Question

糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年上升的趋势．如图是利用基因工程技术生产胰岛素的操作过程示意图，请据图回答．

（1）过程②必需的酶是

 

酶，过程③必需的酶是

 

酶．
（2）能否利用人的皮肤细胞来完成①的过程？

 

，为什么？

 

．
（3）若A中共有a个碱基对，其中腺嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行5次，至少需要提供鸟嘌呤

 

个．
（4）在利用AB获得C的过程中，必须用

 

切割A和B，再加入

 

，才可以形成C．
（5）下列四条DNA分子，彼此间能够粘连起来拼接成新的DNA分子的一组是

 

A．①②B．②③C．③④D．②④
（6）合成的胰岛素含有51个氨基酸，由两条肽链组成，那么决定它的合成的基因至少应含有碱基

 

个．若氨基酸的相对分子量为100，该胰岛素的相对分子量约为

 

；若核苷酸的平均相对分子量为300，则胰岛素分子对应的mRNA的相对应的分子量为

 

．
（7）在进行基因工程操作过程中，胰岛素基因必需与运载体--质粒结合后才能进入大肠杆菌体内，并且在细菌内增殖．质粒从分子结构看，它是一种

 

．它的增殖方式在遗传学上称为

 

．
（8）不同生物间基因的移植成功，说明生物共用一套

 

．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,遗传信息的转录和翻译

专题：

分析：分析图解可知：图中过程①表示从人体胰岛B细胞中提取mRNA；过程②表示以mRNA为模板，通过逆转录合成DNA的过程；过程③④⑤表示通过PCR技术对目的基因进行扩增，其中③表示高温解链，④表示低温复性，⑤表示中温延伸；过程⑥表示限制酶切割质粒；⑦表示利用DNA连接酶构建重组质粒；⑧表示目的基因导入受体细胞；⑨表示目的基因的检测；⑩为获得基因工程的产物．

解答： 解：（1）过程②表示以mRNA为模板，通过逆转录合成DNA的过程，该过程逆转录酶的催化；过程③为解旋，需要解旋酶的催化．
（2）基因在细胞中是选择性表达的，人的皮肤细胞的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA，因此不能提取到．
（3）在DNA分子中遵循碱基互补配对原则，其中A=T、G=C，因此若A中共有a个碱基对，其中腺嘌呤有b个，则鸟嘌呤为（a-b）个．③④⑤过程连续进行5次，即相当于DNA复制5次，至少需要提供鸟嘌呤=（2⁵-1）×（a-b）=31（a-b）个．
（4）在质粒和目的基因重组的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割目的基因和质粒，以形成相同的黏性末端，再加入DNA连接酶，才可以形成重组质粒．
（5）黏性末端在连接的过程中，遵循碱基的互补配对原则，图中看出，只有②④的黏性末端末尾的碱基互补，因此它们彼此间能够粘连起来拼接成新的DNA分子．
（6）在基因控制蛋白质合成的过程中，基因中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数=6：3：1．合成的胰岛素含有51个氨基酸，由两条肽链组成，那么决定它的合成的基因至少应含有碱基=51×6=306个．若氨基酸的相对分子量为100，该胰岛素的相对分子量约为=51×100-18×（51-2）=4218．
蛋白质的氨基酸数为51，因此mRNA中的核苷酸数=51×3=153；由于核苷酸在形成核酸的过程也要脱水，因此单链的mRNA形成过程中要脱去=153-1=152分子的水，若核苷酸的平均相对分子量为300，则胰岛素分子对应的mRNA的相对应的分子量=153×300-18×152=43164．
（7）质粒是小型环状DNA分子，DNA的复制特点就是半保留复制．
（8）不同生物间基因的移植成功，说明生物共用一套遗传密码．
故答案为：
（1）逆转录   解旋
（2）不能      皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（未转录），不能形成胰岛素mRNA     
（3）31（a-b）
（4）同一种限制性内切酶   DNA连接酶
（5）D
（6）306    4218       43164
（7）环状DNA分子       半保留复制（自我复制）
（8）密码子

点评：本题考查了基因工程、遗传信息的转录和翻译等相关知识，意在考查考生的识图能力、理解能力和应用能力，难度适中．考生要通过图示分析明确图中标号所指过程；明确胰岛素基因只在胰岛细胞中转录和表达；能够利用DNA碱基数、mRNA中碱基数和蛋白质中氨基酸数之间的关系进行相关的计算；识记DNA的半保留复制的特点．