2022年优化探究高考生物二轮复习第一部分专题八现代生物科技专题第一讲基因工程与细胞工程

1、第一部分专题八 现代生物科技专题第一讲 基因工程与细胞工程 1根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1) 限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段， 其末端类型有 _和 _。(2) 质粒运载体用 EcoR切割后产生的片段如下：AATTC GG CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的 种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是DNA除可用 EcoR切割外，还可用另一 _ 。(3) 按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即_DNA连接酶和_DNA连接酶。(4) 反转录作用的模板是 常采用 _技术。(5) 基因工程中除质粒外，_，产物是 _。若要在体外获得大量反转录产

2、物，_和 _也可作为运载体。(6) 若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体 细胞，原因是 _ 。解析：此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA 分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2) 为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与 EcoR切割产生的末端相同。(3) 根据酶的来源不同，DNA连接酶分为大肠杆菌 DNA连接酶和 T4 DNA 连接酶。 (4) 以 RNA为模板， 合成 DNA的过程称为逆转录，若要体外获得大量 DNA分子，可以使用 PCR技术。(5)在基因工程

3、中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用 Ca 2处理，使之成为能吸收周围环境中 DNA分子的感受态细胞。答案： (1) 黏性末端平末端EcoR切割产生的相同( 其他合理答案也可) (2) 切割产生的DNA片段末端与(3) 大肠杆菌T4(4)mRNA(或 RNA) cDNA(或 DNA) PCR (5) 噬菌体 动植物病毒 (其他合理答案也可 ) (6) 未处理的大肠杆菌吸收质粒 ( 外源 DNA)的能力极弱 ( 其他合理答案也可 ) 2(2014 高考新课标全国卷 ) 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

4、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，应检测此 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，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31 时，则可推

5、测该耐旱基因整合到了 体的两条上”) 。_( 填“ 同源染色体的一条上” 或“ 同源染色解析： (1) 基因组文库包含某种生物的全部基因，cDNA文库又称为部分基因文库，含有生物的部分基因。 (2) 植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因，从中可筛选出耐旱基因。(3) 植物乙的耐旱性低，所以植物乙体细胞作为受体细胞；要确定耐旱基因是否正确表达，应检测该基因的表达产物，对于个体水平的检测，应在干旱的田间进行试验，检测植物乙耐旱性是否得到了提高。(4) 将耐旱基因看作 A，不耐旱基因看作 a，Aa Aa耐旱与不耐旱数量比为 31，则耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。答案： (1) 全部 部分(2

6、) 筛选(3) 乙表达产物耐旱性(4) 同源染色体的一条上3(2014 高考山东卷) 人组织纤溶酶原激活物(htPA) 是一种重要的药用蛋白，可在转htPA 基因母羊的羊乳中获得。流程如下：(1) htPA 基因与载体用 _ 切割后， 通过 DNA连接酶连接， 以构建重组表达载体。胞 DNA，可采用 _技术。检测目的基因是否已插入受体细(2) 为获取更多的卵 ( 母) 细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其 _。采集的精子需要经过 _，才具备受精能力。(3) 将重组表达载体导入受精卵常用的方法是_ 。为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转

7、基因个体，这体现了早期胚胎细胞的 _。(4) 若在转 htPA 基因母羊的羊乳中检测到_，说明目的基因成功表达。解析： (1) 目的基因和载体先用同种限制酶切割后，再用 DNA连接酶连接，以构建基因表达载体；判断受体细胞的 DNA是否插入目的基因可采用 DNA分子杂交技术。(2) 利用促性腺激素处理供体母羊可使其产生更多的卵母细胞；精子必须获能后才具备受精能力。(3) 将重组表达载体导入动物受精卵常用的方法是显微注射法。为了获得母羊， 移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。(4) 若在转 htPA 基因母羊的羊乳中检测到人组织纤溶酶原激活物，说明目的基因成功表达。答案： (1) 同种

8、限制性核酸内切酶 ( 或同种限制酶 ) DNA分子杂交 ( 或核酸探针 ) (2) 超数排卵 获能 ( 处理 ) (3) 显微注射法 性别鉴定 全能性(4)htPA( 或人组织纤溶酶原激活物 ) 4(2016 江西鹰潭二模) 下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。(1) 在获取抗体之前，需要向健康人体注射特定抗原 ( 如乙肝疫苗 ) ，并且每隔一周重复注射一次。免疫细胞 A 在人体主要介导 (参与 )_ 免疫。(2) 过程至抗体的获取称为_，其中是 _过程。(3) 过程需要 _酶，过程则需要特定的限制性核酸内切酶和 DNA连接酶。(4) 抗体 1 与抗体 2 相同之处是 _，不同之处在

