京津鲁琼专用版高考生物二轮复习专题六第二讲基因工程细胞工程与胚胎工程练习含解析.doc

基因工程、细胞工程与胚胎工程一、选择题1下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图(表示剪切点、切出的断面为黏性末端)：限制酶1：GATC，限制酶2：CATG，限制酶3：GGATCC，限制酶4：CCGCGG请指出以下哪项表达正确()A在使用限制酶的同时还需要解旋酶B限制酶1和3剪出的黏性末端相同C限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接解析：在使用限制性核酸内切酶时，是为了切割目的基因和运载体，不需要解旋酶解开双螺旋，A错误；限制性核酸内切酶1和3切出的黏性末端相同，都是CTAG，B正确；限制性核酸内切酶1、2识别的序列都是由4个含GATC碱基的脱氧核苷酸组成，限制酶3、4识别的序列是由6个脱氧核苷酸组成，依次是GGATCC和CCGCGG，C错误；限制性核酸内切酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是CTAG，后者是CATG，不能通过T4DNA连接酶拼接，D错误。答案：B2应用基因工程技术诊断疾病的过程中，必须使用基因探针才能检测疾病的目的。用基因探针诊断疾病所利用的原理是()ADNA分子能够自我复制B目的基因能够导入到受体细胞中C基因是有遗传效应的DNA片段DDNA分子杂交解析：基因探针检测致病基因时，是通过探针与目的基因进行碱基互补配对来检测是否含有该致病基因。原理是DNA分子杂交。答案：D3某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因与GFP基因连接获得了L1GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒，构建了真核表达载体P1，其局部结构和酶切位点的示意图如下，图中E1E4为四种限制酶。以下说法错误的选项是()A据图推断，在将甲插入质粒时，使用了E1和E4两种限制酶BGFP基因可以认为是标记基因C将P1转入体外培养的牛皮肤细胞，假设在该细胞中观察到了绿色荧光，那么说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了转录和翻译D为了获得含有甲的牛，需将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的正常卵细胞中，再进行体外培养、胚胎移植等解析：由题图可知，E1E4为四种限制酶，产生的黏性末端各不相同，L1GFP融合基因两侧是限制酶E1、E4的酶切位点。在将甲插入质粒时，使用了E1和E4两种限制酶，既保证了甲的完整，又防止了甲的自身环化，保证了甲与载体的正确连接，A正确；标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。GFP基因可表达出荧光蛋白GFP，该荧光蛋白在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，根据绿色荧光可以进行筛选，因此GFP基因是标记基因，B正确；将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，假设在该细胞中观察到了绿色荧光，那么说明该细胞中合成了荧光蛋白，进而说明目的基因(L1基因)已经表达，即在牛皮肤细胞中完成了遗传信息的转录和翻译过程，C正确；将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核的卵母细胞中，形成重组细胞，并促使其分裂发育为早期胚胎，再将早期胚胎植入代孕母牛的子宫中，由它孕育并产生含有甲的牛，D错误。答案：D4甲基对硫磷是常见的农药污染物。科研人员尝试改造并别离得到能够降解甲基对硫磷的微生物。以下操作中不必需的是()A构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体B将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌C用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌D提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量解析：要改造能够降解甲基对硫磷的微生物，需要构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体，A正确；将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌，是基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，B正确；甲基对硫磷是一种含碳农药，故用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌，C正确；目的基因的检测和鉴定应重点监测目的基因的插入与否及插入后的表达结果，可采用DNA分子杂交技术等手段，而非提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量，D错误。答案：D5甲、乙是严重危害某二倍体欣赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种，以下对相关操作及结果的表达，错误的选项是()A将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D经花粉离体培养获得的假设干再生植株均为二倍体解析：要获得转基因的抗甲或抗乙植株，需要构建基因表达载体(含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点)，再把基因表达载体导入受体细胞中，A正确；对转基因植株进行检测时，可以通过抗病接种实验进行个体水平的检测，B正确；对F1的花粉进行组织培养时，需要经过脱分化和再分化过程，其中生长素/细胞分裂素比例高时利于根的分化，比例低时利于芽的分化，C正确；经花粉离体培养获得的植株是单倍体，D错误。