2019年高考生物大二輪復習 專題突破練習八 第1講 基因工程和細胞工程.doc

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2019年高考生物大二輪復習 專題突破練習八 第1講 基因工程和細胞工程 [考綱要求]　1.基因工程的誕生(A)。2.基因工程的原理及技術(shù)(A)。3.基因工程的應用(B)。 4.蛋白質(zhì)工程(A)。5.植物的組織培養(yǎng)(B)。6.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆(A)。7.細胞融合與單克隆抗體(A)。 [構(gòu)建網(wǎng)絡] 考點一　基因工程 1．基因工程的基本工具 限制酶 DNA連接酶 載體 作用 切割目的基因和載體 拼接DNA片段，形成重組DNA分子 攜帶目的基因進入受體細胞 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(條件) (1)識別特定的核苷酸序列； (2)在特定位點上切割DNA分子 (1)EcoliDNA連接酶只能連接黏性末端； (2)T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端 (1)能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復制； (2)有一個至多個限制酶切割位點； (3)具有特殊的標記基因 2．基因工程的操作程序 (1)目的基因的獲取 ①從基因文庫中獲取。 ②利用PCR技術(shù)擴增：其實質(zhì)是在體外對目的基因進行大量復制。 ③用化學方法人工合成 a．對于核苷酸序列已知的直接人工合成。 b．可通過反轉(zhuǎn)錄法獲取，即mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶,單鏈DNADNA聚合酶,雙鏈DNA。 (2)基因表達載體的構(gòu)建 ①基因表達載體的組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標記基因＋復制原點。 ②基因表達載體的構(gòu)建方法 (3)將目的基因?qū)胧荏w細胞 生物種類 植物細胞 動物細胞 微生物細胞 常用方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法等 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細胞法(Ca2＋處理法) 受體細胞 體細胞 受精卵 原核細胞 (4)目的基因的檢測與鑒定 類型 步驟 檢測內(nèi)容 方法 結(jié)果顯示 分子檢測 第一步 目的基因是否進入受體細胞 DNA分子雜交(DNA和DNA之間) 是否成功顯示出雜交帶 第二步 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間) 是否成功顯示出雜交帶 第三步 目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì) 抗原—抗體雜交 是否成功顯示出雜交帶 個體水平鑒定 做抗蟲或抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較，以確定功能是否相同 [錯混診斷] 1．攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選必須通過分子檢測(xx天津，4A)(　　) 2．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定必須通過分子檢測(xx天津，4C)(　　) 3．一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列(xx全國Ⅱ，4A)(　√　) 4．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸(xx浙江，2A)(　　) 5．每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(2011浙江，6B)(　√　) 6．自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其DNA整合到細菌DNA上，屬于基因工程(xx大綱全國Ⅱ，5D)(　　) 7．轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導致昆蟲群體抗性基因頻率增加(xx江蘇，18B)(　　) 8．重組質(zhì)粒與探針能進行分子雜交是因為DNA分子脫氧核糖和磷酸交替連接(xx安徽，6C)(　　) 9．應用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(2011四川，5D)(　　) 10．動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(xx江蘇，18C)(　　) 題組　對基因工程的操作工具與操作步驟綜合考查 1．(xx重慶，4)下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 答案　D 解析　A項，②為重組Ti質(zhì)粒，其構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。B項，含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染植物細胞后，重組Ti質(zhì)粒上的目的基因整合到受體細胞(④)的染色體上，而并非整個重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上。C項，目的基因?qū)胧荏w細胞后不一定能進行表達，所以抗蟲基因?qū)胫参锛毎螅嘤傻闹仓暌膊灰欢ň哂锌瓜x性狀。D項，轉(zhuǎn)基因抗蟲植株是否培育成功，可以從個體水平上進行檢測，即觀察植株是否具有抗蟲性狀，如果具有抗蟲性狀則說明發(fā)生了可遺傳變異(基因重組)。 2．(xx海南，31)下面是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。 