高中生物基因工程和細胞工程練習題
高考生物的考點比較的多，學生最好根據專題來做相應的練習，下面學習啦的小編將為大家帶來基因工程和細胞工程的相關練習題，希望能夠幫助到大家。
高中生物基因工程和細胞工程的專項練習
一、基因工程
1.基因工程的基本工具
限制酶 DNA連接酶 (運)載體 切割目的基因和載體 拼接DNA片段形成 重組DNA 攜帶目的基因進入受體細胞 作用部位 兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 ------------------ 作用特點 (條件) ①識別特定的核苷酸序列
② ①E·coli DNA連接酶只能連接黏性末端
②T4 DNA連接酶能連接黏性末端和平(口)末端 ①能在宿主細胞內穩定存在并大量復制
②有一個或多個限制酶切割位點
③具有特殊的標記基因 2.基因工程的操作步驟
(1) 目的基因的獲取：
①從基因文庫中獲取。
②利用PCR技術擴增。
③用化學方法直接人工合成。
(2) 基因表達載體的構建：
①基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因。
②基因表達載體的構建方法：
(3)將目的基因導入受體細胞：
植物細胞 動物細胞 微生物細胞 常用
方法 農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法 顯微注射技術 感受態細胞法(用Ca2+處理) 受體
細胞 受精卵、體細胞 受精卵 原核細胞 (4) 目的基因的檢測與鑒定：
①目的基因插入檢測：DNA分子雜交。
②目的基因轉錄檢測：(核酸)分子雜交。
③目的基因翻譯檢測：抗原—抗體雜交。
④個體生物學水平檢測：根據目的基因表達出的性狀判斷。
二、細胞工程
1.動物細胞培養與植物組織培養的比較
項目 動物細胞培養 植物組織培養 培養前處理 無菌、用胰蛋白酶處理，使組織細胞相互分散開 無菌、離體 培養基成分 葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等 礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素等 培養基狀態 液體培養基 固體培養基 項目 動物細胞培養 植物組織培養 過程 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養→傳代培養→細胞群 離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽―→植物體 不能 能
舉例 大規模生產有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等;皮膚移植;檢測有毒物質的毒性等 快速繁殖、培育無病毒植株;生產藥物;制造人工種子;培育轉基因作物等 2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較
項目 植物體細胞雜交 動物細胞融合(單克隆抗體的制備) 理論基礎(原理) 細胞膜的流動性、細胞的全能性 細胞膜的流動性、細胞增殖 融合前處理 酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶等) 注射特定抗原，免疫小鼠，獲取(效應)B淋巴細胞 促融 ①物理法：離心、振動、電激等;②化學法：聚乙二醇(PEG) ①物化法：與植物細胞融合相同;②生物法：滅活的仙臺病毒 過程 第一步：原生質體的制備;第二步：原生質體的融合;第三步：雜種細胞的篩選與培養;第四步：雜種植株的誘導與鑒定 第一步：正常小鼠免疫處理;第二步：動物細胞融合;第三步：雜交瘤細胞篩選與培養;第四步：單克隆抗體的提純 用途 ①克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交親本的組合范圍;②克服有性雜交的母系遺傳，獲得細胞質基因的雜合子，研究細胞質遺傳 ①制備單克隆抗體;②診斷、治療疾病，如生物導彈
3.動物細胞核移植和單克隆抗體
(1)動物細胞核移植：
供體體細胞→→體細胞(核)
↓注入
卵母細胞→Ⅱ中期去核→無核卵母細胞→重組細胞→
重組胚胎→代孕母牛→生出與供體遺傳性狀相同的個體。
(2)單克隆抗體：
①單克隆抗體的制備過程：
多種雜交細胞→在具有篩選作用的培養基上培養→克隆篩選出的雜交細胞→將不同種雜交細胞分開，并克隆專一抗體，檢驗陽性細胞→注射到小鼠體內或體外培養→獲得單克隆抗體。
③單克隆抗體的優點：特異性強、靈敏度高、產量大。
考點一 基因工程
1.(2016·高考全國乙卷)某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamH Ⅰ酶切后，與用BamH Ⅰ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：
(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有________(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環狀目的基因的細胞是不能區分的，其原因是____________________________;并且________和________的細胞也是不能區分的，其原因是________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有________的固體培養基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于________。
解析：(1)質粒作為載體，應具備的基本條件有：有一個至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中;在受體細胞中能自我復制，或能整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行同步復制;有特殊的標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇等等。(2)在培養基中加入氨芐青霉素進行篩選，其中未被轉化的大腸桿菌和僅含環狀目的基因的大腸桿菌，因不含氨芐青霉素抗性基因而都不能在此培養基上存活，二者不能區分。含有質粒載體的大腸桿菌和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，都能在此培養基上存活，二者也不能區分。若要將含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌進一步篩選出來，還需要使用含有四環素的固體培養基。(3)某些噬菌體經改造后作為載體，導入受體細胞后，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞。
答案：(1)能自我復制、具有標記基因(答出兩點即可) (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均不生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒) 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長 四環素 (3)受體細胞
(2016·高考全國丙卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3AⅠ三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切點是唯一的)。
根據基因工程的有關知識，回答下列問題：
(1)經BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被________酶切后的產物連接，理由是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有________，不能表達的原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________。
解析：(1)由題圖可知，BamH Ⅰ和Sau3A Ⅰ兩種限制性內切酶的共同識別序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經BamH Ⅰ酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達載體被Sau3AⅠ酶切后的產物連接。(2)在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的首端，終止子應位于目的基因的尾端，這樣基因才能順利地轉錄，再完成翻譯過程，即順利表達。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，丙所示目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉錄，因此目的基因不能表達。(3)常見的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。
答案：(1)Sau3AⅠ 兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉錄
(3)E.coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
(2015·高考全國卷Ⅰ)HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問題：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在______的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。
(2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是________________________。
(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發。引起這種現象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細胞，降低了患者免疫系統的防衛功能。
(4)人的免疫系統有________癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發生惡性腫瘤。
解析：(1)HIV的遺傳物質是RNA，所以要想獲得相應的目的基因，應以HIV的RNA為模板，在逆轉錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。(2)目的蛋白注入機體后相當于抗原。在抗原的刺激下，機體進行體液免疫，由漿細胞產生相應抗體(分泌蛋白)，由于該抗體能與目的蛋白(抗原)發生特異性結合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確定體內有無HIV。(3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細胞，從而降低機體免疫系統的防衛功能。(4)癌細胞在機體中屬于抗原，人體的免疫系統能夠監控和清除癌細胞。
答案：(1)RNA 逆轉錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體 抗原抗體特異性結合 (3)T(或T淋巴) (4)監控和清除
考點二 克隆技術
某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數)，結果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上，則小鼠最少需要經過____________次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是________小鼠，理由是___________________
_____________________________________________________。
(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
體系中出現多種類型細胞的原因是______________________________________。
(3)雜交瘤細胞中有________個細胞核，染色體數目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養后都不能存活，原因是__________________。
解析：(1)分析題圖可知，經4次免疫后，小鼠Y的血清抗體效價就可達到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗體效價最高，故最適合用于制備B淋巴細胞。(2)細胞融合實驗中，由于細胞融合是隨機的，而且誘導融合率不可能達到100%，所以會有未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、融合的具有同種核的細胞和雜交瘤細胞三種類型。(3)雜交瘤細胞同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的核物質，但細胞核只有一個。由于雜交瘤細胞在分裂過程中染色體會丟失，故細胞核中染色體數目最多是40+60=100(條)。(4)B淋巴細胞已經分化，沒有無限增殖的潛能。
答案：(1)4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高
(2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%
(3)1 100
(4)不能無限增殖
科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，其培育過程如圖所示：
(1)植物體細胞雜交依據的生物學原理有______________________________。
(2)過程①常用的酶是____________，細胞融合完成的標志是________________。
(3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑________誘導融合，在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察，根據細胞膜表面熒光的不同可觀察到________種不同的原生質體，當觀察到______________________時可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。
(4)過程③和過程④依次為______________________，過程④中的培養基常添加的植物激素是________________。