答案：D6甲、乙两不同物种植株均为二倍体纯种，甲植株高产、乙植株耐盐碱。现要利用这两种植株培育出既高产又耐盐的新品种，以下技术不可行的是()A利用植物体细胞杂交技术，可获得四倍体杂种目的植株B将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株C两种植株杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术可较快获得纯种的目的植株D诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株解析：甲、乙两种植株均为二倍体纯种，利用植物体细胞杂交技术，可获得满足要求的既高产又耐盐的四倍体新品种，A不符合题意；基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传特性，因此将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株，B不符合题意；甲、乙两植株之间存在生殖隔离，因此两者不能杂交，即使能杂交也不能产生可育后代，C符合题意；诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗(异源二倍体)，由于不存在同源染色体，故不能产生可育配子，但用秋水仙素处理可形成可育的既高产又耐盐的四倍体，D不符合题意。答案：C7科学家利用供体生物DNA中的无限增殖调控基因制备单克隆抗体过程如下。以下表达错误的选项是()A是经特定抗原免疫过的B淋巴细胞B经限制酶处理后的目的基因与载体的黏性末端相同C经检测和筛选后的，既能无限增殖又可分泌单克隆抗体D此种制备单克隆抗体的方法涉及转基因技术、核移植技术和动物细胞融合技术解析：代表受体细胞，要具有分泌抗体的能力，那么为已免疫的B淋巴细胞，A正确；在同一种限制性内切酶作用下，使无限增殖调控基因与质粒具有相同的黏性末端，B正确；是含有无限增殖调控基因的效应B细胞，既有无限增殖的能力，又能分泌特异性抗体，C正确；该过程涉及基因工程和动物细胞培养，但是没有动物细胞融合技术，D错误。答案：D8治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反响具有重要意义，简要流程如图。以下有关表达正确的选项是()A过程、分别应用了核移植技术和胚胎移植技术B细胞培养中需提供5%CO2，目的是调节细胞外液的渗透压C胚胎干细胞可来源于囊胚中的内细胞团，具有发育的全能性D将图中获得的组织器官移植给个体A，不会发生免疫排斥反响解析：是核移植技术，是早期胚胎培养，A错误；5%的CO2的作用是维持培养液的pH，B错误；胚胎干细胞来源于囊胚的内细胞团或原始性腺，具有发育的全能性，C正确；图中的重组细胞的细胞核来自个体B，因此将图中获得的组织器官移植给A个体，会发生免疫排斥，D错误。答案：C二、非选择题9人白细胞介素是一种重要的免疫活性调节因子。科研人员将人白细胞介素基因导入衣藻细胞的叶绿体基因组中并高效表达，该技术被称为叶绿体基因工程。请答复以下问题：(1)质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒作为运载体需具备的条件是_(需答出两点)。基因工程的操作工具中，除了运载体外，还需要_。(2)在构建基因表达载体时，应将目的基因插入_之间，表达载体上标记基因的作用是_。(3)植物叶肉细胞中能使目的基因表达的细胞器除了叶绿体外还有_。从基因工程与环境平安的角度分析，叶绿体基因工程的优点是_。解析：(1)质粒作为运载体必须具有一个或多个限制性酶切位点，具有标记基因，能在宿主细胞中稳定复制并保存等。基因工程常用的工具有运载体、限制酶和DNA连接酶等。(2)目的基因必须插入质粒上的启动子与终止子之间才能表达；基因表达载体上的标记基因可以用来鉴别受体细胞中是否有目的基因，从而筛选含目的基因的细胞。(3)叶绿体和线粒体中都含有少量的DNA和核糖体，可以进行基因的表达，因此将目的基因导入两者都可以表达出相关蛋白质。植物受粉时，叶绿体基因不会随着花粉进入受精卵，因此叶绿体基因工程可防止目的基因通过花粉扩散到环境中。答案：(1)具有一个或多个限制性酶切位点；具有标记基因；能在宿主细胞中稳定复制并保存限制酶和DNA连接酶(2)启动子和终止子鉴别受体细胞中是否有目的基因，从而将含目的基因的细胞筛选出来(3)线粒体可防止目的基因通过花粉扩散到环境中(或可防止基因污染环境)10(2022·江西上饶二模)口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗。请答复以下问题：(1)如图是VP1基因、农杆菌Ti质粒结构示意图，假设用以构建具有VP1基因的基因表达载体，还需要在质粒中插入_。(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，那么获得可重组到质粒的VP1基因必须用到_酶。要获得大量该VP1基因，可利用_技术进行扩增。(3)通常用BamH、Hind 两种限制酶切割VP1基因和Ti质粒的目的是_；要筛选出含有该目的基因表达载体的农杆菌，首先需要在含_的培养基上进行。(4)VP1基因应插入到农杆菌Ti质粒的T­DNA上，通过转化作用进入番茄细胞并插入到_，使VP1基因能够稳定存在并发挥作用。(5)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，要进行免疫效力的测定，具体方法是：将从转基因番茄叶片中提取的VP1蛋白注射到一定数量的豚鼠体内，每半个月注射一次，三次注射后检测豚鼠血液中产生的_数量，为了使结果可信，应设置空白对照组，注射_。解析：(1)构建具有VP1基因的基因表达载体还需要在质粒中插入启动子，启动子是RNA聚合酶的结合位点，能启动转录过程。(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，可以RNA为模板逆转录获得VP1基因；PCR技术可在体外大量扩增目的基因。