《2020屆高考生物藝考生大二輪總復(fù)習(xí) 上篇 專題九 生物技術(shù)與工程 第15講 生物技術(shù) 高頻命題點(diǎn)2 細(xì)胞工程教學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考生物藝考生大二輪總復(fù)習(xí) 上篇 專題九 生物技術(shù)與工程 第15講 生物技術(shù) 高頻命題點(diǎn)2 細(xì)胞工程教學(xué)案（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、高頻命題點(diǎn)2　細(xì)胞工程 真題領(lǐng)航——目標(biāo)方向?qū)敫呖? 1．(2019·全國Ⅲ卷，38)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。 回答下列問題。 (1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有__________________。 (2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是__________________。 (3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細(xì)胞的________過程，最終可形成試管苗。 (4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作

2、用是__________________。 (5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的________，這種繁殖方式屬于________繁殖。 解析：本題借助胡蘿卜根組織塊的組織培養(yǎng)的相關(guān)知識，考查考生理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決生物學(xué)問題的能力；試題通過對組織培養(yǎng)流程的分析考查了科學(xué)思維素養(yǎng)。(1)植物細(xì)胞具有全能性，利用已分化的植物細(xì)胞通過植物組織培養(yǎng)可以培養(yǎng)成完整植株。(2)形成層細(xì)胞分化程度低，全能性較高，更容易誘導(dǎo)形成愈傷組織，進(jìn)而獲得完整植株。(3)愈傷組織的形成和試管苗的分化需要不同的生長素與細(xì)胞分裂素比例，因此誘導(dǎo)愈傷組織的形成階段到分化階段需要不同的培養(yǎng)基。愈傷

3、組織通過再分化過程，最終可形成試管苗。(4)葉綠素的形成需要光，試管苗的發(fā)育也需要光，因此試管苗的誘導(dǎo)階段需要光照。(5)通過植物組織培養(yǎng)獲得植株，屬于無性繁殖的一種，可以保持原品種的遺傳特性。 答案：(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因) (2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織 (3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同　分化(或答：再分化) (4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用 (5)遺傳特性　無性 2．(2019·全國Ⅱ卷，38)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}。 (1)植物微型繁

4、殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)有____________________________(答出2點(diǎn)即可)。 (2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是__________________。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、________和________等幾類物質(zhì)。 (3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進(jìn)行組織培養(yǎng)。 (4)植物組織

5、培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的基本程序是_________________________________________________ ________________________________________________________________________(用流程圖表示)。 解析：本題借助植物細(xì)胞工程實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)知識，考查綜合運(yùn)用能力。試題通過對比獲得植物新個(gè)體的不同途徑，體現(xiàn)了對科學(xué)探究素養(yǎng)中的結(jié)果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工種皮具

6、備透氣性，可以保證胚狀體進(jìn)行有氧呼吸時(shí)對氧的需求；人工胚乳應(yīng)該含有植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)，保證胚狀體的正常生長。(3)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，可以切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株，首先要通過細(xì)胞的脫分化過程，培養(yǎng)出愈傷組織，對愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，誘導(dǎo)分化形成小植株。 答案：(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快 (2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用　礦質(zhì)元素　糖　(3)莖尖　(4)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株 知識拓展——培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力 1．哺乳類動物核移植分為哪些類型？何種類型較為成功，為什么？ _____________________

7、___________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：核移植分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，由于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，所以胚胎細(xì)胞核移植更易成功。 2．(1)用什么方法可去除次級卵母細(xì)胞中的極體和細(xì)胞核？ ________________________________________________________________________ _______

8、_________________________________________________________________ 答案：顯微操作去核方法或梯度離心，紫外光短時(shí)間照射，化學(xué)物質(zhì)處理等。 (2)克隆動物的遺傳物質(zhì)僅有供體動物提供嗎？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：不是，去核的卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中也有DNA。