請據(jù)圖回答： (1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在____________的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在______________作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標蛋白質(zhì)的__________序列，推測出相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其DNA的______________序列，再通過化學方法合成所需基因。 (2)利用PCR技術(shù)擴增DNA時，需要在反應體系中添加的有機物質(zhì)有________、________、4種脫氧核苷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。 (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____________________________。 答案　(1)逆轉(zhuǎn)錄酶　DNA聚合酶　氨基酸　脫氧核苷酸　(2)引物　模板(A基因)　(3)基因表達載體　(4)使其成為感受態(tài)細胞，有利于吸收重組DNA分子 解析　(1)利用反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成雙鏈DNA分 子；根據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過程是：根據(jù)目標蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測DNA中脫氧核苷酸的排列順序，通過化學方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和載體結(jié)合，形成基因表達載體。(4)在利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用Ca2＋處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于其吸收重組DNA分子。 　比較限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶和解旋酶 項目 限制酶 DNA連接酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脫氧核苷酸 DNA分子 作用部位 磷酸二酯鍵 磷酸二酯鍵 磷酸二酯鍵 堿基對間的氫鍵 作用結(jié)果 形成黏性末端或平末端 形成重組DNA分子 形成新的DNA分子 形成單鏈DNA分子 考點二　細胞工程 1．細胞工程的幾個流程圖比較 細胞工程技術(shù) 技術(shù)過程圖示 植物組織培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng) 植物體細胞雜交 動物細胞 的融合 核移植 單克隆抗體的制備 2．容易混淆的三種細胞——雜種細胞、重組細胞和雜交細胞 (1)雜種細胞：植物體細胞雜交過程中，兩種細胞去掉細胞壁之后形成的原生質(zhì)體融合，融合的原生質(zhì)體出現(xiàn)細胞壁之后形成的細胞叫雜種細胞。 (2)重組細胞：體細胞的細胞核移植到去核卵母細胞之后形成的細胞叫重組細胞。 (3)雜交細胞：動物細胞融合形成的細胞常稱為雜交細胞。 3．從結(jié)果來分析原理 (1)植物體細胞雜交：植物體細胞雜交包含兩個過程，一是植物細胞融合，二是雜種細胞的植物組織培養(yǎng)。其最終結(jié)果是形成雜種植株，產(chǎn)生了一個生物體，因此其原理是：細胞膜的流動性和細胞的全能性。 (2)動物細胞融合：動物細胞融合形成雜交細胞，雜交細胞進行細胞培養(yǎng)，獲得大量的克隆細胞，但沒有形成生物體，因此動物細胞融合的原理是細胞增殖和細胞膜的流動性，不包含細胞全能性。 4．對細胞核移植技術(shù)的分析 (1)細胞核移植技術(shù)形成重組細胞并發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。 (2)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。 (3)核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同的原因：①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其線粒體中的DNA來自于去核卵細胞。②性狀受基因與環(huán)境共同影響。③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。 [錯混診斷] 1．產(chǎn)生抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞的篩選必須通過分子檢測(xx天津，4B)(　√　) 2．21三體綜合征的診斷必須通過分子檢測(xx天津，4D)(　　) 3．培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是組織培養(yǎng)(xx廣東，2A)(　√　) 4．去除植物細胞的細胞壁和將動物組織分散成單個細胞均需酶處理(xx全國Ⅰ，5B)(　√　) 5．培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞(xx浙江，4A)(　　) 6．動物雜交瘤細胞產(chǎn)生單克隆抗體體現(xiàn)了細胞的全能性(xx江蘇，22C)(　　) 7．體細胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體(2011江蘇，14B)(　　) 8．單克隆抗體技術(shù)可以用于治療老年癡呆癥(xx江蘇，17C)(　√　) 題組一　從植物細胞工程進行命題 1．植物葉肉細胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過程可用下圖所示圖解簡單表示： d,e, (1)培育胚狀體利用了__________________這一項生物技術(shù)，胚狀體再繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整的植株，這體現(xiàn)了________________。