高中生物基因工程和細(xì)胞工程練習(xí)題
高考生物的考點(diǎn)比較的多，學(xué)生最好根據(jù)專題來做相應(yīng)的練習(xí)，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)砘蚬こ毯图?xì)胞工程的相關(guān)練習(xí)題，希望能夠幫助到大家。
高中生物基因工程和細(xì)胞工程的專項(xiàng)練習(xí)
一、基因工程
1.基因工程的基本工具
限制酶 DNA連接酶 (運(yùn))載體 切割目的基因和載體 拼接DNA片段形成 重組DNA 攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞 作用部位 兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 ------------------ 作用特點(diǎn) (條件) ①識別特定的核苷酸序列
?、?①E·coli DNA連接酶只能連接黏性末端
?、赥4 DNA連接酶能連接黏性末端和平(口)末端 ①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制
②有一個或多個限制酶切割位點(diǎn)
?、劬哂刑厥獾臉?biāo)記基因 2.基因工程的操作步驟
(1) 目的基因的獲?。?/p>
?、購幕蛭膸熘蝎@取。
?、诶肞CR技術(shù)擴(kuò)增。
?、塾没瘜W(xué)方法直接人工合成。
(2) 基因表達(dá)載體的構(gòu)建：
①基因表達(dá)載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因。
?、诨虮磉_(dá)載體的構(gòu)建方法：
(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：
植物細(xì)胞 動物細(xì)胞 微生物細(xì)胞 常用
方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2+處理) 受體
細(xì)胞 受精卵、體細(xì)胞 受精卵 原核細(xì)胞 (4) 目的基因的檢測與鑒定：
①目的基因插入檢測：DNA分子雜交。
?、谀康幕蜣D(zhuǎn)錄檢測：(核酸)分子雜交。
?、勰康幕蚍g檢測：抗原—抗體雜交。
④個體生物學(xué)水平檢測：根據(jù)目的基因表達(dá)出的性狀判斷。
二、細(xì)胞工程
1.動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較
項(xiàng)目 動物細(xì)胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng) 培養(yǎng)前處理 無菌、用胰蛋白酶處理，使組織細(xì)胞相互分散開 無菌、離體 培養(yǎng)基成分 葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等 礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素等 培養(yǎng)基狀態(tài) 液體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 項(xiàng)目 動物細(xì)胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng) 過程 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細(xì)胞群 離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽―→植物體 不能 能
舉例 大規(guī)模生產(chǎn)有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等;皮膚移植;檢測有毒物質(zhì)的毒性等 快速繁殖、培育無病毒植株;生產(chǎn)藥物;制造人工種子;培育轉(zhuǎn)基因作物等 2.植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較
項(xiàng)目 植物體細(xì)胞雜交 動物細(xì)胞融合(單克隆抗體的制備) 理論基礎(chǔ)(原理) 細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖 融合前處理 酶解法去除細(xì)胞壁(纖維素酶、果膠酶等) 注射特定抗原，免疫小鼠，獲取(效應(yīng))B淋巴細(xì)胞 促融 ①物理法：離心、振動、電激等;②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG) ①物化法：與植物細(xì)胞融合相同;②生物法：滅活的仙臺病毒 過程 第一步：原生質(zhì)體的制備;第二步：原生質(zhì)體的融合;第三步：雜種細(xì)胞的篩選與培養(yǎng);第四步：雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定 第一步：正常小鼠免疫處理;第二步：動物細(xì)胞融合;第三步：雜交瘤細(xì)胞篩選與培養(yǎng);第四步：單克隆抗體的提純 用途 ①克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展雜交親本的組合范圍;②克服有性雜交的母系遺傳，獲得細(xì)胞質(zhì)基因的雜合子，研究細(xì)胞質(zhì)遺傳 ①制備單克隆抗體;②診斷、治療疾病，如生物導(dǎo)彈
3.動物細(xì)胞核移植和單克隆抗體
(1)動物細(xì)胞核移植：
供體體細(xì)胞→→體細(xì)胞(核)
↓注入
卵母細(xì)胞→Ⅱ中期去核→無核卵母細(xì)胞→重組細(xì)胞→
重組胚胎→代孕母牛→生出與供體遺傳性狀相同的個體。
(2)單克隆抗體：
?、賳慰寺】贵w的制備過程：
多種雜交細(xì)胞→在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng)→克隆篩選出的雜交細(xì)胞→將不同種雜交細(xì)胞分開，并克隆專一抗體，檢驗(yàn)陽性細(xì)胞→注射到小鼠體內(nèi)或體外培養(yǎng)→獲得單克隆抗體。
?、蹎慰寺】贵w的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、產(chǎn)量大。
考點(diǎn)一 基因工程
1.(2016·高考全國乙卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamH Ⅰ酶切后，與用BamH Ⅰ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：
(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是____________________________;并且________和________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有________的固體培養(yǎng)基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于________。
解析：(1)質(zhì)粒作為載體，應(yīng)具備的基本條件有：有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段(基因)插入其中;在受體細(xì)胞中能自我復(fù)制，或能整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制;有特殊的標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇等等。(2)在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素進(jìn)行篩選，其中未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌，因不含氨芐青霉素抗性基因而都不能在此培養(yǎng)基上存活，二者不能區(qū)分。含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，都能在此培養(yǎng)基上存活，二者也不能區(qū)分。若要將含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌進(jìn)一步篩選出來，還需要使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基。(3)某些噬菌體經(jīng)改造后作為載體，導(dǎo)入受體細(xì)胞后，其DNA復(fù)制所需的原料來自于受體細(xì)胞。
答案：(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(答出兩點(diǎn)即可) (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒) 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素 (3)受體細(xì)胞
(2016·高考全國丙卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切點(diǎn)是唯一的)。
根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：
(1)經(jīng)BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________。
解析：(1)由題圖可知，BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ兩種限制性內(nèi)切酶的共同識別序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經(jīng)BamH Ⅰ酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣基因才能順利地轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯過程，即順利表達(dá)。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，丙所示目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄，因此目的基因不能表達(dá)。(3)常見的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。
答案：(1)Sau3AⅠ 兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄
(3)E.coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
(2015·高考全國卷Ⅰ)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在______的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。
(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是________________________。
(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。
(4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。
解析：(1)HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，所以要想獲得相應(yīng)的目的基因，應(yīng)以HIV的RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。(2)目的蛋白注入機(jī)體后相當(dāng)于抗原。在抗原的刺激下，機(jī)體進(jìn)行體液免疫，由漿細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)抗體(分泌蛋白)，由于該抗體能與目的蛋白(抗原)發(fā)生特異性結(jié)合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確定體內(nèi)有無HIV。(3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細(xì)胞，從而降低機(jī)體免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)癌細(xì)胞在機(jī)體中屬于抗原，人體的免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)控和清除癌細(xì)胞。
答案：(1)RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體 抗原抗體特異性結(jié)合 (3)T(或T淋巴) (4)監(jiān)控和清除
考點(diǎn)二 克隆技術(shù)
某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過____________次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是___________________
_____________________________________________________。
(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是______________________________________。
(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是__________________。
解析：(1)分析題圖可知，經(jīng)4次免疫后，小鼠Y的血清抗體效價就可達(dá)到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗體效價最高，故最適合用于制備B淋巴細(xì)胞。(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，由于細(xì)胞融合是隨機(jī)的，而且誘導(dǎo)融合率不可能達(dá)到100%，所以會有未融合的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞、融合的具有同種核的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞三種類型。(3)雜交瘤細(xì)胞同時具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的核物質(zhì)，但細(xì)胞核只有一個。由于雜交瘤細(xì)胞在分裂過程中染色體會丟失，故細(xì)胞核中染色體數(shù)目最多是40+60=100(條)。(4)B淋巴細(xì)胞已經(jīng)分化，沒有無限增殖的潛能。
答案：(1)4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高
(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞 細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%
(3)1 100
(4)不能無限增殖
科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過程如圖所示：
(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有______________________________。
(2)過程①常用的酶是____________，細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是________________。
(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑________誘導(dǎo)融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡觀察，根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光的不同可觀察到________種不同的原生質(zhì)體，當(dāng)觀察到______________________時可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。
(4)過程③和過程④依次為______________________，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是________________。
(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)含m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含________條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________植株。