9、核心整合——掌握必備生物知識 1．植物細(xì)胞工程必記關(guān)鍵點(diǎn)(填空) (1)植物組織培養(yǎng) a．植物組織培養(yǎng)的兩個(gè)關(guān)鍵 b．植物激素的使用 ②細(xì)胞分裂素比例較高時(shí)，促進(jìn)芽分化，抑制根形成；生長素比例較高時(shí)，促進(jìn)根分化，抑制芽形成。 c．光照的使用 ③脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需給予光照，以利于葉綠素的合成。 (2)植物體細(xì)胞雜交 a．酶解法——用④纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。 b．誘導(dǎo)劑——⑤聚乙二醇， c．雜種細(xì)胞的形成標(biāo)志——新細(xì)胞壁的形成。 d．培養(yǎng)雜種植株的技術(shù)——植物組織培養(yǎng)。 2．動物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊條件(填空) a．營養(yǎng)條件：加入動物血清、血漿等

10、；通入氧氣以滿足代謝的需要；通入二氧化碳以⑥維持培養(yǎng)液的pH。 b．胰蛋白酶的兩次使用：首先用胰蛋白酶處理動物的器官或組織，以制備單細(xì)胞懸液；培養(yǎng)過程中發(fā)生⑦接觸抑制時(shí)，同樣要用胰蛋白酶使細(xì)胞分散開。 c．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⑧抗生素，定期更換培養(yǎng)液。 3．理清克隆動物的培育流程(填空) (1)流程圖 (2)用去核的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因是營養(yǎng)豐富、體積大、易操作，含有刺激細(xì)胞核恢復(fù)分裂能力的物質(zhì)。 4．明確單克隆抗體的一過程兩特點(diǎn)(填空) (1)制備過程 (2)單克隆抗體的特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、?靈敏度高。 (3)2次篩選的目的

11、：第1次篩選獲得雜交瘤細(xì)胞，第2次篩選獲得能分泌所需特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。 考向立意——突顯科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的考查 [考向一]　以植物細(xì)胞工程及應(yīng)用為載體，考查學(xué)生的理解能力和解決問題的能力 1．利用現(xiàn)代生物技術(shù)，科研人員對馬鈴薯的培育進(jìn)行了研究，請回答相關(guān)問題： (1)培育馬鈴薯脫毒苗所依據(jù)的原理是________________，該培育過程涉及________和________兩個(gè)階段。 (2)研究馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成苗率和脫毒率的影響，結(jié)果如圖。據(jù)圖可知：莖尖越小，脫毒率________，成苗率________，培養(yǎng)脫毒苗莖尖的適宜大小為_________

12、_________。 (3)若想培育出“番茄—馬鈴薯”植株，運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交能否得到可育的雜種植株？為什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (4)若馬鈴薯細(xì)胞中含m條染色體，番茄細(xì)胞內(nèi)有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。 解析：(1)培育馬鈴薯脫毒苗是對植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，所依據(jù)的原理

13、是植物細(xì)胞的全能性；該培育過程涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段。(2)據(jù)圖可知：莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低；培養(yǎng)脫毒苗莖尖的適宜大小為0.27 mm。(3)由于番茄和馬鈴薯屬于兩個(gè)不同物種，而不同種的植物存在生殖隔離，所以若想培育出“番茄—馬鈴薯”植株，運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交不能得到可育的雜種植株。(4)若馬鈴薯細(xì)胞中含m條染色體，番茄細(xì)胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞中含有(m＋n)條染色體，在有絲分裂后期含2(m＋n)條染色體。 答案：(1)植物細(xì)胞的全能性　脫分化　再分化　(2)越高　越低　0.27 mm　(3)否(或不能)，不同種的植物存在生殖隔離　(4)2(m＋n) 2．如圖為

14、A、B兩種二倍體植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，請據(jù)圖回答： (1)步驟①的方法是________。步驟②常用的化學(xué)試劑是________，之后________(是/否)需要篩選。 (2)在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植物的過程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是________，其中步驟④是________。植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得新的雜種植物，與A、B兩種植物相比，該雜種植物是新物種的原因是________。 (3)培育該雜種植物的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律？為什么？ ___________________________________________________________

15、_____________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)題圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，其中①表示去壁獲取原生質(zhì)體的過程，常用酶解法，即用纖維素酶和果膠酶處理；②表示人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇(PEG)，誘導(dǎo)后形成的兩兩融合的原生質(zhì)體有三種，所以需要進(jìn)行篩選。(2)題圖中③表示再生出新細(xì)胞壁的過程，雜種細(xì)胞通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成為雜種植物，過程④表示脫分化；⑤表示再分化過程。圖中獲得的雜種植物與A、B兩種植物間均存在生殖隔離，所以是新物

