 2014 江苏 2 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 3 应用dna探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 4 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 5 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其dna整合到细菌dna上 属于基因工程 6 生长激素基因在转录时需要解旋酶和dna连接酶 2012 四川 7 蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质 8 蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子 9 我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是bt毒蛋白基因 10 利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品 如人的血清白蛋白 这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中 11 由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用 12 为培育抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 13 目前 植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性 生产某些天然药物 改良农作物的品质 作器官移植的供体 14 基因工程药物主要来源于转基因动物生产 15 基因治疗是把正常基因导入病人体内 使该基因的表达产物发挥功能 从而达到治疗疾病的目的 1 基因工程与蛋白质工程的11个易错点 1 目的基因的插入位点不是随意的基因表达需要启动子与终止子的调控 所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位 2 基因工程操作过程中只有第三步 将目的基因导入受体细胞 没有碱基互补配对现象第一步存在逆转录法获得dna 第二步存在黏性末端连接现象 第四步检测存在分子水平杂交方法 3 原核生物作为受体细胞的优点 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 4 一般情况下 用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段 但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因 这样可避免质粒和质粒之间 目的基因和目的基因之间的连接 5 目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 称为转化 转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中 6 不熟悉标记基因的种类和作用 标记基因的作用 筛选 检测目的基因是否导入受体细胞 常见的有抗生素抗性基因 发光基因 表达产物为带颜色的物质 等 7 对受体细胞模糊不清 受体细胞常用植物受精卵或体细胞 经组织培养 动物受精卵 一般不用体细胞 微生物 大肠杆菌 酵母菌 等 要合成糖蛋白 有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌 需内质网 高尔基体的加工 分泌 一般不用支原体 原因是它营寄生生活 一定不能用哺乳动物成熟的红细胞 原因是它无细胞核 不能合成蛋白质 8 还应注意的问题有 基因表达载体中 启动子 dna片段 起始密码子 rna 终止子 dna片段 终止密码子 rna 基因表达载体的构建是最核心 最关键的一步 在体外进行 9 对蛋白质分子进行改造 其本质是改变其基因组成 如果对蛋白质直接改造 即使改造成功 被改造的蛋白质分子还是无法遗传 10 蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构 创造新基因或者改造老基因 是基因工程的发展与延续 11 蛋白质工程与dna分子重组技术是分不开的 常用到基因工程工具酶 如限制酶和dna连接酶 2 蛋白质工程与基因工程的关系 1 2016 聊城三模 在培育转基因植物的研究中 卡那霉素抗性基因 kan 常作为标记基因 只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长 如图为获得抗虫棉的技术流程 请据图回答 1 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤 目的基因的获取 将目的基因导入受体细胞 2 a过程需要的酶有 和 3 要把重组质粒导入土壤农杆菌 首先必须用 处理土壤农杆菌 使土壤农杆菌转变为 态 然后将 在缓冲液中混合培养完成转化过程 4 含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后 将离体棉花叶片组织培养成再生植株要经过 c 和 e 如要确保再生植株中含有抗虫基因 可在c过程的培养基中加入 5 目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是 这需要通过检测才能知道 检测采用的方法是 解析 1 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤 目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 2 基因表达载体构建过程中 需要用同种限制酶切割目的基因和载体 使它们产生相同的黏性末端 再用dna连接酶把这两个dna片段连接起来 3 农杆菌转化法导入目的基因时 首先必须用ca2 处理土壤农杆菌 使土壤农杆菌转变为感受态 然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程 4 植物组织培养过程的关键步骤是脱分化和再分化 因为只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长 故若要确保再生植株中含有抗虫基因 可在c过程的培养基中加入卡那霉素 5 目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞的dna分子上 检测采用的方法是dna分子杂交技术 