2020届高考生物二轮教师用书：第15讲　基因工程和细胞工程

第15讲　基因工程和细胞工程

★ [最新考纲]

1．基因工程的诞生(Ⅰ)；2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)；3.基因工程的应用(Ⅱ)；4.蛋白质工程(Ⅰ)；5.植物的组织培养(Ⅱ)；6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)；7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)；8.DNA的粗提取与鉴定。

精读教材——记一记

1．与目的基因相关的两类“检测”

(1)标记基因：检测受体细胞中是否含“重组DNA”或运载体。——在依据标记基因(如四环素抗性基因)制备的特定选择培养基(如加入了四环素的培养基)中能够生存下来的受体细胞才可能含重组DNA(目的基因＋运载体)或运载体。

(2)DNA分子杂交技术(基因探针)检测转基因生物中是否含目的基因、在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，制作探针，以此与已提取到的转基因生物基因组DNA杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入到受体细胞基因组中。(P14正文)

2．基因工程的常考点

(1)目的基因插入位置：启动子与终止子之间。

(2)将目的基因导入受体细胞不发生碱基互补配对。

(3)常用的受体细胞

①植物：受精卵、体细胞。

②动物：受精卵。

③微生物：大肠杆菌、酵母菌等。

(4)原核生物作为受体细胞的优点：多为单细胞、繁殖快、遗传物质相对较少。

3．动物细胞培养关键点

(1)培养基的特有成分：动物血清。

(2)培养过程：原代培养、传代培养。

(3)两次使用胰蛋白酶：第一次用于制备细胞悬液，开始原代培养，第二次用于处理瓶(壁)上的细胞。

4．关注植物细胞工程的几个问题

(1)植物细胞A和植物细胞B杂交获得的杂种细胞有三种类型：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。

(2)杂种细胞形成的标志：新的细胞壁的生成。

(3)杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异类型属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。

(4)植物组织培养时植物激素和光照的使用

①植物激素的使用：脱分化阶段先使用生长素，后使用细胞分裂素，以促进细胞的分裂；再分化阶段生长素比例较高，以促进根的形成。

②光照的使用：脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。

(5)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。

5．关注制备单克隆抗体的两个常考点

(1)三种细胞的特点

①B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。

②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。

③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。

(2)两次筛选目的不同

①第1次：获得能分泌抗体的杂种细胞。

②第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。

自我诊断——判一判

(1)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测。(×)

(2)转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测。(×)

(3)一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列。(√)

(4)用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸。(×)

(5)每个重组质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点。(√)

(6)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上，属于基因工程。(×)

(7)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接。(×)

(8)应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达。(×)

(9)动物的生长激素基因转入植物后不能表达。(×)

(10)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养。(√)

(11)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理。(√)

(12)产生抗人白细胞介素—8抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过分子检测。(√)

(13)21三体综合征的诊断必须通过分子检测。(×)

(14)乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养。(×)

(15)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(×)

(16)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性。(×)

(17)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行。(×)

答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√　(11)√　(12)√　(13)×　(14)×　(15)×　(16)×　(17)×

高频命题点1　基因工程

真题领航——目标方向导入高考

1．(2019·全国Ⅰ卷，38)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。

(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。

(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。

(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________________________。

解析：本题借助基因工程的相关知识，考查考生对生物学问题进行解释的能力；通过PCR与体内DNA复制的比较，体现了科学思维中分析与推断要素。(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库；(2)体内DNA复制时，需用解旋酶打开氢键使双链DNA解旋，而PCR扩增目的基因时，是借助高温加热至90～95 ℃使DNA变性解旋；(3)PCR反应体系中进行互补链的合成时，温度需控制在70～75 ℃，则应使用耐高温的DNA聚合酶，即Taq酶，而不能使用大肠杆菌DNA聚合酶(高温下会失活)。

答案：(1)基因组文库　cDNA文库

(2)解旋酶　加热至90～95℃　氢键

(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活

2．(2018·全国Ⅰ卷，38)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Ca2＋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。

