热门试卷

解：（1）由以上分析可知，图中①为细胞核，②为囊胚的内细胞团细胞（胚胎干细胞），③表示将体细胞核移至去核卵细胞，该过程需要采用核移植技术．

（2）④需要采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞，该技术中，将目的基因导入受体细胞前需先构建基因表达载体，其组成包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等．

（3）动物细胞培养时，培养液中除加入各种营养物质外，还必须加入动物血清等天然成分．细胞分化的实质是基因的选择性表达．

（4）图示方法是自体细胞移植，其与一般的异体移植相比最大的优点是没有免疫排斥反应．

故答案为：

（1）细胞核            内细胞团细胞（或胚胎干细胞）         核移植技术

（2）基因表达载体         启动子、终止子、标记基因（和复制原点）

（3）动物血清          基因（在特定的时间和空间条件下）的选择性表达

（4）没有排斥反应

解：（1）Oct-3/4的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的，而在高度分化的细胞已经不再进行分裂，所以此基因不表达，处于关闭状态；c-Myc（原癌基因）、KIf4（抑癌基因）突变导致细胞癌变．由图可知，细胞凋亡应是Fas基因控制下的细胞的程序性死亡（编程性死亡）过程，因此可以通过诱导癌细胞Fas基因表达来治疗癌症．

（2）科学家利用逆转录病毒，将Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS细胞，运用了基因工程和动物细胞培养技术．胚胎干细胞在形态上的特点是体积小、细胞核大、核仁明显．若要利用iPS细胞进一步诱导获得心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，则需要在培养液中加入分化诱导因子，如牛磺酸等，以诱导细胞分化．

故答案：

（1）沉默     c-Myc（原癌基因）和KIf4（抑癌基因）   Fas  

（2）转基因（或基因工程） 动物细胞培养     体积小、细胞核大、核仁明显       分化诱导因子

解：（1）在利用上皮细胞进行细胞培养时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以消化组织细胞间的蛋白质，得到单个细胞．营养物质除了糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质．为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素．为了便于清除代谢产物，防止细胞产物的积累对细胞自身造成危害，应定期更换培养液．

（2）动物体细胞核移植的受体细胞是处于减数第二次分裂中期（MII中期）的卵母细胞，且要去除其细胞核．

（3）重组胚胎培养到囊胚期时，可从其内细胞团中分离出ES细胞．ES细胞具有发育的全能性，人类可以对其进行诱导分化形成造血干细胞．

（4）基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成．

（5）根据图形分析可知该治疗方式属于体外基因治疗．

故答案为：

（1）胰蛋白酶或胶原蛋白酶  血清、血浆    抗生素  培养液

（2）MII中   细胞核

（3）内细胞团  发育的全能性   诱导分化

（4）标记基因   启动子   体外

解：（l）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③人工合成（化学合成）．如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增．

（2）构建重组质粒的过程中，需要将铁结合蛋白基因需插入到重组Ti质粒上启动子和终止子的之间，易于重组Ti质粒导入和成功表达．

（3）水稻细胞经过脱分化后可形成愈伤组织；质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．培养基2中进行的是再分化过程，而培养基3中已经形成试管苗，因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻成熟种子中铁含量．

（4）有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失．

故答案为：

（1）PCR化学

（2）启动子和终止子

（3）含有重组质粒的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例（植物激素比例）    铁的含量

（4）潮霉素基因没有表达（或潮霉素基因丢失等）

解：（1）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③人工合成（化学合成）．如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增．

（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．

（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒或抗潮霉素的愈伤组织．

（4）由于在检测的多数T1代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，所以外源基因的遗传符合基因的分离定律．有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失．

故答案为：

（1）化学合成

（2）限制性核酸内切酶  含目的基因的DNA片段   质粒

（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织

（4）基因分离   潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失

解：（1）由以上分析可知，在此过程中涉及的细胞工程技术有动物体细胞核移植、动物细胞培养，其中动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖．

（2）在基因工程中，获取目的基因时要用限制酶切割外源DNA分子．检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中常用DNA分子杂交技术，即用放射性同位素等标记的目的基因作探针，使探针与受体基因组DNA进行分子杂交，若显示出杂交带，则表明插入成功．

（3）卵细胞体积大、易操作，且卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化，因此，从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞．

