2023学年高考生物大二轮复习专题突破练18基因工程和细胞工程含解析.docx

专题突破练18　基因工程和细胞工程 1.胰岛素是人体内唯一一种能降低血糖的激素,对于糖尿病的治疗具有重要的意义,胰岛素基因在人体细胞内经转录、翻译形成的胰岛素原需要经过内质网、高尔基体的加工才能形成胰岛素。如图是运用基因工程技术制备胰岛素的部分流程图,据图回答下列有关问题。 (1)①过程表示从　　　　　　　　　　(填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”或“胰岛A细胞和胰岛B细胞”)中获取胰岛素基因相应mRNA,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)②过程需要的酶是　　　　　　　　,得到的胰岛素基因可以通过　　　　　　　　　　　　　(填技术的中文名称)进行扩增,该技术除可以将目的基因大量扩增外,还可以用于从DNA分子上获取目的基因,至少需要循环　　　　次,才能得到目的基因。  (3)③过程需要用到的酶是　　　　　　　　　　　　,A除含有胰岛素基因外,还应有　　　　　　　　,以便进行目的基因的鉴定与选择。  (4)④过程需用　　　　处理大肠杆菌,使其成为　　　　　　　　　　,以便从周围环境中吸收DNA分子。为了检测胰岛素基因是否在受体大肠杆菌中成功表达,可采用　　　　　　　　　　　　技术。  (5)通过图示过程得到的是　　　　　　　　(填“胰岛素”或“胰岛素原”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.研究人员将乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因转入番茄幼叶细胞中,获得能产生乙肝疫苗的番茄植株。回答下列问题。 (1)利用PCR技术扩增HBsAg基因时,目的基因DNA受热变性后的单链与引物互补序列结合,在　　　　　　　　　　　　酶的作用下进行延伸。设计的引物含有ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,用作载体的DNA分子　　　　　　(填“含有”或“不含有”)ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)将HBsAg基因导入番茄幼叶细胞最常用的方法是　　　　　　　　　　　,该方法可以使目的基因插入到细胞中　　　　　　　　　　　的DNA上。  (3)可利用植物组织培养技术获得转基因番茄植株,该技术利用的原理是  　。  (4)通过电镜对番茄果实提取物进行观察,发现了HBsAg颗粒,说明目的基因导入受体细胞后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。用获得的转基因番茄果实饲喂小鼠,如果在小鼠血清中检测到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,说明转基因植物疫苗可口服。  3.利用雄性不育系生产杂种一代较为经济、有效,该方法在水稻、玉米、油菜等作物中应用广泛。芥菜是我国著名的蔬菜之一,育种工作者运用基因工程将烟草TA29花药绒毡层特异启动子驱动下的核糖核酸酶Barnase基因导入芥菜细胞中,获得彻底败育的雄性不育植株。请回答下列问题。 (1)基因工程中获取Barnase基因的方法有　　　　　　　　　　　　、利用PCR技术扩增和人工合成。利用PCR扩增目的基因时,一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、　　　　　和　　　　　三步。  (2)将获取的Barnase基因转入芥菜细胞的常用方法为　　　　　　　　　　　,Barnase基因需插入到Ti质粒的　　　　　　上,该重组质粒还必须含有　　　　　　　　,用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。  (3)检测Barnase基因在转基因芥菜植株中是否转录出mRNA的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,请简要写出该方法的实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  4.转基因抗虫棉的培育过程如图所示。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因(阴影表示)与质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等限制酶的切割位点(箭头所示),质粒上还有唯一标记基因——抗卡那霉素基因(阴影表示)。有人通过实验,获得的农杆菌细胞有的未被转化,有的被转化。被转化的农杆菌细胞有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的农杆菌。请据此回答下列问题。 (1)构建含抗虫基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是　　　　　　　　,对　进行切割。  (2)若抗虫蛋白分子是由m条肽链组成的,控制其合成的基因含n个碱基对,氨基酸的平均相对分子质量为g,则抗虫蛋白的相对分子质量最大约为　　　　　　　　　　(不考虑终止密码)。  (3)如果用含有卡那霉素的培养基进行筛选,在上述四种农杆菌中,未被转化的和仅含环状目的基因的农杆菌是不能区分的,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;并且　　　　　　　　　　　　　　　　的农杆菌也是不能区分的,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  5.下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。 (1)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含　　　　　　　　　　　　的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。上图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是　　　　　　　　　　　　。