生物人教版大一轮复习题组层级快练40植物组织培养和从生物材料中提取某些特定的成分.docx

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生物人教版大一轮复习题组层级快练40植物组织培养和从生物材料中提取某些特定的成分

题组层级快练（四十）

（A卷）

1．（2015·新课标全国Ⅰ）HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。

回答下列问题：

（1）用基因工程方法制备HIV的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________。

获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________。

该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________。

（3）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。

引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

（4）人的免疫系统有________癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

解析　

（1）HIV属于逆转录病毒，它的遗传物质是RNA，在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA，用于构建基因表达载体，从而制备HIV的某蛋白。

（2）HIV的某蛋白作为抗原进入机体后，能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体；可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。

（3）HIV病毒营寄生生活，寄生在T淋巴细胞内，T细胞参与体液免疫和细胞免疫，因此少了T细胞，特异性免疫几乎全部丧失，降低了机体的免疫功能。

（4）人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，可及时清除体内产生的癌细胞，艾滋病患者的整个免疫功能缺陷，机体会发生一系列顽固性疾病感染和肿瘤的发生。

答案　

（1）RNA　逆转录酶　cDNA（或DNA）

（2）抗体　抗原抗体特异性结合

（3）T（或T淋巴）

（4）监控和清除

2．（2015·江苏）胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。

图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程（融合蛋白A、B分别表示β－半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白）。

请回答下列问题：

（1）图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。

（2）图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________。

（3）构建基因表达载体时必需的工具酶有_______________________。

（4）β－半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于__________________

______________________________________________________。

（5）溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β－半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为__________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。

你的推测结果是________，理由是____________________

________________________________________________________________________。

解析　本题结合蛋白质的分子结构考查基因工程的相关知识，意在考查考生的信息获取能力和综合运用能力。

（1）基因表达载体的组成包括复制原点、启动子、目的基因、终止子和标记基因（氨苄青霉素抗性基因），故图示中没有标注出来的是终止子。

（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点；标记基因的作用是便于筛选出含有目的基因的大肠杆菌。

（3）构建基因表达载体需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。

（4）若胰岛素肽链上的蛋白酶的切割位点暴露，则其容易被菌体内的蛋白酶催化降解。

（5）溴化氰能切断甲硫氨酸羧基端的肽键，使β－半乳糖苷酶被切成多个肽段，但对胰岛素的A链和B链无影响，这是因为β－半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素的A链和B链中不含有甲硫氨酸。

（6）由图2可知1个胰岛素分子含两条肽链，故其至少含2个游离的氨基。

这是因为两条肽链的一端各有一个游离的氨基，另外氨基酸的R基团中也可能含有游离的氨基。

答案　

（1）终止子　

（2）RNA聚合　作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来　（3）限制酶和DNA连接酶　（4）防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解　（5）β－半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸　（6）至少2个　两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基

3．（2015·四川）将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如图所示（注：

农杆菌中Ti质粒上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中）。

（1）过程①需用同种________酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。

为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用________培养基。

（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让________进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是_____________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加________以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是________________________________________________________________________。

（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是________。

种植转基因抗虫棉能减少________的使用，以减轻环境污染。

解析　本题考查基因工程的操作步骤，植物组织培养以及组织培养中激素对分化的影响等知识，意在考查考生的实验探究能力和综合应用所学知识解决实际问题的能力。

（1）过程①需用同种限制性核酸内切酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。

筛选含重组质粒的农杆菌应使用选择培养基。

（2）将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让T－DNA进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，筛选出含T－DNA片段的棉花细胞。

（3）增加细胞分裂素浓度，使生长素用量与细胞分裂素用量的比值降低，有利于芽的分化；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是芽顶端合成的生长素向基部运输．促进下端生根。

（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是投放棉铃虫，看食用转基因棉的棉铃虫是否死亡。

种植转基因抗虫棉能减少农药的使用，以减轻环境污染。

答案　

（1）限制性核酸内切　选择　

（2）T－DNA　筛选获得含T－DNA片段的植物细胞　（3）细胞分裂素浓度　芽顶端合成的生长素向基部运输，促进根的分化　（4）投放棉铃虫　农药

4．（2015·福建）GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。

研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。

请回答：

（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是________________________。

（2）构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的______________限制酶进行酶切。

（3）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种，单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）。