(5)若番茄細胞內含m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含________條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于________植株。
解析：(1)植物體細胞雜交包括原生質體融合和培育雜種植株兩大步驟，兩者的原理分別是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。(2)去除細胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶，細胞融合完成的標志是形成新的細胞壁。(3)化學促融劑是聚乙二醇，兩兩融合的原生質體有三種：番茄—番茄、番茄—馬鈴薯、馬鈴薯—馬鈴薯，其中雜種細胞的細胞表面有兩種顏色的熒光。(4)過程③和過程④分別表示脫分化和再分化，誘導細胞分化所用的植物激素主要是生長素和細胞分裂素。(5)“番茄—馬鈴薯”體細胞有m+n條染色體，有絲分裂后期染色體數目加倍，由配子發育成的個體均為單倍體。
答案：(1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性
(2)纖維素酶和果膠酶 形成了新的細胞壁
(3)聚乙二醇(或PEG) 3 融合的細胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光
(4)脫分化和再分化 生長素和細胞分裂素
(5)2(m+n) 單倍體
1.(2016江蘇卷.33)(9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題：
(1)用圖中質粒和目的基因構建重組質粒，應選用______兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過__________酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒，需將其轉入處于__________________態的大腸桿菌。
(2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養基中添加__________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中_____________。
(3)若BamH I酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為 ，對于該部位，這兩種酶 (填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。
(4)若用Sau3A I切圖1質粒最多可能獲得 種大小不同的DNA片段。
【答案】(1)BclI和HindⅢ 連接 感受 (2)四環素 引物甲和引物丙
(3) 都不能 (4)7
【解析】(1)選擇的限制酶應在目的基因兩端存在識別位點，但BamHI可能使質粒中啟動子丟失，因此只能選BclI和HindⅢ。酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒，需將其轉入處于感受態的大腸桿菌。
(2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，根據質粒上的抗性基因，應在篩選平板培養基中添加四環素。PCR技術要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結合，沿相反的方向合成子鏈。
(3)根據BamHI和Bcl I的酶切位點，BamHI酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，與兩種酶的酶切位點均不同。
(4)根據BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位點，Sau3A I在質粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3A I切圖1質粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。
【考點定位】基因工程，限制酶，連接酶，重組質粒
2.(2016課標1卷.40)某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：
(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有______________(答出兩點即可)。
而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含有環狀目的基因的細胞是不能區分的，其原因是______________;并且______________和______________的細胞也是不能區分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有是_____________的固體培養基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于_____________
【答案】(1)能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點(答出兩點即可)
(2)二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都不能生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒) 二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長 四環素
(3)受體細胞
【解析】(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有：能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點等。
(2)依題意可知，目的基因插入后，導致四環素抗性基因(Tetr )失活，而氨芐青霉素抗性基因(Ampr)仍能行使正常功能。如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含有環狀目的基因的細胞，因二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都不能生長，所以是不能區分的;含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞，因二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都能生長，因此也是不能區分的。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環素的固體培養基;因目的基因插入后，導致四環素抗性基因(Tetr )失活，含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌在該培養基中不能生長，而含有質粒載體的則能正常生長。
(3)噬菌體是專門寄生在細菌細胞中的病毒，在侵染細菌時，噬菌體的DNA進入到細菌細胞中，而蛋白質外殼仍留在細胞外;在噬菌體的DNA的指導下，利用細菌細胞中的物質來合成噬菌體的組成成分，據此可推知：基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞。
【考點定位】
3.(2016新課標Ⅲ卷.40)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達載體示意圖(載體上的EcoR I、Sau3A I的切點是唯一的)。
根據基因工程的有關知識，回答下列問題：
(1)經BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被____________酶切后的產物連接，理由是____________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有____________，不能表達的原因是____________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有____________和____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是____________。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種梅切割后產生的片段具有相同的黏性末端
(2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游， 丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉錄
(3)E·coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
【解析】(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后產生的片段具有相同的黏性末端，所以經BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3AⅠ酶切后的產物連接。
(2)啟動子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質。終止子也是一段有特殊結構的DNA短片段，相當于一盞紅色信號燈，使轉錄在所需要的地方停止下來。在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的首端，終止子應位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能表達。而圖甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉錄，所以都不能表達目的基因的產物。
(3)常見DNA連接酶的有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。
【考點定位】基因工程的原理及技術
4.(2016天津卷.7) (12分)人血清白蛋白(HSA) 具有重要的醫用價值，只能從血漿中制備。下圖是以基因工程技術獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。
(1)獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出標出另一條引物的位置及擴增方向。
(2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需要選擇的啟動子是_____________(填寫字母，單選)。
A.人血細胞啟動子 B.水稻胚乳細胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子 D.農桿菌啟動子
(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質，其目的是__________________________。
(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經過膜系統加工形成正確的空間結構才能有活性。與途徑II相比，選擇途徑I獲取rHSA的優勢是_______________________________________。(5)為證明rHSA具有醫用價值，須確認rHSA與_________________的生物學功能一致。
【答案】(12分)(1)總RNA (或mRNA)
(2)B
(3)吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉化
(4)水稻是真核生物，具有膜系統，能對初始rHSA多肽進行高效加工
(5)HAS
【解析】(1)合成總cDNA需提取細胞中所有的mRNA，然后通過反轉錄過程進行合成。采用PCR技術擴增HSA基因時，兩條引物分別與模板鏈的5’端結合，擴增方向相反。
(2)根據啟動子通常具有物種及組織特異性可知，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需要選擇的啟動子是水稻胚乳細胞啟動子。
(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，酚類物質可以吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉化。
(4)水稻是真核生物，具有膜系統，能對初始rHSA多肽進行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細胞中不具有生物膜系統。
(5)為證明rHSA具有醫用價值，須確認rHSA與天然的HSA生物學功能一致。
【考點定位】基因工程
6.(2016海南卷.31)基因工程又稱為DNA重組技術，回答相關問題：
(1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即______和從_______中分離。
(2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數目比基因組文庫中的少，其原因是______。
(3)在基因表達載體中，啟動子是______聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，最常用的原核生物是______。
(4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_____和______顆粒。
【答案】(15分)
(1)人工合成 生物材料(每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分)
(2)cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(5分，其他合理答案可酌情給分)
(3)RNA(2分) 大腸桿菌(或答細菌)(2分)
(4)金粉 鎢粉(每空1分，共2分)
【解析】(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。
(2)植物的成熟葉片中基因已選擇性表達，因此由所有RNA逆轉錄形成的cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。
(3)在基因表達載體中，啟動子是RNA聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，由于易于培養，最常用大腸桿菌(或細菌)。
