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《日刊工业新闻》2002年12月17日报道说,日本广岛大学自然科学研究所吉里教授日前利用转基因技术,成功地在蚕体内合成了人体胶原蛋白,引起人们的关注。
吉里教授把人体胶原基因注入蚕的受精卵,再从蚕茧中抽出了含有蛋白质胶原的丝纤维。丝纤维中的胶原蛋白含量约为1%。吉里教授认为,通过化学物质和酵素处理丝纤维,完全可以提取胶原。但如果希望其能应用于工业生产,则必须将丝纤维中胶原含量提高到5%至10%。
胶原蛋白是构成皮肤和软骨的蛋白质,在制药、化妆品等领域有广泛的应用。日本科研人员的成果,使得借助“生物工厂”大批量生产药用和化妆品用胶原蛋白成为可能,有望在化妆品以及血液凝固剂等药品原料生产系统中得到广泛应用。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)胶原蛋白基因的化学本质是________。胶原基因能在蚕细胞内表达,说明胶原基因已重组到蚕的__________分子内。
(2)不同生物之间基因重组的成功,说明了人和蚕遗传物质的结构基础是____________。
(3)吉里教授在蚕丝中寻找胶原蛋白的过程属于基因操作基本步骤中的________。
A.提取目的基因
B.目的基因与运载体结合
C.将目的基因导入受体细胞
D.目的基因的检测和表达
(4)上述基因重组技术是在_____________领域中的应用。在此领域中基因工程还可应用于哪个方面?______________________________________________________。
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选做题(7分)
本题有A、B两题,请任选一题在答题卡指定位置作答,并把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑。
A题.发酵工程在工业生产上得到广泛应用,其生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际,回答相关问题。
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(1)人工控制微生物代谢的措施包括 和 。目前采用①________已经选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的 新菌种。
(2)在发酵过程中,产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或谷氨酸的生产采用了 的发酵方式。在生产过程中,由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为 ,常需增加通氧量。当发酵生产的产品是代谢产物时,还要采用② 等分离提纯的方法进行提取。
B题.很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质,当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中,以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代,美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。
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(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外,还可以 。将目的基因与运载体结合时必须用 酶和DNA连接酶。在基因工程中,常用的运载体有 等,而作为运载体必须具备相应的条件,例如应具有 以便进行筛选。
(2)由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织,然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子,可选择上述实验过程中的 再包裹合适的 等。
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