2019高考生物二輪復習 專題七 現(xiàn)代生物科技專題 第一講 基因工程和細胞工程限時規(guī)范訓練.doc

第一講基因工程和細胞工程限時規(guī)范訓練 練思維練規(guī)范練就考場滿分1請回答以下有關基因工程的問題：(1)基因工程中切割DNA的工具酶是_。DNA連接酶根據(jù)其來源不同，分為_和_。(2)利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_。(3)_是基因工程的核心步驟。啟動子是_識別和結合的部位，它能驅動基因轉錄出mRNA。(4)將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是_。(5)要檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的方法是_技術。解析：(1)切割DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)。DNA連接酶根據(jù)來源不同分為Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶。(2)利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。(3)基因工程的核心步驟是構建基因表達載體。啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位。(4)目的基因導入植物細胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉化法。(5)檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要采用DNA分子雜交技術。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶(順序可顛倒)(2)引物(引物對)(3)基因表達載體的構建RNA聚合酶(4)農(nóng)桿菌轉化法(5)DNA分子雜交2油菜中油酸為不飽和脂肪酸，能降低人體血液的膽固醇含量，減少人體患心血管病的風險。F基因控制合成的油酸酯氫酶催化油酸形成飽和脂肪酸，轉反義F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。請分析回答下列問題：(1)從油菜細胞的染色體DNA獲取F基因后進行大量擴增的方法為_。利用該方法擴增目的基因的前提是_。(2)構建反義F基因表達載體時，需要用到的工具酶有_；農(nóng)桿菌可用來將反義F基因表達載體導入油菜細胞，從分子角度分析，其具有的特點是_。構建反義F基因表達載體時沒有設計標記基因，其可能的原因是_。(3)Le啟動子為種子特異性啟動子，將F基因反向連接在Le啟動子之后構建了反義F基因。檢測轉反義F基因油菜細胞內(nèi)F基因轉錄的mRNA含量，結果表明，因雜交形成雙鏈RNA，細胞內(nèi)F基因的mRNA水平下降。由此推測，反義F基因的轉錄抑制了F基因的_(填“復制”“轉錄”或“翻譯”)過程。若F基因轉錄時，兩條單鏈(a1、a2)中a1為轉錄的模板鏈，則反義F基因轉錄時的模板鏈為_。解析：(1)PCR技術是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術，采用該技術能在短時間內(nèi)獲得大量目的基因，在擴增目的基因之前要利用一段F基因的核苷酸序列合成特定的引物。(2)構建基因表達載體時，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運載體，其次還需要用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA分子；因農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的TDNA可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上，故農(nóng)桿菌轉化法為常用的將目的基因導入植物細胞的方法；標記基因表達產(chǎn)物，可能會對食品安全構成威脅，所以構建反義F基因表達載體時沒有設計標計基因，這樣不會產(chǎn)生標記基因表達產(chǎn)物，有利于食品安全。(3)mRNA是翻譯的模板，轉反義F基因油菜細胞內(nèi)F基因轉錄的mRNA含量下降，可見反義F基因的轉錄抑制了F基因的翻譯過程。F基因轉錄形成的RNA能與反義F基因轉錄形成的RNA互補配對，若F基因轉錄時，兩條單鏈(a1、a2)中a1為轉錄的模板鏈，推測反義F基因轉錄時的模板鏈為a2。答案：(1)PCR技術有一段F基因的核苷酸序列(2)限制酶、DNA連接酶其Ti質(zhì)粒上的TDNA可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上無標記基因表達產(chǎn)物，有利于食品安全(3)翻譯a23克隆豬成功率較低，與早期胚胎細胞異常凋亡有關。Bcl2基因是細胞凋亡抑制基因，用PCR技術可以檢測該基因轉錄水平，進而了解該基因與不同胚胎時期細胞凋亡的關系?？寺∝i的培育及該基因轉錄水平檢測流程如圖。