1、每日三题 基因工程和细胞工程（第五周）周一：1.（六）回答有关生物工程的问题。 （11 分）转 基 因 抗 病 香 蕉 的 培 育 过 程 如 上 图 所 示 。 图 中 Pst 、 Sma 、 EcoR 、 Apa 等 为 限 制 酶 ，质 粒 和 抗 病 基 因 上 的 箭 头 表 示 限 制 酶 的 切 割 位 点 。 下 图 表 示 四 种 限 制 酶 的 识 别 序 列 及 酶 切 位点 。54若要获得抗病基因，能否用限制酶 Sma对图中对应的位点进行切割？_，说明理由_。要获得含抗病基因的重组质粒能否用 Pst、Apa 限制酶切割质粒？_。55卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。
2、欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应同时含有_基因，作为标记基因。56利用组织培养技术能将香蕉组织细胞培育成植株，这是因为香蕉组织细胞具有_，图中、依次表示香蕉组织细胞的_和_的过程。57、阶段是否可使用同种培养基？_；理由是_。阶段是否可使用不添加植物激素的培养基？_；理由是_ _。2. （七）回答有关生物工程的问题。 （12 分）小鼠是实验室常用的实验动物，如：利用小鼠制 备抗 X 病毒单克隆抗体、利用小鼠进行DNA 重 组研究中导致了“基因敲除”技术的出现。用小鼠制备抗 X 病毒单克隆抗体。59将小鼠等分为两组，甲组定期间隔注射适量的含 X 病毒的溶液，其目
3、的是_；乙组注射_。60一段时间后，取甲组小鼠脾脏中的相应细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，细胞融合的结构抗 病 基 因 含 抗 病 基 因 的 DNA Pst Sma EcoR Pst Sma EcoR Apa 质 粒 重 组 质 粒 农 杆 菌 香 蕉 组 织 块 愈 伤 组 织 限 制 酶 Pst Sma EcoR Apa 识 别 序 列 及酶 切 位 点 -C C G G- -G G C C- -C T G C A G- -G A C G T C- -G A T C- -C T A G- -G G C C- -C C G G- 特点是_。融合形成的杂交瘤细胞特点是 。61为了保存有价值的杂交瘤
4、细胞系，通常用超低温将其冻存，请分析其原_。用小鼠进行 DNA 重组研究中形成的“基因敲除”技术，能“敲除”DNA 分子上的特定基因。该技术的主要过程如下：第一步：分离小鼠胚胎干细胞，这些细胞中含有需要改造的基因，称“靶基因” 。第二步：获取与“靶基因”同源的 DNA 片断，利用特定技术在该 DNA 片段上插入 neoR基因（新霉素抗性基因）成为突变 DNA（如下图） ，使该片段上的靶基因失活。第三步：将插入 neoR 基因（新霉素抗性基因）的靶基因转移入胚胎干细胞，再通过同源互换，用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个，完成对胚胎干细胞的基因改造。第四步：将第三步处理后的胚胎干细胞，转移到特
5、定培养基中筛选培养。其基本原理如下图所示：62第二步中 neoR 基因插入靶基因使用的工具酶是 。neo R 基因不仅能使靶基因失活，还是 ；“靶基因失活”的含义是 。63从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞，到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠，运用到的生物技术有 、 等。64科学家可以通过“基因敲除”来研究基因的功能，63 题中获得的基因敲除小鼠，能否直接用来研究基因功能并说明原因 。3. （二）回答有关细胞工程的有关问题（11 分）资料一：为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。据图分析回答：37方法中受精卵胚胎和方法中形成重组卵所用到的细胞工程技术是分别
