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1、1第第 1212 单元单元 现代生物科技专题现代生物科技专题课时作业(三十六) 第 36 讲 基因工程时间 / 30 分钟基础巩固1.回答利用农杆菌转化法培育转基因植物的相关问题:(1)培育转基因植物过程的核心步骤是构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中 ,并 且可以通过复制遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用。 (2)构建基因表达载体时,可利用 DNA 连接酶连接被限制酶切开的 键。 (3)组成基因表达载体的单体是 。基因表达载体中的启动子是 识别和结合 的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过 (填过程)合成 mRNA。 (4)用两种限制酶Xba 和Sac (两种酶切出
2、的黏性末端不同)切割某 DNA,获得含目的基因的片段。 若利用该片段构建基因表达载体,应选用图 K36-1 中的何种 Ti 质粒? 。 图 K36-12. 2017江苏南通二模 下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图 K36-2 中甲、乙中标注了相关 限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的不再重复标注。请回答下列问题。限制酶BamHBclSau3AHind识别序列及切 割位点GGATCCCCTAGGTGATCAACTAGTGATCCTAGAAGCTTTTCGAA甲 乙图 K36-22(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用限制酶为 ,酶切后的载体和目的基 因片段通过 酶作用后,获得重组质
3、粒。 (2)若BamH酶切的 DNA 末端与Bcl酶切的 DNA 末端可直接被 DNA 连接酶连接,原因是 ,这 两种酶 (填“都能” “都不能”或“只有一种能”)切开连接的部位,原因是 。 (3)若用Sau3A切割图甲质粒最多可能获得 种大小不同的 DNA 片段。(4)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加 ,平板上长出的菌落, 常用 PCR 鉴定,所用的引物组成为图乙中的 。 3. 2017河南濮阳第一次调研 中国科研人员首次将与 Fib-H 基因类似的人工丝蛋白基因,导入被敲 除 Fib-H 基因的蚕卵体内,意味着对蚕卵的基因改造获得成功。当它们长大后,吐出的丝中就
4、含有人工 合成丝蛋白。通过这种技术还可以让家蚕在吐丝的同时,按照实际需要吐出其他蛋白。含有人工合成丝 蛋白的蚕茧,能发出绿色荧光,且比正常的蚕茧更加轻薄。请回答下列问题:(1)获得人工合成丝蛋白是通过 工程,对 进行改造,最终合成人工丝蛋白,以 满足人类生产和生活的需求。与基因工程相比较,蛋白质工程产物具备的特点是 。基因敲除是一种特殊的基因重组技术,即将外源目的基因导入细胞从而干扰该细胞内某一基因的功能。 将目的基因导入家蚕卵细胞的方法是 ,此处蚕卵是指蚕的 。 (2)将人工丝蛋白基因导入蚕卵体内之前,需要进行的核心步骤是 ,其目的是使该 基因在蚕卵中 ,并且可以遗传给下一代,同时,使其能够
5、表达和发挥作用。 (3)绿色荧光蛋白基因可以作为 ,用于鉴别和筛选蚕卵中是否含有人工丝蛋白基因。 能力提升4. 2017广东佛山一模 复合型免疫缺陷症(SCID)患者缺失 ada 基因。利用基因疗法将人正常 ada 基 因转入患者自身 T 细胞,可改善患者的免疫功能。如图 K36-3 显示该基因疗法的两个关键步骤。回答下 列问题:(1)图中所示获取人正常 ada 基因的方法是 ,若要大量获取该基因,可 通过 PCR 技术进行扩增。与细胞内 DNA 复制过程相比,PCR 技术的不同点有 (答出两点)。 (2)步骤是 。在该步骤中,病毒作为 起作用,需使用的工具酶有 。 3图 K36-3(3)完成
6、步骤后,在体外将人正常 ada 基因导入患者自身的 T 细胞。此后,在将该 T 细胞重新输入患者 体内之前,还必须完成的操作是 。 5.某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动。具体步骤如下:材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各 2 份,每份 10 g。剪碎后分成两组,一组置于 20 条件下, 另一组置于-20 条件下,保存 24 h。DNA 粗提取:第一步:将上述材料分别放入研钵中,各加入 15 mL 研磨液,充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。第二步:先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液,再加入 20 mL 体积分数为 95%的冷酒精溶液,然后用玻 璃棒缓缓地向一个方
7、向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步:取 6 支试管,分别加入等量的 2 mol/L 的 NaCl 溶液溶解上述絮状物。DNA 检测:在上述试管中各加入 4 mL 二苯胺试剂。混合均匀后,置于沸水中加热 5 min,待试管冷却后比 较溶液的颜色深浅,结果如下表:材料保存温度花菜辣椒蒜黄20 +-20 +(注:“+”越多表示蓝色越深。)分析上述实验过程,回答下列问题:(1)该探究性实验课题名称是 。 (2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少 。 (3)根据实验结果,得出结论并分析。结论 1:与 20 相比,相同实验材料在-20 条件下保存,DNA 的提取量较多。结论 2: 。 针对结论 1,