(4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉 和鎢粉顆粒。
【考點定位】基因工程
7.(2016上海卷.九)回答下列有關遺傳信息傳遞與表達的問題。
在圖27所示的質粒PZHZ11(總長為3.6kb，1kb=1000對堿基因)中，lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能將白色的大腸桿菌染成藍色。
68.若先用限制酶BamHI切開pZHZ11，然后滅活BamHI酶，再加DNA連接酶進行連接，最后將連接物導入足夠數量的大腸桿菌細胞中，則含3.1kb質粒的細胞顏色為;含3.6kb質粒的細胞顏色為。
69.若將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因片段置換pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重組質粒，則目的基因長度為kb。
70.上述4.9kb的重組質粒有兩種形式，若用BamHI和EcoRI聯合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段;那么聯合酶切同等長度的另一種重組質粒，則可獲得
kb和kb兩種DNA片段。
71.若將人的染色體DNA片段先導入大腸桿菌細胞中克隆并鑒定目的基因，然后再將獲得的目的基因轉入植物細胞中表達，最后將產物的藥物蛋白注入小鼠體內觀察其生物功能是否發揮，那么上述過程屬于。
A.人類基因工程 B.動物基因工程 C.植物基因工程 D.微生物基因工程
【答案】68.白色 白色和藍色/白色或藍色
69.1.8
70.1.4 3.5
71.C
【解析】(1) 3.1 kb質粒lacZ基因被破壞，含3.1 kb質粒的細胞顏色為白色;加DNA連接酶進行連接，被切下的片段可能反向連接，所含3.6 kb質粒的細胞可能含有正常質粒和異常質粒，也可能只含有正常質粒或異常質粒，顏色為白色和藍色(白色或藍色)。
(2) pZHZ11中0.5 kb的BamHI酶切片段被切除后，剩余3.1 kb，將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因插入，形成4.9 kb的重組質粒，則目的基因大小為4.9-3.1=1.8 kb。
(3) 限制酶BamHI和BglHI切割產生的黏性末端可以進行連接，但連接后不能被兩者中的任何一個識別并切割，用BamHI切割4.9 kb的重組質粒，只有一個切割位點。用BamHI和EcoRI聯合酶切其中一種，只能獲得1.7 kb和3.2 kb兩種DNA片段;聯合酶切同等長度的另一種重組質粒，可獲得1.7+1.8=3.5 kb和3.2-18=1.4 kb兩種DNA片段。
(4)題干所述目的是讓人的基因在植物細胞中表達，屬于植物基因工程。
【考點定位】基因工程
(2015·廣東卷，25)下圖為培育轉基因山羊生產人β?酪蛋白的流程圖。
下列敘述正確的是( )
過程所用的人β?酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得
過程可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進行移植
過程可使用胚胎分割技術擴大轉基因山羊群體
過程人β?酪蛋白基因在細胞質內進行轉錄、翻譯
解析 本題為現代生物技術的綜合題主要考查基因工程和胚胎工程相關知識點難度較大。cDNA文庫正確;過程指的是胚胎移植過程一般選取桑椹胚時期或者囊胚期的胚胎進行胚胎移植不選用原腸胚時期錯誤;過程為加速轉基因動物的繁育可以采用超數排卵胚胎分割移植等方法正確;過程指的是目的基因的表達包括轉錄與翻譯兩個階段轉錄的場所是細胞核翻譯的場所是細胞質中的核糖體錯誤。
答案 AC
(2015·課標卷)[生物——選修3：現代生物科技專題]
屬于逆轉錄病毒是艾滋病的病原體。回答下列問題：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時可先提取HIV中的________以其作為模板在________的作用下合成________獲取該目的蛋白的基因構建重組表達載體隨后導入受體細胞。
(2)從受體細胞中分離純________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV檢測的原理是________。
(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見但是在艾滋病患者中卻多發。引起這種現象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細胞降低了患者免疫系統的防衛功能。
(4)人的免疫系統有________癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷易發生惡性腫瘤。
解析 (1)HIV是RNA病毒其核酸是單鏈RNA而在基因工程中構建目的基因表達載體時載體一般用的是質粒為雙鏈DNA故先用逆轉錄酶催化HIV的RNA逆轉錄為DNA分子再進行基因工程操作。(2)本題涉及到了免疫學方面知識抗原進入機體后可以產生特異性免疫反應產生相應的抗體抗體與抗原特異性結合。(3)HIV病毒主要破壞人體T細胞。(4)免疫系統除了具有防衛功能外還有監控和清除功能：監控并清除體內已經衰老或因其他因素而被破壞的細胞以及癌變的細胞。
答案 (1)RNA 逆轉錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體
抗原抗體特異性結合 (3)T(或T淋巴) (4)監控和清除
(2015·江蘇卷)熒光原位雜交可用熒光標記的特異DNA片段為探針與染色體上對應的DNA片段結合從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示DNA酶隨機切開了核苷酸之間的________鍵從而產生切口隨后在DNA聚合酶作用下以熒光標記的________為原料合成熒光標記的DNA探針。
(2)圖2表示探針與待測基因結合的原理。先將探針與染色體共同煮沸使DNA雙鏈中________鍵斷裂形成單鏈。隨后在降溫復性過程中探針的堿基按照________原則與染色體上的特定________條熒光標記的DNA片段。
(3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交則其F有絲分裂中期的細胞中可觀察到________個熒光點;在減數第一次分裂形成的兩個子細胞中分別可觀察到________個熒光點。
解析 本題綜合考查DNA分子雜交和減數分裂的相關內容意在考查學生獲取信息的能力并且綜合運用所學知識對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理能力。難度較大。
(1)由圖1所知酶1使DNA鏈斷裂即作用于相鄰脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵;DNA探針是被標記的單鏈DNA片段合成原料為脫氧核苷酸。(2)通過熱變性使DNA堿基對之間的氫鍵斷裂復性時能重新形成氫鍵并且遵循堿基互補配對原則形成雜交DNA分子。兩條姐妹染色單體含有四條模板鏈可與四個被標記的DNA探針結合形成4個熒光標記雜交DNA分3)植物甲(AABB)形成的配子染色體組成為(AB)與植物乙(AACC)的配子(AC)受精后合子染色體組成為(AABC)又由于 AA 和 BB 中各有一對同源染色體可被熒光探針標記則AABC將會有3條染色體被標記條染色單體可以觀察到6個熒光點。AABC減數分裂時兩個染色體組可以正常聯會并且同源染色體分離減數第一次分裂形成的兩個子細胞分別獲得一個A染色體組而B染色體組內的沒有同源染色體存在中的染色體隨機進入兩個子細胞因此其中一個子細胞含有A和B染色體組內2條能被標記的染4個染色單體可以看到4個熒光點另一子細胞只含有A中1條能被標記的染色體個染色單體可以觀察到2個熒光點。
答案 (1)磷酸二酯 脫氧核苷酸 (2)氫 堿基互補配對 4 (3)6 2和4
(2015·福建卷)[生物-現代生物科技專題]
是一種神經營養因子對損傷的神經細胞具有營養和保護作用。研究人員構建了含GDNF基因的表達載體(如圖1所示)并導入到大鼠神經干細胞中用于干細胞基因治療的研究。請回答
(1)在分離和培養大鼠神經干細胞的過程中使用胰蛋白酶的目的是______________________。
(2)構建含基因的表達載體時需選擇圖1中的________限制酶進行酶切。
(3)經酶切后的載體和基因進行連接連接產物經篩選得到的載體主要有3種：單GDNF基因與載體正向連接、基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式選擇酶和酶對篩選得到的載體進行雙酶切并對酶切后的DNA片段進行電泳分析結果如圖2所示。圖中第________泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。
(4)將正向連接的表達載體導入神經干細胞后為了檢測基因是否成功表達可用相應的________與提取的蛋白質雜交。當培養的神經干細胞達到一定密度時需進行________培養以得到更多數量的細胞用于神經干細胞移植治療實驗。(2015·天津卷)DHA對腦神經發育至關重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本利用細胞融合技術選育高產DHA融合藻。兩種藻特性如下表。
親本藻 優勢代
謝類型 固體培養基
上藻落直徑 藻 自養 0.06 小 0.7 B藻 異養 0.14 大 無
據表回答：
(1)選育的融合藻應具有A藻________與B藻________的優點。
(2)誘導融合前需用纖維素酶處理兩種藻其目的是獲得
。
(3)通過以下三步篩選融合藻步驟________可淘汰B藻步驟________可淘汰生長速率較慢的________生產所需的融合藻。
步驟a：觀察藻落的大小
步驟b：用不含有機碳源(碳源——生物生長的碳素來源)的培養基進行光照培養
步驟c：測定DHA含量
(4)以獲得的融合藻為材料進行甲、乙、丙三組試驗結果如下圖。
甲組條件下融合藻產生[H]的細胞器是________;丙組條件下產生ATP的細胞器是________。
與甲、丙兩組相比乙組融合藻生__________________________________________________________________。
甲、乙兩組DHA產量均較高但實際生產中往往采用甲組的培養條件其原因是_______________________________________________________________
。
(2015·重慶卷)下列有關人胰島素基因表達載體的敘述正確的是( )
表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得
表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點
借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來
啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用
(2015·江蘇卷)胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是________。
(2)圖1中啟動子是________酶識別和結合的部位有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是________。
(3)構建基因表達載體時必需的工具酶有________。
(4)β半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達可將胰________。
(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈且半乳糖苷酶被切成多個肽段這是因為_________________________________________________。
(6)根據圖2中胰島素的結構請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數量。你的推測結果是________理由是________________________。
(2015·北京卷)在應用農桿菌侵染植物葉片獲得轉基因植株的常規實驗步驟中不需要的是( )
用攜帶目的基因的農桿菌侵染植物細胞
用選擇培養基篩選導入目的基因的細胞
用聚乙二醇誘導轉基因細胞的原生質體融臺
用適當比例的生長素和細胞分裂素
1.[2014·天津卷] 為達到相應目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產生抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞的篩選
C.轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
. [2014·重慶卷] 如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是( )
A.②的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與
B.③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上
C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現出抗蟲性狀
D.⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異
.[2014·廣東卷] (雙選)利用基因工程技術生產羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是( )
A.過程①需使用逆轉錄酶
B.過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因
C.過程③使用的感受態細胞可用NaCl溶液制備
D.過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞
. [2014·江蘇卷] (多選)下列關于基因工程技術的敘述，錯誤的是( )
A.切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列
B.PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應
C.載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因
D.抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達
