专题16 基因工程和细胞工程(命题猜想)-2017年高考生物命题猜想与仿真押题(原卷版)

1、专题“基因工程和细胞工程（命题猜想）【考向解读】1基因工程的诞生（I）2基因工程的原理及技术（II）3基因工程的应用（II）4蛋白质工程（I）5植物的组织培养（II）动物的细胞培养与体细胞克隆（I）细胞融合与单克隆抗体（II）高频考点：基因工程的原理、操作步骤及操作工具；动物的细胞培养与体细胞克隆中频考点：植物组织培养与植物体细胞杂交的原理及应用低频考点：蛋白质工程及应用【命题热点突破一】综合考查基因工程的原理及应用1目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。2将目的基因导入受体细胞没有碱基互补配对现象。3原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。4一般情况下，用同一种限

2、制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，以避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。5标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞。6受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。7.启动子（DNA片段）工起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）工终止密码子（RNA）。例1.（2016新课标III卷.40）图（&）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切

3、点是唯一的）。GAATTCGGATCCGATCCTAG,图冷)由是.启动子JfcoRI5iau3AI知识，回答下列问题:终止子(2)若某人利用图(b)(1)经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接，理得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所，不能表达的原因是示。这三种重组子中，不能在宿主细胞生表达目麴基因产物的有DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有和，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。【变式探究】(2015.广东高考)下图为培育转基因山羊生产人B酪蛋白的流程图。人B-酪蛋白基刹表达载体重组人B-酪蛋白基因表达载体射普通山羊*受精卵下

4、列叙述正确的是()过程所用的人B酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得过程可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植过程可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体过程人卩酪蛋白基因只能在细胞核内进行转录、翻译【变式探究】(2015全国卷I)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：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。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，检测的原理是已知某种

5、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。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。【命题热点突破二】综合考查蛋白质工程的原理及应用基因工程和蛋白质工程的比较比较项目基因工程蛋白质工程原理基因重组中心法则的逆转区别过程获取目的基因一一构建表达载体-导入受体细胞-目的基因的检测与鉴定预期蛋白质功能-设计预期的蛋白质结构一一推测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核苷酸序列一一合成DNA表达出蛋白质区别实质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需要的生物类型或生物产品

6、(基因的异体表达)定向改造或生产人类所需要的蛋白质结果生产自然界中已经有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成来实现例2、(2016天津卷7(12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成总cDNA,然后以cDNA为模板,采用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出标出另一条引物的位置及扩增方向。启动子通常

7、具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是(填写字母，单选)。A.人血细胞启动子B.水稻胚乳细胞启动子C.大肠杆菌启动子D.农杆菌启动子利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是。为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与的生物学功能一致。【变式探究】(2015.全国卷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

8、苯丙氨酸，改变后的蛋白质代)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：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。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：。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。【命题热点突破三】植物细胞工程及应用有关植物细胞工程的几个关键问题1.植物细胞A和植物细胞B杂交获得的

9、杂种细胞的类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。2杂种细胞形成的标志：新的细胞壁的生成。3杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。4植物组织培养时植物激素和光照的使用植物激素的使用脱分化阶段细胞分裂素比例较高，以促进细胞的分裂；再分化阶段生长素比例较高，以促进芽与根的形成。光照的使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。例3(2016海南卷.31)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即和从

10、中分离。利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库TOC o 1-5 h z中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是。在基因表达载体中，启动子是聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是。将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有和颗粒。【变式探究】植物细胞工程包括植物组织培养和植物细胞杂交等技术。植物组织培养是克隆植物的一种方法，回答相关问题：植物组织培养依据的生物学原理是植物细胞的全能性，在一定的等条件下，植物细胞可以脱分化形成愈伤组织，将愈伤组织转接到含有成分的培养基上，

11、就可以诱导其生成胚状体或丛芽。植物组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可观察到发生异常，进而使植株出现遗传不稳定或不育。在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导至关重要，科学家研究了植物生长调节剂对某药用植株愈伤组织的影响，实验结果如下表：咖氓甘培养基2,4D/mgL-i6BA/mgL-i愈伤组织诱导率/%代号L1.0065.41l22.0068.76l33.0091.01l43.00.254.48L53.00.557.35L63.01.051.71注：愈伤组织诱导率(%)=产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数沁00%诱导形成愈伤组织(填“需要”或“不需要”)光照的条

12、件。从上表可以得出的结论是植物体细胞杂交技术的关键环节有、和植物组织培养。【命题热点突破四】动物细胞工程及应用有关动物细胞工程的答题要素1动物细胞培养：培养基的特有成分：动物血清。培养过程：原代培养、传代培养。制备悬液的酶：胰蛋白酶或胶原蛋白酶。2未受精卵细胞作细胞核移植受体细胞的理由：营养丰富。体积大，易操作。含有刺激已分化的细胞核恢复分裂能力的物质。3单克隆抗体制备中2次筛选目的不同：第1次：得到既能分泌抗体又能大量增殖的杂交瘤细胞。第2次：筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。4克隆动物的4种技术手段：动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。5相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱

13、导方法是用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合的方法相同。例4(2016新课标2卷.40)(15分)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采的方法。代表的过程TOC o 1-5 h z是。经过多次传代后，供体细胞中的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是。与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的

14、成功获得也证明了。【变式探究】(2015.天津高考)2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。珊卵僚卵无限增殖调控基因射取注鼠获血检测IfIT用-d细筛选小鼠受体细胞据图分析，下列叙述错误的是()该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核D.三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术【变式探究】单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高、可以大量制备，已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如下图所示：H

15、7N9病毒一RNA2DNA鱼H7N9抗原基因单克隆抗体一体外培养一细胞HTOC o 1-5 h z（1）过程常用的方法是。向小鼠体内注射抗原蛋白，使小鼠产生免疫。从小鼠体内分离的细胞I是,细胞II应具有的特点是。（3）体外培养细胞II,首先应保证其处于的环境，其次需要提供充足的营养和适宜的温度。培养箱充入二氧化碳的作用是。（4）对于转基因成功的细胞II还要进行克隆化培养和检测。（5）若要预防H7N9禽流感，可用图中的作为疫苗。【高考真题解读】（2016江苏卷.33）（9分）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问

16、题：识别导罚吐CCTW；fTitTla耳的K図召耳童抗也闻启动子别呷41.Uhj（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于态的大肠杆菌。（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中。（3）若BamHI酶切的DNA末端与BelI酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶（填“都能”、“都不能”或“只有一种能”）切开。（4）若用Sau3AI切图1质粒最多可能获得种大小不同的DNA片段。2

17、.（2016课标1卷.40）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tef中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：答出两点即可）。1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。（2）如果

18、用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是；并且和的细胞也是不能区分的，其原因是。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有是的固体培养基。（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于3.（2016新课标III卷.40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。GAATTCXtccGATCC

19、TAG,图(a)启动子JfcoRISauSAI知识，回答下列问题:终止子由是.（2）若某人利用图（b）（1）经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接，理得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞生表达目拋基因产物的有，不能表达的原因是图（b）和，其中既4.（2016天津卷7（12分）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。（1）获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成总cDNA,然后以cDNA为模板,采用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表

20、示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出标出另一条引物的位置及扩增方向。（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是（填写字母，单选）。人血细胞启动子B.水稻胚乳细胞启动子C.大肠杆菌启动子D.农杆菌启动子（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是。（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与的生物学功能一致。5.（2016新课标2卷.40）（15分）下图表示通过核移植

21、等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程回答下列问题：图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采的方法。代表的过程TOC o 1-5 h z是。经过多次传代后，供体细胞中的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是。与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了。(2016海南卷.31)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即和从中分离。利用某植物的成熟叶片为材

22、料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是。在基因表达载体中，启动子是聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是。将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有和颗粒。(2016上海卷.九)回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。在图27所示的质粒PZHZ11(总长为3.6kb,1kb=1000对碱基因)中,lacZ基因编码0半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能将白色的大肠杆菌染成蓝色。68.若先用限制酶BamHI切开pZHZ11，然后灭活BamHI酶，再加DNA连接酶

23、进行连接，最后将连接物导入足够数量的大肠杆菌细胞中，则含3.1kb质粒的细胞颜色为；含3.6kb质粒的细胞颜色为。69若将两端分别用限制酶BamHI和BglHI切开的单个目的基因片段置换pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重组质粒，则目的基因长度为kb。70.上述4.9kb的重组质粒有两种形式，若用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种，只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段；那么联合酶切同等长度的另一种重组质粒，则可获得kb和kb两种DNA片段。71.若将人的染色体DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并鉴定目的基因，然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达，最后

24、将产物的药物蛋白注入小鼠体内观察其生物功能是否发挥，那么上述过程属于。人类基因工程B.动物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程1.（2015.重庆卷，6）下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（）表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用（2014.重庆卷，4）下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是（）Ti质粒的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到的染色体上

25、的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异（2013广东理综，3）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（）合成编码目的肽的DNA片段构建含目的肽DNA片段的表达载体依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽（2013.安徽理综，6）如图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是（）薄膜胶片放射自長妙结果与探针杂交，然后洗去未结合的孫针培养hi中包含重组质粒的细菌曲幫裂解细H并使DNA变性放射性

26、标记的DNAttEH将膜曜光在显影胶片上曲構附着在mJDNA结合在膜上根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置(2014.重庆卷，2)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是()应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组

27、致病菌等来形成杀伤力(2014.海南卷，31)生物一选修3：现代生物科技专题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。D请据图回答：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白序列，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的列，再通过化学方法合成所需基因。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种脱氧核苷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。由A和载体B拼接形成的C通常称为。在基因工程中，常用Ca2+处理

28、D,其目的是(2015.江苏卷，33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：待标记的DNADNA酶IDNA聚合酶I_才-”11111F*荧光标记的DNA探针图1图2DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶I随机切开了核苷酸之间的键从而产生切口，随后在DNA聚合酶I作用下，以荧光标记的为原料，合成荧光标记的DNA探针。图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中键断裂,形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有条荧光标记的DNA片段。A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F有丝分裂中期的细胞中可观