9、_。(5) 如果想用棉花产生该种抗体，则过程的受体细胞通常选用 _，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过_技术获得能产抗体的转基因棉花植株。解析： (1) 从已免疫的机体提取出浆细胞用于生产单克隆抗体，浆细胞主要参与的是体 液免疫。(2) 过程是将骨髓瘤细胞和浆细胞融合获得杂交瘤细胞，通过过程产生单克隆抗体。(3) 过程由 mRNADNA，属于逆转录过程，需要逆转录酶。(4) 因为控制抗体蛋白质合成的基因中脱氧核苷酸序列相同，所以抗体 1 与抗体 2，从化学本质角度分析，相同之处是氨基酸的排列顺序；不同之处在空间结构 ( 大肠杆菌只含有核糖体一种细胞器，缺少内质网和高尔基体对蛋白质进行后

10、期加工 ) 。(5) 基因工程中将目的基因导入植物细胞，通常采用农杆菌转化法，所以过程的受体细胞通常选用土壤农杆菌。由棉花体细胞获得棉花植株，需经过植物组织培养。答案： (1) 体液(2) 单克隆抗体细胞融合 ( 或 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合) (3) 逆转录(4) 氨基酸的排列顺序 空间结构(5) 土壤农杆菌 植物组织培养5(2016 北京海淀二模) 菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：抗虫基因构建重组含重组质侵染离体菊花愈伤分化再生粒的土壤含kanR质粒质粒叶片组织组织植株农杆菌检测转基因抗 虫植株( ka

11、n R) 作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。注：卡那霉素抗性基因(1) 为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用 _处理土壤农杆菌， 使其处于感受态。(2) 将 重 组 质 粒 导 入 土 壤 农 杆 菌 的 目 的 是 利 用 农 杆 菌 能 够_ 的特点， 使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的 _上，最终形成转基因植株。(3) 将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和 培养，筛选转基因菊花。_的培养基中，在适宜条件下进行(4) 用 PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据 _的核苷酸序列设计特异引物，以 _为模板进行第一轮扩增。(5) 将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以

12、适当比例混合后饲喂菊天牛 2 龄幼虫，实验结果如下表所示。组别死亡率 (%) 2实验组转基因植株1 60.00 转基因植株2 53.33 对照组13.33 对照组应饲喂等量的_ 。据表分析，_ 差异显著，说明转基因菊花对菊天牛龄幼虫有较强的毒杀作用。解析： (1) 用 Ca 2处理土壤农杆菌，使其处于感受态，易于吸收外源重组 DNA分子。 (2)农杆菌能够感染植物细胞，并将 T-DNA转移至受体细胞中，并插入到受体细胞的染色体 DNA上，利用这个特点实现导入目的基因。(3) 利用添加卡那霉素的培养基可以筛选含卡那霉素抗性基因的转基因植株。(4) 用 PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，

13、需根据目的基因的核苷酸序列设计特异引物，以含目的基因的菊花 DNA为模板进行第一轮扩增。(5) 本实验分对照组和实验组，对照组饲喂等量的非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物，实验组饲喂转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物，基因菊花对菊天牛 2 龄幼虫是否有毒杀作用。答案： (1)Ca 2( 或“ CaCl 2” ) 通过实验组与对照组死亡率比较说明转(2) 感染菊花 ( 或“ 植物”) 细胞，并将T-DNA转移至受体细胞染色体 DNA (3) 卡那霉素(4) 抗虫基因 ( 目的基因 ) 转基因菊花的DNA(或“ 含目的基因的菊花DNA” )(5) 非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物实验组

