專題17 基因工程和細(xì)胞工程1中美研究人員發(fā)現(xiàn)了PYL9蛋白(一種提高植物抗旱性的蛋白)，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)讓水稻自身產(chǎn)生大量PYL9蛋白，可顯著提高其抗旱性。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育轉(zhuǎn)基因抗旱水稻可用_的方法來(lái)獲得目的基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體用到的工具酶是_。(2)導(dǎo)入目的基因的重組細(xì)胞可通過(guò)_技術(shù)培育成完整植株，這一過(guò)程體現(xiàn)了_。(3)目的基因若在水稻細(xì)胞中表達(dá)，遺傳信息流向是_；檢測(cè)水稻細(xì)胞中是否存在PYL9蛋白，在分子水平上采用的方法是_。(4)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)PYL9蛋白是位于細(xì)胞膜上的一種脫落酸受體。干旱環(huán)境中水稻老葉內(nèi)脫落酸的含量增加，能加速_，將節(jié)省的水分和養(yǎng)料轉(zhuǎn)移到幼葉和芽中，增強(qiáng)了幼葉和芽的存活率。PYL9蛋白的作用能體現(xiàn)細(xì)胞膜_的功能。 (3)目的基因在水稻細(xì)胞中表達(dá)時(shí)，遺傳信息流向是：從目的基因轉(zhuǎn)錄形成 mRNA，再經(jīng)過(guò)翻譯流向蛋白質(zhì)。要檢測(cè)蛋白質(zhì)是否表達(dá)應(yīng)采用抗原抗體雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說(shuō)明表達(dá)成功。(4)脫落酸含量增加能促進(jìn)衰老葉片的衰老與脫落，將節(jié)省的水分和養(yǎng)料轉(zhuǎn)移到幼葉和芽中，增強(qiáng)了幼葉和芽的存活率。該蛋白是受體，能識(shí)別信息，所以體現(xiàn)了細(xì)胞膜進(jìn)行細(xì)胞間信息交流的功能?！敬鸢浮?1)人工合成限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)和DNA連接酶(2)植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞的全能性(3)目的基因mRNA蛋白質(zhì)抗原抗體雜交(4)老葉的衰老與脫落進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流2苦蕎是一種有名的經(jīng)濟(jì)植物，其含有的黃酮類化合物具有降血糖、血脂等功效。CHS是合成黃酮類化合物的關(guān)鍵酶。有人把經(jīng)修飾的CHS基因?qū)肟嗍w細(xì)胞中，培育高產(chǎn)黃酮苦蕎品系。按圖示回答：(1)過(guò)程中將修飾后的CHS基因與Ti質(zhì)粒連接成重組Ti質(zhì)粒的酶稱為_。這種酶主要有兩類，一類是從T4噬菌體中分離得到的，另一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為_。這兩類酶都能恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的_鍵。(2)圖中將修飾后的CHS基因?qū)肟嗍w體細(xì)胞的方法稱為_，除此外還可以利用的方法有_。對(duì)過(guò)程操作前，需先用Ca2處理農(nóng)桿菌，使其成為_細(xì)胞。(3)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因苦蕎培育是否成功，不能用抗原抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的原因是_， 可以比較轉(zhuǎn)基因苦蕎與普通苦蕎的_含量或測(cè)定細(xì)胞中CHS含量進(jìn)行鑒定。 (3)轉(zhuǎn)基因苦蕎與普通苦蕎植株中均含有黃酮類化合物，用抗原抗體雜交，無(wú)法檢測(cè)轉(zhuǎn)基因苦蕎是否培育成功。可以比較轉(zhuǎn)基因苦蕎與普通苦蕎的黃酮類化合物的含量或細(xì)胞中CHS的含量進(jìn)行判斷?！敬鸢浮?1)DNA 連接酶EcoliDNA連接酶磷酸二酯(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法、花粉管通道法感受態(tài)(3)轉(zhuǎn)基因苦蕎植株與普通苦蕎植株都含有黃酮類化合物黃酮類化合物3RTPCR是將RNA逆轉(zhuǎn)錄(RT)和cDNA的聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增反應(yīng)相結(jié)合的技術(shù)，具體過(guò)程如圖所示：(1)過(guò)程需要加入緩沖液、原料、_、_和引物A等。(2)過(guò)程首先要將反應(yīng)體系的溫度升高到95 ，其目的是_，該反應(yīng)體系中所用的Taq酶至少應(yīng)能耐受_ 。(3)過(guò)程擬對(duì)單鏈cDNA進(jìn)行n次循環(huán)的擴(kuò)增，理論上至少需要_個(gè)引物B。(4)利用RTPCR技術(shù)獲取的目的基因_(填“能”或“不能”)在物種之間交流；該技術(shù)還可用于對(duì)某些微量RNA病毒的檢測(cè)，可提高檢測(cè)的靈敏度，原因是_。(5)RTPCR過(guò)程中主要借助對(duì)_的控制，影響酶的活性，從而使得化學(xué)反應(yīng)有序高效地進(jìn)行。 (4)利用RTPCR技術(shù)獲取的目的基因能在物種之間交流；該技術(shù)還可用于對(duì)某些微量RNA病毒的檢測(cè)，可提高檢測(cè)的靈敏度，原因是增加了待測(cè)RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度)，便于檢測(cè)。(5)RTPCR過(guò)程中主要借助對(duì)溫度的控制，影響酶的活性，從而使得化學(xué)反應(yīng)有序高效地進(jìn)行?！敬鸢浮?1)RNA提取物逆轉(zhuǎn)錄酶(2)讓逆轉(zhuǎn)錄酶變性失活、使mRNAcDNA雜合雙鏈解開95(3)2n1(4)能增加了待測(cè)RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度)，便于檢測(cè)(5)溫度4鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子肽鏈第6位的谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致功能異常?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的_序列發(fā)生改變。(2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作_(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程，理由是該操作_。(3)用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí)，可先提取早期紅細(xì)胞中的_，以其作為模板，在_酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在_酶的作用下，拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。(4)檢測(cè)受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取_，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行_雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。