2019版高考生物二轮复习 第一部分 专题十六 基因工程与细胞工程练习 新人教版.doc

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1、1专题十七专题十七 胚胎工程与生态工程胚胎工程与生态工程1(2016广东深圳调研)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。请回答下列问题：(1)转基因技术的核心步骤是_，完成该步骤所需要的酶有_。(2)将植物体细胞处理得到原生质体，再通过_或_法，将目的基因导入原生质体，使原生质体再生细胞壁之后，通过_技术培养可得到相应的转基因幼苗。(3)来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是_。(4)对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式_(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔分离定律

2、，不会随_(填“花粉”或“卵细胞”)传给后代，从而保持了_(填“父本”或“母本”)的遗传特性。解析：(1)转基因技术的操作分四步：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定，其中构建基因表达载体是核心步骤，需要用到限制酶和 DNA 连接酶。(2)将目的基因导入原生质体，可以用农杆菌转化法、基因枪法。原生质体再生细胞壁之后，通过植物组织培养技术培养可得到相应的转基因幼苗。(3)外源基因无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，原因是叶绿体 DNA 与原核生物 DNA 结构类似。(4)叶绿体转基因属于细胞质基因，不遵循孟德尔分离定律，受精卵的细胞质几乎全部来自于卵细胞

3、，所以叶绿体转基因不会随花粉传给后代，从而保持了母本的遗传特性。答案：(1)构建基因表达载体 限制酶和 DNA 连接酶 (2)农杆菌转化法 基因枪 植物组织培养 (3)叶绿体 DNA 与原核生物 DNA 结构类似 (4)不遵循 花粉 母本2(2017安徽安庆二模)将外源生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊的生长速度比一般绵羊提高 30%，体型增大 50%。回答下列问题：(1)外源生长激素基因除可以从基因组文库中获取外，还可通过以下途径合成：利用从供体动物的_细胞中提取的 mRNA，在_酶催化下合成；二是通过分析生长激素_的序列推测基因的结构，进而人工合成。这两种途径合成的生长激素基因_(填“是

4、”或“否”)一定相同，原因是_。(2)外源生长激素基因导入绵羊体内并成功表达，其核心步骤是_。(3)转基因绵羊胚胎的早期培养时添加血清的原因是_。为让移植胚胎容易成活，应对受体绵羊进行_处理。解析：(1)生长激素是垂体合成分泌的，故只有在垂体细胞中才能提取到生长激素基因转录形成的 mRNA，再在逆转录酶的催化作用下合成生长激素基因。也可以通过分析生长激素的氨基酸序列，推测出其对应 mRNA 中的碱基序列，进而推测出生长激素基因中的碱基序列，2最后人工化学合成。因为决定氨基酸的密码子具有简并性，因而这两种方法合成的生长激素基因结构不一定相同。(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。(3)因

5、为血清中含有细胞分裂、分化所必需的生长因子，早期胚胎进行培养时添加血清或血浆可促进胚胎细胞的分裂和分化。为让供体胚胎容易成活，需用一定的激素对受体进行同期发情处理。答案：(1)垂体 逆转录 氨基酸 否 一种氨基酸可能不止由一种密码子决定(密码子的简并性)(答案合理即可)(2)基因表达载体的构建(3)血清中含有细胞分裂、分化所必需的生长因子(答案合理即可) 同期发情3科学家将鱼的抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。回答下列相关问题：(1)在该过程中，研究人员首先获取目的基因，并采用_技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是：引物、酶、原料和_。(2)为了在番茄中获得抗冻蛋白必须将抗

6、冻蛋白基因连接在质粒中的_之后。(3)研究人员通常采用_法将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞内，通常采用_技术，在分子水平检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质。(4)抗冻番茄的获得要经过脱分化和再分化过程，通过脱分化过程形成_组织，该组织在再分化过程中细胞分裂的方式是_。解析：(1)在基因工程中，研究人员首先获取目的基因，并采用 PCR 技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是：引物、酶、原料和模板。(2)基因工程核心步骤的名称是基因表达载体的构建。为了在番茄中获得抗冻蛋白必须将抗冻蛋白基因连接在质粒中的启动子之后。(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，即采用农杆菌转化法将鱼

7、的抗冻蛋白基因导入番茄细胞内；通常采用抗原抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质。(4)抗冻番茄的获得要经过脱分化和再分化过程，通过脱分化过程形成愈伤组织，该组织在再分化过程中细胞分裂的方式是有丝分裂。答案：(1)PCR 模板 (2)启动子 (3)农杆菌转化 抗原抗体杂交(4)愈伤 有丝分裂4为增加油菜种子的含油量，科研人员将酶 D 基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)研究人员采用 PCR 技术获取酶 D 基因和转运肽基因，该技术是利用_的原理，使相应基因呈指数增加。所含三种限制酶(Xba、Cla、Sac)的切点如图所示，则用3

