1、第1講基因工程和細胞工程1.基因工程的誕生()。2基因工程的原理及技術()。3基因工程的應用()。4蛋白質工程()。5植物的組織培養()。6動物的細胞培養與體細胞克隆()。7細胞融合與單克隆抗體()。1(2015新課標卷)已知生物體內有一種蛋白質(P)，該蛋白質是一種轉運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質的功能，可以考慮對蛋白質的_進行改造。(2)以P基因序列為基礎，獲得P1基因的途徑有修飾_基因或合成_基因。所獲

2、得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內容包括_的復制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：_。(3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白質功能出發，通過_和_，進而確定相對應的脫氧核苷酸序列，據此獲得基因，再經表達、純化獲得蛋白質，之后還需要對蛋白質的生物_進行鑒定。解析：本題考查蛋白質工程相關知識，難度較小。(1)對蛋白質的氨基酸序列(或結構)進行改造，可達到改變蛋白質的功能的目的。(2)以P基因序列為基礎，獲得P1基因，可以對P基因進行修飾改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法則的全部內容包括DNA的復制、DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(或轉錄

3、、逆轉錄、翻譯)。(3)蛋白質工程的基本途徑是從預期蛋白質功能出發，通過設計蛋白質結構和推測氨基酸序列，推測相應的核苷酸序列，并獲取基因。經表達的蛋白質，要對其進行生物功能鑒定。答案：(1)氨基酸序列(或結構)(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯)(3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列功能2(2015新課標卷)HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問題：(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的_，以其作為模板，在_的作用下合成_。獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。(

4、2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是_。該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是_。(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發。引起這種現象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分_細胞，降低了患者免疫系統的防衛功能。(4)人的免疫系統有_癌細胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發生惡性腫瘤。解析：(1)HIV屬于逆轉錄病毒，它的遺傳物質是RNA，在逆轉錄酶的作用下可以逆轉錄為cDNA，用于構建基因表達載體，從而制備HIV的某蛋白。(2)HIV的某蛋白作為抗原進入機體后，能刺激

5、人體產生針對該抗原的一種特殊的分泌蛋白抗體；可用該抗體進行抗原抗體進行雜交來檢測血清中是否含有HIV。(3)HIV病毒營寄生生活，寄生在T淋巴細胞內，T細胞參與體液免疫和細胞免疫，因此少了T細胞，特異性免疫幾乎全部喪失，降低了機體的免疫功能。(4)人體的免疫系統具有防衛、監控和清除的功能，可及時清除體內產生的癌細胞，艾滋病患者的整個免疫功能缺陷，機體會發生一系列頑固性機會感染和腫瘤的發生。答案：(1)RNA逆轉錄酶cDNA(或DNA)(2)抗體抗原抗體特異性結合(3)T(或T淋巴)(4)監控和清除3(2015安徽卷)科研人員采用轉基因體細胞克隆技術獲得轉基因綿羊，以便通過乳腺生物反應器生產人凝

6、血因子IX醫用蛋白，其技術路線如圖。(1)由過程獲得的A為_。(2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的核，目的是_。受體應選用_期卵母細胞。(3)進行胚胎移植時，代孕母羊對移入子宮的重組胚胎基本上不發生_，這為重組胚胎在代孕母羊體內的存活提供了可能。(4)采用胎兒成纖維細胞進行轉基因體細胞克隆，理論上可獲得無限個轉基因綿羊，這是因為_。解析：(1)根據題意可知，要將人凝血因子IX基因導入綿羊胎兒成纖維細胞，必須構建基因表達載體，所以由過程獲得的A為基因表達載體。(2)為保證核遺傳物質來自含目的基因的成纖維細胞，在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的核。受體應選用減數第二次分裂中(M中)期卵

7、母細胞。(3)進行胚胎移植時，代孕母羊對移入子宮的重組胚胎基本上不發生免疫排斥反應，這為重組胚胎在代孕母羊體內的存活提供了可能。(4)采用胎兒成纖維細胞進行轉基因體細胞克隆，理論上可獲得無限個轉基因綿羊，這是因為整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養。答案：(1)含目的基因的表達載體(2)保證核遺傳物質來自含目的基因的成纖維細胞M(3)免疫排斥反應(4)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養4(2015福建卷)GDNF是一種神經營養因子。對損傷的神經細胞具有營養和保護作用。研究人員構建了含GDNF基因的表達載體(如圖1所示)，并導入到大鼠神經干細胞中，用于干細胞基因治療的研究。請回答：(1