解析：(1)植物體細(xì)胞雜交包括原生質(zhì)體融合和培育雜種植株兩大步驟，兩者的原理分別是細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性。(2)去除細(xì)胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶，細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是形成新的細(xì)胞壁。(3)化學(xué)促融劑是聚乙二醇，兩兩融合的原生質(zhì)體有三種：番茄—番茄、番茄—馬鈴薯、馬鈴薯—馬鈴薯，其中雜種細(xì)胞的細(xì)胞表面有兩種顏色的熒光。(4)過程③和過程④分別表示脫分化和再分化，誘導(dǎo)細(xì)胞分化所用的植物激素主要是生長素和細(xì)胞分裂素。(5)“番茄—馬鈴薯”體細(xì)胞有m+n條染色體，有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，由配子發(fā)育成的個體均為單倍體。
答案：(1)細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性
(2)纖維素酶和果膠酶 形成了新的細(xì)胞壁
(3)聚乙二醇(或PEG) 3 融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光
(4)脫分化和再分化 生長素和細(xì)胞分裂素
(5)2(m+n) 單倍體
1.(2016江蘇卷.33)(9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)，其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請回答下列問題：
(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用______兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過__________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于__________________態(tài)的大腸桿菌。
(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加__________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中_____________。
(3)若BamH I酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為 ，對于該部位，這兩種酶 (填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。
(4)若用Sau3A I切圖1質(zhì)粒最多可能獲得 種大小不同的DNA片段。
【答案】(1)BclI和HindⅢ 連接 感受 (2)四環(huán)素 引物甲和引物丙
(3) 都不能 (4)7
【解析】(1)選擇的限制酶應(yīng)在目的基因兩端存在識別位點(diǎn)，但BamHI可能使質(zhì)粒中啟動子丟失，因此只能選BclI和HindⅢ。酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌。
(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，根據(jù)質(zhì)粒上的抗性基因，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素。PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合，沿相反的方向合成子鏈。
(3)根據(jù)BamHI和Bcl I的酶切位點(diǎn)，BamHI酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，與兩種酶的酶切位點(diǎn)均不同。
(4)根據(jù)BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位點(diǎn)，Sau3A I在質(zhì)粒上有三個酶切位點(diǎn)，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點(diǎn)被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3A I切圖1質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。
【考點(diǎn)定位】基因工程，限制酶，連接酶，重組質(zhì)粒
2.(2016課標(biāo)1卷.40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：
(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有______________(答出兩點(diǎn)即可)。
而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是______________;并且______________和______________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有是_____________的固體培養(yǎng)基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于_____________
【答案】(1)能夠自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)(答出兩點(diǎn)即可)
(2)二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒) 二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素
(3)受體細(xì)胞
【解析】(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有：能夠自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)等。
(2)依題意可知，目的基因插入后，導(dǎo)致四環(huán)素抗性基因(Tetr )失活，而氨芐青霉素抗性基因(Ampr)仍能行使正常功能。如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細(xì)胞，因二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長，所以是不能區(qū)分的;含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞，因二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都能生長，因此也是不能區(qū)分的。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基;因目的基因插入后，導(dǎo)致四環(huán)素抗性基因(Tetr )失活，含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌在該培養(yǎng)基中不能生長，而含有質(zhì)粒載體的則能正常生長。
(3)噬菌體是專門寄生在細(xì)菌細(xì)胞中的病毒，在侵染細(xì)菌時，噬菌體的DNA進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外;在噬菌體的DNA的指導(dǎo)下，利用細(xì)菌細(xì)胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分，據(jù)此可推知：基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于受體細(xì)胞。
【考點(diǎn)定位】
3.(2016新課標(biāo)Ⅲ卷.40)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體示意圖(載體上的EcoR I、Sau3A I的切點(diǎn)是唯一的)。
根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：
(1)經(jīng)BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被____________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是____________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有____________，不能表達(dá)的原因是____________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有____________和____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是____________。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種梅切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端
(2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游， 丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉(zhuǎn)錄
(3)E·coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
【解析】(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端，所以經(jīng)BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。
(2)啟動子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。終止子也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段，相當(dāng)于一盞紅色信號燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來。在基因表達(dá)載體中，啟動子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能表達(dá)。而圖甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉(zhuǎn)錄，所以都不能表達(dá)目的基因的產(chǎn)物。
(3)常見DNA連接酶的有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。
【考點(diǎn)定位】基因工程的原理及技術(shù)
4.(2016天津卷.7) (12分)人血清白蛋白(HSA) 具有重要的醫(yī)用價值，只能從血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。
(1)獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。
(2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動子是_____________(填寫字母，單選)。
A.人血細(xì)胞啟動子 B.水稻胚乳細(xì)胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子 D.農(nóng)桿菌啟動子
(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是__________________________。
(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性。與途徑II相比，選擇途徑I獲取rHSA的優(yōu)勢是_______________________________________。(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與_________________的生物學(xué)功能一致。
【答案】(12分)(1)總RNA (或mRNA)
(2)B
(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化
(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工
(5)HAS
【解析】(1)合成總cDNA需提取細(xì)胞中所有的mRNA，然后通過反轉(zhuǎn)錄過程進(jìn)行合成。采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因時，兩條引物分別與模板鏈的5’端結(jié)合，擴(kuò)增方向相反。
(2)根據(jù)啟動子通常具有物種及組織特異性可知，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動子是水稻胚乳細(xì)胞啟動子。
(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，酚類物質(zhì)可以吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化。
(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞中不具有生物膜系統(tǒng)。
(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與天然的HSA生物學(xué)功能一致。
【考點(diǎn)定位】基因工程
6.(2016海南卷.31)基因工程又稱為DNA重組技術(shù)，回答相關(guān)問題：
(1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即______和從_______中分離。
(2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是______。
(3)在基因表達(dá)載體中，啟動子是______聚合酶識別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是______。
(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_____和______顆粒。
【答案】(15分)
(1)人工合成 生物材料(每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分)
(2)cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(5分，其他合理答案可酌情給分)
(3)RNA(2分) 大腸桿菌(或答細(xì)菌)(2分)
(4)金粉 鎢粉(每空1分，共2分)
【解析】(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。
(2)植物的成熟葉片中基因已選擇性表達(dá)，因此由所有RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。
(3)在基因表達(dá)載體中，啟動子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，由于易于培養(yǎng)，最常用大腸桿菌(或細(xì)菌)。
(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉 和鎢粉顆粒。
【考點(diǎn)定位】基因工程
7.(2016上海卷.九)回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞與表達(dá)的問題。
在圖27所示的質(zhì)粒PZHZ11(總長為3.6kb，1kb=1000對堿基因)中，lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能將白色的大腸桿菌染成藍(lán)色。
68.若先用限制酶BamHI切開pZHZ11，然后滅活BamHI酶，再加DNA連接酶進(jìn)行連接，最后將連接物導(dǎo)入足夠數(shù)量的大腸桿菌細(xì)胞中，則含3.1kb質(zhì)粒的細(xì)胞顏色為;含3.6kb質(zhì)粒的細(xì)胞顏色為。
69.若將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因片段置換pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重組質(zhì)粒，則目的基因長度為kb。
70.上述4.9kb的重組質(zhì)粒有兩種形式，若用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段;那么聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質(zhì)粒，則可獲得
kb和kb兩種DNA片段。
