- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
如图是利用奶牛乳汁生产人的血清白蛋白的图解，据图回答：
（1）图中①一般经______处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的去核卵母细胞为受体，其中去核的目的是______．
（2）进行培养细胞时，通常要在培养液中添加一定量的______，以防止培养过程中的______污染．此外应定期更换培养液，以防止对细胞自身造成毒害作用．
（3）图中②称为______，可以从______获取．在构建基因表达载体时，人的血清白蛋白基因前端必须要有______．将②导入③最常用的方法是______．
（4）⑤能在⑥子宫中存活的生理学基础是______．
（5）人的血清白蛋白的生产，说明该工程可以实现物种之间的______．有人对这种牛奶不敢食用，担心这种转基因食品会产生出______或______．
正确答案
解：（1）动物细胞培养时，需要先用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理动物组织以获得单个细胞．从③到④的过程中一般用未受精的去核卵母细胞为受体，其中去核的目的是保证核遗传物质来自供体细胞．
（2）进行培养细胞时，通常要在培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的细胞代谢产物污染．
（3）图中②为目的基因，获取目的基因的方法包括从基因文库中获取、采用PCR技术体外扩增、化学合成．要利用奶牛乳汁生产人的血清白蛋白，在构建基因表达载体时，人的血清白蛋白基因前端必须要有乳腺蛋白基因的启动子．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（4）移植的胚胎能在受体子宫中存活的生理学基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应．
（5）人的血清白蛋白的生产，说明该工程可以实现物种之间的基因交流．有人对这种牛奶不敢食用，担心这种转基因食品会产生出过敏原或毒性蛋白．
故答案为：
（1）胰蛋白酶或者胶原蛋白酶 保证核遗传物质来自供体细胞
（2）抗生素 细胞代谢产物
（3）目的基因 基因文库 启动子 显微注射法
（4）受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
（5）基因交流（基因转移） 过敏原（过敏蛋白） 毒性蛋白
解析
解：（1）动物细胞培养时，需要先用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理动物组织以获得单个细胞．从③到④的过程中一般用未受精的去核卵母细胞为受体，其中去核的目的是保证核遗传物质来自供体细胞．
（2）进行培养细胞时，通常要在培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的细胞代谢产物污染．
（3）图中②为目的基因，获取目的基因的方法包括从基因文库中获取、采用PCR技术体外扩增、化学合成．要利用奶牛乳汁生产人的血清白蛋白，在构建基因表达载体时，人的血清白蛋白基因前端必须要有乳腺蛋白基因的启动子．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（4）移植的胚胎能在受体子宫中存活的生理学基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应．
（5）人的血清白蛋白的生产，说明该工程可以实现物种之间的基因交流．有人对这种牛奶不敢食用，担心这种转基因食品会产生出过敏原或毒性蛋白．
故答案为：
（1）胰蛋白酶或者胶原蛋白酶 保证核遗传物质来自供体细胞
（2）抗生素 细胞代谢产物
（3）目的基因 基因文库 启动子 显微注射法
（4）受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
（5）基因交流（基因转移） 过敏原（过敏蛋白） 毒性蛋白
如图为生物体内遗传信息的传递与表达过程．据图回答：
（1）比较图一与图二，所需要的条件除模板有所不同之外，______和______也不同．
（2）若图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则图中过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶______个．
（3）图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为______．过程②必需的酶是______，图三中可在人体正常细胞内发生的过程有______．（填序号）
（4）图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，则要用______分别切割运载体和Bt基因，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过______原则而结合．之后还需要用______酶将切口缝合，d过程对应于图三中______过程（填序号）．若d过程结束所得的物质由M个氨基酸构成，含有N条肽链，其中有Z条环状肽链，则该物质完全水解共需水分子个数为______．图中活化的毒性物质应是一种______分子．
正确答案
解：（1）由以上分析可知图一表示遗传信息的转录过程，模板是DNA的一条链，原料是核糖核苷酸，需要解旋酶和RNA聚合酶，场所主要是细胞核；图二表示DNA复制过程，模板是亲代DNA的两条链，原料是脱氧核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶．
（2）图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对即有2a个碱基，鸟嘌呤有b个，胸腺嘧啶为a-b个，那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为（24-1）（a-b）=15（a-b）．
