專(zhuān)題突破練15基因工程與細(xì)胞工程1.(2018四川樂(lè)山高三4月調(diào)研考試,38)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)圖(c)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酶切割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。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,常見(jiàn)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,兩者目的基因均不能轉(zhuǎn)錄(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶2.研究人員將乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因轉(zhuǎn)入番茄幼葉細(xì)胞中,獲得能產(chǎn)生乙肝疫苗的番茄植株?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增HBsAg基因時(shí),目的基因DNA受熱變性后的單鏈與引物互補(bǔ)序列結(jié)合,在酶的作用下進(jìn)行延伸。設(shè)計(jì)的引物含有Cla酶切位點(diǎn)和Sac酶切位點(diǎn),用作載體的DNA分子(填“含有”或“不含有”)Cla酶切位點(diǎn)和Sac酶切位點(diǎn),理由是。(2)將HBsAg基因?qū)敕延兹~細(xì)胞最常用的方法是,該方法可以使目的基因插入到細(xì)胞中的DNA上。(3)可利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因番茄植株,該技術(shù)利用的原理是。(4)通過(guò)電鏡對(duì)番茄果實(shí)提取物進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)了HBsAg顆粒,說(shuō)明目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后。用獲得的轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)飼喂小鼠,如果在小鼠血清中檢測(cè)到,說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物疫苗可口服。答案:(1)熱穩(wěn)定DNA聚合含有供HBsAg基因插入載體DNA中(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法染色體(3)具有某種植物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能(植物細(xì)胞具有全能性)(4)可以維持穩(wěn)定和表達(dá)抗乙肝病毒的抗體3.煙草是有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的雙子葉植物,易受TMV(煙草花葉病毒)感染而大幅度減產(chǎn)。絞股藍(lán)細(xì)胞中含有抗TMV基因,能抵抗TMV感染。研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV煙草,操作流程如圖所示。(1)表示遺傳信息流動(dòng)中的過(guò)程,過(guò)程所需要的工具酶是。(2)大量擴(kuò)增目的基因可以使用PCR技術(shù),該技術(shù)包括變性、退火、延伸三個(gè)步驟,變性這一步驟的目的是。(3)過(guò)程最常用的方法是,過(guò)程用到的細(xì)胞工程技術(shù)是。(4)過(guò)程還需要進(jìn)行基因工程操作步驟中的,在個(gè)體水平上檢驗(yàn)獲得的煙草能否抗TMV的方法是。答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄限制酶和DNA連接酶(2)使DNA解鏈為單鏈(DNA解旋)(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物組織培養(yǎng)(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定用TMV感染煙草,觀察煙草是否被感染(患病)4.(2018河南第二次模擬仿真測(cè)試,38)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程如圖所示。蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲(chóng)基因(陰影表示)與質(zhì)粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等限制酶的切割位點(diǎn)(箭頭所示),質(zhì)粒上還有唯一標(biāo)記基因抗卡那霉素基因(陰影表示)。有人通過(guò)實(shí)驗(yàn),獲得的農(nóng)桿菌細(xì)胞有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌細(xì)胞有三種,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)粒的農(nóng)桿菌。請(qǐng)據(jù)此回答下列問(wèn)題。(1)構(gòu)建含抗蟲(chóng)基因的重組質(zhì)粒A時(shí),應(yīng)選用的限制酶是,對(duì)進(jìn)行切割。(2)若抗蟲(chóng)蛋白分子是由m條肽鏈組成的,控制其合成的基因含n個(gè)堿基對(duì),氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為g,則抗蟲(chóng)蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量最大約為(不考慮終止密碼)。(3)如果用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種農(nóng)桿菌中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的農(nóng)桿菌是不能區(qū)分的,其原因是;并且的農(nóng)桿菌也是不能區(qū)分的,其原因是。