必刷21基因工程與細(xì)胞利用（30題）-2022年高考生物核心考點(diǎn)必刷題

必刷21基因工程與細(xì)胞利用知識(shí)點(diǎn)一基因工程和操作工具1.(2021·全國(guó)乙卷)用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過(guò)程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)如圖所示。回答下列問(wèn)題：（1）常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中__________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。（2）DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是____________。（3）DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能___________；質(zhì)粒DNA分子上有______________，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因（如某種抗生素抗性基因），利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是______________。（4）表達(dá)載體含有啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是指__________________?！敬鸢浮竣?EcoRI、PstI②.EcoRI、PstI、SmaI和EcoRV③.磷酸二酯鍵④.自我復(fù)制⑤.一至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)⑥.用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞⑦.位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識(shí)別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程【解析】基因工程至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶、運(yùn)載體。（1）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來(lái)源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)，而T4DNA連接酶來(lái)源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA連接酶連接。（2）DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接形成磷酸二酯鍵。（3）質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因表達(dá)的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點(diǎn)，能保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。（4）啟動(dòng)子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得需要的蛋白質(zhì)。2．(2020·安徽宣城期末)煙草是有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的雙子葉植物，易受TMV(煙草花葉病毒)感染而大幅度減產(chǎn)。絞股藍(lán)細(xì)胞中含有抗TMV基因，能抵抗TMV感染。研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV的煙草，操作流程如圖所示。(1)過(guò)程①表示遺傳信息流動(dòng)中的______________過(guò)程，所需原料為_(kāi)_________________。過(guò)程③所需要的工具酶是______________________________________________________。(2)大量擴(kuò)增目的基因可以使用PCR技術(shù)，該技術(shù)包括變性、復(fù)性、延伸三個(gè)步驟，變性這一步驟的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)過(guò)程④最常用的方法是________________________，過(guò)程⑤用到的細(xì)胞工程技術(shù)是________________________________________________________________________。(4)過(guò)程⑥還需要進(jìn)行基因工程操作步驟中的________________________，其中，在個(gè)體水平上檢驗(yàn)獲得的煙草是否抗TMV的方法是________________________。【答案】(1)反(逆)轉(zhuǎn)錄四種脫氧核苷酸限制酶和DNA連接酶(2)使DNA解鏈(為單鏈)(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物組織培養(yǎng)(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定用TMV感染煙草，觀察煙草是否被感染(或患病)【解析】(1)由圖可知，過(guò)程①表示以RNA為模板反(逆)轉(zhuǎn)錄形成DNA的過(guò)程，所需原料為構(gòu)成DNA的4種脫氧核苷酸。過(guò)程③表示構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程，需要用同種限制酶切割目的基因與載體，用DNA連接酶連接目的基因與載體的末端。(2)PCR技術(shù)中的變性是利用高溫使DNA解鏈成單鏈。(3)過(guò)程④將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，過(guò)程⑤受體細(xì)胞通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到再生植株。(4)過(guò)程⑥從再生植株中篩選出轉(zhuǎn)基因成功的抗TMV煙草植株還需要進(jìn)行目的基因的檢測(cè)與鑒定；其中，若從個(gè)體水平鑒定獲得的煙草能否抗TMV，可對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草接種TMV，觀察煙草是否被感染。3．大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ基因，其編碼的產(chǎn)物β半乳糖苷酶在X－gal和IPTG同時(shí)存在時(shí)，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色。如圖為利用該質(zhì)粒進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因過(guò)程，回答下列問(wèn)題：(1)在基因工程中，大腸桿菌質(zhì)粒通常作為_(kāi)_________，除此以外，基因工程操作還需要____________________和________________兩種工具酶。(2)基因工程的核心操作步驟是____________________________。(3)本題中將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法是______________，目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程，稱為_(kāi)_______。(4)加入了X－gal和IPTG培養(yǎng)基被稱為_(kāi)_______培養(yǎng)基，能夠篩選出含目的基因的菌落是________(填“①”“②”或“③”)，顏色是________?！敬鸢浮?1)載體限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(3)感受態(tài)細(xì)胞法轉(zhuǎn)化(4)選擇③白色【解析】(1)基因工程的四個(gè)步驟分別是目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定，在將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)，大腸桿菌質(zhì)粒通常作為載體；除此以外，在目的基因的獲取、構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，還需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶兩種工具酶。(4)加入X－gal和IPTG的培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基，因此加入X－gal和IPTG的目的是將導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)。在同時(shí)具有X－gal和IPTG的培養(yǎng)基中，如果大腸桿菌中導(dǎo)入完整的lacZ基因，則該基因可以控制合成β半乳糖苷酶，菌落應(yīng)該呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色，因此菌落①和②均呈現(xiàn)藍(lán)色，而菌落③呈現(xiàn)白色。4.(2019·海南卷，31)人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)值的蛋白質(zhì)(Y)，該蛋白質(zhì)由一條多肽鏈組成。目前可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)Y?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)若要獲得Y的基因，可從人的T細(xì)胞中提取________作為模板，在________催化下合成cDNA，再利用________技術(shù)在體外擴(kuò)增獲得大量Y的基因。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。若將上述所得Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的________中，得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，則可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將該基因?qū)肽撤N植物的葉肉細(xì)胞中。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)Y的愈傷組織，則說(shuō)明Y的基因已經(jīng)___________________。(3)天然的Y通常需要在低溫條件下保存。假設(shè)將Y的第6位氨基酸甲改變?yōu)榘被嵋铱商岣咂錈岱€(wěn)定性，若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對(duì)Y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，具體思路是____________________________________________。【答案】(1)mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶PCR(2)T－DNA整合到葉肉細(xì)胞染色體DNA上(3)找到第6位氨基酸甲對(duì)應(yīng)的堿基所在的基因位置，參照密碼子表，將第6位氨基酸甲對(duì)應(yīng)的堿基替換為氨基酸乙的堿基【解析】(1)由于人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)Y，要獲得Y的基因，可從人的T細(xì)胞中提取mRNA作為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下，利用四種游離的脫氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技術(shù)(體外擴(kuò)增DNA的技術(shù))在體外擴(kuò)增獲得大量Y的基因。