8、)在分離和培養大鼠神經干細胞的過程中，使用胰蛋白酶的目的是_。(2)構建含GDNF基因的表達載體時，需選擇圖1中的_限制酶進行酶切。(3)經酶切后的載體和GDNF基因進行連接，連接產物經篩選得到的載體主要有三種：單個載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式，選擇HpaI酶和BamHI酶對篩選的載體進行雙酶切，并對酶切后的DNA片段進行電泳分析，結果如圖2所示。圖中第_泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。(4)將正向連接的表達載體導入神經干細胞后，為了檢測GDNF基因是否成功表達，可用相應的_與提取的蛋白質雜交。當培養的神經干細胞達到一定

9、的密度時，需進行_培養以得到更多數量的細胞，用于神經干細胞移植治療實驗。解析：(1)動物細胞培養時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶作用，使細胞分散開。(2)質粒上有Xho識別位點，而且在啟動子之后，所以選用Xho限制酶進行酶切。(3)泳道僅有一種條帶，屬于載體自連；泳道有兩種條帶，且長度分別與質粒和GDNF基因長度相同，為正向連接；泳道有兩種條帶，長度與BamH酶切后結果相同，為反向連接。(4)檢測基因是否表達采用抗原抗體雜交法。培養動物細胞采用動物細胞培養法，當細胞密度達到一定程度，需要進行分瓶，進行傳代培養。答案：(1)使細胞分散開(2)Xho(3)(4)抗體傳代 填充關鍵點思考連接處(1)基因

10、工程和細胞工程操作的工具酶有什么不同？提示：前者涉及限制酶和DNA連接酶；后者涉及纖維素酶、果膠酶和胰蛋白酶。(2)轉基因植物的培育涉及哪些生物工程？提示：基因工程、植物組織培養(植物細胞工程)。(3)轉基因動物的培育涉及哪些生物工程？提示：基因工程、動物細胞工程、胚胎移植。1閱讀如下資料：資料甲科學家將牛生長激素基因導入小鼠受精卵中，得到了體型巨大的“超級小鼠”；科學家采用農桿菌轉化法培育出轉基因煙草。資料乙T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性，科學家對編碼T4溶菌酶的基因進行改造，使其表達的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變為半胱氨酸，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T

11、4溶菌酶的耐熱性。回答下列問題：(1)資料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用_法。構建基因表達載體常用的工具酶有_和_。在培育轉基因植物時，常用農桿菌轉化法，農桿菌的作用是_。(2)資料乙屬于_工程范疇。該工程是指以分子生物學相關理論為基礎，通過基因修飾或基因合成，對_進行改造，或制造一種_的技術。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的_序列發生了改變。解析：動物細胞基因工程中，最常用的導入基因的方法是顯微注射法；植物細胞基因工程中，最常用的導入基因的方法是農桿菌轉化法。答案：(1)顯微注射限制性核酸內切酶DNA連接酶農桿菌可感染植物將目的基因轉移

12、到受體細胞中(2)蛋白質現有蛋白質新的蛋白質氨基酸2甲、乙是染色體數目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。回答下列問題：(1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用_酶和_酶去除細胞壁，獲得具有活力的_，再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培養形成_組織，然后經過_形成完整的雜種植株。這種培育技術稱為_。(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指_。假設甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_。(3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經植物組織培養得到的_等材

13、料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。解析：(1)該新型藥用植物是通過植物體細胞雜交技術獲得的。要獲得有活力的原生質體才能進行體細胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細胞壁，然后用PEG化學誘導劑(物理方法：離心、振動等)誘導二者的原生質體融合。再采用植物組織培養技術獲得雜種植株，植物組織培養的主要過程是：先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植物體，利用了植物細胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是兩個物種，二者不能通過有性雜交產生可育后代，原因是甲、乙有性雜交所產生的后代在減數分裂過程中同源染色體聯會異常，也就是存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過植物體細胞雜交技術產生的后代卻是可育的，因為在減數分裂過程中同源染色體能完成正常的聯會，產生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細胞雜交得到的后代是異源多倍體(四倍體)。(3)人工種子生產不受氣候、季節和地