16、種。(3)圖示為植物體細(xì)胞雜交過程，沒有經(jīng)過不同配子的結(jié)合，所以不屬于有性生殖，因此該過程中遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。 答案：(1)酶解法　聚乙二醇　是 (2)植物組織培養(yǎng)技術(shù)　脫分化　該雜種植株與A、B兩種植物間均存在生殖隔離 (3)不遵循，該過程不屬于有性生殖 [考向二]　以動物細(xì)胞工程及應(yīng)用為載體，考查學(xué)生的理解能力和解決實(shí)際問題的能力 3．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(jià)(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

17、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(shí)，所用免疫小鼠的血清抗體效價(jià)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__

18、__________________________________________________________________，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(gè)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(jià)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(jià)最高，故最適合用于制備B淋巴細(xì)

19、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(shí)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(gè)。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)，有絲分裂后期染色體暫時(shí)加倍為200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(jià)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)1　200　(4)

20、不能無限增殖 4．雙特異性單克隆抗體是指可同時(shí)與癌細(xì)胞和藥物結(jié)合的特異性抗體。如圖是科研人員通過雜交—雜交瘤細(xì)胞技術(shù)(免疫的B細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞雜交技術(shù))生產(chǎn)能同時(shí)識別癌胚抗原和長春堿(一種抗癌藥物)的雙特異性單克隆抗體的部分過程。分析回答： (1)過程①的目的是____________________________，制備雙特異性單克隆抗體的過程中用到的技術(shù)有______________________(至少答出兩條)。 (2)過程②誘導(dǎo)融合的方法是______________________________，過程②選用的骨髓瘤細(xì)胞________(填“能”或“不能”)在HAT培養(yǎng)基

21、上生長。 (3)經(jīng)過程③篩選得到的細(xì)胞還需轉(zhuǎn)移至多孔培養(yǎng)板中進(jìn)行過程④，原因是________________________________________________________________。 (4)請根據(jù)所學(xué)知識，用箭頭和文字補(bǔ)全圖中方框內(nèi)獲取單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞的生產(chǎn)過程。 (5)獲得的單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞在體外條件下培養(yǎng)或________，均可提取出大量的雙特異性單克隆抗體。 解析：(1)過程①表示給小鼠注射抗原，目的是刺激小鼠產(chǎn)生能分泌識別癌胚抗原抗體的漿細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)；根據(jù)單克隆抗體制備流程可知，該過程涉及的技術(shù)包括動物細(xì)胞融合技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。

22、(2)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有聚乙二醇、滅活病毒、電激等；HAT培養(yǎng)基的作用是篩選出雜交瘤細(xì)胞，骨髓瘤細(xì)胞不能在HAT培養(yǎng)基上生長。(3)從小鼠體內(nèi)提取的B淋巴細(xì)胞不止一種類型，故篩選得到的雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體不是單克隆抗體，因此經(jīng)過程③篩選得到的細(xì)胞還需轉(zhuǎn)移至多孔培養(yǎng)板上運(yùn)用抗原—抗體雜交法篩選能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。(4)雙特異性單克隆抗體制備過程為將獲得的B淋巴細(xì)胞與單克隆雜交瘤細(xì)胞融合→在選擇培養(yǎng)基上篩選出雜交—雜交瘤細(xì)胞→克隆化培養(yǎng)、抗體檢測篩選出單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞。(5)獲得的單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞在體外條件下培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，均可提取出大量的雙特異性單克隆抗體。

23、 答案：(1)使小鼠產(chǎn)生能分泌識別癌胚抗原抗體的漿細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)　動物細(xì)胞融合、動物細(xì)胞培養(yǎng)　(2)聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)、電激等　不能　(3)從小鼠體內(nèi)提取的B淋巴細(xì)胞不止一種類型(篩選得到的雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體不是單克隆抗體)　(4)將獲得的B淋巴細(xì)胞與單克隆雜交瘤細(xì)胞融合→在選擇培養(yǎng)基上篩選出雜交—雜交瘤細(xì)胞→克隆化培養(yǎng)、抗體檢測篩選出單克隆雜交—雜交瘤細(xì)胞　(5)注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖 一、選擇題 1．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