(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，T－DNA可以攜帶目的基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，故需要Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T－DNA中得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，把含目的基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入到農(nóng)桿菌中，再讓含目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物的葉肉細(xì)胞。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)Y的愈傷組織，則說(shuō)明Y的基因已經(jīng)整合到葉肉細(xì)胞染色體DNA上。(3)蛋白質(zhì)工程需要從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推出相應(yīng)的氨基酸序列，找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，故對(duì)Y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，需要找到第6位氨基酸甲對(duì)應(yīng)的堿基所在的基因位置，參照密碼子表，將第6位氨基酸甲對(duì)應(yīng)的堿基替換為氨基酸乙的堿基。5.(2020·陜西榆林模擬)科研人員從耐鹽植物中獲得了耐鹽基因，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將耐鹽基因轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞中，進(jìn)而培育出了耐鹽水稻新品系。下圖表示構(gòu)建耐鹽基因表達(dá)載體的過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)據(jù)圖分析可知，在構(gòu)建的耐鹽基因表達(dá)載體中，圖中未標(biāo)注出的必需元件有耐鹽基因啟動(dòng)子，其功能是________________________________________。(2)據(jù)圖分析可知，在構(gòu)建耐鹽基因表達(dá)載體時(shí)，需要用________對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，從而保證____________________________________________________。(3)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐鹽基因?qū)胨臼荏w細(xì)胞，根據(jù)農(nóng)桿菌的感染特點(diǎn)，將耐鹽基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化作用進(jìn)入水稻細(xì)胞，并將其插入水稻細(xì)胞________上，從而使其遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。(4)受體細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過(guò)程稱為_(kāi)_______________，進(jìn)一步培育成幼苗，這體現(xiàn)了________________。檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功可使用的最簡(jiǎn)便的方法是____________________________________________________?！敬鸢浮?1)作為RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄(2)HindⅢ、XbaⅠ耐鹽基因與質(zhì)粒正確連接(3)染色體的DNA(4)脫分化植物細(xì)胞的全能性將其種植在鹽堿地上【解析】(1)基因表達(dá)載體的基本組成成分包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等，其中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。(2)根據(jù)題圖分析可知，目的基因兩側(cè)含有兩種不同的限制酶HindⅢ和XbaⅠ，因此應(yīng)該用這兩種酶對(duì)目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割，從而保證耐鹽基因與質(zhì)粒正確連接。(3)在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胨炯?xì)胞(植物細(xì)胞)時(shí)，應(yīng)該將耐鹽基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化作用進(jìn)入水稻細(xì)胞，并將其插入水稻細(xì)胞染色體的DNA上。(4)受體細(xì)胞通過(guò)脫分化形成愈傷組織，最終培育成幼苗，該過(guò)程為植物組織培養(yǎng)過(guò)程，原理是植物細(xì)胞的全能性；檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，最簡(jiǎn)單的方法是將其種植在鹽堿地上，觀察其生長(zhǎng)情況。6.(2019·江蘇卷，33)圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程示意圖，載體質(zhì)粒P0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：圖1(1)EcoRV酶切位點(diǎn)為eq\a\vs4\al(…GAT↓ATC…,…CTA↑TAG…)，EcoRV酶切出來(lái)的線性載體P1為_(kāi)_______末端。(2)用TaqDNA聚合酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得的目的基因片段，其兩端各自帶有一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理，在兩端各添加了一個(gè)堿基為_(kāi)_______的脫氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重組質(zhì)粒P3。(3)為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板進(jìn)行篩選，得到A、B、C三類菌落，其生長(zhǎng)情況如表(“＋”代表生長(zhǎng)，“－”代表不生長(zhǎng))。根據(jù)表中結(jié)果判斷，應(yīng)選擇的菌落是________(填表中字母)類，另外兩類菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是________________________、________________________。菌落類型平板類型ABC無(wú)抗生素＋＋＋氨芐青霉素＋＋－四環(huán)素＋－－氨芐青霉素＋四環(huán)素＋－－(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒，擬設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR鑒定。圖2所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質(zhì)粒中的相應(yīng)位置，PCR鑒定時(shí)應(yīng)選擇的一對(duì)引物是________。某學(xué)生嘗試用圖中另外一對(duì)引物，從某一菌落的質(zhì)粒中擴(kuò)增出了400bp的片段，原因是______________________。圖2【答案】(1)平(2)胸腺嘧啶(T)DNA連接(3)BA菌落含有P0C類菌落未轉(zhuǎn)入質(zhì)粒(4)乙、丙目的基因反向連接【解析】(1)EcoRV酶切位點(diǎn)在酶所識(shí)別序列的中心軸線處，產(chǎn)生的是平末端。(2)DNA連接酶對(duì)平末端的連接效率較低，因此通常要將平末端改造成黏性末端后再進(jìn)行連接。由于目的基因片段的兩端各自帶一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，處理后的載體質(zhì)粒兩端需要各添加一個(gè)堿基為胸腺嘧啶的脫氧核苷酸；要將處理后的質(zhì)粒與目的基因連接起來(lái)，需要用DNA連接酶。(3)由于四環(huán)素抗性基因中含有EcoRV酶識(shí)別的序列及切割位點(diǎn)，所以形成的重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因已經(jīng)被破壞，而氨芐青霉素抗性基因正常。根據(jù)表中結(jié)果可知，A菌落抗氨芐青霉素和四環(huán)素，說(shuō)明A菌落中導(dǎo)入的是P0質(zhì)粒；B菌落抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素，說(shuō)明B菌落中導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒；C菌落既不抗氨芐青霉素，也不抗四環(huán)素，說(shuō)明C菌落中沒(méi)有導(dǎo)入質(zhì)粒。(4)由于處理后的P0質(zhì)粒的兩個(gè)末端都含一個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸，而目的基因片段的兩端各自帶一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，所以目的基因在和P0質(zhì)粒連接時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：正向連接和反向連接。分析圖2可知，理論上可以選擇的引物組合有甲和丙、乙和丙兩種情況。如果選擇甲和丙這對(duì)引物，則無(wú)論目的基因是否正確插入，擴(kuò)增的片段都是50bp＋300bp＋100bp＝450bp，不符合要求；如果選擇乙和丙這對(duì)引物，正向連接和反向連接后所得結(jié)果不同，所以應(yīng)選擇乙和丙這對(duì)引物進(jìn)行PCR鑒定。如果目的基因和P0質(zhì)粒反向連接，則引物乙會(huì)出現(xiàn)在重組質(zhì)粒的外側(cè)，此時(shí)若加入引物甲和乙，則可以擴(kuò)增出300bp＋100bp＝400bp的片段。7.(2020·吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)下圖表示利用基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)若限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，那么在①過(guò)程中，應(yīng)用限制酶________切割質(zhì)粒，用限制酶________切割抗蟲(chóng)基因。①過(guò)程在________(填“體內(nèi)”或“體外”)進(jìn)行。(2)將通過(guò)②過(guò)程得到的大腸桿菌涂布在含有________的培養(yǎng)基上，能夠生長(zhǎng)說(shuō)明已導(dǎo)入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒，反之則說(shuō)明沒(méi)有導(dǎo)入，該培養(yǎng)基從功能方面屬于________培養(yǎng)基。