现代生物科技专题

1．[2018·全国卷Ⅰ][生物——选修3：现代生物科技专题] 回答下列问题：

(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了__________________(答出两点即可)。

(2)体外重组的质粒可通过Ca参与的________方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是________。

(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。

答案：(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达 (2)转化 外壳蛋白(或答噬菌体蛋白) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶

解析：(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是基因工程。该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等。(2)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA和外壳蛋白(或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。

2．[2018·全国卷Ⅱ][生物——选修3：现代生物科技专题]

某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1－GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

2＋

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回答下列问题：

(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是_____________________。

使用这两种酶进行酶切是为了保证________，也是为了保证________。 (2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。 (3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的________移入牛的________中、体外培养、胚胎移植等。 (4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的________(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。 答案：(1)E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细胞 (4)核DNA 解析：(1)由题意可知，L1基因和GFP基因合成了L1-GFP融合基因(简称为甲)，题图中显示了四个酶切位点，当将L1-GFP融合基因插入质粒P0时，可用E1和F4限制酶进行酶切，用这两种酶进行酶切不会破坏甲的完整性，同时能保证甲按照正确的方向与载体连接。(2)若在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1-GFP融合基因得到表达，即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。(3)为了获得含有甲的牛，可将含有目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中，然后进行体外培养、胚胎移植等。(4)利用PCR技术扩增目的基因，可以检测目的基因是否存在。PCR扩增的模板是DNA。 3．[2019·四川成都经开区实验中学月考]下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，请结合图解回答相关问题： ①②③四倍体兰花叶片――→愈伤组织――→胚状体――→植株 (1)选取四倍体兰花叶片时，要选择________的叶片；剪下叶片后需要经过一系列的消毒过程，一般先用流水冲洗20 min左右，在无菌操作台上用体积分数为________的酒精消毒30 s，取出后在无菌水中清洗，再用________溶液处理30 min，立即用无菌水冲洗2～3次。 (2)离体组织培养常用MS培养基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有机物(如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及________等)，在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素，其中，________和________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。 (3)①过程称为________；从①、②的结果看，它们的实质都是________________________________________________。 答案：(1)生长旺盛(或幼嫩) 70% 次氯酸钠 (2)蔗糖 生长素 细胞分裂素 (3)脱分化 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 解析：(1)生长旺盛的(幼嫩)叶片其细胞分裂能力强，全能性较高，有利于组织培养，叶片消毒时，一般先用流水冲洗20 min左右，在无菌操作台上用体积分数为70%的酒精消

毒30 s，取出后用无菌水清洗，再用次氯酸钠溶液处理30 min，最后用无菌水冲洗2～3次。(2)离体组织培养常用MS培养基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有机物(如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖等)；在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素，其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。(3)①过程称为脱分化，②是再分化，①、②的实质都是基因的选择性表达。

4．[2019·宁夏银川一中月考]甲图为牛胚胎移植示意图，乙图为胚胎发育某时间示意图。请据图回答：

(1)甲图牛胚胎移植过程中，②用________(填激素名称)处理使供体母牛超数排卵。冲卵的实质是获得________。

(2)冲卵后，对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到________或________阶段。收集的胚胎可直接向受体移植，方法有________、________；或放入________中保存。

(3)胚胎移植时，早期胚胎容易从供体中收集的生理基础是___________________________________________________。

(4)乙图中1是________，4是________；将来发育成胎儿各种组织的是________。 答案：(1)促性腺激素 早期胚胎 (2)桑椹胚 囊胚 手术法 非手术法 (－196 ℃)液氮 (3)早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立联系，处于游离状态 (4)滋养层 囊胚腔 内细胞团

解析：(1)给供体母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵；冲卵的实质是获得早期胚胎。(2)冲卵后，对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。收集的胚胎可通过手术法和非手术法直接向受体移植，或放入－196 ℃的液氮中保存。(3)早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，所以可以从母体内通过冲卵获得早期胚胎供胚胎移植所用。(4)乙图的1为滋养层，4为囊胚腔；滋养层将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。

5．[2019·东北三省四市教研联合体模拟]2018年1月25日，《细胞》杂志报道了我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，作为研究癌症等人类疾病的动物模型。如图为体细胞核移植技术培育食蟹猴的操作过程，请回答：