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入　　　　　　　　　　　。  (2)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是　　　　　　　　　　　　　　　,该技术的原理是　　　　　　　　　　　　　。  (3)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用　　　　　　　　　　　与提取出的　　　　　　　　　做分子杂交。  (4)科学家将植物细胞培养到　　　　　　　阶段,再包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。  6.1971年,美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇,从此,国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如下图所示的实验流程。 请回答下列问题。 (1)选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是　　　　　　　　　　　　,诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫　　　　　　。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到　　　　　　　　　。  (2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是 　。  在生物生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,原因是   　。  (3)现有植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用　　　　　　　　　　　技术获得杂种植株。该方法首先要利用　　　　　　　　　　　　　除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经　　　　　　　　　　(试剂)诱导融合形成杂种细胞。  7.制备单克隆抗体的过程中要用到动物细胞融合和动物细胞培养技术。回答下列问题。 (1)制备单克隆抗体的过程中,需要给小鼠注射特定的抗原蛋白,这一操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、电激、　　　　　　　　　　　等。  (2)制备单克隆抗体的过程中,诱导细胞融合后,需用特定的选择性培养基进行筛选,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。为了获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,还需要进行　　　　　　　　　　　　　　　　,再经多次筛选即可。  (3)在体外培养所获得的细胞时,通常将细胞置于含　　　　　　　　　　　　　　　　的混合气体的培养箱中进行培养;另外,应定期更换培养液,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。如图是血清对正常细胞和癌细胞体外培养影响的实验结果,据图可知,培养基中是否补充血清对　　　　细胞的培养影响较大。  (4)制备的单克隆抗体可用于基因工程中检测目的基因是否成功表达,这利用的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2023学年参考答案 专题突破练18　基因工程和 细胞工程 1.答案 (1)胰岛B细胞　胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,只有胰岛B细胞中有胰岛素基因相应mRNA (2)逆转录酶　多聚酶链式反应　三 (3)限制酶和DNA连接酶　标记基因 (4)Ca2+　感受态细胞　抗原—抗体杂交 (5)胰岛素原　大肠杆菌是原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体,无法对胰岛素原进行加工和修饰,故只能得到胰岛素原,无法得到有活性的胰岛素 2.答案 (1)热稳定DNA聚合　含有　供HBsAg基因插入载体DNA中 (2)农杆菌转化法　染色体 (3)具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能(植物细胞具有全能性) (4)可以维持稳定和表达　抗乙肝病毒的抗体 3.答案 (1)从基因文库中获取　复性　延伸 (2)农杆菌转化法　T-DNA　标记基因 (3)(DNA—RNA)分子杂交技术　从转基因芥菜中提取出mRNA,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记,以此作为探针,与mRNA杂交,检测是否出现杂交带(合理即可) 4.答案 (1)SmaⅠ、ApaⅠ　目的基因(或含抗虫基因的DNA)、质粒 (2)ng/3-18(n/3-m) (3)二者均不含有卡那霉素抗性基因,在该培养基上均不生长　含有质粒载体、重组质粒　二者均含有卡那霉素抗性基因,在该培养基上均能生长 5.答案 (1)卡那霉素抗性基因　限制性核酸内切酶　DNA连接酶　农杆菌转化法　卡那霉素 (2)植物组织培养　细胞全能性 (3)标记的目的基因　mRNA分子 (4)胚状体 6.答案 (1)获得脱毒苗　脱分化　人工种子 (2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息　在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官 (3)植物体细胞杂交　纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇(PEG) 7.答案 (1)获得能够产生特异性抗体的B淋巴细胞　灭活的病毒 (2)筛选出不同种细胞融合而来的杂种细胞(或筛选出既能大量增殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞)　克隆化培养和抗体检测 (3)95%空气加5%CO2　清除细胞代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害　正常 (4)抗体与相应抗原之间能够特异性结合(合理即可) 6