大二輪生物專用117全書的版專題六第2講

第2講工程和細(xì)胞工[考綱要求]1.工程的誕生(A)。2.工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))(B)。3.工程(1)工程的3種基本工DNA②DNA連接酶：a.E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；b.T4DNA連接酶能連接黏性末端②動(dòng)物：卵——顯微注射技術(shù)①檢測(cè)目的是否插入轉(zhuǎn)生物的DNA上：DNA分子雜交技術(shù)③檢測(cè)目的是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原—抗體雜交技術(shù)④生物學(xué)水平鑒定：根據(jù)表達(dá)性狀判斷限制酶≠DNA酶≠限制酶的作用是識(shí)別雙鏈DNA分子上某種特定的核苷酸序列，并使兩條鏈在特定的位置斷開；DNADNADNA兩條鏈間的氫DNA連接酶≠DNADNADNADNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸添加到脫氧核苷啟動(dòng)子(DNA片段)≠起始子(位于mRNA上)；終止子(DNA片段)≠終止子(位于mRNA上)。①酶解法——②促融劑——③雜種細(xì)胞的形成標(biāo)志——④培養(yǎng)雜種植株的技術(shù)——⑤雜種植株培育成功的原理—— 重組質(zhì)粒與探針能進(jìn)行分子雜交是因?yàn)镈NA分子脫氧核糖和磷酸交替連接 PEG是促細(xì)胞融合劑，可直接誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合 用原生人工，要防止細(xì)胞破裂 答 1.√ 3.× 5.× 7.×．1表達(dá)載體的構(gòu)建過程中使用兩種識(shí)別序列不同的限制酶切割目的和質(zhì)粒的目的．：核移植獲得的克隆動(dòng)物與提供細(xì)胞核的親本性狀可能不同的三個(gè)原因細(xì)胞的細(xì)胞：考點(diǎn)一工真核生物的cDNA文庫與組文cDNA無有小大物種間的交部分可PCR原理：DNA雙鏈↓變性：90～95℃，DNA↓過程復(fù)性：55～60℃，引物與單鏈DNA↓或標(biāo)記，上圖中不能選擇SmaⅠ。應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的兩端的限制酶同時(shí)質(zhì)粒上也有其切點(diǎn)如上圖中可選擇PstⅠPstEcoRⅠ兩種限制酶?？枷?工程的基本流程分1．(2019·江蘇，33)圖1是某工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程示意圖，載體質(zhì)粒P0具有四環(huán)EcoRⅤ酶切位點(diǎn) ，EcoRⅤ酶切出來的線性載體P1 核苷酸。載體P1用酶處理，在兩端各添加了一個(gè)堿基為 P2；P2和目的片段在 酶作用下，形成重組質(zhì)粒P3。為篩選出含有重組質(zhì)粒3的菌采用含有不同抗生素的平板進(jìn)行篩選得到BC三落其生長(zhǎng)情況如表“＋”代表生長(zhǎng)“－”代表不生長(zhǎng)根據(jù)表中結(jié)果判斷應(yīng)擇的菌落是 (填表中字母)類，另外兩落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是 ABC＋＋＋＋＋—＋——＋——為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的的重組質(zhì)粒，擬設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR鑒 答 DNA連 A落含有 C落未轉(zhuǎn)入質(zhì)(4)乙、丙目的反向連 對(duì)平末端的連接效率較低，因此通常要將平末端改造成黏性末端后再進(jìn)行連接。由于目的用DNA連接酶。(3)由于四環(huán)素抗性中含有EcoRⅤ酶識(shí)別的序列及切割位點(diǎn)，所以形知，AAP0質(zhì)粒；B菌落抗氨芐青霉素C菌落中沒有導(dǎo)入質(zhì)粒。(4)P0質(zhì)粒的兩個(gè)末端都含一個(gè)胸腺嘧啶的脫氧核苷酸，而目的片段的兩端各自帶一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，所以目的在和P0質(zhì)粒2可知，理論上可以選擇的引物50bp＋300bp＋100bp＝450bp，不符合要求；如果選擇乙和丙這對(duì)引物，以擴(kuò)增出300bp＋100bp＝400bp的片段。2．(2019·Ⅰ，38)工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的?；卮鹣铝袉栴}(1)工程中所用的目的可以人工合成，也可以從文庫中獲得。文庫包 (2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA開始時(shí)解開DNA雙鏈的酶是 在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的時(shí)，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是 上述兩個(gè)解鏈過程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的 (3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因 答 (1)組文 cDNA文解旋酶90～95℃TaqDNA解析(1)文庫包括組文庫和cDNA文庫。(2)生物體細(xì)胞內(nèi)DNA開始時(shí)是利用解旋酶進(jìn)行解旋的，而在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的時(shí)，則是通過加熱至90～95℃進(jìn)行解旋的，二者都破壞了堿基對(duì)之間的氫鍵。(3)PCR90～95℃TaqDNA3．