题目内容

7．科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率，请回答下列问题：
（1）PCR过程所依据的原理是DNA双链复制，该过程需要加入的酶是耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）．利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物．
（2）该技术不直接改造Rubisco酶，而通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是蛋白质空间结构较为复杂，改造困难；直接改造蛋白质不能遗传，改造了基因能遗传．和传统基因工程技术相比较，定点突变技术最突出的优点是能生产出自然界不存在的蛋白质，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴．
（3）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体．常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是植物细胞的全能性．

分析 1、PCR技术：
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
（2）原理：DNA复制．
（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
2、蛋白质工程和基因工程的区别：

目蛋白质工程基因工程
区别原理中心发则的逆推基因重组
过程预期蛋白质供能→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→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，一伙的人类所需的生物类型或生物产品（基因的异体表达）
结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界已有的蛋白质
联系蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现

解答 解：（1）PCR的原理是DNA双链复制；利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物；扩增过程是在较高温度下进行的，因此需要加入耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）．
（2）蛋白质空间结构较为复杂，改造困难；直接改造蛋白质不能遗传，改造了基因能遗传，因此蛋白质工程技术不直接改造Rubisco酶，而通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造．和传统基因工程技术相比较，定点突变技术最突出的优点是能生产出自然界不存在的蛋白质，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴．
（3）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术，原理是植物细胞具有全能性．
故答案为：
（1）DNA双链复制   　耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）   　引物
（2）蛋白质空间结构较为复杂，改造困难；直接改造蛋白质不能遗传，改造了基因能遗传    　能生产出自然界不存在的蛋白质    蛋白质工程
（3）农杆菌转化法   　植物细胞的全能性

点评 本题考查基因工程和蛋白质工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤中，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
相关题目
19．柠檬精油是植物芳香油中的一种，获取流程如下，回答下列问题：

（1）植物芳香油具有很强的挥发性，其组成主要包括萜类化合物及其衍生物．
（2）植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等．新鲜的柠檬皮中含有大量的果蜡和果胶和水分，如果直接压榨，出油率较低．
（3）A物质是石灰水，B过程一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠，其目的是使柠檬精油易与水分离，C过程为普通布袋过滤．
（4）提取柠檬精油不采取水中蒸馏法的原因是水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题．
18．高密度水产养殖常会引起池塘出现水华，影响养殖．如图示鱼塘中甲、乙两个相邻营养级的能量变化，图中字母代表能量、数字代表对应能量值．请回答下列问题：
（1）B可表示流向分解者的能量．甲与乙之间的能量传递效率低于（高于/低于/等于）一般的能量传递效率．将单位时间内该鱼塘生态系统各个营养级所得到的能量数值，按营养级由低到高绘制成图，发现并不能得到一个金字塔图形，这是因为消费者获得的能量主要来自饵料．
（2）鱼塘大量投饵后，水体常会出现有害的硫化物，这些硫化物最可能是饵料中的蛋白质分解产生的．饵料分解还会导致水中N、P元素增多，引起水体富营养化，出现水华．从生物防治的角度看，可采取池塘中放养以浮游植物为食的鱼等．这样做的生态学意义是提高生态系统抵抗力稳定性（或增强生态系统的自我调节能力）．
15．研究人员给中风小鼠脑内移植的神经干细胞并注射了3K3A-APC化合物．一个月后对小鼠进行测试，发现神经干细胞发育成的神经元数量增多，小鼠的运动和感觉功能明显恢复．对此研究分析正确的是（　　）
A．大多数神经干细胞的染色体数目是神经细胞的2倍
B．神经干细胞发育为功能正常的神经细胞体现了细胞的全能性
C．植入神经干细胞的数量和注射3K3A-APC化合物的浓度是该实验的自变量
D．神经干细胞发育为神经细胞过程中，细胞膜上的蛋白质种类、数量发生了稳定性改变
2．2016年日本动物学家培育出转基因“绿光猴”，其培育过程为：将能编码绿色荧光蛋白基因嵌入长尾猴的卵子中，使其受精，所生下的小猴受到紫外线照射时就成了全身发绿的“绿光猴”．请据此问答下列问题：
（1）如果对已有的荧光蛋白基因进行大量扩增，需要用PCR方法，该方法的原理是DNA复制，这项技术需要用到耐高温的DNA聚合（Taq酶）酶，该酶需从引物的未端开始催化子链的延伸．
（2）绿色荧光蛋白基因需要构建成基因表达载体之后，用显微注射方法将其导入到长尾猕猴的卵子中．
（3）受精卵在体外培育成早期胚胎（桑椹胚）后再利用胚胎移植技术将其导入到受体猕猴的子宫中继续发育，检测所出生的猕猴是否为“绿光猴”通常用紫外线照射方法．
12．下列关于细胞结构与功能的说法错误的是（　　）
A．端粒是真核细胞特有的结构，可能与细胞衰老有关
B．硝化细菌没有核膜，转录和翻译可以同时进行
C．单细胞真核生物可以通过有丝分裂繁殖后代
D．水绵没有叶绿体，但可以进行光合作用
19．艾滋病又叫获得性免疫缺陷综合征（AIDS），是由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的，死亡率极高，被称为20世纪的瘟疫．
（1）HIV是一种RNA病毒，与人体正常细胞中发生的遗传信息传递途径相比，被HIV感染的宿主细胞内特有的遗传信息传递途径是逆转录（RNA→DNA）．
（2）HIV主要感染T（淋巴）细胞（填细胞名称），该细胞在体液免疫中的功能是产生淋巴因子作用于B细胞．
（3）HIV进入人体后，大多数需要经过吞噬细胞等的摄取和处理，暴露其特有的抗原，进而引发体液免疫反应，产生特异性抗体．感染HIV初期，患者会表现出口渴，发热等症状，原因可能是HIV一方面刺激位于下丘脑的渗透压感受器，使其产生兴奋并传递到大脑皮层使人产生渴觉；另一方面引起下丘脑释放促甲状腺激素释放激素，引起人体产热增加．
（4）AIDS患者进入发病期后，几乎丧失全部免疫能力，其直接死因往往是由于多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤，这体现了人体的免疫系统具有防卫、监控和清除功能．
13．科研人员在研究中发现二倍体植物甲和乙体细胞中的染色体数相等，分别为2N、2n，甲乙杂交得到F1，F1不育．通过物理方法干涉F1的减数分裂，使整套的染色体分配到一个配子中，让这样的雌雄配子结合产生F2．下列有关叙述中正确的是（　　）
A．植物甲和乙中的染色体数目相同，说明它们属于同一物种
B．F1体细胞中含有4个染色体组，其染色体组成为2N+2n
C．物理方法导致配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体
D．用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的
14．下列关于遗传信息的翻译的叙述中正确的是（　　）
A．通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列
B．生物体内合成蛋白质时，一种氨基酸只能由一种密码子决定
C．生物体内合成蛋白质的氨基酸有20种，则tRNA也有20种
D．生物体内合成蛋白质时，一种密码子一定能决定一种氨基酸

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网