高三生物二轮复习课时作业17基因工程(含PCR技术)与细胞工程.pdf

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1、精品教案可编辑课时作业 17 基因工程(含 PCR 技术)与细胞工程1(2016广州市考前训练)如图为人类对克隆羊技术的拓展及应用的设想。请据图回答问题：(1)图中所涉及的现代生物技术有_等(至少写三个)。(2)若利用图中过程最终获得婴儿说明_ 具有全能性，两个婴儿性状与_ 基本相同。(3)使用培养基进行重组细胞培养时，通常要加入 _ 等天然成分，为防止培养过程中杂菌污染，通常要在细胞培养液中添加一定量的_。培养过程中通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含_ 的混合气体的培养箱中进行培养。(4)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用 _ 处理内细胞团，使之分散成单个细胞。(5)胚胎

2、干细胞在形态上具有的特点是_。答案(1)核移植、胚胎移植、动物细胞培养(2)动物细胞核原型男人(3)血清(或血浆)抗生素95%空气加 5%CO2(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)(5)体积小，细胞核大，核仁明显解析(1)图中所涉及的现代生物技术有核移植、胚胎移植、动物细胞培养等。(2)克隆婴儿说明动物细胞核具有全能性，两个婴儿的细胞核来自于原型男人，因此性状与原型男人基本精品教案可编辑相同。(3)重组细胞培养时通常要加入血清(或血浆)等天然成分；在细胞培养液中添加一定量的抗生素，防止培养过程中杂菌污染。培养过程中通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含 95%空气加 5%CO2的混合气体的培养箱中进

3、行培养，其中 95%空气是细胞代谢必需的，5%的 CO2维持培养液的pH 值。(4)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理内细胞团，使之分散成单个细胞。(5)胚胎干细胞在形态上具有的特点是体积小，细胞核大，核仁明显。2(2016淄博市一模)利用生物工程技术，可从转基因奶山羊乳汁中分离获得人凝血因子，用于血友病的治疗。请回答下列问题：(1)根据凝血因子基因上游和下游的碱基序列，可用 _ 技术获取并扩增基因。构建该基因表达载体时，所用到的工具酶是_，该基因表达载体中，凝血因子基因的上游和下游分别是 _。(2)将目的基因表达载体导入奶山羊受精卵的常用方法是_。

4、受体细胞选用受精卵的优点是细胞大易操作、营养物质含量高和_。(3)在体外胚胎培养时，应选用囊胚的_ 进行 DNA 分析，用于选择雌性胚胎。此期的胚胎也适于胚胎分割移植，此技术的优点是_。(4)人凝血因子是一种胞外酶，该蛋白的加工是在_ 等细胞器上进行的。人凝血因子只在乳腺细胞合成的原因是_。答案(1)PCR 限制性核酸内切酶和DNA 连接酶启动子和终止子(2)显微注射法细胞全能性高(3)滋养层细胞充分发挥雌性动物的生殖潜力(快速大量繁殖)(4)内质网、高尔基体基因的选择性表达解析(1)可利用 PCR 技术扩增目的基因；构建该基因表达载体时，通常用同种限制酶切割含有目的基因的DNA 和运载体，再

5、用DNA 连接酶将目的基因与切开的运载体连接起来，因此所用到的工具酶是限制酶和DNA 连接酶。凝血因子基因为目的基因，在基因表达载精品教案可编辑体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端。(2)显微注射技术是将目的基因导入动物细胞常用的方法；受精卵的优点是：细胞全能性最高，细胞大易操作、营养物质含量高。(3)在体外胚胎培养时，可取囊胚的滋养层细胞做DNA 分析性别鉴定。胚胎分割有利于提高胚胎的利用率，胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)分泌蛋白是在内质网、高尔基体等细胞器上加工的；基因的选择性表达使人凝血因子只在乳腺细胞合成。3(2016衡水中学二模)2015年，屠

6、呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。(1)提取了高产植株的全部DNA 后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR 技术，该技术的原理是 _。(2)如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA 片段，用该双链cDNA进行 PCR扩增，进行了 30 个循环后，理论上可以产生约为_ 个 DNA 分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群

7、就叫做青蒿的_，获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列_(填“相同”或“不同”)。(3)将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表达载体，图 1、2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答：用 图 中 的 质 粒 和 外 源DNA构 建 重 组 质 粒，不 能 使 用Sma 切 割，原 因 是_，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是_ 识别结合位点。精品教案可编辑(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取_ 技术。目的基因导入组织细胞后，通过 _ 技术培育出青蒿幼苗。答案(1)DNA双链复制(2)230cDNA 文库(或部分基因文库)不同(3)Sma会破坏质粒的