解析：(1)非洲爪蟾是真核生物，大肠杆菌是原核生物，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后能进行表达，说明该基因工程操作实验能够成功，实验成功的前提是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；不同物种间可以进行基因交流；(2)当受体细胞是大肠杆菌等微生物时，可以用Ca2＋处理后转化的方法进行导入；噬菌体是由噬菌体DNA和外壳蛋白组成专一性侵染细菌的病毒，不能将心肌细胞或者叶肉细胞作为宿主细胞；(3)真核生物目的基因表达时，蛋白质会被降解，所以应选择缺少蛋白酶基因的大肠杆菌作为受体细胞，因为大肠杆菌没有缺少蛋白酶，属于蛋白酶缺陷型细胞，在纯化蛋白质时也要添加蛋白酶抑制剂来避免蛋白质被降解。

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(或噬菌体蛋白)　细菌

(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶

3．(2018·全国Ⅱ卷，38)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。

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。

解析：(1)为了保证L1基因和GFP基因的完整性，应用酶E1和E4切割甲和质粒P0。(2)细胞中观察到了绿色荧光，说明L1基因完成了表达过程。(3)动物细胞核移植，应将目标细胞核移植到去核的卵母细胞中。(4)L1基因存在于核DNA上，鉴定时应取不同组织细胞中的核DNA。

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

知识拓展——培养学生文字表达能力

1．(1)基因工程诞生的理论前提是什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：①DNA是遗传物质的证明；

②DNA双螺旋结构和中心法则的确立；

③遗传密码的破译。

(2)哪些技术发明使基因工程的实现成为可能？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：①转移载体的发现　②工具酶的发现　③DNA合成和测序技术的应用　④DNA体外重组的实现　⑤重组DNA表达实验的成功　⑥PCR技术的发明　⑦第一例转基因物体的问世。

2．(1)为了防止目的基因自身环化，一般应如何操作？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：用两种不同的限制酶去切割含目的基因的DNA。

(2)为了防止目的基因在质粒上反接，应怎样操作？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：对质粒和目的基因用两种限制酶切割。

3．(1)将真核生物的基因直接导入原核细胞，基因能表达  吗？如何才能表达？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：不能表达，只有将cDNA导入原核细胞才可能表达。

(2)病毒对受体有特别要求吗？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：有。病毒为专一性侵染宿主的生物。(即病毒必须有对应的宿主细胞)

核心整合——掌握必备生物知识

1．基因工程常考的3种基本工具(填空)

(1)限制性核酸内切酶：识别特定①核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。

(2)DNA连接酶：a.E·coliDNA连接酶只能连接②黏性末端；b.T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。

(3)载体：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；

b．有一个至多个限制酶切割位点，便于外源DNA片段(基因)插入其中；

c．具有特殊的标记基因——以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。

2．理清基因工程的操作流程(填空)

(1)获取目的基因的三种方法

a．从③基因文库中获取；

c．化学法人工合成：通过DNA合成仪利用化学方法直接合成。

(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建

a．基因表达载体的组成

b.构建过程

(3)将目的基因导入受体细胞的“三种类型”

a．导入植物细胞——农杆菌转化法、花粉管通道法、⑩基因枪法(本法针对单子叶植物)

b．导入动物细胞——⑪显微注射法

c．导入微生物(细菌)——转化法

(4)目的基因的检测与鉴定的方法

a．检测目的基因是否导入受体细胞：DNA分子杂交技术。

b．检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。

c．检测目的基因是否翻译成蛋白质：⑫抗原—抗体杂交技术

d．个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。

3．理清蛋白质工程(填空)

4．DNA粗提取与鉴定的“五个步骤”

考向立意——突显科学思维和科学探究能力

[考向一]　以基因工程的操作工具或操作程序为载体，考查学生对基因工程的理解能力

1．图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是____________________________________________________。

