2019高考生物大二轮复习精品练案：专题十六-基因工程和细胞工程-Word版含答案

1、模块六专题十六复习练案| Il ilh1、(2021深圳调研)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基 因组中,该技术能有效改良植物的品质。请答复：(1) 转基因技术的核心步骤是基因表达载体的构建，完成该步骤所需要的酶有 限制酶和DNA连接酶_。(2) 将植物体细胞处理得到原生质体，再通过农杆菌转化法或基 因枪 法，将目的基因导入原生质体，使原生质体再生出细胞壁之后，通过植物组织培养 技术培养可得到相应的转基因幼苗。(3) 来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶 绿体中高效表达,就此分析,原因是 叶绿体DNA与原核生物DNA结构类 似(由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻

2、译系统均与原核生物类似)。(4) 对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基 因更稳定其遗传方式一不遵循_(答“遵循或“不遵循)别离定律，不 会随_花粉 (“花粉或“卵细胞 )传给后代，从而保持了 母本 _( “父本或“母本)的遗传特性。解析(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，所需要的酶有限制酶和DNA连接酶;(2)植物细胞导入受体细胞的方法有农杆菌转化 法、基因枪法和花粉管通道法。原生质体再生细胞壁之后，通过植物组织培养获取幼苗；(3)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似。(4)别离定律 适用于有性生殖过程中细胞核遗传 ，故叶绿体转基因不遵循别离定律，为 母系遗传。

3、2、(2021天津市和平区生物一模)某传染性疾病的病原体为 RNA 病毒,该病毒外表的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如图1所示。请答复以下问题：抗A能內的声大一单丸薛生饰A 'A£l Iun aTTnU"A小时恃価陸揩#殖门肪合IX不魄指耳議Fl应件tit(1) 过程代表的是 逆转录，过程构建A基因重组载体时，启动 子和终止子是重新构建的，它们应该能被受体细胞的 _RNA聚合酶_所 识别，以便于其催化转录过程。如图2为A基因的结构示意图，H区的碱基数是2000个,其中 阴影区域碱基数是800个，空白区域中G和C的总数共有400个，那么由该区 域能指导蛋

4、白质合成的片段转录产生的 mRNA中A和U总数是 400 个。(3) 在给小鼠皮下注射A蛋白时，要重复注射几次的目的是通过二次免 疫，增加小鼠体内的浆细胞数目。(4) 在将X进行扩大培养前，至少需要经过2次筛选，第一次是将一杂交 瘤细胞筛选出来，第二次是将能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 筛选出 来。(5) 对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的A蛋白_来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体 内别离出病毒与病毒进行核酸序列比拟，或用图中的 抗A蛋白的单 克隆抗体与别离出的病毒进行特异性检测。解析(1)由以上分析可知是逆转录。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，能启

5、动转录过程。(2)图中H区的碱基数是 2000个，其 中阴影区域碱基数是800个，那么空白区域中碱基总数为1200个，又空 白区域中G和C的总数为400个那么A + T总数为800个，每条链中A + T 总数为400个根据碱基互补配对原那么，由该区转录形成的成熟 mRNA中A 和U总数也是400个。(3)在给小鼠皮下注射A蛋白时，要重复注射几次的 目的是通过二次免疫，增加小鼠体内的浆细胞数目。(4)在将X进行扩大培养前,至少需要经过2次筛选，第一次是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞， 第二次是采用抗体阳性检测法筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。5对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工

6、程生产的 A 蛋白所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内别离出病毒，与病毒进行核酸序列比拟；或采用抗原一抗体杂交法,即用 图中的抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性结合检测。3、如图为三种质粒和一个含目的基因的DNA片段，其中ApR为氨苄青霉素抗性基因,Tcf为四环素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因，EcoR I 0.7 kb、Pvu I 0.8 kb等为限制酶和其切割位点及其与复制原点之间的距离。 1 kb= 1 000个碱基对，请答复以下问题：E 1空号R .習吟T 4則口的墨固但JOhh片段D1片段D为目的基因中的某一片段，那么DNA聚合酶和DNA连接酶的作用形成的键依次是