【解析】(1)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，遺傳信息儲(chǔ)存在基因堿基對(duì)的排列順序中。(2)蛋白質(zhì)工程是指通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，故題中所述不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)利用反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因時(shí)，需先提取mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需要在限制酶和DNA連接酶的作用下拼接構(gòu)建成基因表達(dá)載體，才可導(dǎo)入受體菌。(4)檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，需要從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交?！敬鸢浮?1)堿基對(duì)(2)不屬于沒有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(3)mRNA逆轉(zhuǎn)錄限制酶和DNA連接(4)蛋白質(zhì)抗原抗體5治療性克隆對(duì)解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下：(1)過(guò)程采用的是細(xì)胞工程中的_技術(shù)，過(guò)程采用的是胚胎工程中的_技術(shù)。(2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí)，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的_。(3)如果克隆過(guò)程中需進(jìn)行基因改造，在構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組載體)時(shí)必須使用_和_兩種工具酶?；虮磉_(dá)載體上除目的基因外，還需有_基因，以便選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(4)胚胎干細(xì)胞可以來(lái)自于囊胚中的_。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個(gè)體_(填“A”或“B”)，則不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 【答案】(1)(體細(xì)胞)核移植(早期)胚胎培養(yǎng)(2)pH(或：酸堿度)(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或：限制酶)DNA連接酶(注：兩空可顛倒)標(biāo)記(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)B6根據(jù)下面植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題：(1)運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)自然狀態(tài)下不能得到雜種植株，原因是_。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是_，其中過(guò)程稱為_，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是_。(3)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄馬鈴薯”屬于_倍體植株。(4)已知柴油樹種子含有的柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織培養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹細(xì)胞培養(yǎng)到_階段即可(填字母編號(hào))。(5)若培育抗蟲棉，將抗蟲基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，該過(guò)程相當(dāng)于_(填字母編號(hào))。(6)人工種子是由發(fā)育到_過(guò)程(填字母編號(hào))的結(jié)構(gòu)包裹上人工種皮制備的?！敬鸢浮?1)不同種的植物存在生殖隔離(2)細(xì)胞的全能性原生質(zhì)體融合產(chǎn)生新的細(xì)胞壁(3)六(4)e(5)(6)f7下圖為培育“三親嬰兒”的過(guò)程示意圖，回答下列問(wèn)題：(1)表示_技術(shù)，捐獻(xiàn)卵母細(xì)胞時(shí)通常給捐獻(xiàn)者注射激素使其_。(2)過(guò)程需在培養(yǎng)液中添加抗生素，目的是_；進(jìn)行過(guò)程前需對(duì)精子進(jìn)行體外培養(yǎng)，目的是_；過(guò)程表示_；培育“三親嬰兒”的過(guò)程屬于_(填“有性”或“無(wú)性”)生殖。(3)已知母親(甲)患有線粒體肌病(一種線粒體基因缺陷造成的疾病)，若母親(甲)自然受孕，其子女患該病的情況是_，“三親嬰兒”技術(shù)能有效避免上述情況發(fā)生，原因是_。【答案】(1)動(dòng)物細(xì)胞核移植超數(shù)排卵(2)防止雜菌污染使精子獲能胚胎移植有性(3)子女均患病三親嬰兒的線粒體基因來(lái)自捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞8下列是生物學(xué)技術(shù)制備抗體的兩個(gè)途徑模式簡(jiǎn)圖。(1)在獲取抗體之前，需要向健康人體注射特定抗原(如乙肝疫苗)，并且每隔一周重復(fù)注射一次。免疫學(xué)細(xì)胞A在人體主要介導(dǎo)(參與)_免疫。(2)過(guò)程和得到的Y細(xì)胞稱為_。得到的單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)是_。(3)過(guò)程需要_酶，過(guò)程則需要特定的限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。(4)抗體1與抗體2的氨基酸排列順序相同，兩者的空間結(jié)構(gòu)是否相同？_為什么？_。(5)如果想用棉花產(chǎn)生該種抗體，則過(guò)程的受體細(xì)胞通常選用_，經(jīng)過(guò)篩選后再侵染棉花體細(xì)胞，轉(zhuǎn)化成功后通過(guò)_技術(shù)獲得能產(chǎn)抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株?！窘馕觥?1)向健康人體注射特定抗原，提取出A漿細(xì)胞(效應(yīng)B淋巴細(xì)胞)，在人體中參與體液免疫。 (2)過(guò)程至獲取的Y細(xì)胞稱為雜交瘤細(xì)胞，得到的單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可大量制備的優(yōu)點(diǎn)。(3)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶，基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程需要特定的限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶?！