题目内容

18．融合蛋白是通过DNA重组技术将两个或多个基因的编码区首尾连接，由同一调控序列控制合成的蛋白质．人的表皮生长因子受体（EGFR）是影响癌症发生发展的重要因素，它在肺癌、脑肿瘤等实体瘤中均有大量表达．天花粉蛋白（TCS）是重要天花粉的有效成分，具有抗肿瘤作用．下图是通过基因工程方法将人表皮生长因子基因（EGF）和TCS基因连接起来，利用大肠杆菌生成人表皮生长因子-天花粉蛋白融合蛋白的过程示意图．请回答：

（1）为了建立含有EGF的cDNA文库，应从健康人体的表皮细胞中提取总mRNA，通过反（逆）转录法合成cDNA．从cDNA文库中提取的EGF的长度比从基因组文库中提取的EGF短．利用PCR技术可以大量扩增EGF，该技术所利用的原理是DNA双链复制．
（2）在①过程中，应使用的限制酶是BamHⅠ和SphⅠ，在融合蛋白基因的首端还应
插入启动子，它是RNA聚合酶识别和结合的位点．
（3）在②过程中，首先用Ca2+处理大肠杆菌，使其转变为感受态细胞．
（4）应用抗原--抗体杂交_技术可检测大肠杆菌是否表达出融合蛋白．
（5）单纯使用天花粉蛋白治疗癌症疗效甚微，而人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白疗效显著，其原因是人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体（EGFR）特异性结合，从而使天花粉蛋白定向的作用于肿瘤细胞．
（6）某同学为了筛选插入目的基因的表达载体，将处理过的载体分别置于含有氨苄青霉素和四环素的培养基上培养，观察其增殖和表达情况．此设计方案是否合理，不合理请说明理由表达载体不能在培养基上增殖和表达，只有导入大肠杆菌，才能增殖和表达．

分析 分析题图：图示是将人表皮生长因子基因（EGF）和TCS基因连接起来，利用大肠杆菌生产人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白的过程示意图．图中①表示基因表达载体的构建过程；②表示将重组质粒导入受体细胞的过程．

解答 解：（1）EGF基因只在表皮细胞中表达，即只有表皮细胞中含有相应的mRNA，因此要获得EGF基因，应从健康人体的表皮细胞中提取其mRNA，通过逆转录法合成．通过逆转录法合成的EGF基因不含内含子、启动子等结构，因此其长度比从基因组文库中获取的EGF基因短．利用PCR技术可以大量扩增EGF，该技术所利用的原理是DNA双链复制．
（2）EGF基因两侧的限制酶是BamHI和Sph I，因此在①过程中，应使用的限制酶是BamHI和SphI，而且在融合蛋白基因的首端还应插入启动子．
（3）在②过程中，首先用Ca2+处理大肠杆菌，使其转变为感受态细胞．
（4）应用抗原--抗体杂交_技术可检测大肠杆菌是否表达出融合蛋白．
（5）人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体特异性结合，从而使天花粉蛋白定向地作用于肿瘤细胞，因此单纯使用天花粉蛋白治疗癌症疗效甚微，而人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白疗效显著．
（6）由于表达载体不能在培养基上增殖和表达，只有导入大肠杆菌，才能增殖和表达，因此不能采用该方案．
故答案为：
（1）表皮    反（逆）转录    短   PCR     DNA双链复制
（2）BamHⅠ和SphⅠ启动子       RNA聚合酶
（3）Ca2+      感受态
（4）抗原--抗体杂交     
（5）人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体（EGFR）特异性结合，从而使天花粉蛋白定向的作用于肿瘤细胞
（6）不合理     表达载体不能在培养基上增殖和表达，只有导入大肠杆菌，才能增殖和表达

点评 本题结合利用大肠杆菌生产人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白的过程示意图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具和操作步骤，掌握基因工程原理的应用，能正确分析题图，同时能结合图中信息准确答题．

练习册系列答案
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下图表示多种植物激素对黄瓜幼苗生长的调节作用，据图判断下列说法不正确的是

A．①②③代表的植物激素分别是赤霉素、生长素、乙烯

B．激素①②③在促进幼苗生长过程中具有协同作用

C．a浓度的激素②抑制细胞伸长、b浓度的激素②促进细胞伸长，激素②的作用具有两重性

D．在幼苗生长过程中，除了图中的激素①②③外还有其他植物激素的作用
9．图1表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程．回答下列问题：

