专题突破练18 基因工程和细胞工程
1.胰岛素是人体内唯一一种能降低血糖的激素,对于糖尿病的治疗具有重要的意义,胰岛素基因在人体细胞内经转录、翻译形成的胰岛素原需要经过内质网、高尔基体的加工才能形成胰岛素。如图是运用基因工程技术制备胰岛素的部分流程图,据图回答下列有关问题。
(1)①过程表示从 (填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”或“胰岛A细胞和胰岛B细胞”)中获取胰岛素基因相应mRNA,原因
是 。
(2)②过程需要的酶是 ,得到的胰岛素基因可以通过 (填技术的中文名称)进行扩增,该技术除可以将目的基因大量扩增外,还可以用于从DNA分子上获取目的基因,至少需要循环 次,才能得到目的基因。
(3)③过程需要用到的酶是 ,A除含有胰岛素基因外,还应有 ,以便进行目的基因的鉴定与选择。
(4)④过程需用 处理大肠杆菌,使其成为 ,以便从周围环境中吸收DNA分子。为了检测胰岛素基因是否在受体大肠杆菌中成功表达,可采用 技术。
(5)通过图示过程得到的是 (填“胰岛素”或“胰岛素原”),原因
是 。
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 。
1
(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。 3.利用雄性不育系生产杂种一代较为经济、有效,该方法在水稻、玉米、油菜等作物中应用广泛。芥菜是我国著名的蔬菜之一,育种工作者运用基因工程将烟草TA29花药绒毡层特异启动子驱动下的核糖核酸酶Barnase基因导入芥菜细胞中,获得彻底败育的雄性不育植株。请回答下列问题。 (1)基因工程中获取Barnase基因的方法有 、利用PCR技术扩增和人工合成。利用PCR扩增目的基因时,一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、 和 三步。
(2)将获取的Barnase基因转入芥菜细胞的常用方法为 ,Barnase基因需插入到Ti质粒的 上,该重组质粒还必须含有 ,用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
(3)检测Barnase基因在转基因芥菜植株中是否转录出mRNA的方法是 ,请简要写出该方法的实验思
路: 。
4.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
(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 。 5.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 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。
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。
3
(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。
7.制备单克隆抗体的过程中要用到动物细胞融合和动物细胞培养技术。回答下列问题。 (1)制备单克隆抗体的过程中,需要给小鼠注射特定的抗原蛋白,这一操作的目的
是 。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、电激、 等。
(2)制备单克隆抗体的过程中,诱导细胞融合后,需用特定的选择性培养基进行筛选,其目的是 。为了获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,还需要进行 ,再经多次筛选即可。
(3)在体外培养所获得的细胞时,通常将细胞置于含 的混合气体的培养箱中进行培养;另外,应定期更换培养液,其目的
是 。如图是血清对正常细胞和癌细胞体外培养影响的实验结果,据图可知,培养基中是否补充血清对 细胞的培养影响较大。
(4)制备的单克隆抗体可用于基因工程中检测目的基因是否成功表达,这利用的原理是 。
4
参考答案
专题突破练18 基因工程和
细胞工程
1.答案 (1)胰岛B细胞 胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,只有胰岛B细胞中有胰岛素基因相应mRNA
(2)逆转录酶 多聚酶链式反应 三 (3)限制酶和DNA连接酶 标记基因 (4)Ca 感受态细胞 抗原—抗体杂交
(5)胰岛素原 大肠杆菌是原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体,无法对胰岛素原进行加工和修饰,故只能得到胰岛素原,无法得到有活性的胰岛素
2.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.答案 (1)从基因文库中获取 复性 延伸
(2)农杆菌转化法 T-DNA 标记基因
(3)(DNA—RNA)分子杂交技术 从转基因芥菜中提取出mRNA,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记,以此作为探针,与mRNA杂交,检测是否出现杂交带(合理即可) 4.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
2+
5
高考生物大二轮复习 专题突破练18 基因工程和细胞工程(含解析)