7、填图中数字。2图中作为目的基因运载体最理想的质粒是 _B_填“ A或B“ C：请据图分析,其他两种质粒一般不能作为运载体的理由分别是一质粒A不含有标记基因；质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时，复制原点会 被破坏,使该质粒无法进行复制_。用EcoR I全酶切目的基因和质粒 B形成的重组质粒，并进行电泳 观察，可出现长度分别为1、1 kb和_56kb的两个片段，或者长度分别为 _36_kb和3.1_kb_的两个片段重组质粒上目的基因的插入位点与 EcoR I的识别位点之间的碱基对忽略不计。将分别用限制酶PvuI切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合，加入DNA连接酶后，进行大肠杆菌受体细胞导入操作

8、，那么受体细胞的类型包 含_ABD_(多项选择)。A、ApR蓝色B、ApR白色C、ApS、蓝色D、ApS白色(5) 动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是_B_。A、受精卵能使目的基因高效表达B、受精卵可发育成动物个体C、受精卵更易接受DNA的插入D、受精卵体积较大，便于DNA导入操作解析(1)DNA聚合酶和DNA连接酶的作用形成的键均为磷酸二 酯键，因此都应为。(2)由题图可知，切割目的基因应用Pvul，但该限制酶 会将c质粒的复制原点破坏，使该质粒无法进行复制，而质粒A不含有标记 基因，因此两者都不能作为运载体。(3)根据题意，质粒B长度为2.7 kb,目的 基因长度为4.0 k

9、b所以重组质粒长度为6.7 kb,如果出现长度为1、1 kb的 一个片段，那么另外一个片段的长度为 5.6 kb。假设目的基因与运载体反向 连接，可形成长度分别为3.1 kb和3.6 kb的两个片段。(4)将分别用限制酶 Pvul切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合，参加DNA连接酶后，可得 到质粒自身环化形成的普通质粒、重组质粒和目的基因自身连接的DNA环三种类型。如果导入的是普通质粒，受体细胞的类型为 A(ApR、蓝色), 如果导入的是重组质粒，受体细胞的类型为 B(ApR、白色),如果导入的是 DNA环，受体细胞的类型为 D(ApS、白色)。(5)动物基因工程通常选用受 精卵作为受体细胞的

10、根本原因是受精卵可发育成动物个体。4、人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆 抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生，以下是以HPV衣 壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图答复以下问题：(1)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、:CafiftHATf堆养幕上先悅J豪愛曹巍合井诜并阡垛鼻件.转判議交懵llATt养 剤Jfi比悅世盲出产生基上堵弄特#性抗丼的応产那么寵动物细胞融合假设要分析杂交瘤细胞中染色体，可通过 解离、漂洗、染色和制 片 等过程制成装片，然后在显微镜下观察。杂交瘤细胞中染色体数目与 普通淋巴细胞相比具有的特点是染色体

11、数目加倍 _,在HAT培养基上存活的细胞可能包括 (填以下序号)。 无抗体分泌的细胞 抗HPV抗体的分泌细胞 其他无关抗体的分泌细胞对于抗体检测呈 卩日 性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化，克隆化 的方法最常用的是有限稀释法，即稀释细胞到310个/ mL，每孔参加细胞 稀释液_0.1_mL，使每个孔内不多于一个细胞，到达单克隆培养的目的。(4) 由上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体，理由是小鼠形成的抗体对人体来说是抗原，存在着排异反响_。(5) 科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中别离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多 的思路。除此题描述

