高考生物二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題八 現(xiàn)代生物科技專題 命題源17 基因工程與細(xì)胞工程-人教版高三生物試題

基因工程與細(xì)胞工程1．(2015·江蘇兩市一模)為增加油菜種子的含油量，研究人員嘗試將酶D基因與位于葉綠體膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因相連，導(dǎo)入油菜細(xì)胞并獲得了轉(zhuǎn)基因油菜品種。(1)研究人員依據(jù)基因的已知序列設(shè)計(jì)引物，采用________法從陸地棉基因文庫(kù)中獲取酶D基因，從擬南芥基因文庫(kù)中獲取轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因，所含三種限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切點(diǎn)如圖一所示。則用____________和________酶處理兩個(gè)基因后，可得到_____端與_____端(填圖中字母)相連的融合基因。(2)將上述融合基因插入圖二所示Ti質(zhì)粒的T-DNA中，構(gòu)建____________并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿菌接種在含________的固體平板上培養(yǎng)得到含融合基因的單菌落，再利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉(zhuǎn)化的侵染液。(3)剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間，此過程的目的是______________________________，進(jìn)一步篩選后獲得轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞，該細(xì)胞通過________________技術(shù)，可培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。(4)用____________法可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因油菜植株中的融合基因是否成功表達(dá)。解析：(1)由題中“已知序列設(shè)計(jì)引物”可想到PCR擴(kuò)增DNA的做法。由圖示中酶D基因和轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因都有ClaⅠ酶切位點(diǎn)，想到用ClaⅠ酶酶切后，酶D基因的A端和轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因的D端可用DNA連接酶將其連成融合基因。(2)將融合基因插入Ti質(zhì)?？尚纬芍亟M質(zhì)?；蛘呋虮磉_(dá)載體。由Ti質(zhì)粒上具有四環(huán)素抗性基因，所以想到在培養(yǎng)基上添加四環(huán)素以實(shí)現(xiàn)目的基因的篩選和鑒定。(3)油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間后能篩選獲得轉(zhuǎn)基因油菜，說明侵染液中有農(nóng)桿菌，用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞中。轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞培育為轉(zhuǎn)基因油菜植株，用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(4)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因油菜植株中的融合基因是否成功表達(dá)，即檢查轉(zhuǎn)基因油菜中是否合成了融合基因相應(yīng)蛋白，所以用抗原—抗體雜交技術(shù)。答案：(1)PCRClaⅠDNA連接AD(2)基因表達(dá)載體(或“重組質(zhì)?！?四環(huán)素(3)利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞植物組織培養(yǎng)(4)抗原—抗體雜交2．(2015·寧夏銀川三模)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是人們應(yīng)用較早的基因重組技術(shù)推廣項(xiàng)目，目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)有了新的改進(jìn)，如下圖所示，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答：(1)圖中轉(zhuǎn)基因過程通常選擇的限制酶是____________________，啟動(dòng)子的作用是與________________識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄過程。目的基因與載體結(jié)合主要依靠二者含有共同的________________。(2)需要進(jìn)行離體組織培養(yǎng)的過程是________(用標(biāo)號(hào))。由棉株1獲得單倍體苗的途徑為：花粉通過誘導(dǎo)首先形成________進(jìn)而再分化為試管苗。一般試管苗的形成，先誘導(dǎo)生成________(“叢芽”或“根”)，說明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)棉株1、2、3中各隨機(jī)取出一個(gè)葉肉細(xì)胞，其細(xì)胞核中含有的目的基因個(gè)數(shù)分別為________。解析：(1)分析圖示可知，目的基因的兩側(cè)以及質(zhì)粒上都有EcoRⅠ和BamHⅠ限制酶的識(shí)別位點(diǎn)，所以圖中轉(zhuǎn)基因過程通常選擇的限制酶是EcoRⅠ和BamHⅠ。啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，所以啟動(dòng)子的作用是與RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合，從而驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄過程。目的基因與載體結(jié)合主要依靠二者含有共同的黏性末端。(2)由棉株1獲得單倍體苗的①過程為花藥離體培養(yǎng)，需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)，由受體細(xì)胞培養(yǎng)成棉株2的③過程也需用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)，所以需要進(jìn)行離體組織培養(yǎng)的過程是①和③。棉株1的花粉通過誘導(dǎo)首先形成愈傷組織進(jìn)而再分化為試管苗。試管苗的形成，一般先誘導(dǎo)其生成叢芽，有利于進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，進(jìn)而利于生長(zhǎng)。(3)圖示顯示目的基因?qū)氲氖荏w細(xì)胞來源于單倍體幼苗，由受體細(xì)胞通過③過程培養(yǎng)成的棉株2為單倍體，由棉株2通過④過程培養(yǎng)成棉株3，需要人工誘導(dǎo)染色體加倍，目的基因也隨之加倍，所以，棉株1、2、3中各隨機(jī)取出一個(gè)葉肉細(xì)胞，其細(xì)胞核中含有的目的基因個(gè)數(shù)分別為0、1、2。答案：(1)EcoRⅠ和BamHⅠRNA聚合酶黏性末端(2)①和③愈傷組織叢芽進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，利于生長(zhǎng)(3)0、1、23．(2015·山東文登二模)下面是科學(xué)家利用現(xiàn)代生物技術(shù)研制用于癌癥治療的鼠—人嵌合抗體的流程圖。