答案 1 基因表达载体的构建目的基因的检测与鉴定 2 限制酶dna连接酶 3 ca2 感受重组质粒和感受态细胞 4 脱分化再分化卡那霉素 5 目的基因是否插入受体细胞的dna分子上dna分子杂交技术 2 某农科院开展 转基因抗虫棉 的科技研究 成功地将某种能产生抗虫毒蛋白的细菌的抗虫基因导入棉花细胞中 得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80 以上 下图为培育这种抗虫棉的示意图 请回答下列问题 1 基因工程的四个基本步骤是 基因表达载体的构建 和 将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是 2 ti质粒原存在于农杆菌的 填细胞结构 中 其上的t dna可转移到受体细胞并整合到受体细胞的 上 因此携带外源基因的dna片段必须插入到 部位 3 将抗虫棉植株的细胞通过 技术可获得高产的抗虫棉植株 4 若在获取含目的基因的dna片段时 使用了ecor 这种酶切割dna的两条链后 产生的是 末端 这种酶催化断裂的化学键是 解析 1 基因工程的四个基本步骤为目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 即转化 以及目的基因的检测与鉴定 将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法 此外还有基因枪法和花粉管通道法等 2 ti质粒存在于农杆菌的细胞质中 其上的t dna可转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体dna上 3 将含有目的基因的棉花细胞培养成一完整植株 该过程涉及的现代生物学技术是植物组织培养 4 ecor 是一种限制性核酸内切酶 该酶切割dna的两条链后 产生的是黏性末端 其催化断裂的化学键是磷酸二酯键 答案 1 目的基因的获取将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定农杆菌转化法 2 细胞质染色体dnat dna片段 内部 3 植物组织培养 4 黏性磷酸二酯键 3 现代生物技术并不是各自独立的 而是相互联系 相互渗透的 下图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图 请分析回答下列问题 1 该生产流程中应用到的现代生物技术有 写出其中两种 2 图中a b分别表示 3 为提高培育成功率 进行 过程之前 对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行 检测 对受体动物的处理是用 进行同期发情处理 4 蛋白质工程中 要对蛋白质结构进行设计改造 必须通过基因修饰或基因合成来完成 而不直接改造蛋白质 原因是 解析 1 由图分析知该生产流程中应用到的现代生物技术有蛋白质工程 基因工程 胚胎移植技术等 2 图中a b分别表示推测应有的氨基酸序列 基因表达载体 3 为提高培育成功率 进行 过程之前 对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行dna分子杂交 对受体动物的处理是用促性腺激素进行同期发情处理 4 由于改造后的基因能够遗传 且改造基因易于操作 因此蛋白质工程中 要对蛋白质结构进行设计改造 必须通过基因修饰或基因合成来完成 而不直接改造蛋白质 答案 1 蛋白质工程基因工程胚胎移植技术 任写两种 2 推测应有的氨基酸序列 基因表达载体 3 dna 核酸 分子杂交促性腺激素 4 改造后的基因能够遗传 且改造基因易于操作 1 2015 新课标全国卷 已知生物体内有一种蛋白质 p 该蛋白质是一种转运蛋白 由305个氨基酸组成 如果将p分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸 240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸 改变后的蛋白质 p1 不但保留p的功能 而且具有了酶的催化活性 回答下列问题 1 从上述资料可知 若要改变蛋白质的功能 可以考虑对蛋白质的 进行改造 真题集训 2 以p基因序列为基础 获得p1基因的途径有修饰 基因或合成 基因 所获得的基因表达时是遵循中心法则的 中心法则的全部内容包括 的复制 以及遗传信息在不同分子之间的流动 即 3 蛋白质工程也被称为第二代基因工程 其基本途径是从预期蛋白质功能出发 通过 和 进而确定相对应的脱氧核苷酸序列 据此获得基因 再经表达 纯化获得蛋白质 之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定 解析 1 蛋白质的功能与结构相关 若要改变蛋白质的功能 需要对其结构进行改造 2 确定目的基因的碱基序列后 可通过对现有基因进行改造或者重新合成来获得目的基因 中心法则的内容包括遗传信息的复制 转录 逆转录和翻译 3 蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发 通过设计蛋白质的结构和推测氨基酸序列 进而确定相对应的脱氧核苷酸序列 获得蛋白质之后要对蛋白质的生物功能进行鉴定 答案 1 氨基酸序列 或结构 2 pp1dna和rna 或遗传物质 dna rna rna dna rna 蛋白质 或转录 逆转录 翻译 3 设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能 2 2014 新课标全国卷 植物甲具有极强的耐旱性 其耐旱性与某个基因有关 若从该植物中获得该耐旱基因 并将其转移到耐旱性低的植物乙中 有可能提高后者的耐旱性 回答下列问题 1 理论上 基因组文库含有生物的 基因 而cdna文库中含有生物的 基因 2 若要从植物甲中获得目的基因 应首先建立该植物的基因组文库 再从中 出所需的耐旱基因 3 将耐旱基因导入农杆菌 并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞中 经过一系列的过程得到再生植株 要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达 应检测此再生植株中该基因的 如果检测结果呈阳性 再在田间试验中检测植株的 是否得到提高 4 假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交 子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3 1时 则可推测该耐旱基因整合到了 填 同源染色体的一条上 或 