（3）图三表示中心法则的主要内容及其发展；图中②是逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化；RNA复制和逆转录只能发生在少数RNA病毒中，因此图三中能在人体细胞中发生的是①③⑤．
（4）图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，则要用限制酶分别切割运载体和Bt基因，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过碱基互补配对原则而结合．之后还需要用DNA连接酶将切口缝合；d是基因表达过程，包括转录和翻译两个步骤，对应于图三中③⑤过程；根据肽链中肽键数=氨基酸数-肽链数（对于环肽来说，肽键数=氨基酸数）可知：由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子含N条肽链，所以应含有的肽键数目为M-N．又因为有Z条是环状多肽，所以该蛋白质分子实际含有的肽键数目为M-N+Z．蛋白质可以被蛋白酶水解形成多肽分子．
故答案为：
（1）酶 原料
（2）15（a-b）
（3）中心法则 逆转录酶 ①③⑤
（4）限制酶 碱基互补配对 DNA连接 ③⑤M-N+Z 多肽
解析
解：（1）由以上分析可知图一表示遗传信息的转录过程，模板是DNA的一条链，原料是核糖核苷酸，需要解旋酶和RNA聚合酶，场所主要是细胞核；图二表示DNA复制过程，模板是亲代DNA的两条链，原料是脱氧核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶．
（2）图二所示结构进行该过程前共有a个碱基对即有2a个碱基，鸟嘌呤有b个，胸腺嘧啶为a-b个，那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为（24-1）（a-b）=15（a-b）．
（3）图三表示中心法则的主要内容及其发展；图中②是逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化；RNA复制和逆转录只能发生在少数RNA病毒中，因此图三中能在人体细胞中发生的是①③⑤．
（4）图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，则要用限制酶分别切割运载体和Bt基因，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过碱基互补配对原则而结合．之后还需要用DNA连接酶将切口缝合；d是基因表达过程，包括转录和翻译两个步骤，对应于图三中③⑤过程；根据肽链中肽键数=氨基酸数-肽链数（对于环肽来说，肽键数=氨基酸数）可知：由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子含N条肽链，所以应含有的肽键数目为M-N．又因为有Z条是环状多肽，所以该蛋白质分子实际含有的肽键数目为M-N+Z．蛋白质可以被蛋白酶水解形成多肽分子．
故答案为：
（1）酶 原料
（2）15（a-b）
（3）中心法则 逆转录酶 ①③⑤
（4）限制酶 碱基互补配对 DNA连接 ③⑤M-N+Z 多肽
（1）过程②将目的基因与质粒连接后，需要通过______使质粒的切口与目的基因切口黏合．
（2）整合了目的基因的重组质粒即基因的表达载体，在组成上除含有目的基因、启动子、终止子，还应含有______．
（3）将重组质粒导入水稻细胞过程可以采用的方法是______．
（4）将单个细胞培育成植株如图过程④所示，该过程运用了细胞工程中的______技术，该技术的理论依据是______；将单个细胞培育成植株的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行______、______．
（5）为了检测获得的水稻幼苗是否具有抗虫的特性，可采用的方法是______．
正确答案
解：（1）质粒与目的基因连接需要DNA连接酶催化．
（2）基因表达载体（重组质粒）包括目的基因、启动子、终止子和标记基因．
（3）目的基因导入植物细胞有花粉管通道法、农杆菌转化法和基因枪法．
（4）过程④是植物的组织培养，其理论依据是植物细胞的全能性，该过程包括脱分化和再分化．
（5）检测水稻幼苗是否具有抗虫的特性，将虫子释放在水稻幼苗，观察其生长情况．若能正常生长，说明具有抗虫的特性．
故答案为：
（1）DNA连接酶
（2）标记基因
（3）花粉管通道法（或农杆菌转化法，或基因枪法）
（4）植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化 再分化
（5）将虫子释放在水稻幼苗实验田里，观察水稻幼苗生长情况
解析
解：（1）质粒与目的基因连接需要DNA连接酶催化．
（2）基因表达载体（重组质粒）包括目的基因、启动子、终止子和标记基因．
（3）目的基因导入植物细胞有花粉管通道法、农杆菌转化法和基因枪法．
（4）过程④是植物的组织培养，其理论依据是植物细胞的全能性，该过程包括脱分化和再分化．
（5）检测水稻幼苗是否具有抗虫的特性，将虫子释放在水稻幼苗，观察其生长情况．若能正常生长，说明具有抗虫的特性．
故答案为：
（1）DNA连接酶
（2）标记基因
（3）花粉管通道法（或农杆菌转化法，或基因枪法）
（4）植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化 再分化
（5）将虫子释放在水稻幼苗实验田里，观察水稻幼苗生长情况
大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量较高的转基因水稻，改良了稻米的营养品质．图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答：
（1）构建重组Ti质粒常用的工具酶是______酶和______酶，前者能识别特定的脱氧核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的______．
