現(xiàn)代生物科技專題訓(xùn)練二

1、現(xiàn)代生物科技專題訓(xùn)練（二）1.轉(zhuǎn)基因植物油是由轉(zhuǎn)基因植物通過壓榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被廣泛應(yīng)用。我國是植物油消費(fèi)大國，每年都從國外進(jìn)口大量的轉(zhuǎn)基因植物油。 （1）在培育轉(zhuǎn)基因油料植物的過程中，基因操作需要的工具酶是 。在基因表達(dá)載體中，目的基因的首端必須含有 ，它是 識別和結(jié)合位點。 （2）請寫出一種將目的基因?qū)胗土现参锛?xì)胞可以采用的方法： 。若受體細(xì)胞為植物體細(xì)胞可采用 技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植物體，該技術(shù)所依據(jù)的原理是 。 （3）若要檢測中獲得的植物細(xì)胞染色體上是否含有目的基因，可采用 技術(shù)。 （4）若利用蛋白質(zhì)工程繼續(xù)提高油料植物的出油率，其設(shè)計流程應(yīng)從預(yù)期的 出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的

2、結(jié)構(gòu)，推測出應(yīng)有的 序列，然后找到相對應(yīng)的_ 序列，再用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變現(xiàn)有性狀。我國種植轉(zhuǎn)基因油料作物同時仍保留原來非轉(zhuǎn)基因的油料作物等其他原有作物這是依據(jù)生態(tài)工程中的 原理。2.水稻種子中70%的磷以植酸形式存在，植酸容易與蛋白質(zhì)結(jié)合排出體外，是多種動物的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而植酸酶可降解植酸?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)酵母菌中含有植酸酶，設(shè)想將酵母菌的植酸酶基因?qū)胨荆嘤椭菜徂D(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲取植酸酶基因的流程，結(jié)合所學(xué)知識及相關(guān)信息回答下列問題：（1）圖中基因組文庫 cDNA文庫（填“大于”或者“小于”），B過程需要的酶是 。（2）為獲得大量的目的基因，可以用 技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，其原理是 ，該過程中

3、需要以圖中的 或 為模板，所用酶的顯著特點是 。（3）植酸酶基因能在水稻體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是 ，可以用DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢驗?？茖W(xué)家想獲得活性更高的植酸酶，首先要設(shè)計預(yù)期的 ，再推測應(yīng)有的氨基酸序列，最終對 進(jìn)行修飾，這是基因工程的延伸蛋白質(zhì)工程。（4）植物基因工程碩果累累，請列舉出兩方面的應(yīng)用 。3.20世紀(jì)以來，生物工程迅猛發(fā)展，人們應(yīng)用生物工程技術(shù)已獲得了多種需要的生物新品種或新產(chǎn)品。請據(jù)圖回答下列問題： （1）圖中（I）是 ，在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，保證（I）與質(zhì)粒具有相同黏性末端的是酶A、酶B中的 。 （2）在將（I）導(dǎo)入受體細(xì)胞之前需構(gòu)建基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），其目的是使目的

4、基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠 。如果（II）受體細(xì)胞是大腸桿菌細(xì)胞，最常用的轉(zhuǎn)化方法是：首先使用Ca2+處理菌體，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中 的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。 （3）（II）（III）的過程中要對受體細(xì)胞進(jìn)行檢測，目的是判斷目的基因是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳性狀。若要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，可用 技術(shù)；若要檢測目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)，可用 技術(shù)。 （4）如果（I）是無限增殖調(diào)控基因prG（能激發(fā)細(xì)胞不斷分裂），可通過基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因來制備單克隆抗體，此時（II）最可能是 細(xì)胞，（III）代表的細(xì)胞具有 特點。 （5

