2019-2020年高考生物二輪復習基因工程與克隆技術(shù)學前診斷.doc

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2019-2020年高考生物二輪復習基因工程與克隆技術(shù)學前診斷考點一基因工程與蛋白質(zhì)工程(3)用基因工程方法制備血紅蛋白時，可先提取早期紅細胞中的_，以其作為模板，在_酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在_酶的作用下，拼接構(gòu)建基因表達載體，導入受體菌后進行表達。(4)檢測受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取_，用相應的抗體進行_雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。解析：(1)基因是具有遺傳效應的DNA片段，遺傳信息儲存在基因堿基對的排列順序中。(2)蛋白質(zhì)工程是指通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，故題中所述不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)利用逆轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因時，需先提取mRNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需要在限制酶和DNA連接酶的作用下拼接構(gòu)建成基因表達載體，才可導入受體菌。(4)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，需要從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行抗原抗體雜交。答案：(1)堿基對(2)不屬于沒有對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造(3)mRNA逆轉(zhuǎn)錄限制酶和DNA連接(4)蛋白質(zhì)抗原抗體2下圖是科學家利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的部分過程。請結(jié)合相關(guān)知識回答問題：(1)除圖示方法獲得目的基因(人胰島素基因)外，還可通過_的方法獲得目的基因。(2)圖示所獲得的人胰島素基因在大腸桿菌中不能表達，需要質(zhì)粒為其提供_等調(diào)控因子；質(zhì)粒含有一個或多個_切割位點，供目的基因插入其中；質(zhì)粒上還含有_，供重組DNA的鑒定和選擇。(3)圖中切割人胰島素基因和質(zhì)粒的酶(酶A)相同，其目的是_。將重組DNA分子導入大腸桿菌前，常需用_處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細胞。(4)由于大腸桿菌中沒有_等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性，需要經(jīng)過再加工。解析：(1)獲得目的基因的方法除題圖所示方法外，還有人工合成法。(2)圖示所獲得的人胰島素基因由于不含啟動子和終止子，因此需要載體質(zhì)粒提供。質(zhì)粒上還應含有一個或多個限制酶切割位點，供目的基因插入其中；質(zhì)粒上還含有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。(3)用同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，以便獲得相同的末端。將重組DNA分子導入大腸桿菌前，需用Ca2處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細胞。(4)由于大腸桿菌中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性，需要經(jīng)過再加工。答案：(1)人工合成(2)啟動子、終止子限制酶標記基因(3)獲得相同的末端Ca2(4)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體3(xx天津高考)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值，只能從人血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。(1)為獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_合成總cDNA，然后以cDNA為模板，使用PCR技術(shù)擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標出另一條引物的位置及擴增方向。(2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細胞內(nèi)特異表達rHSA的載體，需要選擇的啟動子是_(填寫字母，單選)。A人血細胞啟動子B水稻胚乳細胞啟動子C大腸桿菌啟動子 D農(nóng)桿菌啟動子(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是_。(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑相比，選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢是_。(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與_的生物學功能一致。