题目内容

16．回答下列有关酶与基因工程的问题．
锌指核酸酶（ZFN）是由锌指蛋白（Zn）与核酸内切酶（FokI）组成的融合蛋白．每个FokI单体与3个锌指蛋白单元相连，构建一个ZFN．通过3个Zn的组合可构建识别不同序列的ZFN．当2个ZFN的识别位点相距恰当的距离时，2个ZFN就形成二聚体产生酶切功能．图1表示锌指核酸酶的作用过程，其中虚线段之间为6个碱基对．

（1）据图1分析，在锌指核酸酶中，识别特定核酸位点的结构是锌指蛋白，切断相邻核苷酸之间化学键的结构是FokI．
（2）据图1分析，一个ZFN单体能识别9个碱基的特定序列，图1中的2个ZFN单体识别的碱基序列不相同（相同/不相同）．
双链DNA分子中常存在4-8对碱基序列，呈旋转对称回文结构．不同的回文结构能被不同的限制酶识别并切割，如下表所示．回文序列也可通过构建相应的锌指核酸酶进行切割．图2为一段已知的碱基序列．

表：识别的回文序列及切割位点
限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ
识别的回文序列及切割位点    
（3）表中能够对图2序列进行切割的酶是EcoRI，并将该限制酶切割所产生的末端序列在下边方框中
补充完整．若要得到相同的末端，所构建的ZFN在①链上的识别序列是ACG-TGC-CGA（从左到右书写）．

（4）理论上，通过不同锌指蛋白单元的组合，ZFN可以酶切DNA片段上任意的部位．那么理论上一个锌指蛋白单元有64种，由其构成的ZFN有643种．

分析 分析图1：锌指核酸酶（ZFN）是由3个锌指蛋白（Zn）与1个核酸内切酶（FokI）组成的融合蛋白，每个锌指蛋白能识别3个碱基，因此一个ZFN单体能识别9个碱基的特定序列．图中左侧ZFN单体识别的序列为GCG-GGT-GGG，而右侧ZFN单体识别的序列为GCG-GGT-GCG，因此这2个ZFN单体识别的碱基序列不相同．

解答 解：（1）由图1可知，在锌指核酸酶中，识别特定核酸位点的结构是锌指蛋白，切断相邻核苷酸之间磷酸二酯键的结构是核酸内切酶（FokI）．
（2）由图1可知，一个ZFN单体包括一个FokI单体与3个锌指蛋白，其中每个锌指蛋白能识别3个碱基，因此一个ZFN单体能识别9个碱基的特定序列；图1中的2个ZFN单体识别的碱基序列不相同（左侧ZFN单体识别的序列为GCG-GGT-GGG，而右侧ZFN单体识别的序列为GCG-GGT-GCG）．
（3）对照图2和表中四种限制酶的识别序列可知，表中能够对图2序列进行切割的酶只有EcoRI，由于EcoRI的识别序列为GAATTC∥CTTAAG，且切割位点在G和A之间，因此用该酶切割后产生的末端序列为．若要得到相同的末端，所构建的ZFN在①链上的识别序列是限制酶EcoRI的识别序列的后9个碱基序列，即ACG-TGC-CGA．
（4）一个锌指蛋白单元对应3个碱基，每个ZFN有3个锌指蛋白单元，因此理论上一个锌指蛋白单元有4×4×4=64种，由其构成的ZFN有64×64×64=643种．
故答案为：
（1）锌指蛋白   FokI
（2）9   不相同
（3）EcoR I，ACG-TGC-CGA
（4）64，643

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及各步骤需要注意的细节问题；能正确分析题文内容和图中信息，并能据此答题，属于考纲理解和应用层次的考查，有一定难度．

练习册系列答案
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6．根据下列有关生物工程技术应用的方案，请分析作答：
方案Ⅰ抗虫基因$\stackrel{导入}{→}$棉花受体细胞→抗虫棉
方案ⅡprG基因$\stackrel{导入}{→}$免疫过的B细胞→体外培养→单克隆抗体
方案Ⅲ抗血栓基因$\stackrel{导入}{→}$山羊受精卵→早期胚胎$\stackrel{移植}{→}$受体母羊→抗血栓山羊
方案Ⅳ玉米沼气池→生活能源
（1）方案I中，农杆菌转化法是将目的基因导人植物细胞最常用的方法，其中的Ti质粒上的T-DNA是指可转移的DNA．从分子水平验测来说，抗虫棉培育已经获得成功的含义是在棉花细胞中已经成功合成相关的蛋白质．
（2）方案Ⅱ中，通过基因工程导入该prG基因来制备单克隆抗体体外培养的细胞具有既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体的特点，单克隆抗体最主要的优点是特异性强，灵敏度高，并可大量制备．
（3）方案 III中，将目的基因导入受精卵的常用方法是显微注射法，若要同时获得多头与此优质山羊相同的山羊，可对囊胚进行胚胎分割，操作过程需要特别注意的问题是将囊胚的内细胞团进行均等分割．
（4）方案Ⅳ中，主要应用的生态工程原理是物质循环再生原理．
7．分析回答下列与植物结构与生命活有关的内容
（1）莲藕是一种常见的水生植物，其生长状态如图1所示．

