專題10 現(xiàn)代生物科技專題直擊考綱1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR)()。3.基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程()。5.植物的組織培養(yǎng)()。6.動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆()。7.細(xì)胞融合與單克隆抗體()。8.動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)()。9.胚胎干細(xì)胞的移植()。10.胚胎工程的應(yīng)用()。11.轉(zhuǎn)基因生物的安全性()。12.生物武器對人類的威脅()。13.生物技術(shù)中的倫理問題()。14.簡述生態(tài)工程的原理()。15.生態(tài)工程的實(shí)例()?？键c(diǎn)31基因工程、蛋白質(zhì)工程和細(xì)胞工程題組一基因工程和蛋白質(zhì)工程1(2016全國乙，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(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?；卮鹣铝袉栴}：(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)粒的大腸桿菌的單菌落，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)制所需的原料來自于_。答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(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)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細(xì)胞解析(1)作為載體必須具備如下特點(diǎn)：能自我復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定保存；含標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇；具有一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)以便外源DNA插入。(2)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有具有Ampr的大腸桿菌才能夠生長。而Ampr位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中無Ampr，故不能在培養(yǎng)基中生長，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌均具有Ampr因而能在培養(yǎng)基中生長。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體的Tetr，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上生長，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無法自主合成DNA，需要借助受體細(xì)胞完成DNA復(fù)制。2(2016全國丙，40)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(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)。根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(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DNA，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_。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，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、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(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶解析(1)由于限制性核酸內(nèi)切酶Sau3A與BamH切割后形成的黏性末端相同，所以經(jīng)BamH酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3A酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能表達(dá)。圖中甲、丙均不符合，所以不能表達(dá)目的基因的產(chǎn)物。(3)常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。3(2015全國，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的_進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾_基因或合成_基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括_的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：_。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過_和_，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物_進(jìn)行鑒定。答案(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他答案合理也可)(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能解析(1)對蛋白質(zhì)的氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))進(jìn)行改造，可達(dá)到改變蛋白質(zhì)的功能的目的。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因，可以對P基因進(jìn)行修飾改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法則的全部內(nèi)容包括，即：DNA、RNA的復(fù)制、DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列，推測相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并獲取基因。經(jīng)表達(dá)的蛋白質(zhì)，要對其進(jìn)行生物功能鑒定。題組二細(xì)胞工程4(2016全國甲，40)下圖表示通過核移植等技術(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_。過程表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(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。代表的過程是_。(2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中_的穩(wěn)定性會降低。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“多利”培養(yǎng)成功一樣，其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了_。答案(1)XX或XY顯微操作(去核法)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)會對克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響(4)已經(jīng)分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性解析(1)提供體細(xì)胞的供體可能為雌性，也可能為雄性，因此圖中A(正常細(xì)胞核)的性染色體組成為XX或XY。常采用顯微操作去核法來去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。過程表示將早期胚胎移入受體，其過程為胚胎移植。(2)取供體動(dòng)物的體細(xì)胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。超過10代繼續(xù)培養(yǎng)，則其遺傳物質(zhì)(或核型)的穩(wěn)定性會降低。(3)克隆動(dòng)物的細(xì)胞核基因來自供體，因此大部分性狀與供體相同，但細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體(或提供卵母細(xì)胞的個(gè)體)，即卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響，這就決定了克隆動(dòng)物的性狀與供體不完全相同。(4)克隆動(dòng)物的培育采用的是核移植技術(shù)，核移植技術(shù)的原理是已經(jīng)分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。