培養(yǎng)基中除了含有一定的營養(yǎng)外，還必須含有________________等植物激素，還需要對培養(yǎng)基進行嚴格的________________。 (2)如果愈傷組織是三七葉肉細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，若為了獲得三七的細胞產(chǎn)物，則只需要培養(yǎng)到________________；若為了獲得三七的人工種子，則需要培養(yǎng)到________________。如果愈傷組織是棉花葉肉細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，通過基因工程要獲取抗蟲棉，目的基因?qū)朊藁ㄓ鷤M織細胞常用的方法是________________法。 (3)從葉片的葉肉細胞到獲得胚狀體的過程中，必須要經(jīng)過________________。 ①無絲分裂　②有絲分裂?、蹨p數(shù)分裂　④原代培養(yǎng)?、輦鞔囵B(yǎng)　⑥植物體細胞雜交?、呒毎诤稀、嗝摲只、嵩俜只? 答案　(1)植物組織培養(yǎng)　植物細胞的全能性　細胞分裂素、生長素　滅菌　(2)愈傷組織　胚狀體　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　(3)②⑧⑨ 解析　(1)離體植物細胞通過脫分化形成愈傷組織，通過再分化形成具有根和芽的胚狀體，再通過細胞分裂、分化發(fā)育成一個完整的植株。該技術(shù)稱為植物組織培養(yǎng)，其原理為植物細胞的全能性。培養(yǎng)基的成分為水、無機鹽、維生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生長素和細胞分裂素等)等；培養(yǎng)基要求進行嚴格的滅菌。(2)三七的細胞產(chǎn)物為細胞的代謝產(chǎn)物，將三七葉肉細胞培養(yǎng)到愈傷組織即可；獲得人工種子需培養(yǎng)至胚狀體；棉花為雙子葉植物，導入抗蟲基因常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)離體葉肉細胞培養(yǎng)到胚狀體的過程中必須經(jīng)過脫分化和有絲分裂形成愈傷組織，再分化和有絲分裂形成具有根和芽的胚狀體。 2．下圖是細胞融合示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)過程①②應使用________________________處理細胞，以去除植物細胞壁。 (2)如果將已去除細胞壁的植物細胞放入等滲溶液中，細胞呈現(xiàn)什么形狀？________________。 (3)過程③的誘導方法有__________和__________兩大類。 (4)過程④是細胞壁的再生過程，與此過程密切相關(guān)的細胞器是____________。 (5)⑤過程中進行的細胞分裂方式是________，該過程先誘導細胞分裂形成________，再由它分化形成雜種植物幼苗。 (6)融合的細胞需要在培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。人工合成的培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機添加物、無機物質(zhì)外，______________是植物細胞培養(yǎng)成雜種植物幼苗不能缺少的調(diào)節(jié)物質(zhì)。 答案　(1)纖維素酶、果膠酶　(2)球形　(3)物理法　化學法　(4)高爾基體　(5)有絲分裂　愈傷組織　(6)植物激素(或生長調(diào)節(jié)物質(zhì)) 解析　(1)過程①②應使用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁獲得原生質(zhì)體。(2)去除細胞壁的原生質(zhì)體是球形的，在等滲溶液中，細胞形態(tài)不變。(3)用物理法和化學法可誘導過程③完成原生質(zhì)體融合。(4)高爾基體與植物細胞壁的形成有關(guān)。(5)雜種植株形成雜種幼苗的過程中進行的是有絲分裂，該過程先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再由它分化形成雜種植物幼苗。(6)植物組織培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機添加物、無機物質(zhì)外，還需要加入植物激素(或生長調(diào)節(jié)物質(zhì))，誘導愈傷組織完成再分化過程，形成雜種植物幼苗。 　1.雜種細胞形成的標志：新的細胞壁的生成。 2．雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株的變異類型屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)目通常是兩親本細胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。 題組二　從動物細胞工程展開命題 3．動物細胞體外培養(yǎng)時，通常要在培養(yǎng)基中補充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對正常細胞和癌細胞培養(yǎng)的影響的實驗結(jié)果。據(jù)圖回答下列問題： (1)與體細胞的增殖相比，癌細胞的細胞周期________(填“較長”“較短”或“不變”)。 (2)在動物細胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是________________________________________________________________________。 (3)細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是________________________________________________________________________。 (4)在兩種細胞生長過程中，正常細胞鋪滿瓶壁時，其生長________。