(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_____________________________________________。

解析：(1)分析图(a)可知，限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割DNA后形成的黏性末端相同，故经这两种酶切割得到的产物可以用DNA连接酶进行连接。(2)构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被转录。(3)常见的DNA连接酶有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。

答案：(1)Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端　(2)甲和丙　甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案均可)　(3)E·coli DNA连接酶　T4DNA连接酶　T4DNA连接酶(其他合理答案均可)

2．真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中，基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：

(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用________作为载体。其原因是______________________________________________________________。

(3)若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有________________________________________(答出两点即可)等优点。

(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是________________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。

(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质作出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：本题主要考查基因工程的相关知识。(1)从人的基因组文库中获得的基因A中含有内含子，而大肠杆菌属于原核生物，故大肠杆菌不能切除基因A初始转录产物中与内含子对应的RNA序列，故基因A在大肠杆菌中无法表达出蛋白A。(2)由于病毒对宿主细胞的感染具有特异性，噬菌体只能寄生在细菌细胞中，不能感染家蚕细胞，故应选用可感染家蚕的昆虫病毒作为载体。(3)与真核生物相比，大肠杆菌等原核生物具有繁殖快、容易培养、遗传物质相对较少等优点。(4)检测基因A是否翻译出蛋白A，一般用抗原—抗体杂交的方法，即用蛋白A的抗体与从细胞中提取的蛋白质进行杂交，观察是否出现杂交带。(5)肺炎双球菌转化实验的实质是S型菌的DNA进入R型菌体内，并可在R型菌体内完成表达，这证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，为基因工程奠定了基础。

答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A　(2)噬菌体　噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕　(3)繁殖快、容易培养　(4)蛋白A的抗体　(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

[考向二]　以基因工程的应用和蛋白质工程为载体，考查学生对基因工程与蛋白质工程的理解能力和解决实际问题的能力

3．(2019·广东深圳实验等六校第一次联考，38)MAP30蛋白是一种能使Ⅰ型核酸核糖体失活的蛋白质，存在于苦瓜果实和种子中。MAP30蛋白具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年来引起人们的广泛关注。

(1)人们已经清楚MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用________方法获得MAP30蛋白的基因。再利用PCR技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含：________、________、________、________、扩增缓冲液(含Mg2＋)和水等。

(2)科学家将MAP30蛋白的基因与某种病毒的DNA构建基因表达载体，导入南瓜细胞中，在这个过程中，需要使用到的酶是________。为了避免出现“目的基因自我环化”“目的基因在运载体上反向连接”的问题，请提出一种解决该问题的思路：________________________________________________________________________

　________________________________________________________________________。

(3)可用________技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，用__________________技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。

(4)弧菌是克氏原鳌虾养殖中重要的致病菌，大规模暴发会给水产养殖带来巨大的经济损失。科研人员为了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果，用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，绘制弧菌生长曲线如图：

由图可以得出的结论是_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)已知MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用化学合成方法获得MAP30蛋白的基因。利用PCR技术扩增该基因。PCR反应体系的主要成分应该包含4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、扩增缓冲液(含Mg2＋)和水等。(2)构建基因表达载体需要使用到的酶是限制酶和DNA连接酶；为了避免出现“目的基因自我环化”“目的基因在运载体上反向连接”的问题，可分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体。(3)可用植物组织培养技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，可通过抗原—抗体杂交技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。(4)用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，根据图中曲线显示，随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500 g/mL时，弧菌生长完全被抑制。

答案：(1)化学合成　4种脱氧(核糖)核苷酸　模板DNA　引物(对)　热稳定DNA聚合酶(Taq酶)　(2)限制酶和DNA连接酶　分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体　(3)植物组织培养　抗原—抗体杂交　(4)随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500 g/mL时，弧菌生长完全被抑制

4．已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________________进行改造。

(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：__________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________和________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。