（4）因为④的细胞核来自②，而细胞核又是遗传性状的控制中心，因此⑧的遗传性状和②最相似．

（5）在转基因生物的应用中，我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白，因此⑧被称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器．

故答案为：

（1）核移植技术、动物细胞培养

（2）限制酶     用放射性同位素等标记的目的基因      受体基因组DNA     杂交带

（3）卵细胞体积大、易操作      卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化

（4）②因为④的细胞核来自②，而细胞核又是遗传性状的控制中心

（5）乳腺生物反应器或乳房生物反应器

解：（1）基因工程中使用到的酶为限制性核酸内切酶、DNA连接酶，根据碱基互补配对原则补充DNA片段，在根据限制酶的特点画出粘性末端．

（2）标记基因存在的作用便于筛选含目的基因的受体细胞．

（3）凡是影响转录或翻译的因素都可能会影响PEPC基因的表达．影响其表达的原因有：水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸、PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响、整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了．所有生物都共用一套密码子，排除A；参与蛋白质合成的氨基酸大约有20种，缺乏合成PEPC的氨基酸可能性有但比较小，排除B；PEPC基因在水稻细胞中以前没有，所以水稻细胞中存在破坏它的酶可能有，但可能性也不大，排除D；可能性最大的就是受到水稻基因组中相邻基因的影响，故选C．

（4）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是在水稻细胞中合成磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶．

（5）由细胞得到完整植株，要利用细胞的全能性，所以应该用组织培养的方法．

故答案为：

（1）限制酶、DNA连接酶

（2）标记基因

（3）C

（4）在水稻细胞中合成PEPC

（5）组织培养

解：（1）图中1过程是逆转录过程，需要逆转录酶的催化；与过程2相比，该过程特有的碱基配对方式是U-A．

（2）过程3利用限制酶XhoⅠ切割DNA获得目的基因的过程，限制酶使得DNA的磷酸二酯键断开，形成的黏性末端是-AGCT（或）．图中显示利用了两种限制酶切割目的基因和载体，从而获得了不同的黏性末端，可以使目的基因定向连接到载体上．

（3）过程6重组质粒导入受体细胞的过程，要用Ca2+（或CaCl2）预先处理大肠杆菌，使其处于容易吸收外界DNA的感受态．

（4）利用SNAP基因与ETA基因结合构成融合基因，可以检测ETA基因能否表达及表达量．

（5）ETA能与内皮素结合，减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合，抑制了内皮素对黑色素细胞的增值和黑色素的形成，从而达到美容的目的．

故答案为：

（1）逆转录酶   U-A

（2）磷酸二酯-AGCT（或） 可以使目的基因定向连接到载体上

（3）Ca2+（或CaCl2）

（4）检测ETA基因能否表达及表达量

（5）黑色素细胞膜上内皮素受体

解：（1）从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因，一般可用逆转录的方法进行人工合成，此基因在基因工程中称为目的基因．

（2）在基因工程中，需要利用DNA连接酶将目的基因与细菌的质粒进行连接，其作用部位是磷酸二酯键，然后将目的基因移植到酵母菌体内，酵母菌在基因工程中叫受体细胞．

（3）科学家在培养转基因植物时，常用原核生物中的质粒做运载体．质粒是基因工程最常用的运载体，它具备运载体条件：①能够子啊宿主细胞中自我复制；②至少一个酶切位点，于外源基因连接；③具有某些标记基因，便于目的基因的鉴定与筛选；④对受体细胞无害．

（4）细菌质粒能与干扰素基因能够拼接其原因是他们具有共同的物质基础和结构基础，以及只有相同个的黏性末端．人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了不同生物共用一套密码子．

故答案为：

（1）人工合成   目的基因

（2）DNA连接酶   受体细胞

（3）能够子啊宿主细胞中自我复制；至少一个酶切位点，于外源基因连接；具有某些标记基因，便于目的基因的鉴定与筛选；对受体细胞无害

（4）他们具有共同的物质基础和结构基础，以及只有相同个的黏性末端；不同生物共用一套密码子

解：（l）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）．为了培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，所以铁结合蛋白基因称为目的基因，获取该基因后常用PCR技术进行扩增．