.[2014·天津卷] 嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業生產中更好地應用，開展了以下試驗：
Ⅰ.利用大腸桿菌表達BglB酶
(1)PCR擴增bglB基因時，選用________________________基因組DNA作模板。
(2)下圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入________和______不同限制酶的識別序列。
注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同
(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述構建好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為________________________________。
Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響
(4)據圖1、2可知，80 ℃保溫30分鐘后，BglB酶會__________;為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好控制在________(單選)。
A.50 ℃ B.60 ℃ C.70 ℃ D.80 ℃
圖1 溫度對BglB酶活性的影響
圖2 BglB酶的熱穩定性
注：酶的熱穩定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的保持程度來反映的
Ⅲ.利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩定性
在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經過篩選，可獲得能表達出熱穩定性高的BglB酶的基因。
(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲取熱穩定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________(多選)。
A.僅針對bglB基因進行誘變
B.bglB基因產生了定向突變
C.bglB基因可快速累積突變
D.bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數目改變
.[2014·新課標全國卷Ⅱ] [生物——選修3：現代生物科技專題]
植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列問題：
(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因;而cDNA文庫中含有生物的________基因。
(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。
(3)將耐旱基因導入農桿菌，并通過農桿菌轉化法將其導入植物________的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。
.[2014·山東卷] 【生物——現代生物科技專題】
人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：
(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，可采用____________技術。
(2)為獲取更多的卵(母)細胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經過________，才具備受精能力。
(3)將重組表達載體導入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體，這體現了早期胚胎細胞的________。
(4)若在轉htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達。
.[2014·福建卷] [生物——現代生物科技專題] Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞。科研人員利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖：
(1)步驟①中，在核移植前應去除卵母細胞的________。
(2)步驟②中，重組胚胎培養到________期時，可從其內細胞團分離出ES細胞。
(3)步驟③中，需要構建含有Rag2基因的表達載體。可以根據Rag2基因的__________設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有______________酶的酶切位點。
(4)為檢測Rag2基因的表達情況，可提取治療后小鼠骨髓細胞的________，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗。
. [2014·海南卷] [生物——選修3：現代生物科技專題]
下圖是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內，制備“工程菌”的示意圖。
據圖回答：
(1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在________的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因;
二是根據目標蛋白質的________序列，推測出相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其DNA的________序列，再通過化學方法合成所需基因。
(2)利用PCR技術擴增DNA時，需要在反應體系中添加的有機物質有________、________、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。
(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為________。
(4)在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是________________________。
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實驗條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經細胞的培養
D.制備用于植物組織培養的固體培養基
1.[2014·四川卷]有機農藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環境。研究發現，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。
甲
乙
(1)微生物生長繁殖所需的主要營養物質有碳源、水、________四類，該實驗所用的選擇培養基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是__________________________________。
(2)與微生物培養基相比，植物組織培養的培養基常需添加生長素和________，這些植物激素一般需要事先單獨配制成________保存備用。
(3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養后，第一劃線區域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養液過濾離心，取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是________________________________，該實驗設計是否合理?為什么?____________________。
. [2014·廣東卷] 鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應用組織培養技術培養鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產生物堿的實驗流程如下：
在固體培養基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養時間的變化如圖所示，請回答下列問題：
(1)選用新生營養芽為外植體的原因是____________________，誘導外植體形成PLBs的過程稱________。
(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優勢體現在______________，______________，________________。
(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養，推測添加適量的ABA可提高生物堿產量。同學們擬開展探究實驗驗證該推測，在設計實驗方案時探討了以下問題：
①ABA的濃度梯度設置和添加方式：設4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應在各組液體培養基______后按比例加入。
②實驗進程和取樣：實驗50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數據已知，實驗過程中還需測定的樣品數為________。
③依所測定數據確定適宜的ABA濃度和培養時間：當某3個樣品(重復樣)的__________________________時，其對應的ABA濃度為適宜濃度，對應的培養時間是適應培養時間。
.[2014·江蘇卷] 為了獲得植物次生代謝產物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養基中懸浮培養。請回答下列問題：
(1)外植體經誘導后形成愈傷組織的過程稱為________。
(2)在愈傷組織懸浮培養時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細胞干重在12 d后下降的原因有__________________;培養液中蔗糖的作用是________、____________。
(3)多倍體愈傷組織細胞產生的次生代謝產物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經________處理，會產生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經誘導處理后，觀察到染色體數為8n的細胞。合理的解釋是___________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(4)為了更好地獲得次生代謝產物，生產中采用植物細胞的固定化技術，其原理與酵母細胞固定化類似。下列說法正確的有________(填序號)。
①選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋 ②必須在光照條件下培養 ③培養過程中需通空氣 ④固定化后植物細胞生長會變慢
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實驗條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經細胞的培養
D.制備用于植物組織培養的固體培養基
.[2014·天津卷] 為達到相應目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產生抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞的篩選
C.轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
.[2014·浙江卷] 下列關于動物細胞培養的敘述，正確的是( )
A.連續細胞系的細胞大多具有二倍體核型
B.某些癌細胞在合適條件下能逆轉為正常細胞
C.由多個祖細胞培養形成的細胞群為一個克隆
D.未經克隆化培養的細胞系細胞具有相同的性狀
.[2014·新課標全國卷Ⅰ] [生物——選修3：現代生物科技專題] 某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數)，結果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上，則小鼠最少需要經過______次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是______小鼠，理由是___________________________________________________________。
(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有________________________________，體系中出現多種類型細胞的原因是________________________。
(3)雜交瘤細胞中有________個細胞核，染色體數目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養后都不能存活，原因是____________________。
高中生物基因工程和細胞工程的專項練習解析
1.基因工程的基本工具
限制酶 DNA連接酶 (運)載體 切割目的基因和載體 拼接DNA片段形成 重組DNA 攜帶目的基因進入受體細胞 作用部位 兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 ------------------ 作用特點 (條件) ①識別特定的核苷酸序列
② ①E·coli DNA連接酶只能連接黏性末端
②T4 DNA連接酶能連接黏性末端和平(口)末端 ①能在宿主細胞內穩定存在并大量復制
②有一個或多個限制酶切割位點
③具有特殊的標記基因 2.基因工程的操作步驟
(1) 目的基因的獲取：
①從基因文庫中獲取。
②利用PCR技術擴增。
③用化學方法直接人工合成。
(2) 基因表達載體的構建：
①基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因。
②基因表達載體的構建方法：
(3)將目的基因導入受體細胞：
植物細胞 動物細胞 微生物細胞 常用
方法 農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法 顯微注射技術 感受態細胞法(用Ca2+處理) 受體
細胞 受精卵、體細胞 受精卵 原核細胞 (4) 目的基因的檢測與鑒定：
①目的基因插入檢測：DNA分子雜交。