71.若將人的染色體DNA片段先導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中克隆并鑒定目的基因，然后再將獲得的目的基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞中表達(dá)，最后將產(chǎn)物的藥物蛋白注入小鼠體內(nèi)觀察其生物功能是否發(fā)揮，那么上述過程屬于。
A.人類基因工程 B.動物基因工程 C.植物基因工程 D.微生物基因工程
【答案】68.白色 白色和藍(lán)色/白色或藍(lán)色
69.1.8
70.1.4 3.5
71.C
【解析】(1) 3.1 kb質(zhì)粒lacZ基因被破壞，含3.1 kb質(zhì)粒的細(xì)胞顏色為白色;加DNA連接酶進(jìn)行連接，被切下的片段可能反向連接，所含3.6 kb質(zhì)粒的細(xì)胞可能含有正常質(zhì)粒和異常質(zhì)粒，也可能只含有正常質(zhì)?；虍惓Ｙ|(zhì)粒，顏色為白色和藍(lán)色(白色或藍(lán)色)。
(2) pZHZ11中0.5 kb的BamHI酶切片段被切除后，剩余3.1 kb，將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因插入，形成4.9 kb的重組質(zhì)粒，則目的基因大小為4.9-3.1=1.8 kb。
(3) 限制酶BamHI和BglHI切割產(chǎn)生的黏性末端可以進(jìn)行連接，但連接后不能被兩者中的任何一個識別并切割，用BamHI切割4.9 kb的重組質(zhì)粒，只有一個切割位點(diǎn)。用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7 kb和3.2 kb兩種DNA片段;聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質(zhì)粒，可獲得1.7+1.8=3.5 kb和3.2-18=1.4 kb兩種DNA片段。
(4)題干所述目的是讓人的基因在植物細(xì)胞中表達(dá)，屬于植物基因工程。
【考點(diǎn)定位】基因工程
(2015·廣東卷，25)下圖為培育轉(zhuǎn)基因山羊生產(chǎn)人β?酪蛋白的流程圖。
下列敘述正確的是( )
過程所用的人β?酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得
過程可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進(jìn)行移植
過程可使用胚胎分割技術(shù)擴(kuò)大轉(zhuǎn)基因山羊群體
過程人β?酪蛋白基因在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯
解析 本題為現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合題主要考查基因工程和胚胎工程相關(guān)知識點(diǎn)難度較大。cDNA文庫正確;過程指的是胚胎移植過程一般選取桑椹胚時期或者囊胚期的胚胎進(jìn)行胚胎移植不選用原腸胚時期錯誤;過程為加速轉(zhuǎn)基因動物的繁育可以采用超數(shù)排卵胚胎分割移植等方法正確;過程指的是目的基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個階段轉(zhuǎn)錄的場所是細(xì)胞核翻譯的場所是細(xì)胞質(zhì)中的核糖體錯誤。
答案 AC
(2015·課標(biāo)卷)[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]
屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時可先提取HIV中的________以其作為模板在________的作用下合成________獲取該目的蛋白的基因構(gòu)建重組表達(dá)載體隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。
(2)從受體細(xì)胞中分離純________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV檢測的原理是________。
(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。
(4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷易發(fā)生惡性腫瘤。
解析 (1)HIV是RNA病毒其核酸是單鏈RNA而在基因工程中構(gòu)建目的基因表達(dá)載體時載體一般用的是質(zhì)粒為雙鏈DNA故先用逆轉(zhuǎn)錄酶催化HIV的RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA分子再進(jìn)行基因工程操作。(2)本題涉及到了免疫學(xué)方面知識抗原進(jìn)入機(jī)體后可以產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體抗體與抗原特異性結(jié)合。(3)HIV病毒主要破壞人體T細(xì)胞。(4)免疫系統(tǒng)除了具有防衛(wèi)功能外還有監(jiān)控和清除功能：監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或因其他因素而被破壞的細(xì)胞以及癌變的細(xì)胞。
答案 (1)RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體
抗原抗體特異性結(jié)合 (3)T(或T淋巴) (4)監(jiān)控和清除
(2015·江蘇卷)熒光原位雜交可用熒光標(biāo)記的特異DNA片段為探針與染色體上對應(yīng)的DNA片段結(jié)合從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示DNA酶隨機(jī)切開了核苷酸之間的________鍵從而產(chǎn)生切口隨后在DNA聚合酶作用下以熒光標(biāo)記的________為原料合成熒光標(biāo)記的DNA探針。
(2)圖2表示探針與待測基因結(jié)合的原理。先將探針與染色體共同煮沸使DNA雙鏈中________鍵斷裂形成單鏈。隨后在降溫復(fù)性過程中探針的堿基按照________原則與染色體上的特定________條熒光標(biāo)記的DNA片段。
(3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標(biāo)記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交則其F有絲分裂中期的細(xì)胞中可觀察到________個熒光點(diǎn);在減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細(xì)胞中分別可觀察到________個熒光點(diǎn)。
解析 本題綜合考查DNA分子雜交和減數(shù)分裂的相關(guān)內(nèi)容意在考查學(xué)生獲取信息的能力并且綜合運(yùn)用所學(xué)知識對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理能力。難度較大。
(1)由圖1所知酶1使DNA鏈斷裂即作用于相鄰脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵;DNA探針是被標(biāo)記的單鏈DNA片段合成原料為脫氧核苷酸。(2)通過熱變性使DNA堿基對之間的氫鍵斷裂復(fù)性時能重新形成氫鍵并且遵循堿基互補(bǔ)配對原則形成雜交DNA分子。兩條姐妹染色單體含有四條模板鏈可與四個被標(biāo)記的DNA探針結(jié)合形成4個熒光標(biāo)記雜交DNA分3)植物甲(AABB)形成的配子染色體組成為(AB)與植物乙(AACC)的配子(AC)受精后合子染色體組成為(AABC)又由于 AA 和 BB 中各有一對同源染色體可被熒光探針標(biāo)記則AABC將會有3條染色體被標(biāo)記條染色單體可以觀察到6個熒光點(diǎn)。AABC減數(shù)分裂時兩個染色體組可以正常聯(lián)會并且同源染色體分離減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細(xì)胞分別獲得一個A染色體組而B染色體組內(nèi)的沒有同源染色體存在中的染色體隨機(jī)進(jìn)入兩個子細(xì)胞因此其中一個子細(xì)胞含有A和B染色體組內(nèi)2條能被標(biāo)記的染4個染色單體可以看到4個熒光點(diǎn)另一子細(xì)胞只含有A中1條能被標(biāo)記的染色體個染色單體可以觀察到2個熒光點(diǎn)。
答案 (1)磷酸二酯 脫氧核苷酸 (2)氫 堿基互補(bǔ)配對 4 (3)6 2和4
(2015·福建卷)[生物-現(xiàn)代生物科技專題]
是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子對損傷的神經(jīng)細(xì)胞具有營養(yǎng)和保護(hù)作用。研究人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達(dá)載體(如圖1所示)并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細(xì)胞中用于干細(xì)胞基因治療的研究。請回答
(1)在分離和培養(yǎng)大鼠神經(jīng)干細(xì)胞的過程中使用胰蛋白酶的目的是______________________。
(2)構(gòu)建含基因的表達(dá)載體時需選擇圖1中的________限制酶進(jìn)行酶切。
(3)經(jīng)酶切后的載體和基因進(jìn)行連接連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有3種：單GDNF基因與載體正向連接、基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式選擇酶和酶對篩選得到的載體進(jìn)行雙酶切并對酶切后的DNA片段進(jìn)行電泳分析結(jié)果如圖2所示。圖中第________泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。
(4)將正向連接的表達(dá)載體導(dǎo)入神經(jīng)干細(xì)胞后為了檢測基因是否成功表達(dá)可用相應(yīng)的________與提取的蛋白質(zhì)雜交。當(dāng)培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞達(dá)到一定密度時需進(jìn)行________培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細(xì)胞用于神經(jīng)干細(xì)胞移植治療實(shí)驗(yàn)。(2015·天津卷)DHA對腦神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要。以A、B兩種單細(xì)胞真核藻為親本利用細(xì)胞融合技術(shù)選育高產(chǎn)DHA融合藻。兩種藻特性如下表。
親本藻 優(yōu)勢代
謝類型 固體培養(yǎng)基
上藻落直徑 藻 自養(yǎng) 0.06 小 0.7 B藻 異養(yǎng) 0.14 大 無
據(jù)表回答：
(1)選育的融合藻應(yīng)具有A藻________與B藻________的優(yōu)點(diǎn)。
(2)誘導(dǎo)融合前需用纖維素酶處理兩種藻其目的是獲得
。
(3)通過以下三步篩選融合藻步驟________可淘汰B藻步驟________可淘汰生長速率較慢的________生產(chǎn)所需的融合藻。
步驟a：觀察藻落的大小
步驟b：用不含有機(jī)碳源(碳源——生物生長的碳素來源)的培養(yǎng)基進(jìn)行光照培養(yǎng)
步驟c：測定DHA含量
(4)以獲得的融合藻為材料進(jìn)行甲、乙、丙三組試驗(yàn)結(jié)果如下圖。
甲組條件下融合藻產(chǎn)生[H]的細(xì)胞器是________;丙組條件下產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是________。
與甲、丙兩組相比乙組融合藻生__________________________________________________________________。
甲、乙兩組DHA產(chǎn)量均較高但實(shí)際生產(chǎn)中往往采用甲組的培養(yǎng)條件其原因是_______________________________________________________________
。
(2015·重慶卷)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述正確的是( )
表達(dá)載體中的胰島素基因可通過人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得
表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動于復(fù)制原(起)點(diǎn)
借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來
啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用
(2015·江蘇卷)胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)圖1基因表達(dá)載體中沒有標(biāo)注出來的基本結(jié)構(gòu)是________。
(2)圖1中啟動子是________酶識別和結(jié)合的部位有了它才能啟動目的基因的表達(dá);氨芐青霉素抗性基因的作用是________。
(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時必需的工具酶有________。
(4)β半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)可將胰________。
(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈且半乳糖苷酶被切成多個肽段這是因?yàn)開________________________________________________。
(6)根據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu)請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結(jié)果是________理由是________________________。
(2015·北京卷)在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟中不需要的是( )
用攜帶目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞
用選擇培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞
用聚乙二醇誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的原生質(zhì)體融臺
用適當(dāng)比例的生長素和細(xì)胞分裂素
1.[2014·天津卷] 為達(dá)到相應(yīng)目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選
C.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
. [2014·重慶卷] 如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是( )
A.②的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與
B.③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上
C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀
D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異
.[2014·廣東卷] (雙選)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是( )
A.過程①需使用逆轉(zhuǎn)錄酶
B.過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因
C.過程③使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備
D.過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞
. [2014·江蘇卷] (多選)下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，錯誤的是( )
A.切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識別6個核苷酸序列
B.PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)
C.載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因
D.抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)
