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基因工程、细胞工程检测题
1．(12分)(2014•南通模拟)利用转基因奶牛乳腺生物反应器生产人的生长激素，需要构建一种能高水平表达的表达载体，选择合适的基因启动子至关重要。由于无法由基因表达产物推知启动子的碱基序列，运用PCR技术单独克隆启动子存在困难。科研人员经过长期研究，终于发明了下图所示的一种克隆启动子的方法。请回答：
(1)培育转基因奶牛时，需要在生长激素编码序列前插入________的启动子。
(2)由基因表达产物无法推知启动子碱基序列，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(1) 过程①需选择的限制酶是____________，过程③需选择的限制酶是____________。过程④需要使用的工具酶是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)过程④中可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计____________进行扩增。扩增过程中，在第________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
【解析】 (1)利用转基因奶牛乳腺生物反应器生产人的生长激素，应使生长激素基因与乳腺蛋白基因相连接，以使乳腺细胞在产生乳腺蛋白的同时产生人的生长激素。
(2)启动子部分不能被转录，与蛋白质分子的氨基酸序列不存在对应关系，因此由基因表达产物无法推知启动子碱基序列。
(3)根据图示，过程①切出启动子和基因编码序列，应使用限制酶BamHⅠ，其他两种限制酶会破坏基因编码序列；通过过程③使启动子序列置于克隆DNA片段中间、已知序列的基因编码序列位于两端，应使用限制酶HindⅢ。限制酶MboⅠ与BamH Ⅰ有相同的酶切位点，会使环状结构恢复原状。
(4)PCR过程中，需要根据模板DNA已知的碱基序列设计引物；在扩增过程中，在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
【答案】 (1)乳腺蛋白基因 (2)基因中启动子的碱基序列不能被转录
(3)BamHⅠ HindⅢ 耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)
(4)引物 三
2．(12分)(2014•滨州模拟)转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如图所示(①至④代表过程，A至C代表结构或细胞)：
(1)图中①过程用到的酶是________，所形成的B叫做________。
(2)②过程常用________处理农杆菌，使之成为________细胞，利于完成转化过程。
(3)图中③过程叫做________________，④过程叫做________________，将叶盘培养成草莓幼苗的技术是________________。
(4)在分子水平上，可采用____________的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原。
【答案】 (1)DNA连接酶
基因表达载体(重组质粒)
(2)CaCl2溶液(或Ca2＋) 感受态
(3)脱分化(去分化) 再分化 组织培养
(4)抗原－抗体杂交
3．(12分)(2014•课标Ⅱ)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3∶1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)基因组文库包含某种生物的所有基因，而cDNA文库包含某种生物的部分基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，首先应建立该植物的基因组文库，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)从植物甲中获得该耐旱基因后，通常采用农杆菌转化法，将该耐旱基因导入植物乙的体细胞中，经过植物组织培养得到再生植株。若要确认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表达产物，如果检测结果为阳性，说明该耐旱基因已经翻译成相应的蛋白质。此后还需要进行个体生物学水平的检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为3∶1，符合基因的分离定律，可知得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。
【答案】 (1)全部 部分(其他合理答案也给分)
(2)筛选(其他合理答案也给分)
(3)乙 表达产物(其他合理答案也给分) 耐旱性
(4)同源染色体的一条上
4．(14分)(2014•青岛模拟)下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列有关问题。
(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ识别序列和切点是—G↓GATCC—，那么在①过程中，应用限制酶________切割质粒，用限制酶__________切割抗虫基因。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，若能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入。
(3)要确定抗虫基因导入后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，则在个体水平上的鉴定过程可简述为：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
经筛选分析，该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，该转基因植株自交产生的F1中，仍具有抗虫特性的植株占总数的________。
(4)⑤过程所用的现代生物技术称为________，从遗传学角度来看，细胞通过⑤过程能形成棉植株的根本原因是细胞具有_______________________________________。
【解析】 (1)在切割质粒时不能同时将两个标记基因切开，至少保留一个，所以只能用限制酶Ⅱ切割，如果用限制酶Ⅰ切割则两个标记基因将都会被破坏。而从目的基因两侧碱基序列可知，只能用限制酶Ⅰ才可得到含目的基因的DNA片段。
(2)如果导入了重组质粒，此时重组质粒中四环素抗性基因能正常表达，所以如果涂布在含有四环素的培养基上的大肠杆菌群落能够生长，说明导入了重组质粒。
(3)在个体水平上鉴定抗虫棉是否培育成功，可以用转基因棉叶片饲喂害虫，观察害虫存活情况；如果把携带一个抗虫基因的DNA片段看作杂合子，可以认为是Aa，自交产生的F1中仍具有抗虫特性的植株占总数的比例为3/4。
(4)把一个细胞培养成植株的技术称为植物组织培养，依据的原理是细胞的全能性。
【答案】 (1)Ⅱ Ⅰ (2)四环素
(3)让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状 3/4
(4)植物组织培养 发育成完整个体的全部遗传物质
5．(12分)(能力挑战题)植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用如图所示图解简单表示：
叶片――→a洗净、灭菌、切条、酶解原生质体悬液――→b过滤、离心纯净的原生质体――→c培养基中培养愈伤组织d,胚状体――→e植株
(1)培育胚状体利用了________这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培育出完整的植株，这体现了________________。培养基中除了含有一定的营养外，还必须含有__________等植物激素，还需要对培养基进行严格的__________。