請(qǐng)回答：(1)利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造時(shí)，首先必須根據(jù)預(yù)期________________，設(shè)計(jì)________________，進(jìn)一步推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠—人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細(xì)胞中使其________。在Ig基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用____________切割核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)圖中嵌合載體啟動(dòng)子位于基因的首端，它是______識(shí)別和結(jié)合的部位，終止子是________的終點(diǎn)；嵌合載體中還應(yīng)含有________________，以便重組DNA的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細(xì)胞”名稱是________，檢測(cè)目的基因在淋巴細(xì)胞中是否得到表達(dá)可采用________________技術(shù)。(4)在制備單克隆嵌合抗體過程中要進(jìn)行篩選，第二次篩選的目的是________________________________________________________________________。解析：(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列(DNA)。所以，利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造時(shí)，首先必須根據(jù)預(yù)期嵌合抗體的功能，設(shè)計(jì)嵌合抗體的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠—人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細(xì)胞中使其表達(dá)。在基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用同種限制酶切割核苷酸之間的磷酸二酯鍵，以產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，終止子是轉(zhuǎn)錄終止的信號(hào)；基因表達(dá)載體由啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等組成，其中標(biāo)記基因用于重組DNA的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細(xì)胞”的名稱是漿細(xì)胞；檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)，常采用抗原—抗體雜交技術(shù)。(4)制備單克隆抗體時(shí)要經(jīng)過兩次篩選，第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選的目的是獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。答案：(1)嵌合抗體的功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)表達(dá)同種限制酶(2)RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄標(biāo)記基因(3)漿細(xì)胞抗原—抗體雜交(4)獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞4．(2015·吉林三模)目前栽培的主要香蕉品種是三倍體或多倍體，不結(jié)種子，因此無性繁殖成了主要種植方式。長(zhǎng)期以來，香蕉生產(chǎn)遭受病害的嚴(yán)重威脅，制約了其發(fā)展，為提高其產(chǎn)量，某生物小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗病香蕉。培育過程如圖所示：(1)獲得抗病基因后，常利用________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，該技術(shù)的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成________。該技術(shù)需要的酶是____________________。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法有多種，圖中所示方法為____________________。欲檢測(cè)轉(zhuǎn)基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因，可采用____________________技術(shù)。(3)培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有________________，作為標(biāo)記基因。(4)香蕉的抗病性狀主要存在野生的二倍體香蕉品種中，但絕大多數(shù)香蕉抗病性狀的分子背景尚不清楚。小組同學(xué)認(rèn)為還可以利用________________技術(shù)將三倍體香蕉體細(xì)胞與二倍體香蕉體細(xì)胞進(jìn)行融合培育抗病香蕉，該技術(shù)常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是____________。解析：(1)抗病基因?yàn)榛蚬こ讨械哪康幕?，可用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增；PCR技術(shù)的前提是要有一段已知的目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物，該技術(shù)需要TaqDNA聚合酶(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)。(2)圖示中將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。檢測(cè)轉(zhuǎn)基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因，可采用DNA分子雜交技術(shù)。(3)培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，欲利用該物質(zhì)培養(yǎng)篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有卡那霉素抗性基因，作為標(biāo)記基因。(4)將三倍體香蕉體細(xì)胞與二倍體香蕉體細(xì)胞進(jìn)行融合培育抗病香蕉，可采用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，該技術(shù)常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是聚乙二醇(PEG)。答案：(1)PCR引物TaqDNA聚合酶(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法DNA分子雜交(3)抗卡那霉素基因(或答卡那霉素抗性基因)(4)植物體細(xì)胞雜交聚乙二醇(PEG)5．(2015·黑龍江哈爾濱期末)細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。下圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過程，據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)若a、b分別是基因型為yyRr和YYrr兩個(gè)玉米品種的花粉，且這兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上?？