学年度高三生物二轮复习 专题八 现代生物科技 第1讲 基因工程和细胞工程强化训练.docx

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学年度高三生物二轮复习专题八现代生物科技第1讲基因工程和细胞工程强化训练

——教学资料参考参考范本——

2019-2020学年度高三生物二轮复习专题八现代生物科技第1讲基因工程和细胞工程强化训练

______年______月______日

____________________部门

（建议用时：

45分钟）

1．（20xx·宁夏银川一中第五次考试）下图为利用基因工程培育花卉的过程（字母代表相应的物质或结构，数字代表过程或方法）。

请回答下列问题：

（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的________不同。

（2）②过程常用的方法是________________，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要采用________________技术，除a外基因表达载体中还必须包含的部分是__________________________。

（3）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞____________________________。

由外植体培养为转基因植株的③、④过程分别为______________________，该过程的理论基础是__________________。

（4）人工种子就是以经过④之后得到的________、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

答案：

（1）目的基因　

（2）农杆菌转化法　DNA分子杂交　标记基因、启动子、终止子　（3）分化程度低、全能性高、易诱导为愈伤组织　脱分化、再分化　（植物）细胞的全能性　（4）胚状体

2．（20xx·云南××市高三质检）草莓品种繁多，营养丰富，果肉中含有大量的糖类、蛋白质、有机酸、果胶等营养物质。

请分析回答下列问题：

（1）野生草莓果实小，营养物质含量低，不宜大面积种植，可采用低温诱导，培育获得________植株，从而达到增大果实体积，增加营养物质含量的目的。

（2）若要利用人工种子培育大量无病毒草莓植株，一般选取一定大小的________进行组织培养，先通过__________形成愈伤组织，再进一步培养得到________，裹上人工种皮制备成人工种子。

植物组织培养的培养基中，除含有必要的营养物质外，还需在其中添加________。

（3）草莓和黑莓属于不同的物种，可采用____________技术获得杂种植株。

该技术必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得________后才能诱导融合。

与杂交育种相比，该技术的优点是

________________________________________________________________________。

答案：

（1）多倍体　

（2）茎尖　脱分化　胚状体（或不定芽、顶芽、腋芽）　植物激素　（3）植物体细胞杂交　原生质体　能克服不同生物远缘杂交的不亲和障碍

3．（20xx·广西南宁二模）我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白花柽柳中克隆得到TSOD基因，利用转基因技术转化到棉花中，获得了具备更强抗旱性的T4代转基因棉花株系。

下图为转基因抗旱棉花的培育过程示意图，请据图回答下列问题：

（1）①过程表示用________________扩增目的基因的方法。

②过程用到的工具酶有________________________________。

步骤③一般用________处理农杆菌，使其易吸收周围环境中的DNA分子。

（2）将重组质粒导入棉花细胞除步骤③所示的方法外，还可采用__________________。

如果受体细胞是动物的受精卵，则一般采用的方法是____________________。

（3）外植体培养成为试管苗的过程采用了____________________技术，利用了__________________的原理，步骤⑤⑥表示______________________。

（4）为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素标记的____________________作探针进行分子水平鉴定，再____________________进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性。

答案：

（1）PCR技术　限制酶（限制性核酸内切酶）、DNA连接酶　Ca2＋（或CaCl2）　

（2）花粉管通道法（基因枪法）　显微注射法　（3）植物组织培养　植物细胞的全能性　脱分化、再分化　（4）抗旱基因（TSOD基因、目的基因）　移栽到干旱土地中

4．如图是植物体细胞杂交过程示意图，如果A、B植物均为二倍体，据图回答下列问题：

（1）图中所示过程的原理有：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）图中的①过程是

________________________________________________________________________。

（3）植物体细胞融合成功的标志是

________________________________________________________________________，

其产生与细胞内________（细胞器）有关。

（4）③和④过程分别是________和________过程。

则该杂交植株有________个染色体组。

（5）该技术的最显著优势是：

________________________________________________________________________。

解析：

（1）植物体细胞杂交过程中有原生质体A和原生质体B的融合过程，其原理是细胞膜具有流动性；将杂种细胞培育成新的个体，其原理是植物细胞具有全能性。

（2）图中的①过程是去除植物细胞壁，制备原生质体。

（3）植物体细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。

（4）杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成杂种植株。

图中杂种植株是由两个二倍体的细胞融合成的杂种细胞培育成的新个体，含有四个染色体组。

（5）植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。

答案：

（1）细胞膜具有一定的流动性、植物细胞具有全能性（缺一不可）　

（2）（去壁）制备原生质体　（3）形成新的细胞壁　高尔基体　（4）脱分化　再分化　四　（5）克服远缘杂交不亲和的障碍

5．利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺生物反应器技术。

青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类。

据图回答下列问题：

（1）在基因工程中，A表示________________，如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

B表示______________。

（2）在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因，并采用________技术对目的基因进行扩增，然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。

在重组载体的构建过程中需要的工具酶有

________________________________________________________________________。

（3）将目的基因导入受体细胞的过程中，在③过程中一般采用________________________，在②过程中一般采用________，受体细胞一般是____________。

（4）由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果是什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）要确定目的基因（抗虫基因）导入棉花细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定，请写出在个体水平上的鉴定过程：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

基因工程的工具酶有限制酶、DNA连接酶，其中限制酶具有专一性：

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子。

目的基因的检测与鉴定有四种方法：

采用DNA分子杂交技术检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因；采用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNA；采用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成了蛋白质；进行个体水平的鉴定（进行抗虫或抗病的接种实验）。

