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4.β-半乳糖甘酶是一種能夠?qū)⑷樘撬獬善咸烟呛桶肴樘堑拿福?jīng)β-半乳糖甘酶處理過的奶制品可供乳糖不耐癥患者安全食用.某科研機構(gòu)為了研發(fā)一種比天然酶活性更高的新型β-半乳糖甘酶,從預(yù)期新型β-半乳糖甘酶的氨基酸序列出發(fā),推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列,并人工合成了兩條80個堿基的DNA單鏈,兩條鏈通過16個堿基
對形成部分雙鏈DNA片段,再利用K酶補平,獲得雙鏈DNA,過程如圖1.

分析回答下列問題:
(1)K酶是一種DNA聚合酶,合成的雙鏈DNA有144個堿基對.
(2)在利用K酶得到少數(shù)雙鏈DNA分子之后,需要經(jīng)過PCR獲得更多相同的DNA分子并在基因兩端加上限制酶識別序列,以便構(gòu)建基因表達(dá)載體.PCR的原理如圖2所示.圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ).
①從理論上推測,第六輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為6364
②在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段.
③設(shè)計引物是PCR技術(shù)的關(guān)鍵步驟之一.某同學(xué)設(shè)計的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如圖3),請分別說明理由.
第1組:引物Ⅰ和引物Ⅱ會發(fā)生局部堿基互補配對而失效;
第2組:兩條引物Ⅱ之間會發(fā)生局部堿基互補配對而失效.
(3)某乳業(yè)公司欲獲得含有β-半乳糖苷酶的奶源,研發(fā)人員設(shè)計了如圖4所示的技術(shù)路線.圖4中kanR表示卡那霉素抗性基因,ampR表示氨芐青霉素抗性基因,SmaI、EcoRV、EcoRI直線所示為三種限制酶的酶切位點.
①圖4中將β-半乳糖苷酶基因插入載體,需用EcoRV和EcoRI(填限制酶名稱)限制酶同時酶切載體和PCR產(chǎn)物,設(shè)計雙酶切的目的是保證目的基因和載體的定向連接.
②篩選含有重組載體的大腸桿菌需要在含卡那霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行.大腸桿菌是理想的受體細(xì)胞,這是因為它繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少.
③過程a一般采用的操作技術(shù)是顯微注射法.
④能使β-半乳糖苷酶基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是A(填字母).
A.啟動子    B.tetR    C.復(fù)制原點     D.a(chǎn)mpR
⑤為檢測β-半乳糖苷酶基因是否轉(zhuǎn)錄出了探針與雜交,該雜交技術(shù)稱為mRNA,可用標(biāo)記的β-半乳糖苷酶基因片段作探針與mRNA
雜交,該雜交技術(shù)稱為A(填字母)技術(shù).
A.核酸分子雜交
B.基因序列分析
C.抗原一抗體雜交
D.PCR.

分析 1、基因工程的操作步驟:目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定.
2、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因
(1)原理:DNA雙鏈復(fù)制
(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結(jié)合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成.

解答 解:(1)根據(jù)題意可知,兩條鏈通過16個堿基對形成部分雙鏈DNA片段,再利用K酶補平,獲得雙鏈DNA,因此K酶是一種DNA聚合酶.由于雙鏈部分含有16個堿基對,而人工合成了的DNA單鏈有兩條80個堿基,因此兩側(cè)各剩余含有64個堿基組成的單鏈部分,則合成的雙鏈DNA有64×2+16=144個堿基對.
(2)①在PCR技術(shù)擴(kuò)增中,只有親代DNA分子的一條母鏈上不存在引物A,因此擴(kuò)增獲得的所有子代DNA分子中只有一個DNA分子不含引物A.從理論上推測,經(jīng)過六輪循環(huán)產(chǎn)生64個DNA分子,其中含有引物A的DNA片段所占的比例為6364
②圖中看出,引物的結(jié)合位置均不在DNA鏈的端部,因此經(jīng)過一次循環(huán)后產(chǎn)生的兩個DNA分子都不等長;在第二次循環(huán)后形成的子鏈中出現(xiàn)固定長度的DNA鏈,但是形成的四個DNA分子都不等長;一直在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段.
③第1組:分析圖中引物可知,引物Ⅰ和引物Ⅱ的堿基之間存在互補配對關(guān)系,這可能會導(dǎo)致引物Ⅰ和引物Ⅱ會發(fā)生局部堿基互補配對而失效;
第2組:圖中引物Ⅱ的兩側(cè)堿基具有堿基配對關(guān)系,因此兩條引物Ⅱ之間會發(fā)生局部堿基互補配對而失效.
(3)某乳業(yè)公司欲獲得含有β-半乳糖苷酶的奶源,研發(fā)人員設(shè)計了如圖4所示的技術(shù)路線.圖4中kanR表示卡那霉素抗性基因,ampR表示氨芐青霉素抗性基因,SmaI、EcoRV、EcoRI直線所示為三種限制酶的酶切位點.
①分析題圖可知,圖4中目的基因的兩側(cè)具有EcoRV、EcoRI兩種限制酶的酶切位點,因此將β-半乳糖苷酶基因插入載體,需用EcoRV和EcoRI兩種限制酶同時酶切載體和PCR產(chǎn)物,從而保證目的基因和載體的定向連接.
②ampR表示氨芐青霉素抗性基因,圖中看出,利用EcoRV和EcoRI兩種限制酶酶切載體時,該抗性基因?qū)⑹Щ睿虼撕Y選含有重組載體的大腸桿菌需要在含卡那霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行.大腸桿菌是理想的受體細(xì)胞,這是因為它繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少.
③在將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時,如果受體細(xì)胞為受精卵時,一般采用顯微注射法.
④能使β-半乳糖苷酶基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是啟動子.
⑤為檢測β-半乳糖苷酶基因是否轉(zhuǎn)錄出了探針與雜交,該雜交技術(shù)稱為mRNA,可用標(biāo)記的β-半乳糖苷酶基因片段作探針與mRNA雜交,該雜交技術(shù)稱為核酸分子雜交技術(shù).
故答案為:
(1)DNA聚合    144
(2)①6364 
②三
③引物Ⅰ和引物Ⅱ會發(fā)生局部堿基互補配對而失效    兩條引物Ⅱ之間會發(fā)生局部堿基互補配對而失效
(3)①EcoRV和EcoRI     保證目的基因和載體的定向連接
②卡那霉素    繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少
③顯微注射法
④A
⑤標(biāo)記的β-半乳糖苷酶基因片段   mRNA    A

