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1专题九第1讲基因工程与细胞工程谢俊平2012-4-101．(2010·全国卷Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是()A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上解析：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是一种人为的操作过程。A项属于细胞工程；B项符合基因工程的概念；C项属于诱变育种；D项是自然发生的，不是人为操作的，不属于基因工程。答案：B2．某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是(多选)()解析：由于DNA的两条链反向平行，因此读碱基序列时，上面一条链从左向右读的话，则下面一条链从右向左读；同一个限制酶切割产生的末端存在相同且互补序列。A选项中两个黏性末端的碱基序列不相同也不互补，不是同种限制酶切割产生的；B选项中两个平末端的碱基序列若连接起来：上面是GGAT，下面是ATCC，碱基序列也不同，不是同种限制酶切割产生的。答案：CD3．(2010·朝阳模拟)目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是()A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因D．转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫解析：苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后需用农杆菌转化法导入棉花的叶肉细胞，不能直接进入棉花的叶肉细胞表达；棉花叶肉细胞不能进行减数分裂产生配子，故抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可以通过组织培养技术，使抗虫性状遗传下去；棉铃虫抗性的产生是基因突变的结果，但抗虫棉的自然选择会使棉铃虫的抗性基因频率升高。答案：C24．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养解析：由于接触抑制，动物细胞培养时只能形成单层细胞；克隆培养法在培养时，由于所有子代细胞来自于一个亲代细胞，所以基因型一般都相同；二倍体细胞的传代培养次数通常是有跟的，只有少数细胞遗传物质发生改变，才能无限增殖；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，可进行传代培养。答案：D5．下列有关植物体细胞杂交技术的描述，不正确的是()A．利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株B．获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶C．通常用聚乙二醇或灭活病毒诱导原生质体融合D．可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞解析：灭活病毒是诱导动物细胞融合的方法，而不能诱导植物细胞原生质体融合。答案：C6．(2010·江苏高考)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越_______。(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是____。(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_______________。(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________________。(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在____________________________的培养基中培养，以完成3目的基因表达的初步检测。解析：本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点。(1)质粒切割前是双链环状DNA分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图1可以看出，质粒上只含有一个SmaⅠ的切点，因此被该酶切割后，质粒变为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。(2)由题目可知，SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成二个氢键，所以SmaⅠ酶切位点越多，热稳定性就越高。(3)质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2可知，标记基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点，都可以被SmaⅠ破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA。(4)只使用EcoRⅠ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用BamHⅠ和HindⅢ剪切时，质粒和目的基因两端的黏性末端不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。(5)质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入DNA连接酶。(6)质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。(7)目的基因为蔗糖转运蛋白基因，所用的受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，若将重组质粒导入了受体细胞，则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖，故应在以蔗糖为唯一碳源的培养基上进行培养。答案：(1)0、2(2)高(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞(7)蔗糖为唯一含碳营养物质7．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因__________________。(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体____________。(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将①____________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过_________________________即可获得大量细胞。(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。4(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于____________、____________、____________等育种过程中。解析：(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。(2)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(3)植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。(5)植物组织培养技术广泛应用于花卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程。答案：(1)这些部位病毒极少(2)脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂(4)染色体结构与数目(5)植物体细胞杂交育种基因工程育种单倍体育种8．(2010·福建高考)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简要生成流程如下图。请回答：(1)图中①所指的是__________技术。(2)图中②所指的物质是__________，③所指的物质是__________。(3)培养重组CHO细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换________。(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的________细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。解析：(1)可通过PCR技术来扩增DNA分子。(2)反转录是以mRNA为模板形成DNA分子的，因此图中的②是mRNA；根据图中最终的结果是分离纯化得到rhEPO，因此③是rhEPO。(3)定期更换培养液，可便于清除细胞培养过程中产生的代谢废物。(4)单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的。答案：(1)PCR(2)mRNArhEPO(3)培养液(4)杂交瘤