茖W(xué)家分別將它們的花粉除去細(xì)胞壁，然后誘導(dǎo)其融合，再把這些融合細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，培育出了玉米新品種。①這兩個(gè)品種的花粉可用化學(xué)誘導(dǎo)劑____________誘導(dǎo)融合，共可產(chǎn)生____種基因型的融合細(xì)胞(僅考慮兩兩融合)，這些融合細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成____________，再經(jīng)培養(yǎng)可以得到____種不同于親本表現(xiàn)型的玉米新品種。②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng)，再經(jīng)過________________處理并篩選獲得，這種方法叫做________________。(2)若a、b表示番茄和馬鈴薯兩種植物的體細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖回答：①在“番茄—馬鈴薯”的培育過程中，運(yùn)用了植物細(xì)胞工程中的________________________技術(shù)，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是________________________。②a、b細(xì)胞融合之前，要用到的酶是________________，酶處理后得到________________。(3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和已免疫的B淋巴細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖回答：為了能充分發(fā)揮上述兩種細(xì)胞各自的特點(diǎn)，經(jīng)特殊處理，在促細(xì)胞融合因子的作用下，使兩種細(xì)胞發(fā)生融合，形成圖中的d細(xì)胞，d細(xì)胞的特點(diǎn)是______________________________________________。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有________________________________等特點(diǎn)。解析：(1)①誘導(dǎo)細(xì)胞融合的常用化學(xué)試劑是聚乙二醇(PEG)。由于a、b兩個(gè)玉米品種基因型分別為yyRr和YYrr，所以它們產(chǎn)生的花粉的基因型分別有yR、yr、Yr，僅考慮兩兩融合，可產(chǎn)生6種基因型的融合細(xì)胞，即yyRR、yyrr、YYrr、yyRr、YyRr、Yyrr。融合細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)培養(yǎng)可以得到2種不同于親本表現(xiàn)型的玉米新品種。②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng)，再經(jīng)過秋水仙素處理即染色體加倍，并篩選獲得，這種方法叫做單倍體育種。(2)①在“番茄—馬鈴薯”的培育過程中，運(yùn)用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁。②a、b細(xì)胞融合之前，需要去除細(xì)胞壁，所以要用的酶是纖維素酶和果膠酶，得到原生質(zhì)體。(3)①若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和已免疫的B淋巴細(xì)胞，融合得到圖中的d細(xì)胞，其特點(diǎn)是既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可大量制備等特點(diǎn)。答案：(1)①聚乙二醇(PEG)6愈傷組織2②染色體加倍(秋水仙素處理)單倍體育種(2)①植物體細(xì)胞雜交再生出細(xì)胞壁②纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體(3)既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可大量制備6．(原創(chuàng)題)微載體是由天然葡聚糖等組成的顆粒，其直徑很小，常用于貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)。微載體大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于科研生產(chǎn)，其流程圖如下：(1)微載體加入培養(yǎng)罐中后，通過攪動(dòng)使其保持懸浮狀態(tài)，這樣不僅能讓細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，而且便于細(xì)胞的________，所以選用的微載體顆粒直徑應(yīng)盡可能小。(2)圖中過程a的處理是__________________。(3)培養(yǎng)罐培養(yǎng)所需的條件是__________________________________(至少答出三項(xiàng))。(4)在產(chǎn)生單克隆抗體過程中，雜交瘤細(xì)胞在加入培養(yǎng)罐前，需進(jìn)行篩選，其目的是篩選出____________________的細(xì)胞群。(5)工程菌和動(dòng)物細(xì)胞均能用于生產(chǎn)乙肝疫苗，它們的根本區(qū)別在于導(dǎo)入的受體不同，前者是導(dǎo)入能高效快速表達(dá)的____________，而后者是導(dǎo)入倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞。解析：圖中過程a是用胰蛋白酶處理，將組織塊分解成單個(gè)細(xì)胞；培養(yǎng)罐培養(yǎng)所需條件，也就是細(xì)胞培養(yǎng)的條件，應(yīng)從營(yíng)養(yǎng)成分、溫度、pH、氧氣等方面回答；雜交瘤細(xì)胞在加入培養(yǎng)罐前需要進(jìn)行篩選，其目的是獲得既能產(chǎn)生特異性抗體，又能迅速大量增殖的細(xì)胞群；轉(zhuǎn)基因工程中，導(dǎo)入的“能高效快速表達(dá)”的受體細(xì)胞，一般是工程菌(或細(xì)菌、酵母菌等)。答案：(1)附著(固著)(2)用胰蛋白酶分解成單個(gè)細(xì)胞(3)充足的營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境、無菌無毒(答對(duì)任意三項(xiàng)均可)(4)既能產(chǎn)生特異性抗體，又能迅速大量增殖(5)工程菌(細(xì)菌、酵母菌等)7．(2015·河北唐山三模)下圖是利用單克隆抗體技術(shù)制備三聚氰胺特異性抗體的過程，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)單克隆抗體的制備過程中要用到____________和____________技術(shù)。(2)由于三聚氰胺分子量過小，不足以激活高等動(dòng)物的免疫系統(tǒng)，因此在制備抗體前必須對(duì)其進(jìn)行①過程，下列物質(zhì)中不適合作“擴(kuò)容”抗原分子的是()A．蛋白質(zhì) B．多糖C．磷脂 D．核苷酸(3)②過程會(huì)使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)________的B淋巴細(xì)胞，此過程屬于特異性免疫中的________免疫。(4)單克隆抗體的制備所基于的免疫學(xué)基本原理是____________________________________________。(5)③過程動(dòng)物細(xì)胞特有的促融方法是用____________，④過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選，會(huì)使____________________________________的細(xì)胞死亡；選出的雜交瘤細(xì)胞還需進(jìn)行__________________