解析：(1)蛋白质的功能与结构相关，若要改变蛋白质的功能，需要对其结构进行改造。(2)确定目的基因的碱基序列后，可通过对现有基因进行改造或者重新合成来获得目的基因。中心法则的内容包括遗传信息的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质的结构和推测氨基酸序列，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列。获得蛋白质之后要对蛋白质的生物功能进行鉴定。

答案：(1)氨基酸序列(或结构)　(2)P　P1　DNA和RNA(或遗传物质)　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)　(3)设计蛋白质的结构　推测氨基酸序列　功能

[考向三]　以DNA的粗提取与分离为载体，考查学生的科学探究能力

5．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：

材料处理：

称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ℃，另一组置于－20 ℃条件下保存24 h。

DNA粗提取：

第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。

第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。

第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。

DNA检测：

在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：

注：“＋”越多表示蓝色越深。

分析上述实验过程，回答下列问题：

(1)该探究性实验的课题名称是_________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)第二步中缓缓地搅拌，这是为了减少________________。

(3)根据实验结果，得出结论并分析。

①结论1：与20 ℃相比，相同实验材料在－20 ℃条件下保存，DNA的提取量较多。

结论2：____________________________________________________________________。

②针对结论1，请给出合理的解释：______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。

答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响　(2)DNA断裂　(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多　②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢　(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液

高频命题点2　细胞工程

真题领航——目标方向导入高考

1．(2019·全国Ⅲ卷，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。

回答下列问题。

(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________。

(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是__________________。

(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。

(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是__________________。

(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的________，这种繁殖方式属于________繁殖。

解析：本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识，考查考生理论联系实际，综合运用所学知识解决生物学问题的能力；试题通过对组织培养流程的分析考查了科学思维素养。(1)植物细胞具有全能性，利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低，全能性较高，更容易诱导形成愈伤组织，进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例，因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程，最终可形成试管苗。(4)叶绿素的形成需要光，试管苗的发育也需要光，因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株，属于无性繁殖的一种，可以保持原品种的遗传特性。

答案：(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)

(2)形成层容易诱导形成愈伤组织

(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　分化(或答：再分化)

(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用

(5)遗传特性　无性

2．(2019·全国Ⅱ卷，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。

(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有____________________________(答出2点即可)。

(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是__________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。

(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。

(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_________________________________________________

________________________________________________________________________(用流程图表示)。

解析：本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识，考查综合运用能力。试题通过对比获得植物新个体的不同途径，体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工种皮具备透气性，可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求；人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质，保证胚状体的正常生长。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，可以切取茎尖进行组织培养，获得脱毒苗。(4)获得转基因植株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织，对愈伤组织继续培养，诱导分化形成小植株。

答案：(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快

(2)有利于胚状体进行呼吸作用　矿质元素　糖　(3)茎尖　(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株

知识拓展——培养学生文字表达能力

1．哺乳类动物核移植分为哪些类型？何种类型较为成功，为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，所以胚胎细胞核移植更易成功。

2．(1)用什么方法可去除次级卵母细胞中的极体和细胞核？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：显微操作去核方法或梯度离心，紫外光短时间照射，化学物质处理等。

(2)克隆动物的遗传物质仅有供体动物提供吗？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：不是，去核的卵母细胞细胞质中也有DNA。

核心整合——掌握必备生物知识

1．植物细胞工程必记关键点(填空)

(1)植物组织培养

a．植物组织培养的两个关键

b．植物激素的使用

②细胞分裂素比例较高时，促进芽分化，抑制根形成；生长素比例较高时，促进根分化，抑制芽形成。

c．光照的使用

③脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需给予光照，以利于叶绿素的合成。

(2)植物体细胞杂交

a．酶解法——用④纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。

b．诱导剂——⑤聚乙二醇，

c．杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。

d．培养杂种植株的技术——植物组织培养。

2．动物细胞培养的特殊条件(填空)

a．营养条件：加入动物血清、血浆等；通入氧气以满足代谢的需要；通入二氧化碳以⑥维持培养液的pH。

b．胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生⑦接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。

c．避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的⑧抗生素，定期更换培养液。

3．理清克隆动物的培育流程(填空)