(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的目的是__________________________________。(4)經(jīng)篩選分析，該植株細(xì)胞中含有一個(gè)攜帶抗蟲(chóng)基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，該轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的F1中，仍具有抗蟲(chóng)特性的植株占總數(shù)的________。(5)⑤過(guò)程所用技術(shù)稱為_(kāi)_______，從遺傳學(xué)角度來(lái)看，根本原因是根細(xì)胞具有________________?！敬鸢浮?1)ⅡⅠ(Ⅰ和Ⅱ)體外(2)四環(huán)素選擇(3)大量復(fù)制目的基因(抗蟲(chóng)基因)(4)3/4(5)植株組織培養(yǎng)發(fā)育成完整個(gè)體所需的全套遺傳物質(zhì)【解析】(1)圖中所示實(shí)驗(yàn)過(guò)程的目的是在氨芐青霉素抗性基因中插入目的基因，用酶Ⅰ和酶Ⅱ切割產(chǎn)生的末端是一致的，故切割產(chǎn)生的片段可被DNA連接酶連接，若使用酶Ⅰ切割質(zhì)粒將同時(shí)切開(kāi)氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，只用酶Ⅱ可只切開(kāi)前者；若用酶Ⅱ切割抗蟲(chóng)基因，則只能切開(kāi)圖中抗蟲(chóng)基因右側(cè)，而使用酶Ⅰ(Ⅰ和Ⅱ)可將目的基因片段切下。構(gòu)建表達(dá)載體的過(guò)程在體外進(jìn)行。(2)導(dǎo)入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒的大腸桿菌能夠在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上正常生長(zhǎng)，沒(méi)有成功導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌在該種培養(yǎng)基中均不能生長(zhǎng)。該培養(yǎng)基從功能方面屬于選擇培養(yǎng)基。(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的目的是大量復(fù)制目的基因(抗蟲(chóng)基因)。(4)根據(jù)題意親本自交組合可以看作：Aa×Aa，則后代中3/4有抗性。(5)從離體細(xì)胞培養(yǎng)出完整植株的過(guò)程稱為植物組織培養(yǎng)，是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性，即含有發(fā)育成完整個(gè)體所需的全套遺傳物質(zhì)。8.(2019·安徽黃山二模)反義基因是通過(guò)產(chǎn)生的mRNA分子與相關(guān)基因產(chǎn)生的mRNA進(jìn)行互補(bǔ)，來(lái)阻斷非正常蛋白質(zhì)合成。圖1為不同的限制酶及相應(yīng)的切割位點(diǎn)。圖2為科學(xué)實(shí)驗(yàn)中利用小分子量的A反義基因的實(shí)例。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)基因工程中，A基因可以用________(儀器)合成，利用該儀器還可以合成________等。若想將圖2中的A基因反向連接到結(jié)構(gòu)甲中，應(yīng)該用__________________________________________________限制酶切割A(yù)基因和結(jié)構(gòu)甲。DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，________可以“縫合”平末端和黏性末端。(2)用含A反義基因的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞的原生質(zhì)體后，可用含有________的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。培養(yǎng)一段時(shí)間后，在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞________________來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)導(dǎo)入的A反義基因能轉(zhuǎn)錄A反義RNA，且能與正常RNA互補(bǔ)，抑制A基因表達(dá)過(guò)程中的______________________________________________________?！敬鸢浮?1)DNA合成儀引物(或探針)EcoRⅠ、BamHⅠT4DNA連接酶(2)抗生素是否發(fā)生質(zhì)壁分離(3)翻譯【解析】(1)基因工程中，利用化學(xué)方法人工合成目的基因常使用的儀器是DNA合成儀，利用該儀器還可以合成引物(或探針)等。A基因和結(jié)構(gòu)甲都有EcoRⅠ和BamHⅠ的切割位點(diǎn)，切割A(yù)基因，不破壞目的基因，切割結(jié)構(gòu)甲不破壞標(biāo)記基因，故將圖2中的A基因反向連接到結(jié)構(gòu)甲中，應(yīng)該用EcoRⅠ和BamHⅠ限制酶切割A(yù)基因和結(jié)構(gòu)甲。T4DNA連接酶可以“縫合”平末端和黏性末端。(2)結(jié)構(gòu)甲中含有抗生素抗性基因，用含A反義基因的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞的原生質(zhì)體后，可用含有抗生素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。培養(yǎng)一段時(shí)間后，在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)基因的表達(dá)分為轉(zhuǎn)錄和翻譯，翻譯是以mRNA作為模板，氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的過(guò)程，導(dǎo)入的A反義基因能轉(zhuǎn)錄A反義RNA，且能與正常RNA互補(bǔ)，使其不能提供翻譯模板，以抑制A基因的翻譯。9.(2020·沈陽(yáng)模擬)青蒿素是最有效的抗瘧疾藥物，但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低，為緩解青蒿素供應(yīng)不足的狀況，科學(xué)家將tms基因和tmr基因?qū)朦S花蒿的愈傷組織從而獲得了黃花蒿的冠癭組織，改造過(guò)程用到的部分結(jié)構(gòu)如圖。(1)科學(xué)家將目的基因?qū)朦S花蒿愈傷組織細(xì)胞的常用方法是________________。(2)圖中結(jié)構(gòu)P、T是基因成功轉(zhuǎn)錄的保證，其中結(jié)構(gòu)P的作用是________________。為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)，圖中還缺少的結(jié)構(gòu)是________________。(3)在獲得轉(zhuǎn)基因的冠癭組織過(guò)程中，________是核心步驟，在具體操作中常常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體的兩端分別進(jìn)行切割，這樣做的好處是________________________。(4)T-DNA的作用是可以使________，并插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA上，要檢測(cè)目的基因是否插入到冠癭組織細(xì)胞的染色體DNA上，可采用________技術(shù)。(5)與愈傷組織相比，冠癭組織的生長(zhǎng)速度更快，原因可能是____________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(2)RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位標(biāo)記基因(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(或：構(gòu)建基因表達(dá)載體)可以避免目的基因和運(yùn)載體的自身連接成環(huán)和反向連接(4)目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞DNA分子雜交(5)tms和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，促進(jìn)了冠癭組織的生長(zhǎng)【解析】(1)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法有：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉通道法、顯微注射技術(shù)、Ca2＋處理法，而導(dǎo)入植物細(xì)胞最常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，因此，科學(xué)家將目的基因?qū)朦S花蒿愈傷組織細(xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(2)圖中結(jié)構(gòu)P、T是基因成功轉(zhuǎn)錄的保證，其中結(jié)構(gòu)P為啟動(dòng)子，它的作用是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位。為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)，圖中還缺少的結(jié)構(gòu)是標(biāo)記基因。(3)在獲得轉(zhuǎn)基因的冠癭組織過(guò)程中，基因表達(dá)載體的構(gòu)建是核心步驟，在具體操作中常常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體的兩端分別進(jìn)行切割，這樣做的好處是可以避免目的基因和運(yùn)載體的自身連接成環(huán)和反向連接。(4)T-DNA的作用是可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞，并插入到植物細(xì)胞中染色體的DNA上，要檢測(cè)目的基因是否插入到冠癭組織細(xì)胞的染色體DNA上，可采用DNA分子雜交技術(shù)。(5)與愈傷組織相比，冠癭組織的生長(zhǎng)速度更快，原因可能是tms和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，促進(jìn)了冠癭組織的生長(zhǎng)。知識(shí)點(diǎn)二結(jié)合RCR技術(shù)的應(yīng)用10.(2021·全國(guó)甲卷)PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測(cè)。為檢測(cè)病人是否感染了某種病原菌，醫(yī)生進(jìn)行了相關(guān)操作：①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果；②從病人組織樣本中提取DNA；③利用PCR擴(kuò)增DNA片段；④采集病人組織樣本?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）若要得到正確的檢測(cè)結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是_________（用數(shù)字序號(hào)表示）。（2）操作③中使用的酶是_________。PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、________三步，其中復(fù)性的結(jié)果是_______。