题目内容
20.青蒿素主要是从青蒿植株的地上部分提取而来,最有效的抗疟药之一,最新研究表明,青蒿素还可用于糖尿病的治疗.研究人员利用基因工程培育出高产的转基因青蒿.(1)青蒿的cDNA文库,是以青蒿细胞中提取的mRNA为模板,通过反转录(方法)建立起来的.青蒿的cDNA文库含有青蒿基因组中的全部基因吗?不含有.
(2)研究人员从青蒿的cDNA文库中获取了合成青蒿素所需的两种关键酶的基因.在对这两个目的基因分别进行PCR时,向反应体系中加入的物质中,除了模板不同,引物(对)也肯定不同.
(3)构建表达载体时,应在两个目的基因的首端和尾端分别安插上启动子和终止子,使目的基因能够转录(或表达).构建好的目的基因表达载体一般通过农杆菌转化法法而导入到青蒿细胞中,最终获得转基因植株.
(4)有人另辟蹊径,成功培育出能生产青蒿素的转基因酵母菌.试指出利用转基因酵母菌生产青蒿素的两点优势:酵母菌繁殖快、易培养、成本低可以工业化生产、生产不受季节、气候、地域限制.
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)cDNA文库是以mRNA为模板,通过反转录的方法建立起来的.cDNA文库属于部分基因文库,其只含有青蒿基因组中的部分基因.
(2)采用PCR技术扩增目的基因的条件是:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶).因此,对这两个目的基因分别进行PCR时,向反应体系中加入的物质中,除了模板不同,引物也肯定不同.
(3)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等,因此构建表达载体时,应在两个目的基因的首端和尾端分别安插上启动子和终止子,使目的基因能够表达.将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法.
(4)利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势:酵母菌繁殖快、易培养、成本低可以工业化生产、生产不受季节、气候、地域限制.
故答案为:
(1)mRNA 反转录 不含有
(2)引物(对)
(3)启动子 转录(或表达) 农杆菌转化法
(4)酵母菌繁殖快、易培养、成本低可以工业化生产、生产不受季节、气候、地域限制
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原理、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,属于考纲识记和理解层次的考查.
| A. | 2、8 | B. | 2、4 | C. | 4、5 | D. | 4、8 |
| A. | 细胞形态改变 | B. | 细胞核与细胞质的比值增大 | ||
| C. | 形成叶绿体 | D. | 细胞中蛋白质种类发生改变 |
| A. | 构成生物膜的化和物质都含有C、H、O元素 | |
| B. | 在结构上生物膜都具有一定的流动性 | |
| C. | 生物膜围成的细胞器增大了细胞的表面积 | |
| D. | 生物膜的功能主要取决于膜蛋白的种类和数量 |
| A. | 可以增加土壤的透气性,促进植物对无机盐的吸收 | |
| B. | 能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解 | |
| C. | 容易造成水土流失,可能成为沙尘暴的一种诱发因素 | |
| D. | 降低土壤微生物的呼吸作用强度,减少二氧化碳排放 |
| 步骤 | 取样 | 培养基 | 培养结果 |
| Ⅰ | 土壤样品 | 葡萄糖,(NH4)2SO4,K2HPO4•3H2O,KH2PO4,NaCl,CaCl2, MgSO4•7H2O,加水定容 | 培养液a |
| Ⅱ | 1mL培养液a | 同上 | 菌落 |
| Ⅲ | 挑取单菌落 | 细菌培养基 | 培养液b |
(2)为实现目的菌的分离和计数,步骤Ⅱ所使用的培养基中还应加入琼脂制成平板,采用的接种方法是稀释涂布平板法,实验结果如图A.
(3)步骤Ⅲ应挑取图A中a处的菌落,本步骤的目的是快速增加目的菌的种群数量(扩大培养).
(4)图B是该蛋白酶和其它酶的热稳定性数据,即酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其酶活性.在该蛋白酶的工业化生产过程中,通常需对发酵液在60-70℃保温一定时间的,其作用是大幅度降低发酵液中其他酶的活性.