取其滤液。
③滤液中加入40 mL物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液,并用玻璃棒沿一个方向搅拌1 min。
④向上述溶液中缓缓加入蒸馏水,同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌,直到溶液中出现丝状物为止,再进行过滤,得到含DNA的黏稠物。
(1) ____________; (2) ____________; (3) ____________。
【解析】红细胞的破裂需在清水中进行,搅拌时应轻轻地沿一个方向不停地均匀搅拌;第一次过滤,是除去细胞碎片,DNA在滤液中,因此不能用滤纸过滤;丝状物出现时才刚刚开始析出DNA,应让DNA完全析出。
答案:(1)第②步中“并立即注入20 mL物质的量浓度为0.015 mol/L的NaCl溶液,快速搅拌”应改为“缓慢贴壁加入蒸馏水,并轻轻地沿一个方向不停地均匀搅拌”
(2)第②步中的“滤纸”应改为“纱布”
(3)第④步中“直到溶液中出现丝状物为止”应改为“直到溶液中丝状物不再增加为止”
5.(12分)(2024·马鞍山模拟)胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射到人体后,会堆积在皮下,并要经过较长的时间才能进入血液中,而进入血液的胰岛素又容易被分解,因此,治疗效果受到影响。
如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题:
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是__________________________________。 (2)人工合成的DNA与________结合后,被转移到________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有________、________和发酵工程。
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么? ______________。
【解析】(1)蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,因此,图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰岛素,即速效胰岛素的功能。(2)人工合成的目的基因与载体结合后,被导入受体细胞中才能得以表达。(3)利用蛋白质工程生产自然界中原本不存在的蛋白质,需对原有的胰岛素进行改造,根据新的胰岛素中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,人工合成新的胰岛素基因,得到目的基因,改造好的目的基因需通过基因工程导入受体细胞获得工程菌,再利用工程菌进行发酵,从而获取大量产品,因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。(4)由新的蛋
白质模型到构建新的基因,其基本设计思路是根据新的蛋白质中的氨基酸序列,推测出基因中的脱氧核苷酸序列,然后用DNA合成仪直接合成新的基因。
答案:(1)蛋白质的预期功能 (2)载体 大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程
(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出其脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因
1.(15分)在庆祝中华人民共和国成立70周年之际,袁隆平院士荣获了国家最高荣誉“共和国勋章”,袁隆平是杂交水稻研究的开创者。在育种杂交过程中,水稻、小麦、油菜等植物是两性花,并且花很小,去雄的难度很大,利用雄性不育系生产杂种一代是较为经济、有效的方法。我国育种工作者运用基因工程将烟草TA29花药绒毡层特异启动子驱动下的核糖核酸酶Barnase基因导入芥菜细胞中获得了雄性不育植株。请分析下图回答相关问题:
(1)步骤①中,利用PCR技术扩增Barnase基因时,设计引物序列的主要依据是____________,科研人员还在两种引物的一端分别加上了____________序列以便于后续的剪切和连接。
(2)步骤②所构建的基因表达载体中的启动子是____________识别和结合的位点,标记基因的作用是____________________。 (3)步骤③中将表达载体导入农杆菌时所采用的方法为____________法,用土壤农杆菌侵染芥菜的愈伤组织细胞是利用了Ti质粒上的T-DNA____________特性将目的基因整合到芥菜细胞的染色体DNA上。
(4)步骤④中,科研人员提取愈伤组织细胞的RNA后,先通过____________获得DNA,再进行PCR扩增,若最终未能检测出Barnase基因,其可能原因是________________________。 【解析】本题主要考查了基因工程的相关知识。
(1)步骤①中,利用PCR技术扩增Barnase基因时,设计引物序列的主要依据是Barnase基因两端的部分核苷酸序列;由于需要用EcoRⅠ、
BamHⅠ两种限制酶切割目的基因和质粒,因此科研人员在两种引物的
一端分别加上了GAATTC和GGATCC序列,以便于后续的剪切和连接。 (2)启动子是位于目的基因上游调节目的基因转录的一段DNA分子,是RNA聚合酶识别和结合的位点。构建基因表达载体时的标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
(3)将基因表达载体导入农杆菌时采用感受态细胞法,即用Ca2+处理微生物细胞,使其成为感受态细胞,在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子也叫Ca2+处理法。农杆菌转化法的原理是利用农杆菌的Ti质粒上的T—DNA能转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA
上。
(4)由RNA获得DNA采用的方法是反转录,最终未能检测出Barnase基因,可能是因为Barnase基因未能导入芥菜愈伤组织细胞或导入芥菜愈伤组织细胞的Barnase基因未能转录。
答案:(1)Barnase基因两端的部分核苷酸序列 GAATTC和GGATCC(两段碱基序列的顺序可以颠倒)
(2)RNA聚合酶 鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来
(3)感受态细胞(Ca2+处理) 能转移至受体细胞
(4)反转录 Barnase基因未能导入芥菜愈伤组织细胞(或导入芥菜愈伤组织细胞的Barnase基因未能转录)
2.(15分)(2024·龙岩模拟)科学工作者将某种海蜇的DNA分子上一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因,转入夹竹桃细胞中,培育出一种夜间发光的夹竹桃。培育过程如图所示,回答有关问题。
(1)构建图中的重组Ti质粒,还需用到的基因工程基本工具是________________________。作为受体农杆菌应________________,以方便筛选已导入重组Ti质粒的受体农杆菌。在将重组Ti质粒转入农杆菌之前,先要用Ca2+处理农杆菌,其目的是使其成为________细胞。
2024届高考生物人教通用一轮复习方略核心素养测评 三十七 选修3-1基 因 工 程