8、抗性基因及外源DNA 中的目的基因RNA 聚合酶(4)抗原抗体杂交植物组织培养解析(1)PCR 技术的原理是DNA双链复制，可在体外实现DNA的大量扩增。(2)如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA 片段，用该双链cDNA 进行 PCR 扩增，进行了 30 个循环后，理论上可以产生约为230个 DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的部分基因文库(cDNA文库)，获得的 cDNA 与青蒿细胞中该基因碱基序列不同。(3)用图中的质粒和外源DNA 构建重组质粒，不能使用Sma切割，原因是Sma会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因，构建好的重组

9、质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是RNA 聚合酶识别结合位点。(4)检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取抗原抗体杂交技术。目的基因导入组织细胞后，通过植物组织培养技术培育出青蒿幼苗。4(2016唐山市二模)生物选修3：现代生物科技专题科研人员为了判定人体中某两个基因是否在同一条染色体上，做了人鼠细胞融合实验。人鼠融合细胞在细胞增殖过程中会随机地丢失人的染色体(人染色体数46 条，鼠染色体数60 条)，选出保留要研究的人染色体的融合细胞，测定其是否出现待测基因的表现型(已知这些性状都是小鼠细胞所没有的)，从而判断待测基因所属的染色体。请回答：(1)人鼠细胞融合常用的生物融合诱导剂

10、是_，融合过程体现了细胞膜的_ 性。(2)如果仅考虑两两融合的细胞，融合体系中除含有人鼠融合细胞外，可能还有_、_。(3)细胞融合后的增殖方式是_，一个人鼠融合细胞，在不分裂时染色体数目最多是 _ 条。精品教案可编辑(4)有五个人鼠融合细胞株A、B、C、D、E，分别测得甲、乙、丙、丁四种表现型，结果如下：保留的人染色体测定的性状123甲乙丙丁细胞株ABCDE注：表示保留的染色体或具有某一性状，表示没有。实验表明：控制_ 两个性状的基因都在人的2 号染色体上。(5)若想制备单克隆抗体，需要用已免疫的_ 细胞和骨髓瘤细胞融合。答案(1)灭活的(仙台)病毒流动(2)人人融合细胞鼠鼠融合细胞(3)有丝

11、分裂106(4)甲、丙(5)B解析(1)动物细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。植物原生质体融合的诱导方法有物理法和化学法，而诱导动物细胞融合的方法有物理法、化学法和生物法，因此与植物原生质体融合过程相比，过程A 特有的诱导方法是生物法，即用灭活的病毒处理。(2)如果仅考虑两两融合的细胞，融合体系中除含有人鼠融合细胞外，可能还有人人融合细胞、鼠鼠融合细胞。(3)细胞融合后的增殖方式是有丝分裂，一个人鼠融合细胞，在不分裂时染色体数目最多是人的染色体数目鼠的染色体数目46 60 106。(4)分析表格可知：B 组有鼠的全部染色体和人的1 号染色体，具有乙、丁性状；D 组只有鼠的全部染色体，具有

12、丁性状，可见丁性状在鼠的染色体上，人的 1 号染色体上含有控制乙性状的基因；C 组有鼠的全部染色体和人的2 号染色体，具有甲、丙、丁性状；可见人的2 号染色体上含有控制甲、精品教案可编辑丙性状的基因；(5)若想制备单克隆抗体，需要用已免疫的B 细胞和骨髓瘤细胞融合。5(2016洛阳市考前练习四)如图所示为细胞融合技术的一些过程，请据图回答：(1)如果 A、B 细胞为植物细胞，植物细胞在细胞融合前，可先除去_，余下的部分可称为 _。这一步骤中若用酶解法，所使用的酶是()A多肽酶B淀粉酶C纤维素酶D脂肪酶(2)若 A、B 是动物细胞，一般取自幼龄动物细胞或胚胎，然后用_ 使其分散开来；A、B 到

13、C 的过程中常用的但不能用于植物细胞培养的手段是_，所形成的D 称为_。(3)若该过程是制备单克隆抗体，A 为小鼠浆细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了 _。获得杂交瘤细胞后，常用的扩大培养方法是培养基中体外培养和注入_培养。答案(1)细胞壁原生质体C(2)胰蛋白酶灭活的病毒诱导杂交细胞(3)相应的抗原小鼠腹腔解析(1)植物细胞在细胞融合前，可先除去细胞壁，余下部分称为原生质体，因为植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可以纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)若 A、B 细胞为动物细胞，一般取自动物胚胎或出生不久的幼年动物的组织或器官，然后用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将其分散开。由 A、B 到

