2021屆高三生物二輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)17基因工程(含PCR技術(shù))與細(xì)胞工程

1、課時(shí)作業(yè)17基因工程含PCF技術(shù)與細(xì)胞工程1. 2021 廣州市考前訓(xùn)練如圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展及應(yīng)用的設(shè)想。請據(jù)圖答復(fù)問題：1圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有 等至少 寫三個(gè)。2假設(shè)利用圖中過程最終獲得嬰兒說明 具有全能性，兩個(gè)嬰兒性狀與 根本相同。3使用培養(yǎng)基進(jìn)行重組細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常要參加 等天然成分，為防止培養(yǎng)過程中雜菌污染，通常要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的 。培養(yǎng)過程中通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，將其置于含的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。 圖中從“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)過程中，必須用 處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個(gè)細(xì)胞。5胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上具有的特點(diǎn)是 。答案1核移植、胚胎移植、動(dòng)物細(xì)胞

2、培養(yǎng)2動(dòng)物細(xì)胞核 原型男人 血清或血漿 抗生素 95聽氣加5%CO胰蛋白酶或膠原蛋白酶5體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯解析1圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有核移植、胚胎移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等。2克隆嬰兒說明動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，兩個(gè)嬰兒的細(xì)胞核來自于原型男人，因此性狀與原型男人根本相同。3重組細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)通常要參加血清或血漿等天然成分；在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，防止培養(yǎng)過程中雜菌污染。培養(yǎng)過程中通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，將其置于含95%空氣加5%CO勺混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，其中95%氣是細(xì)胞代謝必需的，5%勺CQ維持培養(yǎng)液的pH值。4圖中從“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)到胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)過程中，必須用 胰蛋白酶

3、 (或膠原蛋白酶 )處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個(gè)細(xì)胞。 (5) 胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上具 有的特點(diǎn)是體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯。2. (2021 淄博市一模)利用生物工程技術(shù)，可從轉(zhuǎn)基因奶山羊乳汁中別離獲得人凝血因子W,用于血友病的治療。請答復(fù)以下問題：(1) 根據(jù)凝血因子W基因上游和下游的堿基序列，可用 技術(shù)獲取并擴(kuò)增基因。構(gòu)建該基因表達(dá)載體時(shí)， 所用到的工具酶是 ，該基因表達(dá)載體中， 凝血因子基因的上游和下游分別是(2) 將目的基因表達(dá)載體導(dǎo)入奶山羊受精卵的常用方法是 。受體細(xì)胞選用受精卵的優(yōu)點(diǎn)是細(xì)胞大易操作、營養(yǎng)物質(zhì)含量高和 。(3) 在體外胚胎培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)選用囊胚的 進(jìn)行DNA分析，用于選擇

4、雌性胚胎。此期的胚 胎 也 適 于 胚 胎 分 割 移 植 ， 此 技 術(shù) 的 優(yōu) 點(diǎn) 是(4) 人凝血因子W是一種胞外酶，該蛋白的加工是在 等細(xì)胞器上進(jìn)行的。人凝血因子 "只 在 乳 腺 細(xì) 胞 合 成 的 原 因 是答案(1)PCR限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA連接酶啟動(dòng)子和終止子(2) 顯微注射法 細(xì)胞全能性高(3) 滋養(yǎng)層細(xì)胞 充分發(fā)揮雌性動(dòng)物的生殖潛力 (快速大量繁殖 )(4) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體 基因的選擇性表達(dá)解析(1)可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；構(gòu)建該基因表達(dá)載體時(shí)，通常用同種限制酶切割含有目的基因的 DNA和運(yùn)載體，再用DNA連接酶將目的基因與切開的運(yùn)載體連接起來，因此

5、所用到的工具酶是限制酶和 DNA連接酶。凝血因子W基因?yàn)槟康幕?，在基因表達(dá)載體中， 啟動(dòng)子位于目的基因的首端，終止子位于目的基因的尾端。(2) 顯微注射技術(shù)是將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用的方法；受精卵的優(yōu)點(diǎn)是： 細(xì)胞全能性最高，細(xì)胞大易操作、營養(yǎng)物質(zhì)含 量高。(3)在體外胚胎培養(yǎng)時(shí)，可取囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析性別鑒定。胚胎分割有利于提高胚胎的利用率，胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。(4) 分泌蛋白是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器上加工的；基因的選擇性表達(dá)使人凝血因子W只在乳腺細(xì)胞合成。3. (2021 衡水中學(xué)二模)2021年，屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素治療瘧疾的新療法獲獎(jiǎng)。工業(yè)上青 蒿