（1）①过程表示逆转录；②过程用到的工具酶的作用部位是图2中的b（填字母）．

（2）构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有启动子，以利于目的基因的表达．
（3）从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用DNA分子杂交技术；对于转基因成功的细胞I还要进行培养和抗体检测，经多次筛选从而得到符合要求细胞Ⅱ．
（4）若要预防H7N9禽流感，可用图中的抗原蛋白作为疫苗．
（5）传统农业中，植物秸秆往往是通过焚烧以便使其中的无机盐还田，该做法的最大缺点是环境污染；而现代农业中，植物秸秆除作为禽畜的饲料外，还可以经过微生物产生的纤维素酶水解，最终生成葡萄糖，进而转化成乙醇作为燃料．在充分利用能量、减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，主要体现了生态工程的整体性原理．
6．下列关于胰岛素的叙述，错误的是（　　）
A．当血液汇总的血糖浓度升高时，会刺激胰岛素释放
B．胰岛素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活
C．胰岛素可促进肝糖原分解机非糖物质转化为葡萄糖
D．通过体液运输并把靶细胞膜上的相应受体结合
13．生物学家通过转基因体细胞克隆技术获得转基因牛，以便通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白．请回答下列问题：
（1）请完善主要步骤：从人的基因组文库获得目的基因；构建含目的基因的表达载体；然后把基因表达载体导入牛的受精卵，目前最有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射技术．
（2）目的基因的检测与鉴定分三个层次．若要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否转录出了mRNA，检测方法是DNA分子杂交，若要检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测方法是抗原-抗体杂交．
3．果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视．请根据以下信息回答下列问题：
已知果蝇的灰身与黑身是一对相对性状（显性基因用A表示，隐性基因用a表示）；直毛与分叉毛是一对相对性状（显性基因用B表示，隐性基因用b表示）．两只亲代果蝇杂交，子一代中雌蝇及雄蝇的表现型比例如下图所示．回答下列问题：

（1）果蝇体细胞中有4对染色体，对其基因组进行研究应测序5条染色体．在精子的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有8个着丝点．
（2）控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体 上；子一代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合子的比例为1：5．
（3）在一次杂交实验中，灰身直毛雄蝇×灰身分叉毛雌蝇，产下一只染色体组成为XXY的黑身分叉毛果蝇，在没有基因突变的情况下，与亲代雌蝇参与受精的卵细胞一起产生的极体，其染色体组成及基因分布可能包括X染色体 1：5（填标号）．

（4）果蝇体内另有一对基因T、t，当t基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育的雄果蝇．在又一次实验中，让亲代一只纯合直毛雌果蝇与一只纯合分叉毛雄果蝇杂交，所得F1代的雌雄果蝇随机交配，F2代雌雄比例为3：5．则可以判断T、t基因位于常（填X或常）染色体上，亲代雄果蝇的基因型为ttXbY．F2代雄果蝇中共有8种基因型．（不考虑灰身与黑身这对性状）
10．下列有关实验的叙述中，正确的是（　　）
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B．斐林试剂使用时要先把甲液（0.1g/mL的NaOH溶液）和乙液（0.01g/mL的CuSO4溶液）混合均匀
C．分生区的各细胞是独立分裂的，因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程
D．脂肪的鉴定实验中需用显微镜才能看到被苏丹Ⅳ染成橘黄色的脂肪滴
4．如图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程．请回答下列问题．
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（2）图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后获得的免疫B淋巴细胞，每个这种细胞具有产生单一的抗A抗体（或单一的特异性抗体）的特点，但难以在体外培养．甲培养皿中培养的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能快速大量增殖，但不会产生抗体．
（3）把经诱导融合而形成的细胞3放在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为克隆．
（4）过程①的主要目的是筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞．通过过程②或③的培养方法能产生大量抗A单克隆（抗A）抗体．
5．如图为关于细胞生物膜的概念图，下列相关叙述正确的是（　　）
A．图中a、b、c分别是指细胞膜、具膜的细胞器和核膜
B．图中m是指叶绿体的内膜
C．图中p是指线粒体的内膜
D．图中的f和g分别是指内质网和高尔基体

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