24、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。回答下列問題： (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________

25、；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(gè)至多個(gè)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

26、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(shí)，噬菌體的DNA進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍

27、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。 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 2．研究人員利用PCR技術(shù)擴(kuò)增了目的基因，并培育了能合成凝乳酶的轉(zhuǎn)基因酵母菌。請結(jié)合下圖回答相關(guān)問題： 注：HindⅢ和ApaLⅠ是兩種限制酶，箭頭表示酶的

28、切割位點(diǎn)。 (1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的原理是____________。圖1中引物為單鏈DNA片段，它是根據(jù)________的脫氧核苷酸序列合成的。從理論上推測，第2輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為________。 (2)圖2所示的基因表達(dá)載體中的URA3基因能編碼乳清苷5—磷酸脫羧酶，該酶能催化酵母菌尿嘧啶的合成，若酵母菌缺乏乳清苷5—磷酸脫羧酶，就無法生長，除非在培養(yǎng)基中加入尿嘧啶。利用URA3基因作為________基因來篩選轉(zhuǎn)化成功的酵母菌，要選擇________的酵母菌作為受體細(xì)胞，所使用的培養(yǎng)基________(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。 (3

29、)奶酪生產(chǎn)中的凝乳酶是一種分泌蛋白。工業(yè)生產(chǎn)過程中，________(填“能”或“不能”)選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞表達(dá)出凝乳酶，原因是_______________________________。 答案：(1)DNA雙鏈可進(jìn)行復(fù)制　目的基因　3/4　(2)標(biāo)記　缺乏URA3基因(或不能合成乳清苷5-磷酸脫羧酶)　不需要　(3)不能　大腸桿菌無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體(或大腸桿菌無法對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾) 3．真核生物基因中通常含有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。下圖表示基因文庫的制備和從基因文庫中提取胰島素基因的過程。請回答下列問題：

30、 (1)從基因結(jié)構(gòu)分析，與基因組文庫中的基因相比，從cDNA文庫中獲得的目的基因缺少的結(jié)構(gòu)______________________(至少寫兩個(gè))等。圖中①過程中存在的堿基配對方式有______________________(模板上的堿基在前)；②過程所用的工具酶有__________________。 (2)為了便于導(dǎo)入基因，細(xì)菌培養(yǎng)基中一般加入________，理由是__________________ 。 (3)依據(jù)圖中雜交結(jié)果，應(yīng)選取培養(yǎng)基上________(填字母)菌落繼續(xù)培養(yǎng)，才能獲得含有胰島素基因的受體菌。 (4)從大腸桿菌中獲得的“胰島素”未能達(dá)到期待的生物活性

31、，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)角度分析，其原因是____________________________________________________。 答案：(1)啟動子、終止子、內(nèi)含子　A—T，U—A、G—C、C—G　限制酶、DNA連接酶　(2)CaCl2(或鈣離子)　鈣離子使細(xì)菌處于感受態(tài)(或鈣離子能提高細(xì)菌從外界吸收DNA的能力)　(3)a　(4)大腸桿菌中缺少對胰島素進(jìn)行加工和修飾的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 4．利用基因工程技術(shù)培育馬鈴薯新品種，目前已經(jīng)取得豐碩成果。請根據(jù)教材所學(xué)知識，回答下列問題： (1)馬鈴薯易患多種疾病，導(dǎo)致其產(chǎn)量不高。通過導(dǎo)入抗病基因并使其表達(dá)可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，基因工程中使

32、用最多的抗病基因是________和病毒的復(fù)制酶基因。 (2)馬鈴薯是雙子葉植物，常用________法將目的基因?qū)腭R鈴薯受體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、________、________、________等五部分。 (3)科學(xué)家還培育出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，其設(shè)計(jì)方法：修飾除草劑作用的靶蛋白，使轉(zhuǎn)基因馬鈴薯對除草劑________(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白過量表達(dá)，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯吸收除草劑后仍能________。 (4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行______________________。 解析：(1)通過導(dǎo)入抗病基