5(2014新課標(biāo)全國，40)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，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(jià)(能檢測出抗原抗體反應(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)目為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)目為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，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞?；卮鹣铝袉栴}：(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_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，還含有_，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)不能無限增殖解析(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價(jià)幾乎都達(dá)到16 000以上，小鼠Y的血清抗體的效價(jià)最高，最適合用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)胞的自身融合細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合細(xì)胞。細(xì)胞的融合是隨機(jī)的，并且不可能所有細(xì)胞都融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。(3)動(dòng)物細(xì)胞融合后形成的是具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞的細(xì)胞核中的染色體數(shù)目最多為4060100(條)。(4)正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞高度分化，不能無限增殖，故經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。1掌握基因工程的主干知識(1)目的基因的獲取(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因)。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法；導(dǎo)入動(dòng)物：顯微注射技術(shù)；導(dǎo)入微生物細(xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2處理)。(4)目的基因的檢測與鑒定插入檢測：DNA分子雜交；轉(zhuǎn)錄檢測：DNARNA分子雜交；翻譯檢測：抗原抗體雜交；個(gè)體水平檢測：抗性接種實(shí)驗(yàn)。2基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程3植物體細(xì)胞雜交與單克隆抗體制備過程比較步驟植物體細(xì)胞雜交過程單克隆抗體制備過程第一步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠免疫處理第二步原生質(zhì)體融合(物理、化學(xué)法)動(dòng)物細(xì)胞融合(物理、化學(xué)、生物方法)第三步雜種植株的篩選與培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選與培養(yǎng)第四步雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定單克隆抗體的提純相同點(diǎn)兩種技術(shù)手段的培養(yǎng)過程中都進(jìn)行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆，都不涉及減數(shù)分裂；均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件(1)誘導(dǎo)融合的方法分別有哪些？融合的細(xì)胞類型有哪幾種？提示誘導(dǎo)植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合的方法主要有離心、振動(dòng)、電激或用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑。動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒(誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的特有因素)、電激等。融合的細(xì)胞類型：前者AA、BB、AB。后者瘤瘤、B瘤、BB。(2)各自的原理分別有哪些？提示前者有細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性，后者有細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞增殖。4掌握克隆動(dòng)物培育流程圖D個(gè)體的性別、性狀與哪個(gè)個(gè)體相同？提示根據(jù)發(fā)育成新個(gè)體D的重組細(xì)胞核由動(dòng)物B提供，而性別及大多數(shù)遺傳性狀是由核內(nèi)遺傳物質(zhì)決定的，故B、D兩者的性別及大多數(shù)遺傳性狀相同。考向一基因工程和蛋白質(zhì)工程1(2016海南，31)基因工程又稱為DNA重組技術(shù)，回答相關(guān)問題：(1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即_和從_中分離。(2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時(shí)構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個(gè)文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是_。(3)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是_聚合酶識別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是_。(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_和_顆粒。答案(1)人工合成生物材料(2)cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(3)RNA大腸桿菌(或細(xì)菌)(4)金粉鎢粉解析(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。(2)在植物的成熟葉片中基因選擇性表達(dá)，因此由所有RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。(3)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的部位。采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，由于易于培養(yǎng)，最常選用大腸桿菌(或細(xì)菌)。(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉。2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。請回答下列問題：(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育轉(zhuǎn)基因抗旱水稻可用_方法來獲得目的基因。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_技術(shù)培育成完整植株，這一過程體現(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。答案(1)人工合成限制酶和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)胞間信息交流3內(nèi)皮素(ET)是一種含21個(gè)氨基酸的多肽，它有強(qiáng)烈的血管收縮和促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖等作用。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮素功能異常與高血壓、糖尿病、癌癥等有著密切聯(lián)系。內(nèi)皮素主要通過與靶細(xì)胞膜上的內(nèi)皮素受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。ETA是內(nèi)皮素的主要受體，科研人員試圖通過構(gòu)建基因表達(dá)載體，實(shí)現(xiàn)ETA基因在細(xì)胞中高效表達(dá)，為后期ETA的體外研究以及拮抗劑的篩選、活性評價(jià)等奠定基礎(chǔ)。其過程如下(圖中SNAP基因是一種熒光蛋白基因，限制酶Apa的識別序列為CCCGGG，限制酶Xho的識別序列為CTCGAG)。請分析回答：(1)完成過程需要的酶是_；與過程相比，過程特有的堿基配對方式是_。(2)過程中，限制酶Xho切割DNA，使_ 鍵斷開，形成的黏性末端是_。用兩種限制酶切割，獲得不同的黏性末端，其主要目的是_。(3)過程中，要用_預(yù)先處理大腸桿菌，使其處于容易吸收外界DNA的感受態(tài)。