專題突破練15基因工程與細胞工程1.(2018貴州貴陽綜測,37)人類利用轉基因技術成功獲得了能大量合成胰島素的大腸桿菌,它看起來與普通細菌沒有什么不同,卻可用來治療糖尿病等疾病,使胰島素的生產成本大大降低。(1)野生型大腸桿菌不能合成胰島素的根本原因是。人體骨骼肌細胞(填“能”或“不能”)合成胰島素,原因是。(2)轉基因技術過程中常常會使用PCR擴增儀,其目的是,該過程需要在反應體系中添加的有機物包括、模板、4種脫氧核苷酸、。(3)該技術的受體細胞是大腸桿菌,常用Ca2+處理受體細胞的目的是。該技術常用的運載體是。2.基因敲除是應用DNA重組原理發展起來的一門新興技術。“基因敲除細胞”的構建過程如下。第一步,從小鼠囊胚中分離出胚胎干細胞(ES),在培養基中擴增,這些細胞中需要改造的基因稱為“靶基因”。第二步,構建基因表達載體。取與靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入neoR(新霉素抵抗基因)等。由于同源臂與靶基因的DNA正好配對,所以能像“準星”一樣,將表達載體準確地帶到靶基因的位置。第三步,將表達載體導入胚胎干細胞,并與其內靶基因同源重組,完成胚胎干細胞的基因改造。第四步,基因改造后的胚胎干細胞增殖、篩選?；驹砣缦聢D所示。請根據上述資料,回答下列問題。(1)實施基因工程的核心步驟是,基因表達載體中的是位于基因首端的有特殊結構的DNA片段;在構建的過程中所需要的工具酶是。(2)如果要獲得一只含目的基因的小鼠,則選擇的受體細胞通常是,原因是。(3)上述資料中neoR基因的作用最可能是。為了鑒定目的基因是否成功表達,有時需要進行抗原抗體雜交,目的蛋白相當于。(4)該項技術具有廣闊的應用前景,請試舉一例:。3.科學家從某細菌中提取抗鹽基因,轉入煙草并培育成轉基因抗鹽煙草。下圖是轉基因抗鹽煙草的培育過程,含目的基因的DNA和質粒上的箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請分析回答下列問題。(1)在該過程中,研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因),并采用技術對目的基因進行擴增,該技術需要的條件是、酶、原料、模板,其中的酶必須是酶;然后構建基因表達載體,基因表達載體中除了具有目的基因、啟動子和終止子之外,還需具有。(2)用圖中的質粒和目的基因構建重組質粒,不能使用Sma酶切割,原因是。圖中過程為防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環化,應選用酶對外源DNA、質粒進行切割。(3)為確定轉基因抗鹽煙草是否培育成功,既要用放射性同位素標記的作探針進行分子雜交檢測,又要在個體水平上鑒定,后者的具體過程是。4.我國菊花主要有杭菊、亳菊、懷菊、貢菊等8種,是藥食兼優的代表性植物。研究發現杭菊具有明顯的抗炎作用,懷菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。結合所學知識回答下列問題。(1)欲培育兼有明顯抗炎、抗病毒療效的菊花新品種,用杭菊和懷菊雜交的方法是做不到的,原因是。(2)基因工程方法為培育上述新品種提供了可能性,在實施基因工程過程中,最關鍵的步驟是。受體細胞的選擇直接關系到實驗的成功與否以及新生植株的品質,我們一般選取未開花的幼枝的芽尖,理由有、(寫出兩個)。若想確定杭菊的受體細胞中是否導入了懷菊的抗病毒基因,常用的檢測方法是。(3)如果利用植物體細胞雜交的方法培育“杭菊懷菊”雜種植株,首先要獲得這兩種植物細胞的,用聚乙二醇誘導處理后,誘導實驗材料再生出,再利用植物組織培養技術培育出雜種植株。(4)理論上利用植物體細胞雜交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的優良菊花,這兩項技術的共同特點有。5.利用相關工程技術可以獲得抗黑腐病雜種黑芥花椰菜植株,已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,技術人員用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化,并喪失再生能力,再利用此原生質體作為部分遺傳物質的供體與完整的花椰菜原生質體融合,流程如下圖。據圖回答下列問題。(1)該過程用到的工程技術是。(2)過程所需的酶是,過程中PEG的作用是,經過操作后,需篩選出融合的雜種細胞,顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的葉綠體存在,可作為初步篩選雜種細胞的標志。(3)原生質體培養液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓,其作用是。