（3）為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與_______特異性結(jié)合。（4）PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指_______。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面?！敬鸢浮竣?④②③①②.Taq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）③.延伸④.Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成⑤.兩條單鏈DNA⑥.一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)【解析】PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。通過(guò)這一技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。（1）PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測(cè)，若要得到正確的檢測(cè)結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是④采集病人組織樣本→②從病人組織樣本中提取DNA→③利用PCR擴(kuò)增DNA片段→①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果。（2）在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，DNA的復(fù)制過(guò)程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似，操作③中使用的酶是Taq酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶），PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步，其中復(fù)性的結(jié)果是Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。（3）DNA復(fù)制需要引物，為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與兩條單鏈DNA特異性結(jié)合。（4）據(jù)分析可知，PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。11.(2019·全國(guó)卷Ⅰ，38)基因工程中可以通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫(kù)中獲得?；蛭膸?kù)包括________和________。(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí)，解開(kāi)DNA雙鏈的酶是________。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是________。上述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的________。(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是______________________________________________________________。【答案】(1)基因組文庫(kù)cDNA文庫(kù)(2)解旋酶加熱至90～95℃氫鍵(3)Taq酶熱穩(wěn)定性高，而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會(huì)失活【解析】(1)基因文庫(kù)包括基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)。(2)生物體細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí)是利用解旋酶進(jìn)行解旋的，而在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，則是通過(guò)加熱至90～95℃進(jìn)行解旋的，二者都破壞了堿基對(duì)中的氫鍵。(3)在PCR過(guò)程中，要加熱至90～95℃，所以使用熱穩(wěn)定性高的Taq酶，而不使用在高溫下會(huì)失活的大腸桿菌DNA聚合酶。12.(2020·山東桓臺(tái)摸底)如圖為轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯培育過(guò)程圖，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)PCR技術(shù)利用的基本原理是______________________________________________________________________________________________________。利用該技術(shù)擴(kuò)增目標(biāo)DNA片段(子鏈的延伸方向從5′→3′)，應(yīng)選擇圖中的引物________(填字母)與模板DNA結(jié)合。(2)PCR體系經(jīng)過(guò)n次循環(huán)可使DNA數(shù)量得到約2n倍的擴(kuò)增。若反應(yīng)體系加入m個(gè)靶DNA，經(jīng)3次循環(huán)后圖中所示目標(biāo)DNA片段所占的比例為_(kāi)_______。(3)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，常用兩種不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，獲得不同的黏性末端，其主要目的是_____________________________________________________________________________________________________。(4)重組細(xì)胞經(jīng)過(guò)G、H過(guò)程成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯植株，此過(guò)程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是________________，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于________________________、________________________等育種過(guò)程。(5)研究表明，轉(zhuǎn)基因植物可以通過(guò)花粉將外源基因擴(kuò)散到其他植物，從而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害。因此，科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的________(填“細(xì)胞核”或“葉綠體”)基因組中，以防止目的基因通過(guò)花粉向其他植物擴(kuò)散。【答案】(1)DNA雙鏈復(fù)制B和E(2)eq\f(1,4)(3)防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)基因工程育種單倍體育種(5)葉綠體【解析】(1)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的原理是DNA雙鏈復(fù)制。引物是一小段單鏈DNA，引物5′端的堿基可以與DNA兩條鏈的3′端的堿基進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，可作為DNA復(fù)制的起始點(diǎn)。子鏈的延伸方向從5′→3′，DNA聚合酶從引物的3′端開(kāi)始延伸DNA鏈。因此要擴(kuò)增目的基因，應(yīng)選用圖中的B和E作為引物。(2)PCR體系經(jīng)過(guò)n次循環(huán)可使DNA數(shù)量得到約2n倍的擴(kuò)增，則m個(gè)靶DNA經(jīng)3次循環(huán)得到8m個(gè)DNA分子，目標(biāo)DNA片段所占的比例為eq\f(2m,8m)＝eq\f(1,4)。(3)用兩種酶切割目的基因和質(zhì)粒，可以防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化。(4)重組細(xì)胞經(jīng)過(guò)G、H過(guò)程成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗病毒馬鈴薯植株，此過(guò)程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛用于植物體細(xì)胞雜交育種、基因工程育種、單倍體育種等育種過(guò)程中。(5)花粉中含有精子，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞，所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中，以防止目的基因通過(guò)花粉向其他植物擴(kuò)散。13.(7分)(2020·鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校調(diào)研)PCR是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，利用PCR技術(shù)可對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。請(qǐng)根據(jù)下面PCR反應(yīng)原理示意圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)PCR的原理是_____________________________________________________。(2)PCR技術(shù)使DNA解鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)________實(shí)現(xiàn)的，DNA的這種解鏈現(xiàn)象在一定條件下是________(填“可逆的”或“不可逆的”)。(3)DNA解鏈后冷卻的目的是_________________________________________。(4)溫度加熱至70～75℃時(shí)，_________________________________________酶把單個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)________鍵連接到引物上。如此逐漸延伸形成互補(bǔ)鏈，進(jìn)而使目的基因加倍。(5)通過(guò)重復(fù)循環(huán)過(guò)程，使目的基因以________形式擴(kuò)增?！敬鸢浮?1)DNA雙鏈復(fù)制(2)高溫加熱可逆的(3)讓引物與互補(bǔ)DNA鏈相結(jié)合(4)熱穩(wěn)定DNA聚合磷酸二酯(5)指數(shù)知識(shí)點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程14.(2020·江西宜春期末)基因工程已成為生物科學(xué)的核心技術(shù)，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在基因工程操作過(guò)程中，E·coliDNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是________。(2)應(yīng)用基因工程技術(shù)獲得抗蟲(chóng)棉的過(guò)程：目的基因→受體細(xì)胞→轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，為使抗蟲(chóng)基因在抗蟲(chóng)棉細(xì)胞中高效表達(dá)，需要把目的基因片段插入基因表達(dá)載體的________________之間。