【优化方案】2020届高考生物二轮专题强化训练：专题九第1讲-基因工程和细胞工程-Word版含解析.docx

专题九　现代生物科技专题

第1讲　基因工程和细胞工程
(建议用时：45分钟)

1．(2021·高考大纲全国卷) 下列实践活动包含基因工程技术的是(　　)
A．水稻F1花药经培育和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培育获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生转变，获得种子性状发生变异的大豆
2．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述中正确的是(　　)
A．人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的
B．DNA连接酶能在两个相同黏性末端经配对后的磷酸与脱氧核糖之间形成化学键
C．通过检测大肠杆菌中没有胰岛素原产生，则可推断重组质粒未导入受体菌
D．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性
3．(2021·高考广东卷)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(　　)
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
4．(2021·高考浙江卷)试验小鼠皮肤细胞培育(非克隆培育)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　)

A．甲过程需要对试验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型
D．丁过程得到的细胞具有异质性
5．(2021·高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷， 可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)(　　)
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C．PCR 体系中确定要添加从受体细胞中提取的DNA 聚合酶
D．确定要依据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
6．下列有关体细胞杂交的说法，正确的是(　　)
A．植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种细胞
B．动物体细胞杂交的最终目的是获得杂种细胞
C．可依据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定某细胞是否是杂种细胞
D．动植物体细胞杂交的基本原理、促融方法、操作步骤基本相同
7．大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的运载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，假如没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β­半乳糖苷酶。当培育基中含有IPTG和X­gal时，X­gal便会被β­半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答：

(1)已获得的目的基因可利用________技术进行扩增。
(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复______________键。
(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是__________；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，目的是
________________________________________________________________________。
(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培育基上培育，培育基中应含有大肠杆菌必需的养分物质：________________________________________________________________________
和生长因子，还应加入IPTG、X­gal以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出________________________________________________________________________。
(5)若观看到培育基上毁灭________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。假如作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，缘由是________________________________________________________________________。
8．基因工程和植物细胞工程技术在科研和生产实践中有广泛应用，请据图回答：

(1)猎取目的基因的方法包括________________(答一种即可)和用化学方法直接人工合成。
(2)基因表达载体的组成除目的基因外，还必需有____________________和标记基因。
(3)①②过程接受最多的是农杆菌转化法，缘由是农杆菌中Ti质粒上的________可转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上，检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行____________________。
(4)图中③④过程须在无菌条件下进行，培育基中除加入养分物质外，还需添加________等物质，作用是促进细胞分裂、生长、分化。
(5)若要猎取转基因植物人工种子，需培育到________________阶段，再进行人工种皮的包裹；若用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，培育到______________阶段即可。
(6)从含有目的基因的受体细胞发育成完整的植物体依据的原理是
________________________________________________________________________。
9．(2021·山东日照一模)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，培育出了铁含量比一般大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的养分品质。如图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________，猎取该基因后常用________技术进行扩增。
(2)构建重组Ti质料时，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育时，通过培育基2的筛选培育，可以获得______________________；培育基3与培育基2的区分是
________________________________________________________________________
____________。
(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
________________________________________________________________________。
10．(2021·高考天津卷)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用确定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丢失再生力气。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。

据图回答下列问题：
(1)过程①所需的酶是
________________________________________________________________________。
(2)过程②后，在显微镜下观看融合的活细胞中有供体的________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培育液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持确定的渗透压，其作用是________________________________________________________________________。
原生质体经过________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和________植株的根尖，通过________、 ________、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观看比较染色体的形态和数目。
(5)接受特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1～4进行PCR 扩增的结果。据图推断，再生植株1～4中确定是杂种植株的有________。

(6)对杂种植株进行____________接种试验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
11.某试验室做了如图所示的试验争辩，请据图回答：