請回答：(1)圖中重組細胞的細胞核來自_細胞，早期胚胎移入受體子宮繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和_胚最終發(fā)育為克隆豬。(2)在PCR過程中可檢測出cDNA中Bcl2 cDNA的分子數(shù)，進而計算總mRNA中Bcl2 mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl2基因的轉錄水平。圖中X表示_過程。在PCR過程中利用_技術可檢測出cDNA中Bcl2 cDNA的分子數(shù)。(3)該過程所涉及的現(xiàn)代生物技術有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、_和_。(4)目前使用的供體細胞一般都選擇傳代10代以內(nèi)的細胞，原因為_。解析：(1)圖中卵母細胞是受體細胞，良種豬的體細胞是供體細胞提供細胞核，形成重組細胞；早期胚胎發(fā)育經(jīng)桑椹胚、囊胚和原腸胚，最終形成克隆豬。(2)mRNAcDNA的過程表示反轉錄過程。在PCR過程中利用DNA分子雜交技術可檢測出cDNA中Bcl2 cDNA的分子數(shù)。(3)據(jù)圖分析，該過程利用的技術有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植、動物細胞培養(yǎng)和核移植技術。(4)供體細胞一般都選擇傳代10代以內(nèi)的細胞，原因是傳代10代以內(nèi)的細胞能保持正常的二倍體核型。答案：(1)體原腸(2)反轉錄DNA分子雜交(3)動物細胞培養(yǎng)核移植技術(4)傳代10代以內(nèi)的細胞保持正常的二倍體核型4為增加油菜種子的含油量，科研人員將酶D基因與位于葉綠體膜上的轉運肽基因相連，導入油菜細胞并獲得了轉基因油菜品種。(1)研究人員采用PCR技術獲取酶D基因和轉運肽基因，該技術是利用_的原理，使相應基因呈指數(shù)增加。所含三種限制酶(Xba、Cla、Sac)的切點如圖所示，則用_和_處理兩個基因后，可得到酶D基因和轉運肽基因的融合基因。(2)將上述融合基因插入上圖所示Ti質(zhì)粒的_中，構建基因表達載體并導入農(nóng)桿菌中。為了獲得含融合基因的單菌落，應進行的操作是_。隨后再利用液體培養(yǎng)基將該單菌落菌株振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉化的侵染液。(3)剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時間的目的是_，進一步篩選后獲得轉基因油菜細胞，提取上述轉基因油菜的mRNA，在逆轉錄酶的作用下獲得cDNA，再依據(jù)_的DNA片段設計引物進行擴增，對擴增結果進行檢測，可判斷融合基因是否完成_。最后采用抗原抗體雜交法可檢測轉基因油菜植株中的融合基因是否成功表達。解析：(1)采用PCR技術擴增目的基因，利用的是DNA雙鏈復制的原理。轉運肽基因、酶D基因具有相同的酶切位點Cla，故用Cla和DNA連接酶處理兩個基因后可得到兩基因相連的融合基因。(2)利用農(nóng)桿菌轉化法導入目的基因，需要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的TDNA中，所以構建基因表達載體需要將上述的融合基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA中。重組Ti質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因，所以篩選含有融合基因的單菌落需要將獲得的農(nóng)桿菌接種在含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，再利用液體培養(yǎng)基將篩選得到的單菌落菌株振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉化的侵染液。(3)受體細胞是植物細胞時通常采用農(nóng)桿菌轉化法，故需剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時間，利用農(nóng)桿菌將融合基因導入油菜細胞。若融合基因完成轉錄，則提取轉基因油菜的mRNA，再逆轉錄獲得cDNA，cDNA可以在融合基因的引物作用下進行擴增，故可通過檢測擴增結果判斷融合基因是否完成轉錄。答案：(1)DNA雙鏈復制ClaDNA連接酶(2)TDNA將獲得的農(nóng)桿菌接種在含四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)(3)利用農(nóng)桿菌將融合基因導入油菜細胞融合基因轉錄5人外周血單核細胞能合成白細胞介素2(IL2)。該蛋白可增強機體免疫功能，但在體內(nèi)易被降解。研究人員將IL2基因與人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一個融合基因，在酵母菌中表達出具有IL2生理功能且不易降解的IL2HSA融合蛋白，技術流程如圖。請回答：(1)圖中過程的模板是_，表達載體1中的位點_應為限制酶Bgl的識別位點，才能成功構建表達載體2。(2)表達載體2導入酵母菌后，融合基因轉錄出的mRNA中，與IL2蛋白對應的堿基序列不能含有_，才能成功表達出IL2HSA融合蛋白。