届高三生物第二轮复习课前诊断卷10.docx
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届高三生物第二轮复习课前诊断卷10
“基因工程与克隆技术”课前诊断卷
考点一
基因工程
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，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
下图为获得抗虫棉的技术流程。
请据图回答：
（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：
目的基因的获取、_________________、将目的基因导入受体细胞、________________________。
（2）A过程需要的酶有________和________。
（3）要把重组质粒导入土壤农杆菌，首先必须用________处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为________态，然后将________________________在缓冲液中混合培养完成转化过程。
（4）含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后，将离体棉花叶片组织培养成再生植株要经过[C]________和[E]________。
如要确保再生植株中含有抗虫基因，可在C过程的培养基中加入________。
（5）目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是_________________。
这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是____________________。
2．（2018·福建高考）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（如下图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，结果如上图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。
3．我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。
下面为培育转基因水稻过程示意图，请回答：
（1）在上述工程中，铁结合蛋白基因称为________，获取该基因后常用________技术进行扩增。
（2）构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制酶分别切割______________________和________。
将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得______________________；培养基3与培养基2的区别是______________________。
（4）检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻________________。
4．为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性，科研人员利用SHH基因的非模板链转录合成的RNA作为探针，进行分子杂交实验，以检测SHH基因在角化囊肿中的表达情况。
其基本流程如下图（Amp表示氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表达）。
请回答：
（1）重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时，________（填“需要”或“不需要”）启动子。
（2）步骤②中，用Ca2＋处理大肠杆菌，使之成为________细胞，然后导入重组载体。
实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会死亡，原因是这些细菌不含有______________基因。
（3）能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X gal的培养基上会形成蓝色菌落，易于识别。
根据上述原理可以初步判断________（填“蓝色”或“白色”）菌落中的大肠杆菌为重组菌。
（4）将制备的探针加入角化囊肿切片中，探针将与________________形成杂交带，进而判断SHH基因的转录情况。
考点二
克隆技术
5．马铃薯是种植广泛的农作物，病毒侵染后导致产量大幅下降，培育脱毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。
请分析并回答：
（1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，经过人工培养获得脱毒苗。
培养基中添加________________________（填激素名称），诱导离体细胞经过________和________完成组织培养过程，从而形成脱毒苗。
为监控脱毒苗的质量，可采用________________的方法检测病毒的蛋白质。
（2）研究人员研究了茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，实验结果如右图。
实验结果表明，茎尖越小，________________________，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________mm。
6．科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如下图所示：
（1）植物体细胞杂交依据的生物学原理有_______________________________________。
（2）过程①常用的酶是__________________，细胞融合完成的标志是_______________。
（3）植物原生质体融合过程常利用化学试剂________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原生质体，当观察到________________________________时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
（4）过程③和过程④依次为________________，过程④中的培养基常添加的植物激素是____________________。
（5）若番茄细胞内含m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________条染色体。
若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植株。
7．右图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线（图中B、D两点表示经筛选后继续培养），请据图回答下面的问题：
（1）OA段的培养称为________培养，AB段可能发生了___________现象，需要用________酶处理，以使组织细胞分散开来。
（2）动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行____________，不同的是植物细胞还要进行______________________。
（3）为制备单克隆抗体，需将________注射到小鼠体内，以此获取________细胞，同时可选取图中________点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的________比正常细胞显著减少。
为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用________培养基达到目的。
8．下图为利用人成纤维细胞（具分裂能力、能在HAT培养基上存活）和小鼠骨髓瘤细胞（具分裂能力、不能在HAT培养基上存活）进行人类基因定位的操作示意图，请回答相关问题：
（1）图示方法是________________技术的应用，该技术的基础是________________技术。
（2）操作所用的成纤维细胞应传代________代以内，诱导融合时需要加入的促融剂是________。
