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选修三第一讲1．(2009·福建，32)转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶________，对________进行切割。(2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有________，作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有__________________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的________。答案(1)PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因的DNA、质粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脱分化、再分化解析本题主要考查了基因工程及植物组织培养的相关内容。(1)在构建表达载体时，要用相同的限制酶切割外源基因与运载体，以获得相同的末端，从而将两者相连。在选择限制酶时，两者都有此切割位点，且不能将目的基因破坏，故只能选择PstⅠ、EcoRⅠ位点。(2)培养液中的卡那霉素抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，故要想培养香蕉愈伤组织，必须细胞中含有抗卡那霉素基因。所以能在此培养基上生长的细胞，都是具有抗卡那霉素基因，即具有表达载体A，具有目的基因，从而作出筛选。(2)植物组织培养原理为植物细胞的全能性。其过程要经历脱分化与再分化2．(2008·山东理综)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于________处。(填“a”或“b”)(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和________法。(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术，该技术的核心是______和______。(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要用________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。答案(1)aa(2)基因枪(花粉管通道)(3)植物组织培养脱分化(去分化)再分化(4)耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)解析限制酶可水解DNA分子中特定位点两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，DNA连接酶可催化两个脱氧核苷酸分子之间磷酸二酯键的形成；运用农杆菌转化法、基因枪法或花粉管通道法将目的基因导入受体细胞之后，还需利用植物组织培养技术将受体细胞培养成植株。3．农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：(1)要获得该抗病基因，可采用__________、__________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的运载体是__________。(2)要使运载体与该抗病基因连接，首先应使用__________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTC—G—，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是()A.—G—CTTAAB.—T—AATCCC.—CTTTA—GD.—AAATC—T(3)切割完成后，采用__________将运载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________。(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去__________棉花细胞，利用植物细胞具有的__________性进行组织培养，从培养出的植株中__________出抗病的棉花。(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是()A．淀粉B．脂类C．蛋白质D．核酸(6)转基因棉花获得的__________是由该表达产物来体现的。答案(1)从细胞中分离化学方法人工合成Ti质粒(2)限制性内切酶(限制酶)A(3)DNA连接酶重组DNA(4)感染全能筛选(选择)(5)C(6)抗病性状解析基因工程有四步曲，解答本题时就紧扣这四步曲。获得抗病毒基因常用的方法是从细胞中直接分离目的基因或根据mRNA碱基顺序和蛋白质的氨基酸序列人工合成目的基因；在基因工程中，常用的运载体是质粒；可以先用限制性内切酶把目的基因和运载体切出相同的黏性末端；再用DNA连接酶将运载体和目的基因连接起来，构成重组DNA分子；用导入重组DNA分子的农杆菌感染棉花细胞，并用组织培养的方法把这样的棉花细胞培育出个体，从中筛选出有抗病性状的棉花；最后进行鉴定，可把普通棉和抗虫棉在同等条件下让害虫吞食，观察其效果即可。4．在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：(1)A过程需要的酶有________________。(2)B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是______________。(3)C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入__________。(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用_________________作为探针。(5)科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。①将转基因植株与________杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1∶1。②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为________。③若将该转基因植株的花药在卡那霉素型培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占________%。答案(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(2)具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存(3)卡那霉素(4)放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因(5)①非转基因植株②3∶1③100解析A过程为目的基因与运载体相结合的过程，需要同一种限制性核酸内切酶和DNA连接酶；B过程为目的基因导入受体细胞过程，目的基因是否导入受体细胞需检测标记基因，在培养过程中，质粒能进行复制并能稳定保存；C过程加入卡那霉素对含卡那霉素抗性基因的细胞进行选择；D过程用含放射性同位素标记的抗虫基因做探针检验植株中是否含有抗虫基因；转基因植株相当于杂合子，与非转基因植株杂交，后代两种性状比例为1∶1，转基因植株自交，后代比例为3∶1，花药中含抗卡那霉素基因和不含抗卡那霉素基因的比例虽然为1∶1，但在卡那霉素的选择下，后代均为抗卡那霉素的植株。5．很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以________。将目的基因与运载体结合时必须用________酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有________等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如：应具有________以便进行筛选。(2)由转基因玉米细胞经过________形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的________再包裹合适的________等。答案(1)人工合成同种限制质粒(或动植物病毒或噬菌体等)标记基因(2)脱分化(或去分化)胚状体人造种皮(1)获得目的基因的方法有直接分离和人工合成两种，目的基因与运载体结合时必需选用同种限制酶切割运载体，然后用DNA连接酶使二者结合，运载体上必须具有可用于筛选的标记基因。(2)考查组织培养制造人工种子的过程，熟记教材中的内容，即可正确解答。6．(2010·中山)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：(1)在基因工程，A→B为____________技术，利用的原理是__________，其中①为__________过程。(2)B→C为转基因绵羊的培育过程，其中③用到的生物技术主要有动物细胞培养和____________，在动物细胞培养过程中，需让培养液中含有一定量的CO2，其主要作用是____________。(3)B→D为抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是____________，要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：____________________________。答案(1)PCRDNA分子复制DNA解旋(2)胚胎移植维持培养液的pH(3)农杆菌转化法让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状。解析注意结合教材分析解答。7．(2009·滨州)就PCR技术回答有关问题：(1)PCR技术已经走入人们的生活，例如亲子鉴定、刑侦破案等都用到。PCR技术的基础知识是DNA复制，辨认细胞内DNA复制的示意图，请指出1、2、3、4代表的物质：1．________2.________3.________4.________(2)比较PCR技术和DNA复制过程，完成表格：PCR技术DNA复制引物解旋答案(1)RNA引物DNA聚合酶DNA解旋酶新合成的子链DNA解析(1)PCR技术涉及到DNA解旋酶、DNA聚合酶、RNA引物等。(2)通过比较的方法，分析PCR技术和DNA复制的不同。(2)PCR技术DNA复制引物DNA单链RNA引物解旋温度DNA解旋酶8.SCID患者缺乏正常的人体免疫功能，只要被细菌或病毒感染，就会发病死亡，经研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上的编码腺苷酸脱氨酶的基因发生了突变。(1)请你用所学知识，设想一个治疗SCID病的方案。第一步：先将人体正常的编码腺苷酸脱氨酶的基因克隆后用来替换反转录病毒的原有基因，构建成重组载体。第二步：__________________________第三步：__________________________第四步：__________________________(2)还有哪些遗传病可以用基因治疗方案进行治疗？请举例。答案(1)第二步：从SCID病人体内分离出免疫系统有缺陷的T淋巴细胞。第三步：将这些T淋巴细胞与携带了正常的腺苷酸脱氨酶基因的反转录病毒混合在一起，让病毒感染T淋巴细胞，使正常的腺苷酸脱氨酶基因，随淋巴细胞的基因大量复制并插入到T淋巴细胞的基因组中；第四步：在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因表达后，用注射器将成千上万个重组的转基因T淋巴细胞注射到SCID患者的人体组织中。(2)血友病、镰刀型细胞贫血症等。解析见答案