.[2014·天津卷] 嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用，開展了以下試驗(yàn)：
Ⅰ.利用大腸桿菌表達(dá)BglB酶
(1)PCR擴(kuò)增bglB基因時，選用________________________基因組DNA作模板。
(2)下圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴(kuò)增的bglB基因重組進(jìn)該質(zhì)粒，擴(kuò)增的bglB基因兩端需分別引入________和______不同限制酶的識別序列。
注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同
(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述構(gòu)建好的表達(dá)載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因?yàn)開_______________________________。
?、?溫度對BglB酶活性的影響
(4)據(jù)圖1、2可知，80 ℃保溫30分鐘后，BglB酶會__________;為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)溫度最好控制在________(單選)。
A.50 ℃ B.60 ℃ C.70 ℃ D.80 ℃
圖1 溫度對BglB酶活性的影響
圖2 BglB酶的熱穩(wěn)定性
注：酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的保持程度來反映的
Ⅲ.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性
在PCR擴(kuò)增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達(dá)出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。
(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術(shù)獲取熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________(多選)。
A.僅針對bglB基因進(jìn)行誘變
B.bglB基因產(chǎn)生了定向突變
C.bglB基因可快速累積突變
D.bglB基因突變不會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變
.[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ] [生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]
植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列問題：
(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因;而cDNA文庫中含有生物的________基因。
(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。
(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測植株的________是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。
.[2014·山東卷] 【生物——現(xiàn)代生物科技專題】
人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：
(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，可采用____________技術(shù)。
(2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經(jīng)過________，才具備受精能力。
(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的________。
(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達(dá)。
.[2014·福建卷] [生物——現(xiàn)代生物科技專題] Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞。科研人員利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如圖：
(1)步驟①中，在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的________。
(2)步驟②中，重組胚胎培養(yǎng)到________期時，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出ES細(xì)胞。
(3)步驟③中，需要構(gòu)建含有Rag2基因的表達(dá)載體?？梢愿鶕?jù)Rag2基因的__________設(shè)計(jì)引物，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達(dá)載體，所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有______________酶的酶切位點(diǎn)。
(4)為檢測Rag2基因的表達(dá)情況，可提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞的________，用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。
. [2014·海南卷] [生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]
下圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。
據(jù)圖回答：
(1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在________的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因;
二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的________序列，推測出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測其DNA的________序列，再通過化學(xué)方法合成所需基因。
(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有________、________、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。
(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為________。
(4)在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是________________________。
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實(shí)驗(yàn)條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)
D.制備用于植物組織培養(yǎng)的固體培養(yǎng)基
1.[2014·四川卷]有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機(jī)制的實(shí)驗(yàn)過程如圖甲、乙所示。
甲
乙
(1)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、________四類，該實(shí)驗(yàn)所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是__________________________________。
(2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和________，這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配制成________保存?zhèn)溆谩?/p>
(3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)為探究苯磺隆的降解機(jī)制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是________________________________，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理?為什么?____________________。
. [2014·廣東卷] 鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下：
在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：
(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是____________________，誘導(dǎo)外植體形成PLBs的過程稱________。
(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在______________，______________，________________。
(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng)，推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該推測，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時探討了以下問題：
?、貯BA的濃度梯度設(shè)置和添加方式：設(shè)4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復(fù)。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基______后按比例加入。
?、趯?shí)驗(yàn)進(jìn)程和取樣：實(shí)驗(yàn)50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知，實(shí)驗(yàn)過程中還需測定的樣品數(shù)為________。
?、垡浪鶞y定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間：當(dāng)某3個樣品(重復(fù)樣)的__________________________時，其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度，對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適應(yīng)培養(yǎng)時間。
.[2014·江蘇卷] 為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題：
(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為________。
(2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有__________________;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是________、____________。
(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)________處理，會產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，觀察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞。合理的解釋是___________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化技術(shù)，其原理與酵母細(xì)胞固定化類似。下列說法正確的有________(填序號)。
?、龠x取旺盛生長的愈傷組織細(xì)胞包埋 ②必須在光照條件下培養(yǎng)?、叟囵B(yǎng)過程中需通空氣?、芄潭ɑ笾参锛?xì)胞生長會變慢
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實(shí)驗(yàn)條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)
D.制備用于植物組織培養(yǎng)的固體培養(yǎng)基
.[2014·天津卷] 為達(dá)到相應(yīng)目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選
C.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
.[2014·浙江卷] 下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是( )
A.連續(xù)細(xì)胞系的細(xì)胞大多具有二倍體核型
B.某些癌細(xì)胞在合適條件下能逆轉(zhuǎn)為正常細(xì)胞
C.由多個祖細(xì)胞培養(yǎng)形成的細(xì)胞群為一個克隆
D.未經(jīng)克隆化培養(yǎng)的細(xì)胞系細(xì)胞具有相同的性狀
.[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ] [生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題] 某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過______次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是______小鼠，理由是___________________________________________________________。
(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有________________________________，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是________________________。
(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是____________________。
高中生物基因工程和細(xì)胞工程的專項(xiàng)練習(xí)解析
1.基因工程的基本工具
限制酶 DNA連接酶 (運(yùn))載體 切割目的基因和載體 拼接DNA片段形成 重組DNA 攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞 作用部位 兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 ------------------ 作用特點(diǎn) (條件) ①識別特定的核苷酸序列
?、?①E·coli DNA連接酶只能連接黏性末端
?、赥4 DNA連接酶能連接黏性末端和平(口)末端 ①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制
②有一個或多個限制酶切割位點(diǎn)
?、劬哂刑厥獾臉?biāo)記基因 2.基因工程的操作步驟
(1) 目的基因的獲?。?/p>
?、購幕蛭膸熘蝎@取。
?、诶肞CR技術(shù)擴(kuò)增。
?、塾没瘜W(xué)方法直接人工合成。
(2) 基因表達(dá)載體的構(gòu)建：
?、倩虮磉_(dá)載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因。
?、诨虮磉_(dá)載體的構(gòu)建方法：
(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：
植物細(xì)胞 動物細(xì)胞 微生物細(xì)胞 常用
方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2+處理) 受體
細(xì)胞 受精卵、體細(xì)胞 受精卵 原核細(xì)胞 (4) 目的基因的檢測與鑒定：
?、倌康幕虿迦霗z測：DNA分子雜交。
?、谀康幕蜣D(zhuǎn)錄檢測：(核酸)分子雜交。
③目的基因翻譯檢測：抗原—抗體雜交。
?、軅€體生物學(xué)水平檢測：根據(jù)目的基因表達(dá)出的性狀判斷。
二、細(xì)胞工程
1.動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較