6、是 、 。38用来促进 B 牛多排卵的促性腺激素是由 分泌的。分析子代牛的性别，肯定为雌性的是 牛。卵细胞方法：方法：公牛（A 牛） 精子激素处理良种奶牛（B 牛）卵细胞细胞核良种奶牛（C 牛）受精卵乳腺细胞无核卵去核重组卵胚胎（D 牛）母牛子宫试管牛（F）克隆牛（E）目的基因含目的基因DNA 导入大肠杆菌筛选含目的基因大肠杆菌39产生 F 牛的理论依据是 ，其生殖方式属于 。资料二：下列为细胞融合的简略过程40若 a、b 分别是基因型为 Hhrr、hhRr 两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐性纯合基因(rr 或 hh)的作用，在光照强度大于 800lx 时都
7、不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为 HhRr 的杂种细胞，较为简便的筛选方法是 。41若 a、b 表示两种植物体细胞，则由 d 细胞形成杂种植株的原理是 。42若 a、b 分别为骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞，则 d 细胞特点是 。由 d 细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有 的特点（至少写出两点） 。生产上一般不能通过直接培养 B 淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是 。周二：4. （七）回答下列有关基因工程和酶工程的有关问题（9 分）下图所示为利用现代生物技术获得能表达某蛋白酶工程菌的过程。选用质粒上有 Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答：59构
8、建含目的基因的重组质粒 A 时，应选用限制酶 ，对 进行切割。再用 进行重组。60图中质粒同时用 Pst和 Apa酶切，产生 1800 对碱基和 8200 对碱基的两种片段，如用以上四种酶同时切割此质粒，则产生 600 对碱基和 8200 对的碱基两种片段，那么用同时用 Pst和 EcoR酶切，则产生的片段有 。61筛选后所得到的工程菌增值后表达出大量此蛋白酶，但此蛋白酶不会分泌到细胞外，因此还需要利用酶工程中的 技术获得此蛋白酶，62获得此蛋白酶后，利用酶的固定化技术能回收和重复利用此蛋白酶，以下属于固定化技术中的载体结合法的是（ ）5. （七）回答下列有关的问题（5 分）英国科学家 San
9、ger 因发明了链终止 DNA 测序法而获诺贝尔奖。其主要内容步骤是：先向 DNA 复制体系中加入能够终止新链延伸的某种脱氧核苷酸类似物，以得到各种不同长度的脱氧核苷酸链；再通过电泳呈带（按分子量大小排列） ，从而读出对应碱基的位置（如下图） 。请分析回答：66若在活细胞内发生图中“加热变性”的结果，必需有 的参与。67假设一模板链中含 N 个腺嘌呤脱氧核苷酸，通过上述操作能得到 种长度不同的脱氧核苷酸链。所得到的各种长度不同的脱氧核苷酸链之所以能通过电泳而分离开来，主要是依据它们的 差异。若用上述测序方法读出碱基 G 的位置，则必须加入带标记的 类似物。68采用上述链终止法测定某一双链 DN
10、A 中的全部碱基排序，你认为至少要按图中所示模式操作 次。6. （五） （13 分）回答下列有关微生物和生物工程的问题。基因克隆是对分离出来的目的基因进行大量扩增的过程。经过基因克隆，可以生产出大量的目的基因或在基因表达时获得大量的蛋白质。细菌质粒是基因克隆的合适载体，经研究发现，某些细菌质粒中含有两个抗生素抗性基因氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，而且，在四环素抗性基因中存在限制酶的单一识别序列。下 图 表 示 利 用 质 粒 进 行 基 因 克 隆 的 过 程 ， 其 中 A-D 表 示 物 质 ， I 和 II 表 示 抗 性 基 因 ， 表示过程，其它数字表示菌落，据图回答下列问题。
11、 ACD I IIB人体细胞大肠杆菌培养基（一） 32145培养基（二）214细菌1. 写出下列字母和编号的名称：A： ； D： ；II： ；2. 将 A 和 B 形成 D 所需的酶是_ 。过程表示 。3. 为筛选含有物质 A 的细菌，需进行细菌培养，先在培养基（一）中只加入氨苄青霉素，一段时间后，培养基上长出的细菌菌落具有 特性。然后，用灭菌绒布从培养基（一）中蘸取菌种，再按到只含四环素的培养基（二）中培养。根据培养基（一）和（二）上的细菌生长情况，可以判断图中菌落_（填数字）即为筛选出的含有物质 A 的细菌，原因是 。 4. 上述培养基从功能上属于 培养基。配制培养基时，在各成分都溶化后分
