科技探索之路　基礎理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程 (5)

1、基因工程和細胞工程考點1基因工程相關(guān)知識考查1基因工程的基本工具的比較限制酶DNA連接酶載體作用切割目的基因和載體拼接DNA片段，形成重組DNA攜帶目的基因進入受體細胞作用部位兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵作用特點(條件)(1)識別特定的核苷酸序列(2)在特定位點上切割(1)EcoliDNA連接酶只能連接黏性末端(2)T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端(1)能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復制(2)有多個限制酶切割位點(3)具有特殊的標記基因常用類型EcoR限制酶Sma限制酶EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒例題1下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種

2、的過程示意圖。據(jù)圖回答： (1)隨著科技發(fā)展，獲取目的基因的方法也越來越多，若乙圖中的“抗蟲基因”是利用甲圖中的方法獲取的，該方法稱為 。 圖中過程與細胞中DNA復制過程相比，該過程不需要_酶。是在 (填酶的名稱)作用下進行延伸的。利用PCR技術(shù)擴增目的基因 解旋 熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶) (2)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。乙圖為獲得抗蟲棉技術(shù)的流程。A過程需要的酶有_、_。圖中將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞采用的方法是_。 C過程的培養(yǎng)基除含有必要的營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入_。限制性核

3、酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 卡那霉素 (3)離體棉花葉片組織經(jīng)C、D、E成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗蟲植株，此過程涉及的細胞工程技術(shù)是_ ，該技術(shù)的原理是_。(4)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的具體方法是使用_ 與提取出的_ 做分子雜交。(5)科學家將植物細胞培養(yǎng)到_，包上人工種皮，制成了神奇的人工種子，以便更好地大面積推廣培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng) 標記的目的基因 mRNA分子細胞的全能性胚狀體例2、通過基因工程的方法，科學家采用花粉管通道法將毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花植株并獲得成功表達。棉鈴蟲吃了這種轉(zhuǎn)基因棉花的植株后就會死亡?；ǚ酃芡ǖ婪ㄊ侵福豪弥参锘ǚ勖劝l(fā)時形成的花粉管通道將毒蛋白基因送入胚囊

4、，進而導入尚不具備細胞壁的合子或早期胚體細胞中，借助天然的種胚系統(tǒng)，形成含有目的基因的種胚。請回答下列問題：(1)下列所示的黏性末端是由_種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。 (2)利用花粉管通道法將毒蛋白基因?qū)朊藁毎?，此過程是基因工程操作步驟中的第三步，即 。獲取目的基因時，如果基因比較小，核苷酸序列又已知，則可以通過DNA合成儀用化學方法直接。4 將目的基因?qū)胧荏w細胞 人工合成 (3)該目的基因在導入受體細胞前需要與載體結(jié)合，目前經(jīng)常使用的載體是。(4)基因工程操作的第四步是目的基因的檢測與鑒定，其中分子水平的檢測又分三步：首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的技術(shù)是 ；

5、其次還要檢測 ，方法同樣是采用分子雜交技術(shù)；最后檢測，方法是雜交。(5)人們對轉(zhuǎn)基因生物安全性的關(guān)注，隨著轉(zhuǎn)基因成果的不斷涌現(xiàn)而與日俱增。有人認為轉(zhuǎn)基因生物不會影響食物安全，你的觀點呢？理由是什么？_質(zhì)粒(其他合理答案也可) DNA分子雜交技術(shù) 目的基因是否轉(zhuǎn)出了mRNA 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗原抗體 會影響食物安全。理由是：擔心出現(xiàn)滯后效應；擔心出現(xiàn)新的過敏源；擔心營養(yǎng)成分改變等。 不會影響食物安全。理由是：多環(huán)節(jié)、嚴謹?shù)陌踩栽u價；科學家的負責態(tài)度可防止過敏源出現(xiàn)；至今未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食物影響健康的實例等例3、下圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳腺生物反應器的技術(shù)路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性

6、基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamH、Hind 、Sma直線所示為三種限制酶的酶切位點。據(jù)圖回答：(1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用_限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含 的培養(yǎng)基上進行。_。Hind 和BamH 氨芐青霉素 (2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調(diào)控序列是(填字母代號)。A啟動子 BtetR C復制原點 DampR(3)過程可采用的操作方法是_(填字母代號)。A農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B大腸桿菌轉(zhuǎn)化C顯微注射 D細胞整合(4)過程采用的生物技術(shù)是_。 胚胎移植技術(shù) AC2.將目的基因?qū)胧荏w細胞中的方法的比較生物種類植物細胞

7、動物細胞微生物細胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法Ca2處理法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上農(nóng)桿菌導入植物細胞整合到受體細胞的染色體DNA表達目的基因表達載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動物Ca2處理細胞感受態(tài)細胞重組表達載體與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子3.目的基因的檢測內(nèi)容和方法的比較類型步驟檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平檢測第一步目的基因是否插入受體細胞染色體的DNA上DNA分子雜交技術(shù)(DNA和DNA之間)是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA核酸分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間)同上第三步目的基因是

8、否翻譯出蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子雜交(抗原抗體之間)同上個體水平鑒定包括抗蟲或抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品進行活性比較，以確定功能是否相同等4.基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列找到對應的脫氧核苷酸序列合成DNA表達出蛋白質(zhì)獲取目的基因構(gòu)建表達載體導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程，因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造

