1、课时作业(四十)1.(2012福建)肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。 请回答：(1)进行过程时，需用_酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为_。(2)进行过程时，需用_酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。(3)研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取_进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受
2、到抑制，可能是由于细胞中_(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。答案 (1)限制性核酸内切(或限制) 启动子(2)胰蛋白 (3)RNA RAS蛋白2.(2014新课标全国)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的_基因；而cDNA文库中含有生物的_基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中_出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物_的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认
3、该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的_，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的_是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31时，则可推测该耐旱基因整合到了_(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。解析 (1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库，基因组文库包含生物基因组的全部基因，cDNA文库是以mRNA反转录后构建的，只含有已经表达的基因(并不是所有基因都会表达)，即部分基因。(2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中
4、。要检测目的基因(耐旱基因)是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因(耐旱基因)的表达产物(即耐旱的相关蛋白质)；个体水平检测可以通过田间试验，观察检测其耐旱性情况。(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上，则子代将全部表现耐旱，不会出现性状分离。或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则转基因植株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因，_表示另一条染色体上没有相应的基因)，A_自交后代基因型为AAA_=121，所以耐旱不耐旱=31，与题意相符。答案 (1)全部 部分(2)筛选(3)乙 表达产物 耐旱性(4)同源染色体的一条上3.(2014海南)下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工
5、程菌”的示意图。请据图回答：(1)获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在_酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在_作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的_序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的_序列，再通过化学方法合成所需基因。(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有_、_、4种脱氧核苷酸、三磷酸腺苷和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为_。(4)在基因工程中，常用Ca2+处理D，其目的是_。解析 (1)利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRN
6、A为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。(4)在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2+处理，使之成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子。答案 (1)逆转录 DNA聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸(2)引物 (目的基因或A基因)模板(3)基因表达载体(4)使其成为感受态细胞，使大肠杆
7、菌更容易吸收重组DNA分子4.(2013新课标全国)阅读如下材料：材料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。材料乙 T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。材料丙 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基
8、因表达载体导入小鼠的受精卵中常用_法。构建基因表达载体常用的工具酶有_和_。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)材料乙属于_工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。(4)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到_种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为_体，兔乙称为_体。解析 (1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，构建基因表达载体常用的工
9、具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物(受体)细胞内。(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过对基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。 (3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中，兔甲称为供体，兔乙称为受体。答案 (1)显微注射 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中 (2)蛋白质 现有蛋白质
10、 新蛋白质 氨基酸(3)同 供 受5.我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白花柽柳中克隆得到TSOD基因，利用转基因技术转化到棉花中，获得了具备更强抗旱性的T4代转基因棉花株系。下图为转基因抗旱棉花的培育过程示意图，请据图回答：(1)过程表示用_扩增目的基因的方法。过程用到的工具酶有_。步骤一般用_处理农杆菌，使其易吸收周围环境中的DNA分子。(2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤所示的方法外，还可采用_。如果受体细胞是动物的受精卵，则一般采用的方法是_。(3)外植体培养成为试管苗的过程采用了_技术，利用了_的原理，步骤表示_。(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素标记的_作探
11、针进行分子水平鉴定，再_进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性。解析 (1)过程表示用PCR技术扩增目的基因。过程用到的工具酶有限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶。步骤一般用Ca2+(或CaCl2)处理农杆菌，使其易吸收周围环境中的DNA分子。(2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤所示的方法外，还可采用花粉管通道法(基因枪法)。如果受体细胞是动物的受精卵，则一般采用的方法是显微注射法。(3)外植体培养成为试管苗的过程采用了植物组织培养技术，利用了植物细胞的全能性的原理，步骤表示脱分化、再分化。(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素标记的抗旱基因(TSOD基因、目的基因)作探针
12、进行分子水平鉴定，再移栽到干旱土地中进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性。答案 (1)PCR技术 限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶 Ca2+ (或CaCl2)(2)花粉管通道法(基因枪法) 显微注射法(3)植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化、再分化(4)抗旱基因(TSOD基因、目的基因) 移栽到干旱土地中6.请回答有关下图的问题：(1)图甲中-所示的生物工程为_。(2)图甲中序号所示过程叫做_。(3)如图乙，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有2_；图中3_的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生
13、物反应器生产，则构建基因表达载体时，图乙中序号1代表的是_；且在图甲中过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体_的精子。(5)为获得较多的受精卵进行研究，图甲中过程一般用激素对供体做_处理；为提高培育成功率，进行过程之前，要对_动物做_处理。若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在之前需进行体外培养到_期方能受精。(6)用_技术处理发育到_期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，要注意将_均等分割。解析 (1)蛋白质工程的一般过程为：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
14、最终还是回到基因工程上来进行蛋白质的合成。(2)据图分析，图甲中表示的是从细胞质中获取相关蛋白质的核酸片段，即模板信使RNA，反转录形成目的基因。(3)基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因，其中在基因首端是1启动子，在基因尾端是2终止子；3是标记基因，作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)通过乳腺生物反应器生产预期蛋白质，构建基因表达载体时，1代表的是乳腺蛋白基因的启动子；将目的基因导入受精卵时，要筛选出含有X性染色体的精子进行体外受精，形成的转基因动物在哺乳期才能表达出预期蛋白质。(5)为获得较多的受精卵，图甲中过程用促性腺激素对
15、供体做超数排卵处理；胚胎移植之前，要对供、受体动物做同期发情处理，使得供体与受体具有相同的生理变化，为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境。从屠宰场收集的卵巢中采集卵母细胞，要在体外经人工培养成熟，即培养到减数第二次分裂中(或M中)期，才能与获能的精子受精。(6)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；对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。答案 (1)蛋白质工程(2)反转录 (3)终止子 标记基因(4)乳腺蛋白基因的启动子 X(5)超数排卵 供、受体 同期发情 减数第二次分裂中(或M中)(6)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团7.
16、毛角蛋白型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程所需要的酶是_和_。(2)在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于95%的空气和_的混合气体环境中培养。(3)在过程中，可用_(激素)处理以获取更多的卵(母)细胞，还可从刚宰杀的山羊_中获取。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。(5)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是( )A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离B.转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中C.种植转
17、基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性D.转基因植物的抗除草剂基因可能通过花粉传播到杂草中解析 (1)基因工程的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(2)胰蛋白酶可将组织块分散成单个细胞，培养细胞过程既需要氧气环境，又需CO2维持pH。(3)超数排卵可用促性腺激素处理，也可由宰场动物的卵巢中获取。(4)培养胚胎过程用到胚胎培养技术，可采用胚胎分割的方法获得较多的胚胎。(5)转基因植物可能与传统植物杂交使传统植物出现基因污染，影响生物的遗传多样性，转基因食物被食用后，目的基因在人体中会被分解成脱氧核苷酸，B项错误。答案 (1)限制酶 DNA连接酶(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 5CO2(3)促性腺激素 卵巢(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割 (5)B