敬鸢浮?1)體液(2)雜交瘤細(xì)胞特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可能大量制備(3)逆轉(zhuǎn)錄(4)不同抗體2形成過(guò)程沒有經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，抗體1形成過(guò)程經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工(5)農(nóng)桿菌植物組織培養(yǎng)易錯(cuò)起源1、基因工程與蛋白質(zhì)工程例1(2016全國(guó)乙卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamH 酶切后，與用BamH 酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問(wèn)題：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是_；并且_和_的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有_的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于_。【答案】(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(答出兩點(diǎn)即可)(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞【變式探究】(2016全國(guó)丙卷)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR 、BamH 和Sau3A 三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)經(jīng)BamH 酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被_酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達(dá)的原因是_。圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，常見的有_和_，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_ _。【答案】(1)Sau3A 兩種酶切割后產(chǎn)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啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案可酌情給分)(3)E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案可酌情給分) 【名師點(diǎn)睛】1.理清基因工程3種操作工具的作用及特點(diǎn)限制酶DNA連接酶載體作用切割目的基因和載體拼接DNA片段，形成重組DNA攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞作用部位兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵作用特點(diǎn)(或條件)識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列在特定位點(diǎn)上切割Ecoli DNA連接酶只能連接黏性末端T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)具有特殊的標(biāo)記基因常用類型EcoR限制酶Sma限制酶Ecoli DNA連接酶、T4DNA連接酶質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等2.掌握基因工程的四個(gè)操作步驟(1)牢記獲取目的基因的兩種途徑直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫(kù)中獲取。人工合成目的基因(常用方法如下)a、化學(xué)合成法：已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板。b、人工合成法：以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。c、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。(2)明確基因工程的核心是基因表達(dá)載體的構(gòu)建組成：目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因。啟動(dòng)子起始密碼，終止子終止密碼。a、啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄；終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點(diǎn)。b、插入的目的基因只是結(jié)構(gòu)基因部分，其表達(dá)需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入部位前需要有啟動(dòng)子，后需要有終止子。構(gòu)建過(guò)程：(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法辯析受體細(xì)胞種類不同，導(dǎo)入方法不同生物種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的TDNA上導(dǎo)入農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子基因工程產(chǎn)物不同、選擇的受體細(xì)胞類型也不相同a、培育轉(zhuǎn)基因植物：受體細(xì)胞可以是受精卵、體細(xì)胞(需經(jīng)植物組織培養(yǎng)成為完整植株)。b、培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：受體細(xì)胞為受精卵，若用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞，則需經(jīng)核移植技術(shù)培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。c、生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品：一般選用大腸桿菌等原核生物作為受體細(xì)胞，因原核生物具有一些其他生物沒有的特點(diǎn)，如繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定：【錦囊妙計(jì)，戰(zhàn)勝自我】有關(guān)基因工程的4個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)1將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞沒有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象。2原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。3一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時(shí)可用兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，以避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目的基因之間的連接。4有關(guān)標(biāo)記基因的易錯(cuò)點(diǎn)(1)一般將一些抗性基因作為標(biāo)記基因；(2)標(biāo)記基因的主要作用是鑒定和篩選含有目的基因的受體細(xì)胞；(3)標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物對(duì)什么物質(zhì)有抗體，在篩選培養(yǎng)時(shí)則在培養(yǎng)基中加入什么物質(zhì)；(4)標(biāo)記基因若被插入了外源DNA片段，則該標(biāo)記基因會(huì)被破壞。