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高考生物二輪復習專題學案
14　基因工程
// 高頻易錯 考前清零 //
1.判斷有關基因工程和蛋白質工程說法的正誤
(1)DNA連接酶作用的底物可以是DNA片段,也可以是單個核苷酸。 (　)
(2)用限制酶處理目的基因和Ti質粒,涉及氫鍵和磷酸二酯鍵的斷裂。 (　)
(3)外源DNA必須位于重組質粒的啟動子和終止子之間才能進行復制。 (　)
(4)提取DNA時加入酒精,可溶解蛋白質從而初步分離DNA和蛋白質。 (　)
(5)DNA在電場中會向著與它所帶電荷相同的電極移動,移動速率與分子大小和構象有關。 (　)
(6)農桿菌轉化的過程是將Ti質粒整合到宿主細胞的染色體DNA上。 (　)
(7)可利用抗原—抗體雜交檢測棉花細胞是否成功表達抗蟲基因。 (　)
(8)將含有人凝血因子基因的表達載體導入羊乳腺細胞中即可獲得乳腺生物反應器。 (　)
(9)蛋白質工程能定向改造蛋白質分子的結構,使之更加符合人類的需要。 (　)
(10)蛋白質工程合成所需蛋白質的過程,遺傳信息的流向與中心法則相反。 (　)
2.判斷有關PCR反應說法的正誤
(1)PCR反應需在一定的緩沖溶液中進行,只需提供DNA模板及四種脫氧核苷酸即可。 (　)
(2)PCR需要的原料包括脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶和解旋酶等。 (　)
(3)利用PCR技術擴增抗蟲基因時,PCR反應緩沖液中一般要添加Mg2+。 (　)
(4)利用PCR擴增目的基因時,不需要知道目的基因的全部堿基序列。 (　)
(5)PCR過程中,模板DNA和引物能在每一次擴增中重復使用。 (　)
(6)PCR擴增區域由2個引物來決定。 (　)
(7)耐高溫的DNA聚合酶只能從引物的5'端開始連接脫氧核苷酸。 (　)
// 常考長句 考前規范 //
(1)限制酶主要來源于原核生物,為什么不會切割自身DNA分子 　　　　　　　　　　　　。
(2)構建基因表達載體的目的是　　　　　　　　　　　　。
(3)基因表達載體中,目的基因的上游是啟動子,啟動子的作用是　　　　　　　　　　　　。
(4)目前在PCR反應中使用Taq DNA聚合酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)用PCR可以擴增mRNA嗎 為什么 　　　　 　。
(6)對天然蛋白質進行改造,應該直接對蛋白質分子進行操作,還是通過對基因的操作來實現 原因是什么 　 。
考點一　基因工程
1.基因工程常考的3種基本工具
2.限制酶的選擇原則
(1)根據目的基因兩端的限制酶切割位點確定限制酶的種類
①應選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶,以便將目的基因“切出”,可選擇圖中PstⅠ。
②不能選擇切割位點位于目的基因內部的限制酶,以防止破壞目的基因,即不能選擇圖中 SmaⅠ。
③為避免目的基因和質粒的自身環化和隨意連接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和質粒,即可選擇圖中EcoRⅠ和PstⅠ兩種限制酶,但要確保質粒上也有這兩種限制酶或能產生相同黏性末端的限制酶(同尾酶)切割位點,而且這兩種限制酶切割后不會破壞標記基因、啟動子、終止子等。
(2)根據質粒的特點確定限制酶的種類
(3)根據限制酶的種類和切割位點選擇質粒,如下圖中甲、乙、丁質粒均不宜被選取,而丙質粒宜被選取。(設切割目的基因的限制酶為XbaⅠ和SacⅠ)
3.熟記基因工程的四個操作步驟
4.PCR技術原理與條件
5.PCR反應的過程
[提醒]關于引物的2點歸納
(1)2種引物之間不存在堿基互補配對區域。
(2)為便于構建基因表達載體,可在引物的5'端添加特定限制酶的識別序列。
1.[2023·湖北卷] 用氨芐青霉素抗性基因(AmpR)、四環素抗性基因(TetR)作為標記基因構建的質粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質粒,構建基因表達載體(重組質粒),并轉化到受體菌中。下列敘述錯誤的是 (　)