5、）如果（I）是抗蟲基因，在抗蟲棉的培育過程中，采用愈傷組織細(xì)胞作為受體細(xì)胞與采用葉肉細(xì)胞相比較，其優(yōu)點是 ，轉(zhuǎn)基因棉花受體細(xì)胞形成抗蟲棉的過程中采用的技術(shù)是 。4.據(jù)報道，科學(xué)家把帶有人肝細(xì)胞再生增強(qiáng)因子的基因片段，整合到羊的乳腺上皮細(xì)胞DNA中，再將帶有轉(zhuǎn)基因的乳腺上皮細(xì)胞移植到去核卵細(xì)胞中，培育出了一只克隆羊，其乳汁中可以提煉出含有人肝細(xì)胞再生增強(qiáng)因子的物質(zhì)。請據(jù)此回答下列問題： （1）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，所用的工具酶是 ，人肝細(xì)胞再生增強(qiáng)因子的基因片段應(yīng)插入到 之間。 （2）將基因表達(dá)載體導(dǎo)人乳腺上皮細(xì)胞常用的方法是 。 （3）將帶有轉(zhuǎn)基因的乳腺上皮細(xì)胞移植到受體卵細(xì)胞前先要去掉受體卵

6、細(xì)胞核的原因是： 。 （4）目前使用的供體細(xì)胞一般都選擇傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 。 （5）為了更多地生產(chǎn)出含有人肝細(xì)胞再生增強(qiáng)因子的物質(zhì)，有人構(gòu)思采用胚胎分割技術(shù)。進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的 胚或囊胚。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，要注意將 進(jìn)行均等分割。 5.目前，科學(xué)家正致力于應(yīng)用生物技術(shù)進(jìn)行一些疾病的治療，如器官移植、基因治療等。請回答下列問題： （1）人體器官移植面臨的主要問題有_和免疫排斥，目前臨床通過使用_抑制_的增殖來提高器官移桿的成活率。 （2）EK細(xì)胞來源于囊胚期的_細(xì)胞或胎兒的原始性腺，也可以通過_技術(shù)得到重組細(xì)胞后再進(jìn)行相應(yīng)處理獲

7、得。通過對患者的EK細(xì)胞進(jìn)行_，可培育出人造組織器官，進(jìn)而解決免疫排斥問題。 （3）人們發(fā)現(xiàn)小型豬的器官可用來替代人體器官進(jìn)行移植，但小型豬器官表面的某些抗原決定簇仍可引起免疫排斥。目前，科學(xué)正試圖利用基因工程對小型豬的器官進(jìn)行改造，在改造中導(dǎo)入小型豬基因組中的一些調(diào)節(jié)因子屬于基因工程中的_，作用是_。 （4）基因工程技術(shù)還可用于基因治療。在進(jìn)行體外基因治療時，最有效的轉(zhuǎn)化方法是_；在進(jìn)行體內(nèi)基因治療時，采用的載體應(yīng)該是_。6.干擾素常用于治療病毒感染引起的疾病，現(xiàn)在可以通過基因工程大量獲得。請回答相關(guān)問題。 （1）已知干擾素的氨基酸序列，則獲取目的基因的較簡單方法是 ，目的基因還可以從cDN

8、A文庫獲取，但cDNA文庫只含某種生物的部分基因，原因是 。 （2）基因表達(dá)載體除含有干擾素基因外，還必須有 、 和 等。 （3）如果受體細(xì)胞為受精卵，則此過程還涉及到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件包括 、營養(yǎng)、 、氣體環(huán)境，提供氣體中CO2的主要作用是 。 （4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成功，需要對受體細(xì)胞進(jìn)行分子水平的檢測，首先是檢測受體細(xì)胞 上是否插入目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的頭鍵，檢測的方法是 。最后還要檢測目的基因是否翻譯成了相應(yīng)蛋白質(zhì)，利用的技術(shù)是 。7.下圖表示高等動、植物細(xì)胞融合的部分過程，請據(jù)圖回答： （1）若上圖表示植物體細(xì)胞雜交的部分過程，欲將丁細(xì)胞培育

9、成植株，可選用 技術(shù)，這一技術(shù)的兩個關(guān)鍵步驟是 和 。 （2）若上圖表示制備單克隆抗體的部分過程，甲細(xì)胞為小鼠的骨髓瘤細(xì)胞，則乙細(xì)胞為 。在分離乙細(xì)胞之前，應(yīng)對小鼠進(jìn)行的處理是 。過程區(qū)別于植物細(xì)胞常用的誘導(dǎo)劑是 ，過程可利用 培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，篩選得到的丁細(xì)胞還需進(jìn)行 和抗體檢測，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。上述制備過程涉及到的生物技術(shù)有 。8.下圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白質(zhì)基因（簡稱Bt基因）及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的圖解。請回答： （1）圖中a過程要用到的酶是 。 （2）在進(jìn)行圖中b過程時由我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的十分簡便經(jīng)濟(jì)的方法是 ，此 外，也經(jīng)常采用 法。

