1、第1页课时作业17 基因工程与细胞工程第2页时间：45 分钟 分值：120 分非选择题(每小题 15 分，共 120 分)1人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。治疗 EV病的有效方法一个是注射疫苗，另一个就是注射抗体。冻干剂型埃博拉病毒疫苗于 2017 年 10 月在我国研制成功。请回答下列相关问题：(1)作为 EV 的疫苗需要具备的条件：。既能让机体产生针对埃博拉病毒的抗体，同时又没有致病性第3页(2)若用小鼠生产 EV的单克隆抗体，需先对小鼠注射抗原，目的是能从小鼠体内获得细胞，然后将细胞与骨髓瘤细胞融合形成细胞。单克隆抗体制备过程中对融合细胞进行次筛选，最终筛选得到的细胞具有的特
2、点是。(3)植物原生质体融合的诱导方法有，动物细胞融合特有的诱导方法是。(4)单克隆抗体制备过程中，应用的技术手段包括。产生 EV 抗体的 B 淋巴杂交瘤两既能迅速大量繁殖，又有产生所需抗体物理法和化学法灭活的病毒动物细胞融合和动物细胞培养第4页解析：(1)作为 EV 的疫苗，应能刺激机体产生免疫反应，让机体产生针对埃博拉病毒的抗体和记忆细胞，同时又不会使机体致病。(2)用小鼠生产 EV 的单克隆抗体，需先对小鼠注射抗原，使小鼠产生能分泌 EV 抗体的 B 淋巴细胞，将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。单克隆抗体制备过程中对融合细胞进行两次筛选，第一次筛选得到杂交瘤细胞，第二次筛选
3、得到既能迅速大量繁殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(3)诱导植物原生质体融合可采用物理法和化学法，物理法第5页如离心、振动、电激等，化学法常用聚乙二醇作为诱导剂，动物细胞融合特有的诱导方法是用灭活病毒诱导细胞融合。(4)单克隆抗体制备过程中，首先需要将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，然后对杂交瘤细胞进行培养，用到了动物细胞融合和动物细胞培养技术。第6页2(2019南充模拟)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子 肽链第 6 位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的序列发生改变。(2)将正常的血红蛋
4、白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作。碱基(脱氧核苷酸)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)第7页(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的，以其作为模板，在酶的作用下逆转录合成 cDNA。cDNA 与载体需在限制酶和酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取，用相应的抗体进行杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。mRNA逆转录DNA 连接蛋白质抗原抗体第8页解析：(1)患者的血红蛋白分子
5、肽链第 6 位的谷氨酸变成了缬氨酸，此氨基酸的变化是由于控制合成血红蛋白分子的DNA 的碱基序列发生了改变，从而导致了 mRNA 上密码子的改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作没有对现有的蛋白质进行改造，不属于蛋白质工程。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的 mRNA，以其作为模板，在逆转录酶的作用下合成 cDNA。cDNA 与载体需在限制酶第9页和 DNA 连接酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，用相应的抗体进行抗原抗体特异性杂交，若出现杂交带，
6、则表明该受体菌已合成血红蛋白。第10页3(2019内江一模)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症。将人的干扰素的 cDNA 在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性只有天然产品的十分之一，且体外保存相当困难。研究发现若将第 17 位的半胱氨酸改变为丝氨酸，生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的100 倍，并且在70 的条件下，可以保存半年，给广大患者带来福音。(1)从上述资料可知，若要改变干扰素的功能，可以考虑对干扰素进行改造。氨基酸序列第11页(2)对干扰素进行改造，应该直接对(填“干扰素分子”或“干扰素的 cDNA”)进行操作来实现，原因是。干扰素的 cDNA蛋白
7、质的结构由基因决定，蛋白质不能直接遗传，基因可以遗传；对基因的改造比对蛋白质的改造要容易第12页(3)与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产的蛋白质，不一定符合生产和生活的需要，而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过或，得到符合要求的，再通过(填生理过程)实现相应蛋白质的合成，满足生产和生活需要。自然界已存在基因修饰基因合成基因转录和翻译第13页解析：(1)从上述资料可知，若将第 17 位的半胱氨酸改变为丝氨酸，生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的 100 倍，故若要改变干扰素的功能，可以考虑对干扰素氨基酸序列进行改造。(2)对干扰素进行改造，应该直接对干扰素
8、的 cDNA 进行操作来实现，原因是蛋白质的结构由基因决定，蛋白质不能直接遗传，基因可以遗传；对基因的改造比对蛋白质的改造要容易。(3)与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，不一定符合生产和生活的需要，而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，得到符合要求的基因，再通过转录和翻译实现相应蛋白质的合成，满足生产和生活需要。第14页4(2019湖南永州三校联考)下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)图中过程是。对动物细胞来说，过程独有的方法是。过程的目的是。过程的目的是获得。向老鼠中注射特定抗原灭活的病毒处理筛选杂交瘤细胞能
9、产生特异性抗体的杂交瘤细胞第15页(2)在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加；其体外培养需用 CO2 培养箱，其中 CO2 的主要作用是。(3)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的中使其增殖。(4)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是。抗生素维持培养液的 pH腹水特异性强，灵敏度高，可大量制备第16页解析：(1)过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合，动物细胞特有的诱导融合方法是用灭活的病毒处理。单克隆抗体制备过程中需两步筛选：是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(2)动物细胞培养需要提供无菌、无毒条件，还