A.若用HindⅢ酶切,目的基因轉錄的產物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四環素)培養基中的菌落,不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切,可通過DNA凝膠電泳技術鑒定重組質粒構建成功與否
D.若用SphⅠ酶切,攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)和Tet的培養基中能形成菌落
2.[2023·山東卷] 科研人員構建了可表達J-V5融合蛋白的重組質粒并進行了檢測,該質粒的部分結構如圖甲所示,其中V5編碼序列表達標簽短肽V5。
(1)與圖甲中啟動子結合的酶是　　　　 　　　　　。除圖甲中標出的結構外,作為載體,質粒還需具備的結構
有　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2個結構即可)。
(2)構建重組質粒后,為了確定J基因連接到質粒中且插入方向正確,需進行PCR檢測,若僅用一對引物,應選擇圖甲中的引物　　　　　　　。 已知J基因轉錄的模板鏈位于b鏈,由此可知引物F1與圖甲中J基因的　　　　(填“a鏈”或“b鏈”)相應部分的序列相同。
(3)重組質粒在受體細胞內正確表達后,用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測相應蛋白是否表達以及表達水平,結果如圖乙所示。其中,出現條帶1證明細胞內表達了　　　　　　　,條帶2所檢出的蛋白　　　(填 “是”或“不是”)由重組質粒上的J基因表達的。
考查基因工程的工具與步驟
1.利用細菌生產人的生長激素時,需將人生長激素基因與pBR322質粒結合,兩者結構如圖。下列敘述正確的是 (　)
注:AmpR為氨芐青霉素抗性基因,TetR為四環素抗性基因。
A.受體菌不能含有AmpR和TetR基因
B.提取目的基因應選擇限制酶G和限制酶E的組合
C.生長激素基因與質粒結合的過程共形成了2個磷酸二酯鍵
D.用含氨芐青霉素的培養基只能篩選出含重組質粒的受體菌
2.[2023·北京通州區模擬] 為增加油菜種子含油量,科研人員嘗試將酶D基因與葉綠體轉運肽(引導合成的蛋白質進入葉綠體)基因連接(圖甲),導入Ti質粒(圖乙),最終獲得轉基因油菜品種。以下敘述錯誤的是 (　)
A.用ClaⅠ切割酶D基因和轉運肽基因,再利用DNA連接酶連接獲得目的基因
B.用XbaⅠ和SacⅠ同時切割目的基因和載體片段,連接后獲得重組Ti質粒
C.將農桿菌接種在含卡那霉素的固體培養基上篩選成功導入Ti質粒的單菌落
D.轉基因油菜的酶D基因只表達于含葉綠體的細胞,并在葉綠體內轉錄、翻譯
3.促紅細胞生成素(EPO)是一種能刺激骨髓造血的糖蛋白類激素。生產重組人促紅細胞生成素(rhEPO)時,需構建EPO基因(E基因)表達載體(如圖所示),并將E基因導入受體細胞CHO-DHFR-,通過細胞培養生產rhEPO。回答下列問題:
(1)從人肝細胞中提取mRNA,以mRNA為模板采用RT-PCR方法擴增獲得EPO的cDNA(E基因)時所需的酶是　　　　　　　　　。PCR所需的引物如下:
引物P1、P2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,通常限制酶的酶切序列設計在引物的　　　　端。
(2)用PBT質粒和E基因構建PBT-E表達載體時所需的酶是　　　　　。某同學比較PBT和PBT-E的大小后,推測E基因的堿基長度為100 bp(bp表示堿基對),該推測是否正確 請說明理由:　　　　　　　　　　　。
(3)CHO-DHFR-為二氫葉酸還原酶缺失型細胞系細胞,只有在添加了次黃嘌呤和胸腺嘧啶的培養基上才能生長。將含有PBT-E與CHO-DHFR-細胞的培養液混合,完成轉染,然后將細胞置于多孔培養板上,每個孔中最多有一個細胞,用選擇培養基篩選。與正常動物細胞培養基相比,該培養基缺少的成分是　　　　　　　　。經選擇培養,在多孔培養板上,有的孔中出現了由細胞分裂產生的細胞集落。為從這些細胞集落中篩選出能產生rhEPO的細胞,應怎樣篩選 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)工廠化生產rhEPO時,除營養條件外,還需滿足的其他條件有　　　　　　　　　　　　。