(1)流程图

(2)用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因是营养丰富、体积大、易操作，含有刺激细胞核恢复分裂能力的物质。

4．明确单克隆抗体的一过程两特点(填空)

(1)制备过程

(2)单克隆抗体的特点：特异性强、⑫灵敏度高。

(3)2次筛选的目的：第1次筛选获得杂交瘤细胞，第2次筛选获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。

考向立意——突显科学思维和科学探究能力的考查

[考向一]　以植物细胞工程及应用为载体，考查学生的理解能力和解决问题的能力

1．利用现代生物技术，科研人员对马铃薯的培育进行了研究，请回答相关问题：

(1)培育马铃薯脱毒苗所依据的原理是________________，该培育过程涉及________和________两个阶段。

(2)研究马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。据图可知：茎尖越小，脱毒率________，成苗率________，培养脱毒苗茎尖的适宜大小为__________________。

(3)若想培育出“番茄—马铃薯”植株，运用传统有性杂交能否得到可育的杂种植株？为什么？________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

(4)若马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________条染色体。

解析：(1)培育马铃薯脱毒苗是对植物组织培养技术的应用，所依据的原理是植物细胞的全能性；该培育过程涉及脱分化和再分化两个阶段。(2)据图可知：茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低；培养脱毒苗茎尖的适宜大小为0.27 mm。(3)由于番茄和马铃薯属于两个不同物种，而不同种的植物存在生殖隔离，所以若想培育出“番茄—马铃薯”植株，运用传统有性杂交不能得到可育的杂种植株。(4)若马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞中含有(m＋n)条染色体，在有丝分裂后期含2(m＋n)条染色体。

答案：(1)植物细胞的全能性　脱分化　再分化　(2)越高　越低　0.27 mm　(3)否(或不能)，不同种的植物存在生殖隔离　(4)2(m＋n)

2．如图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图，请据图回答：

(1)步骤①的方法是________。步骤②常用的化学试剂是________，之后________(是/否)需要筛选。

(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中，运用的技术手段是________，其中步骤④是________。植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植物，与A、B两种植物相比，该杂种植物是新物种的原因是________。

(3)培育该杂种植物的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律？为什么？ ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)题图为植物体细胞杂交过程示意图，其中①表示去壁获取原生质体的过程，常用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理；②表示人工诱导原生质体融合，常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，诱导后形成的两两融合的原生质体有三种，所以需要进行筛选。(2)题图中③表示再生出新细胞壁的过程，杂种细胞通过植物组织培养技术培育成为杂种植物，过程④表示脱分化；⑤表示再分化过程。图中获得的杂种植物与A、B两种植物间均存在生殖隔离，所以是新物种。(3)图示为植物体细胞杂交过程，没有经过不同配子的结合，所以不属于有性生殖，因此该过程中遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。

答案：(1)酶解法　聚乙二醇　是

(2)植物组织培养技术　脱分化　该杂种植株与A、B两种植物间均存在生殖隔离

(3)不遵循，该过程不属于有性生殖

[考向二]　以动物细胞工程及应用为载体，考查学生的理解能力和解决实际问题的能力

3．某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图所示。

若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。

回答下列问题：

(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过__________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是__________小鼠，理由是________________________________。

(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有____________________________________________________________________，体系中出现多种类型细胞的原因是____________________________________。

(3)杂交瘤细胞中有__________个细胞核，染色体数目最多是__________条。

(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是________________________。

解析：(1)分析题图可知，经4次免疫后，小鼠Y的血清抗体效价就可达到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗体效价最高，故最适合用于制备B淋巴细胞。(2)细胞融合实验中，由于细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到100%，所以会有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体会丢失，故细胞核中染色体数目最多是40＋60＝100(条)，有丝分裂后期染色体暂时加倍为200条。(4)B淋巴细胞已经分化，没有无限增殖的潜能。