（2）获得铁结合蛋白基因有两条途径：一是以铁结合蛋白基因的mRNA为模板，在______酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在______的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的______序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基因补配对原则，推测其DNA的碱基序列，再通过化学方法合成所需基因．为了获得大量的铁结合蛋白基因，常用______技术进行扩增．
（3）将铁结合蛋白基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过______法，就可以使目的基因进入水稻细胞．
（4）为了检测转基因水稻的培育是否成功，应检测转基因水稻______．
正确答案
解：（1）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，其中限制酶能够识别特定的脱氧核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键．
（2）获得铁结合蛋白基因有两条途径：一是以铁结合蛋白基因的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在氨基酸 的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的DNA聚合酶序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基因补配对原则，推测其DNA的碱基序列，再通过化学方法合成所需基因．获取该基因后常用PCR技术进行扩增．
（3）将外源基因导入植物体内用农杆菌转化法．
（4）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．
故答案为：
（1）限制酶 DNA连接酶 磷酸二酯键
（2）逆转录 DNA聚合酶 氨基酸 PCR
（3）农杆菌转化法
（4）种子中铁含量
解析
解：（1）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，其中限制酶能够识别特定的脱氧核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键．
（2）获得铁结合蛋白基因有两条途径：一是以铁结合蛋白基因的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在氨基酸 的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的DNA聚合酶序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基因补配对原则，推测其DNA的碱基序列，再通过化学方法合成所需基因．获取该基因后常用PCR技术进行扩增．
（3）将外源基因导入植物体内用农杆菌转化法．
（4）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．
故答案为：
（1）限制酶 DNA连接酶 磷酸二酯键
（2）逆转录 DNA聚合酶 氨基酸 PCR
（3）农杆菌转化法
（4）种子中铁含量
科研人员为了探究拟南芥A基因的功能，进行了如下研究．
（1）科研人员将T-DNA中插入了卡那霉素抗性基因的农杆菌在______培养基中震荡培养，获得转化液．用______至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化，T-DNA插入导致A基因发生______，得到突变型拟南芥．
（2）科研人员用突变型拟南芥进行了杂交实验，结果如下表所示．
依据______，判断突变型拟南芥的基因型为Aa，依据______不同，推测A基因丧失影响雄配子的产生．子代卡那霉素敏感型个体的基因型为______．
（3）为探究A基因在联会过程中对交换频率的影响，科研人员将黄色（Y）和绿色（C）荧光蛋白基因整合到突变型和野生型拟南芥的同一条染色体上，得到基因型为aaYyCc和AAYyCc的植株．观察并统计aaYyCc植株产生的不同荧光的花粉数量（假设最多只发生一次交换），与AAYyCc植株进行比较，得到下表所示结果．
据表分析，______荧光的花粉是通过交叉互换产生的，对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是______．对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为______，由此说明A基因功能丧失导致交换频率______．
正确答案
解：（1）将卡那霉素抗性基因插入Ti质粒的T-DNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中．将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液．再用稀释至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化，T-DNA插入导致A基因发生基因突变，得到突变型拟南芥．
（2）突变型拟南芥自交后代卡那霉素抗性：卡那霉素敏感=3：1，说明突变型为杂合子Aa；突变型♀×野生型♂=1：1，突变型（Aa）♂×野生型♀=1：2，说明A基因丧失影响雄配子的产生，那霉素敏感型个体的基因型为 AA．
（3）据表分析，大多数花粉是黄色和绿色荧光、无荧光，而黄色、绿色荧光的花粉较少，是通过交叉互换产生的，对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是950．对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为（731）÷（731+2631）=21.7%和（168）÷（168+991）=14.5%，由此说明A基因功能丧失导致交换频率降低．