33、因并使其表達(dá)可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，基因工程中作用最多的抗病基因是病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因。(2)馬鈴薯是雙子葉植物，常用土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)腭R鈴薯受體細(xì)胞中，構(gòu)建好的基因表達(dá)載體基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)等五部分。(3)除草劑只能作用于雜草，不能作用于馬鈴薯，因此需要修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對除草劑不敏感(抵抗)，或使靶蛋白過量表達(dá)，植物吸收除草劑后仍能正常代謝。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行目的基因的檢測與鑒定。 答案：(1)病毒外殼蛋白基因　(2)土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　啟動子　終止子　復(fù)制原點(diǎn)　(3)不敏感　正常代謝　(

34、4)目的基因的檢測與鑒定 5．基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心。圖1為限制酶EcoRⅠ的識別序列示意圖，圖2表示目的基因及限制酶切點(diǎn)，圖3表示目的基因上的DNA片段，圖4表示質(zhì)粒。 請回答下列問題： (1)圖3為目的基因中的某一片段，連接②處化學(xué)鍵的酶有________________________。 (2)若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖2可知，A、B、C、D四種單鏈DMA片段中除了B作為引物外，________(填“A”“C”或“D”)亦可作為引物。 (3)為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，提高重組效率，應(yīng)該選擇的限制酶是___________

35、_______________。 (4)如果大腸桿菌是受體細(xì)胞，則其體內(nèi)應(yīng)不含________，利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌。 解析：(1)②處化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵，在復(fù)制過程中連接②化學(xué)鍵的酶是DNA聚合酶，在基因工程中連接②處化學(xué)鍵的酶是DNA連接酶。(2)若用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖2可知，DNA復(fù)制只能從5′到3′，因此構(gòu)建前利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取B和C作為引物。(3)為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，提高重組效率，四環(huán)素抗性基因沒有被破壞，所以應(yīng)該選擇的限制酶是EcoRⅠ和PstⅠ。(4)如果大腸桿菌是

36、受體細(xì)胞，則其體內(nèi)應(yīng)不含抗四環(huán)素基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌。 答案：(1)DNA聚合酶和DNA連接酶　(2)C (3)EcoRⅠ和PstⅠ　(4)抗四環(huán)素 6．我國某科研團(tuán)隊(duì)將小麥液泡膜Na＋/K＋逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因(TaNHX2基因)轉(zhuǎn)移到水稻細(xì)胞內(nèi)，獲得了轉(zhuǎn)基因耐鹽水稻新品種。請回答下列有關(guān)問題： (1)為保證目的基因在水稻細(xì)胞中能夠表達(dá)，運(yùn)載體上應(yīng)含有特定的________(填“復(fù)制原點(diǎn)”“啟動子”或“標(biāo)記基因”)。 (2)水稻的轉(zhuǎn)化過程：將水稻幼胚接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，經(jīng)過________過程，培養(yǎng)出愈傷組織，然后用________法，將目的基因和相關(guān)功能片段整合到愈傷

37、組織細(xì)胞的染色體DNA上，最后誘導(dǎo)愈傷組織形成水稻植株。 (3)為驗(yàn)證外源基因整合到水稻基因組后是否轉(zhuǎn)錄，可從轉(zhuǎn)基因植株的細(xì)胞中提取所有mRNA并反轉(zhuǎn)錄成________再以反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板，利用TaNHX2基因?yàn)樘禺愐?，通過________技術(shù)進(jìn)行基因擴(kuò)增。若以根細(xì)胞為材料，擴(kuò)增結(jié)果為陽性(有產(chǎn)物生成)，以葉細(xì)胞為材料，擴(kuò)增結(jié)果為陰性(無產(chǎn)物生成)，則說明_______________________________________。 (4)將生長至4葉期的轉(zhuǎn)基因幼苗轉(zhuǎn)入高濃度的NaCl溶液中培養(yǎng)，進(jìn)行耐鹽試驗(yàn)，用非轉(zhuǎn)基因幼苗作為對照。培養(yǎng)30天后觀察現(xiàn)象，若_____________