基因工程在農業、醫療及環境方面的研究與應用
4.促紅細胞生成素(EPO)是人體內促進紅細胞生成的一種糖蛋白,可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然 EPO來源極為有限,某科研團隊采用基因工程培育轉基因羊作為乳腺生物反應器,使其能合成EPO。下列有關敘述錯誤的是 (　)
A.構建表達載體時需將EPO基因插入乳腺蛋白基因啟動子的上游
B.一般情況下,該轉基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細胞中表達
C.可用顯微注射技術將含有EPO基因的表達載體導入羊的受精卵中
D.用PCR擴增人EPO基因,需要一段已知的EPO基因核苷酸序列
5.[2023·廣東廣州模擬] 二倍體馬鈴薯受核糖核酸酶基因(S-RNase)影響,普遍存在自交不親和的現象——自交不產生種子,我國科研人員通過CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除了馬鈴薯的S-RNase基因,獲得自交親和的二倍體馬鈴薯。圖示該技術的原理:由一條單鏈向導RNA引導限制性內切核酸酶Cas9蛋白到一個特定的基因位點進行切割。下列敘述錯誤的是 (　)
A.向導RNA和S-RNase基因識別結合的堿基互補配對方式與目標DNA雙鏈中的堿基互補配對方式相同
B.Cas9蛋白可催化磷酸二酯鍵水解,剪切特定DNA片段
C.可讓馬鈴薯自交看能否產生種子,從個體水平上檢測該基因編輯技術是否成功
D.向導RNA的序列越短,該基因編輯技術在編輯對象時出錯的概率就越高
考點二　蛋白質工程
1.圖解記憶蛋白質工程
2.“二看法”判斷蛋白質工程與基因工程
1.干擾素是一種具有干擾病毒復制作用的糖蛋白,在臨床上被廣泛用于治療病毒感染性疾病。如果將干擾素分子上的一個半胱氨酸(密碼子:UGU、UGC)變成絲氨酸(密碼子:UCU、UCC、UCA、UCG),就可以延長干擾素的體外保存時間。下列相關敘述錯誤的是 (　)
A.干擾素的設計和改造,以蛋白質的結構和功能的關系為基礎
B.對干擾素基因進行定點突變(C→G)來進行堿基的替換
C.改造后的干擾素基因仍需導入受體細胞完成表達過程
D.改造后的干擾素的結構和功能與天然干擾素都完全不同
2.[2022·湖南卷] 水蛭是我國的傳統中藥材,主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質工程改造水蛭素結構,提高其抗凝血活性。回答下列問題:
(1)蛋白質工程流程如圖所示,物質a是　　　　,物質b是　　　　。在生產過程中,物質b可能不同,合成的蛋白質空間構象卻相同,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)蛋白質工程是基因工程的延伸,基因工程中獲取目的基因的常用方法有　 　　、　　　　　　　和利用 PCR 技術擴增。PCR 技術遵循的基本原理是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)將提取的水蛭蛋白經甲、乙兩種蛋白酶水解后,分析水解產物中的肽含量及其抗凝血活性,結果如圖所示。推測兩種處理后酶解產物的抗凝血活性差異主要與肽的　　　　(填“種類”或“含量”)有關,導致其活性不同的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若要比較蛋白質工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素的抗凝血活性差異,簡要寫出實驗設計思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
高考生物二輪復習專題學案
14　基因工程（參考答案）
【高頻易錯·考前清零】
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√ (8)×　(9)√　(10)×
[解析] (1)DNA連接酶作用的底物是DNA片段,不是單個核苷酸。
(3)外源DNA必須位于重組質粒的啟動子和終止子之間才能進行轉錄,而復制需要有復制原點。