12、装前，要进行的依次是 和 ，培养基配制后采用高压蒸汽灭菌的原因是_。周三：7. （六） （10 分）请分析回答下列有关基因工程问题： 基因工程是按人们预先设计的蓝图，将目的基因通过一定方法导入到另一种生物的细胞中，使之产生符合人类需要的新的遗传性状或创造出新的生物类型的现代技术。 57.基因工程常用的三种工具为限制性内切酶、 、质粒，通常选择质粒作为“目的基因的运输载体”是由于 。58.基因工程一般包括四步：获取目的基因；目的基因与运载体重组； ；。 在基因工程中通常需要利用 PCR 技术扩增目的基因，其原理与细胞内 DNA 复制类似，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR 如右
13、图示，包括三个基本反应步骤：模板 DNA 的变性：模板 DNA 经加 热至 93左右一定时间后双链解离；模板DNA 与引 物的退火(复性)：模板 DNA 经加热变性成单链后，温度降至 55左右，引物与模板 DNA 单链结合形成 DNA 模板-引物结合物；引物的延伸：DNA 模板-引物结合物在 TaqDNA 聚合酶的作用下，合成一条新的与模板 DNA 链互补的脱氧核苷酸链。重复循环变性-退火-延伸三过程，就可获得较多的目的基因。59.温度降至 55左右，引物与模板 DNA 单链结合形成 DNA 模板-引物结合物时所遵循的原则是 。60.在 PCR 技术中，引物的作用是 。61.从理论上推测，第三
14、轮循环产物中含有引物 B 的 DNA 片段所占比例为 。62.下图表示利用 PCR 技术获取目的基因 X 的第一次循环产物。则至少需要在 轮循环产物中才能开始出现独立且完整的的 X 基因。如果经过 n 次循环，则产物中所示 DNA分子数为 。63.用限制酶 EcoRV、 MboI 单独或联合切割同一种质粒，得到 DNA 片段长度如下图（1kb 即1000 个碱基对） ，请在答题卡的指定位置画出质粒上 EcoRV、 MboI 的切割位点。8. （五）（9 分）胚胎干细胞（ES 细胞）的研究是当前生物技术领域研究的热点之一，尤其是在生产转基因动物方面具有极大的科研及应用价值。下图表示利用胚胎干细胞
15、所作的一系列研究，请据图分析回答：54.过程将胚胎干细胞置于 射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入 、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了 ，这对于研究细胞分化的机理具有重要意义，细胞分化的本质是 。55.过程将带有遗传标记的 ES 细胞注入早期胚胎，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有 的特点。56.过程中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 ，将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因重组载体，其目的是_ 。57.过程中的 ES 细胞在免疫学上属于 。58.图中
16、涉及到的细胞工程技术有 。（至少写两个）9. （六） （12 分）普通烟草转入抗盐基因培育抗盐烟草的过程如下图所示。已知含抗盐基因的 DNA 和质粒上均有 sal、Hind 、BamH酶切位点，质粒上另有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。请回答问题：54.构建重组质粒时，应选用限制酶_对_进行切割，以保证它们定向连接。限制酶切断的是 DNA 分子中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的键，具体说就是_和_之间的键。55.如果目的基因直接注入烟草细胞，一般会被烟草细胞_。质粒的作用是_。56.切割后的目的基因与质粒由_酶连接成重组质粒。筛选导入重组质粒的细菌，应在其培养基中加入_，理由是_。57.烟草细胞