为鉴定这3种连接方式，选择HPaⅠ酶和BamHⅠ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。

图中第________泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。

（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的________与提取的蛋白质杂交。

当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。

解析　

（1）在动物（大鼠）细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是使组织分散成单个细胞。

（2）据图可知，GDNF基因的两端都是XhoⅠ限制酶的酶切位点，而其中间是BamHⅠ限制酶的酶切位点，因此为了酶切出GDNF基因，不能用BarnHⅠ限制酶，只能用XhoⅠ限制酶进行酶切。

（3）据图可知，载体和GDNF基因的长度分别是600bp和700bp，当载体自连时有XhoⅠ限制酶和HpaⅠ限制酶酶切位点，当选择HpaⅠ限制酶和BamHⅠ限制酶进行双酶切时，只能得到一段长度为6000bp的条带，对应第①泳道；当正向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－BamHⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100bp、600bp、100bp，当选择HpaⅠ限制酶和BamHⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100bp＋600bp即700bp的条带，对应第②泳道；当反向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－BamHⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100bp、100bp、600bp，当选择HpaⅠ限制酶和BamHⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100bp＋100bp即200bp的条带，对应第③泳道。

（4）为了检测目的基因（GDNF基因）是否成功表达，可采取抗原－抗体杂交技术。

动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，所以当培养的细胞达到一定密度时，应采取传代培养以获得更多数量的细胞。

答案　

（1）使细胞分散开　

（2）XhoI　（3）②　（4）抗体　传代

5．下图是获得转基因动物和植物的流程图，请据图回答：

（1）图示获得大量目的基因的方法是___________________________。

（2）图中过程②采用的方法是________。

为使过程④中的受体生理状况适宜，可用激素对受体进行________处理。

（3）构建重组Ti质粒的过程⑤中需要用到的DNA连接酶根据来源分为两类：

T4DNA连接酶和E·coliDNA连接酶，但这两种酶的作用有所差别：

________________只能连接双链DNA的黏性末端，而________________既可以连接双链DNA的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA的平末端。

（4）若过程⑥导入莴苣的体细胞中，则需要通过________技术才能获得转基因莴苣，该技术的原理是_____________________________

________________________________________________________。

（5）检测转基因莴苣中目的基因是否表达，所采用的分子水平检测方法是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）PCR扩增技术　

（2）显微注射法　同期发情　（3）E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　（4）植物组织培养　植物细胞具有全能性　（5）抗原—抗体杂交

6．α1－抗胰蛋白酶缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。

对于该病患者常可采用注射人α1－抗胰蛋白酶来缓解症状。

（1）图1表示获取人α1－抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：

①a过程是在________酶的作用下完成的，该酶的作用特点是________________________________________________________________________。

②c过程称为________，该过程需要的原料是________。

③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用________技术检测该基因的碱基序列。

（2）利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1－抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如图2。

①获得目的基因后，常利用________技术在体外将其大量扩增。

②载体上绿色荧光蛋白（GFP）基因的作用是便于________。

基因表达载体d除图中的标示部分外，还必须含有________。

③若要使转基因羊的后代均保持其特有的性状，理论上应选用________技术进行繁殖。

答案　

（1）①限制性核酸内切　识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子　②逆（或反）转录　4种脱氧核苷酸　③DNA分子杂交　

（2）①PCR　②筛选含有目的基因的受体细胞　启动子、终止子　③体细胞克隆或者核移植

7．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：

（1）图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是________，①过程必须用到________酶，②过程使用的是________酶。

③表示________技术，④表示基因工程中________过程；若方法C是最常用的将目的基因导人动物细胞的方法，则方法C是________。

（2）图中采用的生物工程技术A和B分别是指________和________。

（3）为实现人血清白蛋白基因在转基因牛E的乳腺细胞中表达，应让该血清白蛋白基因和________的启动子等调控组件结合在一起。

如果转基因牛E的牛奶中含有________，则说明人血清白蛋白基因在个体水平已表达成功。

解析　

（1）为促进良种奶牛多排卵，可利用促性腺激素处理。

过程①为用限制酶处理载体（质粒）使之产生特定黏性末端；过程②为利用反转录法获得目的基因，这里用到逆转录酶；过程④为基因表达载体的构建；将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。