②目的基因轉錄檢測：(核酸)分子雜交。
③目的基因翻譯檢測：抗原—抗體雜交。
④個體生物學水平檢測：根據目的基因表達出的性狀判斷。
二、細胞工程
1.動物細胞培養與植物組織培養的比較
項目 動物細胞培養 植物組織培養 培養前處理 無菌、用胰蛋白酶處理，使組織細胞相互分散開 無菌、離體 培養基成分 葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等 礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素等 培養基狀態 液體培養基 固體培養基 項目 動物細胞培養 植物組織培養 過程 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養→傳代培養→細胞群 離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽―→植物體 不能 能
舉例 大規模生產有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等;皮膚移植;檢測有毒物質的毒性等 快速繁殖、培育無病毒植株;生產藥物;制造人工種子;培育轉基因作物等 2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較
項目 植物體細胞雜交 動物細胞融合(單克隆抗體的制備) 理論基礎(原理) 細胞膜的流動性、細胞的全能性 細胞膜的流動性、細胞增殖 融合前處理 酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶等) 注射特定抗原，免疫小鼠，獲取(效應)B淋巴細胞 促融 ①物理法：離心、振動、電激等;②化學法：聚乙二醇(PEG) ①物化法：與植物細胞融合相同;②生物法：滅活的仙臺病毒 過程 第一步：原生質體的制備;第二步：原生質體的融合;第三步：雜種細胞的篩選與培養;第四步：雜種植株的誘導與鑒定 第一步：正常小鼠免疫處理;第二步：動物細胞融合;第三步：雜交瘤細胞篩選與培養;第四步：單克隆抗體的提純 用途 ①克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交親本的組合范圍;②克服有性雜交的母系遺傳，獲得細胞質基因的雜合子，研究細胞質遺傳 ①制備單克隆抗體;②診斷、治療疾病，如生物導彈 3.動物細胞核移植和單克隆抗體
(1)動物細胞核移植：
供體體細胞→→體細胞(核)
↓注入
卵母細胞→Ⅱ中期去核→無核卵母細胞→重組細胞→
重組胚胎→代孕母牛→生出與供體遺傳性狀相同的個體。
(2)單克隆抗體：
①單克隆抗體的制備過程：
多種雜交細胞→在具有篩選作用的培養基上培養→克隆篩選出的雜交細胞→將不同種雜交細胞分開，并克隆專一抗體，檢驗陽性細胞→注射到小鼠體內或體外培養→獲得單克隆抗體。
③單克隆抗體的優點：特異性強、靈敏度高、產量大。
考點一 基因工程
1.(2016·高考全國乙卷)某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamH Ⅰ酶切后，與用BamH Ⅰ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：
(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有________(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環狀目的基因的細胞是不能區分的，其原因是____________________________;并且________和________的細胞也是不能區分的，其原因是________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有________的固體培養基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于________。
【答案】(1)能自我復制、具有標記基因(答出兩點即可) (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均不生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒) 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長 四環素 (3)受體細胞
(2016·高考全國丙卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3AⅠ三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切點是唯一的)。
根據基因工程的有關知識，回答下列問題：
(1)經BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被________酶切后的產物連接，理由是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有________，不能表達的原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉錄
(3)E.coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
(2015·高考全國卷Ⅰ)HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問題：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在______的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。
(2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是________________________。
(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發。引起這種現象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細胞，降低了患者免疫系統的防衛功能。
(4)人的免疫系統有________癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發生惡性腫瘤。
【解析】(1)HIV的遺傳物質是RNA，所以要想獲得相應的目的基因，應以HIV的RNA為模板，在逆轉錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。(2)目的蛋白注入機體后相當于抗原。在抗原的刺激下，機體進行體液免疫，由漿細胞產生相應抗體(分泌蛋白)，由于該抗體能與目的蛋白(抗原)發生特異性結合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確定體內有無HIV。(3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細胞，從而降低機體免疫系統的防衛功能。(4)癌細胞在機體中屬于抗原，人體的免疫系統能夠監控和清除癌細胞。
【答案】(1)RNA 逆轉錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體 抗原抗體特異性結合 (3)T(或T淋巴) (4)監控和清除
考點二 克隆技術
某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數)，結果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上，則小鼠最少需要經過____________次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是________小鼠，理由是___________________
_____________________________________________________。
(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
體系中出現多種類型細胞的原因是______________________________________。
(3)雜交瘤細胞中有________個細胞核，染色體數目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養后都不能存活，原因是__________________。
【答案】(1)4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高
(2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%
(3)1 100
(4)不能無限增殖
科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，其培育過程如圖所示：
(1)植物體細胞雜交依據的生物學原理有______________________________。
(2)過程①常用的酶是____________，細胞融合完成的標志是________________。
(3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑________誘導融合，在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察，根據細胞膜表面熒光的不同可觀察到________種不同的原生質體，當觀察到______________________時可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。
(4)過程③和過程④依次為______________________，過程④中的培養基常添加的植物激素是________________。
(5)若番茄細胞內含m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含________條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于________植株。
【答案】(1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性
(2)纖維素酶和果膠酶 形成了新的細胞壁
(3)聚乙二醇(或PEG) 3 融合的細胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光
(4)脫分化和再分化 生長素和細胞分裂素
(5)2(m+n) 單倍體
1.(2016江蘇卷.33)(9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題：
(1)用圖中質粒和目的基因構建重組質粒，應選用______兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過__________酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒，需將其轉入處于__________________態的大腸桿菌。
(2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養基中添加__________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中_____________。
(3)若BamH I酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為 ，對于該部位，這兩種酶 (填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。
(4)若用Sau3A I切圖1質粒最多可能獲得 種大小不同的DNA片段。
【答案】(1)BclI和HindⅢ 連接 感受 (2)四環素 引物甲和引物丙
(3) 都不能 (4)7
(2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，根據質粒上的抗性基因，應在篩選平板培養基中添加四環素。PCR技術要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結合，沿相反的方向合成子鏈。
(3)根據BamHI和Bcl I的酶切位點，BamHI酶切的DNA末端與Bcl I酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，與兩種酶的酶切位點均不同。
(4)根據BamH、Bcl I和Sau3A I的酶切位點，Sau3A I在質粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3A I切圖1質粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。
【考點定位】基因工程，限制酶，連接酶，重組質粒
2.(2016課標1卷.40)某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：
(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有______________(答出兩點即可)。
而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
(2)如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含有環狀目的基因的細胞是不能區分的，其原因是______________;并且______________和______________的細胞也是不能區分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有是_____________的固體培養基。
(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于_____________
【答案】(1)能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點(答出兩點即可)
(2)二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都不能生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒) 二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上均能生長 四環素