14、与对照组死亡率6如图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图，请据图回答：(1) 分析可知，科学家获取绿色荧光蛋白基因所运用的限制酶是图中所示的 _，最终获得的绿色荧光蛋白基因的末端类型属于 _。(2) 图示工程中，将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞常用的方法是 _。(3) 图示中， 作为受体细胞的去核卵母细胞一般处在 方法 ) 进行激活，使其完成减数分裂和发育进程。_期，常通过 _( 物理(4) 培养图示重组细胞时，将细胞所需的营养物质按其种类、数量严格配制而成的培养基称为 _培养基。通常在培养基中还需要加入适量的_等天然成分。(5) 图示重组细胞培养至一定阶段可通过 _方法，从而一次获得多个

15、转基因猪。过程的实质是 _ 。解析： (1) 从图中可知，水母的含有荧光蛋白基因的DNA片段含有三种限制酶切点，但要保证既能获得目的基因，又保证基因的完整性，则只能使用Pst 和 EcoR进行切割； 从图中切割获得的目的基因末端形态可知，最终获得的绿色荧光蛋白基因的末端属于黏性末端。(2) 将目的基因导入动物细胞时，常使用显微注射法。(3) 图示体细胞核移植过程中，作为受体细胞的去核卵母细胞一般处在减数第二次分裂的中期，激活动物细胞使其完成分裂和发育进程的物理方法一般是电刺激。(4) 将细胞所需的营养物质按其种类、数量严格配制而成的培养基称为合成培养基。由于人们对动物细胞培养所需要的成分还不清

16、楚，因此通常在培养基中加入适量的血清 ( 或血浆 ) 等天然成分。 (5) 一个重组细胞只能发育为一个个体，若想使一个重组细胞发育为多个个体，可以对胚胎进行胚胎分割后再移植；图中过程是将体外培养的早期胚胎移植到母体内的过程，其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。答案：(1) Pst和 EcoR黏性末端(2) 显微注射法(3)M中 ( 减数第二次分裂中) 电脉冲 ( 或电刺激 ) (4) 合成血清 ( 或血浆 ) (5) 胚胎分割、胚胎移植早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移7(2015 高考重庆卷 ) 某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性

17、差的纯种公牛。(1) 拟进行如下杂交：A(具高产奶基因的纯种 ) B(具适宜本地生长基因的纯种 ) C选择 B作为母本， 原因之一是胚胎能在母体内正常_。若 C中的母牛表现为适宜本地生长， 但产奶量并未提高，说明高产奶是 _性状。 为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_，后代中出现这种母牛的概率是_( 假设两对基因分别位于不同对常染色体上 ) 。(2) 用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力，需对其进行 _处理；卵子的成熟在过程_( 填序号 )中完成。 在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是 _。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的

18、 _ 。子代母牛的优良性状与过程_( 填序号 ) 的基因重组有关。(3) 为了提高已有胚胎的利用率，可采用 _技术。解析： (1)B 为适宜本地生长的母牛，选择B 作为母本可保证胚胎在母体内正常生长发育。具高产奶基因的纯种公牛与具适宜本地生长基因的纯种母牛杂交的后代 C未表现出高产奶性状， 说明高产奶是隐性性状 ( 假设由基因 a 控制 ) ；同时 C表现为适宜本地生长，说明适宜 本 地 生 长 是 显 性 性 状 ( 假 设 由 基 因 B 控 制 ) 。A(aabb) B(AABB)C(AaBb)，A(aabbXY) C(AaBbXX)1/8aaBbXX。(2) 胚胎工程中精子要具有受精能

19、力，需对其进行获能处理； 卵子的成熟在受精过程 ( 即图中 ) 中完成。 在胚胎培养过程中，培养基中的葡萄糖的作用是供能。 为筛选出具有优良性状( 即高产奶、 适宜本地生长 ) 的母牛， 在胚胎移植前需鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的基因。(3) 采用胚胎分割技术可提高已有胚胎的利用率。答案： (1) 生长发育或胚胎发育隐性A C 1/8 (3) 胚胎分割(2) 获能或增强活力供能性别、高产奶和适应生长的基因8下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：(1) 细胞 A 的形成过程中常用的诱导因素有 (2) 在图制备单克隆抗体的过程中，包括_( 至少答两种 ) 。_和_两个过程。直接产生的A细 胞 可 能 有3种 ， 经 选 择 性 培 养 的 杂 交 瘤 细 胞 ， 还 需 进 行_ ，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，进行体内或体外培养。(3) 单 克 隆 抗 体 与 常 规 的 血 清 抗 体 相 比 ， 其 最 大 的 优 越 性 是_ 。(4) 若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对中囊