大二轮生物专用117全书的版专题六第2讲

第2讲工程和细胞工[考纲要求]1.工程的诞生(A)。2.工程的原理及技术(含PCR技术)(B)。3.工程(1)工程的3种基本工DNA②DNA连接酶：a.E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4DNA连接酶能连接黏性末端②动物：卵——显微注射技术①检测目的是否插入转生物的DNA上：DNA分子杂交技术③检测目的是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术④生物学水平鉴定：根据表达性状判断限制酶≠DNA酶≠限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNADNADNA两条链间的氢DNA连接酶≠DNADNADNADNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷启动子(DNA片段)≠起始子(位于mRNA上)；终止子(DNA片段)≠终止子(位于mRNA上)。①酶解法——②促融剂——③杂种细胞的形成标志——④培养杂种植株的技术——⑤杂种植株培育成功的原理—— 重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接 PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合 用原生人工，要防止细胞破裂 答 1.√ 3.× 5.× 7.×．1表达载体的构建过程中使用两种识别序列不同的限制酶切割目的和质粒的目的．：核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因细胞的细胞：考点一工真核生物的cDNA文库与组文cDNA无有小大物种间的交部分可PCR原理：DNA双链↓变性：90～95℃，DNA↓过程复性：55～60℃，引物与单链DNA↓或标记，上图中不能选择SmaⅠ。应选择切点位于目的两端的限制酶同时质粒上也有其切点如上图中可选择PstⅠPstEcoRⅠ两种限制酶。考向 工程的基本流程分1．(2019·江苏，33)图1是某工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环EcoRⅤ酶切位点 ，EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1 核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为 P2；P2和目的片段在 酶作用下，形成重组质粒P3。为筛选出含有重组质粒3的菌采用含有不同抗生素的平板进行筛选得到BC三落其生长情况如表“＋”代表生长“－”代表不生长根据表中结果判断应择的菌落是 (填表中字母)类，另外两落质粒导入情况分别是 ABC＋＋＋＋＋—＋——＋——为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴 答 DNA连 A落含有 C落未转入质(4)乙、丙目的反向连 对平末端的连接效率较低，因此通常要将平末端改造成黏性末端后再进行连接。由于目的用DNA连接酶。(3)由于四环素抗性中含有EcoRⅤ酶识别的序列及切割位点，所以形知，AAP0质粒；B菌落抗氨苄青霉素C菌落中没有导入质粒。(4)P0质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶的脱氧核苷酸，而目的片段的两端各自带一个腺嘌呤脱氧核苷酸，所以目的在和P0质粒2可知，理论上可以选择的引物50bp＋300bp＋100bp＝450bp，不符合要求；如果选择乙和丙这对引物，以扩增出300bp＋100bp＝400bp的片段。2．(2019·Ⅰ，38)工程中可以通过PCR技术扩增目的。回答下列问题(1)工程中所用的目的可以人工合成，也可以从文库中获得。文库包 (2)生物体细胞内的DNA开始时解开DNA双链的酶是 在体外利用PCR技术扩增目的时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 (3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因 答 (1)组文 cDNA文解旋酶90～95℃TaqDNA解析(1)文库包括组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的时，则是通过加热至90～95℃进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)PCR90～95℃TaqDNA3．(2019·张掖质检)请回答下列有关工程及其应用的问题 及逆转录酶的发现为DNA的切割、连接以及功能(2)工程的步骤是 质粒载体结构中T－DNA的作用 部位集中，这时农杆菌可携带某种目的进入烟草细胞。获得的转烟草细胞通过 技术最终获得转烟草，检测转生物的DNA上是否插 处理植物体细胞可得到原生，将目的导入原生质 答案(1)DNA连接酶(2)构建表达载体携带目的进入植物细胞并整合到植物细胞中的DNA上(3)植物组织培养DNA分子杂交技术(4)纤维素酶和果胶酶基解 目的与载体相连需要用到DNA连接酶(2)工程的步骤是构建表达载体；重组Ti质粒载体结构中T－DNA为可转DNA，可以携带目的进入植物细胞并整合到植物细胞中的DNA上生物的DNA上是否插入了目的，可以采用DNA分子杂交技术。考向二工程的实践应 将胰岛素表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得工程将花青素代谢导入植物体细胞，经组培获得花色变异植将肠乳糖酶导入奶牛卵，培育出产低乳糖牛乳的奶将腺苷酸脱氨酶转入淋巴细胞后回输患者，进行治答案解析A、B、C项均采用了工程技术，工程依据的原理是重组，且参与繁殖的细胞中均含有目的，故可遗传给子代，A、B、C项不符合题意；D项也采用了工程传给子代，D项符合题意。5．(2019·一模)α－抗胰蛋白酶可以治疗肺气肿等疾病。下图是科学家培育含人α－获取mAAT→构建表达载体→显微注射导入卵→形成胚胎→将胚胎移入利用PCR技术对mAAT进行扩增，前提是要有一段以mAAT的核苷酸序列为模 扩增过程中该物质与DNA模板链的3′端结合理由是 目的可以直接从生物体分离得到，也可以通过人工合成获取。请推测由mRNA反转录合成mAAT的大致过程： (用文字和箭头表述)构建表达载体的目的 。为了使mAAT只在乳腺细胞中表达，需要在构建表达载体时在mAAT前端加上在乳腺细胞中特异性表达的 的作为受体母羊，并对受体母羊进行同期处理。答 DNA合成只能从3′端延