(1)与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较________。
(2)过程②是诱导干细胞中基因____________的结果。
(3)过程③需要用________性培育基进行筛选，得到的Z细胞还需进行________培育和________，经多次筛选，就可以得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)科学家找到一种“无限增殖调控基因”，其能激发细胞不断分裂，通过基因工程技术将该基因导入特定的________细胞(填细胞名称)，来制备单克隆抗体，基因导入并成功表达后，受体细胞将具有
________________________________________________________________________
____________________________的特点，在上述操作中用到了PCR扩增仪，其作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．如图为利用人成纤维细胞(具分裂力气、能在HAT培育基上存活)和小鼠骨髓瘤细胞(具分裂力气、不能在HAT培育基上存活)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培育基起________培育作用，培育时温度应为________℃，操作中加入乌本苷的目的是____________________________。
(5)如表所示为杂交细胞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，据表推断，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
专题九　现代生物科技专题
第1讲　基因工程和细胞工程
1．【解析】选C。A项为单倍体育种，原理是染色体变异；B项为杂交育种，原理为基因重组；C项为基因工程育种，需要利用基因工程技术将重组DNA分子导入受体细胞，原理为基因重组；D项为诱变育种，原理为基因突变。
2．【解析】选B。人细胞内转录和翻译的场所分别是细胞核和核糖体，大肠杆菌的转录和翻译都发生在细胞质中。磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键可由DNA连接酶作用形成。大肠杆菌中没有胰岛素原产生的缘由可能是基因表达受阻或含目的基因的重组质粒未导入受体细胞。胰岛素原需经过内质网和高尔基体的加工才具备生物活性。
3．【解析】选C。由题可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能动身→设计预期的蛋白质结构→推想应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。
4．【解析】选C。甲过程表示从试验小鼠身上取皮肤组织小块，该过程需要对小鼠进行消毒，故A项正确。乙过程表示将皮肤组织分散为单个细胞，可用胰蛋白酶进行酶解消化，故B项正确。丙过程表示由组织细胞培育到细胞系的过程，小鼠细胞是二倍体细胞，其细胞系大多数为有限细胞系，能连续培育下去具有异倍体核型的连续细胞系很少，故C项错误。丁过程表示通过选择或纯化从细胞系中获得具有特殊性质的细胞株的过程，细胞株具有异质性，故D项正确。
5．【解析】选BD。设计引物时应当考虑需扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对，A项错误；利用PCR技术扩增目的基因只需要知道基因两端的序列，据此设计合适的引物即可，不必知道基因的全部序列，B项正确；PCR体系中应当用耐高温的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的一般DNA聚合酶，C项错误；需依据目的基因的编码产物的特性来选择合适的受体细胞，假如是分泌蛋白，则最好选用真核细胞作为受体细胞，D项正确。
6．【解析】选C。植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种植物。动物体细胞杂交的最终目的是获得单克隆抗体等细胞工程产品。与原物种细胞中的染色体作比较，可依据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定某细胞是否是杂种细胞。动植物体细胞杂交基本原理的区分：动物体细胞杂交的原理为细胞膜的流淌性，植物的为细胞膜的流淌性和全能性；促融方法的区分：植物的有物理方法和化学方法两种，动物的除上述两种方法外，还有灭活病毒促融法；操作步骤的区分：植物的有酶解法去除细胞壁，而动物的没有。可见二者在三方面存在较大差异。
7．【解析】(1)PCR技术是一种体外扩增DNA的方法。(2)DNA连接酶作用于磷酸二酯键。(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是进行转化；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，使其转变为一种能吸取四周环境中DNA分子的生理状态——感受态。(4)培育基中应含有大肠杆菌必需的养分物质，包括碳源、氮源、无机盐、水和生长因子，氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，作用是筛选出导入pUC18质粒的大肠杆菌。(5)若观看到培育基上毁灭白色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。假如作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落，故不利于重组质粒的筛选。
【答案】(1)PCR　(2)磷酸二酯　(3)进行转化　使大肠杆菌细胞处于感受态　(4)碳源、氮源、无机盐、水　导入pUC18质粒的大肠杆菌　(5)白　无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落
8．(1)从基因文库猎取、利用PCR技术扩增(答一种即可)　(2)启动子、终止子　(3)T­DNA(可转移的DNA)　抗原—抗体杂交
(4)激素(植物生长调整剂)　(5)胚状体　愈伤组织　(6)植物细胞的全能性
9．【解析】本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比一般大米高的大米，因此目的基由于铁结合蛋白基因，要大量获得一般接受PCR技术进行扩增。要构建重组质粒要用同种限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒。将外植体培育成试管苗的过程要用到不同的培育基，各培育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不同
(4)种子中铁含量
10．【解析】(1)猎取植物细胞的原生质体可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。(2)依据题干信息可知，供体使用的是叶肉细胞的原生质体，所以可将融合的细胞是否含叶绿体作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体因没有了细胞壁，在低渗溶液中简洁吸水涨破，加入甘露醇可保持确定的渗透压，以保持原生质体的完整性。原生质体需再生出细胞壁形成杂种细胞，然后经分裂、脱分化形成愈伤组织。(4)若要分析再生植株的染色体变异类型，需对再生植株细胞和双亲细胞的染色体形态与数目进行比较。植物细胞有丝分裂装片的制作包括解离、漂洗、染色和制片四个步骤。(5)由图可知，植株1、2、4的条带中除了具有花椰菜的DNA片段外，还有来自黑芥的DNA片段，所以是杂种植株。(6)对杂种植株进行病原体(黑腐病菌)接种试验，若不患黑腐病，即为高抗性杂种植株。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶　 (2)叶绿体　(3)保持原生质体完整性 　细胞壁　 (4)双亲(或花椰菜和黑芥)　解离　漂洗　 (5)1、2、4　 (6)黑腐病菌
11．(1)高　(2)选择性表达　(3)选择　克隆化　抗体检测
(4)浆　既能快速大量繁殖，又能产生专一的抗体　大量获得目的基因
12．(1)动物细胞融合　动物细胞培育　(2)10　PEG(或灭活病毒)　(3)多核　有丝分裂　(4)选择　36.5±0.5　除去未发生融合的细胞　(5)m和p　线性