藥物實驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，癌細胞比正常細胞可以傳代的次數(shù)更________。 (5)為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的____________。 答案　(1)較短　(2)血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)　(3)維持培養(yǎng)液的pH　(4)停止　多　(5)抗生素 解析　(1)與體細胞相比較，癌細胞分裂速度更快，細胞周期較短。(2)動物細胞培養(yǎng)時通常要在培養(yǎng)基中加入血清等物質(zhì)，血清含有多種未知的促細胞生長因子及其他活性物質(zhì)，能促進細胞的生長、增殖。(3)向培養(yǎng)基中通入一定濃度的CO2以維持培養(yǎng)液的pH。(4)正常細胞鋪滿瓶壁時，會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，使其生長停止；因為癌細胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，能無限增殖，因此傳代次數(shù)更多。(5)動物細胞培養(yǎng)過程中，應向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素以防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染。 4．(xx新課標Ⅰ，40)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。 若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目為40條)，并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數(shù)目為60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。 回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到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淋巴細胞的是________小鼠，理由是____________________________________。 (2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有__________________________________________________，體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是__________________________________。 (3)雜交瘤細胞中有________個細胞核，染色體數(shù)目最多是________條。 (4)未融合的B淋巴細胞經(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淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞　細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%　(3)1　100　(4)不能無限增殖 解析　(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價幾乎都達到16 000以上，小鼠Y的血清抗體效價最高，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胞和雜交瘤細胞之外，還有骨髓瘤細胞的自身融合細胞和B淋巴細胞的自身融合細胞。細胞的融合是隨機的，并且不可能所有細胞都融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。(3)動物細胞融合后形成的是具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞。雜交瘤細胞的細胞核中的染色體數(shù)目最多為40＋60＝100(條)。 (4)正常細胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的B淋巴細胞高度分化，不能無限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。 　1.動物細胞培養(yǎng)的特殊條件歸納 (1)胰蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶處理動物的器官或組織，以制備單細胞懸液；培養(yǎng)過程中發(fā)生接觸抑制時，同樣需要用胰蛋白酶使細胞分散開。 (2)避免雜菌污染的措施：培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具滅菌處理；加入一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液。 (3)特殊的營養(yǎng)條件 ①液體培養(yǎng)基。 ②加入動物血清、血漿等。 ③通入氧氣以滿足代謝的需要。 ④通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的pH。 2．動物細胞融合與單克隆抗體制備的歸納 (1)制備單克隆抗體時選用一種抗原處理的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細胞，雜交瘤細胞兼有兩個親本細胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。 (2)進行動物細胞的誘導融合，形成的雜種細胞有三種：AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜種細胞，所以需要用選擇性培養(yǎng)基進行篩選。 (3)相比植物體細胞雜交，動物細胞融合特有的誘導方法是用滅活的病毒處理，其他物理、化學誘導融合的手段與植物體細胞雜交過程中原生質(zhì)體誘導融合的方法相同。 專題突破練 1．