15.现代生物科技专题 1.(2021湖南娄底模拟)下图为培育铁含量较高的转基因水稻过程示意图,其中①~⑥为过程,EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ为限制酶,回答下列问题。(1)获取铁合蛋白基因常用的方法有 (答出2种)和PCR技术。利用PCR技术扩增目的基因时,需要在反应体系中加入铁合蛋白基因、dNTP以及 (答出2点)等。 (2)基因表达载体包括铁合蛋白基因、潮霉素抗性基因、复制原点以及 (答出2点),其中潮霉素抗性基因的作用是 。构建基因表达载体时,先需要选用 限制酶分别处理Ti质粒和铁合蛋白基因。 (3)该研究过程中,采用农杆菌转化法将铁合蛋白基因导入水稻细胞,其利用的农杆菌的特点是 。 (4)图中④⑤⑥过程,属于 技术,该技术依据的基本原理(理论基础)是 。 2.(2021湖南长沙月考)水竹是单子叶禾本科植物,易管理和培植,干净而雅致。若配上假山奇石,制作小盆景,极具自然之美感。下图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。回答下列问题。(1)通过植物组织培养获得水竹幼苗的原理是 ;尽量选择分裂旺盛、带有分生区的部位作为外植体,原因是 。 (2)过程①为脱分化,脱分化是指 。 过程②的实质是 。 (3)一般在9~10月水竹的种子成熟,但其收获易受气候的影响,其优良杂种的后代也会因发生 而丧失其优良特性,利用植物组织培养技术制造的人工种子可克服这些缺陷。人工种子是以植物组织培养得到的 (至少答两点)为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。 (4)在水竹植物组织培养过程中,经过筛选还可能获得大量有用的突变体,突变体产生的原因是在培养过程中,培养细胞 。 (5)研究表明,水竹还可以净化水质,吸收污水中的氮、磷等化学元素,采收的水竹加工后可用作饲料,因此水竹是城市环境生态工程建设中浮床生态工艺的常用植物,这体现了生态工程的
原理。 3.(2021湖南怀化模拟)在畜牧生产中通过性别控制技术,可以充分发挥原本受性别限制的生产性状(如泌乳、生长速度、肉质等),从而获得最大经济效益。如下图所示,依据X染色体的DNA含量比Y染色体多,用流式细胞仪将牛的两种精子分离开来,再通过试管动物技术获得所需性别的试管牛。回答下列问题。(1)将分离出的精子用钙离子载体A23187溶液进行 处理后,才能与培养成熟的卵细胞融合形成受精卵。受精过程中防止多精入卵的生理反应有 和卵细胞膜反应。 (2)若培育生产血清白蛋白的乳腺生物反应器,需将血清白蛋白基因与 的启动子等调控组件重组在一起,通过显微注射等方法导入受精卵 (填“甲”或“乙”)中,然后将该受精卵继续培养到 或囊胚阶段移入受体,使其生长发育成转基因试管牛。 (3)在胚胎移植前,需要用激素对“代孕母体”作 处理。由于受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 ,从而保证胚胎能在受体内存活。 (4)用Y染色体上决定性别的SRY基因探针对滋养层细胞的DNA进行检测,可达到鉴定胚胎性别的目的,这种检测方法采用的是 技术。 参考答案15.现代生物科技专题1.答案(1)从基因文库中获取、化学法人工合成 引物、Taq酶 (2)启动子、终止子 鉴别受体细胞中是否含有目的基因 BamHⅠ和HindⅢ (3)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上 (4)植物组织培养 植物细胞的全能性解析(1)据图分析,目的基因为铁合蛋白基因,获取铁合蛋白基因常用的方法有从基因文库中获取、化学法人工合成和PCR技术。利用PCR技术进行目的基因扩增所需的物质:目的基因(铁合蛋白基因)、引物、Taq酶(热稳定DNA聚合酶)、原料(dNTP)和PCR反应缓冲液。(2)基因表达载体包括铁合蛋白基因、潮霉素抗性基因、复制原点以及启动子、终止子等,其中潮霉素抗性基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因。构建基因表达载体时,不能选用EcoRⅠ切割目的基因,会破坏目的基因,需要选用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶分别处理Ti质粒和铁合蛋白基因,以获得相同的末端,形成重组DNA。(3)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,故该研究过程中,可采用农杆菌转化法将铁合蛋白基因导入水稻细胞。(4)图中④脱分化、⑤再分化、⑥幼苗培养过程,属于植物组织培养技术,该技术依据的基本原理是植物细胞的全能性。2.答案(1)植物细胞的全能性 这样的外植体容易诱导形成愈伤组织 (2)已经分
化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 基因的选择性表达 (3)性状分离 胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等 (4)一直处于分裂状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变 (5)物质循环再生原理、协调与平衡解析(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。在外植体的选择上,一般选择分裂旺盛、带有分生区部位,原因是这样的外植体分化程度较低,容易诱导形成愈伤组织。(2)脱分化是指已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。过程②为再分化,其实质是基因的选择性表达。(3)杂种后代自交易发生性状分离,而丧失其优良特性,利用植物组织培养技术可克服这些缺陷。人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。(4)植物组织培养过程中,可能获得大量的突变体,突变体产生的原因是在培养过程中,培养细胞一直处于分裂状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。(5)水竹可以净化水质,吸收污水中的氮、磷等化学元素,还可以用作饲料,因此水竹是城市环境生态工程建设中浮床生态工艺的常用植物,这体现了生态工程的物质循环再生原理、协调与平衡原理。3.答案(1)获能 透明带反应 (2)乳腺蛋白基因 甲 桑椹胚 (3)同期发情 免疫排斥反应 (4)DNA分子杂交解析(1)由于精子获能后才具有受精能力,所以常将分离出的精子用钙离子载体A23187溶液进行获能处理后,才能与培养成熟的卵细胞融合形成受精卵。精子穿越透明带接触卵细胞膜,发生透明带反应,精子入卵后,发生卵细胞膜反应,两种反应均阻止多精入卵。(2)基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子等,题干中的目的基因是血清白蛋白基因,需与受体中乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组才能进行转录。由于需要培育乳腺生物反应器,即能产奶的母牛,因此选择受精卵甲作为受体细胞,用于移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。(3)给受体注射激素使其与供体同期发情,以使受体处于相同的生理状况,有利于接受移植的胚胎。受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,能保证胚胎在受体内存活。(4)SRY基因是Y染色体上的性别决定基因,将细胞内DNA提取出来,用SRY基因探针进行检测,可以确定是否为雄性,该方法采用了DNA分子杂交技术。