原生質體經過細胞壁再生,進而分裂和脫分化形成。(4)若分析再生植株的染色體變異類型,應剪取再生植株和雙親植株的根尖,制成裝片,然后在顯微鏡下觀察比較染色體的;將雜種植株栽培在含有的環境中,可篩選出具有高抗性的雜種植株。6.細胞的種類不同,特異性表達的蛋白質也不同,如效應T細胞可以產生干擾素,乳腺細胞可以分泌乳腺蛋白,膀胱壁細胞可分泌尿血小板溶素膜蛋白。其中效應T細胞產生的干擾素(IFN)具有抑制細胞分裂、調節免疫、抗病毒、抗腫瘤等多種作用。請回答下列問題。(1)通過分析干擾素的氨基酸序列,可人工合成編碼干擾素的序列,該序列(填“是”或“不是”)唯一的。利用PCR的方法對人工合成的干擾素基因擴增時,用的方法使DNA變性。(2)若將干擾素基因導入癌細胞,在的環境,一定的營養,適宜的溫度和pH、氣體環境等條件下培養癌細胞,可從培養液中源源不斷地提取到干擾素。(3)目的基因在血液中表達的轉基因動物叫做血液生物反應器。由于某些物質進入血液會影響動物的健康,因此血液生物反應器比較適合生產(選填“胰島素”“抗體”或“干擾素”中的一種或多種)。(4)乳腺生物反應器的原理是外源基因與的啟動子構建成基因表達載體,使干擾素基因在乳腺中表達,通過回收乳汁獲得目的產物。(5)膀胱生物反應器可將干擾素基因插入基因中,使干擾素分泌到尿液中。與乳腺生物反應器相比,膀胱反應器的優勢表現在。7.白細胞介素4(IL-4)是具有多種免疫學調節功能的細胞因子,臨床及研究中需要大量高純度的IL-4,以及其高效檢測試劑。下圖是利用單克隆抗體技術制備抗IL-4特異性抗體的過程?；卮鹣嚓P問題。(1)在免疫系統組成中,IL-4屬于物質。研究人員從外周血中提取到IL-4蛋白分子的mRNA,將其逆轉錄成,構建特定表達載體,利用工程菌獲得用于臨床及研究需要的高純度的IL-4。(2)圖中所示的a培養瓶中培養的是細胞,其與M細胞融合產生雙核或多核細胞,再經,進一步形成兩個新的單核雜交細胞。(3)b培養瓶所示過程中,要用特定的選擇性培養基進行細胞篩選,得到的細胞能在體外培養增殖生長。經b獲得的細胞,還需要進行。(4)c培養瓶中培養的細胞是的雜交瘤細胞。制備IL-4單克隆抗體的過程中,細胞培養瓶通常置于特定培養箱中進行細胞培養,要求培養瓶松蓋,主要目的是。8.近年來,由于食品安全、環境污染等問題的加重,胃癌的發病率不斷增加。常見的切除、化療、放療等治療手段對病人的身體副作用較大,而“生物導彈”(借助單克隆抗體的導向作用,能將藥物定向帶到癌細胞所在位置)的定向治療為胃癌患者帶來了福音。下圖是“生物導彈”抗人體胃癌的單克隆抗體的制備過程?；卮鹣铝袉栴}。(1)幽門螺旋桿菌的感染與胃癌的發生密切相關,幽門螺旋桿菌與人體細胞相比,在細胞結構上最顯著的特點是。(2)從免疫學的角度分析,圖中實驗小鼠注射的甲是,從小鼠的(免疫器官)中可獲得相應的B淋巴細胞。(3)誘導細胞融合形成細胞乙的原理是。若只考慮細胞的兩兩聯合,理論上乙有種類型,符合要求的細胞特點是。(4)丙需進行克隆化培養和專一抗體檢測,經多次篩選后可獲得數量較多的能分泌所需抗體的細胞丁,細胞丁可在體外條件下大規模培養,也可以注射到小鼠內進行體內培養,從而獲得大量的單克隆抗體。與從動物血清中分離的抗體相比,該抗胃癌單克隆抗體最主要的優點是。專題突破練15基因工程與細胞工程1.答案 (1)野生大腸桿菌體內沒有合成胰島素的基因不能胰島素基因不表達(2)完成DNA的復制,使目的基因數量增多引物耐高溫的DNA聚合酶(3)改變其通透性,制備感受態細胞大腸桿菌的質粒2.答案 (1)構建基因表達載體啟動子限制性核酸內切酶和DNA連接酶(2)受精卵動物受精卵具有全能性(動物不能像植物那樣,利用一個受精卵以外的獨立的體細胞直接培養成完整的個體)(3)作為標記基因,以便于篩選抗原(4)基因治療、動植物改良、利用動植物生產藥物等3.答案 (1)PCR(聚合酶鏈式反應)引物耐高溫的DNA聚合或熱穩定DNA聚合標記基因(2)Sma 會破壞質粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因BamH和Hind(3)抗鹽基因(或目的基因)將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中,觀察該煙草植株的生長狀態4.答案 (1)二者存在生殖隔離(2)基因表達載體的構建不含病毒或含病毒極少分化程度低或易誘導脫分化和再分化(答案必須是兩個方面)DNA分子雜交技術(3)原生質體細胞壁(4)定向改造生物(或克服了遠緣雜交不親和的障礙)5.答案 (1)植物體細胞雜交(2)纖維素酶和果膠酶促進原生質體的融合(3)保持原生質體完整性愈傷組織(4)形態和數目黑腐病菌6.答案 (1)脫氧核苷酸不是加熱(2)無菌、無毒(3)抗體、干擾素(4)乳腺蛋白基因(5)尿血小板溶素膜蛋白生產周期短、不受性別和年齡的限制7.答案 (1)免疫活性cD