1、大板块练现代生物科技专题1大肠杆菌半乳糖苷酶(Z酶)可催化底物(Xgal)水解产生蓝色物质。在pUC18质粒中，lacZ 编码Z酶氨基端的一个片段(称为肽)，该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。已知肽、缺失肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性。利用图乙中的DNA片段与pUC18质粒进行基因工程操作。(1)限制酶能催化双链DNA分子中_(填化学键名称)的断裂。本实验可使用限制酶_处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段，再通过DNA连接酶连接，获得含目的基因的重组质粒。(2)用重组质粒转化大肠杆菌，然后将大肠杆菌接种到含氨苄青霉素的固体培养基上进行培养，由于未发生转化
2、的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有_，在该培养基上不能生长。从功能上划分，该培养基属于_培养基。(3)当上述培养基中含有Xgal时，生长出的菌落有蓝色和白色两种类型，其中含有重组质粒的大肠杆菌的菌落颜色为_，这是因为_。为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是_。解析：(1)限制酶能催化双链DNA分子中磷酸二酯键的断裂，将DNA降解。从图中可知，酶Hind可破坏目的基因，而质粒和目的基因两侧都有酶Sal识别位点，因此本实验可使用限制酶Sal处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段。(2)重组质粒上有氨苄青霉素抗性基因，由于未发生转化的大
3、肠杆菌没有该质粒，因而不具有氨苄青霉素抗性，在含氨苄青霉素培养基上不能生长。从功能上划分，该培养基属于选择培养基，选择了含重组质粒的大肠杆菌。(3)从图中可知，重组质粒是用酶Sal分别处理过的质粒和目的基因片段形成的，重组质粒的lacZ基因被破坏，不能合成半乳糖苷酶(Z酶)，不能催化底物(Xgal)水解产生蓝色物质，故呈菌落白色。已知肽、缺失肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性，为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是编码肽的DNA序列缺失，其他序列正常。答案：(1)磷酸二酯键Sal(2)氨苄青霉素抗性选
4、择(3)白色目的基因与质粒连接后使lacZ被破坏，不能合成肽编码肽的DNA序列缺失，其他序列正常21抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺乏会引起肺气肿。某公司成功培育出转基因羊，这种羊进入泌乳期后，其乳汁中含有人类的1抗胰蛋白酶，可用于治疗肺气肿。请回答下列问题：(1)为获取目的基因，需要在肝细胞中提取_，通过反转录产生cDNA，再通过 _技术进行快速扩增。(2)将1抗胰蛋白酶基因与乳腺蛋白基因的_等调控组件重组构建基因表达载体，然后通过_技术，导入羊的受精卵中。(3)受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到_阶段通过胚胎移植到受体子宫孕育。为选育出能泌乳的雌羊，移植前需从胚胎的_部位取样，通过DN
5、A鉴定分析性别。(4)1抗胰蛋白酶是一种结构较复杂的糖蛋白，上述生产方法与传统的转基因大肠杆菌生产比较，其优势在于羊细胞有对蛋白质加工的_、_等细胞器。解析：(1)为获得目的基因，可先在肝脏细胞中提取其mRNA，通过反转录产生cDNA，再通过PCR技术进行快速扩增。(2)将获取的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，然后通过显微注射技术，导入羊的受精卵中。(3)受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到桑椹胚或囊胚阶段，通过胚胎移植技术将其植入受体子宫孕育。为选育出能泌乳的雌羊，移植前需从胚胎的滋养层部位取样，做DNA分析鉴定性别。(4)与原核生物大肠杆菌相比较，羊细胞中有
