专题强化练(十九) 基因工程与细胞工程
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非选择题
1.(2019四川攀枝花模拟)基因工程又称为DNA重组技术,回答相关问题。
(1)在基因工程中,获取目的基因主要有两大途径,即 和从生物材料中分离;分子水平上检测目的基因是否成功导入酵母菌的方法是 。
(2)在基因表达载体中,启动子是 聚合酶识别并结合的部位;若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞,最常用的原核生物是 ;假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产,若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗,应选用 作为外植体进行组织培养。
(3)利用某植物的成熟叶片为材料,同时构建cDNA文库和基因组文库,两个文库相比,cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少,其原因是 。 答案(1)人工合成 DNA分子杂交
(2)RNA 大肠杆菌 茎尖
(3)cDNA文库只有叶细胞已转录(或已表达)的基因,而基因组文库中含有该植物的全部基因 解析(1)在基因工程中,获取目的基因主要有两大途径,即人工合成和从生物材料中分离,人工合成可通过反转录法或人工化学合成法,从生物材料中分离即通过基因文库法;分子水平上检测目的基因是否成功导入酵母菌的方法是DNA分子杂交。
(2)基因表达载体的组成包括目的基因+启动子+终止子+标记基因,其中启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位;若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞,由于细菌繁殖速度快,故最常用的原核生物是大肠杆菌等细菌。假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产,若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗,应选用茎尖作为外植体进行组织培养。
(3)由于cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因,而基因组文库中含有该植物的全部基因,故两个文库相比,cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少。
2.(2019山东德州一模)Bar基因存在于青麻、黑麦草等生物体内,其编码的酶可使除草剂草丁膦失去毒害作用。培育转Bar基因大豆,对于控制豆田杂草有重要意义。为了把Bar基因导入大豆细胞,
需将Bar基因插入pUC18质粒中构建中间表达载体,然后与Ti质粒重组为重组表达载体系统。如图为pUC18质粒的结构示意图,回答下列问题。
(1)不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因,原因是 。
(2)构建中间表达载体时,为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒,需将Bar基因插入到pUC18质粒的 中形成重组质粒并导入大肠杆菌,然后在添加 的培养基上培养大肠杆菌,菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。
(3)中间表达载体需插入到Ti质粒的 中才能将Bar基因整合到植物细胞的染色体DNA上,原因是 。
(4)可通过 法直接将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需 ,经脱分化形成 ,再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。
答案(1)黑麦草与大豆之间存在生殖隔离
(2)lacZ 氨苄青霉素和X-gal
(3)T-DNA T-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上 (4)显微注射 再生出细胞壁 愈伤组织
解析(1)由于黑麦草与大豆之间存在生殖隔离,因此不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因。
(2)根据图中信息可知,lacZ基因编码β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶可以将培养基中的X-gal水解,使菌落呈蓝色,否则菌落呈白色。因此,构建中间表达载体时,为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒,需将Bar基因插入到pUC18质粒的lacZ中形成重组质粒并导入大肠杆菌,然后在添加氨苄青霉素和X-gal的培养基上培养大肠杆菌,菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。
(3)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。根据这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
(4)可通过显微注射法直接将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需再生出细胞壁,经脱分化形成愈伤组织,再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。 3.(2019湖南衡阳一模)胰岛素是治疗胰岛素依赖糖尿病的特效药物,但是天然胰岛素在人体内的寿命只有几个小时,通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构,以延长胰岛素的半衰期,可以得到长效胰岛素。如图是用蛋白质工程设计长效胰岛素的生产过程。
回答下列问题。
(1)基因工程中限制酶切割后的运载体与目的基因能再次拼接的理由是 。 (2)在基因工程中获取目的基因的方法除图中方法,还有利用PCR技术扩增和 。
(3)上述基因工程中除质粒外, 也可作为运载体。
(4)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 。
(5)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是 。
(6)新的胰岛素为什么还要加工、修饰? 。 答案(1)切割产生的末端相同
(2)从基因文库中获取 (3)噬菌体
(4)蛋白质的预期功能
(5)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱 (6)大肠杆菌没有内质网和高尔基体无法加工胰岛素
解析(1)基因工程中用相同的限制酶切割目的基因和质粒,使其具有相同的末端,再依据碱基互补配对的原则进行拼接。
(2)在基因工程中获取目的基因的方法除图中人工合成的方法以外,还有利用PCR技术扩增和从基因文库中获取。
(3)上述基因工程的受体细胞是大肠杆菌,运载体可以是质粒,也可以是噬菌体。
(4)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。
(5)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱。
(6)新的胰岛素是由大肠杆菌合成的,因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体,无法加工胰岛素,所以新的胰岛素还要加工、修饰。
4.(2019陕西西安一模)草莓是人们经常食用的一种水果,有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物,长期种植会使病毒积累在体内,产量降低,品质下降。如图是利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过程,请据图回答下列问题。
外植体愈伤组织胚状体→脱毒苗→草莓植株 (1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是 。培育脱毒苗时,一般选取 作为外植体,其依据是 。
(2)①是脱分化过程,细胞脱分化是指已经分化的细胞,经过诱导后,失去其 而转变为未分化细胞的过程。②是 过程。
(3)研究表明,多倍体草莓产量高于二倍体,利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种:一是
使用 (药剂)处理草莓的愈伤组织,再经培养获得多倍体植株;二是利用 (药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后,再经组织培养获得多倍体植株,这种育种技术被称为 技术。
答案(1)植物细胞的全能性 茎尖(或芽尖或根尖) 植物分生区附近(茎尖)病毒极少,甚至无病毒