(3)受體細胞
(2)依題意可知，目的基因插入后，導致四環素抗性基因(Tetr )失活，而氨芐青霉素抗性基因(Ampr)仍能行使正常功能。如果用含有氨芐青霉素的培養基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含有環狀目的基因的細胞，因二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都不能生長，所以是不能區分的;含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞，因二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養基上都能生長，因此也是不能區分的。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環素的固體培養基;因目的基因插入后，導致四環素抗性基因(Tetr )失活，含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌在該培養基中不能生長，而含有質粒載體的則能正常生長。
【考點定位】
3.(2016新課標Ⅲ卷.40)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達載體示意圖(載體上的EcoR I、Sau3A I的切點是唯一的)。
根據基因工程的有關知識，回答下列問題：
(1)經BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被____________酶切后的產物連接，理由是____________。
(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有____________，不能表達的原因是____________。
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有____________和____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是____________。
【答案】(1)Sau3AⅠ 兩種梅切割后產生的片段具有相同的黏性末端
(2)甲和丙 甲中目的基因插入在啟動子的上游， 丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉錄
(3)E·coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 T4DNA連接酶
【解析】(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后產生的片段具有相同的黏性末端，所以經BamH I酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3AⅠ酶切后的產物連接。
【考點定位】基因工程的原理及技術
4.(2016天津卷.7) (12分)人血清白蛋白(HSA) 具有重要的醫用價值，只能從血漿中制備。下圖是以基因工程技術獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。
(1)獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出標出另一條引物的位置及擴增方向。
(2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需要選擇的啟動子是_____________(填寫字母，單選)。
A.人血細胞啟動子 B.水稻胚乳細胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子 D.農桿菌啟動子
(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質，其目的是__________________________。
(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經過膜系統加工形成正確的空間結構才能有活性。與途徑II相比，選擇途徑I獲取rHSA的優勢是_______________________________________。
(5)為證明rHSA具有醫用價值，須確認rHSA與_________________的生物學功能一致。
【答案】(12分)(1)總RNA (或mRNA)
(2)B
(3)吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉化
(4)水稻是真核生物，具有膜系統，能對初始rHSA多肽進行高效加工
(5)HAS
【解析】(1)合成總cDNA需提取細胞中所有的mRNA，然后通過反轉錄過程進行合成。采用PCR技術擴增HSA基因時，兩條引物分別與模板鏈的5’端結合，擴增方向相反。
(4)水稻是真核生物，具有膜系統，能對初始rHSA多肽進行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細胞中不具有生物膜系統。
(5)為證明rHSA具有醫用價值，須確認rHSA與天然的HSA生物學功能一致。
【考點定位】基因工程
6.(2016海南卷.31)基因工程又稱為DNA重組技術，回答相關問題：
(1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即______和從_______中分離。
(2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數目比基因組文庫中的少，其原因是______。
(3)在基因表達載體中，啟動子是______聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，最常用的原核生物是______。
(4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_____和______顆粒。
【答案】(15分)
(1)人工合成 生物材料(每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分)
(2)cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(5分，其他合理答案可酌情給分)
(3)RNA(2分) 大腸桿菌(或答細菌)(2分)
(4)金粉 鎢粉(每空1分，共2分)
【解析】(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。
【考點定位】基因工程
7.(2016上海卷.九)回答下列有關遺傳信息傳遞與表達的問題。
在圖27所示的質粒PZHZ11(總長為3.6kb，1kb=1000對堿基因)中，lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能將白色的大腸桿菌染成藍色。
68.若先用限制酶BamHI切開pZHZ11，然后滅活BamHI酶，再加DNA連接酶進行連接，最后將連接物導入足夠數量的大腸桿菌細胞中，則含3.1kb質粒的細胞顏色為;含3.6kb質粒的細胞顏色為。
69.若將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因片段置換pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重組質粒，則目的基因長度為kb。
70.上述4.9kb的重組質粒有兩種形式，若用BamHI和EcoRI聯合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段;那么聯合酶切同等長度的另一種重組質粒，則可獲得
kb和kb兩種DNA片段。
71.若將人的染色體DNA片段先導入大腸桿菌細胞中克隆并鑒定目的基因，然后再將獲得的目的基因轉入植物細胞中表達，最后將產物的藥物蛋白注入小鼠體內觀察其生物功能是否發揮，那么上述過程屬于。
A.人類基因工程 B.動物基因工程 C.植物基因工程 D.微生物基因工程
【答案】68.白色 白色和藍色/白色或藍色
69.1.8
70.1.4 3.5
71.C
(2) pZHZ11中0.5 kb的BamHI酶切片段被切除后，剩余3.1 kb，將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因插入，形成4.9 kb的重組質粒，則目的基因大小為4.9-3.1=1.8 kb。
(3) 限制酶BamHI和BglHI切割產生的黏性末端可以進行連接，但連接后不能被兩者中的任何一個識別并切割，用BamHI切割4.9 kb的重組質粒，只有一個切割位點。用BamHI和EcoRI聯合酶切其中一種，只能獲得1.7 kb和3.2 kb兩種DNA片段;聯合酶切同等長度的另一種重組質粒，可獲得1.7+1.8=3.5 kb和3.2-18=1.4 kb兩種DNA片段。
(4)題干所述目的是讓人的基因在植物細胞中表達，屬于植物基因工程。
【考點定位】基因工程
(2015·廣東卷，25)下圖為培育轉基因山羊生產人β?酪蛋白的流程圖。
下列敘述正確的是( )
過程所用的人β?酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得
過程可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進行移植
過程可使用胚胎分割技術擴大轉基因山羊群體
過程人β?酪蛋白基因在細胞質內進行轉錄、翻譯
答案AC
2.(2015·課標卷)[生物——選修3：現代生物科技專題]
屬于逆轉錄病毒是艾滋病的病原體。回答下列問題：
(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時可先提取HIV中的________以其作為模板在________的作用下合成________獲取該目的蛋白的基因構建重組表達載體隨后導入受體細胞。
(2)從受體細胞中分離純________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV檢測的原理是________。
(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見但是在艾滋病患者中卻多發。引起這種現象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細胞降低了患者免疫系統的防衛功能。
(4)人的免疫系統有________癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷易發生惡性腫瘤。
解析(1)HIV是RNA病毒其核酸是單鏈RNA而在基因工程中構建目的基因表達載體時載體一般用的是質粒為雙鏈DNA故先用逆轉錄酶催化HIV的RNA逆轉錄為DNA分子再進行基因工程操作。(2)本題涉及到了免疫學方面知識抗原進入機體后可以產生特異性免疫反應產生相應的抗體抗體與抗原特異性結合。(3)HIV病毒主要破壞人體T細胞。(4)免疫系統除了具有防衛功能外還有監控和清除功能：監控并清除體內已經衰老或因其他因素而被破壞的細胞以及癌變的細胞。
答案(1)RNA 逆轉錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體
抗原抗體特異性結合 (3)T(或T淋巴) (4)監控和清除
(2015·江蘇卷)熒光原位雜交可用熒光標記的特異DNA片段為探針與染色體上對應的DNA片段結合從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示DNA酶隨機切開了核苷酸之間的________鍵從而產生切口隨后在DNA聚合酶作用下以熒光標記的________為原料合成熒光標記的DNA探針。
(2)圖2表示探針與待測基因結合的原理。先將探針與染色體共同煮沸使DNA雙鏈中________鍵斷裂形成單鏈。隨后在降溫復性過程中探針的堿基按照________原則與染色體上的特定________條熒光標記的DNA片段。
(3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交則其F有絲分裂中期的細胞中可觀察到________個熒光點;在減數第一次分裂形成的兩個子細胞中分別可觀察到________個熒光點。
(1)由圖1所知酶1使DNA鏈斷裂即作用于相鄰脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵;DNA探針是被標記的單鏈DNA片段合成原料為脫氧核苷酸。(2)通過熱變性使DNA堿基對之間的氫鍵斷裂復性時能重新
【答案(1)磷酸二酯 脫氧核苷酸 (2)氫 堿基互補配對 4 (3)6 2和4
(2015·福建卷)[生物-現代生物科技專題]
是一種神經營養因子對損傷的神經細胞具有營養和保護作用。研究人員構建了含GDNF基因的表達載體(如圖1所示)并導入到大鼠神經干細胞中用于干細胞基因治療的研究。請回答
(1)在分離和培養大鼠神經干細胞的過程中使用胰蛋白酶的目的是__________________。
(2)構建含基因的表達載體時需選擇圖1中的________限制酶進行酶切。
(3)經酶切后的載體和基因進行連接連接產物經篩選得到的載體主要有3種：單GDNF基因與載體正向連接、基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式選擇酶和酶對篩選得到的載體進行雙酶切并對酶切后的DNA片段進行電泳分析結果如圖2所示。圖中第________泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。
(4)將正向連接的表達載體導入神經干細胞后為了檢測基因是否成功表達可用相應的________與提取的蛋白質雜交。當培養的神經干細胞達到一定密度時需進行________培養以得到更多數量的細胞用于神經干細胞移植治療實驗。
解析本題考查基因工程和動物細胞工程相關知識考查理解能力、獲取信息能力和綜合運用能力。難度適中。(1)動物細胞間的物質主要成分是蛋白質用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間目的是使組織中的細胞分散成單個細胞。
(2)據圖1可知基因兩端和載體上都有Xho I限制酶的酶切位點。
(3)據圖1可知用和 BamH I限制酶對三種載體進行酶切單個載體自連只有Hpa I限制酶的酶切位點得到6 000 bpDNA的片段;正向連接重組載體有Hpa I和 BamH I限制酶的酶切位點得到700 bpDNA的片段和的片段;反向連接重組載體有Hpa I和 BamH I限制酶的酶切位點得到200 bpDNA的片段和的片段。
答案(1)使細胞分散開 (2)Xho I (3) (4)抗體 傳代
(2015·天津卷)DHA對腦神經發育至關重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本利用細胞融合技術選育高產DHA融合藻。兩種藻特性如下表。