解析：(1)要想合成總cDNA，需要采集人的血液獲得總RNA。由于DNA的復制只能從脫氧核苷酸單鏈的5端向3端延伸，因而引物均應結(jié)合在DNA單鏈的3端，而DNA的兩條鏈反向平行，由此可以確定引物在另一條脫氧核苷酸單鏈的位置和方向。(2)若要從水稻胚乳細胞內(nèi)獲得目的產(chǎn)物，需要控制該目的基因只在水稻胚乳細胞內(nèi)表達。由題干中的信息“啟動子通常具有物種及組織特異性”可知，此處需要選擇水稻胚乳細胞啟動子。(3)酚類物質(zhì)能吸引農(nóng)桿菌，因此在水稻受體細胞中添加該類物質(zhì)，能吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因的成功轉(zhuǎn)化。(4)途徑和的主要區(qū)別是途徑的受體細胞是真核細胞，途徑的受體細胞是原核細胞。由于人體合成的初始HSA多肽需要經(jīng)膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才有生物活性，所以選擇途徑獲取rHSA更具有優(yōu)勢。(5)rHSA是基因工程的產(chǎn)物，其是否具有醫(yī)用價值，還需要在個體水平上進一步確認其與HSA的生物學功能是否一致。答案：(1)總RNA(或mRNA)(2)B(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工(5)HSA4.(xx江蘇高考)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題：限制酶BamHBclSau3AHind識別序列及切割位點圖1圖2(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應選用_兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過_酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于_態(tài)的大腸桿菌。(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加_，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中_。(3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為_，對于該部位，這兩種酶_(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。(4)若用Sau3A切圖1質(zhì)粒最多可能獲得_種大小不同的DNA片段。解析：(1)基因工程中選擇合適的限制酶切割質(zhì)粒和目的基因時，應保留目的基因和至少一個標記基因結(jié)構(gòu)的完整性，即遵循“目的基因切兩側(cè)，標記基因留一個”的基本原則，最好選擇切割產(chǎn)生不同末端的兩種限制酶同時切割質(zhì)粒和目的基因，以避免目的基因的反向插入帶來的不正常表達，因此據(jù)圖分析應選擇的限制酶為Bcl和Hind，切割后質(zhì)粒上保留的四環(huán)素抗性基因作為標記基因。酶切后的載體和目的基因通過DNA連接酶的作用形成重組質(zhì)粒，重組質(zhì)粒需要導入Ca2處理后的處于感受態(tài)的大腸桿菌(處于感受態(tài)的大腸桿菌細胞膜的通透性大大增加，便于重組質(zhì)粒進入)。(2)由上述分析可知，為了篩選出導入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應先配制含四環(huán)素的選擇培養(yǎng)基，平板上長出的菌落為導入普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒的大腸桿菌菌落，進一步鑒定出導入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，可利用PCR擴增的方式，結(jié)合電泳技術(shù)來分析處理。DNA的兩條鏈是反向平行的，在PCR過程中，當引物與DNA母鏈通過堿基互補配對結(jié)合后，DNA聚合酶只能從引物的3端延伸DNA鏈，因此應選擇引物甲和引物丙。(3)因為Bcl和BamH酶切產(chǎn)生的黏性末端相同，所以可以被DNA連接酶連接，連接部位的6個堿基對序列為，但是連接后形成的DNA中不再具有Bcl和BamH的識別序列，連接部位不能被這兩種酶切開。(4)由圖可知，能被限制酶Bcl和BamH切割的序列也能被Sau3A識別并切割，因此圖中質(zhì)粒上存在3個Sau3A的切割位點，若將3個切割位點之間的DNA片段分別編號為a、b和c，則完全酶切(3個切割位點均被切割)會產(chǎn)生3種大小的DNA片段，即為a、b和c；考慮只切1個切割位點，有三種情況，都產(chǎn)生一種大小的DNA片段，即大小均為abc；考慮切2個切割位點，則會產(chǎn)生ab、c、ac、b、bc、a幾種不同大小的DNA片段。綜上所述，若用Sau3A識別并切割圖中質(zhì)粒，最多可獲得7種大小的DNA片段，即為abc、ab、ac、bc、a、b、c。答案：(1)Bcl和Hind連接感受(2)四環(huán)素引物甲和引物丙(3)都不能(4)75多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果膠，使細胞壁破損。成熟的番茄果實PG的合成量顯著增加，能使果實變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程的方法減少PG基因的表達，可延長番茄的保質(zhì)期?？茖W家將PG基因接到Ti質(zhì)粒上，導入番茄細胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄。請回答下列問題：(1)轉(zhuǎn)基因番茄的培育過程中涉及的工程手段所依據(jù)的生物學原理是_。對該農(nóng)產(chǎn)品進行銷售時需進行標注，以維護消費者對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的_和_。一些消費者擔心轉(zhuǎn)基因番茄的安全性，主要表現(xiàn)在_(至少答出一點。)(2)將PG基因接到Ti質(zhì)粒上，屬于基因工程操作流程中的_。(3)將含有目的基因的番茄細胞培育成轉(zhuǎn)基因番茄植株，需經(jīng)過_和_的過程。若想獲得轉(zhuǎn)基因番茄的人工種子，需以植物組織培養(yǎng)得到的_等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝而得到。解析：(1)轉(zhuǎn)基因番茄的培養(yǎng)過程用到的工程手段有基因工程和植物細胞工程，應用的原理分別是基因重組和植物細胞的全能性；我國的基因工程安全管理辦法是為了維護消費者對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的知情權(quán)和選擇權(quán)。一些消費者認為不能對轉(zhuǎn)基因食品的安全性掉以輕心，主要表現(xiàn)在擔心出現(xiàn)滯后效應、擔心出現(xiàn)新的過敏原、擔心營養(yǎng)成分的改變等。(2)將PG基因接到Ti質(zhì)粒上，屬于基因工程的核心步驟，即基因表達載體的構(gòu)建。(3)植物組織培養(yǎng)過程需經(jīng)過脫分化和再分化過程。所謂人工種子，就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。答案：(1)基因重組和植物細胞的全能性知情權(quán)選擇權(quán)擔心出現(xiàn)滯后效應(或擔心出現(xiàn)新的過敏原、擔心營養(yǎng)成分改變等)(2)基因表達載體的構(gòu)建(3)脫分化再分化胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽考點二克隆技術(shù)6.研究小組用土壤農(nóng)桿菌與陸地棉葉肉細胞原生質(zhì)體共同培養(yǎng)獲得了轉(zhuǎn)基因陸地棉，過程如下。請回答下列問題：(1)圖a表示從已經(jīng)消毒的葉片中剪取部分植物組織細胞，圖b表示制備原生質(zhì)體，培養(yǎng)皿中要加纖維素酶和果膠酶，其原因是_。 (2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是_和_。培養(yǎng)一段時間后，將其與土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，使重組Ti質(zhì)粒進入_，重組Ti質(zhì)粒上_段攜帶了目的基因，可以整合到植物細胞的 _上。然后通過離心(圖d)的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是_。(4)將愈傷組織轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調(diào)整植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量，其原因是_，最終獲得完整的植株(圖h)。解析：圖示是通過土壤農(nóng)桿菌與植物細胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)的方法獲得轉(zhuǎn)基因植物的過程。a為獲取植物細胞；b為去除細胞壁獲取原生質(zhì)體的過程；c為用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體；d為土壤農(nóng)桿菌與植物細胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)；e表示脫分化過程；f表示用選擇培養(yǎng)基進行篩選培養(yǎng)；g表示再分化過程；h表示轉(zhuǎn)基因植物幼苗。(1)圖b表示用纖維素酶和果膠酶兩種酶來制備原生質(zhì)體，原因是植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細胞壁。(2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是為原生質(zhì)體提供碳源和能源和調(diào)節(jié)滲透壓維持原生質(zhì)體的形態(tài)，將其與土壤農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)，使攜帶目的基因的Ti質(zhì)粒的TDNA進入植物細胞，整合到植物細胞的染色體(染色體DNA)上，然后通過離心的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是篩選出含目的基因的植物細胞。(4)植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量會影響愈傷組織的分化，故將愈傷組織轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調(diào)整植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量。答案：(1)植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細胞壁(2)為原生質(zhì)體提供碳源和能源調(diào)節(jié)滲透壓維持原生質(zhì)體的形狀原生質(zhì)體(植物細胞)TDNA染色體(染色體DNA)(3)篩選出含目的基因的植物細胞(4)植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量會影響愈傷組織的分化7(xx永州三校聯(lián)考)下圖為單克隆抗體制備流程示意圖。