抗蟲(chóng)基因的遺傳特性能在抗蟲(chóng)棉株體內(nèi)維持和表達(dá)的關(guān)鍵是________________________________________________________。通過(guò)此過(guò)程產(chǎn)生的抗蟲(chóng)棉還需要在________水平上檢驗(yàn)抗蟲(chóng)效果。為防止抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因通過(guò)花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物中，科學(xué)家設(shè)法將抗蟲(chóng)基因整合到受體細(xì)胞的__________________中，其原因是_______________________________________________________________________________________________。(3)干擾素是抗病毒的特效藥，由于干擾素在體外保存困難，可利用蛋白質(zhì)工程對(duì)干擾素進(jìn)行改造，基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→________→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。【答案】(1)磷酸二酯鍵(2)啟動(dòng)子、終止子目的基因插入到了棉株細(xì)胞的染色體DNA上個(gè)體葉綠體基因組(DNA)受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞(3)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)【解析】(1)基因工程操作過(guò)程中，E·coliDNA連接酶催化形成磷酸二酯鍵。(2)為使抗蟲(chóng)基因在抗蟲(chóng)棉細(xì)胞中高效表達(dá)，需要把目的基因片段插入基因表達(dá)載體的啟動(dòng)子和終止子之間，因?yàn)閱?dòng)子和終止子負(fù)責(zé)調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。目的基因要想在宿主細(xì)胞中維持和表達(dá)，其關(guān)鍵是將目的基因插入棉株細(xì)胞的染色體DNA上。通過(guò)此過(guò)程產(chǎn)生的抗蟲(chóng)棉還需要在個(gè)體水平上檢驗(yàn)抗蟲(chóng)效果，即將棉鈴蟲(chóng)接種于抗蟲(chóng)棉上，看是否具有抗蟲(chóng)效果。為防止抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)基因通過(guò)花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物中，科學(xué)家常將抗蟲(chóng)基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組(DNA)中，因?yàn)槭芫阎械募?xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。15.(2020·湖南師大附中)科學(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因與pBR322質(zhì)粒進(jìn)行重組，得到的重組質(zhì)粒導(dǎo)入牛的受精卵，使其發(fā)育為轉(zhuǎn)基因牛，再通過(guò)細(xì)胞工程培育出轉(zhuǎn)基因克隆牛。pBR322質(zhì)粒含有兩個(gè)抗生素抗性基因和5個(gè)限制酶切點(diǎn)(如圖2)。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)圖1中顯示的人的生長(zhǎng)激素基因是人工合成的，圖中①過(guò)程需要的酶是________。與②過(guò)程比較，①過(guò)程所特有的堿基配對(duì)方式是________(用字母和箭頭表示)。(2)圖1中的mRNA是從人體的________細(xì)胞中獲取的。(3)重組質(zhì)粒形成與否需要鑒定和篩選，方法是將重組質(zhì)粒的DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌，通過(guò)含抗生素的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，觀察大腸桿菌的生長(zhǎng)、繁殖情況并進(jìn)行判斷，如圖3所示：圖3①如果受體菌在培養(yǎng)基A上能生長(zhǎng)、繁殖形成菌落，而不能在培養(yǎng)基B上生長(zhǎng)、繁殖，則限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的______________________________________。②如果受體菌在培養(yǎng)基A上不能生長(zhǎng)、繁殖形成菌落，而在培養(yǎng)基B上能生長(zhǎng)、繁殖，則限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的________。③如果受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長(zhǎng)、繁殖形成菌落，則限制酶a的切點(diǎn)是圖2中的________。(4)將目的基因?qū)氪竽c桿菌時(shí)，常利用Ca2＋處理大腸桿菌細(xì)胞，使其成為_(kāi)_______，與溶有目的基因的緩沖液混合，從而完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。若重組大腸桿菌產(chǎn)生的中間代謝產(chǎn)物擴(kuò)散到水體或土壤中，會(huì)引發(fā)________安全問(wèn)題?！敬鸢浮?1)逆轉(zhuǎn)錄酶U→A(2)垂體(3)①切點(diǎn)3或切點(diǎn)4或切點(diǎn)5②切點(diǎn)1③切點(diǎn)2(4)感受態(tài)細(xì)胞環(huán)境【解析】(1)圖1中①過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要用逆轉(zhuǎn)錄酶，②過(guò)程為單鏈DNA合成雙鏈DNA的過(guò)程，①過(guò)程與②過(guò)程共有的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式有A→T、G→C、C→G，不同的是①過(guò)程有U→A，②過(guò)程有T→A。(2)在人體內(nèi)幾乎所有細(xì)胞內(nèi)都含有生長(zhǎng)激素基因，但其只在垂體細(xì)胞中表達(dá)，因此生長(zhǎng)激素基因的mRNA應(yīng)從垂體細(xì)胞中提取。(3)①由題意可知，若受體菌在培養(yǎng)基A上能生長(zhǎng)而在培養(yǎng)基B上不能生長(zhǎng)，則質(zhì)粒中抗氨芐青霉素基因完整而抗四環(huán)素基因被破壞，限制酶a的切點(diǎn)是圖2中切點(diǎn)3或切點(diǎn)4或切點(diǎn)5；②若受體菌在培養(yǎng)基B上能生長(zhǎng)而在培養(yǎng)基A上不能生長(zhǎng)，則質(zhì)粒中抗氨芐青霉素基因被破壞而抗四環(huán)素基因完整，判斷限制酶a的切點(diǎn)是切點(diǎn)1；③若受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長(zhǎng)，則質(zhì)粒中抗氨芐青霉素基因和抗四環(huán)素基因都未被破壞，判斷限制酶a的切點(diǎn)是切點(diǎn)2。(4)將目的基因?qū)氪竽c桿菌時(shí)，用Ca2＋處理大腸桿菌細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。若重組大腸桿菌產(chǎn)生的中間代謝產(chǎn)物擴(kuò)散到水體或土壤中，會(huì)引發(fā)環(huán)境安全問(wèn)題。16.(2020·湖南衡陽(yáng)聯(lián)考)胰島素是治療胰島素依賴糖尿病的特效藥物，但是天然胰島素在人體內(nèi)的壽命只有幾個(gè)小時(shí)，通過(guò)蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)胰島素的半衰期，可以得到長(zhǎng)效胰島素。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)長(zhǎng)效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程。(1)基因工程中限制酶切割后的運(yùn)載體與目的基因能再次拼接的理由是______________________________________________________________。(2)在基因工程中獲取目的基因的方法除圖中方法外，還有利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和_____________________________________________________________。(3)上述基因工程中除質(zhì)粒外，________也可作為運(yùn)載體。(4)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是____________________________________________________________。(5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是___________________________________________。(6)新的胰島素為什么還要加工、修飾？____________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)切割產(chǎn)生的末端相同(2)從基因文庫(kù)中獲取(3)噬菌體(4)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能(5)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(或外源DNA)的能力極弱(6)大腸桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，無(wú)法加工胰島素【解析】(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要選擇一種或兩種限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體進(jìn)行切割，產(chǎn)生相同的黏性末端，可以通過(guò)DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)圖中獲取目的基因的方法是人工合成法，除此之外還有從基因文庫(kù)中獲取和PCR技術(shù)擴(kuò)增。(3)基因工程中可以選擇質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒或λ噬菌體的衍生物作為運(yùn)載體。(4)圖中改造胰島素用到的是蛋白質(zhì)工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，進(jìn)而合成符合要求的蛋白質(zhì)。(5)基因工程中，若受體細(xì)胞是大腸桿菌，需要用鈣離子處理法處理使其處于感受態(tài)，因?yàn)槲刺幚淼拇竽c桿菌吸收質(zhì)粒的能力極弱。(6)大腸桿菌是原核生物，沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，無(wú)法對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工，故需要對(duì)新的胰島素進(jìn)行加工修飾。17.(2020·河北石家莊市質(zhì)檢)干擾素可以用于治療病毒感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難。