6、素一般從青蒿植株中提取， 產(chǎn)量低， 價(jià)格高。 基因工程及細(xì)胞工程等為培育出高青蒿素含 量的青蒿提供了思路。科學(xué)家先通過紫外線處理大量青蒿幼苗后，偶然發(fā)現(xiàn)一株高產(chǎn)植株。 通過基因測序發(fā)現(xiàn)該高產(chǎn)植株控制青蒿素合成相關(guān)的一種關(guān)鍵酶的基因發(fā)生了突變。(1) 提取了高產(chǎn)植株的全部 DNA后，要想快速大量獲得該突變基因可以采用PCR技術(shù)，該技術(shù)的原理是 。如果用青蒿某個(gè)時(shí)期 mRN反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的雙鏈 cDNA片段，用該雙鏈 cDNAS行PCRT增,進(jìn)行了 30個(gè)循環(huán)后，理論上可以產(chǎn)生約為 個(gè)DNA分子，該雙鏈與載體連接后儲(chǔ)存在一個(gè)受體菌群中，這個(gè)受體菌群就叫做青蒿的 ，獲得的cDNA與青蒿細(xì)胞中該基因堿基序

7、列 填“相同或“不同。3將獲得的突變基因?qū)肫胀ㄇ噍镏?，先?gòu)建基因表達(dá)載體， 圖1、2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請答復(fù):Fa oU丨H的族因EmK It*ii 川 iii 川 ihiiiiniii外源 | 小4t ,*Fit)mW I Smu I Hindl用圖中的質(zhì)粒和外源 DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Smal切割，原因是,構(gòu)建好的重組質(zhì)粒在其目的基因前要加上特殊的啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)。4檢測目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì)，應(yīng)采取 技術(shù)。目的基因?qū)虢M織細(xì)胞后，通過技術(shù)培育出青蒿幼苗。答案 1DNA雙鏈復(fù)制302cDNA文庫或局部基因文庫 不同Smai會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因及外源

8、DNA中的目的基因RNA聚合酶4抗原抗體雜交植物組織培養(yǎng)解析1PCR技術(shù)的原理是 DNA雙鏈復(fù)制，可在體外實(shí)現(xiàn) DNA的大量擴(kuò)增。2如果用青蒿 某個(gè)時(shí)期mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的雙鏈 cDNA片段，用該雙鏈cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，進(jìn)行了 30個(gè)循 環(huán)后，理論上可以產(chǎn)生約為230個(gè)DNA分子，該雙鏈與載體連接后儲(chǔ)存在一個(gè)受體菌群中，這個(gè)受體菌群就叫做青蒿的局部基因文庫cDNA文庫，獲得的cDNA與青蒿細(xì)胞中該基因堿基序列不同。3用圖中的質(zhì)粒和外源 DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Smi切割，原因是Sma I會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因，構(gòu)建好的重組質(zhì)粒在其目的基因前要加上特殊的啟動(dòng)子，啟動(dòng)

9、子是RNA聚合酶識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)。4檢測目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì)，應(yīng)采取抗原抗體雜交技術(shù)。目的基因?qū)虢M織細(xì)胞后，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出青蒿幼苗。4. 2021 唐山市二模生物一一選修3:現(xiàn)代生物科技專題科研人員為了判定人體中某兩個(gè)基因是否在同一條染色體上，做了人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。人鼠融合細(xì)胞在細(xì)胞增殖過程中會(huì)隨機(jī)地喪失人的染色體人染色體數(shù)46條，鼠染色體數(shù)60條，選出保存要研究的人染色體的融合細(xì)胞，測定其是否出現(xiàn)待測基因的表現(xiàn)型這些性狀都是小鼠細(xì)胞所沒有的 ，從而判斷待測基因所屬的染色體。請答復(fù):1人鼠細(xì)胞融合常用的生物融合誘導(dǎo)劑是 ，融合過程表達(dá)了細(xì)胞膜的性。 如果僅考慮兩兩融合的細(xì)胞，