10、需要一定的气体环境。(3)杂交瘤细胞可在小鼠腹水中进行体内培养。第17页5根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割 DNA 分子后产生的片段，其末端类型有和。(2)质粒运载体用 EcoR切割后产生的片段如下：AATTCG GCTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的 DNA 除可用 EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是。黏性末端切割产生的 DNA 片段末端与 EcoR切割产生的相同(其他合理答案也可)平末端第18页(3)按其来源不同，基因工程中所使用的 DNA 连接酶有两类，即DNA 连接酶和DNA 连接酶。(4)反转录作用的模板是，产
11、物是。若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术。(5)基因工程中除质粒外，和也可作为运载体。大肠杆菌T4mRNA(或 RNA)cDNA(或 DNA)PCR噬菌体动植物病毒(其他合理答案也可)第19页(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是。未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源 DNA)的能力极弱(其他合理答案也可)第20页解析：此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA 分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与 EcoR切
12、割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同，DNA 连接酶分为大肠杆菌 DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。(4)以 RNA 为模板，合成 DNA 的过程称为逆转录，若要在体外获得大量 DNA 分子，可以使用 PCR 技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用 Ca2处理，使之成为能吸收周围环境中DNA 分子的感受态细胞。第21页6肺细胞中的 let7 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 let7 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
13、流程如图 1。请回答：图 1第22页(1)进行过程时，需用酶切开载体以插入 let7 基因。载体应有 RNA 聚合酶识别和结合的部位，以驱动 let7 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。限制性核酸内切(或限制)启动子胰蛋白第23页(3)研究发现，let7 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 let7 基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。图 2RNARAS 蛋白第24页解析：此题考查基因工程应用的相关知识。(1)
14、构建基因表达载体时，需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使之产生相同的黏性末端。载体应有启动子、终止子和标记基因，其中启动子是 RNA 聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录。(2)动物细胞培养时，常用胰蛋白酶处理贴壁的细胞，使之相互分离，以利于传代培养。(3)检验目的基因是否表达，常用分子杂交法。从被导入目的基因的细胞内提取 RNA，与目的基因单链杂交，如果出现杂交带，说明目的基因已转录。由图 2 知，当 let7基因转录出来的 miRNA 与癌基因 RAS 转录出的 mRNA 杂交时，就会抑制 RAS 蛋白的产生，故肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中 RAS 蛋白含量减少引起的。第25页7
15、(2019宁夏银川一中第二次月考)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。第26页(1)获得耐盐基因后，可通过扩增目的基因。构建重组 DNA 分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的(填“a”或“b”)处，DNA 连接酶作用于(填“a”或“b”)处。(2)将重组 DNA 分子导入水稻受体细胞常用的方法有法和法。PCR 技术aa农杆菌转化基因枪(或花粉管通道)第27页(3)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。(4)若将该转基因植株的
16、花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占%。(5)利用基因工程技术培育耐盐水稻新品系，相比传统的杂交育种方法，其优点主要表现为。耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)100能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状第28页解析：(1)扩增目的基因的方法是 PCR 技术。限制酶和 DNA连接酶都作用于磷酸二酯键，即 a 处。(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法和基因枪法。(3)基因探针为标记的目的基因单链，从个体水平鉴定可用一定浓度盐水浇灌植株。(4)若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型
17、植株大约占 100%。(5)基因工程的优点是能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状。第29页8(2019黑龙江哈尔滨三中第三次检测)青蒿素是治疗疟疾的重要药物。研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示)，并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿素的中间产物 FPP(如图中虚线方框内所示)。结合所学知识回答下列问题：第30页(1)疟疾俗称“打摆子”，是由疟原虫引起的寒热往来症状的疾病。当疟原虫寄生在人体中时，会引起人的免疫反应，使细胞产生淋巴因子。同时 B 细胞在受到刺激后，在淋巴因子的作用下增殖分化成细胞，产生抗体。(2)根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青
18、蒿素的酵母细胞过程中，要向中导入的基因是，具体操作中可利用技术检测转基因生物的 DNA 上是否插入目的基因。T浆酵母细胞ADS 酶基因、CYP71AV1 酶基因DNA 分子杂交第31页(3)构建基因表达载体时，用不同类型的切割DNA 后，可能产生末端，也可能产生末端。(4)实验发现，酵母细胞导入相关基因后，相关基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是。限制酶黏性平酵母细胞中部分 FPP 用于合成固醇第32页解析：(1)当疟原虫寄生在人体中时，会引起人的免疫反应，使 T 细胞产生淋巴因子，同时 B 细胞在受到刺激后，在淋巴因子的作用下增殖分化成浆细胞，产生抗体。(2)由于酵母细胞中也能合成 FPP，FPP 形成青蒿素过程还需要 ADS 酶和CYP71AV1 酶参与，所以酵母细胞需要导入 ADS 酶基因、CYP71AV1 酶基因。(3)构建基因表达载体时，用不同类型的限制酶切割 DNA 后，可能产生黏性末端，也可能产生平末端。(4)由图可知，酵母细胞中部分 FPP 用于合成固醇，使合成的青蒿素量较少。