(5)DNA帶正電或負電,電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相反的電極移動的原理,移動速率與分子大小和構象有關。
(6)農桿菌轉化的過程是將Ti質粒上的T-DNA片段整合到宿主細胞的染色體DNA上。
(8)轉基因動物的受體細胞是受精卵。
(10)蛋白質工程合成所需蛋白質的過程中,其遺傳信息的流向與中心法則是相同的。
2.(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
[解析] (1)PCR反應需在一定的緩沖溶液中進行,需提供DNA模板、2種引物、四種脫氧核苷酸及耐高溫的DNA聚合酶等。
(2)PCR過程中不需要解旋酶,DNA解旋是在高溫下實現的,并且PCR需要的原料僅指四種脫氧核苷酸。
(5)PCR過程中,模板DNA能在每一次擴增中重復使用,而引物不能重復使用。
(6)PCR擴增區域由2種引物決定而不是2個。
(7)PCR過程中引物與模板的3'端結合,子鏈的延伸方向為5'→3',耐高溫的DNA聚合酶只能從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸。
【常考長句·考前規范】
(1)原核生物DNA分子中不存在該酶的識別序列,或識別序列已經被修飾
(2)使目的基因在受體細胞中穩定存在,并且可以傳給下一代,同時使目的基因能夠表達和發揮作用
(3)RNA聚合酶識別和結合的部位,驅動基因轉錄出mRNA
(4)Taq DNA聚合酶熱穩定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活
(5)不可以,因為PCR是用DNA雙鏈作模板的,不能直接用單鏈RNA作模板,必須把mRNA逆轉錄成單鏈DNA之后再進行PCR
(6)通過對基因的操作來實現對天然蛋白質的改造。原因是蛋白質是由基因編碼的,改造基因即可對蛋白質進行改造,而且改造過的基因可以遺傳下去。如果直接對蛋白質進行改造,即使改造成功了,被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳
考點一
【高考曾經這樣考】
1.D　[解析] 圖中質粒內,氨芐青霉素抗性基因(AmpR)內含有ScaⅠ和PvuⅠ的酶切位點,四環素抗性基因(TetR)內含有HindⅢ、SphⅠ和SalⅠ的酶切位點。若用HindⅢ酶切,目的基因可能正向插入,也可能反向插入,轉錄的產物可能不同,A正確。 若用PvuⅠ酶切,重組質粒和質粒中都有四環素抗性基因,因此在含Tet(四環素)培養基中的菌落,不一定含有目的基因,B正確。重組質粒的大小與質粒不同,DNA凝膠電泳技術可以分離不同大小的DNA片段,能夠鑒定重組質粒構建成功與否,C正確。SphⅠ的酶切位點位于四環素抗性基因中,若用SphⅠ酶切,重組質粒中含氨芐青霉素抗性基因,因此攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)的培養基中能形成菌落,在含Tet的培養基中不能形成菌落,D錯誤。
2.(1)RNA聚合酶　限制酶切割位點、標記基因、復制原點等
(2)F2和R1或F1與R2　a鏈
(3)J-V5融合蛋白　不是
[解析] (1)與啟動子結合的酶是RNA聚合酶。作為載體必須具備的條件:①要具有限制酶的切割位點;②要有標記基因(如抗性基因),以便于重組后基因表達載體的篩選;③能在宿主細胞中穩定存在并復制;④是安全的,對受體細胞無害,而且要易從供體細胞分離出來。除圖甲中的啟動子和終止子等,質粒還需具備的結構有限制酶的切割位點、標記基因、復制原點等。(2)據圖甲可知,引物F2與R1或F1與R2結合部位包含J基因及周圍部分的堿基序列,因此推測為了確定J基因連接到質粒中且插入方向正確,進行PCR檢測時,若僅用一對引物,應選擇圖甲中的引物F2和R1或F1與R2。b是模板鏈,而根據題圖中啟動子和終止子的位置可知轉錄方向是從左向右,對應的模板鏈方向應該是3'→5',非模板鏈(也就是a鏈)是5'→3';DNA復制中子鏈延伸方向為5'→3',故引物方向為5'→3',所以F1配對的單鏈是3'→5'的b鏈,故其序列應該與a鏈相應部分的序列相同。(3)由題干可知,該重組質粒可表達J-V5融合蛋白。據圖乙可知,用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測,均出現條帶1,說明條帶1是J-V5融合蛋白。用抗J蛋白抗體檢測出現條帶2,用抗V5抗體檢測不出現條帶2,說明條帶2所檢出的蛋白不是由重組質粒上的J基因表達的。