用启动子为了鉴别受体细胞中是否含有目的，从而将含有目的的细胞筛选出来解 (1)利用PCR技术对mAAT进行扩增，前提是要有一段以mAAT的核苷酸列为模板合成的引物。由于DNA合成时只能从3′端延伸，因此扩增过程中，该物质应与DNA模板链的3′端结合。由mRNA反转录合成mAAT的大致过程

目的能够表达和发挥作用启动子是转录过程中RNA聚合酶的识别位点为了使mAAT只在乳腺细胞中表达，需要在构建表达载体时在mAAT前端加上在乳腺细胞中 实现②过程常用PCR技术该技术的前提是要有 启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段；作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的的转录(2)一段已知目的的核苷酸序列(3)DNADNA分子(或重解析(1)题图中过程①mRNADNA因的转录。(2)利用PCR技术扩增目的的前提是要有一段已知目的的核苷酸序列，菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组质粒溶于缓冲液中与该大肠杆考点二细胞工生长素与细胞素的比高低)AA型、BB型、ABAB型，需要进行筛选。所需技术：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植等克隆动物遗传物质的来源：绝大部分来自供体细胞核，少部分来自细胞的细胞质3B2B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)。2次筛选：利用多孔板法和抗原—考向 植物细胞工 答 解析过程①是原生，获得的原生若悬浮在30%的蔗糖溶液中会导致原失水皱缩甚至，A项错误；过程②为再分化过程，需提高细胞素的比例以促进芽的分化，B项错误；过程③不需要用秋水仙素处理，愈伤组织细胞已经具备细胞壁，C项错误；原生虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有发育所需的全部遗传信息，故原仍保持细胞的全能性，D 答出2点即可)2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工(如图所示)，这种人工在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、 和 等几物质。 答案(1)(2)有利于胚状体进行呼吸作用培 诱导分 解析(1)与常规的繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、个完整植株的基本程序是含目的的细