6、对蛋白质加工的内质网、高尔基体等细胞器。答案： (1)mRNAPCR(2)启动子(或启动子、终止子)显微注射(3)桑椹胚或囊胚滋养层(4)内质网高尔基体3新冠病毒和SARS病毒都会造成肺炎。如图是SARSCoV S蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。回答下列问题：(1)若只考虑细胞两两融合，图中甲理论上有_种。(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。鼠的淋巴细胞有上述两种途径，但一般不分裂增殖；鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。根据该原理，在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤_(填“能”或“不能”)筛选出A，原因是_。(3)在 SARSCoV S蛋白特异性
7、单克隆抗体的制备过程中，需要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。一般来说，动物细胞培养需要的条件有_(至少答出两点)；诱导动物细胞融合的方法有_(至少答出两种)。(4) SARSCoV S蛋白单克隆抗体_(填“能”或“不能”)对新型冠状病毒发挥作用，理由是_。解析：(1)只考虑细胞两两融合，甲理论上有3种融合细胞，包括两个骨髓瘤细胞融合的类型，两个已免疫的B细胞融合的类型，一个骨髓瘤细胞与一个已免疫B细胞融合的类型。(2)在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤后，已免疫的B细胞及其彼此融合的细胞能利用S途径进行DNA合成，但是无法进行分裂增殖，骨髓瘤细胞的D合成途径被阻断，所以骨髓瘤细胞及其彼此融合
8、的细胞就不能增殖，只有骨髓瘤细胞与已免疫的B细胞融合形成杂种细胞能利用S途径合成DNA并进行分裂增殖从而存活下来，所以在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤能筛选出杂交瘤细胞A。(3)动物细胞培养的条件包括以下几点：无毒、无菌的环境；营养物质：无机物(无机盐、微量元素等)，有机物(糖、氨基酸、促生长因子等)；血清和血浆 (提供细胞生长必需的营养成分)；适宜的温度和pH等；诱导动物细胞融合的方法有物理诱导法、化学试剂诱导法和生物诱导法。(4)抗体具有特异性，针对特定的病毒人体会产生相对应的抗体，故相应的SARSCoV S蛋白单克隆抗体只会对SARS这种病毒起作用，不能对新冠病毒发挥作用。答案：(1)3
9、(2)能杂交瘤细胞D途径被氨基嘌呤阻断后可通过S途径合成DNA，不断分裂增殖，而其他融合细胞不能生长(3)无菌、无毒环境，营养，温度、pH，气体环境PEG、灭活的病毒、电激(4)不能新冠病毒与SARS病毒的抗原不同，SARSCoV S蛋白单克隆抗体只能与SARSCoV S蛋白发生特异性结合4ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，如图为利用胚胎干细胞转化法生产转基因动物的流程，请分析回答：(1)ES细胞除来自囊胚的内细胞团外，还可取自_。为获得生长稳定的ES细胞群，需将ES细胞培养在_细胞上。(2)ES细胞DNA转化的方法是_，作为阳性细胞筛选的标记基因通常是_。(3)将转基因的E
10、S细胞导入非转基因小鼠的囊胚腔中，可以构建大量嵌合胚胎，通过胚胎移植技术可产生大量嵌合体后代。研究发现，只有部分嵌合体小鼠可将外源DNA传给F1代，原因可能是_，获得纯种转基因小鼠的方法是_。解析：(1)ES细胞可以取自囊胚的内细胞团或早期胚胎的原始性腺。将ES细胞培养在饲养层细胞上，ES细胞只分裂，不分化，可以获得生长稳定的ES细胞群。(2)将目的基因转入动物细胞常用显微注射法，基因表达载体中通常以抗生素抗性基因或荧光蛋白基因作为标记基因，以用于筛选含有目的基因的细胞。(3)嵌合体小鼠中，有的含有目的基因(外源DNA)的细胞发育为生殖腺，有的含有目的基因(外源DNA)的细胞发育为体细胞，不参与产生生殖细胞。因此只有部分嵌合体小鼠可将外源DNA传给F1代。根据分离定律，含有外源DNA的F1相互杂交，可获得纯种转基因小鼠。答案：(1)原始性腺饲养层(2)显微注射(脂质体转化)抗生素抗性基因(绿色荧光蛋白基因)(3)部分嵌合体小鼠中，含外源DNA的ES细胞发育为生殖腺含有外源DNA的F1相互杂交