項(xiàng)目 動物細(xì)胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng) 培養(yǎng)前處理 無菌、用胰蛋白酶處理，使組織細(xì)胞相互分散開 無菌、離體 培養(yǎng)基成分 葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等 礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素等 培養(yǎng)基狀態(tài) 液體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 項(xiàng)目 動物細(xì)胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng) 過程 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細(xì)胞群 離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽―→植物體 不能 能
舉例 大規(guī)模生產(chǎn)有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等;皮膚移植;檢測有毒物質(zhì)的毒性等 快速繁殖、培育無病毒植株;生產(chǎn)藥物;制造人工種子;培育轉(zhuǎn)基因作物等 2.植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較
項(xiàng)目 植物體細(xì)胞雜交 動物細(xì)胞融合(單克隆抗體的制備) 理論基礎(chǔ)(原理) 細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖 融合前處理 酶解法去除細(xì)胞壁(纖維素酶、果膠酶等) 注射特定抗原，免疫小鼠，獲取(效應(yīng))B淋巴細(xì)胞 促融 ①物理法：離心、振動、電激等;②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG) ①物化法：與植物細(xì)胞融合相同;②生物法：滅活的仙臺病毒 過程 第一步：原生質(zhì)體的制備;第二步：原生質(zhì)體的融合;第三步：雜種細(xì)胞的篩選與培養(yǎng);第四步：雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定 第一步：正常小鼠免疫處理;第二步：動物細(xì)胞融合;第三步：雜交瘤細(xì)胞篩選與培養(yǎng);第四步：單克隆抗體的提純 用途 ①克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展雜交親本的組合范圍;②克服有性雜交的母系遺傳，獲得細(xì)胞質(zhì)基因的雜合子，研究細(xì)胞質(zhì)遺傳 ①制備單克隆抗體;②診斷、治療疾病，如生物導(dǎo)彈 3.動物細(xì)胞核移植和單克隆抗體
(1)動物細(xì)胞核移植：
供體體細(xì)胞→→體細(xì)胞(核)
↓注入
卵母細(xì)胞→Ⅱ中期去核→無核卵母細(xì)胞→重組細(xì)胞→
重組胚胎→代孕母牛→生出與供體遺傳性狀相同的個體。
(2)單克隆抗體：
①單克隆抗體的制備過程：
多種雜交細(xì)胞→在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng)→克隆篩選出的雜交細(xì)胞→將不同種雜交細(xì)胞分開，并克隆專一抗體，檢驗(yàn)陽性細(xì)胞→注射到小鼠體內(nèi)或體外培養(yǎng)→獲得單克隆抗體。
?、蹎慰寺】贵w的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、產(chǎn)量大。
考點(diǎn)一 基因工程
1.(2016·高考全國乙卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamH Ⅰ酶切后，與用BamH Ⅰ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：
(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是____________________________;并且________和________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有________的固體培養(yǎng)基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于________。
【答案】(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(答出兩點(diǎn)即可) (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒) 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素 (3)受體細(xì)胞
(2016·高考全國丙卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切點(diǎn)是唯一的)。
根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：
(1)經(jīng)BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄
(3)E.coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
(2015·高考全國卷Ⅰ)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在______的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。
(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是________________________。
(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。
(4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。
【解析】(1)HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，所以要想獲得相應(yīng)的目的基因，應(yīng)以HIV的RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。(2)目的蛋白注入機(jī)體后相當(dāng)于抗原。在抗原的刺激下，機(jī)體進(jìn)行體液免疫，由漿細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)抗體(分泌蛋白)，由于該抗體能與目的蛋白(抗原)發(fā)生特異性結(jié)合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確定體內(nèi)有無HIV。(3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細(xì)胞，從而降低機(jī)體免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)癌細(xì)胞在機(jī)體中屬于抗原，人體的免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)控和清除癌細(xì)胞。
【答案】(1)RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體 抗原抗體特異性結(jié)合 (3)T(或T淋巴) (4)監(jiān)控和清除
考點(diǎn)二 克隆技術(shù)
某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過____________次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是___________________
_____________________________________________________。
(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是______________________________________。
(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是__________________。
【答案】(1)4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高
(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞 細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%
(3)1 100
(4)不能無限增殖
科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過程如圖所示：
(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有______________________________。
(2)過程①常用的酶是____________，細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是________________。
(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑________誘導(dǎo)融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡觀察，根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光的不同可觀察到________種不同的原生質(zhì)體，當(dāng)觀察到______________________時可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。
(4)過程③和過程④依次為______________________，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是________________。
(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)含m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含________條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________植株。
【答案】(1)細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性
(2)纖維素酶和果膠酶 形成了新的細(xì)胞壁
(3)聚乙二醇(或PEG) 3 融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光
(4)脫分化和再分化 生長素和細(xì)胞分裂素
(5)2(m+n) 單倍體
1.(2016江蘇卷.33)(9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)，其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請回答下列問題：
(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用______兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過__________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于__________________態(tài)的大腸桿菌。
(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加__________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中_____________。
(3)若BamH I酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為 ，對于該部位，這兩種酶 (填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。
(4)若用Sau3A I切圖1質(zhì)粒最多可能獲得 種大小不同的DNA片段。
【答案】(1)BclI和HindⅢ 連接 感受 (2)四環(huán)素 引物甲和引物丙
(3) 都不能 (4)7
(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，根據(jù)質(zhì)粒上的抗性基因，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素。PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合，沿相反的方向合成子鏈。
(3)根據(jù)BamHI和Bcl I的酶切位點(diǎn)，BamHI酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，與兩種酶的酶切位點(diǎn)均不同。
(4)根據(jù)BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位點(diǎn)，Sau3A I在質(zhì)粒上有三個酶切位點(diǎn)，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點(diǎn)被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3A I切圖1質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。
【考點(diǎn)定位】基因工程，限制酶，連接酶，重組質(zhì)粒
2.(2016課標(biāo)1卷.40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：
(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有______________(答出兩點(diǎn)即可)。
而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是______________;并且______________和______________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有是_____________的固體培養(yǎng)基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于_____________
【答案】(1)能夠自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)(答出兩點(diǎn)即可)
(2)二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒) 二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素
(3)受體細(xì)胞
(2)依題意可知，目的基因插入后，導(dǎo)致四環(huán)素抗性基因(Tetr )失活，而氨芐青霉素抗性基因(Ampr)仍能行使正常功能。如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細(xì)胞，因二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長，所以是不能區(qū)分的;含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞，因二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都能生長，因此也是不能區(qū)分的。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基;因目的基因插入后，導(dǎo)致四環(huán)素抗性基因(Tetr )失活，含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌在該培養(yǎng)基中不能生長，而含有質(zhì)粒載體的則能正常生長。
【考點(diǎn)定位】
3.(2016新課標(biāo)Ⅲ卷.40)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體示意圖(載體上的EcoR I、Sau3A I的切點(diǎn)是唯一的)。
根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：
(1)經(jīng)BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被____________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是____________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有____________，不能表達(dá)的原因是____________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有____________和____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是____________。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種梅切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端
(2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游， 丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉(zhuǎn)錄
(3)E·coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
【解析】(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端，所以經(jīng)BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。
【考點(diǎn)定位】基因工程的原理及技術(shù)
4.(2016天津卷.7) (12分)人血清白蛋白(HSA) 具有重要的醫(yī)用價值，只能從血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。
(1)獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。
(2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動子是_____________(填寫字母，單選)。
A.人血細(xì)胞啟動子 B.水稻胚乳細(xì)胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子 D.農(nóng)桿菌啟動子
(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是__________________________。
(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性。與途徑II相比，選擇途徑I獲取rHSA的優(yōu)勢是_______________________________________。
(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與_________________的生物學(xué)功能一致。
【答案】(12分)(1)總RNA (或mRNA)
(2)B
(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化
(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工
(5)HAS
【解析】(1)合成總cDNA需提取細(xì)胞中所有的mRNA，然后通過反轉(zhuǎn)錄過程進(jìn)行合成。采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因時，兩條引物分別與模板鏈的5’端結(jié)合，擴(kuò)增方向相反。
(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞中不具有生物膜系統(tǒng)。
(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與天然的HSA生物學(xué)功能一致。
【考點(diǎn)定位】基因工程
6.(2016海南卷.31)基因工程又稱為DNA重組技術(shù)，回答相關(guān)問題：
(1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即______和從_______中分離。
(2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是______。
(3)在基因表達(dá)載體中，啟動子是______聚合酶識別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是______。
(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_____和______顆粒。
【答案】(15分)
(1)人工合成 生物材料(每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分)
(2)cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(5分，其他合理答案可酌情給分)
(3)RNA(2分) 大腸桿菌(或答細(xì)菌)(2分)
(4)金粉 鎢粉(每空1分，共2分)
【解析】(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。
【考點(diǎn)定位】基因工程
7.(2016上海卷.九)回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞與表達(dá)的問題。
在圖27所示的質(zhì)粒PZHZ11(總長為3.6kb，1kb=1000對堿基因)中，lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能將白色的大腸桿菌染成藍(lán)色。
68.若先用限制酶BamHI切開pZHZ11，然后滅活BamHI酶，再加DNA連接酶進(jìn)行連接，最后將連接物導(dǎo)入足夠數(shù)量的大腸桿菌細(xì)胞中，則含3.1kb質(zhì)粒的細(xì)胞顏色為;含3.6kb質(zhì)粒的細(xì)胞顏色為。
69.若將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因片段置換pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重組質(zhì)粒，則目的基因長度為kb。
70.上述4.9kb的重組質(zhì)粒有兩種形式，若用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段;那么聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質(zhì)粒，則可獲得
kb和kb兩種DNA片段。
71.若將人的染色體DNA片段先導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中克隆并鑒定目的基因，然后再將獲得的目的基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞中表達(dá)，最后將產(chǎn)物的藥物蛋白注入小鼠體內(nèi)觀察其生物功能是否發(fā)揮，那么上述過程屬于。
A.人類基因工程 B.動物基因工程 C.植物基因工程 D.微生物基因工程
【答案】68.白色 白色和藍(lán)色/白色或藍(lán)色
69.1.8
70.1.4 3.5
71.C
(2) pZHZ11中0.5 kb的BamHI酶切片段被切除后，剩余3.1 kb，將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因插入，形成4.9 kb的重組質(zhì)粒，則目的基因大小為4.9-3.1=1.8 kb。
(3) 限制酶BamHI和BglHI切割產(chǎn)生的黏性末端可以進(jìn)行連接，但連接后不能被兩者中的任何一個識別并切割，用BamHI切割4.9 kb的重組質(zhì)粒，只有一個切割位點(diǎn)。用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7 kb和3.2 kb兩種DNA片段;聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質(zhì)粒，可獲得1.7+1.8=3.5 kb和3.2-18=1.4 kb兩種DNA片段。
(4)題干所述目的是讓人的基因在植物細(xì)胞中表達(dá)，屬于植物基因工程。
【考點(diǎn)定位】基因工程
(2015·廣東卷，25)下圖為培育轉(zhuǎn)基因山羊生產(chǎn)人β?酪蛋白的流程圖。
下列敘述正確的是( )
過程所用的人β?酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得
過程可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進(jìn)行移植
過程可使用胚胎分割技術(shù)擴(kuò)大轉(zhuǎn)基因山羊群體
過程人β?酪蛋白基因在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯
答案AC
2.(2015·課標(biāo)卷)[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]
屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時可先提取HIV中的________以其作為模板在________的作用下合成________獲取該目的蛋白的基因構(gòu)建重組表達(dá)載體隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。
(2)從受體細(xì)胞中分離純________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV檢測的原理是________。
(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。
(4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷易發(fā)生惡性腫瘤。
解析(1)HIV是RNA病毒其核酸是單鏈RNA而在基因工程中構(gòu)建目的基因表達(dá)載體時載體一般用的是質(zhì)粒為雙鏈DNA故先用逆轉(zhuǎn)錄酶催化HIV的RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA分子再進(jìn)行基因工程操作。(2)本題涉及到了免疫學(xué)方面知識抗原進(jìn)入機(jī)體后可以產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體抗體與抗原特異性結(jié)合。(3)HIV病毒主要破壞人體T細(xì)胞。(4)免疫系統(tǒng)除了具有防衛(wèi)功能外還有監(jiān)控和清除功能：監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或因其他因素而被破壞的細(xì)胞以及癌變的細(xì)胞。
答案(1)RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體
抗原抗體特異性結(jié)合 (3)T(或T淋巴) (4)監(jiān)控和清除
(2015·江蘇卷)熒光原位雜交可用熒光標(biāo)記的特異DNA片段為探針與染色體上對應(yīng)的DNA片段結(jié)合從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示DNA酶隨機(jī)切開了核苷酸之間的________鍵從而產(chǎn)生切口隨后在DNA聚合酶作用下以熒光標(biāo)記的________為原料合成熒光標(biāo)記的DNA探針。
(2)圖2表示探針與待測基因結(jié)合的原理。先將探針與染色體共同煮沸使DNA雙鏈中________鍵斷裂形成單鏈。隨后在降溫復(fù)性過程中探針的堿基按照________原則與染色體上的特定________條熒光標(biāo)記的DNA片段。
(3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標(biāo)記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交則其F有絲分裂中期的細(xì)胞中可觀察到________個熒光點(diǎn);在減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細(xì)胞中分別可觀察到________個熒光點(diǎn)。
(1)由圖1所知酶1使DNA鏈斷裂即作用于相鄰脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵;DNA探針是被標(biāo)記的單鏈DNA片段合成原料為脫氧核苷酸。(2)通過熱變性使DNA堿基對之間的氫鍵斷裂復(fù)性時能重新
【答案(1)磷酸二酯 脫氧核苷酸 (2)氫 堿基互補(bǔ)配對 4 (3)6 2和4
(2015·福建卷)[生物-現(xiàn)代生物科技專題]
是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子對損傷的神經(jīng)細(xì)胞具有營養(yǎng)和保護(hù)作用。研究人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達(dá)載體(如圖1所示)并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細(xì)胞中用于干細(xì)胞基因治療的研究。請回答
(1)在分離和培養(yǎng)大鼠神經(jīng)干細(xì)胞的過程中使用胰蛋白酶的目的是__________________。
(2)構(gòu)建含基因的表達(dá)載體時需選擇圖1中的________限制酶進(jìn)行酶切。
(3)經(jīng)酶切后的載體和基因進(jìn)行連接連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有3種：單GDNF基因與載體正向連接、基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式選擇酶和酶對篩選得到的載體進(jìn)行雙酶切并對酶切后的DNA片段進(jìn)行電泳分析結(jié)果如圖2所示。圖中第________泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。
(4)將正向連接的表達(dá)載體導(dǎo)入神經(jīng)干細(xì)胞后為了檢測基因是否成功表達(dá)可用相應(yīng)的________與提取的蛋白質(zhì)雜交。當(dāng)培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞達(dá)到一定密度時需進(jìn)行________培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細(xì)胞用于神經(jīng)干細(xì)胞移植治療實(shí)驗(yàn)。
解析本題考查基因工程和動物細(xì)胞工程相關(guān)知識考查理解能力、獲取信息能力和綜合運(yùn)用能力。難度適中。(1)動物細(xì)胞間的物質(zhì)主要成分是蛋白質(zhì)用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間目的是使組織中的細(xì)胞分散成單個細(xì)胞。
(2)據(jù)圖1可知基因兩端和載體上都有Xho I限制酶的酶切位點(diǎn)。
(3)據(jù)圖1可知用和 BamH I限制酶對三種載體進(jìn)行酶切單個載體自連只有Hpa I限制酶的酶切位點(diǎn)得到6 000 bpDNA的片段;正向連接重組載體有Hpa I和 BamH I限制酶的酶切位點(diǎn)得到700 bpDNA的片段和的片段;反向連接重組載體有Hpa I和 BamH I限制酶的酶切位點(diǎn)得到200 bpDNA的片段和的片段。
答案(1)使細(xì)胞分散開 (2)Xho I (3) (4)抗體 傳代
(2015·天津卷)DHA對腦神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要。以A、B兩種單細(xì)胞真核藻為親本利用細(xì)胞融合技術(shù)選育高產(chǎn)DHA融合藻。兩種藻特性如下表。
親本藻 優(yōu)勢代
謝類型 固體培養(yǎng)基
上藻落直徑 藻 自養(yǎng) 0.06 小 0.7 B藻 異養(yǎng) 0.14 大 無
據(jù)表回答：
(1)選育的融合藻應(yīng)具有A藻________與B藻________的優(yōu)點(diǎn)。
(2)誘導(dǎo)融合前需用纖維素酶處理兩種藻其目的是獲得
。
(3)通過以下三步篩選融合藻步驟________可淘汰B藻步驟________可淘汰生長速率較慢的________生產(chǎn)所需的融合藻。
步驟a：觀察藻落的大小
步驟b：用不含有機(jī)碳源(碳源——生物生長的碳素來源)的培養(yǎng)基進(jìn)行光照培養(yǎng)
步驟c：測定DHA含量
(4)以獲得的融合藻為材料進(jìn)行甲、乙、丙三組試驗(yàn)結(jié)果如下圖。
甲組條件下融合藻產(chǎn)生[H]的細(xì)胞器是________;丙組條件下產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是________。
與甲、丙兩組相比乙組融合藻生__________________________________________________________________。