答案：(1)4　Y　Y小鼠的血清抗体效价最高

(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞　细胞融合是随机的，且融合率达不到100%　(3)1　200　(4)不能无限增殖

4．双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。如图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答：

(1)过程①的目的是____________________________，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有______________________(至少答出两条)。

(2)过程②诱导融合的方法是______________________________，过程②选用的骨髓瘤细胞________(填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。

(3)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④，原因是________________________________________________________________。

(4)请根据所学知识，用箭头和文字补全图中方框内获取单克隆杂交—杂交瘤细胞的生产过程。

(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或________，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。

解析：(1)过程①表示给小鼠注射抗原，目的是刺激小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B淋巴细胞)；根据单克隆抗体制备流程可知，该过程涉及的技术包括动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。(2)诱导动物细胞融合的方法有聚乙二醇、灭活病毒、电激等；HAT培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞，骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上生长。(3)从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型，故筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体，因此经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板上运用抗原—抗体杂交法筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(4)双特异性单克隆抗体制备过程为将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交—杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆杂交—杂交瘤细胞。(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或注射到小鼠腹腔内增殖，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。

答案：(1)使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B淋巴细胞)　动物细胞融合、动物细胞培养　(2)聚乙二醇(PEG)诱导、电激等　不能　(3)从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型(筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体)　(4)将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交—杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆杂交—杂交瘤细胞　(5)注射到小鼠腹腔内增殖

一、选择题

1．某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：

(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________________(答出两点即可)。

而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是________；并且________和________的细胞也是不能区分的，其原因是________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。

(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于________。

解析：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。(2)依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因(Tetr)失活，而氨苄青霉素抗性基因(Ampr)仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因(Tetr)失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。(3)噬菌体是专门寄生在细菌细胞中的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。据此可推知：基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。

答案：(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)

(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长　含有质粒载体　含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)　二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长　四环素　(3)受体细胞

2．研究人员利用PCR技术扩增了目的基因，并培育了能合成凝乳酶的转基因酵母菌。请结合下图回答相关问题：

注：HindⅢ和ApaLⅠ是两种限制酶，箭头表示酶的切割位点。

(1)利用PCR技术扩增目的基因的原理是____________。图1中引物为单链DNA片段，它是根据________的脱氧核苷酸序列合成的。从理论上推测，第2轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为________。

(2)图2所示的基因表达载体中的URA3基因能编码乳清苷5—磷酸脱羧酶，该酶能催化酵母菌尿嘧啶的合成，若酵母菌缺乏乳清苷5—磷酸脱羧酶，就无法生长，除非在培养基中加入尿嘧啶。利用URA3基因作为________基因来筛选转化成功的酵母菌，要选择________的酵母菌作为受体细胞，所使用的培养基________(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。

(3)奶酪生产中的凝乳酶是一种分泌蛋白。工业生产过程中，________(填“能”或“不能”)选用大肠杆菌作为受体细胞表达出凝乳酶，原因是_______________________________。

答案：(1)DNA双链可进行复制　目的基因　3/4　(2)标记　缺乏URA3基因(或不能合成乳清苷5­磷酸脱羧酶)　不需要　(3)不能　大肠杆菌无内质网和高尔基体(或大肠杆菌无法对蛋白质进行加工和修饰)

3．真核生物基因中通常含有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。下图表示基因文库的制备和从基因文库中提取胰岛素基因的过程。请回答下列问题：

(1)从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，从cDNA文库中获得的目的基因缺少的结构______________________(至少写两个)等。图中①过程中存在的碱基配对方式有______________________(模板上的碱基在前)；②过程所用的工具酶有__________________。