答案:(1)Sma、Apa目的基因(或含抗蟲(chóng)基因的DNA)、質(zhì)粒(2)ng/3-18(n/3-m)(3)二者均不含有卡那霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體、重組質(zhì)粒二者均含有卡那霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)5.(2018寧夏銀川一中一模,38)下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過(guò)程示意圖。(1)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作為標(biāo)記基因,只有含的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。上圖為獲得抗蟲(chóng)棉技術(shù)的流程。A過(guò)程需要的酶有、。圖中將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞采用的方法是。C過(guò)程的培養(yǎng)基除含有必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外,還必須加入。 (2)離體棉花葉片組織經(jīng)C、D、E成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植株,此過(guò)程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是,該技術(shù)的原理是。(3)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的具體方法是使用與提取出的做分子雜交。(4)科學(xué)家將植物細(xì)胞培養(yǎng)到階段,再包上人工種皮,制成了神奇的人工種子,以便更好地大面積推廣培養(yǎng)。答案:(1)卡那霉素抗性基因限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法卡那霉素(2)植物組織培養(yǎng)細(xì)胞全能性(3)標(biāo)記的目的基因mRNA分子(4)胚狀體6.1971年,美國(guó)化學(xué)家從紅豆杉樹(shù)皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇,從此,國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)珍稀植物紅豆杉遭受了掠奪式的砍伐。為拯救紅豆杉,同時(shí)獲得紫杉醇,科研小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)選用莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)的目的是,誘導(dǎo)莖尖分生組織形成愈傷組織的過(guò)程叫。利用愈傷組織誘導(dǎo)形成的胚狀體經(jīng)人工薄膜包裝后就可得到。(2)莖尖分生組織細(xì)胞具有全能性的原因是。在生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性,原因是。(3)現(xiàn)有植物甲中提取的物質(zhì)X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小組欲獲得既能產(chǎn)生紫杉醇又能產(chǎn)生物質(zhì)X的植株,可利用技術(shù)獲得雜種植株。該方法首先要利用除去細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體,再經(jīng)(試劑)誘導(dǎo)融合形成雜種細(xì)胞。答案:(1)獲得脫毒苗脫分化人工種子(2)莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全部遺傳信息在特定的時(shí)間和空間條件下,細(xì)胞中的基因會(huì)有選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì),從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官(3)植物體細(xì)胞雜交纖維素酶和果膠酶聚乙二醇(PEG)7.(2018河北衡水中學(xué)上學(xué)期七調(diào)考試,38)科學(xué)家利用細(xì)胞融合技術(shù)研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。(1)將鼠細(xì)胞和人細(xì)胞在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間,用處理,獲取實(shí)驗(yàn)用的單細(xì)胞懸液。(2)將兩種細(xì)胞在37 下混合培養(yǎng),在培養(yǎng)液中加入誘導(dǎo)融合,形成融合細(xì)胞,一般兩兩融合的細(xì)胞有種。(3)細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)。將連接了熒光染料的抗體與融合細(xì)胞在一定條件下培養(yǎng),抗體與融合細(xì)胞的膜蛋白(抗原)特異性結(jié)合,其目的是標(biāo)記膜蛋白,以便于顯微鏡觀察。用熒光顯微鏡觀察融合細(xì)胞表面熒光的顏色和,開(kāi)始時(shí),鼠的細(xì)胞為綠色,人的細(xì)胞為紅色,兩種顏色不混合;一段時(shí)間后,可觀察到紅綠熒光交替分布的“嵌合體”。統(tǒng)計(jì),結(jié)果如下圖所示。(4)科學(xué)家據(jù)此提出兩種假說(shuō)解釋嵌合體的形成。假說(shuō)一:融合細(xì)胞合成了新的膜蛋白;假說(shuō)二:原有膜蛋白在細(xì)胞膜平面上運(yùn)動(dòng)。使用抑制劑和ATP合成抑制劑分別處理融合細(xì)胞,均對(duì)嵌合體形成沒(méi)有顯著影響,這個(gè)結(jié)果否定了假說(shuō)一。在15 、20 和26 的培養(yǎng)溫度下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為,為假說(shuō)二提供了證據(jù)支持。答案:(1)CO2胰蛋白酶(2)(滅活的)病毒(或PEG)3(3)分布嵌合體比例(4)蛋白質(zhì)合成隨著溫度升高,嵌合體比例增加(或隨著溫度降低,嵌合體比例降低)