培养愈伤组织

诱导分化切取1cm3切取1cm3 这是因为植物细胞具 答案1)全能性(或形成完整植株所需的全部) 2)形成层容易诱导形成愈伤组织)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞素的比例不同分化或再分化) 4诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用5遗传特性 无性解析 1分化的植物细胞可以培养成完整的植株这是因为植物细胞具有全能性2在本验中切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分原因是形成层容易诱导形成愈伤组织决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例步骤⑤诱导组织块形愈伤组织和步骤⑥诱导愈伤组织形成试管苗所需的生长素和细胞素的比例不同，故骤⑤到步骤⑥需更换培养基愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗4步骤⑥需要光培养其作用是诱导叶绿素的形成使试管苗能够进行光合作用5植物组织培养没有过两性生殖细胞的结合因此属于无性繁殖组培养得到的植株保持了原品种的遗传特性考向二 动物细胞工程10．(2019·江苏，23)如图为杂交瘤细胞示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述正确的是(多选)()可用灭活的仙台诱导细胞融答 解析动物细胞融合可以用灭活的仙台、聚乙二醇(PEG)、电激等进行诱导，A正确；两HATBB细胞的融合细达产生所需的单克隆抗体，还需要进一步筛选才能用于生产，C正确；动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性，D正确。细胞A的名称是 通过过程 可获得V1。 技术可以获得的V1抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的生物活性 答 (1)B淋巴细胞(或浆细胞 特异性强、灵敏度高、可大量(2)反转 不相 抗体2是大肠杆菌产生的，其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工；抗体是杂交瘤细胞产生的，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工(4)、干扰素、生长解 (1)依题意并分析图示可知：从免疫的小鼠体内分离出的细胞A是B淋巴细胞(或浆过程④是以mRNA为模板获得V1的逆转录过程。欲获得的V1，可采PCR112的氨基酸某传染性疾病的病原体为RNA，该表面的A蛋白为主要抗原。该传染性疾病的生产和抗体的流程如下图所示。请回答下列问题 过程③构建A重组载体时目的的尾端必须含有终止子它的作用是 在给小鼠皮射A蛋白时，要反复注射几次的目的 将X进行扩大培养之前，还需要进行 该实验操作过程中用到的技术 (写出3种)。 (1)逆转录酶、四种脱氧核苷酸、ATP、模板等使目的的转录停止(2)通过二次 抗体检 解析(1)题图中①表示反转录，需要以的RNA为模板、四种脱氧核苷酸为原料，还需停止。(2)在给小鼠皮射A蛋白时，要反复注射几次，以增加小鼠体内浆细胞的数量。1．(2019·盐城5月模拟)下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述错误的是( B 解 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同，动物细胞培养采用的是液体培养基植物组织培养采用的是固体培养基，A项正确；动物细胞培养需要用胰蛋白酶处理，但植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理，B项错误；动物细胞培养可以用于检测物质，杂交瘤细胞可离体培养增殖得到细胞代谢产物，D项正确。 BC．单克隆抗体的过程中需用到DNA分子杂交技术和抗原—抗体杂交技DBB答 ；解析为提高单克隆抗体成功率往往需要多次给实验动物注射同一种抗原A项正确；B项正确工程中需用到DNA分子杂交技术和抗原—抗体杂交技术，C项错误；每种成B细胞表面只有一种抗原受体，只能识别一种抗原，一种浆细胞只能产生一种抗体，D；如图为工程中获取突变的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5′端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述正确的是(多选)( BPCR4种游离的脱氧核苷酸、解旋酶、TaqC3PCR1D3PCRDNA答 利用mRNA的反转录产物可构建 、、 文库较小中没有启动子中没有内含子、只含有某、、 解析(1)部分文库是利用某些生物某些细胞的mRNA反转录形成的构成的，只含细胞中不转录。为研究B表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。B在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞 含B的缺B．DNAC．B发生突D．B的启动子无法启动转 中提取总RNA，构建 文库，进而获得B编码蛋白的序列。将该序列与Luc(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合 中T－DNA整合到受体细胞DNA上，过 获得转植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的 将随机断裂的B片段成探针进行DNA分子杂以Luc为模板设计探针进行DNA分子杂以B编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂从转植株未成熟中分离出胚，观察到细胞内仅含一个组，判定该胚是由未的卵细胞发育形成的而一般情况下水稻卵细胞在未时不进行发育由此表明 答案(1)D (2)cDNA (3)②①(4)BCD (5)B表达能使卵细胞不经直解 转录出mRNA。B存在于水稻组中，其仅在体细胞和中正常表达，但在卵细胞中不转录推测最可能的原因是卵细胞中B的启动子无法启动转录D项符合题意(2)B在体细胞和中正常表达，说明在水稻的体细胞和中有B转录而来的mRNA。从水稻体细胞或中提取总RNA，反转录产生多种互补DNA片段，与载体连接后在一个受体菌群中，这个受体菌群体就叫做水稻的cDNA文库。(3)过程①是指将含有目的的重组Ti质粒转入农杆菌过程②是指将含有重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞，并且整合到受体细胞DNA上为了检测含有目的的重组Ti质粒是否转入农杆菌，过程①需在培养基中加入卡那霉素(4)DNA分子杂交是将转生物的组DNA提取出来，在含有目的的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，将探针与基因组DNA杂交，看是否出现杂交带。将随机断裂的B片段成探针进行DNA分子杂交，不能用于筛选含目的的转植株，A项错误；B-Luc融合中含有水稻B基因编码蛋白的序列和Luc，因此，以