如果將其分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，那么，便能在－70℃條件下保存半年之久，這需要利用蛋白質(zhì)工程來(lái)完成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)天然蛋白質(zhì)的合成過(guò)程是按照________進(jìn)行的，而蛋白質(zhì)工程與之相反。蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)________________________，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。(2)若將干擾素的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列________(填“是”或“不是”)唯一的。可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，該技術(shù)的前提是要有一段________________________________，以便根據(jù)這一序列合成引物。(3)科學(xué)家在基因工程和蛋白質(zhì)工程中常用大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是其___________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。大腸桿菌常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用________處理后成為_(kāi)_______細(xì)胞，再與重組表達(dá)載體溶于緩沖溶液中完成轉(zhuǎn)化。(4)可用________(填物質(zhì)名稱)檢測(cè)干擾素基因是否翻譯出蛋白質(zhì)。【答案】(1)中心法則基因修飾或基因合成(2)不是已知目的基因的核苷酸序列(3)繁殖快；多為單細(xì)胞；遺傳物質(zhì)相對(duì)較少Ca2＋感受態(tài)(4)(干擾素的)抗體【解析】(1)天然蛋白質(zhì)的合成過(guò)程是按照中心法則進(jìn)行的，而蛋白質(zhì)工程與之相反。根據(jù)蛋白質(zhì)工程的概念可知，蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。(2)由于絲氨酸由多種密碼子決定，因此通過(guò)該方法獲得的脫氧核苷酸序列不是唯一的。在PCR技術(shù)中擴(kuò)增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。(3)原核生物常作為基因工程中的受體細(xì)胞的原因是其繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等，最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是先用Ca2＋處理細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，再將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。(4)可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測(cè)干擾素的基因是否表達(dá)，即用(干擾素的)抗體進(jìn)行檢測(cè)。18．(2020·天津，16)Ⅰ型糖尿病是因免疫系統(tǒng)將自身胰島素作為抗原識(shí)別而引起的自身免疫病。小腸黏膜長(zhǎng)期少量吸收胰島素抗原，能誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)識(shí)別該抗原后應(yīng)答減弱，從而緩解癥狀?？蒲腥藛T利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，使乳酸菌在小鼠腸道內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生人胰島素抗原，為此構(gòu)建重組表達(dá)載體，技術(shù)路線如下。據(jù)圖回答：(1)為使人胰島素在乳酸菌中高效表達(dá)，需改造其編碼序列。下圖是改造前后人胰島素B鏈編碼序列的起始30個(gè)核苷酸序列。據(jù)圖分析，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中，該段序列所對(duì)應(yīng)的片段內(nèi)存在堿基替換的密碼子數(shù)有個(gè)。(2)在人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列，確保等比例表達(dá)A、B肽鏈。下列有關(guān)分析正確的是(多選)。A．引入短肽編碼序列不能含終止子序列B．引入短肽編碼序列不能含終止密碼子編碼序列C．引入短肽不能改變A鏈氨基酸序列D．引入短肽不能改變?cè)艘葝u素抗原性(3)在重組表達(dá)載體中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶僅有圖示的酶切位點(diǎn)。用這兩種酶充分酶切重組表達(dá)載體，可形成種DNA片段。(4)檢測(cè)轉(zhuǎn)化的乳酸菌發(fā)現(xiàn)，信號(hào)肽－重組人胰島素分布在細(xì)胞壁上。由此推測(cè)，信號(hào)肽的合成和運(yùn)輸所經(jīng)歷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次是。(5)用轉(zhuǎn)化的乳酸菌飼喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段時(shí)間后，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)人胰島素抗原，能夠特異性識(shí)別它的免疫細(xì)胞有(多選)。A．B細(xì)胞B．T細(xì)胞C．吞噬細(xì)胞D．漿細(xì)胞【答案】(1)6(2)ABCD(3)3(4)核糖體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁(5)AB【解析】(1)據(jù)圖分析，人胰島素B鏈編碼序列的起始30個(gè)核苷酸序列改造后，第6、15、16、18、21、24、30位的核苷酸與改造前不同，則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的密碼子中第2、5、6、7、8、10個(gè)密碼子發(fā)生了堿基的替換。(2)在人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列，以確保等比例表達(dá)A、B肽鏈。若引入的短肽編碼序列含有終止子序列，則會(huì)使控制合成胰島素的基因在表達(dá)時(shí)提前終止轉(zhuǎn)錄過(guò)程，引起構(gòu)成胰島素的肽鏈變短；若引入的短肽編碼序列含有終止密碼子編碼序列，則會(huì)使控制合成胰島素的基因在表達(dá)時(shí)提前終止翻譯過(guò)程，引起構(gòu)成胰島素的肽鏈變短；引入的短肽編碼序列應(yīng)當(dāng)位于A鏈和B鏈之間，不能改變A、B鏈的氨基酸序列，也不能改變?cè)艘葝u素抗原性，新產(chǎn)生的胰島素具備原有的抗原性才能在被小腸黏膜吸收后，誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)識(shí)別該抗原后應(yīng)答減弱，從而緩解癥狀，因此A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)均正確。(3)在重組表達(dá)載體中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶的酶切位點(diǎn)共有3個(gè)，則用這兩種限制酶充分酶切后，能夠?qū)h(huán)狀的重組表達(dá)載體切成3種不同長(zhǎng)度的鏈狀DNA片段。(4)該信號(hào)肽－重組人胰島素是在乳酸菌的核糖體上合成的，分布在細(xì)胞壁上，則其合成和運(yùn)輸過(guò)程是在核糖體上合成，經(jīng)過(guò)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞膜運(yùn)輸，最后到達(dá)細(xì)胞壁。(5)用轉(zhuǎn)化的乳酸菌飼喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段時(shí)間后，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的人胰島素抗原會(huì)引起小鼠機(jī)體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，該過(guò)程中能夠特異性識(shí)別抗原的細(xì)胞包括B細(xì)胞、T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞和記憶細(xì)胞。吞噬細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別不具有特異性，漿細(xì)胞不能識(shí)別抗原。19．(2021·大慶質(zhì)檢)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子β肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致功能異常。回答下列問(wèn)題：(1)異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的序列發(fā)生改變。(2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程，理由是該操作。(3)用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí)，可先提取早期紅細(xì)胞中的，以其作為模板，在酶的作用下反(逆)轉(zhuǎn)錄合成cDNA，cDNA與載體需在限制酶和酶的作用下，構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。(4)檢測(cè)受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白?！敬鸢浮?1)堿基對(duì)(或脫氧核苷酸)(2)不屬于沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(或沒(méi)有對(duì)基因進(jìn)行修飾)(3)mRNA(或RNA)逆轉(zhuǎn)錄DNA連接(4)蛋白質(zhì)抗原—抗體【解析】(1)編碼血紅蛋白的基因中堿基對(duì)的替換導(dǎo)致編碼的氨基酸種類改變。(2)蛋白質(zhì)工程通過(guò)基因修飾或基因合成，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新蛋白質(zhì)，由于該操作中沒(méi)有對(duì)蛋白質(zhì)或基因進(jìn)行改造或修飾，因此不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)因血紅蛋白基因只在早期紅細(xì)胞中表達(dá)，所以可從其中提取mRNA，以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，反(逆)轉(zhuǎn)錄合成cDNA。構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶。(4)目的基因是否表達(dá)可以通過(guò)從受體菌中提取蛋白質(zhì)，進(jìn)行抗原—抗體雜交實(shí)驗(yàn)加以判斷。知識(shí)點(diǎn)四植物細(xì)胞工程20．(2019·全國(guó)Ⅲ，38)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過(guò)程如圖所示。