(2019·張掖質(zhì)檢)請(qǐng)回答下列有關(guān)工程及其應(yīng)用的問題 及逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為DNA的切割、連接以及功能(2)工程的步驟是 質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)中T－DNA的作用 部位集中，這時(shí)農(nóng)桿菌可攜帶某種目的進(jìn)入煙草細(xì)胞。獲得的轉(zhuǎn)煙草細(xì)胞通過 技術(shù)最終獲得轉(zhuǎn)煙草，檢測(cè)轉(zhuǎn)生物的DNA上是否插 處理植物體細(xì)胞可得到原生，將目的導(dǎo)入原生質(zhì) 答案(1)DNA連接酶(2)構(gòu)建表達(dá)載體攜帶目的進(jìn)入植物細(xì)胞并整合到植物細(xì)胞中的DNA上(3)植物組織培養(yǎng)DNA分子雜交技術(shù)(4)纖維素酶和果膠酶基解 目的與載體相連需要用到DNA連接酶(2)工程的步驟是構(gòu)建表達(dá)載體；重組Ti質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)中T－DNA為可轉(zhuǎn)DNA，可以攜帶目的進(jìn)入植物細(xì)胞并整合到植物細(xì)胞中的DNA上生物的DNA上是否插入了目的，可以采用DNA分子雜交技術(shù)?？枷蚨こ痰膶?shí)踐應(yīng) 將胰島素表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得工程將花青素代謝導(dǎo)入植物體細(xì)胞，經(jīng)組培獲得花色變異植將腸乳糖酶導(dǎo)入奶牛卵，培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶將腺苷酸脫氨酶轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者，進(jìn)行治答案解析A、B、C項(xiàng)均采用了工程技術(shù)，工程依據(jù)的原理是重組，且參與繁殖的細(xì)胞中均含有目的，故可遺傳給子代，A、B、C項(xiàng)不符合題意；D項(xiàng)也采用了工程傳給子代，D項(xiàng)符合題意。5．(2019·一模)α－抗胰蛋白酶可以治療肺氣腫等疾病。下圖是科學(xué)家培育含人α－獲取mAAT→構(gòu)建表達(dá)載體→顯微注射導(dǎo)入卵→形成胚胎→將胚胎移入利用PCR技術(shù)對(duì)mAAT進(jìn)行擴(kuò)增，前提是要有一段以mAAT的核苷酸序列為模 擴(kuò)增過程中該物質(zhì)與DNA模板鏈的3′端結(jié)合理由是 目的可以直接從生物體分離得到，也可以通過人工合成獲取。請(qǐng)推測(cè)由mRNA反轉(zhuǎn)錄合成mAAT的大致過程： (用文字和箭頭表述)構(gòu)建表達(dá)載體的目的 。為了使mAAT只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，需要在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)在mAAT前端加上在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的 的作為受體母羊，并對(duì)受體母羊進(jìn)行同期處理。答 DNA合成只能從3′端延

用啟動(dòng)子為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的，從而將含有目的的細(xì)胞篩選出來解 (1)利用PCR技術(shù)對(duì)mAAT進(jìn)行擴(kuò)增，前提是要有一段以mAAT的核苷酸列為模板合成的引物。由于DNA合成時(shí)只能從3′端延伸，因此擴(kuò)增過程中，該物質(zhì)應(yīng)與DNA模板鏈的3′端結(jié)合。由mRNA反轉(zhuǎn)錄合成mAAT的大致過程

目的能夠表達(dá)和發(fā)揮作用啟動(dòng)子是轉(zhuǎn)錄過程中RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)為了使mAAT只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，需要在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)在mAAT前端加上在乳腺細(xì)胞中 實(shí)現(xiàn)②過程常用PCR技術(shù)該技術(shù)的前提是要有 啟動(dòng)子的本質(zhì)是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段；作用是供RNA聚合酶的識(shí)別、結(jié)合以驅(qū)動(dòng)目的的轉(zhuǎn)錄(2)一段已知目的的核苷酸序列(3)DNADNA分子(或重解析(1)題圖中過程①mRNADNA因的轉(zhuǎn)錄。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的的前提是要有一段已知目的的核苷酸序列，菌處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，然后將重組質(zhì)粒溶于緩沖液中與該大腸桿考點(diǎn)二細(xì)胞工生長(zhǎng)素與細(xì)胞素的比高低)AA型、BB型、ABAB型，需要進(jìn)行篩選。所需技術(shù)：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等克隆動(dòng)物遺傳物質(zhì)的來源：絕大部分來自供體細(xì)胞核，少部分來自細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)3B2B淋巴細(xì)胞，B為骨髓瘤細(xì)胞)。