9、新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)4.基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較基因工程蛋白質(zhì)工程操作環(huán)境生物體外生物體外操作核心基因基因操作起點目的基因預期的蛋白質(zhì)功能結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物自然界不存在的蛋白質(zhì)科學家通過對鼠和人控制抗體產(chǎn)生的基因進行拼接，實現(xiàn)了對鼠源雜交瘤抗體的改造，生產(chǎn)出對人體的不良反應減少、效果更好的鼠人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠人嵌合抗體的過程。請據(jù)圖回答：(1)鼠源雜交瘤抗(1)、鼠源雜交瘤體就是從免疫小鼠的脾臟細胞中獲取B淋巴細胞，在誘導劑的作用下與融合，形成 細胞，并通過體內(nèi)培養(yǎng)或體外培養(yǎng)生產(chǎn)單克隆抗體。這種抗體與普通血清抗體相比較，最主要的優(yōu)點在于它的 ，

10、可大量制備。(2)與植物原生質(zhì)體的融合相比，動物細胞融合在誘導融合方法方面的主要區(qū)別是還常用誘導融合。(3)生產(chǎn)單克隆抗體一般不直接培養(yǎng)漿細胞，主要原因是_。(4)科學家通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠人嵌合抗體基因，然后導入到鼠淋巴細胞中，這個過程中用到的工具酶有、，改造抗體屬于工程的范疇。骨髓瘤細胞 雜交瘤 特異性強、靈敏度高 滅活的病毒 漿細胞不能無限增殖 限制酶 DNA連接酶 蛋白質(zhì) 人類在預防與診療傳染性疾病過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，其疫苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如下圖：(3)過程采用的實驗技術(shù)是_(4)對健康

11、人進行該傳染病免疫預防時，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的_所制備的疫苗。對該傳染病疑似患者確診時，可從疑似患者體內(nèi)分離病毒，與已知病毒進行_比較；或用圖中的_進行特異性結(jié)合檢測測。細胞融合 A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的單克隆抗體 科學家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁殖速度，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進行克隆(如下圖所示)。(1)在進行細胞培養(yǎng)之前，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織進行分離，形成單個細胞，這一過程中需要利用酶處理。(2)上述動物細胞工程中涉及的技術(shù)有 。(3)將進行細胞培養(yǎng)的供體細胞核注入去核的卵母細胞中，去掉卵母細胞核的目的是。(4)重組細胞在培養(yǎng)液中

12、培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛體內(nèi)就會生出與供體奶牛遺傳性狀相同的犢牛，但也有可能出現(xiàn)性狀上的某些差異，原因可能是。核移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植使犢牛的性狀主要由供體細胞核決定 生物的性狀受細胞核和細胞質(zhì)共同控制；生物的性狀還受環(huán)境因素的影響 下圖是有關(guān)生物細胞生活史的概括，請據(jù)圖分析： 植物組織培養(yǎng)單克隆抗體制備動物體細胞核移植植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合 （1）其中過程分 別為_ 、 _過程， 過程中細胞的全 能性變 （填大 或?。?。過程產(chǎn) 生的D稱為_ ，其特點是細胞排列疏松無規(guī)則、高度 化、無定型狀態(tài)的薄壁細胞。如果要誘導D生根，那么應該控制培養(yǎng)基中生長素與 的相對含量比較

13、（填高或低）。 脫分化 再分化 小 愈傷組織 液泡 細胞分裂素 高 （2）過程的目的是 _ ，常 用_ （填試劑）處理， 得到的F、H可稱 為 _ 。 過程常見的誘導 方法有： _ （任舉兩例）。此 技術(shù)與傳統(tǒng)雜交相比其顯著優(yōu)點是：_ 去除細胞壁 纖維素酶或果膠酶 原生質(zhì)體 電激；聚乙二醇 克服了遠緣雜交的不親和性 （3）圖中的P小鼠可稱為 動物，N為去核細胞， 則其一般取自動物的_細胞。該過程體現(xiàn)了_具有全能性。 克隆 卵（母）動物體細胞核 （4）過程常在培養(yǎng) 瓶中進行，粘附性細 胞通常會生 長，當培養(yǎng)瓶中的細 胞達到一定密度，細 胞表面相互接觸時， 就會停止分裂，逐漸 走向衰亡，這種現(xiàn)象叫

14、做_，這時候需要用_ （填試劑）將其分散成為單個細胞。有些細胞經(jīng)過過程后可能具有了無限增殖能力，如圖中T的細胞，其可無限增殖是因為細胞發(fā)生了_。貼壁 接觸抑制 胰蛋白酶或膠原蛋白酶癌變 （5）若T細胞是骨髓 瘤細胞，則U細胞應 該為_細 胞，過程為 _過程， 常用_ （任填一種）方法誘導。T、U細胞能融合在一起,體現(xiàn)了細胞膜具有一定的_。經(jīng)過篩選得到的N細胞具有兩種細胞的特性,即_ 和_。 B淋巴 細胞融合 滅活的病毒 流動性 無限增殖 產(chǎn)生特異性抗體 （6）圖中Y為_，與傳統(tǒng)抗體相比它具有_的優(yōu)點。目前，科學工作者正在研究治療癌癥使用的生物導彈是 +抗癌藥物。 單克隆抗體 特異性強，靈敏度高，并能大量制備 單克隆抗體 【例】已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一