【題目】閱讀下面的材料,回答文后的問題。
植物生物反應器-植物工廠
生物反應器是利用酶或生物體(如微生物)所具有的生物功能,在體外進行生化反應的 裝置系統(tǒng),是一種生物功能模擬機,如發(fā)酵罐、固定化酶或固定化細胞反應器等。傳統(tǒng)的生 物反應器存在工藝控制、產(chǎn)品安全等問題。植物生物反應器主要以整株植物、植物組織或植 物懸浮細胞為加工場所,生產(chǎn)藥物蛋白。
葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化體系是近年發(fā)展起來的一種新的植物生物反應器。它是以葉綠體為外源 DNA 受體的一種轉(zhuǎn)化方式。將葉綠體特異性啟動子、終止子等序列和外源基因整合作為目的 基因,然后將目的基因、標記基因及葉綠體來源的基因片段構建成表達載體,轉(zhuǎn)入葉綠體后 使目的基因插入葉綠體基因組,最后篩選獲得轉(zhuǎn)基因植株。與植物細胞核表達體系相比,葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化體系具有明顯優(yōu)勢:葉綠體由雙層膜包裹且無蛋白外流,為重組蛋白表達提供了一個相對安全的生物環(huán)境;葉綠體有自己獨特的 DNA 復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯體系,在基因轉(zhuǎn)錄、 翻譯等方面具有原核特性;葉綠體基因組拷貝數(shù)多,外源基因表達效率高;葉綠體基因組含有多基因可共同表達;可以防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉在自然界中擴散。
HIV 是獲得性免疫缺陷綜合征的病原體,目前仍缺乏有效疫苗。2012 年,研究人員以 HIV 病毒包膜蛋白上的 V3 環(huán)和 C4 結構域序列的基因作為外源基因,在煙草葉綠體中成功表 達 C4V3 抗原蛋白。通過實驗證明,煙草葉綠體中表達的 C4V3 蛋白能夠引發(fā)免疫反應。
(1)植物生物反應器主要依賴____等現(xiàn)代生物學技術,以物組織或細胞作為物生反應器,生產(chǎn)醫(yī)藥蛋白。
(2)構建葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化體系時,需要的工具酶有____。構建的 基因表達載體中含有____,使得目的基因只能在葉綠體中表達。
(3)植物葉綠體表達體系可以防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉在自然界中擴散,原 因可能是___________
A.轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過花粉進行基因交流
B.受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞
C.植物雜交的后代不會出現(xiàn)性狀分離
(4)將含有插入目的基因的葉綠體葉片組織制作成生產(chǎn)藥物蛋白生物反應器的后續(xù)操作 包括 _____________________________ 。
(5)為檢驗煙草葉綠體中表達的 C4V3 蛋白能夠引發(fā)免疫反應,研究人員用緩沖液溶解C4V3 蛋白后,每周 4 次、每次用相同劑量的 C4V3 蛋白溶液注射小鼠。發(fā)現(xiàn)小鼠體 內(nèi)產(chǎn)生抗體反應,T 細胞增殖且有淋巴因子生成。請指出該實驗設計的不足,并加 以修正________________________。
【答案】基因工程和細胞工程 限制酶和 DNA 連接酶 葉綠體特異性啟動子 B 脫分化形成愈傷組織,對愈傷組織進行培養(yǎng),提取所需產(chǎn)物。或者 脫分化形成愈傷組織,再分化得到植株,從植株中提取所需產(chǎn)物。 該實驗設計缺少對照組;對照組應每周 4 次、每次用 C4V3 蛋白溶液等量的緩沖液注射小鼠,檢測 小鼠體內(nèi)的抗體反應,T 細胞增殖情況以及淋巴因子的生成。
【解析】
1、基因工程的工具:(1)限制酶:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。(2)DNA連接酶:連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3)運載體:常用的運載體:質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。2、植物細胞工程技術的應用:植物繁殖的新途徑(微型繁殖、作物脫毒、人工種子)、作物新品種的培育(單倍體育種、突變體的利用)、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
(1)植物生物反應器主要以整株植物、植物組織或植物懸浮細胞為加工場所,生產(chǎn)藥物蛋白。這首先需要用基因工程技術將目的基因?qū)胫参锛毎,其次需要采用植物細胞工程技術將轉(zhuǎn)基因植物細胞培育成轉(zhuǎn)基因植株或轉(zhuǎn)基因植物組織或轉(zhuǎn)基因植物懸浮細胞,因此采用的現(xiàn)代生物技術包括基因工程和細胞工程技術。
(2)構建葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化體系時,需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶。要使得目的基因只能在葉綠體中表達,則構建的基因表達載體中要含有葉綠體特異性啟動子。
(3)由于受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞,因此植物葉綠體表達體系可以防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉在自然界中擴散。故選B。
(4)將轉(zhuǎn)基因植物細胞培育成植物生物反應器的過程是:脫分化形成愈傷組織,對愈傷組織進行培養(yǎng),提取所需產(chǎn)物(或者脫分化形成愈傷組織,再分化得到植株,從植株中提取所需產(chǎn)物)。