2次篩選：利用多孔板法和抗原—考向 植物細(xì)胞工 答 解析過程①是原生，獲得的原生若懸浮在30%的蔗糖溶液中會(huì)導(dǎo)致原失水皺縮甚至，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過程②為再分化過程，需提高細(xì)胞素的比例以促進(jìn)芽的分化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；過程③不需要用秋水仙素處理，愈傷組織細(xì)胞已經(jīng)具備細(xì)胞壁，C項(xiàng)錯(cuò)誤；原生雖無細(xì)胞壁，但含有細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)，即含有發(fā)育所需的全部遺傳信息，故原仍保持細(xì)胞的全能性，D 答出2點(diǎn)即可)2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工(如圖所示)，這種人工在適宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種皮具備透氣性的作用是 。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、 和 等幾物質(zhì)。 答案(1)(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用培 誘導(dǎo)分 解析(1)與常規(guī)的繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)具有能保持植物原有的遺傳特性、個(gè)完整植株的基本程序是含目的的細(xì)

培養(yǎng)愈傷組織

誘導(dǎo)分化切取1cm3切取1cm3 這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具 答案1)全能性(或形成完整植株所需的全部) 2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞素的比例不同分化或再分化) 4誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用5遺傳特性 無性解析 1分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性2在本驗(yàn)中切取胡蘿卜塊時(shí)要切取含有形成層的部分原因是形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織決定植物細(xì)胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例步驟⑤誘導(dǎo)組織塊形愈傷組織和步驟⑥誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞素的比例不同，故驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基愈傷組織通過細(xì)胞的再分化過程形成試管苗4步驟⑥需要光培養(yǎng)其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成使試管苗能夠進(jìn)行光合作用5植物組織培養(yǎng)沒有過兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合因此屬于無性繁殖組培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性考向二 動(dòng)物細(xì)胞工程10．(2019·江蘇，23)如圖為雜交瘤細(xì)胞示意圖。骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT－)，在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長(zhǎng)。下列敘述正確的是(多選)()可用滅活的仙臺(tái)誘導(dǎo)細(xì)胞融答 解析動(dòng)物細(xì)胞融合可以用滅活的仙臺(tái)、聚乙二醇(PEG)、電激等進(jìn)行誘導(dǎo)，A正確；兩HATBB細(xì)胞的融合細(xì)達(dá)產(chǎn)生所需的單克隆抗體，還需要進(jìn)一步篩選才能用于生產(chǎn)，C正確；動(dòng)物細(xì)胞融合依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性，D正確。細(xì)胞A的名稱是 通過過程 可獲得V1。 技術(shù)可以獲得的V1抗體1與抗體2的氨基酸排列順序相同，兩者的生物活性 答 (1)B淋巴細(xì)胞(或漿細(xì)胞 特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量(2)反轉(zhuǎn) 不相 抗體2是大腸桿菌產(chǎn)生的，其形成過程沒有經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工；抗體是雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的，其形成過程經(jīng)過了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工(4)、干擾素、生長(zhǎng)解 (1)依題意并分析圖示可知：從免疫的小鼠體內(nèi)分離出的細(xì)胞A是B淋巴細(xì)胞(或漿過程④是以mRNA為模板獲得V1的逆轉(zhuǎn)錄過程。欲獲得的V1，可采PCR112的氨基酸某傳染性疾病的病原體為RNA，該表面的A蛋白為主要抗原。該傳染性疾病的生產(chǎn)和抗體的流程如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題 過程③構(gòu)建A重組載體時(shí)目的的尾端必須含有終止子它的作用是 在給小鼠皮射A蛋白時(shí)，要反復(fù)注射幾次的目的 將X進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)之前，還需要進(jìn)行 該實(shí)驗(yàn)操作過程中用到的技術(shù) (寫出3種)。 (1)逆轉(zhuǎn)錄酶、四種脫氧核苷酸、ATP、模板等使目的的轉(zhuǎn)錄停止(2)通過二次 抗體檢 解析(1)題圖中①表示反轉(zhuǎn)錄，需要以的RNA為模板、四種脫氧核苷酸為原料，還需停止。