现代生物科技专题训练(二)

现代生物科技专题训练（二）1.转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被广泛应用。我国是植物油消费大国，每年都从国外进口大量的转基因植物油。 （1）在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是 。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有 ，它是 识别和结合位点。 （2）请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法： 。若受体细胞为植物体细胞可采用 技术获得转基因植物体，该技术所依据的原理是 。 （3）若要检测中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用 技术。 （4）若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的 出发，设计预期的 结构，推测出应有的 序列，然后找到相对应的_ 序列，再用转基因技术改变现有性状。我国种植转基因油料作物同时仍保留原来非转基因的油料作物等其他原有作物这是依据生态工程中的 原理。2.水稻种子中70%的磷以植酸形式存在，植酸容易与蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，而植酸酶可降解植酸。科学家研究发现酵母菌中含有植酸酶，设想将酵母菌的植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：（1）图中基因组文库 cDNA文库（填“大于”或者“小于”），B过程需要的酶是 。（2）为获得大量的目的基因，可以用 技术进行扩增，其原理是 ，该过程中需要以图中的 或 为模板，所用酶的显著特点是 。（3）植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是 ，可以用DNA分子杂交技术进行检验。科学家想获得活性更高的植酸酶，首先要设计预期的 ，再推测应有的氨基酸序列，最终对 进行修饰，这是基因工程的延伸蛋白质工程。（4）植物基因工程硕果累累，请列举出两方面的应用 。3.20世纪以来，生物工程迅猛发展，人们应用生物工程技术已获得了多种需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题： （1）图中（I）是 ，在构建重组质粒的过程中，保证（I）与质粒具有相同黏性末端的是酶A、酶B中的 。 （2）在将（I）导入受体细胞之前需构建基因表达载体（重组质粒），其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够 。如果（II）受体细胞是大肠杆菌细胞，最常用的转化方法是：首先使用Ca2+处理菌体，使其处于一种能吸收周围环境中 的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。 （3）（II）（III）的过程中要对受体细胞进行检测，目的是判断目的基因是否可以稳定维持和表达其遗传性状。若要检测目的基因是否转录出mRNA，可用 技术；若要检测目的基因是否表达出蛋白质，可用 技术。 （4）如果（I）是无限增殖调控基因prG（能激发细胞不断分裂），可通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，此时（II）最可能是 细胞，（III）代表的细胞具有 特点。 （5）如果（I）是抗虫基因，在抗虫棉的培育过程中，采用愈伤组织细胞作为受体细胞与采用叶肉细胞相比较，其优点是 ，转基因棉花受体细胞形成抗虫棉的过程中采用的技术是 。4.据报道，科学家把带有人肝细胞再生增强因子的基因片段，整合到羊的乳腺上皮细胞DNA中，再将带有转基因的乳腺上皮细胞移植到去核卵细胞中，培育出了一只克隆羊，其乳汁中可以提炼出含有人肝细胞再生增强因子的物质。请据此回答下列问题： （1）在构建基因表达载体时，所用的工具酶是 ，人肝细胞再生增强因子的基因片段应插入到 之间。 （2）将基因表达载体导人乳腺上皮细胞常用的方法是 。 （3）将带有转基因的乳腺上皮细胞移植到受体卵细胞前先要去掉受体卵细胞核的原因是： 。 （4）目前使用的供体细胞一般都选择传代10代以内的细胞，原因是传代10代以内的细胞 。 （5）为了更多地生产出含有人肝细胞再生增强因子的物质，有人构思采用胚胎分割技术。进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的 胚或囊胚。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将 进行均等分割。 下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述，正确的是 （ ） A该实验先后两次加入的蒸馏水其作用完全相同 B质量浓度为0.1 gmL的柠檬酸钠溶液具有促凝血作用 C利用DNA不溶于酒精而蛋白质能溶于酒精的性质，可将DNA与蛋白质分离 D在溶有DNA的2 mollL的NaCl溶液中缓缓加入蒸馏水，搅拌后取滤液再进行实验5.目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题： （1）人体器官移植面临的主要问题有_和免疫排斥，目前临床通过使用_抑制_的增殖来提高器官移杆的成活率。 （2）EK细胞来源于囊胚期的_细胞或胎儿的原始性腺，也可以通过_技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行_，可培育出人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。 （3）人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原决定簇仍可引起免疫排斥。目前，科学正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的_，作用是_。 （4）基因工程技术还可用于基因治疗。在进行体外基因治疗时，最有效的转化方法是_；在进行体内基因治疗时，采用的载体应该是_。6.干扰素常用于治疗病毒感染引起的疾病，现在可以通过基因工程大量获得。请回答相关问题。 （1）已知干扰素的氨基酸序列，则获取目的基因的较简单方法是 ，目的基因还可以从cDNA文库获取，但cDNA文库只含某种生物的部分基因，原因是 。 （2）基因表达载体除含有干扰素基因外，还必须有 、 和 等。 （3）如果受体细胞为受精卵，则此过程还涉及到动物细胞培养技术，动物细胞培养的条件包括 、营养、 、气体环境，提供气体中CO2的主要作用是 。 （4）转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞 上是否插入目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的头键，检测的方法是 。最后还要检测目的基因是否翻译成了相应蛋白质，利用的技术是 。7.下图表示高等动、植物细胞融合的部分过程，请据图回答： （1）若上图表示植物体细胞杂交的部分过程，欲将丁细胞培育成植株，可选用 技术，这一技术的两个关键步骤是 和 。 （2）若上图表示制备单克隆抗体的部分过程，甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞，则乙细胞为 。在分离乙细胞之前，应对小鼠进行的处理是 。过程区别于植物细胞常用的诱导剂是 ，过程可利用 培养基进行筛选，筛选得到的丁细胞还需进行 和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。上述制备过程涉及到的生物技术有 。8.下图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因（简称Bt基因）及形成转基因抗虫棉的图解。请回答： （1）图中a过程要用到的酶是 。 （2）在进行图中b过程时由我国科学家独创的十分简便经济的方法是 ，此 外，也经常采用 法。若耍培育转基因绵羊，则此过程要用 的方法。 （3）为确定抗虫棉是否培育成功，既要用放射性同位索标记的 作探针进行分子杂交测试，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是 。 （4）活化的毒性物质应是一种 分子，可以全部或部分嵌合于昆虫的细胞 膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞由于渗透平衡的破坏而破裂。 （5）我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉、抗虫水稻等研究，可以减少农药、杀虫剂的使用。这将对 起到重要作用。9.为了解基因结构，通常选取一特定长度的线性DNA分子，先用一种限制酶切割，通过电泳技术将单酶水解片段分离，计算相对大小；然后再用另一种限制酶对单酶水解片段进行降解，分析片段大小。下表是某小组进行的相关实验。已知一线性DNA序列共有5000bp（bp为碱基对）第一步水解产物（单位bp）第二步水解产物（单位bp）A酶切割2100将第一步水解产物分离后，分别用B酶切割1900 2001400 800 60010001000500500B酶切割2500将第一步水解产物分离后，分别用A酶切割1900 6001300800 50012001000 200经A酶和B酶同时切割1900 1000 800 600 500 200该实验设计主要体现了 原则。由实验可知，在这段已知序列上，A酶与B酶的识别序列分别为 个和 个。根据表中数据，请在下图中标出相应限制酶的酶切位点。已知Bam H与Bgl的识别序列及切割位点如右图所示，用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个Bam H和Bgl识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后 和 序列明显增多，该过程中DNA连接酶催化 键的形成。一个基因表达载体的组成除了目的基因外，还必须有 、 及标记基因。10.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆中的原料生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖。请据图回答： （1）生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是 。建立该生态工程所遵循的基本原理主要是 （至少答两个）等。 （2）植物秸秆经预处理后，应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解，使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A，应采用具有选择功能的培养基，培养基中的碳源为 。 （3）为了提高植物秸秆的利用率，可以利用基因工程对微生物A进行改造，其基本方法是：先用_同时切割_和_，然后用DNA连接酶将上述切割产物连接，构成_并将其导入到受体菌中。11.请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题： （1）糖尿病在现代社会中的发病率越来越高，主要是由于患者胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足引起的。对此，某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素的治疗方法。基本程序：获取目的基因基因表达载体的构建将目的基因导人受体细胞目的基因的检测与鉴定。其中和的操作中需要相同的工具酶是_,该酶的作朋是_,暴露出相同的黏性末端。利用PCR技术扩增目的基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在_酶的作用下延伸形成DNA。 （2）蛋白质工程的基本途径是：预期_设计预期的_推测应有_找到相对应的_序列。 （3）胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的_和孕育胚胎的_共同繁殖后代的过程。其生理学基础主要有_ （4）单克隆抗体的制备过程中，经人工诱导后，骨髓瘤细胞和产生免疫反应的动物脾脏中的B淋巴细胞融合。由于可能产生多种融合细胞，因此还需对融合细胞进行_次筛选，目的是_。12.我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农业大学的种猪场自然分娩产出，这标志着我国在转基因克隆猪技术领域已达到世界领先水平。下图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图，请据图回答： （1）过程和必需用到的酶分别是 。 （2）过程将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是 。然后还要通过 技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上。如果导入到植物细胞通常采用的方法则是 。 （3）为了获得更多的猪卵母细胞，可通过对母猪注射 ，做超数排卵处理，并将所采集到的卵母细胞在体外培养到 期即可通过显微操作将其细胞核去除。 （4）在培养得到的重组细胞时，一般需要提供 条件。（至少说出3点）13.我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉 铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科学工作者已成功地将该毒蛋白基因导入棉花植株体内并实现了表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后就会死亡，所以该棉花新品种在近年推广后，已收到了很好的经济效益，请据以上所给材料回答下列问题：（1）害虫抗药性的增强是 的结果。（2）在培育抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“运输工具”是 。我国科学工作者采用了独创的 法，将毒蛋白基因导入棉花的体细胞，再利用 技术获得“转基因抗虫棉”。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。（3）人类“治疗性克隆”属于生物工程中的 工程。（4）“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有 。胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的内细胞团或胎儿的 中分离得到的一类细胞。（5）相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因 的结果。上述“克隆”过程是建立在胚胎干细胞的 和 的基础上的。（6）按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是 。14.干扰素在人体中是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白，几乎能抵御所有病毒引起的感染。传统生产方法成本高、产量低，获得的干扰素在体外不易保存。用生物技术手段可以解决这些问题。请回答相关问题。（1）利用基因工程生产干扰素，过程是： 从健康人体外周静脉血分离能合成干扰素的免疫细胞，从中提取 ，经反转录获取目的基因，此过程需要的原料是 。 用限制酶处理载体和目的基因后，用 酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是 。 若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用 处理，使其成为_，一定温度作用下，完成转化。 在培养液中培养一段时间后，离心后取 （上清液/菌体），经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用 技术。（2）利用蛋白质工程对干扰素进行改造，基本途径是：预期蛋白质功能_找到对应的脱氧核苷酸序列。（3）利用细胞工程生产干扰素，思路是：将相应免疫细胞和瘤细胞融合，筛选_细胞，经细胞培养可获得大量干扰素。15.德国科学家最近培育出一种可以生产乙肝疫苗的转基因胡萝卜，通过生吃或者榨汁食用，就可以达到接种疫苗的效果，简便易行。但科学家表示，该方法还需进一步试验来验证疫苗疗效。右下图为乙肝疫苗的转基因胡萝卜生产部分过程的示意图。（1）a、b过程在遗传学上称为_、_，b过程需以mRNA为模板，_为原料，还需要的条件是ATP、_、DNA聚合酶等。(2)除了图示方法可以获取目的基因外，请你再写出一种方法：_。（3）将乙肝疫苗的基因成功导入胡萝卜细胞内并实现表达的过程，在基因工程中称为 。（4）基因在胡萝卜细胞内表达的过程分为转录和翻译，在基因工程的检测中分别用 、 方法。（5）请问食用这种转基因胡萝卜安全吗？ 现代生物科技专题（二）答案 1. 限制性核酸内切酶、DNA连接酶（不全不给分）启动子聚合酶农杆菌转化法（或基因枪法、花粉管通道法）植物组织培养植物细胞全能性分子杂交蛋白质功能蛋白质氨基酸脱氧核苷酸 生物多样性2. （1）大于，反转录酶 （2）PCR，DNA复制目的基因I 目的基因II 耐高温（3）插入（整合）到染色体上的DNA中，蛋白质结构 基因（4）用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）改良农作物的品质利用植物生产药物等3. 目的基因 酶A 表达和发挥作用 DNA分子 DNA分子杂交（或分子杂交） 抗原抗体杂交浆（或：效应B、或：B淋巴） 既能无限增殖又能产生特定抗体（全对才给分）全能性高植物组织培养4. I （1）限铡酶、DNA连接酶 启动子和终止子 （2）显微注射 （3）使克隆羊的遗传物质几乎全部来自乳腺上皮细胞（其他合理答案可）（4）一般能保持正常的二倍体核型（或遗传物质一般不会发生突变） （5）桑椹 内细胞团 C5. （1）供体器官短缺 免疫抑制剂 T细胞（2）内细胞团 核移植 体外诱导分化 （3）目的基因 抑制抗原决定基因的表达（4）显微注射法 （修饰的）动物病毒（或修饰的腺病毒）6. （1）人工合成法 cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA反转录产生（其他合理答案也可）（2）启动子 终止子 标记基因 （3）无菌、无毒的环境 温度和pH 维持培养液的pH （4）染色体的DNA DNA分子杂交技术 抗原抗体杂交7. （1）植物组织培养 脱分化 再分化 （2）（相应的）B淋巴细胞（浆细胞） 将抗原注射入小鼠体内 灭活的病毒特定的选择性 克隆化培养 动物细胞融合技术、动物细胞培养技术8. （1）限制性核酸内切酶 （2）花粉管通道法 农杆菌转化 显微注射 （3）杀虫晶体蛋白质基因（或Bt基因、目的基因） 让昆虫吞食抗虫棉叶子，观察害虫的存活状态（或其他合理答案） （4）多肽 （5）环境保护9. 对照（单一变量） 3 2 磷酸二酯启动子终止子10. （1） 实现生态系统内能量和物质的