12、的制备单克隆抗体技术外，请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路。通过基因工程向浆细胞中导入prG;利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中(答对其一即可)_。解析(2)利用显微镜观察有丝分裂过程中的染色体 ，需先制作临时 装片;杂交瘤细胞中含有浆细胞和骨髓瘤细胞的染色体，所以比普通淋巴细胞的染色体数目多一倍；在HAT培养基上生存的细胞均为杂交细胞，这 些杂交细胞中有分泌 HPV抗体的细胞，有分泌其他抗体的细胞，也有不能 分泌抗体的细胞。(3)抗体检验呈阳性，说明该杂交瘤细胞可产生所需抗体； 为保证每个小孔不多于一个细胞，根据浓度可推断参加细胞稀释液的量： 设参加细胞稀释液的最大量

13、是 X,那么10个/ mL x X = 1个,X = 0.1 mL。 小鼠形成的抗体与人体抗体不同，故在人体内可引起免疫反响，所以上述 过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体。(5)根据所给信息可知，还可 通过转基因技术或核移植技术获得既能大量增殖，又能产生特定抗体的杂 交细胞。5、(2021陕西西安长安一中第一次检测)以下列图是植物体细胞杂交过程示意图，请据图答复:(1) 植物体细胞杂交的第步是去掉细胞壁，别离出有活力的原生质体。目前此步骤最常用的方法是酶解法，也就是在温和的条件下用 纤维 素酶、果胶酶 等分解植物的细胞壁。(2) 过程的发生，必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合常用的 化

14、学方法是用聚乙二醇试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合还 常用到灭活的病毒作为诱导剂。(3) 与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为一高尔基体_。过程称为脱分化，过程称为 再分化。假设利用此技术 生产治疗癌症的药物一一紫杉醇,培养将进行到一e_填字母编号)即可。(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值，其突出的优点 是可以一克服远缘杂交不亲和的障碍_。解析(1)植物体细胞杂交的第步是用纤维素酶和果胶酶去掉细 胞壁,别离出有活力的原生质体。(2)人工诱导原生质体融合常用的化学方 法是用聚乙二醇试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合还常用到灭活 的病毒作为诱导剂。(3)过程是杂种细胞生出

15、细胞壁，高尔基体与植物细胞壁形成有关。4过程分别为脱分化和再分化，治疗癌症的药物紫杉醇是从紫杉细胞中提取的，只需将植物组织培养进行到愈伤组织阶段 即可。5植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值，其突出的优 点是可以克服远缘杂交不亲和障碍，大大扩展可用于杂交的亲本组合范 围。6、2021全国卷H某种荧光蛋白GFP在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某 种病毒的外壳蛋白L1基因连接在GFP基因的5末端,获得了 L1 -GFP 融合基因简称为甲，并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体 P1其局部 结构和酶切位点的示意图如下，图中E1E4四种限

16、制酶产生的黏性末端 各不相同。CtTMiy建止子tt 1tElF2 E3 VA答复以下问题：1据图推断该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种 酶是_E1和E4_。使用这两种酶进行酶切是为了保证 一甲的完整也 是为了保证 甲与载体正确连接 。将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，假设在该细胞中观察到了绿 色荧光，那么说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了转录和翻译过程。3为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色 荧光细胞的纟田胞核_移入牛的一去核卵母细胞_中、体外培养、胚胎 移植等。为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR 方法进行鉴定，在鉴定时应分别以

17、该牛不同组织细胞中的 核DNA_填 “ mRNA “总RNA 或“核DNA 作为PCR模板。解析1由题意可知丄1基因和GFP基因合成了 L1 GFP融合基 因简称为甲,题图中显示了四个酶切位点，当将L1 - GFP融合基因插入质 粒P0时，可用E1和E4限制酶进行酶切，用这两种酶进行酶切不会破坏甲 的完整性，同时能保证甲按照正确的方向与载体连接。假设在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，那么说明L1 GFP融合基 因得到表达，即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。3为了获得含有甲的牛，可将含有目的基因的细胞的细胞核移入牛的 去核卵母细胞中，然后进行体外培养、胚胎移植等。利用PCR技术扩