10、融合體系中除含有人鼠融合細(xì)胞外，可能還有3細(xì)胞融合后的增殖方式是 ，一個(gè)人鼠融合細(xì)胞，在不分裂時(shí)染色體數(shù)目最多是條。有五個(gè)人鼠融合細(xì)胞株A、B C D、E,分別測得甲、乙、丙、丁四種表現(xiàn)型，結(jié)果如下：保存的人染色體測定的性狀123甲乙丙丁細(xì)胞株A+B+C一一+一一一一D一一一一一一+E+一注：+表示保存的染色體或具有某一性狀，-表示沒有。實(shí)驗(yàn)說明：控制 兩個(gè)性狀的基因都在人的2號(hào)染色體上。5假設(shè)想制備單克隆抗體，需要用已免疫的 細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合。答案1滅活的仙臺(tái)病毒流動(dòng)人人融合細(xì)胞鼠鼠融合細(xì)胞有絲分裂 1064甲、丙B解析1動(dòng)物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。植物原生質(zhì)體融合的誘導(dǎo)

11、方法有物理法和化學(xué)法， 而誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有物理法、化學(xué)法和生物法，因此與植物原生質(zhì)體融合過程相比，過程 A特有的誘導(dǎo)方法是生物法，即用滅活的病毒處理。2如果僅考慮兩兩融合的細(xì)胞，融合體系中除含有人鼠融合細(xì)胞外，可能還有人人融合細(xì)胞、 鼠鼠融合細(xì)胞。3細(xì)胞融合后的增殖方式是有絲分裂，一個(gè)人鼠融合細(xì)胞，在不分裂 時(shí)染色體數(shù)目最多是人的染色體數(shù)目+鼠的染色體數(shù)目=46+ 60= 106。4分析表格可知：B組有鼠的全部染色體和人的1號(hào)染色體，具有乙、丁性狀；D組只有鼠的全部染色體，具有丁性狀，可見丁性狀在鼠的染色體上，人的1號(hào)染色體上含有控制乙性狀的基因；C組有鼠的全部染色體和人的 2號(hào)染色體

12、，具有甲、丙、丁性狀；可見人的2號(hào)染色體上含有控制 甲、丙性狀的基因；5假設(shè)想制備單克隆抗體，需要用已免疫的B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合。5. 2021 洛陽市考前練習(xí)四如下圖為細(xì)胞融合技術(shù)的一些過程，請據(jù)圖答復(fù):稱為。這一步驟中假設(shè)用酶解法，所使用的酶是A.多肽酶B.淀粉酶C.纖維素酶D.脂肪酶2假設(shè)A、B是動(dòng)物細(xì)胞，一般取自幼齡動(dòng)物細(xì)胞或胚胎， 然后用 使其分散開來；AB到C的過程中常用的但不能用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的手段是，所形成的 D稱為。3假設(shè)該過程是制備單克隆抗體，A為小鼠漿細(xì)胞，那么，在獲得此細(xì)胞之前，小鼠已被注射了 。獲得雜交瘤細(xì)胞后，常用的擴(kuò)大培養(yǎng)方法是培養(yǎng)基中體外培養(yǎng)和注入培養(yǎng)。答案1

13、細(xì)胞壁原生質(zhì)體C2胰蛋白酶 滅活的病毒誘導(dǎo)雜交細(xì)胞3相應(yīng)的抗原 小鼠腹腔解析1植物細(xì)胞在細(xì)胞融合前，可先除去細(xì)胞壁，余下局部稱為原生質(zhì)體，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠，故可以纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。2假設(shè)A B細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞，一般取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼年動(dòng)物的組織或器官，然后用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將其分散開。由 A、B到C的過程中，采用的不同于植物細(xì)胞融合的手段是生物法： 如滅活病毒。所形成的 D稱為雜交細(xì)胞。3假設(shè)該過程是制備單克隆抗體，A為小鼠漿細(xì)胞，那么，在獲得此細(xì)胞之前，小鼠已被注射了相應(yīng)的抗原，獲得雜交瘤細(xì)胞后，常用的擴(kuò)大培養(yǎng)方法是培養(yǎng)基中體外培養(yǎng)和注入小鼠腹腔培養(yǎng)

14、。6. 2021 懷化市二模如圖是植物細(xì)胞雜交過程示意圖，請據(jù)圖分析完成以下問題：柏物細(xì)胞Affl物細(xì)胞R(2) 步驟一般常用的化學(xué)試劑是 ，目的是。(3) 在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是，其中步驟相當(dāng)于，步驟相當(dāng)于。(4) 植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得新的雜種植株，這項(xiàng)研究對于培養(yǎng)作物新品種方面的重大 意義在于。答案(1)去壁過程纖維素酶、果膠酶處理(酶解法)聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)細(xì)胞融合(3) 植物組織培養(yǎng)技術(shù)脫分化再分化(4) 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)大親本范圍解析 (1)步驟是去壁過程，常用酶解法，即用纖維素酶和果膠酶處理。(2)步驟是人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的