(2)为了便于导入基因，细菌培养基中一般加入________，理由是__________________ 。

(3)依据图中杂交结果，应选取培养基上________(填字母)菌落继续培养，才能获得含有胰岛素基因的受体菌。

(4)从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性，从细胞结构角度分析，其原因是____________________________________________________。

答案：(1)启动子、终止子、内含子　A—T，U—A、G—C、C—G　限制酶、DNA连接酶　(2)CaCl2(或钙离子)　钙离子使细菌处于感受态(或钙离子能提高细菌从外界吸收DNA的能力)　(3)a　(4)大肠杆菌中缺少对胰岛素进行加工和修饰的内质网和高尔基体

4．利用基因工程技术培育马铃薯新品种，目前已经取得丰硕成果。请根据教材所学知识，回答下列问题：

(1)马铃薯易患多种疾病，导致其产量不高。通过导入抗病基因并使其表达可以提高马铃薯产量，基因工程中使用最多的抗病基因是________和病毒的复制酶基因。

(2)马铃薯是双子叶植物，常用________法将目的基因导入马铃薯受体细胞中。构建好的基因表达载体基本结构包括目的基因、标记基因、________、________、________等五部分。

(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯，其设计方法：修饰除草剂作用的靶蛋白，使转基因马铃薯对除草剂________(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白过量表达，转基因马铃薯吸收除草剂后仍能________。

(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行______________________。

解析：(1)通过导入抗病基因并使其表达可以提高马铃薯产量，基因工程中作用最多的抗病基因是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。(2)马铃薯是双子叶植物，常用土壤农杆菌转化法将目的基因导入马铃薯受体细胞中，构建好的基因表达载体基本结构包括目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点等五部分。(3)除草剂只能作用于杂草，不能作用于马铃薯，因此需要修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感(抵抗)，或使靶蛋白过量表达，植物吸收除草剂后仍能正常代谢。(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行目的基因的检测与鉴定。

答案：(1)病毒外壳蛋白基因　(2)土壤农杆菌转化　启动子　终止子　复制原点　(3)不敏感　正常代谢　(4)目的基因的检测与鉴定

5．基因表达载体的构建是基因工程的核心。图1为限制酶EcoRⅠ的识别序列示意图，图2表示目的基因及限制酶切点，图3表示目的基因上的DNA片段，图4表示质粒。

请回答下列问题：

(1)图3为目的基因中的某一片段，连接②处化学键的酶有________________________。

(2)若利用PCR技术增加目的基因的数量，由图2可知，A、B、C、D四种单链DMA片段中除了B作为引物外，________(填“A”“C”或“D”)亦可作为引物。

(3)为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，提高重组效率，应该选择的限制酶是__________________________。

(4)如果大肠杆菌是受体细胞，则其体内应不含________，利于筛选出含重组质粒的受体菌。

解析：(1)②处化学键是磷酸二酯键，在复制过程中连接②化学键的酶是DNA聚合酶，在基因工程中连接②处化学键的酶是DNA连接酶。(2)若用PCR技术增加目的基因的数量，由图2可知，DNA复制只能从5′到3′，因此构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时，A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取B和C作为引物。(3)为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，提高重组效率，四环素抗性基因没有被破坏，所以应该选择的限制酶是EcoRⅠ和PstⅠ。(4)如果大肠杆菌是受体细胞，则其体内应不含抗四环素基因，以利于筛选出含重组质粒的受体菌。

答案：(1)DNA聚合酶和DNA连接酶　(2)C

(3)EcoRⅠ和PstⅠ　(4)抗四环素

6．我国某科研团队将小麦液泡膜Na＋/K＋逆向转运蛋白基因(TaNHX2基因)转移到水稻细胞内，获得了转基因耐盐水稻新品种。请回答下列有关问题：

(1)为保证目的基因在水稻细胞中能够表达，运载体上应含有特定的________(填“复制原点”“启动子”或“标记基因”)。

(2)水稻的转化过程：将水稻幼胚接种到诱导培养基上，经过________过程，培养出愈伤组织，然后用________法，将目的基因和相关功能片段整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，最后诱导愈伤组织形成水稻植株。