8、_和_处理两个基因后，可得到酶 D 基因和转运肽基因的融合基因。(2)将上述融合基因插入上图所示 Ti 质粒的_中，构建基因表达载体并导入农杆菌中。为了获得含融合基因的单菌落，应进行的操作是_。随后再利用液体培养基将该单菌落菌株振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间的目的是_，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，提取上述转基因油菜的 mRNA，在逆转录酶的作用下获得 cDNA，再依据_的 DNA 片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成_。最后采用抗原抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。解析：(1)采用 PCR 技术

9、扩增目的基因，利用的是 DNA 双链复制的原理。转运肽基因、酶 D基因具有相同的酶切位点Cla，故用Cla和 DNA 连接酶处理两个基因后可得到两基因相连的融合基因。(2)利用农杆菌转化法导入目的基因，需要将目的基因插入农杆菌 Ti 质粒的 TDNA 中，所以构建基因表达载体需要将上述的融合基因插入 Ti 质粒的 TDNA 中。重组Ti 质粒上有四环素抗性基因，所以筛选含有融合基因的单菌落需要将获得的农杆菌接种在含有四环素的固体培养基上培养，再利用液体培养基将筛选得到的单菌落菌株振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(3)受体细胞是植物细胞时通常采用农杆菌转化法，故需剪取油菜的叶片放入侵染液中一

10、段时间，利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞。若融合基因完成转录，则提取转基因油菜的 mRNA，再逆转录获得 cDNA，cDNA 可以在融合基因的引物作用下进行扩增，故可通过检测扩增结果判断融合基因是否完成转录。答案：(1)DNA 双链复制 Cla DNA 连接酶(2)TDNA 将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞 融合基因 转录5如图是植物细胞杂交过程示意图，请据图回答：(1)植物体细胞杂交的第步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。目前此步骤最常用的方法是酶解法，也就是在温和的条件下用_等分解植物的细胞壁。(2)人工诱导过程原生质体融合的物理方法

11、是：利用_(至少写出两种)等促使原生质体融合；化学方法是用_等试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合与植物原生质体融合的诱导方法类似，动物细胞的融合还常用到_作为诱导剂。(3)表示融合后的原生质体再生细胞壁，新细胞壁的产生与细胞内_(细胞器)有密切关系。4(4)图中过程表示_，过程表示_，由杂种细胞培育成杂种植株所依据的原理是_。(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值，其突出的优点是_。解析：(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶解法就是在温和的条件下用纤维素酶、果胶酶等分解植物的细胞壁。(2)人工诱导原生质体融合的物理方法有离心、振动、电激等；化学方法是用聚乙二醇等试剂作为诱

12、导剂诱导融合；动物细胞的融合还可用灭活的病毒作为诱导剂。(3)细胞内的高尔基体与植物细胞壁的形成有关。(4)图中过程表示脱分化，过程表示再分化，由杂种细胞培育成杂种植株所依据的原理是植物细胞的全能性。(5)植物体细胞杂交突出的优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)纤维素酶、果胶酶 (2)离心、振动、电激 聚乙二醇 灭活的病毒 (3)高尔基体 (4)脱分化 再分化 植物细胞的全能性 (5)克服远缘杂交不亲和的障碍6(2017东北三省四市联合体二模)如图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单克隆抗体的实验研究。据图回答相关问题：(1)过程实施前需将诱导基因与_相连接构建_，在导入小鼠成纤

13、维细胞时一般采用_法导入，此步骤中用到的工具酶有_。(2)过程的实质是_。甲细胞是_细胞，乙细胞是_细胞。(3)过程一般用_诱导，丙细胞的特点是_。解析：(1)基因工程操作过程中需要将目的基因与运载体连接构建基因表达载体，将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。基因工程中的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶。(2)过程是干细胞的分化过程，实质是基因的选择性表达。由图可知，病毒注入小鼠体内获得的乙细胞是浆细胞(已免疫的 B 细胞)，所以甲是骨髓瘤细胞。(3)诱导动物细胞融合用灭活的病毒或 PEG，丙细胞是杂交瘤细胞，其特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。答案：(1)载体 基因表达载体 显微注