10、若耍培育轉(zhuǎn)基因綿羊，則此過程要用 的方法。 （3）為確定抗蟲棉是否培育成功，既要用放射性同位索標(biāo)記的 作探針進(jìn)行分子雜交測試，又要在個體水平上鑒定，后者具體過程是 。 （4）活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種 分子，可以全部或部分嵌合于昆蟲的細(xì)胞 膜上，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，導(dǎo)致細(xì)胞由于滲透平衡的破壞而破裂。 （5）我國在“863”計劃資助下開展Bt抗蟲棉、抗蟲水稻等研究，可以減少農(nóng)藥、殺蟲劑的使用。這將對 起到重要作用。9.為了解基因結(jié)構(gòu)，通常選取一特定長度的線性DNA分子，先用一種限制酶切割，通過電泳技術(shù)將單酶水解片段分離，計算相對大小；然后再用另一種限制酶對單酶水解片段進(jìn)行降解，分析片段大小。下表是某小

11、組進(jìn)行的相關(guān)實驗。已知一線性DNA序列共有5000bp（bp為堿基對）第一步水解產(chǎn)物（單位bp）第二步水解產(chǎn)物（單位bp）A酶切割2100將第一步水解產(chǎn)物分離后，分別用B酶切割1900 2001400 800 60010001000500500B酶切割2500將第一步水解產(chǎn)物分離后，分別用A酶切割1900 6001300800 50012001000 200經(jīng)A酶和B酶同時切割1900 1000 800 600 500 200該實驗設(shè)計主要體現(xiàn)了 原則。由實驗可知，在這段已知序列上，A酶與B酶的識別序列分別為 個和 個。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在下圖中標(biāo)出相應(yīng)限制酶的酶切位點。已知Bam H與Bgl的

12、識別序列及切割位點如右圖所示，用這兩種酶和DNA連接酶對一段含有數(shù)個Bam H和Bgl識別序列的DNA分子進(jìn)行反復(fù)的切割、連接操作，若干循環(huán)后 和 序列明顯增多，該過程中DNA連接酶催化 鍵的形成。一個基因表達(dá)載體的組成除了目的基因外，還必須有 、 及標(biāo)記基因。10.下圖是我國南方開始嘗試的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，其中利用植物秸稈中的原料生產(chǎn)的燃料乙醇，是一種“綠色能源”，可減少對石油資源的依賴。請據(jù)圖回答： （1）生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動，從生態(tài)學(xué)角度分析，人們建立圖示的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是 。建立該生態(tài)工程所遵循的基本原理主要是 （至少答兩個）等。 （2）植物秸稈經(jīng)預(yù)處

13、理后，應(yīng)該利用微生物A所產(chǎn)生的纖維素酶進(jìn)行水解，使之轉(zhuǎn)化成發(fā)酵所需的葡萄糖。若從土壤中分離獲取微生物A，應(yīng)采用具有選擇功能的培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中的碳源為 。 （3）為了提高植物秸稈的利用率，可以利用基因工程對微生物A進(jìn)行改造，其基本方法是：先用_同時切割_和_，然后用DNA連接酶將上述切割產(chǎn)物連接，構(gòu)成_并將其導(dǎo)入到受體菌中。11.請分析回答下列有關(guān)現(xiàn)代生物科技方面的問題： （1）糖尿病在現(xiàn)代社會中的發(fā)病率越來越高，主要是由于患者胰島B細(xì)胞受損，胰島素分泌不足引起的。對此，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識提出了用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)胰島素的治療方法?；境绦颍韩@取目的基因基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞目的基

