1、课时作业1 大题练确保高分冲名校1(2017全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_。(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_作为载体，其原因是_。(3)若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_(
2、填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_。解析：(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子，基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的RNA序列，无法表达出蛋白A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作为载体，
3、噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物
4、个体转移到另一种生物个体2下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程。请结合相关知识回答问题：(1)除图示方法获得目的基因(人胰岛素基因)外，还可通过_的方法获得目的基因。(2)图示所获得的人胰岛素基因在大肠杆菌中不能表达，需要质粒为其提供_等调控因子；质粒含有一个或多个_切割位点，供目的基因插入其中；质粒上还含有_，供重组DNA的鉴定和选择。(3)图中切割人胰岛素基因和质粒的酶(酶A)相同，其目的是_。将重组DNA分子导入大肠杆菌前，常需用_处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。(4)由于大肠杆菌中没有_等结构，其内合成的人胰岛素没有活性，需要经过再加工。解析：(1)获得目的基因的方法除题图
5、所示方法外，还有人工合成法。(2)图示所获得的人胰岛素基因由于不含启动子和终止子，因此需要载体质粒提供。质粒上还应含有一个或多个限制酶切割位点，供目的基因插入其中；质粒上还含有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。(3)用同一种限制酶切割目的基因和质粒，以便获得相同的末端。将重组DNA分子导入大肠杆菌前，需用Ca2处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。(4)由于大肠杆菌中没有内质网、高尔基体等结构，其内合成的人胰岛素没有活性，需要经过再加工。答案：(1)人工合成(2)启动子、终止子限制酶标记基因(3)获得相同的末端Ca2(4)内质网、高尔基体3血清白蛋白具有维持血液胶体渗透压、清除自由基、抑制血小板
6、聚集和抗凝血等生理功能，科学家利用基因工程技术成功培育出了转基因羊，从其分泌的乳汁中可提取血清白蛋白。请回答下列问题：(1)目前获得目的基因常用方法之一是从_中获取，进而用_技术扩增，此技术应满足的条件有：适宜的温度和pH、原料、模板、能量、_、_酶。(2)将血清白蛋白基因与乳腺蛋白基因的_等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，该过程需要用_酶，然后通过_技术，导入羊的受精卵中。通过早期胚胎培养发育成桑椹胚或囊胚后移植到受体母羊子宫内，最终获得分泌的乳汁中含有血清白蛋白的乳腺生物反应器。(3)可利用_技术检测转基因羊的乳汁中是否含有血清白蛋白。解析：(1)血清白蛋白基因为真核生物的基因，获取
7、目的基因常用的方法是从基因文库中获取，然后采用PCR技术扩增，该过程中，需要引物、适宜的温度和pH、原料、模板、能量、热稳定的DNA聚合(Taq)酶等。(2)为了使血清白蛋白基因在乳腺细胞中表达，需将其与乳腺白蛋白基因的启动子等重组在一起，该过程需要限制酶和DNA连接酶。将基因表达载体导入动物细胞采用显微注射技术。(3)检测目的基因是否表达出血清白蛋白，可用抗原抗体杂交法。答案：(1)基因文库PCR引物(若填写扩增缓冲液也可)热稳定DNA聚合(Taq)(2)启动子限制酶和DNA连接显微注射(3)抗原抗体杂交4如图表示抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：(1)图中所示的目的基因是_，构建重组T
8、i质粒时应该将基因插入质粒中的TDNA上，原因是_。(2)构建重组Ti质粒需要的酶有_，重组质粒除了目的基因和标记基因外，还有_。(3)图中显示将目的基因导入棉花细胞的方法是_法，可以将该重组质粒导入棉花细胞，而一般不能导入小麦或玉米等单子叶作物的细胞中，原因是_。(4)图中过程是_，过程的实质是_。解析：(1)图中的目的基因是Bt基因，构建重组Ti质粒时要将目的基因插入Ti质粒的TDNA中，因为农杆菌中的Ti质粒上的TDNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞中的染色体DNA上。(2)构建重组质粒要用限制酶切割目的基因和质粒，然后再用DNA连接酶将二者连接起来。重组质粒中除