(3)为验证外源基因整合到水稻基因组后是否转录，可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成________再以反转录产物为模板，利用TaNHX2基因为特异引物，通过________技术进行基因扩增。若以根细胞为材料，扩增结果为阳性(有产物生成)，以叶细胞为材料，扩增结果为阴性(无产物生成)，则说明_______________________________________。

(4)将生长至4叶期的转基因幼苗转入高浓度的NaCl溶液中培养，进行耐盐试验，用非转基因幼苗作为对照。培养30天后观察现象，若____________________，则说明转基因植株获得了耐盐特性。

解析：(1)基因表达是指转录和翻译形成蛋白质，其中转录是由启动子启动的，因此为保证目的基因在水稻细胞中能够表达，运载体上应含有特定的启动子。(2)愈伤组织是外植体经过脱分化过程形成的；将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。(3)mRNA反转录形成cDNA(互补DNA)；PCR技术可在体外扩增基因；若以根细胞为材料扩增结果为阳性(有产物生成)，以叶细胞为材料扩增结果为阴性(无产物生成)，则说明目的基因(TaNHX2基因)仅在根细胞中转录，未在叶细胞中转录。(4)将生长至4叶期的转基因幼苗转入高浓度的NaCl溶液中培养，进行耐盐试验，用非转基因幼苗作为对照，培养30天后观察现象，若转基因植株获得了耐盐特性，则转基因植株存活率高于非转基因植株(转基因植株叶片不变黄，非转基因植株叶片变黄，其它答案合理可给分)。

答案：(1)启动子　(2)脱分化　农杆菌转化　(3)cDNA(互补DNA)　PCR　目的基因(TaNHX2基因)仅在根细胞中转录，未在叶细胞中转录(仅回答“基因选择性表达”不正确)　(4)转基因植株存活率高于非转基因植株

7．请回答下列有关核移植方面的问题：

(1)目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在牛的核移植实验中。一般通过________(物理方法)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程；当胚胎发育到________阶段时，将胚胎植入代孕牛体内。

(2)在利用核移植技术进行治疗性克隆时，需要取患者体细胞的细胞核，移入一个已经去核的卵母细胞中，构成重组细胞。这个过程中，所用的去核卵母细胞一般处于________期；所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是_______________________________；

将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)经核移植获得的重组细胞进行体外培养时，培养液中通常要添加________等一些天然成分，而气体中CO2的主要作用是______________。

培养过程中，为了清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞造成危害，应定期________。

解析：(1)在核移植实验中，激活受体细胞使其完成细胞分裂和发育进程一般采用的物理方法是电脉冲(或电刺激)。当牛的胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时，可将其向受体移植。(2)在核移植过程中，作为受体细胞的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期。用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，原因是传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境。(3)动物细胞培养所用的培养基属于合成培养基，常需加入血清、血浆等一些天然成分。动物细胞培养过程中，为了清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞造成危害，应定期更换培养液。

答案：(1)电脉冲(或电刺激)　桑椹胚或囊胚

(2)MⅡ中(减数第二次分裂中)　传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型　体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境　(3)血清、血浆　维持培养液的pH　更换培养液

8．甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：

(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培养技术称为__________。

(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指__________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_______________________。

(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。

解析：(1)细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，去除时用果胶酶和纤维素酶。原生质体融合后经诱导形成愈伤组织，再分化形成杂种植株。这一技术即为植物体细胞杂交技术。(2)多倍体指由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。甲、乙有性杂交的后代在减Ⅰ分裂前期染色体联会异常，不能形成配子。(3)人工种子是由组织培养得到的胚状体。不定芽、腋芽、顶芽等材料用人工薄膜包装后得到的。

答案：(1)纤维素　果胶　原生质体　愈伤　再分化(或分化)　植物体细胞杂交技术　(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体　在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常　(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