2019年高考生物二輪復習 專題能力訓練16 基因工程、細胞工程.docx

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專題能力訓練十六　基因工程、細胞工程 1.(2017全國Ⅰ理綜)真核生物基因中通常有內含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)。回答下列問題。 (1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其原因是　。 (2)若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用　　　　　作為載體,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有　　　　　　　　　　　　　(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是　　　　　　　　　　　(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導,如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.(2018全國Ⅱ理綜)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達,某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡稱為甲),并將其插入質粒P0,構建了真核表達載體P1,其部分結構和酶切位點的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同。 回答下列問題: (1)據圖推斷,該團隊在將甲插入質粒P0時,使用了兩種限制酶,這兩種酶是　　　　　　,使用這兩種酶進行酶切是為了保證　　　　　　,也是為了保證　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)將P1轉入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后,若在該細胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了　　　　和　　　　過程。 (3)為了獲得含有甲的牛,該團隊需要做的工作包括:將能夠產生綠色熒光細胞的　　　　　移入牛的　　　　　　　　中,體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中,某同學用PCR方法進行鑒定,在鑒定時應分別以該牛不同組織細胞中的　　　　　　　　(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。 3.下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點,其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題。 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 識別序列及切割位點 (1)用圖中質粒和目的基因構建重組質粒,應選用　　　　　　　　　　　　兩種限制酶切割,酶切后的載體和目的基因片段,通過　　　　酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒,需將其轉入處于　　　　　態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌,應在篩選平板培養(yǎng)基中添加　　　　　　,平板上長出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接,連接部位的6個堿基對序列為　　　　　　　　　　　,對于該部位,這兩種酶　　　　　　　(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3AⅠ切圖1質粒最多可能獲得　　　　種大小不同的DNA片段。 4.下圖為利用生物技術獲得生物新品種的過程,據圖回答下列問題。 (1)在基因工程中,A表示目的基因的獲取,通過PCR技術可大量產生,PCR技術的原理是　　　　　　　　　　　　　　,B表示構建的基因表達載體,其組成除了目的基因外,還必須有啟動子、終止子以及　　　　　　　　　　　　　　等,其中啟動子是　　　　　　　　　　　　酶識別和結合的部位。 (2)B→C為轉基因綿羊的培育過程,其中②過程常用的方法是　　　　　　　　　　　　　,使用的綿羊受體細胞為　　　　　　　　　　,④用到的生物技術主要有動物細胞培養(yǎng)和　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)B→D為轉基因抗蟲棉的培育過程,其中③過程常用的方法是　　　　　　　　　　　　　,⑤過程的原理是　　　　　　　　　　　　　　　,要確定目的基因(抗蟲基因)導入受體細胞后,在棉花細胞中是否成功表達,從分子水平上鑒定可以采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　。 5.菊天牛是菊花的主要害蟲之一?？蒲腥藛T將抗蟲基因轉入菊花,培育出抗蟲菊花。下圖是獲得轉基因菊花的技術流程,請據圖回答下列問題。 注卡那霉素抗性基因(kanR)作為標記基因,菊花葉片對卡那霉素高度敏感。 (1)為了促進土壤農桿菌吸收重組質粒,可用　　　　　　處理土壤農桿菌,使其處于　　　　　　　以便吸收重組質粒。 (2)將重組質粒導入土壤農桿菌的目的是利用農桿菌能夠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的特點,使目的基因進入受體細胞中,并插入菊花細胞的　　　　　　　上,最終形成轉基因植株。 (3)將愈傷組織轉移到添加一定濃度植物激素和　　　　　　　　　的培養(yǎng)基中,在適宜條件下進行培養(yǎng),篩選轉基因菊花。 (4)用PCR方法檢測轉基因菊花是否含有目的基因時,需根據　　　　　　　　　　　的核苷酸序列設計特異引物,以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　為模板進行第一輪擴增。 (5)將轉基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料以適當比例混合后飼喂菊天牛2齡幼蟲,實驗結果如下表所示。 組　　別 死亡率/% 實驗組 轉基因植株1 60.00 轉基因植株2 53.33 對照組 13.33 ①對照組應飼喂等量的　。 ②據表分析,　　　　　　　　　　　　　　　　差異顯著,說明轉基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強的毒殺作用。 6.科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株,為了便于雜種細胞的篩選和鑒定,科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質,其培育過程如下圖所示。 (1)植物體細胞雜交依據的生物學原理有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)過程①常用的酶是　　　　　　　　　　　　,細胞融合完成的標志是　　　　　　　　　　　。 (3)植物原生質體融合常利用　　　　　　　　(化學試劑)誘導,在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察,根據細胞膜表面的熒光的不同可觀察到　　　種不同的兩兩融合類型的原生質體,當觀察到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　時,可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。 (4)過程③和過程④依次為　　　　　　　　　　　,過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)若番茄體細胞內有m條染色體,馬鈴薯體細胞內有n條染色體,則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含　　　　　條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體,則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于　　　　　　植株。 7.(2017全國Ⅱ理綜)Ⅰ.幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,幾丁質酶可催化幾丁質水解。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內,可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}。 (1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是　　　　　　　　　。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達,需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出兩點即可)。 (4)當幾丁質酶基因和質粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是　　　　　　　　　。 (5)若獲得的轉基因植株(幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據中心法則分析,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如下圖所示。 (1)步驟①中,在核移植前應去除卵母細胞的　　　　　　　(結構)。 (2)培養(yǎng)細胞過程中,要置于CO2培養(yǎng)箱中,其中CO2的主要作用是　　　　　　。 (3)步驟③中,需要構建含有Rag2基因的表達載體。可以根據Rag2基因的　　　　　　　　　　　　設計引物,利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ 和PstⅠ限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體,所選擇的表達載體上應具有　　　　　　　　　　　　　酶的酶切位點。 (4)為檢測Rag2基因的表達情況,可提取治療后小鼠骨髓細胞的　　　　　　　,用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗。  專題能力訓練十六　基因工程、細胞工程 1.答案 (1)基因A有內含子,在大腸桿菌中,其初始轉錄產物中與內含子對應的RNA序列不能被切除,無法表達出蛋白A　(2)噬菌體　噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶　(3)繁殖快、容易培養(yǎng)　(4)蛋白A的抗體　(5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體 2.答案 (1)E1和E4　甲的完整　甲與載體正確連接　(2)轉錄　翻譯　(3)細胞核　去核卵母細胞　(4)核DNA 3.答案 (1)BclⅠ和HindⅢ　連接　感受　(2)四環(huán)素　引物甲和引物丙　(3)T GATC CA CTAG GG GATC AC CTAG T　都不能　(4)7 4.答案 (1)DNA(雙鏈)復制　標記基因　RNA聚合　(2)顯微注射法　受精卵　早期胚胎培養(yǎng)(或胚胎移植) (3)農桿菌轉化法　植物細胞的全能性　抗原—抗體雜交 5.答案 (1)Ca2+(或CaCl2)　感受態(tài)　(2)感染菊花(或植物)細胞,并將T-DNA轉移至受體細胞　染色體　(3)卡那霉素　(4)抗蟲基因(目的基因)　轉基因菊花的DNA(或“含目的基因的菊花的DNA”)　(5)①非轉基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料的混合物?、趯嶒灲M與對照組死亡率 6.答案 (1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性　(2)纖維素酶和果膠酶　形成了新的細胞壁　(3)聚乙二醇(或PEG)　3　融合的細胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光　(4)脫分化和再分化　生長素和細胞分裂素　(5)2(m+n)　單倍體 解析 (1)植物體細胞雜交要將不同種的植物細胞誘導融合成一個雜種細胞,再利用植物組織培養(yǎng)技術將雜種細胞培育成植株,體現的生物學原理為細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。(2)植物細胞融合時需先用纖維素酶和果膠酶去除植物細胞的細胞壁獲得原生質體,雜種細胞再生出新的細胞壁是細胞融合完成的標志。(3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑聚乙二醇(或PEG),融合后有3種不同的兩兩融合類型的原生質體,分別是番茄細胞自身融合細胞(紅色熒光)、馬鈴薯細胞自身融合細胞(綠色熒光)、番茄—馬鈴薯融合細胞(紅色+綠色熒光)三類。(4)雜種細胞形成愈傷組織的過程屬于植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化,愈傷組織形成植物體的過程屬于再分化。(5)雜種細胞的染色體數為融合前兩種細胞染色體數之和即(m+n),細胞有絲分裂后期由于著絲點分裂姐妹染色單體分開,使得雜種細胞中的染色體數目加倍為2(m+n),經過花粉離體培養(yǎng)形成的植株不論細胞中含有幾個染色體組均屬于單倍體。 7.答案 Ⅰ.(1)嫩葉組織細胞易破碎　防止RNA降解　(2)在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA　(3)目的基因無復制原點;目的基因無表達所需啟動子　(4)磷酸二酯鍵　(5)目的基因的轉錄或翻譯異常 Ⅱ.(1)細胞核　(2)維持培養(yǎng)液的pH　(3)核苷酸序列　HindⅢ和PstⅠ　(4)蛋白質