故答案为：
（1）液体 稀释 基因突变
（2）突变型拟南芥自交子代卡那霉素抗性：卡那霉素敏感=3：1 突变型与野生型杂交的正反交结果 AA
（3）黄色、绿色 950 21.7%和14.5% 降低
解析
解：（1）将卡那霉素抗性基因插入Ti质粒的T-DNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中．将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液．再用稀释至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化，T-DNA插入导致A基因发生基因突变，得到突变型拟南芥．
（2）突变型拟南芥自交后代卡那霉素抗性：卡那霉素敏感=3：1，说明突变型为杂合子Aa；突变型♀×野生型♂=1：1，突变型（Aa）♂×野生型♀=1：2，说明A基因丧失影响雄配子的产生，那霉素敏感型个体的基因型为 AA．
（3）据表分析，大多数花粉是黄色和绿色荧光、无荧光，而黄色、绿色荧光的花粉较少，是通过交叉互换产生的，对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是950．对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为（731）÷（731+2631）=21.7%和（168）÷（168+991）=14.5%，由此说明A基因功能丧失导致交换频率降低．
故答案为：
（1）液体 稀释 基因突变
（2）突变型拟南芥自交子代卡那霉素抗性：卡那霉素敏感=3：1 突变型与野生型杂交的正反交结果 AA
（3）黄色、绿色 950 21.7%和14.5% 降低
（2015春•曲阜市校级期中）利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素，根据如图回答有关问题．
（1）基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有______、______以及标记基因等．
（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用______．
（3）图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、______、氨基酸、核苷酸等成分，以及血清等物质．
（4）早期胚胎发育到______才进行移植．欲鉴定转基因牛的性别需在早期胚胎时期取滋养层细胞做______．
正确答案
解：（1）构建基因表达载体时，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用化学诱导法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液．
（3）图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分，以及血清等物质．
（4）早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚才能进行移植．欲鉴定转基因牛的性别需在早期胚胎时期取滋养层细胞做做DNA分析．
故答案为：
（1）启动子 终止子
（2）化学诱导法（或化学法）
（3）激素
（4）桑椹胚或囊胚 做DNA分析
解析
解：（1）构建基因表达载体时，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用化学诱导法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液．
（3）图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分，以及血清等物质．
（4）早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚才能进行移植．欲鉴定转基因牛的性别需在早期胚胎时期取滋养层细胞做做DNA分析．
故答案为：
（1）启动子 终止子
（2）化学诱导法（或化学法）
（3）激素
（4）桑椹胚或囊胚 做DNA分析
λ噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态）；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）．在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用．相关操作如图所示，请回答．
（1）组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51kb，则经人工改造的λgtl0载体可插入的外源DNA的最大长度是______kb．人工改造载体时，为获得较大的插入能力，可删除λ噬菌体DNA组成中的______序列以缩短其长度．
（2）λ噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如图λgtl0载体中的imm434基因．该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏 物．构建基因克隆载体需用到的酶是______，外源DNA的插入位置应位于imm434基因______（之中/之外），为什么？______．
（3）举一例生物界中与溶原状态相似的现象．______．
（4）如图目的基因用15N标记，且在一个受体细胞的溶菌状态时释放出32个子代噬菌体中，含14N和15N的噬菌体比例是______．
正确答案