17、经_形成愈伤组织。某研究性学习小组以愈伤组织为材料进行了下列实验：一组在培养基中加 30%的蔗糖，另一组不加蔗糖，接种后，每组再分成两个小组，分别在光下和黑暗中培养。1 个月后，观察其生长、分化情况，结果见下表：培养条件 加蔗糖 不加蔗糖光照 正常生长，分化 不生长，死亡黑暗 只生长，不分化 不生长，死亡你能得出什么结论？_。58.从个体水平鉴定抗盐转基因烟草是否培育成功的方法是_。答案：1. （六） （11 分）54、不能 对 Sma位点进行切割破坏了抗病基因的结构 不能 55、抗卡那霉素 56、全能性 脱分化 再分化 57、不能 2 个阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同可以 因为芽能
18、 产生生长素促进根的生长2. （七） （12 分）59获得能产生抗 X 病毒抗体的 B 淋巴细胞（浆细胞） 等量不含X 病毒的溶液 60细胞膜的流动性 既能无限增殖，又能产生特异性抗体（抗 X 病毒的特异性抗体）61超低温抑制酶活性，利于保存其特性62限制酶（限制性核酸内切酶） 、DNA 连接酶 标记基因 靶基因中的脱氧核苷酸数量序列发生改变，不能正常表达 63克隆技术 转基因技术（合理给分）64不能，因为该小鼠体内仍有一个正常的靶基因，也能表达性状。故不能得到靶基因的功能3. （二）11 分 37. 动物细胞培养 细胞核移植 38. 脑垂体（垂体） ；39. 乳腺细胞的细胞核具有遗传上的全能
19、性 无性生殖。40大于 800lx 光照 41. 植物细胞的全能性42. 既能无限繁殖，又能产生特定的抗体 特异性强、化学性质单一、灵敏度高(答出两个可得分) 未经免疫的 B 淋巴细胞不能产生抗体4. （七）9 分 59. PstI、EcoRI(2 分) 质粒和含目的基因的 DNA（2 分） DNA 连接酶60. 1200 对碱基和 8800 对碱基（2 分） 61. 分离提纯 62. C5. （七）回答下列有关问题。（5 分）66酶（解旋酶）67. N 分子量 鸟嘌呤核苷酸 68. 36. （五） （13 分）48 目的基因 重组质粒 氨苄青霉素抗性基因 49 限制酶和 DNA 连接酶 将重
20、组质粒导入受体细胞50抗氨苄青霉素 3、5 由于目的基因破坏了四环素抗性基因，使受体细胞不能在含有四环素的培养基上生长，所以该菌落就是筛选的含有目的基因的菌落（2 分）51 选择 定容 调 pH 值 杀灭细菌芽孢 7. （六） 57.DNA 连接酶 质粒能进入并停留在受体细胞，甚至能整合到受体细胞 DNA上；质粒能进行自我复制；质粒能在受体细胞中表达；质粒上通常含有标记抗性基因 58.重组 DNA 分子导入受体细胞 筛选含目的基因的受体细胞59.碱基互补配对 60.能与模板链碱基互补配对，引导并作为子链合成的起点61.7/8 62.3 1 63.图省略（每格 1 分，共 10 分）8. （五）
21、 （9 分）54.血清 防止杂菌污染 基因的选择性表达 55.全能性 56.显微注射法 借助于重组载体使目的基因在受体细胞中稳定存在，并传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用 57.抗原 58.动物细胞培养技术、干细胞技术（动物胚胎移植技术）9. （六） （12 分）54.sal、Hind酶 含抗盐基因的 DNA 和质粒进行切割 脱氧核糖 磷酸 55.核酸酶分解 运载体 56.DNA 连接 不同培养基中分别加入氨苄青霉素、四环素 添加青霉素的培养基中成活，四环素中不成活的为重组质粒。因为重组质粒带有抗氨苄青霉素基因，而四环素基因被破坏 57.脱分化 细胞生长需要蔗糖，细胞分化需要光照。 58
22、.用一定浓度盐水浇灌或移栽到盐碱地中一般需要获得的基因是有一定长度的，而模板长度很长。设计的引物决定了扩增产物的长度。第一个循环，引物与模板互补，此时变成两个模板，但因为模板很长，没有什么终止扩增，所以第一个循环扩增出来的新片段很长很长。第二个循环以新的长片段为模板进行，但新片段的一端是引物开头的，所以第二个循环得到的片段就是我们需要的长度，但只是一条链，所以还不能分离出目的基因。第三个循环，当以第二个循环得到的新片段为模板时，因为这个片段的长度就是需要扩增的长度，所以当第三个循环完成时，这个片段是需要的长度，且是双链 DNA，这就得到了需要的目的基因了。所以至少要 3 个循环才能分离出目的基因。