14、 C 的过程中，采用的不同于植物细胞融合的手段是生物法：如灭活病毒。所形成的D 称为杂交细胞。(3)若该过程是制备单克隆抗体，A 为小鼠浆细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了相应的抗原，获得杂交瘤细胞后，常用的扩大培精品教案可编辑养方法是培养基中体外培养和注入小鼠腹腔培养。6(2016怀化市二模)如图是植物细胞杂交过程示意图，请据图分析完成下列问题：(1)步骤是 _，最常用的方法是_。(2)步骤一般常用的化学试剂是_，目的是 _。(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是_，其中步骤相当于 _，步骤相当于_。(4)植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，这项研究对于

15、培养作物新品种方面的重大意义在于 _。答案(1)去壁过程纤维素酶、果胶酶处理(酶解法)(2)聚乙二醇(PEG)诱导细胞融合(3)植物组织培养技术脱分化再分化(4)克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本范围解析(1)步骤是去壁过程，常用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理。(2)步骤是人工诱导原生质体融合的过程，常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)。(3)将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，图中相当于脱分化过程，相当于再分化过程。(4)植物体细胞杂交技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本范围。7 Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES 细胞)对 Rag2基

16、因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：精品教案可编辑(1)步骤中，在核移植前应去除卵母细胞的_。(2)步骤中，重组胚胎培养到_ 期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。(3)步骤中，需要构建含有基因Rag2的表达载体。可以根据Rag2基因设计引物，利用 PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind和Pst限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有_ 酶的酶切位点。该基因表达载体上除含Rag2基因外，还应含有_(至少写出两个)。用 _ 方法将基因表达载体导入ES 细胞。(4)为检测Rag2基因的表达情况，利用_ 原理，可提取小鼠骨髓细胞的

17、_，用抗 Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。答案(1)细胞核(2)囊胚(3)Hind和Pst启动子、终止子、标记基因、复制原点显微注射(4)抗原抗体杂交(分子杂交)蛋白质解析(1)核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。(2)内细胞团位于囊胚中，所以重组胚胎培养到囊胚期。(3)Rag2基因是利用限制酶Hind和Pst切割获得的，所以表达载体应具有Hind和Pst的酶切位点。基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、复制原点、目的基因(Rag2基因)。将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。(4)基因表达的产物是蛋白质，所以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质

18、进行抗原抗体杂交。精品教案可编辑8(2016菏泽市二模)生物选修3：现代生物科技专题凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达。下图是基因工程中获得的基因和构建重组质粒过程，请回答有关问题：(1)分 析 上 图 可 知，构 建 重 组 质 粒(如 图 所 示)最 好 选 用 _限 制 酶，理 由 是_。(2)工业生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，将目的基因导入大肠杆菌或芽孢杆菌前所做的处理方法是_。现在生产凝乳酶多采用重组毛霉或重组酵母菌，毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是_。(3)研究发现，如果将该凝乳酶20 位

19、和 24 位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍。科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是_，该生物工程技术的实质是 _。(4)转基因技术和细胞工程在动植物中都有广泛应用，但是胚胎工程只是指对动物的_所进行的多种亚显微操作和处理技术。答案(1)BamHI 和Pst提高重组 DNA的比例(防止自身的黏性末端连接或防止目的基因与载体反向连接)(2)用钙离子处理细胞，使之转化为感受态细胞含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰(3)蛋白质工程基因工程的延伸(或在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程)(4)配子或早期胚胎解析(1)限制酶不能破坏目的基因，也不能破坏质粒上的标记基

20、因，且应该用不同的限制精品教案可编辑酶进行切割，以防止自身的黏性末端连接或防止目的基因与载体反向连接，所以构建图示的重组质粒应该选择BamH和Pst。(2)基因工程中，将目的基因导入大肠杆菌等微生物细胞时，需要用氯化钙处理大肠杆菌，使之转化为感受态细胞，便于目的基因的导入。毛霉或酵母菌含有的内质网和高尔基体可对蛋白质进行加工和修饰，所以生产凝乳酶多采用毛霉或酵母菌作为受体细胞。(3)根据题意分析，通过改造凝乳酶的氨基酸，提高了其催化功能，利用的是蛋白质工程，该过程的实质是基因工程的延伸，又称为第二代基因工程。(4)胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种亚显微操作和处理技术。9近十年来

21、，PCR 技术(聚合酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是利用 DNA 半保留复制，在试管中进行DNA 的人工复制(如下图所示)，在很短的时间内，将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)加热使 DNA 双链打开，这一步是打开_ 键，称为 _，在细胞中是在_酶的作用下进行的。(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在 DNA 聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成两个DNA 分子，此过程中原料是_，遵循的原则是_。(3)“PCR”技术的必需条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的 _ 和_。(4)通过“PCR”技术使DNA 分子大量复制，若将一个用15N 标记的 DNA 分子放入试管中，以14N 标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制4 次之后，则15N 标记的 DNA 分子占全部DNA分子总数的比例为_。答案(1)氢解旋解旋精品教案可编辑(2)脱氧核苷酸碱基互补配对原则(3)温度酸碱度(4)1/8