點評 本題綜合考查了基因工程的有關(guān)知識,要求考生能夠掌握基因工程的操作步驟和工具;能夠提取題圖中有效解題信息,具有一定的難度.

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(5)維生素D進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞應(yīng)是圖中編號b;葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的過程是圖中編號a.
(6)物質(zhì)通過細(xì)胞膜與膜的流動性有密切關(guān)系,為了探究溫度對膜的流動性的影響,有人做了下述實驗:分別用紅色和綠色熒光劑標(biāo)記人和鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),然后讓兩個細(xì)胞在37℃條件下融合并培養(yǎng),40min后,融合的細(xì)胞膜上紅色和綠色的熒光均勻相間分布.
①有人認(rèn)為該實驗不夠嚴(yán)密,其原因是缺少對照實驗.
②本實驗可以通過在相同時間、不同溫度下培養(yǎng)后,探究溫度對細(xì)胞膜流動性的影響.觀察紅色和綠色熒光物質(zhì)在細(xì)胞膜上的分布情況來判斷實驗結(jié)果,通過比較紅色和綠色熒光在細(xì)胞膜上均勻分布所需時間的長短來判斷實驗結(jié)果.
③該實驗最可能得出的結(jié)論是在一定范圍內(nèi),隨著溫度升高,細(xì)胞膜的流動性加快.
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(1)玫瑰油稱為“液體黃金”,是世界香料工業(yè)不可取代的原料,多用于制造高級香水等化妝品.提取出的玫瑰油不含有任何添加劑或化學(xué)原料,主要是通過甲法提�。�
(2)橘皮精油是食品、化妝品和香水配料的優(yōu)質(zhì)原料,主要是通過乙法提�。�
(3)胡蘿卜素是橘黃色結(jié)晶,不溶于水,易溶于石油醚等有機溶劑.根據(jù)這一性質(zhì),主要通過丙法處理.
以下說法不正確的是( �。�
A.甲法是蒸餾法,乙法是壓榨法,丙法是萃取法
B.用甲法提取玫瑰精油,使用的氛化鈉和無水硫酸鈉可相互替換
C.用乙法提取柑橘精油,浸石灰水是為了提高出油率
D.萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量
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科目:高中生物 來源:2015-2016學(xué)年河南省三門峽市高二6月階段性考試生物試卷(解析版) 題型:選擇題

下列有關(guān)細(xì)胞核的敘述,錯誤的是( )

A.蛋白質(zhì)是細(xì)胞核中染色質(zhì)的組成成分

B.原核細(xì)胞有環(huán)狀的DNA分子構(gòu)成的擬核

C.小分子物質(zhì)可以通過核孔,大分子物質(zhì)不能

D.DNA分子還可以存在于真核細(xì)胞細(xì)胞核以外的結(jié)構(gòu)中

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科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

14.在野外調(diào)查生物種類時,做法正確的是(  )
A.細(xì)心觀察,全面記錄B.將好看的花草采回家
C.只記錄喜歡的生物D.品嘗異果

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科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

11.如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是( �。�
A.②和③相間排列,構(gòu)成了DNA分子的基本骨架
B.④不是一個完整的胞嘧啶脫氧核苷酸
C.GC間與AT間的⑨的數(shù)量相同
D.構(gòu)成⑤⑥⑦⑧的共有元素是C、H、O、N、P

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科目:高中生物 來源: 題型:選擇題

12.圖表示生長素濃度對植物根、芽和莖生長的影響,此圖給你的信息是(  )
A.不同的生長素濃度對同一器官影響不同
B.如果A、B、C點對應(yīng)的濃度分別是根、芽、莖生長的最適濃度,其中莖對生長素最敏感
C.生長素濃能促進(jìn)果實發(fā)育
D.幼嫩的細(xì)胞對生長素反應(yīng)靈敏,成熟的細(xì)胞對生長素反應(yīng)不太靈敏

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同步練習(xí)冊答案
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