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1、專題突破練18 基因工程和細(xì)胞工程
1.胰島素是人體內(nèi)唯一一種能降低血糖的激素,對(duì)于糖尿病的治療具有重要的意義,胰島素基因在人體細(xì)胞內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯形成的胰島素原需要經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工才能形成胰島素。如圖是運(yùn)用基因工程技術(shù)制備胰島素的部分流程圖,據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題。
(1)①過(guò)程表示從 (填“胰島A細(xì)胞”“胰島B細(xì)胞”或“胰島A細(xì)胞和胰島B細(xì)胞”)中獲取胰島素基因相應(yīng)mRNA,原因是 。?
(2)②過(guò)程需要的酶是 ,得到的胰島素基因可以通過(guò) (
2、填技術(shù)的中文名稱)進(jìn)行擴(kuò)增,該技術(shù)除可以將目的基因大量擴(kuò)增外,還可以用于從DNA分子上獲取目的基因,至少需要循環(huán) 次,才能得到目的基因。?
(3)③過(guò)程需要用到的酶是 ,A除含有胰島素基因外,還應(yīng)有 ,以便進(jìn)行目的基因的鑒定與選擇。?
(4)④過(guò)程需用 處理大腸桿菌,使其成為 ,以便從周圍環(huán)境中吸收DNA分子。為了檢測(cè)胰島素基因是否在受體大腸桿菌中成功表達(dá),可采用 技術(shù)。?
(5)通過(guò)圖示過(guò)程得到的是 (填“胰島素”或“胰島素原”),原因是
3、 。?
2.研究人員將乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因轉(zhuǎn)入番茄幼葉細(xì)胞中,獲得能產(chǎn)生乙肝疫苗的番茄植株?；卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增HBsAg基因時(shí),目的基因DNA受熱變性后的單鏈與引物互補(bǔ)序列結(jié)合,在 酶的作用下進(jìn)行延伸。設(shè)計(jì)的引物含有ClaⅠ酶切位點(diǎn)和SacⅠ酶切位點(diǎn),用作載體的DNA分子 (填“含有”或“不含有”)ClaⅠ酶切位點(diǎn)和SacⅠ酶切位點(diǎn),理由是 。?
(2)將HBsAg基因?qū)敕延兹~細(xì)胞最常用的方法是
4、 ,該方法可以使目的基因插入到細(xì)胞中 的DNA上。?
(3)可利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因番茄植株,該技術(shù)利用的原理是? 。?
(4)通過(guò)電鏡對(duì)番茄果實(shí)提取物進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)了HBsAg顆粒,說(shuō)明目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后 。用獲得的轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)飼喂小鼠,如果在小鼠血清中檢測(cè)到 ,說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物疫苗可口服。?
3.利用雄性不育系生產(chǎn)雜種一代較為經(jīng)濟(jì)、有效,該方法在水稻、玉米、油菜等作物中應(yīng)用廣泛。芥菜是我國(guó)著名的蔬菜之一,育種工作者運(yùn)
5、用基因工程將煙草TA29花藥絨氈層特異啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)下的核糖核酸酶Barnase基因?qū)虢娌思?xì)胞中,獲得徹底敗育的雄性不育植株。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)基因工程中獲取Barnase基因的方法有 、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。利用PCR擴(kuò)增目的基因時(shí),一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán),每次循環(huán)可以分為變性、 和 三步。?
(2)將獲取的Barnase基因轉(zhuǎn)入芥菜細(xì)胞的常用方法為 ,Barnase基因需插入到Ti質(zhì)粒的 上,該重組質(zhì)粒還必須含有 ,用于鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。?
(3)檢測(cè)Barnase基因在轉(zhuǎn)基因
6、芥菜植株中是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的方法是 ,請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出該方法的實(shí)驗(yàn)思路: 。?
4.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程如圖所示。蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲(chóng)基因(陰影表示)與質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等限制酶的切割位點(diǎn)(箭頭所示),質(zhì)粒上還有唯一標(biāo)記基因——抗卡那霉素基因(陰影表示)。有人通過(guò)實(shí)驗(yàn),獲得的農(nóng)桿菌細(xì)胞有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌細(xì)胞有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的
7、重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。請(qǐng)據(jù)此回答下列問(wèn)題。
(1)構(gòu)建含抗蟲(chóng)基因的重組質(zhì)粒A時(shí),應(yīng)選用的限制酶是 ,對(duì) 進(jìn)行切割。?
(2)若抗蟲(chóng)蛋白分子是由m條肽鏈組成的,控制其合成的基因含n個(gè)堿基對(duì),氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為g,則抗蟲(chóng)蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量最大約為 (不考慮終止密碼)。?
(3)如果用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種農(nóng)桿菌中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的農(nóng)桿菌是不能區(qū)分的,其原因是 ;并且 的農(nóng)桿菌也是不能區(qū)分的,其原因是
8、 。?
5.下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過(guò)程示意圖。
(1)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作為標(biāo)記基因,只有含 的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。上圖為獲得抗蟲(chóng)棉技術(shù)的流程。A過(guò)程需要的酶有 、 。圖中將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞采用的方法是 。C過(guò)程的培養(yǎng)基除含有必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外,還必須加入 。?