易錯(cuò)起源2、細(xì)胞工程例2(2016全國(guó)甲卷)下圖表示通過(guò)核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程。回答下列問(wèn)題：(1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為_。過(guò)程表示去除細(xì)胞核，該過(guò)程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行，去核時(shí)常采用_的方法。代表的過(guò)程是_。(2)經(jīng)過(guò)多次傳代后，供體細(xì)胞中_的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動(dòng)物與供體動(dòng)物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是_。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了_。不完全相同的原因是：克隆動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來(lái)自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)的作用下仍能得以表達(dá)。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動(dòng)物的培育成功，證明了高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性?！敬鸢浮?1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響(4)動(dòng)物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性【變式探究】甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用_酶和_酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的 _，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成 _組織，然后經(jīng)過(guò)_形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為_。(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指_ _。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_。(3)這種雜種植株可通過(guò)制作人工種子的方法來(lái)大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的_等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 (2)多倍體是指體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。甲和乙均為二倍體植物，假設(shè)二者有性雜交的后代不可育，其原因是該后代在進(jìn)行減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，由于沒有同源染色體，聯(lián)會(huì)出現(xiàn)紊亂，不能產(chǎn)生可育的配子。而植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種植株，細(xì)胞內(nèi)含有原物種體細(xì)胞內(nèi)的染色體，在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中能夠進(jìn)行同源染色體配對(duì)，產(chǎn)生可育的配子。(3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等，用人工薄膜包裝后可得到人工種子?！敬鸢浮?1)纖維素果膠原生質(zhì)體愈傷再分化(或分化)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體(其他合理答案也給分)在減數(shù)分裂過(guò)程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常(其他合理答案也給分)(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對(duì)其中一個(gè)即給分)【名師點(diǎn)睛】1列表比較動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)項(xiàng)目動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)前處理無(wú)菌；用胰蛋白酶處理，使組織細(xì)胞相互分散開無(wú)菌、離體培養(yǎng)基成分葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、促生長(zhǎng)因子、微量元素、動(dòng)物血清等礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素等培養(yǎng)基狀態(tài)液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基過(guò)程動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞群離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽植物體能否培養(yǎng)成個(gè)體不能能應(yīng)用舉例大規(guī)模生產(chǎn)有重要價(jià)值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；皮膚移植；檢測(cè)有毒物質(zhì)的毒性等快速繁殖、培育無(wú)病毒植株；生產(chǎn)藥物；制造人工種子；培育轉(zhuǎn)基因作物等2.關(guān)注動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊條件(1)避免雜菌污染的措施：培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具滅菌處理，加入一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液。(2)特殊的營(yíng)養(yǎng)條件：液體培養(yǎng)基。加入動(dòng)物血清、血漿等。通入氧氣以滿足代謝的需要。通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的pH。3把握動(dòng)物細(xì)胞融合的原理、方法及應(yīng)用(1)原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。(2)促融方法：滅活的病毒、物理法、化學(xué)法。(3)應(yīng)用：制備單克隆抗體。4完善克隆動(dòng)物的培育過(guò)程(1)的過(guò)程名稱為：去核；取核；核移植；卵裂；胚胎移植。(2)D新個(gè)體的性別與B動(dòng)物相同。(3)D新個(gè)體的絕大多數(shù)性狀與B動(dòng)物相同。5辨析3種細(xì)胞雜種細(xì)胞、重組細(xì)胞和雜交細(xì)胞(1)雜種細(xì)胞：植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中，兩種細(xì)胞去掉細(xì)胞壁之后形成的原生質(zhì)體融合，融合的原生質(zhì)體出現(xiàn)細(xì)胞壁之后形成的細(xì)胞叫雜種細(xì)胞。