(1)圖中過程是_。對動物細胞來說，過程獨有的方法是_。過程的目的是_。過程的目的是獲得_。(2)在培養(yǎng)過程中為防止雜菌感染，應向培養(yǎng)液中添加_；其體外培養(yǎng)需用CO2培養(yǎng)箱，其中CO2的主要作用是_。(3)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細胞注射到小鼠的_中使其增殖。(4)單克隆抗體與傳統(tǒng)抗體相比，其優(yōu)點是_。解析：過程表示誘導漿細胞與骨髓瘤細胞融合，動物細胞特有的誘導融合方法是用滅活的病毒處理。單克隆抗體制備過程中需兩步篩選：是利用選擇培養(yǎng)基篩選雜交瘤細胞，過程是利用克隆化培養(yǎng)和抗體檢測篩選能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。動物細胞培養(yǎng)需要提供無菌、無毒條件，還需要一定的氣體環(huán)境。雜交瘤細胞可在小鼠腹水中進行體內(nèi)培養(yǎng)。答案：(1)向老鼠體中注射特定抗原滅活的病毒處理篩選雜交瘤細胞能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞(2)抗生素維持培養(yǎng)液的pH(3)腹水(4)特異性強，靈敏度高，可大量制備8下圖所示為動物細胞培養(yǎng)過程中，動物細胞增殖情況的變化曲線(圖中B、D兩點表示經(jīng)篩選后繼續(xù)培養(yǎng))，請據(jù)圖回答下面的問題：(1)OA段的培養(yǎng)稱為_培養(yǎng)，AB段可能發(fā)生了_現(xiàn)象，需要用_酶處理，以使組織細胞分散開來。(2)動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中，就細胞增殖、分化來說，動植物細胞都要進行_，不同的是植物細胞還要進行_。(3)為制備單克隆抗體，需將_注射到小鼠體內(nèi)，以此獲取_細胞，同時可選取圖中_點的細胞與該細胞融合形成雜交細胞，所選取細胞的細胞膜上的_比正常細胞顯著減少。為篩選出能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交細胞，可用_培養(yǎng)基達到目的。解析：據(jù)圖中不同階段細胞的增殖代數(shù)可知，AB段細胞不再增殖，但此時細胞仍有增殖能力，所以此時可能發(fā)生了接觸抑制，故OA段為原代培養(yǎng)；D點細胞增殖代數(shù)達到了60次以上，故此時細胞發(fā)生了癌變，獲得了無限增殖的能力。答案：(1)原代接觸抑制胰蛋白(2)增殖(或分裂)脫分化和再分化(3)抗原漿D糖蛋白選擇9DHA對腦神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本，利用細胞融合技術(shù)選育高產(chǎn)DHA融合藻。兩種藻特性如下表。親本藻優(yōu)勢代謝類型生長速率g/(Ld)固體培養(yǎng)基上藻落直徑DHA含量()A藻自養(yǎng)0.06小0.7B藻異養(yǎng)0.14大無據(jù)表回答：(1)選育的融合藻應具有A藻_與B藻_的優(yōu)點。(2)誘導融合前需用纖維素酶處理兩種藻，其目的是獲得_。(3)通過以下三步篩選融合藻，步驟_可淘汰B藻，步驟_可淘汰生長速率較慢的藻落，再通過步驟_獲取生產(chǎn)所需的融合藻。步驟a：觀察藻落的大?。徊襟Eb：用不含有機碳源的培養(yǎng)基進行光照培養(yǎng)；步驟c：測定DHA含量。(4)以獲得的融合藻為材料進行甲、乙、丙三組實驗，結(jié)果如下圖。甲組條件下，融合藻產(chǎn)生H的細胞器是_；丙組條件下產(chǎn)生ATP的細胞器是_。與甲、丙兩組相比，乙組融合藻生長速率較快，原因是在該培養(yǎng)條件下_。甲、乙兩組DHA產(chǎn)量均較高，但實際生產(chǎn)中往往采用甲組的培養(yǎng)條件，其原因是_。解析：(1)據(jù)表可知，A藻具有自養(yǎng)和能產(chǎn)生DHA的優(yōu)點，B藻具有能快速生長的優(yōu)點，故選育的融合藻應同時具有兩者優(yōu)點。(2)植物細胞具有細胞壁，用纖維素酶處理可以去除細胞壁獲得原生質(zhì)體。(3)B藻為異養(yǎng)型，在不含有機碳源的培養(yǎng)基上無法生存；藻落的大小和生長速率成正比；選育的融合藻除了自養(yǎng)、生長快速的優(yōu)點外，還要能產(chǎn)生DHA。(4)甲組融合藻有光照，既可進行細胞呼吸也可進行光合作用，因此葉綠體和線粒體中均可以產(chǎn)生H；丙組黑暗處理，融合藻不能進行光合作用，所以產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體。解答本題時應注意細胞質(zhì)基質(zhì)中也能產(chǎn)生ATP，但是不屬于細胞器。融合藻同時具有A藻和B藻的特點，所以既能自養(yǎng)又能異養(yǎng)，在乙組條件下，融合藻可同時進行自養(yǎng)和異養(yǎng)，故生長速率較快。在實際生產(chǎn)中應考慮成本，相比甲組，乙組消耗葡萄糖，提高了成本，培養(yǎng)液中富含葡萄糖還易引起雜菌生長。答案：(1)產(chǎn)生DHA，自養(yǎng)特性快速生長(2)原生質(zhì)體(3)bac(4)線粒體、葉綠體線粒體融合藻既能光能自養(yǎng)又能異養(yǎng)融合藻利用光能和簡單的無機物即能生長，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止雜菌生長