专题突破练15 基因工程与细胞工程1.(2022四川乐山高三4月调研考试,38)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。图(a)图(b)图(c)根据基因工程的有关知识,回答下列问题。(1)经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的产物连接,理由是 。 (2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有 ,不能表达的原因是 。 5\n(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有 和 ,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。 答案:(1)Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,两者目的基因均不能转录(3)E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶2.研究人员将乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因转入番茄幼叶细胞中,获得能产生乙肝疫苗的番茄植株。回答下列问题。(1)利用PCR技术扩增HBsAg基因时,目的基因DNA受热变性后的单链与引物互补序列结合,在 酶的作用下进行延伸。设计的引物含有ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,用作载体的DNA分子 (填“含有”或“不含有”)ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,理由是 。 (2)将HBsAg基因导入番茄幼叶细胞最常用的方法是 ,该方法可以使目的基因插入到细胞中 的DNA上。 (3)可利用植物组织培养技术获得转基因番茄植株,该技术利用的原理是 。 (4)通过电镜对番茄果实提取物进行观察,发现了HBsAg颗粒,说明目的基因导入受体细胞后 。用获得的转基因番茄果实饲喂小鼠,如果在小鼠血清中检测到 ,说明转基因植物疫苗可口服。 答案:(1)热稳定DNA聚合 含有 供HBsAg基因插入载体DNA中(2)农杆菌转化法 染色体(3)具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能(植物细胞具有全能性)(4)可以维持稳定和表达 抗乙肝病毒的抗体3.烟草是有重要经济价值的双子叶植物,易受TMV(烟草花叶病毒)感染而大幅度减产。绞股蓝细胞中含有抗TMV基因,能抵抗TMV感染。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV烟草,操作流程如图所示。(1)①表示遗传信息流动中的 过程,过程③所需要的工具酶是 。 (2)大量扩增目的基因可以使用PCR技术,该技术包括变性、退火、延伸三个步骤,变性这一步骤的目的是 。 5\n(3)过程④最常用的方法是 ,过程⑤用到的细胞工程技术是 。 (4)过程⑥还需要进行基因工程操作步骤中的 ,在个体水平上检验获得的烟草能否抗TMV的方法是 。 答案:(1)逆转录 限制酶和DNA连接酶(2)使DNA解链为单链(DNA解旋)(3)农杆菌转化法 植物组织培养(4)目的基因的检测与鉴定 用TMV感染烟草,观察烟草是否被感染(患病)4.(2022河南第二次模拟仿真测试,38)转基因抗虫棉的培育过程如图所示。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因(阴影表示)与质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等限制酶的切割位点(箭头所示),质粒上还有唯一标记基因——抗卡那霉素基因(阴影表示)。有人通过实验,获得的农杆菌细胞有的未被转化,有的被转化。被转化的农杆菌细胞有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的农杆菌。请据此回答下列问题。(1)构建含抗虫基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是 ,对 进行切割。 (2)若抗虫蛋白分子是由m条肽链组成的,控制其合成的基因含n个碱基对,氨基酸的平均相对分子质量为g,则抗虫蛋白的相对分子质量最大约为 (不考虑终止密码)。 (3)如果用含有卡那霉素的培养基进行筛选,在上述四种农杆菌中,未被转化的和仅含环状目的基因的农杆菌是不能区分的,其原因是 ;并且 的农杆菌也是不能区分的,其原因是 。 答案:(1)SmaⅠ、ApaⅠ 目的基因(或含抗虫基因的DNA)、质粒(2)ng/3-18(n/3-m)(3)二者均不含有卡那霉素抗性基因,在该培养基上均不生长 含有质粒载体、重组质粒 二者均含有卡那霉素抗性基因,在该培养基上均能生长5.(2022宁夏银川一中一模,38)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。(1)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含 5\n的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。上图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有 、 。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是 。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 。 (2)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是 ,该技术的原理是 。 (3)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用 与提取出的 做分子杂交。 (4)科学家将植物细胞培养到 阶段,再包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。 答案:(1)卡那霉素抗性基因 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 农杆菌转化法 卡那霉素(2)植物组织培养 细胞全能性(3)标记的目的基因 mRNA分子(4)胚状体6.1971年,美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇,从此,国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如下图所示的实验流程。请回答下列问题。(1)选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是 ,诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫 。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到 。 (2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是 。 在生物生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,原因是 。 (3)现有植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用 技术获得杂种植株。该方法首先要利用 除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经 (试剂)诱导融合形成杂种细胞。 答案:(1)获得脱毒苗 脱分化 人工种子(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息 在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官(3)植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(PEG)7.(2022河北衡水中学上学期七调考试,38)科学家利用细胞融合技术研究细胞膜的结构特性,进行了下列实验。5\n(1)将鼠细胞和人细胞在 培养箱中培养一段时间,用 处理,获取实验用的单细胞悬液。 (2)将两种细胞在37℃下混合培养,在培养液中加入 诱导融合,形成融合细胞,一般两两融合的细胞有 种。 (3)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。将连接了荧光染料的抗体与融合细胞在一定条件下培养,抗体与融合细胞的膜蛋白(抗原)特异性结合,其目的是标记膜蛋白,以便于显微镜观察。用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和 ,开始时,鼠的细胞为绿色,人的细胞为红色,两种颜色不混合;一段时间后,可观察到红绿荧光交替分布的“嵌合体”。统计 ,结果如下图所示。 (4)科学家据此提出两种假说解释嵌合体的形成。假说一:融合细胞合成了新的膜蛋白;假说二:原有膜蛋白在细胞膜平面上运动。①使用 抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞,均对嵌合体形成没有显著影响,这个结果否定了假说一。 ②在15℃、20℃和26℃的培养温度下重复上述实验,这些实验的结果为 ,为假说二提供了证据支持。 答案:(1)CO2 胰蛋白酶(2)(灭活的)病毒(或PEG) 3(3)分布 嵌合体比例(4)①蛋白质合成②随着温度升高,嵌合体比例增加(或随着温度降低,嵌合体比例降低)5