啟動子是_識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA。(3)培養(yǎng)人外周血單核細胞時，需要將溫度控制在_，此外還需要通入_(氣體)。(4)應用_技術可檢測酵母菌是否表達出IL2HSA融合蛋白。(5)如果基因表達載體2導入的是優(yōu)質(zhì)奶牛的受精卵細胞，經(jīng)胚胎培養(yǎng)后移入受體母牛子宮內(nèi)可以存活的生理學基礎是_。答案：(1)IL2的cDNAa(2)終止密碼子RNA聚合酶(3)37無菌的95%空氣和5%CO2(4)抗原抗體雜交(5)母牛子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應6(2018廣東肇慶模擬)“今又生”是我國為數(shù)不多的首創(chuàng)基因治療藥物之一，其本質(zhì)是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼裝得到的重組病毒。人的P53蛋白可對癌變前的DNA損傷進行修復，使其恢復正常，或誘導其進入休眠狀態(tài)或細胞凋亡，阻止細胞癌變。“今又生”的載體采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主細胞的基因組中，無遺傳毒性；載體經(jīng)基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制，不會污染。請回答下列問題：(1)在“今又生”的生產(chǎn)中，為了獲得更高的安全性能，在載體一般應具備的條件中，科學家選擇性地放棄了一般載體都應具有的_特點。檢測P53基因的表達產(chǎn)物，可以采用_技術。(2)如果要大量擴增P53基因，一般采用PCR技術，該技術中需使用一種特殊的酶：_。與體內(nèi)DNA復制相比較，PCR反應要在_中才能進行，并且要嚴格控制_條件。(3)如果要獲得胚胎干細胞進行研究，則胚胎干細胞可來源于囊胚的_，或胎兒的原始性腺；在培養(yǎng)時，細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_。如果想繼續(xù)培養(yǎng)則需要重新用_處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。解析：(1)根據(jù)題干信息“載體經(jīng)基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制”可知，在“今又生”的生產(chǎn)中，為了獲得更高的安全性能，科學家選擇性地放棄了具有復制原點的載體。檢測目的基因是否表達產(chǎn)生蛋白質(zhì)可采用抗原抗體雜交技術。(2)PCR技術是在較高溫度下進行的，因此該技術中需使用熱穩(wěn)定DNA聚合酶；與體內(nèi)DNA復制相比較，PCR反應要在一定的緩沖溶液中才能進行，并且要嚴格控制溫度等條件。(3)胚胎干細胞來源于囊胚的內(nèi)細胞團或胎兒的原始性腺；在培養(yǎng)時，細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。如果想繼續(xù)培養(yǎng)則需要重新用胰蛋白酶處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。答案：(1)自我復制抗原抗體雜交(2)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)一定的緩沖溶液溫度(3)內(nèi)細胞團接觸抑制胰蛋白酶7應用植物組織培養(yǎng)技術，不僅可實現(xiàn)種苗的快速繁殖，培育無病毒植株，也可加快作物及苗木育種。下面是培育柑橘耐鹽植株的實驗流程：莖段耐鹽植株回答下列問題：(1)愈傷組織是由離體的莖段經(jīng)_過程形成的，此時愈傷組織細胞_(填“具有”或“不具有”)細胞的全能性。(2)對愈傷組織進行了兩次處理，處理1中射線照射的目的是_，用射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是_；處理2中添加的物質(zhì)X為_。(3)植物組織培養(yǎng)技術也被廣泛應用于其他作物的育種中。在培育白菜甘藍、三倍體無子西瓜、農(nóng)桿菌轉化法獲得的抗蟲棉中，必須用到植物組織培養(yǎng)技術的是_。解析：(1)離體的莖段經(jīng)過脫分化過程可形成愈傷組織，此時愈傷組織具有未分化的特點，細胞依然具有較高的全能性。(2)圖中對愈傷組織進行了兩次處理，第一次處理是用射線照射誘發(fā)愈傷組織細胞發(fā)生基因突變。愈傷組織細胞分裂能力強，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生基因突變。第二次處理是抗鹽接種實驗，即在培養(yǎng)基中加入氯化鈉，適應一定濃度鹽的愈傷組織才可以生長，不適應的愈傷組織死亡。(3)作物育種研究中常用農(nóng)桿菌轉化法將含抗蟲基因的Ti質(zhì)粒導入植物體細胞中，再利用植物組織培養(yǎng)技術獲得抗蟲的農(nóng)作物。運用細胞工程培育白菜甘藍雜種植株，需要采用植物組織培養(yǎng)技術將雜種細胞培養(yǎng)成雜種植株。