基因工程相關(guān)。2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了三位在研究綠色熒光蛋白（GFP）方面做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。綠色熒光蛋白能在藍(lán)光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國(guó)首例綠色熒光蛋白（GFP）轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過(guò)程示意圖，據(jù)圖回答：

注：圖中通過(guò)過(guò)程①、②形成重組質(zhì)粒，需要限制性內(nèi)切酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。

  （1）在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來(lái)        ，理由是：                                          。

  （2）過(guò)程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時(shí)，采用最多的方法是              。

  （3）如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達(dá)的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，其作用是               。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學(xué)難題是，可以避免           。

  （4）目前科學(xué)家們通過(guò)蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白，黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白過(guò)程的正確順序是：          （用數(shù)字表示）。①推測(cè)藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)序列③藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾（合成）④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白。

 

【答案】

（1）可以連接   因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的  （2）顯微注射技術(shù)  （3）為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因    發(fā)生免疫排斥反應(yīng)   （4）②①③④ 

【解析】

試題分析： 限制酶識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的切割位點(diǎn)切割，產(chǎn)生粘性末端。限制酶Ⅰ和Ⅱ切割后產(chǎn)生的粘性末端相同，即均產(chǎn)生GATC序列，因此可以用DNA連接酶連接起來(lái)，目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用、最有效的方法是顯微注射法。標(biāo)記基因可以檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。用轉(zhuǎn)基因克隆豬進(jìn)行器官移植等醫(yī)學(xué)難題，可以避免入情入理免疫排斥反應(yīng)。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列→相應(yīng)基因的修飾改造或人工合成→相應(yīng)的表達(dá)。

考點(diǎn)：本題考查基因工程、蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析問(wèn)題的能力及從圖中獲取相關(guān)的信息的能力。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來(lái)源：2004全國(guó)各省市高考模擬試題匯編·生物 題型：043

　　干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞。它包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。干細(xì)胞的發(fā)育受多種內(nèi)在機(jī)制和微環(huán)境因素的影響。目前人類胚胎干細(xì)胞已可成功地在體外培養(yǎng)。最新研究發(fā)現(xiàn)，成體干細(xì)胞可以橫向分化為其他類型的細(xì)胞和組織，為干細(xì)胞的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

　　在胚胎的發(fā)生發(fā)育中，單個(gè)受精卵可以分裂發(fā)育為多細(xì)胞組織或器官。在成年動(dòng)物中，正常的生理代謝或病理?yè)p傷也會(huì)引起組織或器官的修復(fù)再生。胚胎的分化形成和成年組織的再生是干細(xì)胞進(jìn)一步分化的結(jié)果。胚胎干細(xì)胞是全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成年組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞一般認(rèn)為具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織。

　　然而，這個(gè)觀點(diǎn)目前受到了挑戰(zhàn)。最新的研究表明，組織特異性干細(xì)胞同樣具有分化成其他細(xì)胞或組織的潛能，這為干細(xì)胞的應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了更廣泛的空間。按分化潛能的大小，干細(xì)胞基本上可分為三種類型：一類是全能性干細(xì)胞，它具有形成完整個(gè)體的分化潛能。如胚胎干細(xì)胞（簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞），它是從早期胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出來(lái)的一種高度末分化的細(xì)胞系，具有與早期胚胎細(xì)胞相似的形態(tài)特征和很強(qiáng)的分化能力，它可以無(wú)限增殖并分化成為全身200多種細(xì)胞類型，進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織、器官。另一類是多能性干細(xì)胞，這種干細(xì)胞具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制，骨髓多能造血干細(xì)胞是典型的例子，它可分化出至少十一種血細(xì)胞，但不能分化出造血系統(tǒng)以外的其它細(xì)胞。還有一類干細(xì)胞為單能干細(xì)胞（也稱專能、偏能干細(xì)胞），這類干細(xì)胞只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化，如上皮組織基底層的干細(xì)胞、肌肉中的成肌細(xì)胞。

　　總之，凡需要不斷產(chǎn)生新的分化細(xì)胞以及分化細(xì)胞本身不能再分裂的細(xì)胞或組織，都要通過(guò)干細(xì)胞所產(chǎn)生的具有分化能力的細(xì)胞來(lái)維持機(jī)體細(xì)胞的數(shù)量，可以這樣說(shuō)，生命體是通過(guò)干細(xì)胞的分裂來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的更新及保證持續(xù)生長(zhǎng)。

　　隨著基因工程、胚胎工程、細(xì)胞工程等各種生物技術(shù)的快速發(fā)展，按照一定的目的，在體外人工分離、培養(yǎng)干細(xì)胞已成為可能，利用干細(xì)胞構(gòu)建各種細(xì)胞、組織、器官作為移植器官的來(lái)源，這將成為干細(xì)胞應(yīng)用的主要方向。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）從上面材料可以知道干細(xì)胞的重要特征是什么？

（2）干細(xì)胞要形成組織或器官必須進(jìn)行什么生理過(guò)程？

（3）在器官移植時(shí)常要發(fā)生排拆反應(yīng)，你認(rèn)為采用什么方法可以解決這個(gè)問(wèn)題？

（4）你認(rèn)為在干細(xì)胞研究中可能出現(xiàn)的不利影響是什么？

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

（每空2分，共11分）請(qǐng)分析回答基因工程的相關(guān)問(wèn)題：

（1）基因工程的理論基礎(chǔ)是         法則，可用公式（圖解）表示為        

                              。?

