题目内容

1．2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马里奥•卡佩基、奥利弗•史密斯和英国人马丁•埃文斯．3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础．所谓“基因靶向”技术（人们大都称之为基因“敲除”技术）是指利用细胞脱氧核糖核酸（DNA）可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术．借助这一从20世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造．有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能．请回答下列问题：
（1）“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因．第二步是用修改过的基因取代原有基因．这里的“某种酶”应该是限制性核酸内切酶．用修改过的基因取代原有基因时还需要DNA连接酶．
（2）假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤：用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因．
给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”．
（3）利用细胞工程也可获得可供移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如图所示：

①促进卵细胞融合最常用的试剂是聚乙二醇．
②重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于液体培养基，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和动物血清等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是：细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞．

分析 1、基因工程的工具：限制酶、DNA连接酶、运载体；
2、基因工程技术的基本步骤：
①目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
②基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
③将目的基因导入受体细胞．
④目的基因的检测与鉴定．
3、动物细胞培养条件：
（1）无菌无毒环境：无菌--对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素．；无毒--定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对自身造成危害．
（2）营养：
成分：所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分．
培养基类型：合成培养基（将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基）
（3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4．
（4）气体环境：通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养．O2：是细胞代谢所必需的  CO2主要作用是维持培养液的pH．

解答 解：（1）基因工程中，一般用限制酶切割基因，或者叫获取目的基因，用DNA连接酶连接目的基因和运载体，即用修改过的基因取代原有基因时还需要DNA连接酶．
（2）假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，需要用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因．检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”．
（3）①促进卵细胞融合最常用的试剂是聚乙二醇．
②重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于液体培养基，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和动物血清等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，需要无菌环境的原因是细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞．
故答案为：
（1）限制性核酸内切      DNA连接
（2）用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因．
    用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”
（3）①聚乙二醇
②液体    动物血清  细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞

点评 本题考查了基因工程和细胞工程的有关知识，要求考生能够识记基因工程的工具和操作步骤，掌握动物细胞融合的方法，识记动物细胞培养的培养基成分和条件等．

练习册系列答案
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哺乳动物的生殖活动与光照周期有着密切联系。下图表示了光暗信号通过视网膜→松果体途径对雄性动物生殖的调控。

（1）光暗信号调节的反射弧中，效应器是_______________，图中去甲肾上腺素释放的过程中伴随着_______________信号到_______________信号的转变。

（2）褪黑素通过影响HPG轴发挥调节作用，该过程属于_______________调节，在HPG轴中，促性腺激素释放激素（GnRH）运输到_______________，促使其分泌黄体生成素（LH，一种促激素）；LH随血液运输到睾丸，促使其增加雄激素的合成和分泌。

（3）若给正常雄性哺乳动物个体静脉注射一定剂量的LH,随后其血液中GnRH水平会_______________,原因____________________________________________________________。

非特异性免疫和特异性免疫在抗原特异性方面显著不同。此外，这两者的主要区别还表现在

A. ① B. ② C. ③ D. ④

下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：

（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过__________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于__________________态的大肠杆菌。

（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加__________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_____________。

（3）若BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为 ，对于该部位，这两种酶 （填“都能”、“都不能”或“只有一种能”）切开。

（4）若用Sau3A I切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段。

为了研究神经干的兴奋传导和神经—肌肉突触的兴奋传递，将蛙的脑和脊髓损毁，然后剥制坐骨神经-腓肠肌标本，如下图所示。实验过程中需要经常在标本上滴加任氏液（成分见下表），以保持标本活性。请回答下列问题：

(1)任氏液中维持酸碱平衡的成分有_______,其Na+/K+比与体液中______的Na+/K+比接近。

(2) 任氏液中葡萄糖的主要作用是提供能量，若将其浓度提高到15%，标本活性会显著降低，主要是因为______。

(3)反射弧五个组成部分中，该标本仍然发挥功能的部分有______。

(4)刺激坐骨神经，引起腓肠肌收缩，突触前膜发生的变化有______、______。

(5)神经-肌肉突触易受化学因素影响，毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性；肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放；箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合，却不能使阳离子通道开放。上述物质中可导致肌肉松弛的有______。
6．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等．据图甲、表乙回答问题：
植物组织培养过程：离休的植物品管、组织或细胞$\stackrel{①}{→}$愈伤组织$\stackrel{②}{→}$胚状体$\stackrel{培养}{→}$植物体
表乙：植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况
A组B组C组D组E组
吲哚乙酸03ppm3ppm0.03ppm0
细胞分裂素00.2ppm0.002ppm1.0ppm0.2ppm
花芽生长
状况		仍是
组织切块		形成愈伤组织愈伤组织
分化出根		愈伤组织
分化出嫩芽		稍生长
（1）离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是植物细胞具有全能性．
（2）用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题．胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[①]脱分化和[②]再分化过程，在此过程中被培养的细胞始终受植物激素的调节（[]内填序号）．
（3）应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒；且在无菌条件下培养．
（4）从表乙的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质．其中，新芽形成必需的条件是细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度．
13．果蝇是常用的遗传学材料，如图为果蝇体细胞染色体及部分基因位置的示意图，请回答下列问题：
（1）研究发现性别由X染色体数目与常染色体组数之比（性指数）决定，性指数≥1时发育为雌性，性指数≤0.5发育为雄性，推测性染色体是XYY、XXY的果蝇分别发育成雄性、雌性．
（2）果蝇眼色的红色由常染色体上A基因决定，具有A基因的个体能产生红色素，aa 的个体不能产生色素表现为白眼．而显性基因B 使得色素呈紫色，b则无作用．基因在染色体上的位置如上图．现将 2个纯合品系白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，F1全为紫眼，则雌雄亲本的基因型分别为aaXBXB、AAXbY．让F1雌雄个体相互交配得到F2，F2雄性个体中紫眼：红眼：白眼为3：3：2．
（3）为确定F2代中某紫眼雄蝇的基因型，将其与双隐性纯合雌蝇测交．若后代性状表现为紫眼雌蝇和红眼雄蝇两种，则其基因型为AAXBY；若后代中表现型及比例是紫眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雌蝇：白眼雄蝇=1：1：1：1，则其基因型为AaXBY．
（4）进一步研究发现：A基因的表达产物是果蝇眼色表现红色所需的一种酶，这一事实表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状．
10．关于姐妹染色单体的说法中，不正确的是（　　）
A．产生于分裂间期，消失于分裂后期B．一条来自父方，一条来自母方
C．所含遗传物质通常相同D．共用一个着丝粒
11．如图为溶酶体的示意图，下列有关分析正确的是（　　）
A．各种细胞内都含有溶酶体，该结构属于生物膜系统的范畴
B．H+进入溶酶体的方式与水进入红细胞的方式不同
C．溶酶体吞噬入侵细胞的病原体过程与膜的流动性无关
D．溶酶体破裂后，其内部各种水解酶的活性应升高或不变

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