2015屆高考生物二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)訓(xùn)練 現(xiàn)代生物科技-基因工程、細(xì)胞工程

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1、 基因工程、細(xì)胞工程檢測(cè)題 1．(12分)(2014南通模擬)利用轉(zhuǎn)基因奶牛乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的生長(zhǎng)激素，需要構(gòu)建一種能高水平表達(dá)的表達(dá)載體，選擇合適的基因啟動(dòng)子至關(guān)重要。由于無法由基因表達(dá)產(chǎn)物推知啟動(dòng)子的堿基序列，運(yùn)用PCR技術(shù)單獨(dú)克隆啟動(dòng)子存在困難?？蒲腥藛T經(jīng)過長(zhǎng)期研究，終于發(fā)明了下圖所示的一種克隆啟動(dòng)子的方法。請(qǐng)回答： (1)培育轉(zhuǎn)基因奶牛時(shí)，需要在生長(zhǎng)激素編碼序列前插入________的啟動(dòng)子。 (2)由基因表達(dá)產(chǎn)物無法推知啟動(dòng)子堿基序列，其原因是 _____________________________________________________________

2、___________ ________________________________________________________________________。 (1) 過程①需選擇的限制酶是____________，過程③需選擇的限制酶是____________。過程④需要使用的工具酶是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

3、。 (4)過程④中可以根據(jù)基因編碼序列兩端的部分堿基序列設(shè)計(jì)____________進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增過程中，在第________輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長(zhǎng)的DNA片段。 【解析】　(1)利用轉(zhuǎn)基因奶牛乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的生長(zhǎng)激素，應(yīng)使生長(zhǎng)激素基因與乳腺蛋白基因相連接，以使乳腺細(xì)胞在產(chǎn)生乳腺蛋白的同時(shí)產(chǎn)生人的生長(zhǎng)激素。 (2)啟動(dòng)子部分不能被轉(zhuǎn)錄，與蛋白質(zhì)分子的氨基酸序列不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此由基因表達(dá)產(chǎn)物無法推知啟動(dòng)子堿基序列。 (3)根據(jù)圖示，過程①切出啟動(dòng)子和基因編碼序列，應(yīng)使用限制酶BamHⅠ，其他兩種限制酶會(huì)破壞基因編碼序列；通過過程③使啟動(dòng)子序列置于克隆DNA片段

4、中間、已知序列的基因編碼序列位于兩端，應(yīng)使用限制酶HindⅢ。限制酶MboⅠ與BamH Ⅰ有相同的酶切位點(diǎn)，會(huì)使環(huán)狀結(jié)構(gòu)恢復(fù)原狀。 (4)PCR過程中，需要根據(jù)模板DNA已知的堿基序列設(shè)計(jì)引物；在擴(kuò)增過程中，在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長(zhǎng)的DNA片段。 【答案】　(1)乳腺蛋白基因　(2)基因中啟動(dòng)子的堿基序列不能被轉(zhuǎn)錄 (3)BamHⅠ　HindⅢ　耐高溫的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶) (4)引物　三 2．(12分)(2014濱州模擬)轉(zhuǎn)基因草莓中有能表達(dá)乙肝病毒表面抗原的基因，由此可獲得用來預(yù)防乙肝的一種新型疫苗，其培育過程如圖所示(①至④代表過程，A至C代

5、表結(jié)構(gòu)或細(xì)胞)： (1)圖中①過程用到的酶是________，所形成的B叫做________。 (2)②過程常用________處理農(nóng)桿菌，使之成為________細(xì)胞，利于完成轉(zhuǎn)化過程。 (3)圖中③過程叫做________________，④過程叫做________________，將葉盤培養(yǎng)成草莓幼苗的技術(shù)是________________。 (4)在分子水平上，可采用____________的方法來檢測(cè)轉(zhuǎn)基因草莓果實(shí)提取液中有無相應(yīng)的抗原。 【答案】　(1)DNA連接酶 1 / 6 基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒) (2)CaCl2溶液(或Ca2＋)　感受態(tài) (3)脫

6、分化(去分化)　再分化　組織培養(yǎng) (4)抗原－抗體雜交 3．(12分)(2014課標(biāo)Ⅱ)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}： (1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。 (2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再?gòu)闹衉_______出所需的耐旱基因。 (3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再

7、生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的________，如果檢測(cè)結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的________是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時(shí)，則可推測(cè)該耐旱基因整合到了________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。 【解析】　(1)基因組文庫包含某種生物的所有基因，而cDNA文庫包含某種生物的部分基因。(2)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)，若要從植物甲中獲得耐旱基因，首先應(yīng)建立該植物的基因組文庫，然后再?gòu)闹泻Y選出所需的耐旱基因。(3)從植物甲中獲得該耐旱基因后，通常采用