（2）图中采用的生物工程技术A表示将受精卵培养成早期胚胎，为早期胚胎培养技术。

B表示将早期胚胎移植到母体子宫使之继续发育为成熟胚胎，为胚胎移植技术。

（3）为实现人血清白蛋白基因在转基因牛E的乳腺细胞中表达，应让该血清白蛋白基因和乳腺细胞乳腺蛋白基因的启动子等调控组件结合在一起。

如果转基因牛E的牛奶中含有人血清白蛋白，则说明人血清白蛋白基因在个体水平已表达成功。

答案　

（1）促性腺激素　限制　逆转录　PCR　基因表达载体的构建　显微注射法

（2）早期胚胎培养　胚胎移植

（3）乳腺蛋白基因　人血清白蛋白

8．（2015·新课标全国Ⅱ）已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。

如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。

回答下列问题：

（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________进行改造。

（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。

所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：

________。

（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过______________和________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。

解析　

（1）对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造，可达到改变蛋白质的功能的目的。

（2）以P基因序列为基础，获得P1基因，可以对P基因进行修饰改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法则的全部内容包括DNA、RNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）。

（3）蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测相应的核苷酸序列，并获得基因。

经表达的蛋白质，要对其进行生物功能鉴定。

答案　

（1）氨基酸序列（或结构）

（2）P　P1　DNA和RNA（或遗传物质）　DNA→RNA、　RNA→DNA　RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）

（3）设计蛋白质的结构　推测氨基酸序列　功能

（B卷）

1．（2012·福建）肺细胞中的let－7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。

研究人员利用基因工程技术将let－7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。

该基因工程技术基本流程如图1。

请回答：

（1）进行过程①时，需用________酶切开载体以插入let－7基因。

载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let－7基因转录，该部位称为________。

（2）进行过程②时，需用________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。

（3）研究发现，let－7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。

据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let－7基因是否转录。

肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中________（RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的。

答案　

（1）限制性核酸内切（或限制）　启动子

（2）胰蛋白　（3）RNA　RAS蛋白

2．（2014·新课标全国Ⅱ）植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。

若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

回答下列问题：

（1）理论上，基因组文库含有生物的________基因；而cDNA文库中含有生物的________基因。

（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。

（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。

要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的________是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了________（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

解析　

（1）基因文库包括基因组文库和cDNA文库，基因组文库包含生物基因组的全部基因，cDNA文库是以mRNA反转录后构建的，只含有已经表达的基因（并不是所有基因都会表达），即部分基因。

（2）从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。

（3）要提高植物乙的耐旱性，需要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。

要检测目的基因（耐旱基因）是否表达应该用抗原—抗体杂交检测目的基因（耐旱基因）的表达产物（即耐旱的相关蛋白质）；个体水平检测可以通过田间试验，观察检测其耐旱性情况。

（4）如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上，则子代将全部表现耐旱，不会出现性状分离。

[或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则转基因植株的基因型可以用A_表示（A表示耐旱基因，_表示另一条染色体上没有相应的基因），A_自交后代基因型为AA∶A_∶__＝1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱＝3∶1，与题意相符。

答案　

（1）全部　部分

（2）筛选

（3）乙　表达产物　耐旱性

（4）同源染色体的一条上

3．（2014·海南）下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。

请据图回答：

（1）获得A有两条途径：

一是以A的mRNA为模板，在________酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在________作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的________序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的________序列，再通过化学方法合成所需基因。

（2）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有________、________、4种脱氧核苷酸、三磷酸腺苷和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

（3）由A和载体B拼接形成的C通常称为________。

（4）在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是________________

__________________________________________________________

_________________________________________________________。

解析　

（1）利用逆转录法合成目的基因的过程是：

以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；蛋白质工程合成目的基因的过程是：

根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。

（2）PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。

（3）目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。

（4）在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子。

答案　

（1）逆转录　DNA聚合酶　氨基酸　脱氧核苷酸

（2）引物　（目的基因或A基因）模板

（3）基因表达载体

（4）使其成为感受态细胞，使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子

4．（2013·新课标全国Ⅰ）阅读如下材料：

材料甲　科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

材料乙　T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。

材料丙　兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。

回答下列问题：

（1）材料甲属于基因工程的范畴。

将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用________法。

构建基因表达载体常用的工具酶有________和________。

在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是________________________________________________________。

（2）材料乙属于________工程范畴。

该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对________进行改造，或制造一种________的技术。

在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的________序列发生了改变。

（4）材料丙属于胚胎工程的范畴。

胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到________种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。

在资料丙的实例中，兔甲称为________体，兔乙称为________体。

解析　

（1）将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。

农杆菌的作用是将目的基因导入到