高中生物专题复习：基因工程和细胞工程

基因工程和细胞工程

1．为增加油菜种子的含油量,科研人员将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。

(1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用________的原理,使相应基因呈指数增加。所含三种限制酶(XbaⅠ、ClaⅠ、SacⅠ)的切点如图所示,则用________和________处理两个基因后,可得到酶D基因和转运肽基因的融合基因。

(2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的________中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。为了获得含融合基因的单菌落,应进行的操作是______________________________。

随后再利用液体培养基将该单菌落菌株振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。

(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间的目的是_____________________________,

进一步筛选后获得转基因油菜细胞,提取上述转基因油菜的mRNA,在逆转录酶的作用下获得cDNA,再依据________的DNA片段设计引物进行扩增,对扩增结果进行检测,可判断融合基因是否完成________。最后采用抗原—抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。

答案：(1)DNA双链复制ClaⅠDNA连接酶

(2)T­DNA将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养

(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞融合基因转录

2．人外周血单核细胞能合成白细胞介素2(IL?2)。该蛋白可增强机体免疫功能,但在体内易被降解。研究人员将IL?2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因,在酵母菌中表达出具有IL?2生理功能且不易降解的IL?2?HSA融合蛋白,技术流程如图。请回答：

(1)图中③过程的模板是________,表达载体1中的位点________应为限制酶BglⅡ的识别位点,才能成功构建表达载体2。

(2)表达载体2导入酵母菌后,融合基因转录出的mRNA中,与IL?2蛋白对应的碱基序列不能含有

__________,才能成功表达出IL?2?HSA融合蛋白。启动子是________识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。

(3)培养人外周血单核细胞时,需要将温度控制在________℃,此外还需要通入________________(气体)。

(4)应用____________技术可检测酵母菌是否表达出IL?2?HSA融合蛋白。

(5)如果基因表达载体2导入的是优质奶牛的受精卵细胞,经胚胎培养后移入受体母牛子宫内可以存活的生理学基础是__________________________________________________。

答案：(1)IL?2的cDNA a

(2)终止密码子RNA聚合酶

(3)37 无菌的95%空气和5%CO2

(4)抗原—抗体杂交

(5)母牛子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

3．(广东肇庆模拟)“今又生”是我国为数不多的首创基因治疗药物之一,其本质是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼装得到的重组病毒。人的P53蛋白可对癌变前的DNA损伤进行修复,使其恢复正常,或诱导其进入休眠状态或细胞凋亡,阻止细胞癌变。“今又生”的载体采用第一代人5型腺病毒,其致病力很弱,其基因不整合到宿主细胞的基因组中,无遗传毒性；载体经基因工程改造后,只对细胞实施一次感染,不能复制,不会污染。

请回答下列问题：

(1)在“今又生”的生产中,为了获得更高的安全性能,在载体一般应具备的条件中,科学家选择性地放弃了一般载体都应具有的________________特点。检测P53基因的表达产物,可以采用________________________技术。

(2)如果要大量扩增P53基因,一般采用PCR技术,该技术中需使用一种特殊的酶：________________________。与体内DNA复制相比较,PCR反应要在______________中才能进行,并且要严格控制________条件。

(3)如果要获得胚胎干细胞进行研究,则胚胎干细胞可来源于囊胚的________________,或胎儿的原始性腺；在培养时,细胞充满培养皿底部后停止分裂,这种现象称为________。如果想继续培养则需要重新用________处理,然后分瓶继续培养,这样的培养过程通常被称为传代培养。

答案：(1)自我复制抗原—抗体杂交

(2)热稳定DNA聚合酶(Taq酶) 一定的缓冲溶液温度

(3)内细胞团接触抑制胰蛋白酶

4．请回答以下有关基因工程的问题：

(1)基因工程中切割DNA的工具酶是________。DNA连接酶根据其来源不同,分为________和________。

(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成________。

(3)____________________是基因工程的核心步骤。启动子是________识别和结合的部位,它能驱动基因转录出mRNA。

(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是________。

(5)要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用的方法是________技术。

答案：(1)限制性核酸内切酶(限制酶) E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶(顺序可颠倒)

(2)引物(引物对)

(3)基因表达载体的构建RNA聚合酶

(4)农杆菌转化法(5)DNA分子杂交

5．油菜中油酸为不饱和脂肪酸,能降低人体血液的胆固醇含量,减少人体患心血管病的风险。F基因控制合成的油酸酯氢酶催化油酸形成饱和脂肪酸,转反义F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。请分析回答下列问题：

(1)从油菜细胞的染色体DNA获取F基因后进行大量扩增的方法为________。利用该方法扩增目的基因的前提是________________。

(2)构建反义F基因表达载体时,需要用到的工具酶有________________；农杆菌可用来将反义F基因表达载体导入油菜细胞,从分子角度分析,其具有的特点是

________________________________________________________________________。

构建反义F基因表达载体时没有设计标记基因,其可能的原因是

________________________________________________________________________。

(3)Le启动子为种子特异性启动子,将F基因反向连接在Le启动子之后构建了反义F基因。检测转反义F基因油菜细胞内F基因转录的mRNA含量,结果表明,因杂交形成双链RNA,细胞内F基因的mRNA水平下降。由此推测,反义F基因的转录抑制了F基因的________(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。若F基因转录时,两条单链(a1、a2)中a1为转录的模板链,则反义F基因转录时的模板链为________。

答案：(1)PCR技术有一段F基因的核苷酸序列

(2)限制酶、DNA连接酶其Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA 上无标记基因表达产物,有利于食品安全

(3)翻译a2

6．克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞异常凋亡有关。Bcl?2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。

请回答：

(1)图中重组细胞的细胞核来自________细胞,早期胚胎移入受体子宫继续发育,经桑椹胚、囊胚和