(3)用限制酶BamH、Hind切割出的末端完全不同，这样可以防止目的基因、运载体自身环化，也能防止目的基因和运载体反向连接，即可以保证目的基因和质粒的定向连接；由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此要筛选出含有该目的基因表达载体的番茄细胞，首先需要在含卡那霉素的培养基上进行。(4)VP1基因应插入到农杆菌Ti质粒的T­DNA上，通过转化作用进入番茄细胞并插入到染色体DNA，使VP1基因能够稳定维持并发挥作用。(5)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，要进行免疫效力的测定，具体方法是：将从转基因番茄叶片中提取的VP1蛋白注射到一定数量的豚鼠体内，每半个月注射一次，三次注射后检测豚鼠血液中产生的VP1蛋白的抗体数量。为了使结果可信，应设置空白对照组，注射等量生理盐水。答案：(1)启动子(2)逆转录PCR(3)防止VP1基因、Ti质粒的自身环化卡那霉素(4)染色体DNA(5)VP1蛋白的抗体等量生理盐水11利用现代生物技术，科研人员对马铃薯的培育进行了研究，请答复相关问题：(1)培育马铃薯脱毒苗所依据的原理是_，该培育过程涉及_和_两个阶段。(2)研究马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。据图可知：茎尖越小，脱毒率_，成苗率_，培养脱毒苗茎尖的适宜大小为_。(3)假设想培育出“番茄马铃薯植株，运用传统有性杂交能否得到可育的杂种植株？为什么？_。(4)假设马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞内有n条染色体，那么“番茄马铃薯细胞在有丝分裂后期含_条染色体。解析：(1)培育马铃薯脱毒苗是对植物组织培养技术的应用，所依据的原理是植物细胞的全能性；该培育过程涉及脱分化和再分化两个阶段。(2)据图可知：茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低；培养脱毒苗茎尖的适宜大小为0.27 mm。(3)由于番茄和马铃薯属于两个不同物种，而不同种的植物存在生殖隔离，所以假设想培育出“番茄马铃薯植株，运用传统有性杂交不能得到可育的杂种植株。(4)假设马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞内有n条染色体，那么“番茄马铃薯细胞中含有(mn)条染色体，在有丝分裂后期含2(mn)条染色体。答案：(1)植物细胞的全能性脱分化再分化(2)越高越低0.27 mm(3)否(或不能)，不同种的植物存在生殖隔离(4)2(mn)12中国科学家成功突破了克隆猴这个世界生物学前沿的难题，率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型，实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑到“领跑的转变。据此答复以下问题：(1)克隆猴的诞生，表达了动物细胞的_具有全能性。相对于植物组织培养而言，动物尤其是高等动物的克隆比拟困难的原因是_。克隆过程中一般利用未受精的去核卵细胞作为受体细胞，原因是_。(2)克隆猴培养过程中需要用_酶处理使细胞从瓶壁上别离下来。为了提高动物细胞克隆形成率，可以选择适宜的培养基、添加_等天然成分，以滋养细胞支持生长。培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是_。克隆猴除了用到动物细胞工程的相关生物技术手段外，还必须用到_(答出两种技术)。解析：(1)克隆猴的诞生，表达了动物细胞的细胞核具有全能性。由于动物细胞难以脱分化，体细胞核内虽然有全套基因，但大局部基因在分化后就不再表达，很难被激活，因此动物尤其是高等动物的克隆比拟困难。卵细胞体积大，易操作，营养丰富，未受精的卵细胞的细胞质中含有激活体细胞的细胞核全能性的物质，所以克隆过程中一般利用未受精的去核卵细胞作为受体细胞。(2)动物细胞培养中需要用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上别离下来。培养过程中需添加动物血清等。动物细胞培养中添加CO2的作用是维持培养液的pH。克隆猴除了用到动物细胞工程的相关生物技术手段外，还必须用到胚胎工程中的早期胚胎培养、胚胎移植等技术。答案：(1)细胞核细胞难以脱分化，体细胞核内虽然有全套基因，但大局部基因在分化后就不再表达，很难被激活卵细胞体积大，易操作，营养丰富，未受精的卵细胞的细胞质中含有激活体细胞的细胞核全能性的物质(或未受精的卵细胞的细胞质易激发体细胞的细胞核全能性表达)(2)胰蛋白(或胶原蛋白)动物血清维持培养液的pH早期胚胎培养、胚胎移植技术13(2022·湖北黄冈模拟)以下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图答复：(1)胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的_或_，在对后者胚胎进行分割时，要特别注意将_均等分割，否那么会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物_的方法之一。(2)过程分割出的少量滋养层细胞常用来做性别鉴定，该技术常采用的方法是_。(3)通常胚胎干细胞(ES或EK细胞)可以从_或_中别离得到。ES细胞可以增殖，而不发生_。解析：(1)胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚；对处于囊胚期的胚胎进行分割时，要特别注意将内细胞团均等分割，否那么会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物无性繁殖(或克隆)的方法之一。(2)取滋养层细胞进行DNA分析性别鉴定，常用的方法是用基因探针进行DNA杂交。(3)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺；ES细胞在体外培养条件下可以只增殖不分化。答案：(1)桑椹胚囊胚内细胞团无性生殖(克隆)(2)DNA分子杂交(3)早期胚胎原始性腺分化- 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