答案：(1)脫分化具有(2)誘發(fā)基因突變愈傷組織細胞分裂能力強，易誘發(fā)基因突變NaCl(或鹽)(3)白菜甘藍、抗蟲棉8如圖為植物體細胞雜交技術流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，其基因型分別是AA和BB。據(jù)圖分析回答：(1)經(jīng)過過程得到的是_，此過程中用到的試劑是_。(2)將若干a和b等量混合后轉移到培養(yǎng)基上培養(yǎng)，再經(jīng)過和，得到的c細胞可能的類型有_(用基因型表示)。(3)植物體細胞融合成功的標志是_，其產(chǎn)生與細胞內(nèi)_(細胞器)有關。(4)和過程分別是_，獲得的雜種植物有_個染色體組。(5)植物體細胞雜交與自然狀況下的雜交育種相比，前者的主要意義是_。解析：(1)過程是去除細胞壁，所以經(jīng)過過程得到的是原生質(zhì)體，此過程中用到的試劑是纖維素酶和果膠酶。(2)在融合培養(yǎng)基中含有五種類型的細胞(包括沒有發(fā)生融合的a和b細胞、自身融合的aa及bb細胞，以及二者融合的ab細胞)，結合題干信息可知c細胞的類型有AABB、AAAA、BBBB、AA、BB五種。(3)植物體細胞融合成功的標志是形成新的細胞壁，細胞壁的產(chǎn)生與細胞內(nèi)高爾基體有關。(4)過程是脫分化，過程是再分化，獲得的雜種植物有四個染色體組。(5)植物體細胞雜交與自然狀況下的雜交育種相比，前者的主要意義是克服遠緣雜交不親和的障礙。答案：(1)原生質(zhì)體纖維素酶和果膠酶(2)AABB、AAAA、BBBB、AA、BB(3)形成新的細胞壁高爾基體(4)脫分化和再分化四(5)克服遠緣雜交不親和的障礙9請回答下列關于生物工程的有關問題：(1)基因工程的核心是_；將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是_，將目的基因導入動物細胞最有效的方法是_。(2)植物體細胞雜交技術中，誘導原生質(zhì)體融合的化學方法一般是用_作為誘導劑來誘導細胞融合；動物細胞工程中_技術是其他動物細胞工程技術的基礎，動物細胞工程的一項重要應用是單克隆抗體的制備，與普通抗體相比單克隆抗體的最主要優(yōu)點是_。(3)胚胎工程中，為了獲得產(chǎn)奶量高的奶牛，要對性別進行鑒定，需要取樣囊胚期的_做DNA分析，若對囊胚進行胚胎分割，要注意_，否則影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。解析：(1)基因工程的核心是基因表達載體的構建；將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉化法，將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法。(2)植物體細胞雜交技術中，誘導原生質(zhì)體融合的化學方法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑；動物細胞培養(yǎng)技術是動物細胞工程中其他動物細胞工程技術的基礎；與普通抗體相比，單克隆抗體的最主要優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，并可大量制備。(3)胚胎工程中，要對性別進行鑒定，需要取樣囊胚期的滋養(yǎng)層做DNA分析，若對囊胚進行胚胎分割，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。答案：(1)基因表達載體的構建農(nóng)桿菌轉化法顯微注射法(2)聚乙二醇(PEG)動物細胞培養(yǎng)特異性強、靈敏度高，并可大量制備(3)滋養(yǎng)層將內(nèi)細胞團均等分割10單克隆抗體的制備過程如圖所示：(1)植物體細胞雜交和單克隆抗體制備，都應用了細胞融合技術，電激和聚乙二醇都可以誘導相應的細胞融合，在誘導動物細胞融合時，還可以用_。細胞融合的原理是_。(2)融合后的細胞，僅僅由兩個細胞互相融合的類型有_種，其中符合要求的細胞是_，其特點為_。(3)向動物體內(nèi)反復注射某種抗原，并從動物血清中分離出抗體，這種抗體與單克隆抗體相比，存在的缺點是_。由單克隆抗體技術研制成的“生物導彈”由兩部分構成，其中一部分被稱為“瞄準裝置”，它作用的原理是_，其特點為_。解析：(1)電激和聚乙二醇都可以誘導相應的細胞融合，在誘導動物細胞融合時，還可以用滅活的病毒誘導。細胞融合的原理是細胞膜的流動性。(2)融合后的細胞，僅僅由兩個細胞互相融合的類型有3種，其中符合要求的細胞是雜交瘤細胞，其特點為既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體。(3)向動物體內(nèi)反復注射某種抗原，并從動物血清中分離出抗體，這種抗體與單克隆抗體相比，存在的缺點是產(chǎn)量低、純度低、特異性差。由單克隆抗體技術研制成的“生物導彈”由兩部分構成，其中一部分被稱為“瞄準裝置”，它作用的原理是抗原與抗體雜交，其特點為特異性強。答案：(1)滅活的病毒誘導細胞膜的流動性(2)3雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體(3)產(chǎn)量低、純度低、特異性差抗原與抗體雜交特異性強