(4)利用SNAP基因與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，目的是_。(5)人皮膚黑色素細(xì)胞上有內(nèi)皮素的特異受體，內(nèi)皮素與黑色素細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后，會刺激黑色素細(xì)胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性，從而使黑色素急劇增加。美容時(shí)可以利用注射ETA達(dá)到美白祛斑效果，試解釋：_。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄酶UA(2)磷酸二酯AGCT(或)使目的基因定向連接到載體上(或防止目的基因環(huán)化)(3)Ca2(或CaCl2)(4)檢測ETA基因能否表達(dá)及表達(dá)量(5)ETA能與內(nèi)皮素結(jié)合，減少了內(nèi)皮素與黑色素細(xì)胞膜上內(nèi)皮素受體的結(jié)合，抑制了黑色素細(xì)胞的分化、增殖和黑色素的形成解析(1)圖中是逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化；逆轉(zhuǎn)錄過程的堿基互補(bǔ)配對方式是：AT、UA、CG、GC，過程的堿基配對方式為AT、TA、CG、GC，因此與過程相比，過程特有的堿基配對方式是UA。(2)是利用限制酶Xho切割DNA獲得目的基因的過程，由于限制酶Xho的識別序列為CTCGAG，因此其切割形成的黏性末端是AGCT(或)。圖中顯示利用了兩種限制酶切割目的基因和載體，從而獲得了不同的黏性末端，這樣可以防止目的基因與運(yùn)載體反向連接，即可以使目的基因定向連接到載體上。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用感受態(tài)轉(zhuǎn)化法，即用Ca2(或CaCl2)預(yù)先處理大腸桿菌，使其處于容易吸收外界DNA的感受態(tài)。(4)利用SNAP基因與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，可以檢測ETA基因能否表達(dá)及表達(dá)量。(5)ETA能與內(nèi)皮素結(jié)合，減少了內(nèi)皮素與黑色素細(xì)胞膜上內(nèi)皮素受體的結(jié)合，抑制了黑色素細(xì)胞的分化、增殖和黑色素的形成，從而達(dá)到美容的目的?？枷蚨?xì)胞工程4約翰伯特蘭戈登和山中伸彌因在“體細(xì)胞重編程技術(shù)”領(lǐng)域做出革命性貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。請回答下列問題：(1)1962年約翰伯特蘭戈登通過實(shí)驗(yàn)把蝌蚪腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核移植進(jìn)入去核的卵細(xì)胞中，成功培育出“克隆青蛙”。因動(dòng)物細(xì)胞的全能性會隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸_，但此實(shí)驗(yàn)說明已高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的_仍具有發(fā)育的全能性。更多的實(shí)驗(yàn)證明，到目前還不能用類似_的方法(克隆植物的方法)獲得克隆動(dòng)物。(2)所謂“體細(xì)胞重編程技術(shù)”是將體細(xì)胞重新誘導(dǎo)回早期干細(xì)胞狀態(tài)，即獲得誘導(dǎo)性多能干(iPS)細(xì)胞。山中伸彌把4個(gè)關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入小鼠的成纖維細(xì)胞，并整合到染色體的_上，使其轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)胞。為確定基因是否進(jìn)入成纖維細(xì)胞可用_技術(shù)檢測。(3)在研究中可通過_技術(shù)獲取大量iPS細(xì)胞，該過程一般需先加入_處理一段時(shí)間，分散成單個(gè)細(xì)胞，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)；另外，iPS細(xì)胞還需置于二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的目的是_。答案(1)降低細(xì)胞核植物組織培養(yǎng)(2)DNADNA分子雜交(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)維持培養(yǎng)液的pH(相對穩(wěn)定)解析(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。根據(jù)題意分析可知，由于動(dòng)物細(xì)胞的全能性會隨著動(dòng)物細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制，所以不能用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動(dòng)物個(gè)體；培育的“克隆青蛙”，實(shí)際是通過核移植來實(shí)現(xiàn)的，表明動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。(2)在基因工程中常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒是基因進(jìn)入成纖維細(xì)胞的載體，并整合到其染色體DNA上。為確定基因是否進(jìn)入成纖維細(xì)胞可用DNA分子雜交技術(shù)檢測。(3)獲取大量iPS細(xì)胞可通過動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，該過程一般需先加入胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理一段時(shí)間，分散成單個(gè)細(xì)胞，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)。二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的目的是維持培養(yǎng)液的pH。5如圖是運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)對某種經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行品種改良的過程，據(jù)圖回答：(1)圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有轉(zhuǎn)基因技術(shù)、_技術(shù)和_技術(shù)。(2)要獲取抗蟲基因，首先是建立相應(yīng)的_文庫，從中選出所需的抗蟲基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可以用兩種不同的限制酶分別切割目的基因和載體，而對兩種限制酶的要求是_。(3)為獲取雜種細(xì)胞，先除去細(xì)胞壁以獲得_，再用PEG誘導(dǎo)其融合，融合成功的標(biāo)志是雜種細(xì)胞出現(xiàn)_。(4)為鑒定新品系D的抗蟲性，需要從個(gè)體水平進(jìn)行_實(shí)驗(yàn)。在推廣引種時(shí)，要注意轉(zhuǎn)基因作物的種群數(shù)量不得超過環(huán)境承載力的限度，這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的_原理。答案(1)植物體細(xì)胞雜交植物組織培養(yǎng)(2)基因組(或“基因”、“cDNA”)切割后產(chǎn)生的DNA片段黏性末端相同(3)原生質(zhì)體(新的)細(xì)胞壁(或“再生壁”)(4)抗蟲接種協(xié)調(diào)與平衡6克隆豬成功率較低，與早期胚胎細(xì)胞異常凋亡有關(guān)。Bcl2基因是細(xì)胞凋亡抑制基因，用PCR技術(shù)可以檢測該基因轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而了解該基因與不同胚胎時(shí)期細(xì)胞凋亡的關(guān)系?？寺∝i的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測流程如圖。請回答下列問題：(1)圖中重組細(xì)胞的細(xì)胞核來自_細(xì)胞，早期胚胎移入受體子宮繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和_胚最終發(fā)育為克隆豬。(2)在PCR過程中可檢測出cDNA中Bcl2 cDNA的分子數(shù)，進(jìn)而計(jì)算總mRNA中Bcl2 mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl2基因的轉(zhuǎn)錄水平。圖中X表示_過程。在 PCR過程中利用_技術(shù)可檢測出cDNA中Bcl2 cDNA的分子數(shù)。(3)該過程所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、_和_。(4)目前使用的供體細(xì)胞一般都選擇傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_。答案(1)體原腸(2)逆(反)轉(zhuǎn)錄DNA分子雜交(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)核移植技術(shù)(4)10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型