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溶菌酶重组技术基因工程中限制酶的选择是个 [复制链接]

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问题的提出

还有不到一个星期就要高考了,今年是旧版教材的最后一年,展望高考试题,内容虽然会呈现各异,但整体来看,生物试题命制稳中求新、立足基础,回归课堂教学。

从首考(年1月)试题来看,灵活度较高,有些问题情境来源于全球性问题、社会热点和生命科学研究前沿等。考查考生分析问题的科学思维过程,运用科学探究解决问题的思路与方法,为考生展现其批判性思维和创造性思维提供机会,因此读懂试题尤为重要,情境在外,理在书内。

导读:选修内容一直是大家纠结的,很多试题来源于生活实际和科学研究,考查知识灵活及专业,需要较高的科学思维要求,特别是基因工程相关的试题。

典型试题解析

试题:研究发现人溶菌酶(hLZ)由个氨基酸组成,是天然抗生素替代品。科学家培育出转入溶菌酶基因山羊以大规模生产人溶菌酶(从乳汁中提取),过程如图所示。其中编号①-⑨表示过程;质粒S中的标记基因Leu控制合成亮氨酸,标记基因GFP控制合成绿色荧光蛋白;四种限制酶的识别序列及切割位点见表。

(1)根据题中信息分析,图中物质A至少含有个碱基(不考虑终止密码子)。

(2)物质B是用限制酶切割的结果。

(3)下列能成功筛选出含重组质粒T的成纤维细胞的说法是()

A.培养基中加入亮氨酸,培养一段时间后观察,细胞显示出绿色荧光

B.培养基中加入亮氨酸,培养一段时间后观察,细胞不显示出绿色荧光

C.培养基中不加亮氨酸,培养一段时间后观察,细胞不显示出绿色荧光

D.培养基中不加亮氨酸,培养一段时间后观察,细胞显示出绿色荧光

(4)培育过程中证实“动物体细胞核具有全能性”的是(填编号)。

(5)过程④常用法,过程⑨为图中早期胚胎的(结构)将发育成转基因羊。

答案:

(1)

(2)BamHⅠHindⅢ

(3)C

(4)⑤⑥⑦⑧⑨

(5)显微注射胚胎移植内细胞团

解析:试题具有一定的难度,一方面是需要根据粘性末端找到限制性核酸内切酶;另一方面根据标记基因筛选导入目的基因的受体细胞,而标记基因不一定是抗生素抗性基因。

(1)人溶菌酶(hLZ)有个氨基酸,在不考虑非编码区的基础上,DNA(基因)的碱基数:mRNA碱基数:氨基酸数=6:3:1,图中物质A(基因)至少有×3×2=。

(2)据图分析,用限制酶切割B形成的粘性末端GATCC……与BamHⅠ的识别序列一致,粘性末端AGCTT……与HindⅢ的识别序列一致,故物质B是用限制酶BamHⅠ和HindⅢ切割的结果。

(3)据第(2)问有分析,用限制酶BamHⅠ和HindⅢ切割质粒S和目的基因,形成的质粒T是(Leu+XbaⅠ+B),标记基因Leu控制合成亮氨酸。故培养基中不加亮氨酸,培养一段时间后观察,细胞不显示出绿色荧光的成纤维细胞是含有重组质粒T的细胞,ABD错误,C正确。

(4)将山羊胎儿的成纤维细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中(⑤⑥⑦),得到重组细胞,将重组细胞诱导培养形成早期胚胎(⑧),再进行胚胎移植到母羊的子宫中孕育(⑨),培养出转基因羊,这是动物克隆技术,在此培育过程中体现了“动物体细胞核具有全能性”。

(5)过程④将目的基因导入受体细胞,动物常用显微注射法,过程⑨为胚胎移植,图中早期胚胎的内细胞团是发育为胚胎的基础细胞,将发育成转基因羊。

基因重组人溶菌酶技术

据所道,溶菌酶是世界上几乎所有生物都具备的非特异性免疫因子,人类体内也存在广泛分布,唾腺细胞、泪腺细胞、造血细胞等大多数细胞均可产生人溶菌酶,其依靠自身的生理防御功能识别、破坏和排除各种细菌、病*、损伤细胞和肿瘤细胞等。

人溶菌酶是一种人体内天然存在的具有抗菌、抗病*、抗炎、增强免疫力等特性的蛋白质。它直接作用于细菌细胞壁,因此,细菌对其完全不存在耐药性,也无免疫原性

溶菌酶本身是一种天然蛋白质,有抗菌、抗病*、抗肿瘤、无*性的优点,在食品和医药上都有广泛的应用。

当前临床使用的溶菌酶主要是蛋清溶菌酶,作为异源蛋白,其在人体内会形成一些副作用,如过敏、排异反应。而人溶菌酶则不然,它本身就是人体内的一种蛋白质,完全契合于人体环境和免疫系统,自然比其它溶菌酶更安全。但天然人溶菌酶来源极其困难、产量极低,且价格昂贵,因此人溶菌酶的广泛应用只能寄希望于DNA重组技术。

利用基因工程生产出的重组人溶菌酶不仅具有人溶菌酶的优点,同时也克服了人溶菌酶活性低、产量低、不便于制备、无法稳定保存等缺点。

业内专家指出,重组人溶菌酶是绿色、环保、生态型的新产品,重组人溶菌酶不但在制药领域,而且在化妆品原料领域,在食品防腐剂(替代化学防腐剂)领域,在动物饲料添加剂领域(替代抗生素)有广阔的应用价值,预计每年有上千亿以上的市场。

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有些图片来自于网络(侵删)

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王甫荣

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