親本藻 優勢代
謝類型 固體培養基
上藻落直徑 藻 自養 0.06 小 0.7 B藻 異養 0.14 大 無
據表回答：
(1)選育的融合藻應具有A藻________與B藻________的優點。
(2)誘導融合前需用纖維素酶處理兩種藻其目的是獲得
。
(3)通過以下三步篩選融合藻步驟________可淘汰B藻步驟________可淘汰生長速率較慢的________生產所需的融合藻。
步驟a：觀察藻落的大小
步驟b：用不含有機碳源(碳源——生物生長的碳素來源)的培養基進行光照培養
步驟c：測定DHA含量
(4)以獲得的融合藻為材料進行甲、乙、丙三組試驗結果如下圖。
甲組條件下融合藻產生[H]的細胞器是________;丙組條件下產生ATP的細胞器是________。
與甲、丙兩組相比乙組融合藻生__________________________________________________________________。
甲、乙兩組DHA產量均較高但實際生產中往往采用甲組的培養條件其原因是_______________________________________________________________
解析本題綜合考查植物體細胞雜交技術及相關細胞器的功能等相關知識考查識記能力、理解能力、應用能力及實驗探究能力。難度較小。(1)根據表中兩種藻的特性可知藻具有產生DHA、自養特性的優點藻具有快速增長的優點選育的融合藻應該具有兩種藻的優點。(2)由于植物細胞具有細胞壁影響了原生質體的融合所以在融合前需用纖維素酶和果膠酶處理以獲得原生質體。(3)從題中信息可以看出是通過培養過程的觀察和測定DHA進行篩選的。B藻淘汰B藻生長比較慢的是A藻最后再通過測定DHA含量獲得所需的融合藻。(4)甲組條件是光照下培養基中含有無機物該條件下融合藻既可以進行呼吸作用也可以進行光合作用產生[H]的細答案(1)產生DHA、自養特性 快速增長
(2)原生質體
(3)b a c
(4)線粒體、葉綠體 線粒體 融合藻既能光能自養又能異養 融合藻利用光能和簡單的無機物能較快生長不需要添加葡萄糖既可降低成本也可防止雜菌生長
(2015·重慶卷)下列有關人胰島素基因表達載體的敘述正確的是( )
表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得
表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點
借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來
啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用
答案C
7.(2015·江蘇卷)胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題：
圖1
圖2
(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是________。
(2)圖1中啟動子是________酶識別和結合的部位有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是________。
(3)構建基因表達載體時必需的工具酶有________。
(4)β半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達可將胰________。
(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈且半乳糖苷酶被切成多個肽段這是因為_________________________________________________。
(6)根據圖2中胰島素的結構請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數量。你的推測結果是________理由是________________________。
【答案(1)終止子
(2)RNA聚合 作為標記基因將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來
(3)限制酶和DNA連接酶
(4)防止胰島素的A、B 鏈被菌體內蛋白酶降解
(5)β-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸而胰島素A、B 鏈中不含甲硫氨酸
(6)至少2個 兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基氨基酸R 基團中可能還含有游離的氨基
(2015·北京卷)在應用農桿菌侵染植物葉片獲得轉基因植株的常規實驗步驟中不需要的是( )
用攜帶目的基因的農桿菌侵染植物細胞
用選擇培養基篩選導入目的基因的細胞
用聚乙二醇誘導轉基因細胞的原生質體融臺
用適當比例的生長素和細胞分裂素
【解析農桿菌侵染細菌是基因工程中常常用到的把目的基因導入植物細胞的方法正確;目的基因是否導入了細胞需要在選擇培養基上進行篩選正確;在植物細胞組織培養的過程中需要調整培養基中生長素和細胞分裂素的比例來達到對其脫分化和再分化的控制正確;在農桿菌侵染植物細胞的過程中并沒有涉及到原生質體的融合所以C錯誤。
答案C
1.[2014·天津卷] 為達到相應目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產生抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞的篩選
C.轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
B
2. [2014·重慶卷] 如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是( )
A.②的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與
B.③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上
C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現出抗蟲性狀
D.⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異
D
3.[2014·廣東卷] (雙選)利用基因工程技術生產羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是( )
A.過程①需使用逆轉錄酶
B.過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因
C.過程③使用的感受態細胞可用NaCl溶液制備
D.過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞
AD
4. [2014·江蘇卷] (多選)下列關于基因工程技術的敘述，錯誤的是( )
A.切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列
B.PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應
C.載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因
D.抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達
ABC 【解析】 限制酶的識別序列不都是6個核苷酸，比如基因工程中的BamH Ⅰ酶識別序列為GATC，A項錯誤。PCR中溫度的改變過程是：雙鏈DNA在95 ℃變性解旋，50～55 ℃退火使引物與DNA單鏈結合;65～75 ℃是耐熱性DNA聚合酶的適宜溫度，用于子鏈的延伸，B項錯誤。質粒常用抗生素抗性基因作為標記基因，C項錯誤。抗蟲基因即使成功插入到植物細胞內，也可能由于基因選擇性表達或者細胞內基因的互作等其他原因而不能正常表達，D項正確。
.[2014·天津卷] 嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業生產中更好地應用，開展了以下試驗：
Ⅰ.利用大腸桿菌表達BglB酶
(1)PCR擴增bglB基因時，選用________________________基因組DNA作模板。
(2)下圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入________和______不同限制酶的識別序列。
注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同
(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述構建好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為________________________________。
Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響
(4)據圖1、2可知，80 ℃保溫30分鐘后，BglB酶會__________;為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好控制在________(單選)。
A.50 ℃ B.60 ℃ C.70 ℃ D.80 ℃
圖1 溫度對BglB酶活性的影響
圖2 BglB酶的熱穩定性
注：酶的熱穩定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的保持程度來反映的
Ⅲ.利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩定性
在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經過篩選，可獲得能表達出熱穩定性高的BglB酶的基因。
(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲取熱穩定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________(多選)。
A.僅針對bglB基因進行誘變
B.bglB基因產生了定向突變
C.bglB基因可快速累積突變
D.bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數目改變
(1)嗜熱土壤芽胞桿菌
(2)Nde Ⅰ BamHⅠ
(3)轉基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶
(4)失活 B
(5)A、C
【解析】 (1)bglB基因存在于嗜熱土壤芽胞桿菌基因組中，故應以該菌的基因組DNA為模板進行基因擴增。
(4)由圖2可知，BglB酶在80 ℃保溫30分鐘后，就會失活;由圖1可知，當溫度為60～70 ℃時，酶活性較高，而由圖2可知70 ℃時保溫30分鐘，酶活性開始減弱，而60 ℃保溫30分鐘后酶活性基本不發生變化，由此可知為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好應控制在60 ℃，故選B。
(5)在bglB基因擴增過程中加入誘變劑進行誘變處理，相比于誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌，針對性更強;基因突變是不定向的;由于PCR過程基因擴增即DNA復制快速進行，發生突變后可進行快速積累，進而便于篩選;基因突變可能導致氨基酸數目的改變，如突變后的密碼子變為終止密碼子，可導致蛋白質合成提前終止，進而導致氨基酸數目變少。
.[2014·新課標全國卷Ⅱ] [生物——選修3：現代生物科技專題]
植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列問題：
(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因;而cDNA文庫中含有生物的________基因。
(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。
(3)將耐旱基因導入農桿菌，并通過農桿菌轉化法將其導入植物________的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。
(1)全部 部分
(2)篩選
(3)乙 表達產物 耐旱性
(4)同源染色體的一條上
【解析】 (1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉錄后構建的，只含有已經表達的基因，即部分基因。
(2)從基因文庫中獲取目的基因需要進行篩選。
(4)如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，相當于耐旱純合子，則子代將全部表現為耐旱，不會出現性狀分離;如果耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉基因植株的基因型相當于雜合子，自交后代出現耐旱∶不耐旱=3∶1的性狀分離比。
.[2014·山東卷] 【生物——現代生物科技專題】
人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：
(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，可采用____________技術。
(2)為獲取更多的卵(母)細胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經過________，才具備受精能力。
(3)將重組表達載體導入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體，這體現了早期胚胎細胞的________。
(4)若在轉htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達。
(1)同種限制性核酸內切酶(或同種限制酶) DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數排卵 獲能(處理) (3)顯微注射法 性別鑒定 全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)
(3)將重組表達載體導入動物細胞常用的方法是顯微注射法。在胚胎移植前，需對胚胎進行性別鑒定以獲得所需性別的子代個體。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體，體現了早期胚胎細胞的全能性。
