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
。
(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
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, 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、Eco RⅠ、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
。
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
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。
(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
。
