题目内容

17．科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高．图一是转基因抗冻番茄培育过程的示意图，图二为质粒限制酶酶切图谱．鱼的抗冻蛋白基因不含图中限制酶识别序列，Ampr为抗氨苄青霉素基因，其中①-④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞．请据图作答：

（1）为了在番茄中获得抗冻蛋白必须将抗冻蛋白基因连接在质粒中的启动子之后．图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的脱分化、再分化过程．
（2）在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割．在此实例中，应该选用NdeⅠ、BamHⅠ限制酶切割．
（3）要利用培养基筛选出已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有抗氨苄青霉素基因（Ampr）作为标记基因．
（4）研究人员通常采用农杆菌转化（或基因枪法等）法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内．

分析 分析图一：①表示基因表达载体的构建过程；②表示将目的基因导入受体细胞；③表示脱分化过程；④表示再分化过程．
分析图二：图二表示质粒结构示意图，有标记基因和多种限制酶的识别位点．

解答 解：（1）基因表达载体包括启动子、标记基因、目的基因和终止子等部分，为了在番茄中获得抗冻蛋白必须将抗冻蛋白基因连接在质粒中的启动子之后．图中③表示脱分化过程，④表示再分化过程．
（2）图中质粒中含有多种限制酶识别序列和切割位点，但用限制酶HindⅢ切割会破坏启动子，用限制酶EcoRⅠ切割会破坏终止子，用限制酶KpnⅠ切割会破坏复制原点，用限制酶XbaⅠ切割会去除终止子，用XhoⅠ和其他酶切割会去除启动子，因此应该选用限制酶NdeⅠ、BamHⅠ切割．
（3）由图可知，标记基因是抗氨苄青霉素基因（Ampr）．
（4）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法（或基因枪法等）．
故答案为：
（1）启动子脱分化、再分化
（2）NdeⅠ、BamHⅠ
（3）抗氨苄青霉素基因（Ampr）
（4）农杆菌转化（或基因枪法等）

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
相关题目
7．下表所示四种人体细胞中某些基因表达的结果．相关叙述正确的是（　　）
细胞名称肝细胞幼嫩红细胞造血干细胞浆细胞
mRNAmRNAlmRNA2mRNA3mRNA4
蛋白质血浆蛋白血红蛋白呼吸酶免疫球蛋白
A．高尔基体是血浆蛋白和免疫球蛋白合成、加工和运输的场所
B．述四种细胞中的基因组成有特异性差异，但表达没有差异
C．幼嫩红细胞没有细胞核，许多种酶的活性降低、呼吸变慢
D．正确的空间结构是上述四种蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的
8．下列是一些高等生物在遗传过程中“一定”或“不一定”的说法，其中错误的是（　　）
A．DNA的复制一定发生在细胞分裂间期，基因的表达不一定全在间期完成
B．遗传病患者一定含致病基因，致病基因不一定遗传给子代
C．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸不一定只由一种tRNA转运
D．正常生物体一个染色体组中一定不存在等位基因，一个单倍体基因组的DNA中不一定有等位基因
5．如图表示某正常果蝇体内细胞分裂过程中核DNA数与染色体组数比值的变化曲线，E代表细胞分裂刚好结束．下列说法不正确的是（　　）
A．AB段细胞的DNA复制和蛋白质合成的主要场所是细胞核
B．BC段的细胞均有姐妹染色单体
C．处于DE段的细胞可能含有2个或4个染色体组
D．在图示的整个过程不都进行基因的转录
12．甲、乙两种，甲为骨髓瘤细胞，乙为经免疫过的正常浆细胞．请答题：
（1）将数量相等的甲和乙分别置于培养瓶中培养，培养液及其它培养条件均相同且适宜．一段时间后，观察到的现象是甲增多、乙不增多．
（2）动物细胞培养需要满足一定的条件，下列有关表述正确的有①②（选择填写下列条件前的序号）．
①对培养液和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，定期更换培养液，这些做法都有利于提供一个无菌无毒的培养环境；
②在使用合成培养基时，通常需加入血浆等天然成分；
③所有动物细胞培养的适宜温度均为36.5±0.5℃，多数哺乳动物细胞生存的适宜pH为7.0左右；
④动物细胞培养所需的气体只是O2，因为O2是细胞代谢所必需；
⑤培养液中需添加一定浓度和比例的生长素与细胞分裂素，以诱导细胞脱分化和再分化．
（3）药物试验需要大量细胞，甲乙看来都不适合用于试药，理由是：甲有部分基因已经发生变异，药物对甲的效果不一定与对正常体细胞的效果相同；乙在体外培养不能增殖，不能得到大量细胞用于试药．
（4）令甲乙细胞融合，所获杂交细胞在体外培养条件下，具有既能增殖又能产生专一抗体的特点．
（5）已知癌细胞中X基因过量表达与骨髓瘤的发生密切相关．要试验一种抗肿瘤药物Y对甲生长的影响，可将甲分为A、B两组，A组细胞培养液中加入Y，B组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水，在相同且适宜条件下培养一定时间后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的mRNA或蛋白质合成水平的差异，以确定Y的药效．
（6）应用修复技术治理镉污染的土壤，可以进行植物修复．常选择种植菊芋等耐镉植物，这体现了生态工程的协调与平衡原理．植物中积累的镉会通过食物链的富集作用造成危害，所以不能用修复地的植物饲喂动物．
2．如图1A、B、C分别代表的是在-200m～3800m的海拔高度内，高山A、森林B、海洋C三个不同的自然区域内植物的分布状况．根据所学知识回答有关问题：