解：（1）由于组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA最大长度是51kb，经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb，那么插入的外源DNA的最大长度是7.6kb．由于λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除的是中臂．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA连接酶来切割和拼接DNA片段．由于采用的标记基因，即imm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态．
（3）溶原是指噬菌体的DNA整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体，与HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中很相似．
（4）如图目的基因用15N标记，且在一个受体细胞的溶菌状态时释放出32个子代噬菌体中，由于DNA的半保留复制，子代噬菌体中含15N的始终有2个，而所有的子代噬菌体中均含14N，因此含14N和15N的噬菌体比例是16：1．
故答案为：
（1）7.6kb 中部
（2）限制酶和DNA连接酶 之中
i mm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态
（3）HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中很相似
（4）16：1
解析
解：（1）由于组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA最大长度是51kb，经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb，那么插入的外源DNA的最大长度是7.6kb．由于λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除的是中臂．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA连接酶来切割和拼接DNA片段．由于采用的标记基因，即imm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态．
（3）溶原是指噬菌体的DNA整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体，与HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中很相似．
（4）如图目的基因用15N标记，且在一个受体细胞的溶菌状态时释放出32个子代噬菌体中，由于DNA的半保留复制，子代噬菌体中含15N的始终有2个，而所有的子代噬菌体中均含14N，因此含14N和15N的噬菌体比例是16：1．
故答案为：
（1）7.6kb 中部
（2）限制酶和DNA连接酶 之中
i mm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态
（3）HIV逆转录后DNA整合到人T细胞的DNA中很相似
（4）16：1
科学家发现在土壤中苏云金芽胞杆菌体内能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因（抗虫基因）转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害．20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种．如图为这一转基因玉米的主要培育过程．
（1）科学家发现的抗虫基因除了Bt毒蛋白基因外，还有______抗虫基因等．
（2）将导入目的基因的玉米细胞培育成转基因抗虫玉米苗的过程中，运用的技术手段是______，依据的原理是______．
（3）其中过程②称为______，过程③的实质______，愈伤组织的细胞中，能发生碱基互补配对的细胞器是______．
（4）为确保③过程的顺利进行应该注意的关键问题是将愈伤组织转移到______
培养，在试管苗形成的过程中，培养基中应该加入蔗糖、氨基酸、水、无机盐和维生素等营养物质，同时还要加入______．
（5）若该玉米的基因型有DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为______，基因型为______．
正确答案
解：（1）科学家发现的抗虫基因除了Bt毒蛋白基因外，还有蛋白酶抑制剂基因（或植物凝集素基因等）抗虫基因等．
（2）将导入目的基因的玉米细胞培育成转基因抗虫玉米苗的过程中，运用的技术手段是植物组织培养，依据的原理是细胞的全能性．
（3）其中过程②称为脱分化，过程③的实质基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变，愈伤组织的细胞中，能发生碱基互补配对的细胞器是核糖体、线粒体
（4）为确保③过程的顺利进行应该注意的关键问题是将愈伤组织转移到分化培养基上培养，在试管苗形成的过程中，培养基中应该加入蔗糖、氨基酸、水、无机盐和维生素等营养物质，同时还要加入植物激素（或生长素和细胞分裂素）．
（5）若该玉米的基因型有DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为单倍体，基因型为DT、Dt、dT、dt．
故答案为：
（1）蛋白酶抑制剂基因（或植物凝集素基因等）（答出其中一个即可给分）
（2）植物组织培养 细胞的全能性
（3）脱分化 基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变 核糖体、线粒体
（4）分化培养基上 植物激素（或生长素和细胞分裂素）
（5）单倍体 DT、Dt、dT、dt
解析
解：（1）科学家发现的抗虫基因除了Bt毒蛋白基因外，还有蛋白酶抑制剂基因（或植物凝集素基因等）抗虫基因等．