【重點熱點題組練】
1.A　[解析] AmpR和TetR基因是pBR322質粒上的標記基因,受體菌不能含有,A正確; 根據題圖分析可知,提取目的基因應選擇限制酶G和限制酶F的組合,B錯誤;生長激素基因是雙鏈DNA片段,與質粒結合的過程共形成4個磷酸二酯鍵,C錯誤;由于重組質粒中的氨芐青霉素抗性基因沒有被破壞,所以用含氨芐青霉素的培養基可以篩選出含有導入重組質粒的受體菌和導入原質粒的受體菌,D錯誤。
2.D　[解析] 據圖甲可知,酶D基因和轉運肽基因上都有限制酶ClaⅠ的切割位點,會產生相同的末端,再利用DNA連接酶連接獲得重組目的基因,A正確;根據A項的結果,獲得的重組目的基因上含有XbaⅠ和SacⅠ兩種限制酶的切割位點,結合圖乙,目的基因必須插在啟動子和終止子之間,用XbaⅠ和SacⅠ同時切割目的基因和載體片段,連接后獲得重組Ti質粒,B正確;根據圖乙可知,Ti質粒上含卡那霉素抗性基因,所以將農桿菌接種在含卡那霉素的固體培養基上篩選成功導入Ti質粒的單菌落,C正確;由題意可知,葉綠體轉運肽的作用是引導合成的蛋白質進入葉綠體,由于酶D基因與葉綠體轉運肽基因重組形成新的目的基因,轉基因油菜的酶D基因可以在其他細胞中表達,葉綠體轉運肽會引導合成的蛋白質進入葉綠體,D錯誤。
3.(1)逆轉錄酶、Taq DNA聚合酶　為Taq DNA聚合酶提供使子鏈延伸的起點、定位所擴增的DNA區間　5'
(2)HindⅢ、XhoⅠ、DNA連接酶　不正確,用HindⅢ和XhoⅠ處理質粒時,切除了MCS上兩限制酶酶切位點間的DNA序列
(3)次黃嘌呤和胸腺嘧啶　用EPO抗體篩選,抗原—抗體反應呈陽性的細胞能產生rhEPO
(4)無菌、無毒的環境;適宜的溫度、pH和滲透壓;適宜的氣體環境
[解析] (1)以mRNA為模板采用RT-PCR方法擴增獲得EPO的cDNA(E基因)時,先以mRNA為模板逆轉錄成cDNA,然后以cDNA為模板利用PCR技術擴增DNA,前者需要逆轉錄酶,后者需要Taq DNA聚合酶。PCR過程中,引物能與DNA模板結合,使Taq DNA聚合酶能夠從引物的3'開始連接脫氧核苷酸,同時定位所擴增的DNA區間。通常,限制酶的酶切序列設計在引物的5'端。(2)構建表達載體時,首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA和載體,其次要用DNA連接酶將目的基因與載體連接形成重組DNA,因此在構建PBT-E表達載體時所需的酶為HindⅢ、XhoⅠ及DNA連接酶。E基因的堿基長度應大于100 bp,因為用HindⅢ和XhoⅠ處理質粒時,切除了MCS上兩限制酶酶切位點間的DNA序列。(3)選擇培養基應不含次黃嘌呤和胸腺嘧啶,不含E基因的CHO-DHFR-細胞在此培養基上不能生長,含有E基因(同時含有DHFR)的CHO-DHFR-細胞在此培養基上能生長。篩選出能產生rhEPO的細胞時應用EPO抗體篩選,呈陽性反應的細胞能產生rhEPO。(4)工廠化生產rhEPO時,除營養條件外,還需滿足的其他條件有無菌、無毒的環境;適宜的溫度、pH和滲透壓;適宜的氣體環境。
4.A　[解析] 啟動子是一段有特殊序列結構的DNA片段,位于基因的上游,是RNA聚合酶識別和結合的部位,有了它才能驅動基因轉錄出mRNA,故構建表達載體時需將EPO基因(目的基因)插入乳腺蛋白基因啟動子的下游,A錯誤;結合題干“某科研團隊采用基因工程培育轉基因羊作為乳腺生物反應器,使其能合成EPO”,可知該轉基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細胞中表達,到合適時期收集羊的乳汁進行相關產物的檢測與鑒定,B正確;制備乳腺生物反應器時可利用顯微注射技術將目的基因注入動物的受精卵(全能性高)中,整個受精卵發育成為具有新性狀的動物,C正確;用PCR擴增人EPO基因,前提是需要一段已知的EPO基因核苷酸序列,以便根據這一序列合成引物,D正確。