14、因的檢測與鑒定。其中和的操作中需要相同的工具酶是_,該酶的作朋是_,暴露出相同的黏性末端。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過程中，目的基因受熱形成單鏈并與引物結(jié)合，在_酶的作用下延伸形成DNA。 （2）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：預(yù)期_設(shè)計預(yù)期的_推測應(yīng)有_找到相對應(yīng)的_序列。 （3）胚胎工程中的胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的_和孕育胚胎的_共同繁殖后代的過程。其生理學(xué)基礎(chǔ)主要有_ （4）單克隆抗體的制備過程中，經(jīng)人工誘導(dǎo)后，骨髓瘤細(xì)胞和產(chǎn)生免疫反應(yīng)的動物脾臟中的B淋巴細(xì)胞融合。由于可能產(chǎn)生多種融合細(xì)胞，因此還需對融合細(xì)胞進(jìn)行_次篩選，目的是_。12.我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的種豬場

15、自然分娩產(chǎn)出，這標(biāo)志著我國在轉(zhuǎn)基因克隆豬技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。下圖為我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答： （1）過程和必需用到的酶分別是 。 （2）過程將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時，采用最多也最有效的方法是 。然后還要通過 技術(shù)來檢測綠色熒光蛋白基因是否已重組到豬胎兒成纖維細(xì)胞的染色體DNA上。如果導(dǎo)入到植物細(xì)胞通常采用的方法則是 。 （3）為了獲得更多的豬卵母細(xì)胞，可通過對母豬注射 ，做超數(shù)排卵處理，并將所采集到的卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)到 期即可通過顯微操作將其細(xì)胞核去除。 （4）在培養(yǎng)得到的重組細(xì)胞時，一般需要提供 條件。（至少說出3點）13.我國科學(xué)工作者

16、經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)一種生活在棉鈴蟲消化道內(nèi)的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉 鈴蟲致死，而此毒蛋白對人畜無害。通過科技攻關(guān)，我國科學(xué)工作者已成功地將該毒蛋白基因?qū)朊藁ㄖ仓牦w內(nèi)并實現(xiàn)了表達(dá)。由于棉鈴蟲吃了新品種“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”植株后就會死亡，所以該棉花新品種在近年推廣后，已收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益，請據(jù)以上所給材料回答下列問題：（1）害蟲抗藥性的增強(qiáng)是 的結(jié)果。（2）在培育抗蟲棉新品種過程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“運(yùn)輸工具”是 。我國科學(xué)工作者采用了獨(dú)創(chuàng)的 法，將毒蛋白基因?qū)朊藁ǖ捏w細(xì)胞，再利用 技術(shù)獲得“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”。如圖所示為人類“治療性克隆”的大概過程，請據(jù)圖作答。（3）人類“治療

17、性克隆”屬于生物工程中的 工程。（4）“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細(xì)胞的核仍然具有 。胚胎干細(xì)胞是從動物胚胎發(fā)育至 期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的 中分離得到的一類細(xì)胞。（5）相同的胚胎干細(xì)胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是胰島細(xì)胞，有的是血細(xì)胞，有的是心肌細(xì)胞，究其本質(zhì)原因是基因 的結(jié)果。上述“克隆”過程是建立在胚胎干細(xì)胞的 和 的基礎(chǔ)上的。（6）按上述方法克隆的器官在移植方面的主要優(yōu)點是 。14.干擾素在人體中是由免疫細(xì)胞合成并分泌的一種糖蛋白，幾乎能抵御所有病毒引起的感染。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法成本高、產(chǎn)量低，獲得的干擾素在體外不易保存。用生物技術(shù)手段可以解決這些問題。請回答相關(guān)問題。（1）利用基

18、因工程生產(chǎn)干擾素，過程是： 從健康人體外周靜脈血分離能合成干擾素的免疫細(xì)胞，從中提取 ，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲取目的基因，此過程需要的原料是 。 用限制酶處理載體和目的基因后，用 酶處理，形成重組載體，該載體的化學(xué)本質(zhì)是 。 若選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞，常用的轉(zhuǎn)化方法是用 處理，使其成為_，一定溫度作用下，完成轉(zhuǎn)化。 在培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，離心后取 （上清液/菌體），經(jīng)進(jìn)一步處理獲得產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物鑒定時可采用 技術(shù)。（2）利用蛋白質(zhì)工程對干擾素進(jìn)行改造，基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能_找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。（3）利用細(xì)胞工程生產(chǎn)干擾素，思路是：將相應(yīng)免疫細(xì)胞和瘤細(xì)胞融合，篩選_細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)可獲得大量干擾素。15.德國科學(xué)家最近培育出一種可以