熱點(diǎn)16現(xiàn)代生物科技1．(2019·廣東江門第二中學(xué)高三質(zhì)檢)請(qǐng)回答下列有關(guān)基因工程和胚胎工程的問(wèn)題：(1)在基因工程中，獲取目的基因的方法包括：①?gòu)幕蛭膸?kù)中獲取目的基因，②利用________擴(kuò)增目的基因，③__________________________。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是______________識(shí)別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是________________。(3)將目的基因?qū)胛⑸锍Ｓ胈_______________處理受體細(xì)胞，使之變成感受態(tài)細(xì)胞。我國(guó)科學(xué)家發(fā)明的將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法是______________。(4)研究還發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化為造血干細(xì)胞，這體現(xiàn)了胚胎干細(xì)胞具有______________。臨床上常用誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的方法修補(bǔ)損傷或衰老的組織器官，從而解決了______________的問(wèn)題。答案(1)PCR技術(shù)化學(xué)方法直接人工合成目的基因(2)RNA聚合酶大腸桿菌(3)Ca2＋(或CaCl2)花粉管通道法(4)發(fā)育的全能性供體器官不足(或器官移植后免疫排斥反應(yīng))解析(2)基因表達(dá)載體中啟動(dòng)子位于目的基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位。(3)將目的基因?qū)胛⑸锍Ｓ肅a2＋(或CaCl2)處理受體細(xì)胞，使之變成感受態(tài)細(xì)胞，易于吸收周圍環(huán)境中的DNA。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法等，其中我國(guó)科學(xué)家發(fā)明的將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法是花粉管通道法。2．資料1：小鼠制備的抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的“早早孕試劑盒”，檢測(cè)早孕的準(zhǔn)確率在90%以上。資料2：葡萄糖異構(gòu)酶在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，為提高其熱穩(wěn)定性，朱國(guó)萍等人在確定第138位甘氨酸為目標(biāo)氨基酸后，用有效方法以脯氨酸替代甘氨酸，結(jié)果其最適反應(yīng)溫度提高了10～12℃，使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)更具剛性。資料3：巴西是全球最大的甘蔗生產(chǎn)國(guó)，但是甘蔗易受螟蟲(chóng)的侵害。2017年6月8日，巴西向世界宣布，全球首款能抵抗螟蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因甘蔗已培育成功，并且批準(zhǔn)該品種進(jìn)入市場(chǎng)。(1)資料1中，在該“單抗”的生產(chǎn)過(guò)程中，將__________________作為抗原對(duì)小鼠進(jìn)行接種后，從脾臟中提取B淋巴細(xì)胞，并設(shè)法將其與鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合，再用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，選出融合的雜種細(xì)胞，對(duì)該細(xì)胞還需進(jìn)行____________培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的符合需要的_________________。單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)有_________________________。(2)資料2中提到的生物技術(shù)屬于______________工程的范疇。在該實(shí)例中，直接操作的是________________________(選填“肽鏈結(jié)構(gòu)”“蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)”“基因結(jié)構(gòu)”)。(3)資料3中獲得轉(zhuǎn)基因甘蔗的過(guò)程中，核心步驟是________________________，為了避免目的基因和運(yùn)載體的自身連接成環(huán)和反向連接，應(yīng)該采取的措施是_______________________________________________________________。答案(1)人絨毛膜促性腺激素克隆化雜交瘤細(xì)胞特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可大量制備(2)蛋白質(zhì)基因結(jié)構(gòu)(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(或“構(gòu)建基因表達(dá)載體”)使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的(不同)限制酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體分別進(jìn)行切割解析(2)資料2中提到的生物技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。蛋白質(zhì)工程中直接進(jìn)行操作的是基因結(jié)構(gòu)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。3．(2019·黑龍江大慶鐵人中學(xué)高三期中)科學(xué)家常采用兩種方法培育草莓新品種：其一，培育無(wú)病毒組培苗；其二，將草莓輕型黃邊病毒的外殼蛋白基因(SMYELV－CP)導(dǎo)入草莓基因組中培育出轉(zhuǎn)基因抗病毒草莓。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)若培育無(wú)病毒組培苗，通常采取植株________進(jìn)行組織培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化后的草莓外植體需經(jīng)過(guò)______________過(guò)程才能長(zhǎng)成完整植株。從遺傳學(xué)角度看，它能形成完整草莓植株的根本原因是________________________________。(2)可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因SMYELV－CP，其前提是______________________，以便根據(jù)這一序列合成引物。