Question

糖尿病是一種常見病，且發病率有逐年上升的趨勢．如圖是利用基因工程技術生產胰島素的操作過程示意圖，請據圖回答．

（1）過程②必需的酶是

 

酶，過程③必需的酶是

 

酶．
（2）能否利用人的皮膚細胞來完成①的過程？

 

，為什么？

 

．
（3）若A中共有a個堿基對，其中腺嘌呤有b個，則③④⑤過程連續進行5次，至少需要提供鳥嘌呤

 

個．
（4）在利用AB獲得C的過程中，必須用

 

切割A和B，再加入

 

，才可以形成C．
（5）下列四條DNA分子，彼此間能夠粘連起來拼接成新的DNA分子的一組是

 

A．①②B．②③C．③④D．②④
（6）合成的胰島素含有51個氨基酸，由兩條肽鏈組成，那么決定它的合成的基因至少應含有堿基

 

個．若氨基酸的相對分子量為100，該胰島素的相對分子量約為

 

；若核苷酸的平均相對分子量為300，則胰島素分子對應的mRNA的相對應的分子量為

 

．
（7）在進行基因工程操作過程中，胰島素基因必需與運載體--質粒結合后才能進入大腸桿菌體內，并且在細菌內增殖．質粒從分子結構看，它是一種

 

．它的增殖方式在遺傳學上稱為

 

．
（8）不同生物間基因的移植成功，說明生物共用一套

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,遺傳信息的轉錄和翻譯

專題：

分析：分析圖解可知：圖中過程①表示從人體胰島B細胞中提取mRNA；過程②表示以mRNA為模板，通過逆轉錄合成DNA的過程；過程③④⑤表示通過PCR技術對目的基因進行擴增，其中③表示高溫解鏈，④表示低溫復性，⑤表示中溫延伸；過程⑥表示限制酶切割質粒；⑦表示利用DNA連接酶構建重組質粒；⑧表示目的基因導入受體細胞；⑨表示目的基因的檢測；⑩為獲得基因工程的產物．

解答： 解：（1）過程②表示以mRNA為模板，通過逆轉錄合成DNA的過程，該過程逆轉錄酶的催化；過程③為解旋，需要解旋酶的催化．
（2）基因在細胞中是選擇性表達的，人的皮膚細胞的胰島素基因未表達（或未轉錄），不能形成胰島素mRNA，因此不能提取到．
（3）在DNA分子中遵循堿基互補配對原則，其中A=T、G=C，因此若A中共有a個堿基對，其中腺嘌呤有b個，則鳥嘌呤為（a-b）個．③④⑤過程連續進行5次，即相當于DNA復制5次，至少需要提供鳥嘌呤=（2⁵-1）×（a-b）=31（a-b）個．
（4）在質粒和目的基因重組的過程中，必須用同一種限制性內切酶切割目的基因和質粒，以形成相同的黏性末端，再加入DNA連接酶，才可以形成重組質粒．
（5）黏性末端在連接的過程中，遵循堿基的互補配對原則，圖中看出，只有②④的黏性末端末尾的堿基互補，因此它們彼此間能夠粘連起來拼接成新的DNA分子．
（6）在基因控制蛋白質合成的過程中，基因中的堿基數：mRNA中的堿基數：蛋白質中的氨基酸數=6：3：1．合成的胰島素含有51個氨基酸，由兩條肽鏈組成，那么決定它的合成的基因至少應含有堿基=51×6=306個．若氨基酸的相對分子量為100，該胰島素的相對分子量約為=51×100-18×（51-2）=4218．
蛋白質的氨基酸數為51，因此mRNA中的核苷酸數=51×3=153；由于核苷酸在形成核酸的過程也要脫水，因此單鏈的mRNA形成過程中要脫去=153-1=152分子的水，若核苷酸的平均相對分子量為300，則胰島素分子對應的mRNA的相對應的分子量=153×300-18×152=43164．
（7）質粒是小型環狀DNA分子，DNA的復制特點就是半保留復制．
（8）不同生物間基因的移植成功，說明生物共用一套遺傳密碼．
故答案為：
（1）逆轉錄   解旋
（2）不能      皮膚細胞中的胰島素基因未表達（未轉錄），不能形成胰島素mRNA     
（3）31（a-b）
（4）同一種限制性內切酶   DNA連接酶
（5）D
（6）306    4218       43164
（7）環狀DNA分子       半保留復制（自我復制）
（8）密碼子

點評：本題考查了基因工程、遺傳信息的轉錄和翻譯等相關知識，意在考查考生的識圖能力、理解能力和應用能力，難度適中．考生要通過圖示分析明確圖中標號所指過程；明確胰島素基因只在胰島細胞中轉錄和表達；能夠利用DNA堿基數、mRNA中堿基數和蛋白質中氨基酸數之間的關系進行相關的計算；識記DNA的半保留復制的特點．