①藕断丝连中的“丝”其主要成分是纤维素，构成纤维素的单体是葡萄糖．藕极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相应反应所导致．将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度，原因是高温使酶失活．
②藕中气腔孔与叶柄中气腔孔相通，因此藕主要进行有氧呼吸，该呼吸过程第二阶段的产物是CO2、[H]、ATP．
（2）油菜素内酯（BR）是一种天然植物激素，被国际誉为第六激素，广泛用于农业生产．科研人员在黑暗条件下用野生型和BR合成缺陷突变体番茄幼苗进行实验，三组幼苗均水平放置，其中一组野生型幼苗施加外源BR，另外两组不施加，测定0～14h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度，结果如图2所示．
①由实验结果可知，主根和胚轴弯曲的方向相反．
②施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在4h 时就可达到最大弯曲度，BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟，说明BR促进胚轴和主根的弯曲生长．
4．近年来，我国部分地区多次陷入严重雾霾之中，给人们的健康与生活造成了很大影响，其中一个重要原因是化石燃料的不良排放．如图为生态系统碳循环示意图．请回答下列问题：

（1）图中的A→B1→B2→B3构成了食物链，该生态系统的物质循环和能量流动是沿着这种渠道进行的．
（2）碳元素通过①光合作用和化能合成作用途径进入生物群落，②为生物的呼吸作用．为防止雾霾天气，人们应采取的措施是大量植树造林、减少化石燃料的燃烧、改善化石燃料的品质（至少两条）．
（3）图中B1、B2、B3的数量会在一定范围内波动，说明生态系统具有自我调节能力，这种能力主要通过（负）反馈调节机制来实现．
（4）图中捕食者能依据被捕食者的气味捕猎，说明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定性．
11．瓶插鲜花的水分平衡值为吸水量与失水量的差值，它与衰老相关，为负值时鲜花开始衰败．如图表示四种不同处理方式下，水分平衡值降为0的时间和瓶插鲜花寿命的关系．下列分析不合理的是（　　）
A．细胞分裂素和蔗糖协同延长保鲜时间
B．蔗糖可为水分吸收提供能量从而延缓衰败
C．细胞分裂素延缓插花衰败的作用比蔗糖明显
D．脱落酸含量最先增加的是①组
1．关于血压的叙述，错误的是（　　）
A．剧烈运动可使血压升高
B．交感神经兴奋和肾上腺素可使血压升高
C．寒冷可引起血压下降
D．血浆渗透压可影响血压
8．蜂毒素是工蜂毒腺分泌的一种多肽，具抗肿瘤的效应．下表是人体胃癌细胞在不同浓度的蜂毒素培养液中培养一定时间后，胃癌细胞的凋亡率和凋亡基因Bax、Bel-2的表达率．推测下列说法不正确的是（　　）
 蜂毒素的浓度（μg/mL）
0248
胃癌细泡凋亡率251030
Bax表达率15267886
Be1-2表达率85802012
A．胃癌细胞内含大量核糖体、线粒体，代谢旺盛
B．一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应增强
C．蜂毒素通过促进Bax蛋白产生和抑制Bel-2蛋白产生，诱导胃癌细胞凋亡
D．人体和工蜂的基因表达共用一套遗传密码和64种rRNA
5．如图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示（　　）
A．有机物总量
B．每个细胞DNA含量
C．所有细胞表面积总和与体积总和的比值
D．所有细胞体积之和
6．在科学研究中，常使用模型方法．下图表示的是某类酶作用的模型．

（1）在这个模型中，A代表酶，B代表底物，C代表产物，D代表产物．
（2）现在来看看下列研究：①拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片；②制作真核细胞模型；③绘制生物膜流动镶嵌结构示意图；④绘制酶活性受温度影响曲线图．上述研究属于模型方法的是②③④，其中属于物理模型方法的是②③．

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