(2)離體棉花葉片組織經(jīng)C、D、E成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植株,此過(guò)程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是
9、 ,該技術(shù)的原理是 。?
(3)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的具體方法是使用 與提取出的 做分子雜交。?
(4)科學(xué)家將植物細(xì)胞培養(yǎng)到 階段,再包上人工種皮,制成了神奇的人工種子,以便更好地大面積推廣培養(yǎng)。?
6.1971年,美國(guó)化學(xué)家從紅豆杉樹(shù)皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇,從此,國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)珍稀植物——紅豆杉遭受了掠奪式的砍伐。為拯救紅豆杉,同時(shí)獲得紫杉醇,科研小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)選用莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)的目的是 ,誘導(dǎo)莖尖分生組
10、織形成愈傷組織的過(guò)程叫 。利用愈傷組織誘導(dǎo)形成的胚狀體經(jīng)人工薄膜包裝后就可得到 。?
(2)莖尖分生組織細(xì)胞具有全能性的原因是? 。?
在生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性,原因是?? 。?
(3)現(xiàn)有植物甲中提取的物質(zhì)X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小組欲獲得既能產(chǎn)生紫杉醇又能產(chǎn)生物質(zhì)X的植株,可利用 技術(shù)獲得雜種植株。該方法首先要利用 除去細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體,再經(jīng) (試劑)誘導(dǎo)融合形成雜種細(xì)胞。?
7.制備單克隆抗體的過(guò)程中要用到動(dòng)物細(xì)胞融合和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技
11、術(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)制備單克隆抗體的過(guò)程中,需要給小鼠注射特定的抗原蛋白,這一操作的目的是 。動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇(PEG)、電激、 等。?
(2)制備單克隆抗體的過(guò)程中,誘導(dǎo)細(xì)胞融合后,需用特定的選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,其目的是 。為了獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞,還需要進(jìn)行 ,再經(jīng)多次篩選即可。?
(3)在體外培養(yǎng)所獲得的細(xì)胞時(shí),通常將細(xì)胞置于含 的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng);另外,應(yīng)
12、定期更換培養(yǎng)液,其目的是 。如圖是血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞體外培養(yǎng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,據(jù)圖可知,培養(yǎng)基中是否補(bǔ)充血清對(duì) 細(xì)胞的培養(yǎng)影響較大。?
(4)制備的單克隆抗體可用于基因工程中檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá),這利用的原理是 。?
參考答案
專題突破練18 基因工程和
細(xì)胞工程
1.答案 (1)胰島B細(xì)胞 胰島素基因只在胰島B細(xì)胞中表達(dá),只有胰島B細(xì)胞中有胰島素基因相應(yīng)mRNA
(2)逆轉(zhuǎn)錄酶 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 三
(3)限制酶和DNA連接酶 標(biāo)記基因
13、
(4)Ca2+ 感受態(tài)細(xì)胞 抗原—抗體雜交
(5)胰島素原 大腸桿菌是原核生物,細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無(wú)法對(duì)胰島素原進(jìn)行加工和修飾,故只能得到胰島素原,無(wú)法得到有活性的胰島素
2.答案 (1)熱穩(wěn)定DNA聚合 含有 供HBsAg基因插入載體DNA中
(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 染色體
(3)具有某種植物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能(植物細(xì)胞具有全能性)
(4)可以維持穩(wěn)定和表達(dá) 抗乙肝病毒的抗體
3.答案 (1)從基因文庫(kù)中獲取 復(fù)性 延伸
(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 T-DNA 標(biāo)記基因
(3)(DNA—RNA)分子雜交技術(shù) 從轉(zhuǎn)基因芥菜中提取出mRNA,在
14、含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作標(biāo)記,以此作為探針,與mRNA雜交,檢測(cè)是否出現(xiàn)雜交帶(合理即可)
4.答案 (1)SmaⅠ、ApaⅠ 目的基因(或含抗蟲(chóng)基因的DNA)、質(zhì)粒
(2)ng/3-18(n/3-m)
(3)二者均不含有卡那霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng) 含有質(zhì)粒載體、重組質(zhì)?！《呔锌敲顾乜剐曰?在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)
5.答案 (1)卡那霉素抗性基因 限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 卡那霉素
(2)植物組織培養(yǎng) 細(xì)胞全能性
(3)標(biāo)記的目的基因 mRNA分子
(4)胚狀體
6.答案 (1)獲得脫毒苗 脫分化 人工種子
(2)莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全部遺傳信息 在特定的時(shí)間和空間條件下,細(xì)胞中的基因會(huì)有選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì),從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官
(3)植物體細(xì)胞雜交 纖維素酶和果膠酶 聚乙二醇(PEG)
7.答案 (1)獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的B淋巴細(xì)胞 滅活的病毒
(2)篩選出不同種細(xì)胞融合而來(lái)的雜種細(xì)胞(或篩選出既能大量增殖,又能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞) 克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)
(3)95%空氣加5%CO2 清除細(xì)胞代謝產(chǎn)物,防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害 正常
(4)抗體與相應(yīng)抗原之間能夠特異性結(jié)合(合理即可)
6
（通用版）2020版高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題突破練18 基因工程和細(xì)胞工程（含解析）