（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使农杆菌属于感受态，便于重组Ti质粒导入．

（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量．

（4）有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失．

故答案为：

（1）化学合成（从基因文库中获取目的基因）        PCR

（2）（同种）限制性核酸内切酶  含目的基因的DNA片段和质粒      CaCl2

（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织        （成熟）种子中铁含量

（4）潮霉素抗性基因没有表达（或潮霉素抗性基因丢失）

解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤；PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应，因此这一技术的原理是DNA双链的复制．

（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，该过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，再再分化形成完整的植株的过程．

（3）克隆动物实际上是用核移植方法得到的动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．

（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，它遵循的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理．

（5）A、基因工程产生的自然界原有的蛋白质，而蛋白质工程能制造出新的蛋白质，A错误；

B、动物细胞培养时通常需发添加血清或血浆，B正确；

C、动物胚胎移植时，通常要在体外培养到桑椹胚或囊胚，C错误；

D、DNA连接酶和DNA聚合酶不是同一种酶，D错误．

故答案为：

（1）基因表达载体的构建      DNA双链的复制

（2）全能性      无菌     脱分化

（3）核移植      卵母

（4）循环       物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理

（5）B

解：（1）蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．由此可见，图甲中①〜⑤所示的生物工程为蛋白质工程．蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．

（2）④是以细胞质中的mRNA为模板逆转录形成DNA（目的基因）的过程，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是A与T配对．

（3）基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子．图中3是标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．

（4）制备乳腺生物反应器过程中，在构建基因表达载体时，需在目的基因前加上乳腺蛋白基因的启动子；因为只有雌性个体能分泌乳汁，所以在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选、保留含性染色体X的精子．

（5）为获得较多的受精卵进行研究，图甲中⑥过程一般用促性腺激素对供体做超数排卵处理；为提高培育成功率，进行胚胎移植过程之前，要对供、受体动物做同期发情处理．

（6）若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到减数第二次分裂中期方能受精．

（7）获得同卵双胎或多胎，需要用胚胎分割技术处理发育到桑椹胚期或囊胚期的早期胚胎，对囊胚进行处理时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育．

故答案为：

（1）蛋白质工程 基因 蛋白质

（2）逆转录 A-T

（3）终止子 标记基因

（4）乳腺蛋白基因的启动子 X

（5）促性腺 超数排卵 供、受体 同期发情

（6）减数第二次分裂中（或MⅡ中）

（7）胚胎分割　桑椹胚　内细胞团

解：（1）可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计引物，用PCR技术进行体外大量扩增获得目的基因．构建该基因表达载体时，需要限制酶内切酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶链接，形成表达载体．启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质．终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端．

（2）受体细胞是动物细胞，常用显微注射法将目的基因导入受体细胞中．由于受精卵细胞大易操作、营养物质含量高、细胞全能性高，因此常被作为受体细胞选用．

（3）在做胚胎性别鉴定时，需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，进行性别鉴定．此期的胚胎也适于胚胎分割移植，胚胎分割技术具有充分发挥雌性动物的生殖潜力（快速大量繁殖）的优点．

（4）分泌蛋白在内质网上的核糖体上合成，进入内质网进行加工、分类、包装，形成囊泡进入高尔基体，由高尔基体进行进一步加工，形成囊泡，运向细胞膜，由细胞膜分泌到细胞外．由于基因的选择性表达，所以人凝血因子IV只在乳腺细胞合成．

故答案为：

（1）PCR   限制性内切酶和DNA连接酶    启动子和终止子

（2）显微注射法   细胞全能性高

（3）滋养层细胞   充分发挥雌性动物的生殖潜力（快速大量繁殖）

（4）内质网、高尔基体    基因的选择性表达

解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因．由于该方法是mRNA反转录形成的，没有非编码序列，所以形成的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．

（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上．基因表达载体包括启动子（CaMV35S启动子③和果实专一性启动子2A12④）、目的基因⑩、标记基因⑤和终止子⑥、复制原点⑧．

（3）在农杆菌转化法中，用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，从而将目的基因进入番茄植株细胞．

（4）由于胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，所以口服转基因番茄不能起到治疗的作用．

故答案为：

（1）人工合成 不同

（2）农杆菌的Ti质粒       ③④⑤⑥⑧⑩

（3）酚类化合物

（4）不能  胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用