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提能专训（十四）基因工程、细胞工程1．（2013·天津八中期末）下列关于基因工程的叙述，错误的是A．目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是基因工程中常用的工具酶C．人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞并可促进目的基因的表达答案：D解析：基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；基因工程中常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达。2．（2013·衡水中学期末）下表关于基因工程中某些操作的名词与其对应的内容的组合中，正确的是（）项目供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性核酸内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性核酸内切酶提供目的基因的生物质粒答案：C解析：基因工程中的供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物，常用遗传物质少、繁殖快、单细胞的原核生物（如大肠杆菌等）作为受体。实现基因工程中有关基因精确操作过程的工具有切割DNA的工具（“分子手术刀”）——限制性核酸内切酶、DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）——DNA连接酶和基因转移工具（“分子运输车”）——基因进入受体细胞的载体，常用的载体有细菌的质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒，其中，质粒是最常用的载体。3．（2012·浙江理综）天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰。下列操作正确的是A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞答案：A解析：获得目的基因通常有两种办法：如果目的基因的序列是已知的，可以用化学方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反应（PCR）扩增目的基因；如果目的基因的核苷酸序列是未知的，则可以建立一个包括目的基因在内的基因文库，把DNA分子的所有基因都包括在这个基因文库中。可以直接从基因文库中找到人们想要研究的目的基因，选项B错误；目的基因（基因B）与质粒连接应用DNA连接酶，而非DNA聚合酶，选项C错误；不能将目的基因直接导入细胞，并且应用土壤农杆菌感染植物，而不是用大肠杆菌，选项D错误；由于mRNA是通过转录获得的，转录过程中遵循碱基互补配对原则，所以可通过逆转录获得目的基因B，再通过扩增获得大量的基因B，选项A正确。4．（2013·郑州一检）2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重编程研究领域作出杰出贡献的英国和日本的两位生物学家。所谓“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，该项研究可应用于临床医学。下列相关叙述错误的是A．细胞核重编程技术的应用与细胞内基因的选择性表达密切相关B．该项研究为临床上解决器官移植的排斥反应带来希望C．“动物细胞的分化是一个不可逆的过程”将可能被改写D．他们的实验验证了动物细胞的全能性答案：D解析：细胞核重编程是将成熟体细胞诱导回干细胞状态，用于发育成各种类型的细胞，该技术与细胞内基因的选择性表达有关，A项正确；运用该研究可将患者成熟的体细胞诱导为干细胞，从而克隆出相应的器官，B项正确；在人为条件下，可以将高度分化的成熟体细胞转变为分化程度低的干细胞，说明动物细胞的分化可能发生逆转，C项正确；该实验中科学家并未将成熟的动物细胞克隆成一个完整个体，故不能验证动物细胞的全能性，D项错误。5．（2012·江苏南京调研）下列事实均能体现细胞全能性的是①棉花根尖细胞经诱导形成幼苗'②单细胞的DNA在体外大量扩增'③动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体'④小鼠体细胞经诱导培育成小鼠A．①④B．①③C．②④D．②③答案：A'解析：细胞全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，只有①④符合；②中DNA的扩增和③中杂交瘤细胞的培养分别属于分子水平和细胞水平的克隆，不能体现细胞全能性。6．（2013·安徽蚌埠五中测试）下列四个过程中，没有利用植物组织培养技术的是A．利用花药离体培养得到单倍体植株B．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株C．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株D．利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株答案：B'解析：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株是利用了秋水仙素抑制纺锤体的形成而使染色体的数目加倍，与植物组织培养技术无关。7．（2013·宁夏银川一中三模）请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题。（1）利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热形成________链并与________结合，在________酶的作用下延伸形成DNA。（2）采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞后，培养该细胞再生植株的过程中，往往需要使用植物激素，人为控制细胞的________和________。如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白，将引起的安全性问题包括________。A．生物安全B．环境安全C．食品安全D．伦理道德问题（3）蛋白质工程的基本原理是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质________→推测应有的________序列→找到相应的________序列。（4）生态工程建设的目的是遵循自然界________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止________，达到________和________的同步发展。答案：（1）单引物TaqDNA聚合（2）增殖（脱分化）再分化ABC（3）空间结构氨基酸脱氧核苷酸（4）物质循环环境污染经济效益环境效益8．（2013·东城区检测）大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的运载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β－半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X－gal时，X－gal便会被β－半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题。（1）对已获得的目的基因可利用________技术进行扩增。（2）目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复________键。（3）将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是________；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，目的是________________________________________________。（4）将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质________和生长因子，还应加入IPTG、X－gal以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出________。（5）若观察到培养基上出现________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是________________________________________________________________________。答案：（1）PCR'（2）磷酸二酯（3）进行转化使大肠杆菌细胞处于感受态（4）碳源、氮源、无机盐、水导入pUC18质粒的大肠杆菌（5）白无论大肠杆菌中是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落9．（2013·安徽马鞍山第一次质检）绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒（TMV）基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如下图所示。请据图回答下列问题。（1）科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中①过程表示______。（2）由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是________基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是________。（3）在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加________，以保证受体细胞能培养成再生植株。（4）过程⑥可采取________的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过________的方法来确定植株是否具有抗性。答案：（1）逆转录'（2）卡那霉素抗性'农杆菌转化法（3）植物激素（4）抗原—抗体杂交'接种烟草花叶病毒10．（2013·江西上饶中学月考）下图表示制备单克隆抗体过程。请据图回答下列问题。（1）在获得B淋巴细胞之前，小鼠已被多次注射______（相同/不同）抗原，注射后小鼠体内发生相应的______（细胞/体液）免疫反应，生成能产生抗体的B淋巴细胞。（2）①过程中，融合结果随机出现多种不同的杂交细胞，②过程在特定的________上进行筛选，从而得到______细胞。③培养的气体环境为________。（3）由于单克隆抗体与传统方法获得的抗体相比，具有________________的特点，广泛用于疾病的诊断等方面。答案：（1）相同体液（2）选择培养基杂交瘤95%的空气＋5%的CO2（3）特异性强、灵敏度高、可大量制备11．（2013·山西省太原市一模）选取A、B植株的细胞进行如下图所示操作，请回答下列问题。（1）实现图中的①过程最常用的方法是________________________________________________________________________。（2）②过程的发生，必须进行________，其方法有______和________两类。（3）若细胞A内含a条染色体，细胞B内含b条染色体，则“杂种细胞”内含________条染色体；若A、B植株采用常规杂交育种方法成功的话，得到的后代含________条染色体，必须用________来处理幼苗，才能得到可育的杂种植株，其中含有________条染色体。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是：________________________________________________________________________。（4）如果原生质体A为小鼠的浆细胞，原生质体B为小鼠的骨髓瘤细胞，诱导二者融合时，特有的方法是用________处理。答案：（1）酶解法（或者用纤维素酶和果胶酶处理）（2）诱导融合物理方法化学方法（3）a＋b（a＋b）/2秋水仙素a＋b克服远缘杂交不亲和的障碍（4）灭活的病毒