甲、乙兩組DHA產(chǎn)量均較高但實(shí)際生產(chǎn)中往往采用甲組的培養(yǎng)條件其原因是_______________________________________________________________
解析本題綜合考查植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及相關(guān)細(xì)胞器的功能等相關(guān)知識考查識記能力、理解能力、應(yīng)用能力及實(shí)驗(yàn)探究能力。難度較小。(1)根據(jù)表中兩種藻的特性可知藻具有產(chǎn)生DHA、自養(yǎng)特性的優(yōu)點(diǎn)藻具有快速增長的優(yōu)點(diǎn)選育的融合藻應(yīng)該具有兩種藻的優(yōu)點(diǎn)。(2)由于植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁影響了原生質(zhì)體的融合所以在融合前需用纖維素酶和果膠酶處理以獲得原生質(zhì)體。(3)從題中信息可以看出是通過培養(yǎng)過程的觀察和測定DHA進(jìn)行篩選的。B藻淘汰B藻生長比較慢的是A藻最后再通過測定DHA含量獲得所需的融合藻。(4)甲組條件是光照下培養(yǎng)基中含有無機(jī)物該條件下融合藻既可以進(jìn)行呼吸作用也可以進(jìn)行光合作用產(chǎn)生[H]的細(xì)答案(1)產(chǎn)生DHA、自養(yǎng)特性 快速增長
(2)原生質(zhì)體
(3)b a c
(4)線粒體、葉綠體 線粒體 融合藻既能光能自養(yǎng)又能異養(yǎng) 融合藻利用光能和簡單的無機(jī)物能較快生長不需要添加葡萄糖既可降低成本也可防止雜菌生長
(2015·重慶卷)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述正確的是( )
表達(dá)載體中的胰島素基因可通過人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得
表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動于復(fù)制原(起)點(diǎn)
借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來
啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用
答案C
7.(2015·江蘇卷)胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)圖1基因表達(dá)載體中沒有標(biāo)注出來的基本結(jié)構(gòu)是________。
(2)圖1中啟動子是________酶識別和結(jié)合的部位有了它才能啟動目的基因的表達(dá);氨芐青霉素抗性基因的作用是________。
(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時必需的工具酶有________。
(4)β半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)可將胰________。
(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈且半乳糖苷酶被切成多個肽段這是因?yàn)開________________________________________________。
(6)根據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu)請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結(jié)果是________理由是________________________。
【答案(1)終止子
(2)RNA聚合 作為標(biāo)記基因?qū)⒑兄亟M質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來
(3)限制酶和DNA連接酶
(4)防止胰島素的A、B 鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解
(5)β-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸而胰島素A、B 鏈中不含甲硫氨酸
(6)至少2個 兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基氨基酸R 基團(tuán)中可能還含有游離的氨基
(2015·北京卷)在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟中不需要的是( )
用攜帶目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞
用選擇培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞
用聚乙二醇誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的原生質(zhì)體融臺
用適當(dāng)比例的生長素和細(xì)胞分裂素
【解析農(nóng)桿菌侵染細(xì)菌是基因工程中常常用到的把目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法正確;目的基因是否導(dǎo)入了細(xì)胞需要在選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選正確;在植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的過程中需要調(diào)整培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例來達(dá)到對其脫分化和再分化的控制正確;在農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞的過程中并沒有涉及到原生質(zhì)體的融合所以C錯誤。
答案C
1.[2014·天津卷] 為達(dá)到相應(yīng)目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選
C.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
B
2. [2014·重慶卷] 如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是( )
A.②的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與
B.③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上
C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀
D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異
D
3.[2014·廣東卷] (雙選)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是( )
A.過程①需使用逆轉(zhuǎn)錄酶
B.過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因
C.過程③使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備
D.過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞
AD
4. [2014·江蘇卷] (多選)下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，錯誤的是( )
A.切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識別6個核苷酸序列
B.PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)
C.載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因
D.抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)
ABC 【解析】 限制酶的識別序列不都是6個核苷酸，比如基因工程中的BamH Ⅰ酶識別序列為GATC，A項(xiàng)錯誤。PCR中溫度的改變過程是：雙鏈DNA在95 ℃變性解旋，50～55 ℃退火使引物與DNA單鏈結(jié)合;65～75 ℃是耐熱性DNA聚合酶的適宜溫度，用于子鏈的延伸，B項(xiàng)錯誤。質(zhì)粒常用抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，C項(xiàng)錯誤?？瓜x基因即使成功插入到植物細(xì)胞內(nèi)，也可能由于基因選擇性表達(dá)或者細(xì)胞內(nèi)基因的互作等其他原因而不能正常表達(dá)，D項(xiàng)正確。
.[2014·天津卷] 嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用，開展了以下試驗(yàn)：
?、?利用大腸桿菌表達(dá)BglB酶
(1)PCR擴(kuò)增bglB基因時，選用________________________基因組DNA作模板。
(2)下圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴(kuò)增的bglB基因重組進(jìn)該質(zhì)粒，擴(kuò)增的bglB基因兩端需分別引入________和______不同限制酶的識別序列。
注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同
(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述構(gòu)建好的表達(dá)載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因?yàn)開_______________________________。
Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響
(4)據(jù)圖1、2可知，80 ℃保溫30分鐘后，BglB酶會__________;為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)溫度最好控制在________(單選)。
A.50 ℃ B.60 ℃ C.70 ℃ D.80 ℃
圖1 溫度對BglB酶活性的影響
圖2 BglB酶的熱穩(wěn)定性
注：酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的保持程度來反映的
Ⅲ.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性
在PCR擴(kuò)增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達(dá)出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。
(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術(shù)獲取熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________(多選)。
A.僅針對bglB基因進(jìn)行誘變
B.bglB基因產(chǎn)生了定向突變
C.bglB基因可快速累積突變
D.bglB基因突變不會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變
(1)嗜熱土壤芽胞桿菌
(2)Nde Ⅰ BamHⅠ
(3)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶
(4)失活 B
(5)A、C
【解析】 (1)bglB基因存在于嗜熱土壤芽胞桿菌基因組中，故應(yīng)以該菌的基因組DNA為模板進(jìn)行基因擴(kuò)增。
(4)由圖2可知，BglB酶在80 ℃保溫30分鐘后，就會失活;由圖1可知，當(dāng)溫度為60～70 ℃時，酶活性較高，而由圖2可知70 ℃時保溫30分鐘，酶活性開始減弱，而60 ℃保溫30分鐘后酶活性基本不發(fā)生變化，由此可知為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)溫度最好應(yīng)控制在60 ℃，故選B。
(5)在bglB基因擴(kuò)增過程中加入誘變劑進(jìn)行誘變處理，相比于誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌，針對性更強(qiáng);基因突變是不定向的;由于PCR過程基因擴(kuò)增即DNA復(fù)制快速進(jìn)行，發(fā)生突變后可進(jìn)行快速積累，進(jìn)而便于篩選;基因突變可能導(dǎo)致氨基酸數(shù)目的改變，如突變后的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，可導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成提前終止，進(jìn)而導(dǎo)致氨基酸數(shù)目變少。
.[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ] [生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]
植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列問題：
(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因;而cDNA文庫中含有生物的________基因。
(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。
(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測植株的________是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。
(1)全部 部分
(2)篩選
(3)乙 表達(dá)產(chǎn)物 耐旱性
(4)同源染色體的一條上
【解析】 (1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉(zhuǎn)錄后構(gòu)建的，只含有已經(jīng)表達(dá)的基因，即部分基因。
(2)從基因文庫中獲取目的基因需要進(jìn)行篩選。
(4)如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，相當(dāng)于耐旱純合子，則子代將全部表現(xiàn)為耐旱，不會出現(xiàn)性狀分離;如果耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉(zhuǎn)基因植株的基因型相當(dāng)于雜合子，自交后代出現(xiàn)耐旱∶不耐旱=3∶1的性狀分離比。
.[2014·山東卷] 【生物——現(xiàn)代生物科技專題】
人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：
(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，可采用____________技術(shù)。
(2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經(jīng)過________，才具備受精能力。
(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的________。
(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達(dá)。
(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶) DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數(shù)排卵 獲能(處理) (3)顯微注射法 性別鑒定 全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)
(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞常用的方法是顯微注射法。在胚胎移植前，需對胚胎進(jìn)行性別鑒定以獲得所需性別的子代個體。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的全能性。
(4)基因工程中，目的基因是否成功表達(dá)的標(biāo)志是轉(zhuǎn)基因生物是否產(chǎn)生了目的基因控制合成的蛋白質(zhì)。
.[2014·福建卷] [生物——現(xiàn)代生物科技專題] Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如圖：
(1)步驟①中，在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的________。
(2)步驟②中，重組胚胎培養(yǎng)到________期時，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出ES細(xì)胞。