(2)重組細(xì)胞：體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞之后形成的細(xì)胞叫重組細(xì)胞。(3)雜交細(xì)胞：動(dòng)物細(xì)胞融合形成的細(xì)胞常稱為雜交細(xì)胞?！惧\囊妙計(jì)，戰(zhàn)勝自我】有關(guān)植物細(xì)胞工程的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題1植物細(xì)胞A和植物細(xì)胞B雜交獲得的雜種細(xì)胞的類型有三種：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要進(jìn)行篩選。2雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志：新的細(xì)胞壁的生成。3雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株的變異類型屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。4植物組織培養(yǎng)時(shí)植物激素和光照的使用(1)植物激素的使用脫分化階段細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比例適中，以促進(jìn)細(xì)胞的分裂和脫分化；再分化階段細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素比例較高，以促進(jìn)芽形成，比例較低，促進(jìn)根的形成。(2)光照的使用脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。5利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)，有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。1 HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí)，可先提取HIV中的_，以其作為模板，在_的作用下合成_，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是_，該分泌蛋白可用于檢測(cè)受試者血清中的HIV，檢測(cè)的原理是_。(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分_細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)人的免疫系統(tǒng)有_癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。 (3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細(xì)胞，從而降低機(jī)體免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)癌細(xì)胞在機(jī)體中屬于抗原，人體的免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)控和清除癌細(xì)胞?！敬鸢浮?1)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或DNA)(2)抗體抗原抗體特異性結(jié)合(3)T(或T淋巴)(4)監(jiān)控和清除2植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)理論上，基因組文庫(kù)含有生物的_基因；而cDNA文庫(kù)中含有生物的_基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫(kù)，再?gòu)闹衉出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物_的體細(xì)胞中，經(jīng)過(guò)一系列的過(guò)程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的_，如果檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性，再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的_是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為31時(shí)，則可推測(cè)該耐旱基因整合到了_(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)?！敬鸢浮?1)全部部分(2)篩選(3)乙表達(dá)產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體的一條上3下圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。據(jù)圖回答：(1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在_酶的催化作用下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在_的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的_序列，推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)其DNA的_序列，再通過(guò)化學(xué)方法合成所需基因。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有_、_、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過(guò)程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為_。(4)在基因工程中，常用Ca2處理D，其目的是_?！窘馕觥?1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過(guò)程是：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成【答案】(1)逆轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重組DNA(4)提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率4根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有_和_。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTCGGCTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是_。(3)按其來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即_DNA連接酶和_DNA連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_，產(chǎn)物是_。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，_和_也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是_?！窘馕觥肯拗菩詢?nèi)切酶切割DNA分子形成的末端通常有兩種，即黏性末端和平末端。