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1专题能力训练十六基因工程、细胞工程1.干扰素α-1b是我国第一个批准生产的基因工程药物,该药物利用大肠杆菌作为受体获得,具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生、调节人体免疫功能的作用,广泛用于病毒性疾病和多种肿瘤的治疗,是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。(1)原核生物经常作为受体细胞是由于其具有其他生物没有的特点:、、等。(2)是基因工程的核心,其目的是使目的基因在中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够和发挥作用。(3)为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的和之间。(4)采用技术可检测干扰素基因是否成功导入大肠杆菌的DNA上。2.(2015江苏两市一模)为增加油菜种子的含油量,研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。请回答下列问题。(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物,采用法从陆地棉基因文库中获取酶D基因,从拟南芥基因文库中获取转运肽基因,所含三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如上图所示。用和酶处理两个基因后,可得到端与端(填图中字母)相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的T-DNA中,构建并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含的固体培养基上培养得到含融合基因的单菌落,再利用液体培养基振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间,此过程的目的是,进一步筛选后获得转基因油菜细胞,该细胞通过技术,可培育成转基因油菜植株。(4)用法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。3.(2015河南陕州月考)回答有关基因工程的问题。(1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。2(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用是。常用处理大肠杆菌,以利于表达载体进入。为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称为。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成,常用抗原—抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的上。4.(2015湖北部分高中元月调考)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答下列问题。(1)在基因工程中,A表示目的基因的获取,通过PCR技术可大量产生,PCR技术的原理是,B表示构建的基因表达载体,其组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及等,其中启动子是酶识别和结合的部位。(2)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中②过程常用的方法是,使用的绵羊受体细胞为,④用到的生物技术主要有动物细胞培养和。(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程,其中③过程常用的方法是,⑤过程的原理是,要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,在棉花细胞中是否成功表达,从分子水平上鉴定可以采用的方法是。5.(2015北京24中开学摸底)菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花,培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程,请据图回答下列问题。〔注:卡那霉素抗性基因(kanR)作为标记基因,菊花叶片对卡那霉素高度敏感。〕(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒,可用处理土壤农杆菌,使其处于以便吸收重组质粒。(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够的特点,使目的基因进入受体细胞中,并插入到菊花细胞的上,最终形成转基因植株。3(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和的培养基中,在适宜条件下进行培养,筛选转基因菊花。(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据的核苷酸序列设计特异引物,以为模板进行第一轮扩增。(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫,实验结果如下表所示。组别死亡率/%实验组转基因植株160.00转基因植株253.33对照组13.33①对照组应饲喂等量的。②据表分析,差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。6.(2015江苏如皋期中)植物组织培养技术被广泛应用于培育无病毒植株、育种及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。下图为番茄植株的培育过程。分析回答下列问题。(1)①过程中使用了酶,获得植物细胞原生质体,此处使用的溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体。(2)铺平板类似于微生物接种,该过程必须在旁进行操作。平铺板中添加蔗糖的目的除了提供营养外,还有作用。4(3)同一番茄植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因(填“相同”“不相同”或“不一定相同”);图中属于再分化的过程是(填序号)。(4)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加进行处理,也可以选择在过程⑥中添加进行处理。7.(2015北京重点中学月考)Ⅰ.植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。(1)理论上,基因组文库含有生物的基因;而cDNA文库中含有生物的基因。(2)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的。如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的是否得到提高。(3)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株进行自交,如果子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为,则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上;如果子代,则可推测该耐旱基因整合到同源染色体的两条上。Ⅱ.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图所示。(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的(结构)。(2)培养细胞过程中,要置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是。(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点。(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。答案：1.答案:(1)繁殖快多为单细胞遗传物质相对较少(2)基因表达载体的构建受体细胞表达5(3)启动子终止子(4)DNA分子杂交2.答案:(1)PCRClaⅠDNA连接AD(2)基因表达载体(或“重组质粒”)四环素(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞植物组织培养(4)抗原—抗体杂交3.答案:(1)平相同(2)提供RNA聚合酶特异性识别、结合的位点,驱动基因转录Ca2+DNA—RNA分子杂交胰岛素原(蛋白质)(3)T-DNA染色体4.答案:(1)DNA(双链)复制标记基因RNA聚合(2)显微注射法受精卵早期胚胎培养(或胚胎移植)(3)农杆菌转化法植物细胞的全能性抗原—抗体杂交5.答案:(1)Ca2+(或CaCl2)感受态(2)感染菊花(或植物)细胞,并将T-DNA转移至受体细胞染色体(3)卡那霉素(4)抗虫基因(目的基因)转基因菊花的DNA(或“含目的基因的菊花的DNA”)(5)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料的混合物②实验组与对照组死亡率6.答案:(1)纤维素酶和果胶(答“纤维素”也可)吸水涨破(2)酒精灯火焰调节渗透压(3)不一定相同⑨⑩(答⑨或⑩也可)(4)聚乙二醇秋水仙素7.答案:Ⅰ.(1)全部部分(2)表达产物耐旱性(3)3∶1全部耐旱Ⅱ.(1)细胞核(2)维持培养液的pH(3)核苷酸序列HindⅢ和PstⅠ(4)蛋白质