高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化練（十九）基因工程與細(xì)胞工程（含解析）-人教版高三生物試題

專題強(qiáng)化練(十九)基因工程與細(xì)胞工程時(shí)間:45分鐘非選擇題1.(2019四川攀枝花模擬)基因工程又稱為DNA重組技術(shù),回答相關(guān)問(wèn)題。(1)在基因工程中,獲取目的基因主要有兩大途徑,即和從生物材料中分離;分子水平上檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入酵母菌的方法是。

(2)在基因表達(dá)載體中,啟動(dòng)子是聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位;若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞,最常用的原核生物是;假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn),若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗,應(yīng)選用作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。

(3)利用某植物的成熟葉片為材料,同時(shí)構(gòu)建cDNA文庫(kù)和基因組文庫(kù),兩個(gè)文庫(kù)相比,cDNA文庫(kù)中含有的基因數(shù)目比基因組文庫(kù)中的少,其原因是

。

答案(1)人工合成DNA分子雜交(2)RNA大腸桿菌莖尖(3)cDNA文庫(kù)只有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因,而基因組文庫(kù)中含有該植物的全部基因解析(1)在基因工程中,獲取目的基因主要有兩大途徑,即人工合成和從生物材料中分離,人工合成可通過(guò)反轉(zhuǎn)錄法或人工化學(xué)合成法,從生物材料中分離即通過(guò)基因文庫(kù)法;分子水平上檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入酵母菌的方法是DNA分子雜交。(2)基因表達(dá)載體的組成包括目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因,其中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位;若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞,由于細(xì)菌繁殖速度快,故最常用的原核生物是大腸桿菌等細(xì)菌。假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn),若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗,應(yīng)選用莖尖作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。(3)由于cDNA文庫(kù)中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因,而基因組文庫(kù)中含有該植物的全部基因,故兩個(gè)文庫(kù)相比,cDNA文庫(kù)中含有的基因數(shù)目比基因組文庫(kù)中的少。2.(2019山東德州一模)Bar基因存在于青麻、黑麥草等生物體內(nèi),其編碼的酶可使除草劑草丁膦失去毒害作用。培育轉(zhuǎn)Bar基因大豆,對(duì)于控制豆田雜草有重要意義。為了把Bar基因?qū)氪蠖辜?xì)胞,需將Bar基因插入pUC18質(zhì)粒中構(gòu)建中間表達(dá)載體,然后與Ti質(zhì)粒重組為重組表達(dá)載體系統(tǒng)。如圖為pUC18質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)示意圖,回答下列問(wèn)題。(1)不能利用黑麥草與大豆進(jìn)行有性雜交的方法讓大豆獲得Bar基因,原因是。

(2)構(gòu)建中間表達(dá)載體時(shí),為了便于篩選出含有Bar基因的重組質(zhì)粒,需將Bar基因插入到pUC18質(zhì)粒的中形成重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌,然后在添加的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌,菌落呈白色的即為含中間表達(dá)載體的大腸桿菌。

(3)中間表達(dá)載體需插入到Ti質(zhì)粒的中才能將Bar基因整合到植物細(xì)胞的染色體DNA上,原因是。

(4)可通過(guò)法直接將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞的原生質(zhì)體。導(dǎo)入Bar基因的原生質(zhì)體需,經(jīng)脫分化形成,再進(jìn)一步分化才能獲得轉(zhuǎn)Bar基因大豆植株。

答案(1)黑麥草與大豆之間存在生殖隔離(2)lacZ氨芐青霉素和X-gal(3)T-DNAT-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上(4)顯微注射再生出細(xì)胞壁愈傷組織解析(1)由于黑麥草與大豆之間存在生殖隔離,因此不能利用黑麥草與大豆進(jìn)行有性雜交的方法讓大豆獲得Bar基因。(2)根據(jù)圖中信息可知,lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶可以將培養(yǎng)基中的X-gal水解,使菌落呈藍(lán)色,否則菌落呈白色。因此,構(gòu)建中間表達(dá)載體時(shí),為了便于篩選出含有Bar基因的重組質(zhì)粒,需將Bar基因插入到pUC18質(zhì)粒的lacZ中形成重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌,然后在添加氨芐青霉素和X-gal的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌,菌落呈白色的即為含中間表達(dá)載體的大腸桿菌。(3)Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。根據(jù)這一特點(diǎn),如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上。(4)可通過(guò)顯微注射法直接將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞的原生質(zhì)體。導(dǎo)入Bar基因的原生質(zhì)體需再生出細(xì)胞壁,經(jīng)脫分化形成愈傷組織,再進(jìn)一步分化才能獲得轉(zhuǎn)Bar基因大豆植株。3.(2019湖南衡陽(yáng)一模)胰島素是治療胰島素依賴糖尿病的特效藥物,但是天然胰島素在人體內(nèi)的壽命只有幾個(gè)小時(shí),通過(guò)蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu),以延長(zhǎng)胰島素的半衰期,可以得到長(zhǎng)效胰島素。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)長(zhǎng)效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)基因工程中限制酶切割后的運(yùn)載體與目的基因能再次拼接的理由是。

(2)在基因工程中獲取目的基因的方法除圖中方法,還有利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和。

(3)上述基因工程中除質(zhì)粒外,也可作為運(yùn)載體。

(4)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是。

(5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是。

(6)新的胰島素為什么還要加工、修飾?

。

答案(1)切割產(chǎn)生的末端相同(2)從基因文庫(kù)中獲取(3)噬菌體(4)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能(5)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱(6)大腸桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體無(wú)法加工胰島素解析(1)基因工程中用相同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,使其具有相同的末端,再依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則進(jìn)行拼接。(2)在基因工程中獲取目的基因的方法除圖中人工合成的方法以外,還有利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和從基因文庫(kù)中獲取。(3)上述基因工程的受體細(xì)胞是大腸桿菌,運(yùn)載體可以是質(zhì)粒,也可以是噬菌體。(4)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質(zhì)的預(yù)期功能。(5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱。(6)新的胰島素是由大腸桿菌合成的,因?yàn)榇竽c桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無(wú)法加工胰島素,所以新的胰島素還要加工、修飾。4.(2019陜西西安一模)草莓是人們經(jīng)常食用的一種水果,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。草莓是無(wú)性繁殖的作物,長(zhǎng)期種植會(huì)使病毒積累在體內(nèi),產(chǎn)量降低,品質(zhì)下降。如圖是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育草莓脫毒苗的過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。外植體愈傷組織胚狀體→脫毒苗→草莓植株(1)外植體能夠形成幼苗所依據(jù)的原理是。培育脫毒苗時(shí),一般選取作為外植體,其依據(jù)是。

(2)①是脫分化過(guò)程,細(xì)胞脫分化是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后,失去其而轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只?xì)胞的過(guò)程。②是過(guò)程。

(3)研究表明,多倍體草莓產(chǎn)量高于二倍體,利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得多倍體草莓的方法有兩種:一是使用(藥劑)處理草莓的愈傷組織,再經(jīng)培養(yǎng)獲得多倍體植株;二是利用(藥劑)誘導(dǎo)草莓體細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞后,再經(jīng)組織培養(yǎng)獲得多倍體植株,這種育種技術(shù)被稱為技術(shù)。

答案(1)植物細(xì)胞的全能性莖尖(或芽尖或根尖)植物分生區(qū)附近(莖尖)病毒極少,甚至無(wú)病毒(2)特有的結(jié)構(gòu)和功能再分化(3)秋水仙素聚乙二醇(PEG)植物體細(xì)胞雜交解析(1)植物體的任何一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植株的潛能,稱為植物細(xì)胞的全能性。外植體能夠形成幼苗所依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。培育脫毒苗時(shí),一般選取莖尖(或芽尖或根尖)作為外植體,其依據(jù)是植物分生區(qū)附近(莖尖)病毒極少,甚至無(wú)病毒。(2)已分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程叫脫分化。②是再分化過(guò)程,再分化是指已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下,再分化出胚狀體,形成完整植株。(3)秋水仙素可以誘導(dǎo)產(chǎn)生多倍體,使用秋水仙素處理草莓的愈傷組織,再經(jīng)培養(yǎng)獲得多倍體植株;也可以利用聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)草莓體細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞后,再經(jīng)組織培養(yǎng)獲得多倍體植株,這種育種技術(shù)被稱為植物體細(xì)胞雜交(技術(shù))。5.(2019遼寧撫順一模)如圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法,設(shè)計(jì)生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌抗體的實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)制備單克隆抗體的過(guò)程中用到的動(dòng)物細(xì)胞工程的技術(shù)手段有和。

(2)制備單克隆抗體的免疫學(xué)基本原理是。

(3)該方案能達(dá)到預(yù)期效果嗎?,原因是

。

(4)圖中過(guò)程②中常用作為誘導(dǎo)劑。如果能成功獲得理想的雜交瘤細(xì)胞,該細(xì)胞的特點(diǎn)是(答兩點(diǎn))。

(5)破傷風(fēng)桿菌的抗體最終可從和小鼠腹水中提取。

答案(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合(2)每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體(3)不能沒(méi)有將抗原注入小鼠體內(nèi),無(wú)法獲得產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞(4)滅活的病毒既能產(chǎn)生專一抗體,又能迅速大量繁殖(5)細(xì)胞培養(yǎng)液解析(1)制備單克隆抗體的過(guò)程中用到的動(dòng)物細(xì)胞工程的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞融合兩項(xiàng)生物技術(shù)。(2)制備單克隆抗體的免疫學(xué)基本原理是每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。(3)要制備單克隆抗體,首先要將抗原注入到小鼠體內(nèi),從小鼠脾臟中獲得能夠產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞,因此圖中實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期效果。(4)圖中過(guò)程②中常用滅活的仙臺(tái)病毒作為誘導(dǎo)劑。如果能成功獲得理想的雜交瘤細(xì)胞,該細(xì)胞具有雙親細(xì)胞的遺傳物質(zhì),既能產(chǎn)生專一抗體,又能迅速大量繁殖。(5)破傷風(fēng)桿菌的抗體最終可從細(xì)胞培養(yǎng)液和小鼠腹水中提取。6.(2019山西模擬)如圖表示通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)制備單克隆抗體的兩種途徑,其中①~⑥表示相關(guān)過(guò)程。請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題。注V1基因是無(wú)限增殖調(diào)控基因。(1)細(xì)胞A的名稱是。與通過(guò)傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比,通過(guò)上述兩種途徑得到的單克隆抗體具有的顯著優(yōu)點(diǎn)是。

(2)通過(guò)過(guò)程④

可獲得V1基因。用技術(shù)可以獲得更多的V1基因。

(3)抗體1與抗體2的氨基酸排列順序相同,兩者的生物活性(填“相同”或“不相同”),原因是

。

(4)除通過(guò)上述途徑獲得的單克隆抗體外,請(qǐng)?jiān)賹懸环N目前應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)的生物制品:

。

答案(1)漿細(xì)胞特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備(2)逆轉(zhuǎn)錄PCR(3)不相同抗體2是大腸桿菌產(chǎn)生的,其形成過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,抗體1是雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的,其形成過(guò)程經(jīng)過(guò)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工(4)疫苗、干擾素、酶、激素等解析(1)由圖示可知,細(xì)胞A的名稱是漿細(xì)胞。與通過(guò)傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比,通過(guò)上述兩種途徑得到的單克隆抗體具有的顯著優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備。(2)由圖示可知,通過(guò)過(guò)程④逆轉(zhuǎn)錄可獲得V1基因。用PCR技術(shù)可以獲得更多的V1基因。(3)抗體1與抗體2的氨基酸排列順序相同,兩者的生物活性不相同,原因是抗體2是大腸桿菌產(chǎn)生的,其形成過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,抗體1是雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的,其形成過(guò)程經(jīng)過(guò)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工。(4)應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)的生物制品很多,如:疫苗、干擾素、酶、激素等。7.(2019黑龍江齊齊哈爾一模)馬鈴薯植株在長(zhǎng)期栽培過(guò)程中容易遭受病毒的侵染,從而導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)?？茖W(xué)家通過(guò)基因工程技術(shù)將抗病毒的PVX基因成功導(dǎo)入馬鈴薯細(xì)胞中,培育出抗病毒的馬鈴薯植株?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)以相關(guān)mRNA為材料在酶的作用下,可以獲得抗病毒的PVX基因。將獲得的PVX基因在體外進(jìn)行擴(kuò)增,可以采用(填中文名稱),該技術(shù)中所利用的特殊酶是。

(2)若要使抗病毒的PVX基因在受體細(xì)胞中復(fù)制并表達(dá),需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將抗病毒的PVX基因?qū)胧荏w細(xì)胞,其原因是目的基因無(wú)

。(答出兩點(diǎn)即可)

(3)在進(jìn)行基因操作時(shí),將抗病毒的PVX基因?qū)腭R鈴薯細(xì)胞常用的方法為。

檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì),在個(gè)體水平上可以用。

(4)相比于將抗病毒基因?qū)胫参锛?xì)胞的細(xì)胞核中,若將抗病毒基因?qū)胫参锛?xì)胞的葉綠體基因組中具有很多優(yōu)勢(shì),從環(huán)境保護(hù)和生物工程安全性問(wèn)題的角度分析,其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在

。

答案(1)反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(2)復(fù)制原點(diǎn)、表達(dá)所需的啟動(dòng)子、終止子(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法相應(yīng)病毒接種馬鈴薯植株(4)花粉中的精子細(xì)胞中通常不存在葉綠體,導(dǎo)入葉綠體基因組中的抗病毒基因不會(huì)隨花粉擴(kuò)散傳播,從而不會(huì)產(chǎn)生基因污染解析(1)以RNA為模板合成DNA的過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程,該過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化;體外擴(kuò)增目的基因可采用PCR技術(shù),其中文名稱為聚合