(xx江蘇，23改編)下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，正確的是(　　) 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反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應 C．載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因 D．抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達 答案　D 解析　A項，限制性核酸內(nèi)切酶大多特異性地識別6個核苷酸序列，但也有少數(shù)限制性核酸內(nèi)切酶能識別4個、5個或8個核苷酸序列。B項，PCR反應中溫度周期性變化是為變性、復性和延伸創(chuàng)造條件。另外，耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，變性和復性過程不需要酶的催化。C項，載體質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，而不是抗生素合成基因。D項，目的基因?qū)胧荏w細胞后不一定能正常表達。 2．某實驗室做了如圖所示的實驗研究，下列與實驗相關(guān)的敘述，正確的是(多選)(　　) A．過程①導入的誘導基因使成纖維母細胞發(fā)生基因重組 B．過程②屬于動物細胞培養(yǎng)過程中的原代培養(yǎng) C．丙細胞既能持續(xù)分裂，又能分泌單一的抗體 D．過程③④所用的培養(yǎng)基中都含有聚乙二醇 答案　AC 解析　過程①是將高度分化的成纖維母細胞誘導形成干細胞，屬于基因重組；過程②的實質(zhì)是基因的選擇性表達，屬于細胞分化；丙細胞是由B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后形成的，它同時具備了B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的特點：既能無限增殖，又能分泌特異性抗體；過程③是動物細胞融合，可使用聚乙二醇作為誘導劑，過程④是動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)生單克隆抗體，不需要聚乙二醇。 3．肺細胞中的let－7基因表達減弱，癌基因RAS表達增強，會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let－7基因?qū)敕伟┘毎麑崿F(xiàn)表達，發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。 請回答： (1)進行過程①時，需用________________酶切開載體以插入let－7基因。載體應有RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動let－7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為__________。 (2)進行過程②時，需用__________酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細胞，以利于傳代培養(yǎng)。 (3)研究發(fā)現(xiàn)，let－7基因能影響癌基因RAS的表達，其影響機理如圖2。據(jù)圖分析，可從細胞中提取__________進行分子雜交，以直接檢測let－7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中__________(填RAS mRNA或RAS蛋白)含量減少引起的。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)　啟動子　(2)胰蛋白　(3)RNA　RAS蛋白 解析　(1)過程①表示基因工程操作步驟中基因表達載體的構(gòu)建，在該過程中需要用限制性核酸內(nèi)切酶對載體進行切割，以便于目的基因的插入；啟動子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，RNA聚合酶結(jié)合到該位點，可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。(2)過程②表示動物細胞培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后，可以用胰蛋白酶處理，使之分散成單個細胞，隨后分裝到新的培養(yǎng)瓶中進行傳代培養(yǎng)。(3)判斷目的基因是否在受體細胞中轉(zhuǎn)錄，可用分子雜交技術(shù)來檢測，從細胞中提取mRNA和用放射性同位素或者熒光標記的目的基因單鏈DNA片段進行分子雜交。根據(jù)題中信息“肺細胞中的let－7基因表達減弱，癌基因RAS表達增強，會引發(fā)肺癌”知，導入let－7基因后，肺癌細胞的增殖受到抑制；據(jù)圖2可知，let－7基因影響RAS基因表達的機理是：let－7基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物miRNA與RAS基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RAS mRNA結(jié)合，使RAS基因翻譯受到抑制，引起細胞中的RAS蛋白含量減少，進而導致癌細胞增殖受到抑制。 4．胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，要經(jīng)過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設計速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是________________。 (2)通過DNA合成形成的新基因應與______________結(jié)合后轉(zhuǎn)移到________________________中才能得到準確表達。 (3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有____________、____________和發(fā)酵工程。 (4)圖中從胰島素模型到新的胰島素基因合成的基本思路是什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)蛋白質(zhì)的預期功能　(2)載體　大腸桿菌等受體細胞　(3)蛋白質(zhì)工程　基因工程　(4)根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出控制其合成的基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀合成出新的胰島素基因 解析　(1)蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設計，因此，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是預期胰島素的功能，即速效胰島素。(2)合成的目的基因應與載體結(jié)合，構(gòu)建基因表達載體后導入受體細胞中才能表達。(3)利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)速效胰島素，需合成新的胰島素基因，改造好的目的基因需要通過基因工程轉(zhuǎn)入受體細胞，并在生產(chǎn)中要借助工程菌，所以還需要發(fā)酵過程，因此，此過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程、發(fā)酵工程。(4)由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因，其基本思路是根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出控制其合成的基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因。 5．如圖是某實驗室做的通過動物纖維母細胞等獲得單抗的實驗研究。據(jù)圖回答下列問題： (1)X、Y、Z細胞的名稱分別是______________、______________________、______________。 (2)①過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的__________過程。與纖維母細胞相比，誘導干細胞的全能性較______。②過程的實質(zhì)是________________。 (3)生產(chǎn)單克隆抗體一般不直接培養(yǎng)B淋巴細胞，主要原因是_________________________________。 (4)④處需要篩選，從而得到________________________細胞，且培養(yǎng)該細胞的氣體環(huán)境為__________________。 答案　(1)骨髓瘤細胞　抗原刺激過的B淋巴細胞　雜交瘤細胞　(2)脫分化　高　基因的選擇性表達　(3)B淋巴細胞高度分化，不能無限(或大量)增殖　(4)能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤　95%的空氣＋5%的CO2 解析　(1)圖示過程為利用動物細胞工程獲得單克隆抗體的過程，其中X細胞為骨髓瘤細胞，Y細胞為抗原刺激過的B淋巴細胞，Z細胞為X、Y兩細胞雜交形成的雜交瘤細胞。(2)①過程是把小鼠的纖維母細胞誘導成為干細胞的過程，該過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的脫分化過程；纖維母細胞為分化的體細胞，其全能性低于誘導干細胞；②過程表示由誘導干細胞分化成為體細胞的過程，其實質(zhì)是基因的選擇性表達。(3)因為B淋巴細胞高度分化，不能無限(或大量)增殖，故一般不選用B淋巴細胞直接進行單克隆抗體的制備。(4)因③過程為細胞雜交，可以形成骨髓瘤細胞＋骨髓瘤細胞，B淋巴細胞＋B淋巴細胞，B淋巴細胞＋骨髓瘤細胞三種雜交細胞，故需要經(jīng)過篩選以獲得能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞，培養(yǎng)該細胞的氣體環(huán)境為95%的空氣＋5%的CO2。 6．植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，其過程如圖所示，據(jù)圖回答下列問題。 (1)為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基中除需添加營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素，其目的是誘導外植體________________。 (3)在生產(chǎn)實踐中為獲得大量的細胞產(chǎn)物，如紫杉醇，可將①________放入液體培養(yǎng)基中，經(jīng)機械作用分散成單個細胞，制備成細胞懸浮液，再經(jīng)過________即可獲得大量細胞。 (4)植物組織培養(yǎng)過程需要在植物生長和繁殖的最適條件下進行，否則在光學顯微鏡下可能觀察到細胞的______________________發(fā)生了異常，進而導致植物性狀遺傳不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)不育。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅應用于花卉和果樹的快速大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛應用于______________、______________、______________等育種過程。 答案　(1)這些部位很少受到病毒等的侵害　(2)脫分化和再分化　(3)愈傷組織　細胞分裂　(4)染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目　(5)植物體細胞雜交育種　基因工程育種　單倍體育種 解析　(1)剛長出的莖尖或芽尖還沒有受到病毒的侵染，因此用這些部位的細胞作植物組織培養(yǎng)的材料，可以獲得脫毒植株。 (2)在植物組織培養(yǎng)時，常用生長素和細胞分裂素來誘導外植體形成愈傷組織，生根發(fā)芽，從而形成新的植物體。 (3)紫杉醇是細胞代謝產(chǎn)物，可通過對愈傷組織進行機械處理獲得大量的單細胞，再經(jīng)過細胞有絲分裂獲得大量細胞，以形成大量的細胞代謝產(chǎn)物。 (4)在植物形成愈傷組織時，很容易發(fā)生細胞融合，從而使植物發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變異。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)除了用于微型繁殖、脫毒植株的培育，還可以用于植物體細胞雜交育種、基因工程育種和單倍體育種等多個方面。 7．(xx新課標Ⅱ，40)植物甲具有極強的耐旱性，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)化法將其導入植物________的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應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”)。 答案　(1)全部　部分　(2)篩選　(3)乙　表達產(chǎn)物　耐旱性　(4)同源染色體的一條上 解析　(1)基因組文庫含有生物的全部基因，而cDNA文庫中含有生物的部分基因。 (2)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)，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，包含該生物的所有基因，然后再從中篩選出所需的耐旱基因。 (3)若從植物甲中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細胞后，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測該耐旱基因是否合成了相應的蛋白質(zhì)，即檢測此再生植株中該基因的表達產(chǎn)物，如果檢測結(jié)果呈陽性，說明已經(jīng)合成了相應的蛋白質(zhì)，這時再進行個體生物學檢測，即在田間試驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1，符合基因的分離定律，說明得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株為雜合子，因此可推測該耐旱基因只整合到了同源染色體的一條上。 8．轉(zhuǎn)基因草莓中有能表達乙肝病毒表面抗原的基因，由此可獲得用來預防乙肝的一種新型疫苗，其培育過程如圖所示(①～④代表過程，A～C代表結(jié)構(gòu)或細胞)： (1)圖中①過程用到的酶是____________，所形成的B叫做______________。 (2)②過程常用____________處理農(nóng)桿菌，使之成為____________細胞，利于完成轉(zhuǎn)化過程。 (3)圖中③過程叫做__________，④過程叫做________，將葉盤培養(yǎng)成草莓幼苗的技術(shù)是__________________。 (4)在分子水平上，可采用________________________的方法來檢測轉(zhuǎn)基因草莓果實提取液中有無相應的抗原。 答案　(1)DNA連接酶　基因表達載體(重組質(zhì)粒) (2)CaCl2溶液(或Ca2＋)　感受態(tài)　(3)脫分化(去分化)　再分化　組織培養(yǎng)　(4)抗原—抗體雜交 9．運用動物體細胞融合技術(shù)可實現(xiàn)基因定位。研究發(fā)現(xiàn)：用人體細胞與小鼠體細胞進行雜交得到的雜種細胞含有雙方的染色體。雜種細胞在持續(xù)分裂過程中保留鼠的染色體而人類染色體則會逐漸丟失，最后只剩一條或幾條。下圖表示人的缺乏HGPRT酶突變細胞株(HGPRT－)和小鼠的缺乏TK酶細胞株(TK－)融合后并在HAT培養(yǎng)液中培養(yǎng)的過程，結(jié)果表明最終人的染色體在融合細胞中僅存有3號染色體或17號染色體或兩者都有。已知只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細胞才可在HAT培養(yǎng)液中長期存活與繁殖。 (1)體細胞雜交克服了____________________，過程①常用的生物方法是________________________________________________________________________。 (2)過程②中，為了防止細菌的污染，所用培養(yǎng)液應該添加一定量的________________，此外還要定期用________________處理細胞，使貼壁生長的細胞脫落形成細胞懸液。 (3)從培養(yǎng)過程看，HAT培養(yǎng)液不僅能提供養(yǎng)料，還起 ____________________作用。 (4)從圖示結(jié)果看，可以確定人的______________基因位于______________號染色體；該方法可以對鼠基因定位嗎？__________________。 答案　(1)遠緣雜交不親和的障礙(生殖隔離)　滅活的病毒誘導融合　(2)抗生素　胰蛋白酶　(3)選擇　(4)TK酶　17　不能 解析　(1)人與鼠屬于不同的物種，二者之間存在生殖隔離，體細胞雜交技術(shù)克服了遠緣雜交不親和的障礙。動物細胞融合常用滅活的病毒誘導融合。 (2)動物細胞培養(yǎng)過程中，為了防止細菌的污染，所用培養(yǎng)液應該添加一定量的抗生素；貼壁生長的細胞可以使用胰蛋白酶處理。 (3)因為只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細胞才可在HAT培養(yǎng)液中長期存活與繁殖，因此可以推知該培養(yǎng)液具有選擇作用。 (4)人的缺乏HGPRT酶突變細胞株(HGPRT－)和小鼠的缺乏TK酶細胞株(TK－)融合后并在HAT培養(yǎng)液中培養(yǎng)，只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細胞才可在HAT培養(yǎng)液中長期存活與繁殖。融合細胞具有鼠的全部染色體，如果同時具有人的決定TK酶的基因，則融合細胞可以存活。只有具有17號染色體的融合細胞才能存活，由此可知人的TK酶基因位于17號染色體上。由于融合細胞具有鼠的全部染色體，因此該方法不能對鼠的基因進行基因定位。