(2)在給小鼠皮射A蛋白時(shí)，要反復(fù)注射幾次，以增加小鼠體內(nèi)漿細(xì)胞的數(shù)量。1．(2019·鹽城5月模擬)下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述錯(cuò)誤的是( B 解 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)采用的是液體培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)采用的是固體培養(yǎng)基，A項(xiàng)正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶處理，但植物組織培養(yǎng)過程不需要用胰蛋白酶處理，B項(xiàng)錯(cuò)誤；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可以用于檢測(cè)物質(zhì)，雜交瘤細(xì)胞可離體培養(yǎng)增殖得到細(xì)胞代謝產(chǎn)物，D項(xiàng)正確。 BC．單克隆抗體的過程中需用到DNA分子雜交技術(shù)和抗原—抗體雜交技DBB答 ；解析為提高單克隆抗體成功率往往需要多次給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物注射同一種抗原A項(xiàng)正確；B項(xiàng)正確工程中需用到DNA分子雜交技術(shù)和抗原—抗體雜交技術(shù)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；每種成B細(xì)胞表面只有一種抗原受體，只能識(shí)別一種抗原，一種漿細(xì)胞只能產(chǎn)生一種抗體，D；如圖為工程中獲取突變的過程，其中引物1序列中含有一個(gè)堿基T不能與目的片段配對(duì)，但不影響引物與模板鏈的整體配對(duì)，反應(yīng)體系中引物1和引物2的5′端分別設(shè)計(jì)增加限制酶a和限制酶b的識(shí)別位點(diǎn)。下列有關(guān)敘述正確的是(多選)( BPCR4種游離的脫氧核苷酸、解旋酶、TaqC3PCR1D3PCRDNA答 利用mRNA的反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可構(gòu)建 、、 文庫較小中沒有啟動(dòng)子中沒有內(nèi)含子、只含有某、、 解析(1)部分文庫是利用某些生物某些細(xì)胞的mRNA反轉(zhuǎn)錄形成的構(gòu)成的，只含細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B表達(dá)對(duì)卵細(xì)胞的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。B在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄，推測(cè)其可能的原因是卵細(xì)胞 含B的缺B．DNAC．B發(fā)生突D．B的啟動(dòng)子無法啟動(dòng)轉(zhuǎn) 中提取總RNA，構(gòu)建 文庫，進(jìn)而獲得B編碼蛋白的序列。將該序列與Luc(表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合 中T－DNA整合到受體細(xì)胞DNA上，過 獲得轉(zhuǎn)植株過程中，以下鑒定篩選方式正確的 將隨機(jī)斷裂的B片段成探針進(jìn)行DNA分子雜以Luc為模板設(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA分子雜以B編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜從轉(zhuǎn)植株未成熟中分離出胚，觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個(gè)組，判定該胚是由未的卵細(xì)胞發(fā)育形成的而一般情況下水稻卵細(xì)胞在未時(shí)不進(jìn)行發(fā)育由此表明 答案(1)D (2)cDNA (3)②①(4)BCD (5)B表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)直解 轉(zhuǎn)錄出mRNA。B存在于水稻組中，其僅在體細(xì)胞和中正常表達(dá)，但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄推測(cè)最可能的原因是卵細(xì)胞中B的啟動(dòng)子無法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄D項(xiàng)符合題意(2)B在體細(xì)胞和中正常表達(dá)，說明在水稻的體細(xì)胞和中有B轉(zhuǎn)錄而來的mRNA。從水稻體細(xì)胞或中提取總RNA，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多種互補(bǔ)DNA片段，與載體連接后在一個(gè)受體菌群中，這個(gè)受體菌群體就叫做水稻的cDNA文庫。(3)過程①是指將含有目的的重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌過程②是指將含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞DNA上為了檢測(cè)含有目的的重組Ti質(zhì)粒是否轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌，過程①需在培養(yǎng)基中加入卡那霉素(4)DNA分子雜交是將轉(zhuǎn)生物的組DNA提取出來，在含有目的的DNA片段上用放射性同位素等作標(biāo)記，以此作為探針，將探針與基因組DNA雜交，看是否出現(xiàn)雜交帶。將隨機(jī)斷裂的B片段成探針進(jìn)行DNA分子雜交，不能用于篩選含目的的轉(zhuǎn)植株，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B-Luc融合中含有水稻B基因編碼蛋白的序列和Luc，因此，以