（2）将导入目的基因的玉米细胞培育成转基因抗虫玉米苗的过程中，运用的技术手段是植物组织培养，依据的原理是细胞的全能性．
（3）其中过程②称为脱分化，过程③的实质基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变，愈伤组织的细胞中，能发生碱基互补配对的细胞器是核糖体、线粒体
（4）为确保③过程的顺利进行应该注意的关键问题是将愈伤组织转移到分化培养基上培养，在试管苗形成的过程中，培养基中应该加入蔗糖、氨基酸、水、无机盐和维生素等营养物质，同时还要加入植物激素（或生长素和细胞分裂素）．
（5）若该玉米的基因型有DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为单倍体，基因型为DT、Dt、dT、dt．
故答案为：
（1）蛋白酶抑制剂基因（或植物凝集素基因等）（答出其中一个即可给分）
（2）植物组织培养 细胞的全能性
（3）脱分化 基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变 核糖体、线粒体
（4）分化培养基上 植物激素（或生长素和细胞分裂素）
（5）单倍体 DT、Dt、dT、dt
2013年初，我国部分地区陷入严重的雾霾和污染天气中，北京的空气污染指数PM2.5曾接近1000．据统计，北京近十年来肺癌患者增加了60%，引起肺癌的因素有多种，如大气污染、吸烟、免疫力降低等．分析以下材料，回答相关问题：
研究人员利用基因工程技术对肺癌的治疗进行了大量研究，肺部细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌．研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制．
该基因工程技术基本流程如图所示，据图回答．
（1）进行过程①时，需用______酶切割______、______．
（2）进行过程②时，需用______酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于细胞培养．
（3）let-7基因需采用______技术扩增，该过程需要用到______酶．
正确答案
解：（1）过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用同种限制性核酸内切酶对载体和含let-7基因的DNA片段进行切割，以便于目的基因的插入．
（2）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养．
（3）let-7基因需采用PCR技术扩增，该过程需要用到耐高温的DNA聚合酶．
故答案为：
（1）同种限制性核酸内切酶 质粒 含let-7基因的DNA片段
（2）胰蛋白酶
（3）PCR 耐高温的DNA聚合
解析
解：（1）过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用同种限制性核酸内切酶对载体和含let-7基因的DNA片段进行切割，以便于目的基因的插入．
（2）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养．
（3）let-7基因需采用PCR技术扩增，该过程需要用到耐高温的DNA聚合酶．
故答案为：
（1）同种限制性核酸内切酶 质粒 含let-7基因的DNA片段
（2）胰蛋白酶
（3）PCR 耐高温的DNA聚合
利用现代生物技术可对生物进行改造，例如：
①从某细菌中获取抗虫基因，并与质粒运载体拼接成重组DNA，导入棉花的愈伤组织细胞内，经培养、筛选和培育获得抗虫棉品种；
②将人胰岛素基因与质粒运载体拼接冲重组DNA，再导入某种细菌细胞内，大量培养该种细菌，以生产医用的人胰岛素；
③将某种植物花粉，经组织培养形成完整植株，再用秋水仙素处理，使之染色体加倍；
④将大鼠的生长激素基因与运载体拼接成重组DNA，注射入小鼠的受精卵内，体外培养该受精卵使之发育到一定的胚胎阶段后，移植入代孕小鼠体内，产生“超级小鼠”；
⑤将转基因抗冻番茄叶片经组织培养，产生再生植株，达到快速繁殖抗冻番茄的目的．
根据上述材料回答问题
（1）上述例子中，用到基因工程技术的有______（填序号）．目的基因除了人工合成外，还可以通过______方法获取，拼接重组DNA的步骤中，都需要用到限制性核酸内切酶和______酶．
（2）与杂交的方法相比，用例③中方法得到纯合子所需时间______（较短/较长/相同）；用例⑤中所用方法大量繁殖抗冻番茄时，抗冻基因______（更容易/不容易/一样容易）丢失．
（3）上述例子中，需要用到植物组织培养技术的有______（填序号），植物组织培养技术的基本原理是植物活细胞具有______．
正确答案
解：（1）上述例子中，用到基因工程技术的有①②④．目的基因除了人工合成外，还可以通过从生物体细胞中分离方法获取，拼接重组DNA的步骤中，都需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（2）与杂交的方法相比，用例③单倍体育种方法得到纯合子所需时间较短；用例⑤中所用方法大量繁殖抗冻番茄时，抗冻基因不容易丢失．
（3）上述例子中，需要用到植物组织培养技术的有①③⑤，植物组织培养技术的基本原理是植物活细胞具有全能性．
故答案为：
（1）①②④从生物体细胞中分离 DNA连接
（2）较短 不容易
（3）①③⑤全能性
解析
解：（1）上述例子中，用到基因工程技术的有①②④．目的基因除了人工合成外，还可以通过从生物体细胞中分离方法获取，拼接重组DNA的步骤中，都需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（2）与杂交的方法相比，用例③单倍体育种方法得到纯合子所需时间较短；用例⑤中所用方法大量繁殖抗冻番茄时，抗冻基因不容易丢失．
（3）上述例子中，需要用到植物组织培养技术的有①③⑤，植物组织培养技术的基本原理是植物活细胞具有全能性．
故答案为：
（1）①②④从生物体细胞中分离 DNA连接
（2）较短 不容易
（3）①③⑤全能性
扫码查看完整答案与解析