18、增目的基因，可以检测目的基因是否存在。PCR 扩增的模板是DNA。7、2021天津卷甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。 我国科学家在2021年创造了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节 如下。1改造病毒的局部基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以 病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后利用_PCR_技术扩增，并将其中 某些基因不包括外表抗原基因内个别编码氨基酸的序列替换成编码终 止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完 整长度的 多肽或蛋白质，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、外 表抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。2构建适合改造病毒增殖的

19、转基因宿主细胞。设计合成一种特殊 tRNA的基因，其产物的反密码子能与1中的终止密码子配对结合，并可携 带一个非天然氨基酸Uaa。将该基因与载体连接后导入宿主细胞。 提取宿主细胞的一总RNA_进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述 tRNA的转基因宿主细胞。3利用转基因宿主细胞制备疫苗。将1中的重组质粒导入2中的转基因宿主细胞，并在补加_非天然氨基酸Uaa的培养基中进行培养，那么该宿主细胞能利用上述特殊 tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生 大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是D 单项选择。A、病毒的DNA聚合酶B、宿主的DNA聚合酶C、病毒的RNA聚

20、合酶D、宿主的RNA聚合酶4上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经 灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比 ，该病 毒活疫苗的优势之一是可引起 细胞免疫，增强免疫保护效果。解析1体外进行DNA扩增采用的技术手段是聚合酶链式反响 PCR技术。将基因内个别编码氨基酸的序列改造成编码终止密码子的序 列后，在翻译时终止密码子提前出现 ，不能合成完整长度的多肽或蛋白 质。2为了使目的基因能够在受体细胞中稳定存在并正常表达 ，需要将目 的基因与载体运载体连接后导入受体细胞。利用分子杂交技术鉴定，筛选 获得成功表达目的RNA的细胞时,需提取宿主细胞的总 RNA。3将1

21、中的重组质粒导入2中的转基因宿主细胞，宿主细胞内由于 没有Uaa,翻译将会在终止密码子处停止，将不能翻译出改造病毒基因的完 整蛋白，所以要想翻译出完整蛋白，需要在培养基中参加Uaa。转录时，识别 启动子的酶为RNA聚合酶，因为转录在宿主细胞中进行，所以转录用的酶 为宿主细胞的RNA聚合酶。4不具有感染性的灭活病毒不能进入人体细胞内，只会引发体液免疫 而减毒的活疫苗虽然不能在人体细胞内正常增殖 ，但可以侵入人体细胞, 能引起人体产生细胞免疫，增强免疫保护效果。& 2021江苏卷为生产具有特定性能的a-淀粉酶，研究人员从某种 海洋细菌中克隆了 a-淀粉酶基因1 656个碱基对,利用基因工程

22、大量制 备a淀粉酶，实验流程见以下列图。请答复以下问题：rev的M搐养(1) 利用PCR技术扩增a-淀粉酶基因前，需先获得细菌的一基因组 DNA_。(2) 为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的5，端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计参加不同的限制性酶切位点 主要目的是 使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连_。(3) 进行扩增时，反响的温度和时间需根据具体情况进行设定 ，以下选 项中 的设定与引物有关, 的设定与扩增片段的长度有关。(填 序号)变性温度退火温度延伸温度变性时间退火时间 延伸时间(4) 以下列图表示筛选获得的工程菌中编码a淀粉酶的mRNA的局部碱基序列：y -UCCCAUCA ACAAAUACUAACACUU3图中虚线框内mRNA片段包含_8_个密码子,如虚线框后的序列未 知，预测虚线框后的第一个密码子最多有13种。(5) 获得工程菌表达的a-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度 为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：缓 冲 液50 mmol/LNa2HPO4-KH2PO450 mmol/LTris- HCl50 mmol/LGly - NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相对25.4