(2)如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的，若为了获得三七的细胞产物，则只需培养到________；若为了获得三七的人工种子，则需要培养到____________。如果愈伤组织是棉花叶肉细胞培养产生的，通过基因工程要获取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是________________法。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必须要经过________________。
①无丝分裂 ②有丝分裂 ③减数分裂 ④原代培养 ⑤传代培养 ⑥植物体细胞杂交 ⑦细胞融合 ⑧脱分化 ⑨再分化
【解析】 (1)离体植物细胞通过脱分化形成愈伤组织，通过再分化形成具有根和芽的胚状体，再通过细胞分裂、分化发育成一个完整的植株。该技术为植物组织培养，其原理为植物细胞的全能性。培养基的成分为水、无机盐、维生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生长素和细胞分裂素等)等；培养基要求进行严格的灭菌。(2)三七的细胞产物为细胞的代谢产物，将三七叶肉细胞培养到愈伤组织即可；获得人工种子需培养至胚状体；棉花为双子叶植物，导入抗虫基因常用农杆菌转化法。(3)离体叶肉细胞培养到胚状体的过程中必须经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织，再分化和有丝分裂形成具有根和芽的胚状体。
【答案】 (1)植物组织培养 植物细胞的全能性 细胞分裂素、生长素 灭菌
(2)愈伤组织 胚状体 农杆菌转化
(3)②⑧⑨
6．(12分)(2013•新课标全国卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：
(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用
化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为____________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
【答案】 (1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化) 植物体细胞杂交技术
(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常
(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽
7．(12分)(2013•海南高考)单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV－1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV－1的单克隆抗体可快速检测HSV－1。回答下列问题：
(1)在制备抗HSV－1的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的HSV－1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗________的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了________反应，再从小鼠的________中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的________细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)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，再从________中提取、纯化获得。
(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV－1蛋白，其原因是该抗体具有______________和____________等特性。
【解析】 本题考查单克隆抗体的制备过程、单克隆抗体的特点。
(1)给小鼠注射HSV－1蛋白后，小鼠体内发生体液免疫，小鼠血清中产生抗HSV－1蛋白的抗体。B淋巴细胞是从小鼠的淋巴器官中(如脾、骨髓、扁桃体、胸腺等)获取。杂交瘤细胞由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而来，具有两个亲本细胞的特性：既能无限增殖，又能产生专一抗体。
(2)若想获得大量单克隆抗体，通常有两种方法：一是将杂交瘤细胞在动物细胞培养液中培养，然后从动物细胞培养液中筛选分离出单克隆抗体；二是将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，然后从小鼠的腹水中提取纯化获得。
(3)单克隆抗体具有特异性强、纯度高的特点。
【答案】 (1)HSV－1蛋白 体液免疫 脾脏 骨髓瘤 无限增殖且产生专一抗体
(2)腹腔 腹水
(3)纯度高 特异性强
8．(14分)(能力挑战题)(2014•福建理综)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图：
(1)步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________。
(2)步骤②中，重组胚胎培养到________期时， 可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中，需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的________设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有__________________________________酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
【解析】 (1)步骤①为动物核移植，核移植是将动物一个体细胞(上皮细胞)的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体的过程。(2)步骤②为动物细胞培养，当培养到囊胚期时，可从其内细胞团分离出胚胎干细胞(ES细胞)。(3)利用PCR技术获取目的基因(Rag2基因)的前提是要有一段已知目的基因(Rag2基因)的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。由于Rag2基因的两侧是用HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶剪切的，为了将该片段直接连接到表达载体上，也应用HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶剪切载体，以确保产生的末端一致，再利用DNA连接酶连接起来，故所选择的表达载体上应具有HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶的酶切位点。(4)为了检测目的基因(Rag2基因)是否表达出蛋白质，可采用抗原－抗体杂交技术，因此可用抗Rag2蛋白的抗体与治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质(抗原)进行杂交实验。
【答案】 (1)细胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列 HindⅢ和Pst I限制 (4)蛋白质
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