(3)步驟③中，需要構(gòu)建含有Rag2基因的表達(dá)載體?？梢愿鶕?jù)Rag2基因的__________設(shè)計(jì)引物，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達(dá)載體，所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有______________酶的酶切位點(diǎn)。
(4)為檢測Rag2基因的表達(dá)情況，可提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞的________，用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。
(1)細(xì)胞核
(2)囊胚
(3)核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ
(4)蛋白質(zhì)
【解析】 (1)步驟①是核移植過程，是將上皮細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞。
(2)重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出 ES 細(xì)胞。
. [2014·海南卷] [生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]
下圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。
據(jù)圖回答：
(1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在________的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因;
二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的________序列，推測出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測其DNA的________序列，再通過化學(xué)方法合成所需基因。
(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有________、________、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。
(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為________。
(4)在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是________________________。
(1)逆轉(zhuǎn)錄 DNA聚合酶 氨基酸 脫氧核苷酸
(2)引物 模板DNA
(3)重組DNA(其他合理答案也可)
(4)提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率(其他合理答案也可)
(2)利用PCR擴(kuò)增目的基因時，需要提供目的基因作為模板，添加引物來引導(dǎo)子鏈的形成，添加四種脫氧核糖核苷三磷酸(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作為原料，耐熱性的DNA聚合酶來催化子鏈的形成;擴(kuò)增過程可在PCR擴(kuò)增儀中完成。
(3)目的基因A和載體B拼接形成的C通常稱為重組DNA。
(4)基因工程中，常用Ca2+處理細(xì)菌細(xì)胞，使之稱為感受態(tài)細(xì)胞，有利于其吸收重組DNA分子，提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率。
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實(shí)驗(yàn)條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)
D.制備用于植物組織培養(yǎng)的固體培養(yǎng)基
A
11.[2014·四川卷]有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機(jī)制的實(shí)驗(yàn)過程如圖甲、乙所示。
甲
乙
(1)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、________四類，該實(shí)驗(yàn)所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是__________________________________。
(2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和________，這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配制成________保存?zhèn)溆谩?/p>
(3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)為探究苯磺隆的降解機(jī)制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是________________________________，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理?為什么?____________________。
(1)氮源和無機(jī)鹽 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖 (2)細(xì)胞分裂素 母液
(3)接種環(huán) ①接種環(huán)灼燒后未冷卻;②劃線未從第一區(qū)域末端開始
(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì) 不合理，缺少空白對照
【解析】 本題考查微生物的培養(yǎng)和分離及植物的組織培養(yǎng)。
(1)微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要有碳源、氮源、水和無機(jī)鹽四類;選擇培養(yǎng)基是允許特定種類微生物生長，同時抑制或阻止其他微生物生長的培養(yǎng)基，碳源為微生物需要的四類營養(yǎng)物質(zhì)中的一種，缺少時，微生物不能生長和繁殖，而只以苯磺隆作為唯一碳源，只有能利用苯磺隆的微生物才能正常生長和繁殖。
(4)從圖示可知，加入了蛋白酶后測定苯磺隆降解率，而蛋白酶專一性分解蛋白質(zhì)，可推知該實(shí)驗(yàn)作出的假設(shè)是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì);實(shí)驗(yàn)需要空白對照，來確定加入蛋白酶后對苯磺隆降解情況的影響。
. [2014·廣東卷] 鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下：
在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：
(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是____________________，誘導(dǎo)外植體形成PLBs的過程稱________。
(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在______________，______________，________________。
(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng)，推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該推測，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時探討了以下問題：
①ABA的濃度梯度設(shè)置和添加方式：設(shè)4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復(fù)。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基______后按比例加入。
?、趯?shí)驗(yàn)進(jìn)程和取樣：實(shí)驗(yàn)50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知，實(shí)驗(yàn)過程中還需測定的樣品數(shù)為________。
?、垡浪鶞y定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間：當(dāng)某3個樣品(重復(fù)樣)的__________________________時，其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度，對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適應(yīng)培養(yǎng)時間。
(1)細(xì)胞分化程度低，容易誘導(dǎo)形成PLBs 細(xì)胞的脫分化
(2)生長起始較快 快速生長時間較長 PLBs產(chǎn)量較高
(3)①滅菌、冷卻?、?5
?、跴LBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大
(3)①由于ABA受熱易分解，所以各種液體培養(yǎng)基滅菌并冷卻后才能按比例加入一定濃度的無菌ABA母液。②分析圖解可知，4個ABA處理組，1個空白對照組，共5組，50天每10天取樣，需要取樣5次，3次重復(fù)，即5×5×3=75。故實(shí)驗(yàn)過程中還需測定的樣品數(shù)為75。③PLBs(類似愈傷組織)重量與生物堿含量呈正相關(guān)，故當(dāng)某3個樣品(重復(fù)樣)的生物堿平均含量最大時，即PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大時，其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度，對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。
.[2014·江蘇卷] 為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題：
(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為________。
(2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有__________________;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是________、____________。
(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)________處理，會產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，觀察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞。合理的解釋是__________、
(4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化技術(shù)，其原理與酵母細(xì)胞固定化類似。下列說法正確的有________(填序號)。
?、龠x取旺盛生長的愈傷組織細(xì)胞包埋 ②必須在光照條件下培養(yǎng)?、叟囵B(yǎng)過程中需通空氣?、芄潭ɑ笾参锛?xì)胞生長會變慢
(1)脫分化 (2)蔗糖濃度下降，pH 降低 提供能源 調(diào)節(jié)滲透壓 (3)秋水仙素(低溫) 果膠 經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期 經(jīng)加倍到8n 的細(xì)胞處于有絲分裂中期 (4)①③④
【解析】 (1)植物組織器官通常已分化，離體培養(yǎng)時必須先經(jīng)過脫分化才能成為愈傷組織。
(2)對照圖示中2～12 d蔗糖濃度下降，細(xì)胞干重不斷上升，說明愈傷組織懸浮培養(yǎng)時營養(yǎng)來自培養(yǎng)液，隨著愈傷組織培養(yǎng)時間增長，蔗糖濃度越來越低，培養(yǎng)液pH也漸漸下降，不再利于愈傷組織生長，12 d后干重逐漸下降。培養(yǎng)液中的蔗糖可以作為愈傷組織的能源，也可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的滲透壓。
(4)細(xì)胞個體大難以吸附和化學(xué)結(jié)合，宜用包埋法，①正確;脫分化為愈傷組織過程是避光進(jìn)行的，②錯誤;植物細(xì)胞呼吸需要氧氣，③正確;細(xì)胞固定化后與培養(yǎng)液的接觸面變小，營養(yǎng)吸收相對減少，生長會變慢，④正確。
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實(shí)驗(yàn)條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)
D.制備用于植物組織培養(yǎng)的固體培養(yǎng)基
A
15.[2014·天津卷] 為達(dá)到相應(yīng)目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選
C.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
B 【解析】 可通過將受體菌接種在含鏈霉素的培養(yǎng)基中篩選攜帶鏈霉素抗性基因的受體菌，A項(xiàng)錯誤。抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞應(yīng)通過抗原抗體雜交技術(shù)篩選產(chǎn)生，B項(xiàng)正確。在棉花田中人工放入害蟲可檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲效果，C項(xiàng)錯誤?？衫蔑@微鏡檢測21三體綜合征患者的染色體組成，D項(xiàng)錯誤。
.[2014·浙江卷] 下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是( )
A.連續(xù)細(xì)胞系的細(xì)胞大多具有二倍體核型
B.某些癌細(xì)胞在合適條件下能逆轉(zhuǎn)為正常細(xì)胞
C.由多個祖細(xì)胞培養(yǎng)形成的細(xì)胞群為一個克隆
D.未經(jīng)克隆化培養(yǎng)的細(xì)胞系細(xì)胞具有相同的性狀
B 【解析】 本題考查的是動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程。連續(xù)細(xì)胞系被認(rèn)為是發(fā)生了轉(zhuǎn)化的細(xì)胞系，大多數(shù)具有.[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ] [生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題] 某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過______次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是______小鼠，理由是___________________________________________________________。
(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有________________________________，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是________________________。
(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是____________________。
(1)四 Y Y小鼠的血清抗體效價最高
(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞 細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%
(3)1 100
(4)不能無限增殖
【解析】 (1)據(jù)圖分析，第四次免疫后小鼠Y的血清抗體效價達(dá)到 16 000 以上。達(dá)到要求后的 X、Y、Z 這3只小鼠中，小鼠 Y 的 B 淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體效價最高，最適合用于制備單克隆抗體。
(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)胞和 B 淋巴細(xì)胞的自身融合產(chǎn)物，由于細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。
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