(5)實驗設計需要遵循對照原則,因此該實驗設計缺少對照組,對照組應為:每周4次、每次用C4V3蛋白溶液等量的緩沖液注射小鼠,檢測小鼠體內(nèi)的抗體反應,T細胞增殖情況以及淋巴因子的生成。
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【題目】當自由基攻擊生物膜的磷脂分子時,產(chǎn)物同樣是自由基;這些產(chǎn)物又攻擊別的分子,由此產(chǎn)生雪崩式的反應,這對生物膜的損傷比較大。受到自由基攻擊后,下列結構會因產(chǎn)生上述雪崩式反應而受損傷最大的是( )
A.染色體B.紡錘體C.溶酶體D.中心體
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【題目】玉米的紫粒和黃粒是一對相對性狀。某一品系X為黃粒玉米,若自花傳粉,后代全為黃粒;若接受另一品系Y紫粒玉米的花粉,后代既有黃粒,也有紫粒。下列有關分析正確的是( )
A.紫粒是顯性性狀
B.黃粒是顯性性狀
C.品系X是雜合子
D.品系Y是純合子
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【題目】下列關于基因工程應用的敘述,正確的是( )
A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正常基因
B.一種基因探針能檢測人體感染的各種病毒
C.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來的
D.基因診斷的基本原理是抗原抗體的特異性結合
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【題目】生物產(chǎn)品的分離、純化是現(xiàn)代生物技術中一種常見的技術。下列關于物質(zhì)提取、純化原理的敘述中,錯誤的是( )
A.采用凝膠色譜法分離果膠酶的原理是蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量不同,在色譜柱中白移動速度不同
B.蛋白質(zhì)的提取和分離中洗滌時離心速度過小,時間過短,白細胞會沉淀達不到分離效果
C.電泳法是利用樣品中各種分子帶電性質(zhì)和數(shù)量以及樣品分子大小不同,產(chǎn)生的遷移度不同而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離
D.血紅蛋白溶液裝入透析袋透析的操作,可以除去血紅蛋白溶液中的分子量較小的雜質(zhì)
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【題目】下列關于呼吸作用的敘述,錯誤的是( )
A.人體細胞無氧呼吸不產(chǎn)生二氧化碳,且只在第一階段釋放少量能量
B.不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,最根本的原因是催化反應的酶不同
C.糧食儲藏過程中會有糧堆濕度增大現(xiàn)象,可能是因為種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水
D.如果是以脂肪為底物進行有氧呼吸,消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量
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【題目】將人胰島素基因成功導入酵母菌,并獲得人胰島素。這一研究成果表明( )
①人與酵母菌共用一套遺傳密碼
②人與酵母菌都遵循堿基互補配對原則
③人與酵母菌基因指導合成蛋白質(zhì)的方式基本相同
A.①③B.②③C.①②D.①②③
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【題目】
Ⅰ.下列實驗操作不正確的是_________。(填寫序號)
(1)在催化劑存在的條件下,苯和溴水發(fā)生反應可生成無色比水重的液體溴苯
(2)將銅絲彎成螺旋狀,在酒精燈上加熱變黑后,立即伸入盛有無水乙醇的試管中,反復多次,完成乙醇氧化為乙醛的實驗
(3)乙醇中含有少量水可加入生石灰再蒸餾制得無水乙醇
(4)向試管中先加入一定量濃硫酸,再依次加入適量冰醋酸、無水乙醇,然后加熱制取乙酸乙酯
(5)實驗室制取乙炔時,用飽和食鹽水代替蒸餾水,以得到平穩(wěn)的氣流
(6)驗證溴乙烷水解產(chǎn)物時,將溴乙烷和氫氧化鈉溶液混合,充分振蕩溶液、靜置、待液體分層后,滴加硝酸銀溶液
Ⅱ.利用右圖裝置還可以驗證醋酸、苯酚、碳酸的酸性強弱。
(1)A中固體試劑是 ;B中所盛溶液溶質(zhì)是 ;C中所盛溶液溶質(zhì)是 (選填字母)。
a.醋酸鈉 b.碳酸氫鈉 c.苯酚鈉 d.碳酸鈉
(2)寫出C中反應的離子方程式是: ;
(3)有同學認為沒有B裝置,也可以驗證酸性的強弱,這種認為 (是或不)合理的,原因是 。
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【題目】白藜蘆醇是一種抗腫瘤的藥物,合成它的一種路線如下:
(1)化合物F中的含氧官能團的名稱是__________和__________。
(2)③的反應類型是__________。
(3)反應④中加入試劑X的分子式為C9H10O3, X的結構簡式為__________。
(4) 1mol白藜蘆醇最多能與__________molH2反應,與濃浪水反應時,最多消耗__________molBr2。
(5) D的一種同分異構體滿足下列條件:
I.屬于a-氨基酸
II.能使溴水褪色,但不能使FeCl3溶液顯色
Ⅲ.分子中有7種不同化學環(huán)境的氫,且苯環(huán)上的一取代物只有一種
寫出該同分異構體的結構簡式:__________。(任寫一種)
(6)根據(jù)已有知識并結合相關信息,寫出以乙醇為原料制備CH3CH=C(CH3)CN的合成路線流程圖(無機試劑任用)。合成路線流程圖示例如下:。
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