（3）人、鼠细胞先经过细胞膜融合形成________细胞，再经过一次____________，形成单核细胞。
（4）HAT培养基起________培养作用，培养时温度应为________℃，操作中加入乌本苷的目的是____________________。
（5）下表所示为杂交细胞A、B、C中存在的人类染色体及人类特有的4种酶（“＋”表示存在，“－”表示不存在），这4种酶均为单基因编码产生，据表判断，编码________酶的基因位于染色体2上，排列方式呈________。
杂交细胞
A
B
C
人类染色体
1
－
＋
＋
2
＋
－
＋
3
＋
＋
－
酶
m
＋
－
＋
n
－
＋
＋
p
＋
－
＋
q
－
＋
＋
答案
1．解析：
（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：
目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
（2）基因表达载体的构建过程中，需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使它们产生相同的黏性末端，再用DNA连接酶把这两个DNA片段连接起来。
（3）农杆菌转化法导入目的基因时，首先必须用Ca2＋处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态，然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。
（4）植物组织培养过程的关键步骤是脱分化和再分化。
因为只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长，故若要确保再生植株中含有抗虫基因，可在C过程的培养基中加入卡那霉素。
（5）目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞的DNA分子上，检测采用的方法是DNA分子杂交技术。
答案：
（1）基因表达载体的构建 目的基因的检测与鉴定
（2）限制酶 DNA连接酶 （3）Ca2＋ 感受 重组质粒和感受态细胞 （4）脱分化 再分化 卡那霉素
（5）目的基因是否插入受体细胞的DNA分子上 DNA分子杂交技术
2．解析：
（1）在动物细胞培养中，胰蛋白酶的作用是使细胞分散开。
（2）由图可知，在GDNF基因两侧各有一个XhoⅠ酶切位点，在载体上有一个XhoⅠ酶切位点，使用该酶既可以将GDNF基因切割下来，又可以将其插入到载体中。
（3）用HpaⅠ酶和BamHⅠ酶对3种载体进行双酶切，然后对得到的DNA分子片段进行电泳分析。
对于载体自连的DNA分子来说，只有HpaⅠ酶切位点，切割后只有一种片段，长度为6000bp；对于正向连接的载体来说，切割后产生两种片段6000bp和700（600＋100）bp；对于反向连接的载体来说，切割后产生两种片段6500bp和200（100＋100）bp。
所以第②泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
（4）鉴定目的基因是否成功表达，可用抗原－抗体杂交法。
用相应的抗体与提取的蛋白质杂交，若有杂交带，说明目的基因成功表达。
当培养的细胞达到一定数量时，需进行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
3．解析：
本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比普通大米高的大米，因此目的基因为铁结合蛋白基因，要大量获得此基因一般采用PCR技术进行扩增。
若构建重组质粒则要用同种限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒。
将外植体培养成试管苗的过程要用到不同的培养基，各培养基最明显的差别在于所添加激素的比例不同。
答案：
（1）目的基因 PCR
（2）含目的基因的DNA片段 质粒 CaCl2 （3）含有重组质粒的愈伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 （4）种子中铁含量
4．解析：
（1）启动子是RNA聚合酶的识别位点，任何基因的表达（转录）均需要启动子。
（2）大肠杆菌细胞用Ca2＋处理后就成为感受态细胞；能在添加氨苄青霉素的培养基上生存的细菌含有氨苄青霉素抗性基因，没有氨苄青霉素抗性基因的细菌将会死亡。
（3）能表达LacZ基因的大肠杆菌在含有IPTG和X gal的培养基上会形成蓝色菌落，而重组菌中LacZ基因被SHH基因插入后不表达，重组菌在含有IPTG和X gal的培养基上会形成白色菌落。
（4）判断SHH基因的转录情况，也就是判断SHH基因是否转录出mRNA。
答案：
（1）需要
（2）感受态 Amp（或氨苄青霉素抗性或抗性） （3）白色
（4）SHH转录的mRNA（只写mRNA不对）
5．解析：
（1）离体的植物组织必须在植物激素的作用下才能经脱分化形成愈伤组织，然后经再分化形成具有根、茎、叶的植物体。
检测病毒的蛋白质要用抗原—抗体杂交法。
（2）据图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，当茎尖大小为0.27mm时脱毒率和成苗率相对都较高。
答案：
（1）生长素和细胞分裂素 脱分化 再分化 抗原—抗体杂交
（2）脱毒率越高，成苗率越低 0.27
6．解析：
（1）植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（2）去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁。
（3）化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：
番茄—番茄、番茄—马铃薯、马铃薯—马铃薯，其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的荧光。
（4）过程③和过程④分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。
（5）“番茄—马铃薯”体细胞有m＋n条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍，由配子发育成的个体均为单倍体。
答案：
（1）细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
（2）纤维素酶和果胶酶 形成了新的细胞壁 （3）聚乙二醇（或PEG） 3 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光 （4）脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素 （5）2（m＋n） 单倍体
7．解析：
据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，AB段细胞不再增殖，但此时细胞仍有增殖能力，所以此时可能发生了接触抑制，故OA段为原代培养；D点细胞增殖代数达到了60次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。
答案：
（1）原代 接触抑制 胰蛋白
（2）增殖（或分裂） 脱分化和再分化
（3）抗原 浆 D 糖蛋白 选择
8．解析：
（1）图示骨髓瘤细胞与成纤维细胞通过动物细胞融合形成杂交细胞，此技术的基础是动物细胞培养技术。
（2）动物细胞培养通常为10代以内，可以保持细胞正常的二倍体核型。
（3）人、鼠细胞经过细胞膜融合会成为多核细胞，再经过一次有丝分裂，形成单核细胞。
（4）据题干信息，人成纤维细胞能在HAT培养基上存活，而小鼠骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上存活，则HAT培养基起选择作用，筛选出人成纤维细胞和成纤维细胞融合的杂交细胞，操作中加入乌本苷的目的是除去成纤维细胞，筛选出杂交细胞。
（5）杂交细胞A和C中都有染色体2，细胞A和C中均有酶m和p，即编码m和p酶的基因位于染色体2上；这些基因在染色体上呈线性排列。
答案：
（1）动物细胞融合 动物细胞培养
（2）10 PEG（或灭活病毒） （3）多核 有丝分裂 （4）选择 36.5±0.5 除去成纤维细胞 （5）m和p 线性
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