题目内容

12．α1-抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺乏会引起肺气肿．某公司成功研制出转基因羊，进入泌乳期后，其乳汁中含有人类的α1-抗胰蛋白酶，用于治疗肺气肿．问答下列问题：
（1）为获取目的基因，需要在肝细胞中提取mRNA，通过反转录产生cDNA，再通过PCR技术进行快速扩增．
（2）将α1-抗胰蛋白酶基因与乳腺蛋白基因的启动子（或启动子、终止子）等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，然后通过显微注射技术，导入羊的受精卵中．
（3）受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到桑椹胚或囊胚阶段，通过胚胎移植到受体子宫孕育．为选育出能泌乳的雌羊，移植前须从胚胎的滋养层部位取样，做DNA分析鉴定性别．
（4）α1-抗胰蛋白酶是一种结构较复杂的糖蛋白，因此用上述方法生产，相对传统的转基因大肠杆菌生产，优势在于羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工的能力．

分析 基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：（1）α1-抗胰蛋白酶基因在肝细胞中表达，所以可以在肝细胞中提取mRNA，反转录产生相应cDNA，再通过PCR扩增．
（2）为了使α1-抗胰蛋白酶基因在乳腺细胞中表达，需要将其与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组，构建基因表达载体，然后通过显微注射技术，导入受精卵中．
（3）牛和羊的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚，再进行胚胎移植；DNA分析鉴定性别须从胚胎的滋养层部位取样，这样既保证了遗传信息一致，又不影响内细胞团进一步发育．
（4）糖蛋白的形成需要进行蛋白质的加工，相对原核细胞而言，羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工的能力．
故答案为：
（1）mRNA        PCR
（2）启动子（或启动子、终止子）       显微注射
（3）桑椹胚或囊胚        滋养层
（4）羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工的能力

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概念、原理及操作步骤，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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4．1937年植物学家赫尔希发现，离体的叶绿体中加入“氢接受者”，比如二氯酚叫噪酚（DCPIP），光照后依然能够释放氧气，蓝色氧化态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2．研究者为了验证该过程，在密闭条件下进行如下实验：
溶液种类A试管B试管C试管D试管
叶绿体悬浮液1ml-1ml-
DCPIP0.5ml0.5ml0.5ml0.5ml
0.5mol/L蔗糖溶液4ml5ml4ml5ml
光照条件光照光照黑暗黑暗
上层液体颜色无色蓝色蓝色蓝色
（1）自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是类囊体薄膜，这些氢在暗反应的C3的还原过程中被消耗．
（2）实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是避免叶绿体吸水涨破，A试管除了颜色变化外，实验过程中还能观察到的现象是有气泡产生．
（3）A与C的比较可以说明氢产生的条件是需要光照，设置B和D试管的目的是为了说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色．
（4）实验结束后A组试管中叶绿体没有（有/没有）糖类的产生，主要原因是氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应（或密闭环境中没有CO2）．
3．三孢布拉氏霉菌富含β-胡萝卜素，常用语工业生产．图1是在发酵罐内三孢布拉氏霉菌菌体生物量及β-胡萝卜素产量随时间变化曲线图，图2是萃取样品层析结果及与β-胡萝卜素标准样的比对．请回答下列问题：

（1）发酵罐内三孢布拉氏霉培养基从物理状体看属于液体培养基．
（2）图1中，菌体的最快增长出现在第100h，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累，导致死亡出生率小于死亡率（营养物质缺乏有害代谢产物积累．或营养物质缺乏有害代谢产物积累，种内斗争加剧）．
（3）若在5个霉菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的样品液0.1mL，培养一段时间后，平板上长出的菌落数分别为13/156/462/178、和191，则1mL样品中的菌酶数量为1.75×l08个．该过程采取的接种方法是稀释涂布平板法；与血细胞计数板计数法相比，此计数法测得的霉菌数较少（或低）．
（4）实验表明，用石油醚萃取β-胡萝卜素的效果远好于丙酮和酒精，原因是石油醚不与水混溶，萃取效果更好．
（5）从图2分析可知，色带I为β-胡萝卜素．
20．下列关于真核细胞染色体上基因的表达过程叙述正确的是（　　）
A．同一个DNA上的不同基因转录时的模板链可以不是同一条DNA单链
B．翻译过程中tRNA和其运载的氨基酸是一对一的关系
C．含有600个碱基的mRNA在翻译合成直链肽时能失去199个H2O
D．蛋白质合成过程中rRNA、mRNA、tRNA三种RNA并不都要参与
7．关于植物生命活动的调节，下列叙述正确的是（　　）
A．高浓度生长素溶液可防止落花落果
B．成熟的果实采摘后仍可能产生乙烯
C．植物激素控制植物的所有生命活动
D．不同激素分别调节生长发育的不同阶段
17．病毒侵入人体细胞后，一定不会发生的是（　　）
A．病毒诱导细胞发生癌变
B．线粒体为病毒蛋白质的合成提供能量
C．病毒核酸的碱基序列改变
D．RNA和蛋白质组装成病毒的核糖体
4．将甜菜碱、海藻糖等有机小分子的合成基因转入烟草细胞中，会使烟草的抗旱性增强．下列关于这类转基因烟草及其培育过程的说法，不正确的是（　　）
A．细胞中甜菜碱等有机小分子的合成量增加
B．细胞液渗透压增大，避免细胞过度失水
C．将抗旱基因导入烟草细胞中常用农杆菌转化法
D．在干旱条件下筛选出成功导入抗旱基因的烟草细胞
20．下列有关酶的叙述错误的是（　　）
A．ATP水解酶存在于细胞的多个部位
B．溶酶体含有多种水解有机化合物的酶
C．酶的活性与内环境的稳定状态有密切关系
D．RNA聚合酶能够识别mRNA上的密码子

在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是

A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞

B．用选择培养基筛选导入目的基因的细胞

C．用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融合

D．用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽

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