8、请提出合理的解释: 。 (4)氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和 DNA 均不相溶,且对 DNA 影响极小。为了进一步提高 DNA 纯度,依据氯仿的特性,在 DNA 粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是 。然后用体积分数为 95%的冷酒精溶液使 DNA 析出。 综合拓展6. 2017湖南衡阳一模 基因敲除是应用 DNA 重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞” 的构建过程如下:4第一步:从小鼠囊胚中分离出胚胎干(ES)细胞,在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为靶基 因。第二步:构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入 neoR(新霉素 抵
9、抗基因)等。由于同源臂与靶基因的 DNA 正好配对,所以能像“准星”一样,将表达载体准确地带到靶 基因的位置。第三步:将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成对胚胎干细胞的基因改造。第四步:对基因改造后的胚胎干细胞进行增殖、筛选。基本原理如图 K36-4 所示:图 K36-4请根据上述资料,回答下列问题:(1)实施基因工程的核心步骤是 ,基因表达载体中的 是位于基因首端的 有特殊结构的 DNA 片段;在构建的过程中所需要的工具酶是 。 (2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是 ,原因是 。 (3)上述资料中 neoR 基因的作用最可能是 。为了鉴定目的基因是否
10、成功表达,有时 进行抗原抗体杂交,目的蛋白相当于 。 (4)该项技术具有广阔的应用前景,请试举一例:。 5课时作业(三十七) 第 37 讲 细胞工程时间 / 30 分钟基础巩固1. 2017江西七校联考 根据图 K37-1 植物体细胞杂交技术流程图,回答相关问题。图 K37-1(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株,原因是 。 (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是 ,其中过程称为 ,植 物体细胞融合完成的标志是 。 (3)已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体,则“番茄马铃薯”属于 倍体植株。 (4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物
11、,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。 若利用此技术,将柴油树细胞培养到 (填字母编号)阶段即可。 (5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞,然后进行组织培养,该过程相当于 (填数字序号)。 (6)人工种子是由发育到 (填字母编号)阶段的结构包裹上人工种皮制成的。 2. 2017天津十校联考 如图 K37-2 为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化图(乙),请 回答下列问题:6图 K37-2(1)图甲中 点以后表示细胞的传代培养,AB 段可能发生了如图乙 (填序号)所示的 现象,在进行 B 至 C 过程培养前,需要用 处理细胞。 (2)动物细胞培养,一般传至 代
12、以内细胞能保持正常的二倍体核型。 (3)为制备单克隆抗体,需将 注射到小鼠体内,以此获取 ,同时将该细胞与图乙 (填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞,该杂交瘤细胞的特点是 。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,可用 培养基来达到目的。 能力提升3. 2017嘉兴 3 月模拟 我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗,其有效成分是一种叫作 乙肝表面抗原的蛋白质(S 蛋白),对应的基因为 s 基因。请回答:(1)在构建重组 DNA 分子时,要用限制性核酸内切酶处理 ,并用 酶使两者 结合。再将重组 DNA 分子导入哺乳动物细胞,经筛选得到工程细胞。 (2)在细胞培养过程中,工程细胞在生长过
13、程中有 现象,需要定期使用 酶进行处理,以 便于分瓶培养。 (3)为提高工程细胞培养的成功率,下列措施中不需要采用的是 。 A.取单个细胞进行培养 B.加入胰岛素C.二氧化碳培养箱 D.加入动物血清(4)由于哺乳动物细胞培养较难,成本较高,近些年科学家们又发明了“乳腺生物反应器”,进而从转基 因动物的乳汁中提取所需产品。在这种技术中,作为重组 DNA 分子受体细胞的一般是 。 4. 2017开封模拟 药用蛋白人组织纤维溶酶原激活物(htPA)可在转 htPA 基因奶牛的乳汁中获得。 如图 K37-3 表示利用奶牛乳汁生产人组织纤维溶酶原激活物的培育过程:(1)htPA 基因 cDNA 可通过克
14、隆筛选获得。构建表达载体时,必须将 htPA 基因 cDNA 与牛乳腺蛋白基因 的 等调控组件重组在一起。 7图 K37-3(2)通过形成图中的过程中,通常取培养 代以内的细胞,原因是 。 (3)图中“未受精的卵”是指 的卵母细胞,而不能用普通的体细胞作为受体细胞,原因是“未受 精的卵” 。 (4)与的遗传性状不一样的原因是 。 (5)图示过程中涉及的科学技术有转基因技术、 、 、胚胎移植 技术等。 5. 2017湖北名校联考 眼虫是一种含有叶绿体的原生动物。据此,某同学认为动物细胞与植物细胞 在理论上是可以实现杂交的。他设计了一个具体的实验方案如图 K37-4 所示:图 K37-4请回答下列有关问题:(1)实验方案中,步骤 A 为除去细胞壁得到的 ,常用的除去细胞壁的酶为 。 (2)步骤 B 为 ,受体动物必须接受 处理,以确保其生理状态适合接受胚胎。 (3)诱导融合可以采用一些物理方法,如 等,也可以使用化学药品 进行诱 导。 (4)进行动物胚胎细胞培养时,需要用