為保證目的基因的表達(dá)，重組載體上應(yīng)含有特定的______________(填“復(fù)制原點(diǎn)”“啟動(dòng)子”或“標(biāo)記基因”)，它能被受體細(xì)胞的__________________所識(shí)別，以便于催化轉(zhuǎn)錄過(guò)程。(3)獲得轉(zhuǎn)基因草莓后，通過(guò)__________________方法檢測(cè)目的基因是否成功翻譯。(4)我國(guó)西北一些地區(qū)曾大量種植草莓，后卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹(shù)，但由于降雨量少，致使許多地方的楊樹(shù)長(zhǎng)成半死不活狀，結(jié)果防護(hù)林成為殘敗的“灰色長(zhǎng)城”，其失敗的原因主要是違背了生態(tài)工程遵循的______________________原理。答案(1)莖尖脫分化、再分化莖尖(或根尖)細(xì)胞含有發(fā)育成完整個(gè)體的全部遺傳信息(2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列啟動(dòng)子RNA聚合酶(3)抗原—抗體雜交(4)協(xié)調(diào)與平衡解析(1)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育無(wú)病毒組培苗，通常采取植株病毒少或無(wú)病毒的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)。轉(zhuǎn)化后的草莓外植體需先經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織再經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程才能長(zhǎng)成完整植株，該過(guò)程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，從遺傳學(xué)角度看，它能形成完整草莓植株的根本原因是莖尖細(xì)胞含有發(fā)育成完整個(gè)體的全部遺傳信息。(3)檢測(cè)目的基因是否成功翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因草莓中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。(4)從題文信息分析，楊樹(shù)不適合在該地區(qū)種植，其失敗的原因主要是沒(méi)有考慮環(huán)境與植物是否相適應(yīng)，違背了生態(tài)工程遵循的協(xié)調(diào)與平衡原理。4．(2019·江西臨川高三期末)乳腺炎和口蹄疫分別是由細(xì)菌和病毒引起的危害奶牛養(yǎng)殖業(yè)的兩種嚴(yán)重疾病。研究者利用生物技術(shù)培育出轉(zhuǎn)乳鐵蛋白肽(抗細(xì)菌)和人干擾素(抗病毒)的雙轉(zhuǎn)基因奶牛新品種。下圖1為基因表達(dá)載體，圖2為培育流程。(注：酪蛋白主要存在于牛乳中)(1)培育雙轉(zhuǎn)基因奶牛涉及的生物技術(shù)有____________(至少兩項(xiàng))。(2)據(jù)圖可知，干擾素基因與______________基因可同時(shí)轉(zhuǎn)錄，但在翻譯時(shí)，核糖體可識(shí)別mRNA上IRES序列的對(duì)應(yīng)部分，啟動(dòng)另一種肽鏈的合成，因此用含有新霉素的培養(yǎng)基可篩選出________________。(3)將基因?qū)肱Ｌ撼衫w維細(xì)胞前，需用______________將其處理成單個(gè)細(xì)胞。成纖維細(xì)胞無(wú)法直接發(fā)育成個(gè)體，需要去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞核的____________________的表達(dá)。(4)研究者利用____________技術(shù)篩選出________________(填“牛乳鐵蛋白基因”或“干擾素基因”)成功表達(dá)的胚胎進(jìn)行移植。答案(1)基因工程、早期胚胎培養(yǎng)、核移植、胚胎移植(2)新霉素抗性干擾素基因成功表達(dá)的細(xì)胞(3)胰蛋白酶全能性(4)抗原—抗體雜交干擾素基因解析(1)培育雙轉(zhuǎn)基因奶牛需要通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將目的基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，據(jù)圖可知，除轉(zhuǎn)基因技術(shù)外，獲得雙轉(zhuǎn)基因奶牛還借助于核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。(2)據(jù)圖可知，干擾素基因與新霉素抗性基因均位于相同的啟動(dòng)子和終止子之間，可同時(shí)轉(zhuǎn)錄，在翻譯時(shí)，核糖體可識(shí)別mRNA上IRES序列的對(duì)應(yīng)部分，啟動(dòng)另一種肽鏈的合成，使新霉素抗性基因得到表達(dá)，因此在含有新霉素的培養(yǎng)基上可生存的細(xì)胞，干擾素基因也已成功表達(dá)。(3)對(duì)牛胎兒成纖維細(xì)胞用胰蛋白酶處理，可水解細(xì)胞間的物質(zhì)，使細(xì)胞分散。將成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可誘導(dǎo)已分化的細(xì)胞核恢復(fù)分裂、分化，并最終發(fā)育為新個(gè)體，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞核全能性的表達(dá)。(4)牛乳鐵蛋白基因的啟動(dòng)子為酪蛋白啟動(dòng)子，其在成年牛的乳腺中才能表達(dá)，人干擾素基因可在牛全身細(xì)胞表達(dá)，而且沒(méi)有發(fā)育時(shí)期的限制，因此篩選胚胎時(shí)可利用抗原—抗體雜交技術(shù)篩選干擾素基因成功表達(dá)的胚胎。5．(2019·陜西寶雞高三4月聯(lián)考)研究人員利用小鼠的單倍體ES細(xì)胞(只有一個(gè)染色體組)，成功培育出轉(zhuǎn)基因小鼠。其主要技術(shù)流程如圖所示，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四種限制酶。箭頭指向的位置為限制酶的切割位置：Ampr是氨芐青霉素抗性基因，Neor是G418抗性基因。(1)利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外，還應(yīng)含有____________________；引物應(yīng)選用下圖中的________(填圖中標(biāo)號(hào))。注：A、B、C、D是引物，箭頭是延伸方向。(2)在基因工程操作步驟中，過(guò)程①②稱為_(kāi)___________。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞。結(jié)合上圖推測(cè)，過(guò)程①選用的2種限制酶是________(選填圖中的編號(hào))，③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加________(填“氨芐青霉素”或“G418”)(3)細(xì)胞乙與________類似，圖中桑椹胚需通過(guò)________技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，進(jìn)行該操作前需對(duì)受體小鼠進(jìn)行________處理。答案(1)Taq酶(或耐高溫的DNA聚合酶)A和D(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建Ⅰ和ⅡG418(3)受精卵胚胎移植同期發(fā)情解析(1)根據(jù)分析可知，PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外，還應(yīng)含有耐高溫的DNA聚合酶。為了擴(kuò)增目的基因的片段，根據(jù)圖示可知需要在引物A和D作用下以目的基因的兩條鏈為模板合成子代目的基因。(2)由圖可知，過(guò)程①②是將目的基因和運(yùn)載體連接形成重組質(zhì)粒，即基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程。重組質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因，其作用是有利于篩選出含有目的基因的細(xì)胞。根據(jù)題意可知，氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞，不適于做標(biāo)記基因，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞，因此應(yīng)選擇Neor作為標(biāo)記基因，即質(zhì)粒上Neor不能用限制酶切割，則過(guò)程①應(yīng)選用Ⅰ和Ⅱ兩種限制酶，圖中③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加G418以便于起到篩選的作用。(3)經(jīng)過(guò)處理形成的細(xì)胞乙與受精卵類似，具有全能性，應(yīng)用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)可以使其發(fā)育成桑椹胚。再將桑椹胚通過(guò)胚胎移植技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，進(jìn)行該操作前需對(duì)受體小鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理，以保證供體與受體處于相同或相近的生理狀態(tài)。6．(2019·陜西漢中高三第二次質(zhì)檢)糖尿病是一種常見(jiàn)病，其發(fā)病率有逐年上升的局勢(shì)，治療糖尿病少不了胰島素。如圖表示運(yùn)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的幾條途徑。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖中①過(guò)程為_(kāi)___________，構(gòu)建之前可以根據(jù)________________設(shè)計(jì)引物，利用PCR技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。將重組質(zhì)粒M轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞A中常用的方法是____________。(2)過(guò)程③用到的技術(shù)手段有____________。(3)過(guò)程②可用的方法是____________________。導(dǎo)入該細(xì)胞后，需對(duì)該細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，經(jīng)________過(guò)程形成愈傷組織。(4)若該轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”乳汁中檢測(cè)到胰島素，該胰島素與轉(zhuǎn)基因“胰島素細(xì)菌”產(chǎn)生的胰島素相比不同之處是____________________________________________________________________。其原因是__________________________________________________。答案(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體人胰島素基因的核苷酸序列顯微注射法(2)早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(答基因槍法、花粉管通道法也可)脫分化(4)“胰島素羊”乳腺細(xì)胞分泌的胰島素具有生物活性，而轉(zhuǎn)基因“胰島素細(xì)菌”產(chǎn)生的胰島素?zé)o生物活性乳腺細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體，能加工相關(guān)的蛋白質(zhì)，而細(xì)菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體解析(2)③表示動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育，此過(guò)程需將細(xì)胞A通過(guò)早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)到一定時(shí)期，然后通過(guò)胚胎移植技術(shù)移入雌性子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。(4)由于乳腺細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體，能加工相關(guān)的蛋白質(zhì)，而細(xì)菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，因此“胰島素羊”乳腺細(xì)胞分泌的胰島素具有生物活性，而轉(zhuǎn)基因“胰島素細(xì)菌”產(chǎn)生的胰島素?zé)o生物活性。7．Ⅰ.我國(guó)科研人員克隆了100多個(gè)重要基因，取得了抗蟲(chóng)棉、抗蟲(chóng)玉米、耐除草劑大豆等一批重大轉(zhuǎn)基因成果。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)抗蟲(chóng)棉中轉(zhuǎn)入的Bt毒蛋白基因是從蘇云金(芽孢)桿菌中分離出來(lái)的，該基因編碼的Bt蛋白對(duì)哺乳動(dòng)物________(填“有”或“無(wú)”)毒害作用。(2)每一種Bt毒蛋白的殺蟲(chóng)范圍有限，對(duì)現(xiàn)有的毒蛋白進(jìn)行________，使其具有更廣殺蟲(chóng)范圍，屬于________(生物工程)的范疇。(3)隨著轉(zhuǎn)基因成果的不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的安全性