（2）利用PCR技術(shù)（全稱：                    ）可以擴(kuò)增目的基因，即在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制獲得大量DNA克隆分子。某樣品DNA中共含有3000個(gè)堿基對(duì)，堿基數(shù)量滿足：（A+T）：（G+C）=1 ：2，現(xiàn)計(jì)劃通過(guò)PCR得到100個(gè)與樣品相同的DNA，至少需要向試管中加入          個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。

（3）為了解基因結(jié)構(gòu)，通常選取一特定長(zhǎng)度的線性DNA分子，先用一種限制酶切割，通過(guò)電泳技術(shù)將單酶水解片段分離，計(jì)算相對(duì)大�。蝗缓笤儆昧硪环N酶對(duì)單酶水解片段進(jìn)行降解，分析片斷大小。下表是某小組進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

已知一線性DNA序列共有5000bp（bp為堿基對(duì)）

第一步水解

產(chǎn)物

（單位bp）

第二步水解

產(chǎn)物

（單位bp）

A酶切割

1900

將第一步水解產(chǎn)物分離后，分別用B酶切割

1700  200

1500

800  700

1600

1100 500

由實(shí)驗(yàn)可知，在這段已知序列上，A酶與B酶的識(shí)別序列分別為         個(gè)和         個(gè)。

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科目：高中生物 來(lái)源：2010年廣東省高二上學(xué)期期中考試生物試卷 題型：綜合題

（每空2分，共11分）請(qǐng)分析回答基因工程的相關(guān)問(wèn)題：

（1）（3分）基因工程的理論基礎(chǔ)是         法則，可用公式（圖解）表示為        

                              。?

（2）（4分）利用PCR技術(shù)（全稱：                    ）可以擴(kuò)增目的基因，即在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制獲得大量DNA克隆分子。某樣品DNA中共含有3000個(gè)堿基對(duì)，堿基數(shù)量滿足：（A+T）：（G+C）=1 ：2，現(xiàn)計(jì)劃通過(guò)PCR得到100個(gè)與樣品相同的DNA，至少需要向試管中加入          個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。

（3）（4分）為了解基因結(jié)構(gòu)，通常選取一特定長(zhǎng)度的線性DNA分子，先用一種限制酶切割，通過(guò)電泳技術(shù)將單酶水解片段分離，計(jì)算相對(duì)大�。蝗缓笤儆昧硪环N酶對(duì)單酶水解片段進(jìn)行降解，分析片斷大小。下表是某小組進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

已知一線性DNA序列共有5000bp（bp為堿基對(duì)）

第一步水解

產(chǎn)物

（單位bp）

第二步水解

產(chǎn)物

（單位bp）

A酶切割

1900

將第一步水解產(chǎn)物分離后，分別用B酶切割

1700  200

1500

800  700

1600

1100 500

 

由實(shí)驗(yàn)可知，在這段已知序列上，A酶與B酶的識(shí)別序列分別為         個(gè)和         個(gè)。

 

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：閱讀理解

在藥品生產(chǎn)中，人們逐步利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)出如干擾素，白細(xì)胞介素，凝血因子等各種高質(zhì)量低成本的藥品，請(qǐng)分析回答：

（1）在用目的基因與質(zhì)粒形成重組DNA過(guò)程中，一般要用到的工具酶是限制酶和____________，其中限制酶切割的是_________鍵

（2）將含有“某激素基因”的質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞后，能在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)直接合成“某激素”，則該激素在細(xì)菌體內(nèi)的合成包括_________和_________兩個(gè)階段。

（3）基因工程形成工程菌的遺傳學(xué)原理是_____________。

（4）基因工程操作的第四步是目的基因的檢測(cè)與鑒定，其中分子水平的檢測(cè)又分三步：首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA是否插入了目的基因，采用技術(shù)是            ；其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是            ；最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是              。

（5）為了解基因結(jié)構(gòu)，通常選取一特定長(zhǎng)度的線性DNA分子，先用一種限制酶切割，通過(guò)電泳技術(shù)將單酶水解片段分離，計(jì)算相對(duì)大��；然后再用另一種酶對(duì)單酶水解片段進(jìn)行降解，分析片斷大小。下表是某小組進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

已知一線性DNA序列共有5000bp（bp為堿基對(duì)）

第一步水解

產(chǎn)物

（單位bp）

第二步水解

產(chǎn)物

（單位bp）

A酶切割

1900

將第一步水解產(chǎn)物分離后，分別用B酶切割

1700  200

1500

800  700

1600

   1100 500

由實(shí)驗(yàn)可知，在這段已知序列上，A酶與B酶的識(shí)別序列分別為_(kāi)_____個(gè)和_____個(gè)。

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