(4)基因工程中，目的基因是否成功表達的標志是轉基因生物是否產生了目的基因控制合成的蛋白質。
.[2014·福建卷] [生物——現代生物科技專題] Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞。科研人員利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖：
(1)步驟①中，在核移植前應去除卵母細胞的________。
(2)步驟②中，重組胚胎培養到________期時，可從其內細胞團分離出ES細胞。
(3)步驟③中，需要構建含有Rag2基因的表達載體。可以根據Rag2基因的__________設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有______________酶的酶切位點。
(4)為檢測Rag2基因的表達情況，可提取治療后小鼠骨髓細胞的________，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗。
(1)細胞核
(2)囊胚
(3)核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ
(4)蛋白質
【解析】 (1)步驟①是核移植過程，是將上皮細胞的細胞核移植到去核卵母細胞。
(2)重組胚胎培養到囊胚期，可從其內細胞團分離出 ES 細胞。
. [2014·海南卷] [生物——選修3：現代生物科技專題]
下圖是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內，制備“工程菌”的示意圖。
據圖回答：
(1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在________的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因;
二是根據目標蛋白質的________序列，推測出相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其DNA的________序列，再通過化學方法合成所需基因。
(2)利用PCR技術擴增DNA時，需要在反應體系中添加的有機物質有________、________、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。
(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為________。
(4)在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是________________________。
(1)逆轉錄 DNA聚合酶 氨基酸 脫氧核苷酸
(2)引物 模板DNA
(3)重組DNA(其他合理答案也可)
(4)提高受體細胞的轉化率(其他合理答案也可)
(2)利用PCR擴增目的基因時，需要提供目的基因作為模板，添加引物來引導子鏈的形成，添加四種脫氧核糖核苷三磷酸(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作為原料，耐熱性的DNA聚合酶來催化子鏈的形成;擴增過程可在PCR擴增儀中完成。
(3)目的基因A和載體B拼接形成的C通常稱為重組DNA。
(4)基因工程中，常用Ca2+處理細菌細胞，使之稱為感受態細胞，有利于其吸收重組DNA分子，提高受體細胞的轉化率。
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實驗條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經細胞的培養
D.制備用于植物組織培養的固體培養基
A
11.[2014·四川卷]有機農藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環境。研究發現，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。
甲
乙
(1)微生物生長繁殖所需的主要營養物質有碳源、水、________四類，該實驗所用的選擇培養基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是__________________________________。
(2)與微生物培養基相比，植物組織培養的培養基常需添加生長素和________，這些植物激素一般需要事先單獨配制成________保存備用。
(3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養后，第一劃線區域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養液過濾離心，取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是________________________________，該實驗設計是否合理?為什么?____________________。
(1)氮源和無機鹽 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖 (2)細胞分裂素 母液
(3)接種環 ①接種環灼燒后未冷卻;②劃線未從第一區域末端開始
(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質 不合理，缺少空白對照
【解析】 本題考查微生物的培養和分離及植物的組織培養。
(1)微生物需要的營養物質主要有碳源、氮源、水和無機鹽四類;選擇培養基是允許特定種類微生物生長，同時抑制或阻止其他微生物生長的培養基，碳源為微生物需要的四類營養物質中的一種，缺少時，微生物不能生長和繁殖，而只以苯磺隆作為唯一碳源，只有能利用苯磺隆的微生物才能正常生長和繁殖。
(4)從圖示可知，加入了蛋白酶后測定苯磺隆降解率，而蛋白酶專一性分解蛋白質，可推知該實驗作出的假設是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質;實驗需要空白對照，來確定加入蛋白酶后對苯磺隆降解情況的影響。
. [2014·廣東卷] 鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應用組織培養技術培養鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產生物堿的實驗流程如下：
在固體培養基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養時間的變化如圖所示，請回答下列問題：
(1)選用新生營養芽為外植體的原因是____________________，誘導外植體形成PLBs的過程稱________。
(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優勢體現在______________，______________，________________。
(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養，推測添加適量的ABA可提高生物堿產量。同學們擬開展探究實驗驗證該推測，在設計實驗方案時探討了以下問題：
①ABA的濃度梯度設置和添加方式：設4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應在各組液體培養基______后按比例加入。
②實驗進程和取樣：實驗50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數據已知，實驗過程中還需測定的樣品數為________。
③依所測定數據確定適宜的ABA濃度和培養時間：當某3個樣品(重復樣)的__________________________時，其對應的ABA濃度為適宜濃度，對應的培養時間是適應培養時間。
(1)細胞分化程度低，容易誘導形成PLBs 細胞的脫分化
(2)生長起始較快 快速生長時間較長 PLBs產量較高
(3)①滅菌、冷卻 ②75
③PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大
(3)①由于ABA受熱易分解，所以各種液體培養基滅菌并冷卻后才能按比例加入一定濃度的無菌ABA母液。②分析圖解可知，4個ABA處理組，1個空白對照組，共5組，50天每10天取樣，需要取樣5次，3次重復，即5×5×3=75。故實驗過程中還需測定的樣品數為75。③PLBs(類似愈傷組織)重量與生物堿含量呈正相關，故當某3個樣品(重復樣)的生物堿平均含量最大時，即PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大時，其對應的ABA濃度為適宜濃度，對應的培養時間是適宜培養時間。
.[2014·江蘇卷] 為了獲得植物次生代謝產物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養基中懸浮培養。請回答下列問題：
(1)外植體經誘導后形成愈傷組織的過程稱為________。
(2)在愈傷組織懸浮培養時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細胞干重在12 d后下降的原因有__________________;培養液中蔗糖的作用是________、____________。
(3)多倍體愈傷組織細胞產生的次生代謝產物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經________處理，會產生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經誘導處理后，觀察到染色體數為8n的細胞。合理的解釋是__________、
(4)為了更好地獲得次生代謝產物，生產中采用植物細胞的固定化技術，其原理與酵母細胞固定化類似。下列說法正確的有________(填序號)。
①選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋 ②必須在光照條件下培養 ③培養過程中需通空氣 ④固定化后植物細胞生長會變慢
(1)脫分化 (2)蔗糖濃度下降，pH 降低 提供能源 調節滲透壓 (3)秋水仙素(低溫) 果膠 經加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期 經加倍到8n 的細胞處于有絲分裂中期 (4)①③④
【解析】 (1)植物組織器官通常已分化，離體培養時必須先經過脫分化才能成為愈傷組織。
(2)對照圖示中2～12 d蔗糖濃度下降，細胞干重不斷上升，說明愈傷組織懸浮培養時營養來自培養液，隨著愈傷組織培養時間增長，蔗糖濃度越來越低，培養液pH也漸漸下降，不再利于愈傷組織生長，12 d后干重逐漸下降。培養液中的蔗糖可以作為愈傷組織的能源，也可以調節培養液的滲透壓。
(4)細胞個體大難以吸附和化學結合，宜用包埋法，①正確;脫分化為愈傷組織過程是避光進行的，②錯誤;植物細胞呼吸需要氧氣，③正確;細胞固定化后與培養液的接觸面變小，營養吸收相對減少，生長會變慢，④正確。
.[2014·北京卷] 在25 ℃的實驗條件下可順利完成的是( )
A.光合色素的提取與分離
B.用斐林(本尼迪特)試劑鑒定還原糖
C.大鼠神經細胞的培養
D.制備用于植物組織培養的固體培養基
A
15.[2014·天津卷] 為達到相應目的，必須通過分子檢測的是( )
A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選
B.產生抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞的篩選
C.轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定
D.21三體綜合征的診斷
B 【解析】 可通過將受體菌接種在含鏈霉素的培養基中篩選攜帶鏈霉素抗性基因的受體菌，A項錯誤。抗人白細胞介素8抗體的雜交瘤細胞應通過抗原抗體雜交技術篩選產生，B項正確。在棉花田中人工放入害蟲可檢驗轉基因抗蟲棉的抗蟲效果，C項錯誤。可利用顯微鏡檢測21三體綜合征患者的染色體組成，D項錯誤。
.[2014·浙江卷] 下列關于動物細胞培養的敘述，正確的是( )
A.連續細胞系的細胞大多具有二倍體核型
B.某些癌細胞在合適條件下能逆轉為正常細胞
C.由多個祖細胞培養形成的細胞群為一個克隆
D.未經克隆化培養的細胞系細胞具有相同的性狀
B 【解析】 本題考查的是動物細胞培養的過程。連續細胞系被認為是發生了轉化的細胞系，大多數具有.[2014·新課標全國卷Ⅰ] [生物——選修3：現代生物科技專題] 某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數)，結果如下圖所示。
若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。
回答下列問題：
(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上，則小鼠最少需要經過______次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是______小鼠，理由是___________________________________________________________。
(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有________________________________，體系中出現多種類型細胞的原因是________________________。
(3)雜交瘤細胞中有________個細胞核，染色體數目最多是________條。
(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養后都不能存活，原因是____________________。
(1)四 Y Y小鼠的血清抗體效價最高
(2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%
(3)1 100
(4)不能無限增殖
【解析】 (1)據圖分析，第四次免疫后小鼠Y的血清抗體效價達到 16 000 以上。達到要求后的 X、Y、Z 這3只小鼠中，小鼠 Y 的 B 淋巴細胞產生抗體效價最高，最適合用于制備單克隆抗體。
(2)融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外，還有骨髓瘤細胞和 B 淋巴細胞的自身融合產物，由于細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%，故體系中會出現多種類型的細胞。
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