（通用版）2020版高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題突破練18 基因工程和細胞工程（含解析）

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1、專題突破練18基因工程和細胞工程1.胰島素是人體內(nèi)唯一一種能降低血糖的激素,對于糖尿病的治療具有重要的意義,胰島素基因在人體細胞內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯形成的胰島素原需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工才能形成胰島素。如圖是運用基因工程技術(shù)制備胰島素的部分流程圖,據(jù)圖回答下列有關(guān)問題。(1)過程表示從(填“胰島A細胞”“胰島B細胞”或“胰島A細胞和胰島B細胞”)中獲取胰島素基因相應(yīng)mRNA,原因是。(2)過程需要的酶是,得到的胰島素基因可以通過(填技術(shù)的中文名稱)進行擴增,該技術(shù)除可以將目的基因大量擴增外,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)過程需要用到的酶是,A除含

2、有胰島素基因外,還應(yīng)有,以便進行目的基因的鑒定與選擇。(4)過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。為了檢測胰島素基因是否在受體大腸桿菌中成功表達,可采用技術(shù)。(5)通過圖示過程得到的是(填“胰島素”或“胰島素原”),原因是。2.研究人員將乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因轉(zhuǎn)入番茄幼葉細胞中,獲得能產(chǎn)生乙肝疫苗的番茄植株。回答下列問題。(1)利用PCR技術(shù)擴增HBsAg基因時,目的基因DNA受熱變性后的單鏈與引物互補序列結(jié)合,在酶的作用下進行延伸。設(shè)計的引物含有Cla酶切位點和Sac酶切位點,用作載體的DNA分子(填“含有”或“不含有”)Cla酶切位點和Sac酶切位點

3、,理由是。(2)將HBsAg基因?qū)敕延兹~細胞最常用的方法是,該方法可以使目的基因插入到細胞中的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)通過電鏡對番茄果實提取物進行觀察,發(fā)現(xiàn)了HBsAg顆粒,說明目的基因?qū)胧荏w細胞后。用獲得的轉(zhuǎn)基因番茄果實飼喂小鼠,如果在小鼠血清中檢測到,說明轉(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、有效,該方法在水稻、玉米、油菜等作物中應(yīng)用廣泛。芥菜是我國著名的蔬菜之一,育種工作者運用基因工程將煙草TA29花藥絨氈層特異啟動子驅(qū)動下的核糖核酸酶Barnase基因?qū)虢娌思毎?獲得徹底敗育的雄性不育植株。

4、請回答下列問題。(1)基因工程中獲取Barnase基因的方法有、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。利用PCR擴增目的基因時,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,用于鑒別受體細胞中是否含有目的基因。(3)檢測Barnase基因在轉(zhuǎn)基因芥菜植株中是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的方法是,請簡要寫出該方法的實驗思路:。4.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程如圖所示。蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因(陰影表示)與質(zhì)粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等限制酶的切割位點(箭頭所示),質(zhì)粒上還有唯一標記

5、基因抗卡那霉素基因(陰影表示)。有人通過實驗,獲得的農(nóng)桿菌細胞有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌細胞有三種,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重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。請據(jù)此回答下列問題。(1)構(gòu)建含抗蟲基因的重組質(zhì)粒A時,應(yīng)選用的限制酶是,對進行切割。(2)若抗蟲蛋白分子是由m條肽鏈組成的,控制其合成的基因含n個堿基對,氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為g,則抗蟲蛋白的相對分子質(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。5.下圖為利

6、用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程示意圖。(1)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作為標記基因,只有含的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。上圖為獲得抗蟲棉技術(shù)的流程。A過程需要的酶有、。圖中將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞采用的方法是。C過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(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)基因抗蟲植株,此過程涉及的細胞工程技術(shù)是,該技術(shù)的原理是。(3)檢測目的基因是否轉(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

7、,美國化學(xué)家從紅豆杉樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇,從此,國家重點保護珍稀植物紅豆杉遭受了掠奪式的砍伐。為拯救紅豆杉,同時獲得紫杉醇,科研小組設(shè)計了如下圖所示的實驗流程。請回答下列問題。(1)選用莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)的目的是,誘導(dǎo)莖尖分生組織形成愈傷組織的過程叫。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)莖尖分生組織細胞具有全能性的原因是。在生物生長發(fā)育過程中,細胞并不會表現(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?？蒲行〗M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胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體,

8、再經(jīng)(試劑)誘導(dǎo)融合形成雜種細胞。7.制備單克隆抗體的過程中要用到動物細胞融合和動物細胞培養(yǎng)技術(shù)?；卮鹣铝袉栴}。(1)制備單克隆抗體的過程中,需要給小鼠注射特定的抗原蛋白,這一操作的目的是。動物細胞融合常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇(PEG)、電激、等。(2)制備單克隆抗體的過程中,誘導(dǎo)細胞融合后,需用特定的選擇性培養(yǎng)基進行篩選,其目的是。為了獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞,還需要進行,再經(jīng)多次篩選即可。(3)在體外培養(yǎng)所獲得的細胞時,通常將細胞置于含的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng);另外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,其目的是。如圖是血清對正常細胞和癌細胞體外培養(yǎng)影響的實驗結(jié)果,據(jù)圖可知,培養(yǎng)基中是否補充血清

9、對細胞的培養(yǎng)影響較大。(4)制備的單克隆抗體可用于基因工程中檢測目的基因是否成功表達,這利用的原理是。參考答案專題突破練18基因工程和細胞工程1.答案 (1)胰島B細胞胰島素基因只在胰島B細胞中表達,只有胰島B細胞中有胰島素基因相應(yīng)mRNA(2)逆轉(zhuǎn)錄酶多聚酶鏈式反應(yīng)三(3)限制酶和DNA連接酶標記基因(4)Ca2+感受態(tài)細胞抗原抗體雜交(5)胰島素原大腸桿菌是原核生物,細胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法對胰島素原進行加工和修飾,故只能得到胰島素原,無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

10、何一個細胞,都具有發(fā)育成完整個體的潛能(植物細胞具有全能性)(4)可以維持穩(wěn)定和表達抗乙肝病毒的抗體3.答案 (1)從基因文庫中獲取復(fù)性延伸(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法T-DNA標記基因(3)(DNARNA)分子雜交技術(shù)從轉(zhuǎn)基因芥菜中提取出mRNA,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作標記,以此作為探針,與mRNA雜交,檢測是否出現(xiàn)雜交帶(合理即可)4.答案 (1)Sma、Apa目的基因(或含抗蟲基因的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)基上均不生長含有質(zhì)粒載體、重組質(zhì)粒二者均含有卡那霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長5.答案 (1)卡那

11、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)細胞全能性(3)標記的目的基因mRNA分子(4)胚狀體6.答案 (1)獲得脫毒苗脫分化人工種子(2)莖尖分生組織細胞含有該種生物的全部遺傳信息在特定的時間和空間條件下,細胞中的基因會有選擇性地表達出各種蛋白質(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淋巴細胞滅活的病毒(2)篩選出不同種細胞融合而來的雜種細胞(或篩選出既能大量增殖,又能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞)克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(3)95%空氣加5%CO2清除細胞代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細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