eq\x(切取潔凈的胡蘿卜根段)→eq\x(對(duì)根段進(jìn)行消毒)→eq\x(切取1cm3左右?guī)в行纬蓪拥慕M織塊)→①②③eq\x(接種組織塊)→eq\x(誘導(dǎo)組織塊形成愈傷組織)→eq\x(誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗)④⑤⑥回答下列問(wèn)題：(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有_______________________________________________________。(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過(guò)細(xì)胞的________過(guò)程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的____________，這種繁殖方式屬于________繁殖?！敬鸢浮?1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同再分化(或分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(5)遺傳特性無(wú)性【解析】(1)分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性。(3)決定植物細(xì)胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤(誘導(dǎo)組織塊形成愈傷組織)和步驟⑥(誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗)所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同，故步驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基。愈傷組織通過(guò)細(xì)胞的再分化過(guò)程形成試管苗。(5)植物組織培養(yǎng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此屬于無(wú)性繁殖，組織培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性。21．科學(xué)家用植物體細(xì)胞雜交的方法，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，如圖1所示，其中①～⑤表示過(guò)程，a～f表示細(xì)胞、組織或植株。育種工作者還利用番茄進(jìn)行了如圖2所示的三組實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)與過(guò)程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器為_(kāi)_____________。(2)過(guò)程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的____________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。(3)如果形成c的a、b原生質(zhì)體都來(lái)自番茄細(xì)胞，那么更簡(jiǎn)單地得到番茄植株f的處理方法是______________________________________________。(4)若雜種植株在有絲分裂過(guò)程中，僅保留番茄的染色體而馬鈴薯的染色體會(huì)不斷丟失，采用特異性引物對(duì)番茄和馬鈴薯基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。圖3是用該引物對(duì)雙親及4棵再生植株1～4進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有________(多選)。(5)圖2中過(guò)程Ⅰ培育植物體A主要應(yīng)用了__________________技術(shù)。(6)用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ有關(guān)實(shí)驗(yàn)，則過(guò)程Ⅱ中，培育植物體B的方法(Ⅱ)稱為_(kāi)_________________。【答案】(1)高爾基體(2)葉綠體(3)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(4)1、2、4(5)植物組織培養(yǎng)(6)單倍體育種【解析】圖1是利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育雜種植株，具體過(guò)程包括誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合成雜種細(xì)胞和利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成雜種植株兩個(gè)過(guò)程。過(guò)程①是通過(guò)酶解法去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體a和b，過(guò)程②是通過(guò)物理或化學(xué)方法(如聚乙二醇)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合成c，過(guò)程③是再生細(xì)胞壁形成雜種細(xì)胞d，過(guò)程④是脫分化過(guò)程形成愈傷組織e，過(guò)程⑤是再分化生成完整植株，過(guò)程④和⑤是利用植株組織培養(yǎng)技術(shù)培育完整植株。圖3中1、2和4植株中同時(shí)含有番茄和馬鈴薯的染色體，而3只含有番茄的染色體，因此再生植株1～4中一定是雜種植株的有1、2、4。22．(2020·拉薩模擬)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不僅可實(shí)現(xiàn)種苗的快速繁殖、培育無(wú)病毒植株，也可加快作物及苗木育種。下面是培育柑橘耐鹽植株的實(shí)驗(yàn)流程：eq\a\vs4\al\co1(莖,段)→eq\a\vs4\al\co1(愈傷,組織)eq\o(→,\s\up11(處理1：先用γ射線照射),\s\do4(處理2：后在培養(yǎng)基中加入物質(zhì)X))eq\a\vs4\al\co1(挑選生長(zhǎng)的,愈傷組織)→eq\a\vs4\al\co1(耐鹽,植株)回答下列問(wèn)題：(1)愈傷組織是由離體的莖段經(jīng)__________過(guò)程形成的，此時(shí)愈傷組織細(xì)胞____________(填“具有”或“不具有”)細(xì)胞的全能性，愈傷組織經(jīng)過(guò)________過(guò)程形成耐鹽植株。在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、瓊脂外，還需要添加______________。(2)對(duì)愈傷組織進(jìn)行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是______________，用γ射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________；處理2中添加的物質(zhì)X為_(kāi)_____________。(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于其他作物的育種中。在培育白菜—甘藍(lán)、三倍體無(wú)子西瓜、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲(chóng)棉中，必須用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是___________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)脫分化具有再分化植物激素(2)誘導(dǎo)基因突變愈傷組織細(xì)胞處于不斷分裂狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變氯化鈉(3)培育白菜—甘藍(lán)、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲(chóng)棉【解析】(1)愈傷組織是離體的莖段脫分化形成的，每個(gè)細(xì)胞都脫離了原來(lái)的分化狀態(tài)，都具有全能性，愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程才能形成植株。在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，除了加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之外，還要加入植物激素，因?yàn)橹参锛に卦诿摲只驮俜只^(guò)程中起重要作用。(3)白菜—甘藍(lán)形成的過(guò)程中，先形成雜種細(xì)胞，再由雜種細(xì)胞利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成雜種植株；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，再通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)形成植株。23．玉米(2n＝20)和水稻(2m＝24)均為二倍體植物，某實(shí)驗(yàn)小組擬用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育富含β胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過(guò)程設(shè)計(jì)如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)①為原生質(zhì)體的制備過(guò)程，該過(guò)程需要的酶是__________________________，制備原生質(zhì)體的過(guò)程不能在清水中進(jìn)行，以防止________________________。(2)原生質(zhì)體融合過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜________________的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(3)圖中融合的雜種細(xì)胞中含有________個(gè)染色體組，該雜種細(xì)胞培育形成的植株的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中能產(chǎn)生________個(gè)四分體。(4)③過(guò)程________(填“需要”或“不需要”)在光下進(jìn)行，④過(guò)程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中__________________________有關(guān)?！敬鸢浮?1)纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體吸水漲破(2)具有一定的流動(dòng)性(3)422(4)不需要植物激素的種類和比例【解析】(1)①為原生質(zhì)體的制備過(guò)程，通常用酶解法。由于細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以該過(guò)程需要的酶是纖維素酶和果膠酶。由于細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞有支持和保護(hù)作用，所以制備原生質(zhì)體的過(guò)程不能在清水中進(jìn)行，以防止原生質(zhì)體吸水漲破。(3)由于玉米(2n＝20)和水稻(2m＝24)均為二倍體植物，所以圖中融合的雜種細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組，該雜種細(xì)胞含有22對(duì)同源染色體，所以培育形成的植株的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中能產(chǎn)生22個(gè)四分體。