5.A　[解析] 由圖分析可知,向導RNA可識別S-RNase基因一條鏈并與之配對,引導限制性內切核酸酶Cas9蛋白到特定的基因位點進行切割,以敲除馬鈴薯的S-RNase基因。向導RNA和S-RNase基因識別結合的堿基互補配對方式存在U—A,而目標DNA雙鏈中的堿基互補配對方式為T—A,A錯誤;Cas9蛋白為限制性內切核酸酶,可催化磷酸二酯鍵水解,以剪切特定DNA片段,B正確;二倍體馬鈴薯原本自交不產生種子,該基因編輯技術成功后其自交可產生種子,故可讓馬鈴薯自交看能否產生種子,從個體水平上檢測該基因編輯技術是否成功,C正確;向導RNA的序列越短,與其他基因片段結合的概率越高,該基因編輯技術在編輯對象時出錯的概率就越高,D正確。
考點二
【重點熱點題組練】
1.D　[解析] 蛋白質工程的目的是根據人們對蛋白質的功能需求改造或制造蛋白質,理論基礎是結構與功能相適應,A正確;比較半胱氨酸和絲氨酸的密碼子,若第二個堿基由G替換為C,就可引起氨基酸的替換,所以基因上發生定點突變(C→G),可實現基因的改造,B正確;基因的表達需要眾多物質和結構的參與,還需要細胞呼吸提供能量,故改造后的干擾素基因仍需導入受體細胞完成表達過程,C正確;改造后的干擾素由于氨基酸序列改變,導致結構改變,從而延長體外保存時間,但其仍具有干擾病毒復制的功能,即改造后的干擾素與天然干擾素的功能不是完全不同,D錯誤。
2.(1)多肽鏈　mRNA　密碼子的簡并
(2)從基因文庫中獲取目的基因　通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成　DNA半保留復制
(3)種類　提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同,導致水蛭蛋白空間結構有不同程度破壞
(4)取3支試管,分別加入等量的蛋白質工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素;用酒精消毒器材,用注射器取同一種動物(如家兔)血液,立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中,靜置相同時間,統計三支試管中血液凝固時間
[解析] (1)物質a是多肽鏈,物質b是mRNA。在生產過程中,物質b可能不同,合成的蛋白質空間構象卻相同,原因是密碼子的簡并,即一種氨基酸可能對應幾種密碼子。(2)蛋白質工程是基因工程的延伸,基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫中獲取目的基因、通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成和利用PCR技術擴增。PCR技術遵循的基本原理是DNA半保留復制。(3)將提取的水蛭蛋白經甲、乙兩種蛋白酶水解后,分析水解產物中的肽含量及其抗凝血活性,據圖可知,水解產物中的肽含量隨著酶解時間的延長均上升,且差別不大;而水解產物中抗凝血活性有差異,經酶甲處理后,隨著酶解時間的延長,抗凝血活性先上升后相對穩定,經酶乙處理后,隨著酶解時間的推移,抗凝血活性先上升后下降,且經酶甲處理后的酶解產物的抗凝血活性最終高于經酶乙處理后的酶解產物的抗凝血活性,差異明顯,據此推測兩種處理后酶解產物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關,導致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時間和酶的種類不同,導致水蛭蛋白空間結構有不同程度破壞。(4)若要比較蛋白質工程改造后的水蛭素、題述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素的抗凝血活性差異,實驗設計思路:取3支試管,分別加入等量的蛋白質工程改造后的水蛭素、題述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素;用酒精消毒器材,用注射器取同一種動物(如家兔)血液,立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中,靜置相同時間,統計三支試管中血液凝固時間。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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