专题能力提升练十九
基因工程和细胞工程
(45分钟·100分)
1.(12分)下图是科学家利用小鼠成纤维细胞获得单克隆抗体的示意图。请据图回答：
(1)获取转录因子基因需要的工具酶是，因成纤维细胞较小，过程①将目的基因导入小鼠成纤维细胞时常用的载体是。
(2)过程②称为，在此过程中，成纤维细胞在转录因子基因的作用下，转化为iPS胚性细胞，在体外培养条件下，iPS胚性细胞能不断进行。
(3)过程③为动物细胞融合，此过程常用、灭活的病毒、电刺激等诱导细胞融合，融合后的Y 细胞具有
的特性。
(4)对杂种细胞Y进行和后，才能筛选出能产生特异性抗体的杂种细胞。
【解题指导】解答本题的关键是明确题图信息：①将目的基因导入受体细胞；②动物细胞培养；③动物细胞融合；④获得单克隆抗体。
【解析】(1)获取转录因子基因需要的工具酶是限制酶。因成纤维细胞体积较小，过程①将目的基因导入成纤维细胞时最常用的载体是动物病毒。(2)在体外培养条件下，iPS胚性细胞能不断进行细胞分裂。(3)动物细胞融合时，常用聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等进行诱导。融合后的Y细胞既能大量增殖，又能产生单一抗体。(4)杂交瘤细胞经过克隆化培养，并通过抗原-抗体杂交技术的检测，才可大量生产符合要求的单克隆抗体。
答案：(1)限制酶动物病毒
(2)动物细胞培养细胞增殖(细胞分裂)
(3)聚乙二醇(PEG) 既能大量增殖，又能产生单一抗体
(4)克隆化培养(抗原-)抗体检测
2.(14分)(2015·芜湖三模)下图是制备抗埃博拉病毒(EBOV)VP40蛋白单克隆抗体的过程。请据图回答：
(1)利用PCR获取目的基因的过程中，反应体系内要加入含有VP40基因的DNA、dNTP、Taq酶和根据合成的引物，且反应需要在一定的
溶液中才能进行。
(2)选用EcoRⅠ和XhoⅠ双酶切的优点是
；VP40基因进入大肠杆菌细胞，并在大肠杆菌内维持稳定和表达，该过程可称为。
(3)过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用处理。若把在HAT选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中，从中提取出的抗体(填“是”或“不是”)单克隆抗体。图示过程应用的生物技术是。
【解析】(1)利用PCR技术扩增目的基因的过程中，需要根据目的基因的核苷酸序列制作的引物，该过程在缓冲液中进行。(2)单酶切割DNA形成的黏性末端一致，可能会出现酶切产物自身环化，在实际操作中通常采用双酶切割。外源基因在受体细胞内维持稳定和表达的过程称之为转化。(3)动物细胞融合特有的促融手段是灭活的病毒。有的杂交瘤细胞可能产生其他的抗体，必须采用抗原-抗体杂交技术进行检测，从而筛选出真正针对埃博拉病毒的单克隆抗体。图中涉及的生物工程技术包括基因工程和细胞工程。
答案：(1)目的基因的核苷酸序列缓冲
(2)防止酶切产物之间的随意连接，提高连接成功率(其他合理答案也可) 转化
(3)灭活的病毒不是基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合
【易错提醒】解答本题需注意两点：
(1)没有注意到第(3)问中“不同于植物原生质体融合”的条件而错填为“聚乙二醇”，或者是只填“病毒”。
采用灭活的病毒是动物细胞融合特有的促融手段。
(2)没有分清第一次还是第二次“筛选”而错填成“是”。单克隆抗体的制备至少经历两次“筛选”。
3.(10分)(2015·福建高考)GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示)，并导入大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：
(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是。
(2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的限制酶进行酶切。
(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种：单个载体自连、GDNF 基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种连接方式，选择HpaⅠ酶和BamHⅠ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的与
提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。
【解题指导】解答本题需明确：
(1)图示信息：限制酶的作用与目的基因和载体的关系、电泳结果与DNA片段的关系。
(2)隐含信息：动物细胞培养过程中原代培养与传代培养的特点。
【解析】(1)培养大鼠神经干细胞的过程属于动物细胞培养，在进行动物细胞培养和分离时，都要使用胰蛋白酶处理使细胞分散开。
(2)图1中构建含GDNF基因的表达载体过程中，获取目的基因(GDNF基因)使用的是XhoⅠ限制酶，故切割载体时应使用同种限制酶进行酶切。
(3)单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。选择HpaⅠ酶和BamHⅠ酶对筛选的3种载体进行双酶切，对单个载体自连类型，只有HpaⅠ酶起作用，酶切后得到的就是一段6 000 bp的DNA片段，对应图2中的①；对GDNF基因与载体正向连接类型，HpaⅠ酶和BamHⅠ酶都起作用，酶切后得到一段6 000-100+100=6 000 bp的DNA片段和一段700-100+100=700 bp的DNA片段，对应图2中的②；对GDNF基因与载体反向连接类型，HpaⅠ酶和BamHⅠ酶都起作用，酶切后得到一段6 000-100+(700-100)=
6 500 bp的DNA片段和一段100+100=200 bp的DNA片段，对应图2中的③。
(4)检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的抗体与提取的蛋白质进行抗原-抗体杂交检测提取的蛋白质中是否含有GDNF基因的表达产物。神经干细胞在原代培养过程中出现贴壁生长的特点，达到一定的密度时，出现接触抑制现象，细胞分裂受到抑制，需进行分瓶后，传代培养继续分裂以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。
答案：(1)使细胞分散开(2)XhoⅠ(3)②
(4)抗体传代
4.(14分)转基因抗虫棉是人们应用较早的基因重组技术推广项目，目前转基因技术有了新的改进，如下图所示，请根据所学知识回答：
(1)启动子的作用是与进行识别和结合，从而驱动基因的转录过程。目的基因与载体结合主要依