為使運(yùn)載體和目的基因連接，二者必須具有相同的黏性末端，因而當(dāng)使用除EcoR之外的其他酶進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)該產(chǎn)生相同的黏性末端。DNA連接酶的來(lái)源有兩個(gè)：一是大腸桿菌，二是T4噬菌體。反轉(zhuǎn)錄是由RNA形成DNA的過(guò)程，獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物時(shí)常用PCR擴(kuò)增技術(shù)。基因工程常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，除此以外，噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。如果用大腸桿菌作受體細(xì)胞，必須用鈣離子處理，使其處于感受態(tài)(此狀態(tài)吸收外源DNA的能力增強(qiáng))。【答案】(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR切割產(chǎn)生的相同(3)大腸桿菌T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體動(dòng)植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱5某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測(cè)定各小鼠血清抗體的效價(jià)(能檢測(cè)出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測(cè)，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時(shí)，所用免疫小鼠的血清抗體效價(jià)需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過(guò)_次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是_小鼠，理由是_。(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有_，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是_。(3)雜交瘤細(xì)胞中有_個(gè)細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是_條。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是_。【答案】(1)4YY小鼠的血清抗體效價(jià)最高(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%(3)1100(4)不能無(wú)限增殖6下圖是利用現(xiàn)代生物技術(shù)改良草莓品系的過(guò)程：(1)將野生綠色草莓的葉片離體組織培養(yǎng)成四倍體試管苗的過(guò)程，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的_性，此過(guò)程中秋水仙素的作用機(jī)理是_。(2)過(guò)程中欲獲得抗蟲草莓，可從蛋白酶抑制劑基因、生長(zhǎng)素誘導(dǎo)基因中選擇_作為目的基因，通常用_方法導(dǎo)入受體細(xì)胞，基因表達(dá)載體除包括目的基因外，還必須有_及標(biāo)記基因等。(3)過(guò)程可以先用花藥離體培養(yǎng)分別獲得抗蟲草莓和鳳梨草莓的單倍體，再利用_技術(shù)獲得同時(shí)具鳳梨風(fēng)味和抗蟲特性的六倍體草莓，該技術(shù)常用的酶有_，常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是_。 (3)欲利用抗蟲草莓(4N)和鳳梨草莓(8N)的單倍體來(lái)獲得具鳳梨風(fēng)味和抗蟲特性的六倍體草莓，可利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，該技術(shù)常用的酶有纖維素酶和果膠酶，常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是聚乙二醇。【答案】(1)全能抑制紡錘體形成(從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍)(2)蛋白質(zhì)抑制劑基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法啟動(dòng)子、終止子(3)植物體細(xì)胞雜交纖維素酶和果膠酶聚乙二醇7現(xiàn)有兩種同科不同屬的農(nóng)作物，甲作物高產(chǎn)不耐鹽，乙作物低產(chǎn)但耐鹽。欲培育出既高產(chǎn)又耐鹽的植株，以適應(yīng)于鹽堿地栽培。請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：(1)采用_(填“雜交”、“嫁接”或“轉(zhuǎn)基因”)方法可以達(dá)到上述目的，這種育種方法的優(yōu)點(diǎn)是_。(2)采用細(xì)胞工程育種的方法如下：雜種細(xì)胞愈傷組織胚狀體目的植株甲、乙原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)融合完成的標(biāo)志是_。以胚狀體為材料，經(jīng)過(guò)人工薄膜包裝得到的人工種子，在適宜條件下同樣能夠萌發(fā)成幼苗，與天然種子相比，人工種子具有哪些顯著的優(yōu)點(diǎn)？_(請(qǐng)舉出1條)。動(dòng)物細(xì)胞工程應(yīng)用較廣泛的是單克隆抗體的制備，單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)是_。單克隆抗體的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面，一個(gè)是作為_試劑，能準(zhǔn)確地識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差別，并跟一定抗原發(fā)生_。另一方面可以用于_和運(yùn)載藥物?！敬鸢浮?1)轉(zhuǎn)基因能定向的改變生物的性狀(2)形成新的細(xì)胞壁生產(chǎn)不受季節(jié)限制、不會(huì)出現(xiàn)性狀分離、能保持優(yōu)良品種的遺傳特性、方便貯存和運(yùn)輸(寫出任一合理答案均得分)特異性強(qiáng)，靈敏度高，并可大量制備診斷特異性反應(yīng)治療、預(yù)防疾病8下面是利用奶山羊乳腺生物反應(yīng)器制備藥用白蛋白的流程圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)若要大量獲得目的基因，可使用_擴(kuò)增白蛋白基因，通過(guò)構(gòu)建的重組表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和_、復(fù)制原點(diǎn)等部分。該重組表達(dá)載體導(dǎo)入的受精卵性染色體組成應(yīng)為_。(2)如果需要通過(guò)采集到更多的卵子，常用的激素是_；通過(guò)采集的精子需_后才能進(jìn)行受精作用。(3)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外，還需要提供_(氣體)以維持_。(4)為使能成功進(jìn)行，需要對(duì)奶山羊C進(jìn)行_處理，使之與供體的生理狀況保持相同。 (4)為了使胚胎移植能成功，需要對(duì)代孕奶山羊C進(jìn)行同期發(fā)情處理，使之與供體的生理狀況保持相同。【答案】(1)PCR技術(shù)標(biāo)記基因XX(2)促性腺激素獲能(3)CO2培養(yǎng)液的pH (4)同期發(fā)情