8、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將該耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞中，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到再生植株。若要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的表達(dá)產(chǎn)物，如果檢測(cè)結(jié)果為陽性，說明該耐旱基因已經(jīng)翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。此后還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的檢測(cè)，即在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的耐旱性是否得到提高。(4)用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1，符合基因的分離定律，可知得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株為雜合子，因此可推測(cè)該耐旱基因整合到了同源染色體的一條上。 【答案】　(1)全部　部分(其他合理答案也給分) (2)篩選(其他合理答案也給分) (3)乙　表達(dá)產(chǎn)物(其他

9、合理答案也給分)　耐旱性 (4)同源染色體的一條上 4．(14分)(2014青島模擬)下圖表示利用基因工程培育抗蟲棉的過程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問題。 (1)若限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—，限制酶Ⅱ識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，那么在①過程中，應(yīng)用限制酶________切割質(zhì)粒，用限制酶__________切割抗蟲基因。 (2)將通過②過程得到的大腸桿菌涂布在含有________的培養(yǎng)基上，若能夠生長(zhǎng)說明已導(dǎo)入了普通質(zhì)粒或重組質(zhì)粒，反之則說明沒有導(dǎo)入。 (3)要確定抗蟲基因?qū)牒?，是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)，需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作，則在個(gè)體水平上的鑒定過程可簡(jiǎn)述為：

10、 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 經(jīng)篩選分析，該植株細(xì)胞中含有一個(gè)攜帶抗蟲基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，該轉(zhuǎn)基因植株自交產(chǎn)生的F1中，仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的________。 (4)⑤過程所用的現(xiàn)代生物技術(shù)稱為________，從遺傳學(xué)角度來看，細(xì)胞通過⑤過程能形成棉植株的根本原因是細(xì)胞具有____

11、___________________________________。 【解析】　(1)在切割質(zhì)粒時(shí)不能同時(shí)將兩個(gè)標(biāo)記基因切開，至少保留一個(gè)，所以只能用限制酶Ⅱ切割，如果用限制酶Ⅰ切割則兩個(gè)標(biāo)記基因?qū)⒍紩?huì)被破壞。而從目的基因兩側(cè)堿基序列可知，只能用限制酶Ⅰ才可得到含目的基因的DNA片段。 (2)如果導(dǎo)入了重組質(zhì)粒，此時(shí)重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因能正常表達(dá)，所以如果涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上的大腸桿菌群落能夠生長(zhǎng)，說明導(dǎo)入了重組質(zhì)粒。 (3)在個(gè)體水平上鑒定抗蟲棉是否培育成功，可以用轉(zhuǎn)基因棉葉片飼喂害蟲，觀察害蟲存活情況；如果把攜帶一個(gè)抗蟲基因的DNA片段看作雜合子，可以認(rèn)為是Aa，自交產(chǎn)

12、生的F1中仍具有抗蟲特性的植株占總數(shù)的比例為3/4。 (4)把一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成植株的技術(shù)稱為植物組織培養(yǎng)，依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性。 【答案】　(1)Ⅱ?、瘛?2)四環(huán)素 (3)讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花的葉片，觀察害蟲的存活情況，以確定其是否具有抗蟲性狀　3/4 (4)植物組織培養(yǎng)　發(fā)育成完整個(gè)體的全部遺傳物質(zhì) 5．(12分)(能力挑戰(zhàn)題)植物葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過程可用如圖所示圖解簡(jiǎn)單表示： d,胚狀體 (1)培育胚狀體利用了________這一項(xiàng)生物技術(shù)，胚狀體再繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整的植株，這體現(xiàn)了________________。培養(yǎng)基中除了含有一定的營(yíng)養(yǎng)外，還

13、必須含有__________等植物激素，還需要對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的__________。 (2)如果愈傷組織是三七葉肉細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，若為了獲得三七的細(xì)胞產(chǎn)物，則只需培養(yǎng)到________；若為了獲得三七的人工種子，則需要培養(yǎng)到____________。如果愈傷組織是棉花葉肉細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，通過基因工程要獲取抗蟲棉，目的基因?qū)朊藁ㄓ鷤M織細(xì)胞常用的方法是________________法。 (3)從葉片的葉肉細(xì)胞到獲得胚狀體的過程中，必須要經(jīng)過________________。 ①無絲分裂?、谟薪z分裂　③減數(shù)分裂?、茉囵B(yǎng)?、輦鞔囵B(yǎng)?、拗参矬w細(xì)胞雜交?、呒?xì)胞融合　⑧脫分化?、嵩俜只?