14、射 限制酶、DNA 连接酶(2)基因的选择性表达 骨髓瘤 B(淋巴) (3)灭活的病毒(或聚乙二醇) 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体7(2017山西康杰中学模拟)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞异常凋亡有关。Bcl2 基因是细胞凋亡抑制基因，用 PCR 技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。5请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞，早期胚胎移入受体子宫继续发育，经桑椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。(2)在 PCR 过程中可检测出 cDNA 中Bcl2 cDNA 的分子数，进而计算总 mRNA 中Bcl2

15、mRNA 的分子数，从而反映出Bcl2 基因的转录水平。图中 X 表示_过程。在 PCR 过程中利用_技术可检测出 cDNA 中Bcl2 cDNA 的分子数。(3)该过程所涉及的现代生物技术有早期胚胎培养、胚胎移植、_和_。(4)目前使用的供体细胞一般都选择传代 10 代以内的细胞，原因为_。解析：(1)图中卵母细胞是受体细胞，良种猪的体细胞是供体细胞提供细胞核，形成重组细胞；早期胚胎发育经桑椹胚、囊胚和原肠胚，最终形成克隆猪。(2)mRNAcDNA 的过程表示反转录过程。在 PCR 过程中利用 DNA 分子杂交技术可检测出 cDNA 中Bcl2 cDNA 的分子数。(3)据图分析，该过程利用

16、的技术有早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养和核移植技术。(4)供体细胞一般都选择传代 10 代以内的细胞，原因是传代 10 代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。答案：(1)体 原肠(2)反转录 DNA 分子杂交(3)动物细胞培养 核移植技术(4)传代 10 代以内的细胞保持正常的二倍体核型8(2016高考全国卷)某一质粒载体如图所示，外源 DNA 插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH 酶切后，与用BamH 酶切获得的目的基因混合，加入 DNA 连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌

17、。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。6(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_；并且_和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。(3)基因工程中，某些噬菌体

18、经改造后可以作为载体，其 DNA 复制所需的原料来自于_。解析：(1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA 片段(基因)插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体 DNA 上，随染色体 DNA 进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择；等等。(2)在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，二者也不能区分。若要将含

19、有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。(3)某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其 DNA 复制所需的原料来自于受体细胞。答案：(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素(3)受体细胞9(2015高考全国卷)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305 个氨基酸组成。如果将 P 分子中 158 位的丝氨酸变成亮氨酸，240 位的谷氨酰胺

20、变成苯丙氨酸，那么改变后的蛋白质(P1)不但保留 P 的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_进行改造。(2)以 P 基因序列为基础，获得 P1基因的途径有修饰_基因或合成_基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_和_，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得的基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。解析：(1)根据题意，P 蛋白改变了氨基酸的

21、序列后，蛋白质的结构发生改变，从而导致蛋7白质 P 的功能发生变化，因此若要改变蛋白质的功能，可考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造。(2)该小题可从蛋白质工程的操作入手，蛋白质工程的操作流程是进行相关基因修饰或基因合成。中心法则内容包括：答案：(1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA 和 RNA(或遗传物质) DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质(或转录、逆转录、翻译) (3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能10(2017高考江苏卷)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净

22、化处理。PCR 扩增过程示意图如下，请回答下列问题：(1)从高表达 MT 蛋白的生物组织中提取 mRNA，通过_获得_用于 PCR 扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物 1 和引物 2)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的_位点。设计引物时需要避免引物之间形成_，而造成引物自连。(3)图中步骤 1 代表_，步骤 2 代表退火，步骤 3 代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。(4)PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏_的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但_的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果 PCR 反应得不到任何

23、扩增产物，则可以采取的改进措施有_(填序号：升高退火温度 降低退火温度 重新设计引物)。解析：本题主要考查目的基因的获取及 PCR 技术的有关知识。(1)依据题中表述现象分析，mRNA 合成目的基因的过程应为逆转录过程，由 mRNA 直接逆转录形成的 DNA 为 cDNA。(2)构建重组质粒时需要限制酶和 DNA 连接酶，因此推测在引物中需要增加适当的限制酶识别的位点。设计引物时需要注意避免引物 1 和引物 2 之间形成碱基互补配对。(3)图中步骤 1 代8表变性。(4)退火温度过高会破坏引物与模板的碱基互补配对。由于含 G/C 碱基对多的 DNA稳定性强，因此在 PCR 过程中设置的温度应视 G/C 的含量而定。(5)温度过高不利于引物与模板结合；引物设计不合理也会影响 PCR 扩增反应。答案：(1)逆转录 cDNA(2)限制性核酸内切酶 碱基互补配对(3)变性(4)引物与模板 GC 含量高(5)