（1）海洋C中藻类出现明显分层现象，这属于群落的垂直结构，主要影响因素是光照（光质）．
（2）森林B中的植被分布有（有/无）水平结构．森林B中的动物有（有/无）分层现象，其影响因素是食物和栖息环境不同（或植物的分层分布引起食物和栖息环境不同）．
（3）高山A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，各垂直带之间有明显的界限，这不属于（属于/不属于）群落的垂直结构．
（4）若森林B因发生火灾而被烧毁，其后发生的演替过程属于次生演替，其演替过程往往从图2中的D阶段开始．
9．基因工程被广泛应用于药物制备、动植物育种等，下图所示为基因工程在动物乳腺生物反应器--转基因山羊和抗虫棉的培育过程．据图回答：

（1）在图示①过程中，使用的限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，从而获得A．也可采用PCR、多聚酶链式反应（填技术名称和中文名称）从人的DNA分子或苏云金芽孢杆菌中对已知序列的A进行分离并扩增．
（2）基因工程的关键环节之一是构建B，其完整结构至少包括目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因等部分，在此过程中除了使用工具酶外，还需使用的工具是载体．
（3）在通过⑤过程形成转基因抗虫棉时，一般要用到植物组织培养技术，但若在③过程中采用花粉管通道法则不需要；在形成转基因山羊C的过程中，需要从雌性动物体内取出卵，在②过程中通过显微注射将目的基因导入受精卵，在形成转基因山羊的过程中除了基因工程技术外，还需要用到胚胎移植技术．
（4）由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品．
6．草鱼出血病病毒（GCRV）是RNA病毒，易引起草鱼出血病，给水产养殖业造成巨大损失．科学家尝试用GCRV的外壳VP6蛋白基因，利用基因工程的方法制备蛋白疫苗，并通过草鱼攻毒实验检测免疫保护效果．
（1）下列能够作为抗原引发鱼体产生特异性免疫的是（多选）CD
A．VP6蛋白基因     B．重组质粒   C．GCRV外壳蛋白    D．出血病病毒
（2）GCRV的遗传物质是RNA，因此需要在逆转录酶的作用下先合成  cDNA，再设计相应的引物，通过PCR技术获得大量的VP6基因．用限制酶和DNA连接酶处理VP6基因和质粒，构建表达载体后导入大肠杆菌，筛选出能成功表达VP6蛋白的大肠杆菌，提取重组VP6蛋白作为蛋白疫苗．
（3）鱼体免疫实验：实验前2周，选取健壮无病的同一批次、大小相似的草鱼鱼种置于适宜水温中饲育．配制一定浓度的重组VP6蛋白，按400μL/尾从背鳍基部肌肉注射入鱼体内，同时设未免疫的草鱼为对照组，每组40尾．草鱼注射蛋白疫苗后，按不同免疫时间检测其体内抗体水平，结果如图．将重组VP6蛋白注射入草鱼体内，经免疫过程使鱼体内产生抗体和记忆B细胞，从而起到免疫保护作用．由实验结果分析，在不同检测时间点，草鱼血液中的抗体水平均高于对照组，说明纯化的重组VP6蛋白具有良好的免疫原性；在第21天草鱼体内抗体达到高峰，随后呈下降趋势，该结果与体内抗体的消长规律相符．为了进一步检测免疫效果，草鱼注射重组VP6蛋白一段时间后，人工接种GCRV进行攻毒实验，结果显示，攻毒4-7天后，对照组100%发病死亡，而免疫组未见感染发病．对照组发病死亡的鱼需经解剖分析，以确定死因是GCRV引起的（或排出其他病原体导致的死亡）．上述实验结果表明用纯化的重组VP6蛋白免疫草鱼对出血病具有较好的免疫保护作用．
9．某地区森林群落演替过程中相关量统计如下表，生态系统总初级生产量是指：一定时间内全部生产者（绿色植物）把无机物质合成为有机物质的总质量或固定的总能量；净初级生产量是指总初级生产量减去同时期呼吸作用消耗量后贮存的量．试根据表中数据回答问题：
种群演替灌草丛针叶林针阔叶混交林季风常绿阔叶林
群落垂直结构层数2345
叶面积指数2.486.6111.2817.76
光能漏射率（%）62.244.73.31.1
生产量总初级生产量（t•hm-2•a-1）17.4355.50116.61150.81
净初级产量（t•hm-2•a-1）1.5014.5223.8826.00
（1）该地区生物群落的演替类型属于次生演替，从数据分析，在演替过种中群落物种丰富度变化趋势是逐渐增加．对该地区某时间群落结构进行调查时，可以采用样方法对植物丰富度进行调查，同时注意调查不同物种空间上的分布情况，以获得群落的垂直结构．
（2）统计数据表明随着群落演替的进行，生态系统截获光能的百分率增大，总初级生产量增多，这可能与植物群落的垂直结构分层增多有关．
（3）由表中群落各自构成的生态系统中抵抗力稳定性最大的是季风常绿阔叶林生态系统．

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