38、_______，則說明轉(zhuǎn)基因植株獲得了耐鹽特性。 解析：(1)基因表達(dá)是指轉(zhuǎn)錄和翻譯形成蛋白質(zhì)，其中轉(zhuǎn)錄是由啟動子啟動的，因此為保證目的基因在水稻細(xì)胞中能夠表達(dá)，運(yùn)載體上應(yīng)含有特定的啟動子。(2)愈傷組織是外植體經(jīng)過脫分化過程形成的；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)mRNA反轉(zhuǎn)錄形成cDNA(互補(bǔ)DNA)；PCR技術(shù)可在體外擴(kuò)增基因；若以根細(xì)胞為材料擴(kuò)增結(jié)果為陽性(有產(chǎn)物生成)，以葉細(xì)胞為材料擴(kuò)增結(jié)果為陰性(無產(chǎn)物生成)，則說明目的基因(TaNHX2基因)僅在根細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，未在葉細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄。(4)將生長至4葉期的轉(zhuǎn)基因幼苗轉(zhuǎn)入高濃度的NaCl溶液中培養(yǎng)，進(jìn)行耐鹽試驗(yàn)，用非轉(zhuǎn)基因

39、幼苗作為對照，培養(yǎng)30天后觀察現(xiàn)象，若轉(zhuǎn)基因植株獲得了耐鹽特性，則轉(zhuǎn)基因植株存活率高于非轉(zhuǎn)基因植株(轉(zhuǎn)基因植株葉片不變黃，非轉(zhuǎn)基因植株葉片變黃，其它答案合理可給分)。 答案：(1)啟動子　(2)脫分化　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　(3)cDNA(互補(bǔ)DNA)　PCR　目的基因(TaNHX2基因)僅在根細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，未在葉細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄(僅回答“基因選擇性表達(dá)”不正確)　(4)轉(zhuǎn)基因植株存活率高于非轉(zhuǎn)基因植株 7．請回答下列有關(guān)核移植方面的問題： (1)目前，科學(xué)家通過細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)，培育出多種哺乳動物新類型。在牛的核移植實(shí)驗(yàn)中。一般通過________(物理方法)激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程；當(dāng)胚

40、胎發(fā)育到________階段時(shí)，將胚胎植入代孕牛體內(nèi)。 (2)在利用核移植技術(shù)進(jìn)行治療性克隆時(shí)，需要取患者體細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去核的卵母細(xì)胞中，構(gòu)成重組細(xì)胞。這個(gè)過程中，所用的去核卵母細(xì)胞一般處于________期；所用的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_______________________________； 將患者的體細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中構(gòu)建重組細(xì)胞后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，而不是直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的原因是_____________________________________________________ ______________________

41、__________________________________________________。 (3)經(jīng)核移植獲得的重組細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)液中通常要添加________等一些天然成分，而氣體中CO2的主要作用是______________。 培養(yǎng)過程中，為了清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞造成危害，應(yīng)定期________。 解析：(1)在核移植實(shí)驗(yàn)中，激活受體細(xì)胞使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程一般采用的物理方法是電脈沖(或電刺激)。當(dāng)牛的胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段時(shí)，可將其向受體移植。(2)在核移植過程中，作為受體細(xì)胞的去核卵母細(xì)胞一般處于減數(shù)第二次分裂中期。用于核移植的供

42、體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型。體細(xì)胞核在體細(xì)胞中不能表現(xiàn)全能性，而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可以給它提供表達(dá)全能性的環(huán)境。(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基屬于合成培養(yǎng)基，常需加入血清、血漿等一些天然成分。動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，為了清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞造成危害，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液。 答案：(1)電脈沖(或電刺激)　桑椹胚或囊胚 (2)MⅡ中(減數(shù)第二次分裂中)　傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型　體細(xì)胞核在體細(xì)胞中不能表現(xiàn)全能性，而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可以給它提供表達(dá)全能性的環(huán)境　(3)血清、血漿　維持培養(yǎng)液的pH　更換培養(yǎng)液

43、8．甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培養(yǎng)技術(shù)稱為__________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指__________________。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_

44、______________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 解析：(1)細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，去除時(shí)用果膠酶和纖維素酶。原生質(zhì)體融合后經(jīng)誘導(dǎo)形成愈傷組織，再分化形成雜種植株。這一技術(shù)即為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。(2)多倍體指由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。甲、乙有性雜交的后代在減Ⅰ分裂前期染色體聯(lián)會異常，不能形成配子。(3)人工種子是由組織培養(yǎng)得到的胚狀體。不定芽、腋芽、頂芽等材料用人工薄膜包裝后得到的。 答案：(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù)　(2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體　在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會異常，而后者染色體聯(lián)會正常　(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 - 15 -