14、 【解析】　(1)離體植物細(xì)胞通過脫分化形成愈傷組織，通過再分化形成具有根和芽的胚狀體，再通過細(xì)胞分裂、分化發(fā)育成一個(gè)完整的植株。該技術(shù)為植物組織培養(yǎng)，其原理為植物細(xì)胞的全能性。培養(yǎng)基的成分為水、無機(jī)鹽、維生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等)等；培養(yǎng)基要求進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌。(2)三七的細(xì)胞產(chǎn)物為細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，將三七葉肉細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織即可；獲得人工種子需培養(yǎng)至胚狀體；棉花為雙子葉植物，導(dǎo)入抗蟲基因常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)離體葉肉細(xì)胞培養(yǎng)到胚狀體的過程中必須經(jīng)過脫分化和有絲分裂形成愈傷組織，再分化和有絲分裂形成具有根和芽的胚狀體。 【答案】　(1)植物組織培養(yǎng)　植物細(xì)胞的全能

15、性　細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素　滅菌 (2)愈傷組織　胚狀體　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 (3)②⑧⑨ 6．(12分)(2013新課標(biāo)全國(guó)卷)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為____________。 (2)上述雜種植株屬于多倍

16、體，多倍體是指________________________。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。

17、 【答案】　(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體　在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常 (3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 7．(12分)(2013海南高考)單純皰疹病毒Ⅰ型(HSV－1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術(shù)制備出抗HSV－1的單克隆抗體可快速檢測(cè)HSV－1。回答下列問題： (1)在制備抗HSV－1的單克隆抗體的過程中，先給小鼠注射一種純化的HSV－1蛋白，一段時(shí)間后，若小鼠血清中抗________的抗體檢測(cè)呈陽性，說明小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了________反應(yīng)，再?gòu)男∈蟮腳

18、_______中獲取B淋巴細(xì)胞。將該B淋巴細(xì)胞與小鼠的________細(xì)胞融合，再經(jīng)過篩選、檢測(cè)，最終可獲得所需的雜交瘤細(xì)胞，該細(xì)胞具有的特點(diǎn)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的________中使其增殖，再?gòu)腳_______中提取、純化獲得。 (3)通過上述方法得

19、到的單克隆抗體可準(zhǔn)確地識(shí)別這種HSV－1蛋白，其原因是該抗體具有______________和____________等特性。 【解析】　本題考查單克隆抗體的制備過程、單克隆抗體的特點(diǎn)。 (1)給小鼠注射HSV－1蛋白后，小鼠體內(nèi)發(fā)生體液免疫，小鼠血清中產(chǎn)生抗HSV－1蛋白的抗體。B淋巴細(xì)胞是從小鼠的淋巴器官中(如脾、骨髓、扁桃體、胸腺等)獲取。雜交瘤細(xì)胞由B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合而來，具有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性：既能無限增殖，又能產(chǎn)生專一抗體。 (2)若想獲得大量單克隆抗體，通常有兩種方法：一是將雜交瘤細(xì)胞在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)，然后從動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中篩選分離出單克隆抗體；二是將雜交瘤細(xì)

20、胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，然后從小鼠的腹水中提取純化獲得。 (3)單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、純度高的特點(diǎn)。 【答案】　(1)HSV－1蛋白　體液免疫　脾臟　骨髓瘤　無限增殖且產(chǎn)生專一抗體 (2)腹腔　腹水 (3)純度高　特異性強(qiáng) 8．(14分)(能力挑戰(zhàn)題)(2014福建理綜)Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞。科研人員利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對(duì)Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如下圖： (1)步驟①中，在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的________。 (2)步驟②中，重組胚胎培養(yǎng)到________期時(shí)， 可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出ES細(xì)胞。 (3)步驟③中，需

21、要構(gòu)建含有Rag2基因的表達(dá)載體。可以根據(jù)Rag2基因的________設(shè)計(jì)引物，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得 Rag2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)。 (4)為檢測(cè)Rag2基因的表達(dá)情況，可提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞的________，用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。 【解析】　(1)步驟①為動(dòng)物核移植，核移植是將動(dòng)物一個(gè)體細(xì)胞(上皮細(xì)胞)的細(xì)胞核移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新

22、的胚胎，最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體的過程。(2)步驟②為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，當(dāng)培養(yǎng)到囊胚期時(shí)，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)。(3)利用PCR技術(shù)獲取目的基因(Rag2基因)的前提是要有一段已知目的基因(Rag2基因)的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。由于Rag2基因的兩側(cè)是用HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶剪切的，為了將該片段直接連接到表達(dá)載體上，也應(yīng)用HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶剪切載體，以確保產(chǎn)生的末端一致，再利用DNA連接酶連接起來，故所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶的酶切位點(diǎn)。(4)為了檢測(cè)目的基因(Rag2基因)是否表達(dá)出蛋白質(zhì)，可采用抗原－抗體雜交技術(shù)，因此可用抗Rag2蛋白的抗體與治療后小鼠骨髓細(xì)胞的蛋白質(zhì)(抗原)進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。 【答案】　(1)細(xì)胞核　(2)囊胚　(3)核苷酸序列　HindⅢ和Pst I限制　(4)蛋白質(zhì) 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！