15、過程，常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇 (PEG)。(3)將雜種細(xì)胞培育成雜種植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，圖中相當(dāng)于脫分化過程，相當(dāng)于再分化過程。(4)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)大親本范圍。7. Ra°基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對Rag基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如圖：上皮細(xì)胞卵母細(xì)胞體外造血ES細(xì)咆導(dǎo)人干細(xì)胞介培細(xì)ES細(xì)胞(1) 步驟中，在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的 。(2) 步驟中，重組胚胎培養(yǎng)到 期時(shí)，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)別離出ES細(xì)胞。3步驟中，需要構(gòu)建含有基因Ra°的表達(dá)載體?？梢愿鶕?jù)Rag2基因設(shè)計(jì)引物

16、，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用 Hind川和Pst I限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag基因片段。為將該片段直接連接到表達(dá)載體，所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有 酶的酶切位點(diǎn)。該基因表達(dá)載體上除含 Rag2基因外，還應(yīng)含有 至少寫出兩個(gè)。用方法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入 ES細(xì)胞。為檢測Rag2基因的表達(dá)情況，利用 原理，可提取小鼠骨髓細(xì)胞的 ，用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。答案1細(xì)胞核囊胚Hind川和Pst I啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)顯微注射4抗原抗體雜交分子雜交蛋白質(zhì)解析1核移植是將體細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中，所以實(shí)驗(yàn)前要去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。2內(nèi)細(xì)胞團(tuán)位于囊胚中，所以重

17、組胚胎培養(yǎng)到囊胚期。Rag 2基因是利用限制酶Hind川和Pst I切割獲得的，所以表達(dá)載體應(yīng)具有 Hi nd川和Pst I的酶切位點(diǎn)?；虮磉_(dá)載體的組成包括啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)、目的基因Rag2基因。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法。4基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，所以提取小鼠骨髓細(xì)胞的蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原抗體雜交。& 2021 荷澤市二模生物一一選修3:現(xiàn)代生物科技專題凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵性酶。研究人員運(yùn)用基因工程技術(shù)，將編碼該酶的基因轉(zhuǎn)移到了微生物細(xì)胞中并使之表達(dá)。以下圖是基因工程中獲得的基因和構(gòu)建重組質(zhì)粒過程，請答復(fù)有關(guān) 問題:llllll川川II川II川I

18、卜源悄X1分析上圖可知，構(gòu)建重組質(zhì)粒如下圖最好選用 限制酶，理由是2工業(yè)生產(chǎn)過程中，最初多采用重組大腸桿菌或芽孢桿菌生產(chǎn)凝乳酶，將目的基因?qū)氪竽c桿菌或芽孢桿菌前所做的處理方法是 ?，F(xiàn)在生產(chǎn)凝乳酶多采用重組毛霉或重組酵母菌，毛霉或酵母菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)勢是 。3研究發(fā)現(xiàn)，如果將該凝乳酶20位和24位氨基酸改變?yōu)榘腚装彼?，其催化能力將提?倍?？茖W(xué)家可以生產(chǎn)上述高效凝乳酶的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是 ,該生物工程技術(shù)的實(shí)質(zhì)是。(4)轉(zhuǎn)基因技術(shù)和細(xì)胞工程在動(dòng)植物中都有廣泛應(yīng)用，但是胚胎工程只是指對動(dòng)物的所進(jìn)行的多種亞顯微操作和處理技術(shù)。答案 BamHI和Pst I 提高重組DNA的比例(防止自身的黏性末端連接或防止目的基因與載體反向連接)(2) 用鈣離子處理細(xì)胞，使之轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞含有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾(3) 蛋白質(zhì)工程基因工程的延伸(或在基因工程根底上，延伸出來的第二代基因工程)(4) 配子或早期胚胎解析(1)限制酶不能破壞目的基因，也不能破壞質(zhì)粒上的標(biāo)記基因，且應(yīng)該用不同的限制 酶進(jìn)行切割，以防止自身的黏性末端連接或防止目的基因與載體反向連接，所以構(gòu)建圖示的重組質(zhì)粒應(yīng)該選擇 BanMl和Pst I。(2)基因工程中，將目的基因?qū)氪竽c桿菌等微生物細(xì) 胞時(shí)，需要用氯化鈣處理大腸桿菌，使之轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞，便于目的基因的導(dǎo)入。毛霉或酵母菌含有的