(4)③過(guò)程為脫分化，不需要在光下進(jìn)行，④過(guò)程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中植物激素的種類和比例有關(guān)。24．(2019·全國(guó)Ⅱ，38)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)有_________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過(guò)人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種皮具備透氣性的作用是____________________________。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、____________和________等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的基本程序是____________________________________________________(用流程圖表示)?！敬鸢浮?1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(誘導(dǎo)分化))小植株【解析】(1)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)具有能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等特點(diǎn)。(2)人工種皮具有透氣性，有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用；人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無(wú)病毒。為獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)。知識(shí)點(diǎn)五動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)25．(2020·昆明市質(zhì)檢)Hela細(xì)胞系是人工培養(yǎng)的、具有無(wú)限增殖能力的癌細(xì)胞系?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Hela細(xì)胞源自一位美國(guó)婦女的宮頸癌細(xì)胞，目前實(shí)驗(yàn)室中為了進(jìn)一步研究Hela細(xì)胞，需要進(jìn)行__________(填“原代”或“傳代”)培養(yǎng)。細(xì)胞體外培養(yǎng)所需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等，通常還需要加入__________等天然成分。在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，需要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某小組為研究葡萄糖饑餓對(duì)Hela細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制情況，其他營(yíng)養(yǎng)條件適宜，用不同葡萄糖濃度的培養(yǎng)基培養(yǎng)Hela細(xì)胞24h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示：葡萄糖濃度(mmol·L－1)Hela細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率(%)056.161.036.301.525.002.016.44該實(shí)驗(yàn)________(填“需要”或“不需要”)另設(shè)對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：葡萄糖濃度與Hela細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率的關(guān)系是__________________________________________________。推測(cè)體內(nèi)低濃度葡萄糖可____________癌細(xì)胞的增殖，為腫瘤的限食療法提供理論依據(jù)。(3)Hela細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如它幫助科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了人源細(xì)胞與小鼠細(xì)胞融合。兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞融合形成的單核細(xì)胞叫做______________，細(xì)胞融合技術(shù)的意義是________________________________________________________________________。【答案】(1)傳代血清、血漿在多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH范圍內(nèi)，胃蛋白酶已失去活性(2)需要葡萄糖濃度越低，Hela細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率越高抑制(3)雜交細(xì)胞突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能26.(13分)(2020·廈門一中調(diào)研)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題：(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面________時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的________。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞是________層。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái)，需要用酶處理，用到的酶是________。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)________________現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而獲得________，該種細(xì)胞的黏著性________，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量________。(3)現(xiàn)用某種大分子染料對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不被染色，原因是______________________________________________________。(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用分裂________期的細(xì)胞在顯微鏡下進(jìn)行觀察。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，通常在________條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中________的活性降低，細(xì)胞________速率也降低?！敬鸢浮?1)相互接觸接觸抑制單(或一)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低減少(3)活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)(或死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過(guò)性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色(4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮)酶新陳代謝知識(shí)點(diǎn)六核移植技術(shù)27．(2018·全國(guó)Ⅲ，38)2018年《細(xì)胞》期刊報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問(wèn)題：(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過(guò)程，核移植是指__________________________。通過(guò)核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目______(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動(dòng)物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物的難度________(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是__________________。(3)在哺乳動(dòng)物核移植的過(guò)程中，若分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個(gè)克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)?！敬鸢浮?1)將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中不變(2)小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對(duì)容易(3)相同不同【解析】(1)核移植是指將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，形成重組細(xì)胞。重組細(xì)胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育，最終分娩得到克隆動(dòng)物。因?yàn)槿旧w在細(xì)胞核中，所以克隆動(dòng)物體細(xì)胞的染色體數(shù)目與提供細(xì)胞核的個(gè)體的體細(xì)胞相同。(2)由于動(dòng)物的胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對(duì)容易，而動(dòng)物的體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難，因此，動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(3)哺乳動(dòng)物雌雄個(gè)體的體細(xì)胞中，細(xì)胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作為核供體，則得到的克隆動(dòng)物的體細(xì)胞中常染色體的數(shù)目相同，性染色體組合不同。知識(shí)點(diǎn)七動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體28．(2020·全國(guó)Ⅰ，38)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)上述實(shí)驗(yàn)前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實(shí)驗(yàn)步驟：_______________________________________________________________________________________________