答案：

（1）目的基因　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子　重组DNA

（2）PCR　限制酶（限制性核酸内切酶）、DNA连接酶

（3）农杆菌转化法　显微注射法　受精卵　（4）从转基因山羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。

如果出现杂交带，表明乳汁中出现了药用蛋白；如果不出现杂交带，表明乳汁中未出现药用蛋白　（5）让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状

6．资料显示：

我国每年移植器官需求人数为150万，但每年器官移植手术量仅为1万例。

从20xx年1月1日起，我国停止使用死囚作为移植供体来源。

此举受到人权组织的广泛欢迎，但令中国移植器官短缺问题更加严重。

科研工作者把目光投向了治疗性克隆的研究。

（1）取病人体细胞的细胞核，移入一个已经________的卵母细胞中，构成重组细胞。

这个过程供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，原因是

________________________________________________________________________

____________________。

（2）重组细胞需要经过诱导分化，形成相应的组织、器官才可用于移植，这个过程采用的技术是________________________________________________________________________。

培养液中通常要添加________________等一些天然成分，而气体环境中CO2的主要作用是________________________________________________________________________。

培养过程中，为了清除代谢产物，防止对细胞造成危害，应定期____________。

（3）用此方式得到的器官进行移植的优点是________________。

（4）中国政府不反对治疗性克隆，但禁止________________。

答案：

（1）去核　10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型　

（2）动物细胞培养　血清、血浆　维持培养液的pH　更换培养液　（3）不发生免疫排斥　（4）生殖性克隆

7．为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。

请回答下列问题：

（1）研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用________法从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因，所含三种限制酶（ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ）的切点如图所示。

则用________和

________________________________________________________________________

酶处理两个基因后，可得到________端与________端（填图中字母）相连的融合基因。

（2）将上述融合基因插入如图所示Ti质粒的TDNA中，构建________并导入农杆菌中。

将获得的农杆菌接种在含________的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。

（3）剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是________________________________________________________________________，

进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过________________技术，可培育成转基因油菜植株。

（4）用________法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。

解析：

（1）由题中“已知序列设计引物”可想到PCR扩增DNA的做法。

由图示中酶D基因和转运肽基因都有ClaⅠ酶切位点，想到用ClaⅠ酶切割酶D基因的A端和转运肽基因的D端，可用DNA连接酶将其连成融合基因。

（2）将融合基因插入Ti质粒可形成重组质粒或者基因表达载体。

由Ti质粒上具有四环素抗性基因，所以想到在培养基上添加四环素以实现目的基因的筛选和鉴定。

（3）油菜的叶片放入侵染液中一段时间后能筛选获得转基因油菜，说明侵染液中有农杆菌，用农杆菌转化法将融合基因导入油菜细胞中。

转基因油菜细胞培育为转基因油菜植株，用植物组织培养技术。

（4）检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达，即检测转基因油菜中是否合成了融合基因相应蛋白，所以用抗原—抗体杂交技术。

答案：

（1）PCR　ClaⅠ　DNA连接　A　D

（2）基因表达载体（或“重组质粒”）　四环素

（3）利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞　植物组织培养

（4）抗原—抗体杂交

8．（20xx·黑龙江大庆质检）如图表示构建转入了人抗体基因的小鼠生产人源性单克隆抗体的流程。

请据图回答下列问题：

（1）图示过程涉及的生物技术有__________________、________________、____________________。

（2）构建的基因表达载体除含有人抗体基因、标记基因外，还应具有________________。

（3）向转基因小鼠注射特定的抗原后，从小鼠的________中提取B淋巴细胞；②过程通常用______________________________诱导。

（4）细胞X是______________________，体外培养细胞X所用的培养液必须添加____________________等天然成分，培养过程中会产生接触抑制吗？

________。

答案：

（1）转基因技术　动物细胞培养　动物细胞融合（其他合理答案亦可）　

（2）启动子、终止子　（3）脾脏　聚乙二醇或灭活的病毒　（4）杂交瘤细胞　血浆或血清　不会

9．下面是科学家利用现代生物技术研制用于癌症治疗的鼠—人嵌合抗体的流程图。

请回答下列问题：

（1）利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期____________________，设计________________，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其________。

在Ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用________________切割核苷酸之间的磷酸二酯键。

（2）图中嵌合载体启动子位于基因的首端，它是________________识别和结合的部位，终止子是________的终点；嵌合载体中还应含有____________，以便重组DNA的鉴定和筛选。

（3）图中的“抗体分泌细胞”的名称是________，检测目的基因在淋巴细胞中是否得到表达可采用____________技术。

（4）在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行筛选，第二次筛选的目的是________________________________________________________________________。

解析：

（1）蛋白质工程的基本途径是：

从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）。

所以，利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期嵌合抗体的功能，设计嵌合抗体的结构，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其表达。

在Ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用同种限制酶切割核苷酸之间的磷酸二酯键，以产生相同的黏性末端。

（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，终止子是转录终止的信号；基因表达载体由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成，其中标记基因用于重组DNA的鉴定和筛选。

（3）图中的“抗体分泌细胞”的名称是浆细胞；检测目的基因在受体细胞中是否表达，常采用抗原—抗体杂交技术。

（4）制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

答案：

（1）嵌合抗体的功能　嵌合抗体的结构　表达　同种限制酶　

（2）RNA聚合酶　转录　标记基因　（3）浆细胞　抗原—抗体杂交　（4）获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