9、了有目的基因和标记基因外，还有启动子和终止子等。(3)图中显示将目的基因导入棉花细胞的方法是农杆菌转化法。农杆菌因对大多数单子叶植物没有感染能力，所以一般不用农杆菌转化法将目的基因导入单子叶植物细胞中。(4)图中过程是将导入重组质粒的棉花细胞培养成愈伤组织的过程，该过程的名称是脱分化。过程是再分化，再分化也是细胞分化，所以该过程的实质是基因的选择性表达。答案：(1)Bt基因TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上(合理即可)(2)限制酶和DNA连接酶启动子和终止子(3)农杆菌转化农杆菌对大多数单子叶植物没有感染能力(4)脱分化基因的选择性表达5如图表示利用PCR技术获取人的
10、胰岛素基因，并通过胚胎工程获取乳汁中能产胰岛素的奶牛的过程。请据图回答下列问题：(1)由图可以看出PCR技术遵循的原理是_、_。(2)PCR完成第一次循环，除模板外还需提供的物质有_、_、_。(3)过程中，将胰岛素基因导入相应受体细胞常用的方法是_。一般情况下，过程得到的胚胎需培养到_时期才能进行胚胎分割。如果胰岛素基因仅仅整合到某一对同源染色体中的一条上，且该基因得以成功表达，那么由过程得到的两个胚胎发育而成的两头奶牛_(填“是”或“不是”)都能产生人的胰岛素。解析：(1)图中体现了PCR技术遵循碱基互补配对原则，以DNA双链为模板进行复制。另外，图中也体现了PCR技术通过控制温度来控制DN
11、A双链的解聚与结合。(2)PCR完成第一次循环，除需要模板外，还需要提供两种引物、四种游离的脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶。(3)常用显微注射法将目的基因导入动物细胞。进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。由于经胚胎分割得到的两个胚胎具有相同的遗传物质，所以由过程得到的两个胚胎发育而成的两头奶牛都能产生人的胰岛素。答案：(1)DNA双链复制的原理DNA的热变性原理(2)两种引物四种游离的脱氧核苷酸Taq酶(或热稳定DNA聚合酶)(3)显微注射法桑椹胚或囊胚是6如图所示为培育两种新品种草莓的流程示意图，请回答下列相关问题：(1)获取人胰岛素基因的方法有_。将胰岛素基因导入草莓细
12、胞之前，需构建基因表达载体，该过程所用到的酶有_。完整的重组质粒，除胰岛素基因外，还必须有启动子、_以及标记基因等特殊的片段。(2)要从分子水平上检测目的基因(胰岛素基因)导入受体细胞后是否成功表达，可采用的方法是_。(3)通过过程获得的草莓花粉细胞中，_(填“全部”或“部分”)含有胰岛素基因，理由是_。解析：(1)用人工合成法、PCR扩增和从基因文库中获取胰岛素基因。基因表达载体的构建需要限制酶和DNA连接酶，其组成除目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。(2)要检测目的基因(胰岛素基因)导入受体细胞后，在草莓细胞中是否成功表达，从分子水平上可以采用的方法是抗原抗体杂交法。(3)
13、如果只导入一个目的基因，则由于减数分裂过程中等位基因分离，其配子中不一定有目的基因，因此只有一部分草莓花粉细胞中含有胰岛素基因。答案：(1)人工合成法、从基因文库中获取和PCR扩增等限制酶和DNA连接酶终止子(2)抗原抗体杂交法(3)部分若只导入一个目的基因，则其配子中不一定有目的基因7如图为体细胞核移植流程图，请回答下列有关问题：(1)欲获得动物的单个细胞，可用_酶处理动物组织块。上述过程中，所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是_。(2)上述过程中，所用的去核卵母细胞一般处于_期，对卵母细胞去核时常采用_的方法。(3)将供体细胞注入去核的卵母细胞后，一般通过_(物理方法)激活受
14、体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。在培养重组胚胎时，培养液中通常要添加_等一些天然成分，当胚胎发育到_阶段时，将胚胎移入代孕牛体内。解析：(1)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将动物组织块分散成单个细胞。在核移植过程中，用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，原因是传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。(2)在核移植过程中，作为受体细胞的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期。对卵母细胞去核时常采用显微操作的方法。(3)在核移植实验中，激活受体细胞使其完成细胞分裂和发育进程一般采用的物理方法是电脉冲。在培养动物胚胎时，培养液中通常要添加血清等一些天然成分，当胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶
15、段时，可将其移入受体。答案：(1)胰蛋白酶或胶原蛋白传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型(2)M(减数第二次分裂中)显微操作(3)电脉冲血清桑椹胚或囊胚8细胞工程可分为植物细胞工程和动物细胞工程等，请回答下列关于细胞工程的问题：(1)图1所示为植物体细胞杂交的流程。图1中“去壁”要使用的酶是_；过程常采用的方法有物理法和化学法，物理法包括_等；过程和过程分别表示_。(2)图2所示为制备单克隆抗体的流程。图中“筛选”包括选择培养和抗体阳性检测，其中能在特定的选择培养基中存活的是_，而抗体阳性检测的目的是_。(3)图2中，促进细胞融合的方法中，不同于图1中促进细胞融合所涉及的方法是_；筛选中
16、的目标细胞还可以注射到小鼠腹腔内增殖，从_中提取单克隆抗体。与普通抗体相比，单克隆抗体具有_等优点。解析：(1)在进行植物体细胞杂交之前，应先使用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。图1中，过程表示诱导植物细胞的原生质体融合，常用的方法有物理法和化学法，其中物理法包括离心、振动、电激等；过程和过程分别表示脱分化和再分化。(2)图2中经融合处理后还需要进行至少两次筛选，第一次(利用选择培养基)是筛选出杂交瘤细胞，而未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡。第二次是筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞中只有极少数能产生特异性抗体，通过抗体阳性检测来选出目标细胞。(3)诱导动物细胞融合
17、的方法有物理法、化学法和灭活的病毒处理法等。筛选出杂交瘤细胞后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就可以提取大量的单克隆抗体。答案：(1)纤维素酶和果胶酶离心、振动、电激脱分化和再分化(2)杂交瘤细胞筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(3)灭活病毒法小鼠的腹水特异性强、灵敏度高、并可以大量制备9如图是科学家利用现代生物技术研制用于癌症治疗的鼠人嵌合抗体的流程图。请回答下列问题：(1)利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期_，设计_，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠人嵌合抗体
18、基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其_。在Ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用_切割核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)图中嵌合载体启动子位于基因的首端，它是_识别和结合的部位，终止子是_的终点；嵌合载体中还应含有_，以便重组DNA的鉴定和筛选。(3)图中的“抗体分泌细胞”的名称是_，检测目的基因在淋巴细胞中是否得到表达可采用_技术。(4)在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行筛选，第二次筛选的目的是_。解析：(1)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。所以，利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预
19、期嵌合抗体的功能，设计嵌合抗体的结构，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其表达。在Ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用同种限制酶切割核苷酸之间的磷酸二酯键，以产生相同的黏性末端。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，终止子是转录终止的信号；基因表达载体由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成，其中标记基因用于重组DNA的鉴定和筛选。(3)图中的“抗体分泌细胞”的名称是浆细胞；检测目的基因在受体细胞中是否表达，常采用抗原抗体杂交技术。(4)制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。答案：(1)嵌合抗体的功能嵌合抗体的结构表达同种限制酶(2)RNA聚合酶转录标记基因(3)浆细胞抗原抗体杂交(4)获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞
