基因工程细胞工程.doc

阶段测试五1(2013山东二模)(10分)下图为利用农杆菌转化法培育转基因抗虫棉的技术流程图。请据图回答：(1)图中A为_，在构建该结构时，Bt毒蛋白基因与Ti质粒结合的部位是_。(2)过程是_，利用农杆菌的优点在于_。(3)过程为_，包括_和_过程。(4)通过_实验，才能最终确定是否成功培育出了抗虫棉植株。解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心内容。质粒上插入目的基因的位置是在TDNA片段内。农杆菌可以感染受伤的植物细胞，通过基因转化把TDNA上的外源基因导入植物细胞并整合到受体细胞核基因组上。植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个过程。要确定是否成功培育出了抗虫棉植株，需要在植物个体水平上进行抗虫接种实验，如果该植株表现出了抗虫的特性，说明培育成功了，反之，则没有成功。答案：(1)基因表达载体TDNA片段内(2)将基因表达载体转移到农杆菌细胞内农杆菌可以感染受伤的植物细胞，通过基因转化把TDNA上的外源基因导入植物细胞并整合到受体细胞核基因组上(3)植物组织培养脱分化再分化(4)植物个体水平上的抗虫接种2(2013新课标全国卷)(10分)阅读如下资料：资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，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。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第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。资料丙：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)资料甲属于基因工程的范畴。将基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是_和_。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)资料乙中的技术属于_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。(3)资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、生理状态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)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法；构建基因表达载体需要限制性内切酶对目的基因所在的DNA和载体进行切割，还需要DNA连接酶将目的基因与载体结合；农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，故可用农杆菌感染植物，将目的基因导入植物细胞。(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，通过改造基因，对T4溶菌酶这种蛋白质进行了改造，使组成该酶的氨基酸序列发生了改变，从而提高了T4溶菌酶的耐热性。(3)由于同一物种的生理特性相同，因此进行胚胎移植时，受体与供体物种相同，易于成功；兔甲是供胚胎的个体，称为供体，兔乙是接受胚胎的个体，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)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受3(2013安徽质检)(10分)绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如下图所示。(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中过程表示_。(2)由图分析，在过程构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是_基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是_。(3)在过程培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加_，以保证受体细胞能培养成再生植株。(4)过程可采取_的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过_的方法来确定植株是否具有抗性。解析：(1)由图可知，表示逆转录(或反转录)。(2)由图示培养基中含有卡那霉素可知，Ti质粒的标记基因是卡那霉素抗性基因，将基因表达载体(重组Ti质粒)导入植物细胞中常用的方法是农杆菌转化法。(3)将受体细胞培养成再生植株需要进行植物组织培养，培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还必须添加植物激素。(4)通过抗原抗体杂交的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白，在个体水平上，通过接种烟草花叶病毒的方法可以确定植株是否具有抗性。答案：(1)逆转录(2)卡那霉素抗性农杆菌转化法(3)植物激素(4)抗原抗体杂交接种烟草花叶病毒4(2013山东二模)(10分)设计并生产更加符合人类需要的蛋白质具有极为广阔的应用前景。利用胚胎工程技术生产预期蛋白质的流程如图所示。(1)过程所示的生物工程为_。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过_的修饰或合成，对现有的_进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求。(2)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产，需在过程之前，对精子进行筛选，以保留含_性染色体的精子并对精子进行_处理。(3)若过程中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则在过程之前，需进行体外培养到_期方能受精。为提高培育成功率，进行过程之前，要对供、受体动物进行_处理。(4)用胚胎分割技术处理发育到_期或囊胚期的早期胚胎并进行胚胎移植，可获得同卵双胎或多胎。解析：(1)蛋白质工程通过基因的修饰或合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求。(2)若通过乳腺生物反应器生产预期蛋白质，需要获得雌性个体，即使获能的X精子与卵子受精。(3)体外获得的卵子要培养到减数第二次分裂中期才可与获能的精子受精。(4)利用胚胎分割技术将发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎进行分割移植，可获得同卵双胎或多胎。答案：(1)蛋白质工程基因蛋白质(2)X获能(3)减数第二次分裂中同期发情(4)桑椹胚5(2013河南一模)(10分)下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：(1)细胞A的形成过程中常用的诱导因素有_(至少答两种)。(2)在图制备单克隆抗体的过程中，包括_和_两个过程。直接产生的A细胞可能有3种，经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行_，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，进行体内或体外培养。(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，其最大的优越性是_。(4)过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是_。(5)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对中囊胚进行_，操作过程需要特别注意的问题是_。解析：在生产单克隆抗体的过程中需要运用动物细胞融合和动物细胞培养有关技术，使动物细胞融合的方法是用灭活的病毒、聚乙二醇或电激来诱导。单克隆抗体的最大优越性是特异性强，灵敏度高。若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对中囊胚进行胚胎分割和胚胎移植，操作过程需要特别注意的问题是：注意将囊胚的内细胞团进行均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。答案：(1)灭活的病毒、聚乙二醇、电激等(2)动物细胞融合动物细胞培养克隆化培养和抗体检测(3)特异性强，灵敏度高(4)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应(5)胚胎分割(移植)注意将囊胚的内细胞团进行均等分割6(2013安徽联考)(10分)矮牵牛是观赏花卉，生产上常用组织培养繁殖，如表是在不同条件下矮牵牛不同部位组织培养结果。请结合实验结果和有关知识回答。(1)培养基接种前需要对外植体进行_处理，培养基进行_处理，以防止污染。(2)从表中结果可知，选择_作外植体，6BA浓度为_，NAA浓度为_时可以获得大量的无根试管苗。(3)培养基中，6BA属于_类生长调节剂，NAA属于_类生长调节剂。无根试管苗在移栽前需要诱导生根，诱导生根的培养基中一般不加入_(填 “6BA”或“NAA”)，并且需要降低培养基中_浓度，以便提高试管苗的自养能力。解析：为了防止在培养过程中杂菌的污染，需对外植体进行消毒处理，对培养基进行灭菌处理。由表中信息知，选择叶或茎尖作外植体，6BA浓度为2 mgL1，NAA浓度为0.2 mgL1时，可以获得大量无根试管苗，结合植物组织培养技术可知，6BA属于细胞分裂素类生长调节剂，NAA属于生长素类生长调节剂。诱导生根的培养基中一般不加入6BA，为提高试管苗的自养能力，需降低蔗糖浓度，降低试管苗对蔗糖的依赖性。答案：(1)消毒灭菌 (2)叶或茎尖2 mgL10.2 mgL1(3)细胞分裂素生长素6BA蔗糖7(2013河南三模)(10分)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答。(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从_和_中分离获取。(2)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(3)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(4)过程是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_。(5)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是_，该过程研究的意义在于解决_问题。(6)该研究中，包含的生物技术有_(至少写出两种)。解析：(1)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。(2)胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(4)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(5)去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。(6)题中的研究过程包括动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。答案：(1)早期胚胎原始性腺(2)营养物质防止杂菌污染(3)发育的全能性原肠胚(4)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用显微注射法(5)使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等(6)动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植8(2013湖北一模)(10分)生态农业是21世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观，获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。生态农业建设的核心是：整体、协调、循环、再生、增效。面对整个国土进行科学规划；协调农业各业并使农业生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效应的可持续发展。(1)生态工程应在_、_、_等方面取得最佳效果并达到预期目标。(2)生态农业以_理论为依据，以_协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的_为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。解析：(1)从材料中的最后一句话可知：生态工程应在经济、社会、生态环境等方面取得最佳效果并达到预期目标。(2)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，实现经济、生态、社会三大效益的统一。生态农业必须遵循协调和平衡原理。答案：(1)经济社会生态环境(2)生态学环境与经济生态平衡9(2013山东一模)(10分)科学家利用转基因技术将人的高血压相关基因导入大鼠受精卵，培育遗传性高血压转基因模型大鼠，以研究遗传性高血压的致病机理及筛选有效的治疗药物。请回答：(1)获得目的基因后，常利用_技术在体外将其大量扩增。在构建基因表达载体的过程中，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和_。(2)将人的高血压相关基因导入受精卵中的最有效方法是_。(3)在体外培养受精卵时，培养液中通常需加入_等一些天然成分，还需要提供CO2以维持_。(4)胚胎移植前应保持供体和受体的_相同。所以要对受体鼠进行_处理。用于胚胎移植的早期胚胎一般是_。解析：(1)基因工程中目的基因扩增通过PCR技术，基因表达载体的组成除目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和标记基因。(2)动物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法是显微注射法。(3)动物细胞培养时培养液中通常需加入动物血清、血浆等一些天然成分，还需要提供CO2以维持培养液的pH。(4)供体和受体的生理