同源染色体的两条上 解析 1 基因组文库中含有该生物的全部基因 而cdna文库又称部分基因文库 含有该生物的部分基因 2 基因组文库中含有该生物的全部基因 需要将目的基因筛选出来 3 利用农杆菌转化法将耐旱基因转移到不耐旱的植物乙的体细胞中 经植物组织培养技术得到再生植株 要确定耐旱基因是否表达 需要检测再生植株中有无该基因的表达产物 如果呈阳性 再在个体水平上检测该植株的耐旱性是否得到提高 4 若耐旱性植株自交 后代中耐旱性 不耐旱性 3 1 则亲本为杂合子 可判断基因整合到了同源染色体的一条上 答案 1 全部部分 2 筛选 3 乙表达产物耐旱性 4 同源染色体的一条上 3 2015 海南 在体内 人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链 此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原 进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段c后 产生a b两条肽链 再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素 目前 利用基因工程技术可大量生产胰岛素 回答下列问题 1 人体内合成前胰岛素原的细胞是 合成胰高血糖素的细胞是 2 可根据胰岛素原的氨基酸序列 设计并合成编码胰岛素原的 序列 用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体 再经过细菌转化 筛选及鉴定 即可建立能稳定合成 的基因工程菌 3 用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时 培养液无抗原抗体反应 菌体有抗原抗体反应 则用该工程菌进行工业发酵时 应从 中分离 纯化胰岛素原 胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素 解析 1 由题意可知 前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素 人体合成胰岛素的细胞是胰岛b细胞 所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛b细胞 合成胰高血糖素的细胞是胰岛a细胞 2 根据胰岛素原的氨基酸序列 可设计并合成编码胰岛素原的dna序列 即目的基因 用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体 再经过细菌转化 筛选及鉴定 即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌 3 根据题意 培养液无抗原抗体反应 菌体有抗原抗体反应 所以用该工程菌进行工业发酵时 应从菌体中分离 纯化胰岛素原 经酶处理便可转变为胰岛素 答案 1 胰岛b细胞胰岛a细胞 2 dna胰岛素原 3 菌体 4 2015 四川 将苏云金杆菌bt蛋白的基因导入棉花细胞中 可获得抗棉铃虫的转基因棉 其过程如下图所示 注 农杆菌中ti质粒上只有t dna片段能转移到植物细胞中 1 过程 需用同种 酶对含bt基因的dna和ti质粒进行酶切 为将过程 获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来 应使用 培养基 2 过程 中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养 旨在让 进入棉花细胞 除尽农杆菌后 还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养 目的是 3 若过程 仅获得大量的根 则应在培养基中增加 以获得芽 部分接种在无激素培养基上的芽也能长根 原因是 4 检验转基因棉的抗虫性状 常用方法是 种植转基因抗虫棉能减少 的使用 以减轻环境污染 解析 1 切割目的基因和载体应使用同种限制性核酸内切酶 筛选细菌应使用选择培养基 2 农杆菌转化法的原理是农杆菌感染植物时 ti质粒上的t dna片段能够转移并整合到植物细胞的染色体dna上 因为t dna上具有卡那霉素抗性基因 所以可用含卡那霉素的培养基筛选出获得t dna片段的植物细胞 3 植物组织培养过程中 可加入激素调节植物细胞的脱分化和再分化 生长素用量比细胞分裂素用量 比值高时 有利于根的分化 抑制芽的形成 比值低时 有利于芽的分化 抑制根的形成 幼嫩的芽顶端可以产生生长素并向基部运输 促进根的分化 故芽在无激素的培养基中也可以生根 4 在个体水平上检测抗虫棉时可在抗虫棉上投放害虫来判断其是否具有抗虫的性状 抗虫棉因具有抗虫性状 故可减少农药的使用 以减轻环境污染 答案 1 限制性核酸内切选择 2 t dna筛选获得t dna片段的植物细胞 3 细胞分裂素浓度芽顶端合成的生长素向基部运输 促进根的分化 4 投放棉铃虫农药 5 2015 江苏 胰岛素a b链分别表达法是生产胰岛素的方法之一 图1是该方法所用的基因表达载体 图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程 融合蛋白a b分别表示 半乳糖苷酶与胰岛素a b链融合的蛋白 请回答下列问题 1 图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是 2 图1中启动子是 酶识别和结合的部位 有了它才能启动目的基因的表达 氨苄青霉素抗性基因的作用是 3 构建基因表达载体时必需的工具酶有 4 半乳糖苷酶与胰岛素a链或b链融合表达 可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部 其意义在于 5 溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键 用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的a链或b链 且 半乳糖苷酶被切成多个肽段 这是因为 6 根据图2中胰岛素的结构 请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量 你的推测结果是 理由是 解析 1 基因表达载体中应具有启动子 目的基因 终止子 标记基因和复制原点 2 启动子是转录过程中rna聚合酶识别和结合的部位 有了它才能启动目的基因的表达 图中的氨苄青霉素抗性基因充当了标记基因 可用含有氨苄青霉素的培养基筛选含有重组质粒的大肠杆菌 3 构建基因表达载体时 需要用同种限制酶分别切割目的基因和载体 然后用dna连接酶将目的基因和载体连接 4 胰岛素肽链