2021届高考生物二轮复习专题提能专训15基因工程、细胞工程.docx

提能专训(十五)基因工程、细胞工程(老师用书独具)1植物叶肉细胞原生质体的分别和培育的主要过程可用如图所示图解简洁表示：(1)培育胚状体利用了_这一项生物技术，胚状体再连续培育，则可培育出完整的植株，这体现了_。培育基中除了含有肯定的养分外，还必需含有_等植物激素，还需要对培育基进行严格的_。(2)假如愈伤组织是三七叶肉细胞培育产生的，若为了获得三七的细胞产物，则只需培育到_；若为了获得三七的人工种子，则需要培育到_。假如愈伤组织是棉花叶肉细胞培育产生的，通过基因工程要猎取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是_法。(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必需要经过_。无丝分裂 有丝分裂 减数分裂原代培育传代培育 植物体细胞杂交细胞融合 脱分化 再分化答案：(1)植物组织培育植物细胞的全能性细胞分裂素、生长素灭菌(2)愈伤组织胚状体农杆菌转化(3)解析：(1)离体植物细胞通过脱分化形成愈伤组织，通过再分化形成具有根和芽的胚状体，再通过细胞分裂、分化发育成一个完整的植株。该技术为植物组织培育，其原理为植物细胞的全能性。培育基的成分为水、无机盐、维生素，氨基酸、蔗糖、植物激素(生长素和细胞分裂素等)等；培育基要求进行严格的灭菌。(2)三七的细胞产物为细胞的代谢产物，将三七叶肉细胞培育到愈伤组织即可；获得人工种子需培育至胚状体；棉花为双子叶植物，导入抗虫基因常用农杆菌转化法。(3)离体叶肉细胞培育到胚状体的过程中必需经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织，再分化和有丝分裂形成具有根和芽的胚状体。2(2022东城区检测)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基因便可表达出半乳糖苷酶。当培育基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被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。请分析并回答问题。(1)对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)将试管中的物质和大肠杆菌共同置于试管的目的是_；大肠杆菌需事先用Ca2进行处理，目的是_。(4)将试管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)若观看到培育基上消灭_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_。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)白无论大肠杆菌中是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落3依据相关信息回答问题。据报道，科学家发觉了“核糖开关”。核糖开关是自然界细菌、一些植物中自然存在的、有调控作用的传感器，位于细菌等生物体内特定的非翻译区RNA序列区域，核糖开关无需依靠任何蛋白质而直接结合小分子代谢物，从而发生结构变化，参与调控生物的基本代谢。借助核糖开关，这些细菌能“一对一”地识别氨基糖苷类抗生素，进而产生相应的酶，将抗生素灭活。长期以来，以庆大霉素和新霉素等为代表的氨基糖苷类抗生素，临床上主要用于治疗一些由“敏感需氧革兰氏阴性杆菌”所导致的脑膜炎、肺炎和关节炎等感染，但具有“核糖开关”的细菌却能导致此类抗生素失效，现在，人类有望通过阻挡核糖开关的功能，使细菌失去抗药性。(1)核糖开关_(填“能”或“不能”)作为基因工程的载体，由于_；合成“核糖开关”需要_聚合酶。(2)若某种蛋白质X经过修饰后即能阻挡核糖开关的功能，人们可以通过修饰过的蛋白质X的三维结构推想其应有的_序列，进而找到相对应的_，再通过动物细胞培育技术，获得大量的修饰过的蛋白质X。获得蛋白质X基因及将基因转移至受体细胞的技术称为_。(3)利用动物细胞生产能阻挡核糖开关功能的蛋白质，在培育的过程中，需要定期_，以防止细胞代谢产物对细胞自身造成危害。同时，还要接受培育皿或培育瓶，将其置于含有5%二氧化碳的培育箱中进行培育，二氧化碳的主要作用是维持_。答案：(1)不能核糖开关是RNA，基因工程的载体是双链DNARNA(2)氨基酸脱氧核糖核苷酸序列蛋白质工程(3)更换培育液培育液的pH4以下为人工合成reAnti基因，转入猪成纤维细胞，做成转基因克隆猪的培育过程示意图，请据图回答：(1)构建的重组质粒除了要有reAnti基因和标记基因外，还要有_和_。(2)过程将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞后，要通过DNA分子杂交技术，来检测reAnti基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的_上。(3)从猪中取胎儿成纤维细胞，用_处理，然后进行分散培育。培育时，将培育瓶置于含_的混合气体培育箱中进行培育。(4)去核前的卵母细胞应培育到_期。其去核后与成纤维细胞通过电刺激后融合，形成重组细胞，再利用物理或化学方法刺激，使之完成细胞_，在体外培育成重组早期胚胎。(5)在进行过程操作前，应用激素对受体母猪进行_处理。答案：(1) (Anti基因的)启动子终止子(2)染色体DNA(3)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)95%空气加5%CO2(4)M中分裂和发育(5)同期发情5某质粒上有Sal 、Hind 、BamH 三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。(1)将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状(变异性状)的来源属于_。(2)假如将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般状况下，烟草不会具有抗盐特性，缘由是抗盐基因在烟草细胞中不能_，也不能_。(3)在构建重组质粒时，应选用_和_两种酶对_和_进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。(4)基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，下图表示运用影印培育法(使一系列培育皿的相同位置上能消灭相同菌落的一种接种培育方法)检测基因表达载体是否导入了农杆菌。培育基除了含有细菌生长繁殖必需的成格外，培育基A和培育基B分别还含有_、_。从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是_菌落中的细菌。为了确定抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_作探针进行分子杂交检测，又要用_的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。(5)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用_技术，愈伤组织经_进而形成完整植株，此过程除养分物质外还必需向培育基中添加_。答案：(1)基因重组(2)复制表达(合成抗盐基因的mRNA)(3) Sal Hind 质粒含抗盐基因的DNA(4)氨苄青霉素四环素(氨苄青霉素和四环素)4和6抗盐基因肯定浓度的盐水浇灌烟草植株(将烟草植株移栽到盐碱地中)(5)植物组织培育细胞增殖和分化植物激素(生长素和细胞分裂素)6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，请据图回答有关问题。(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)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_。答案：(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(答全得分)(3)TDNA(可转移的DNA)抗原抗体杂交(4)植物激素(植物生长调整剂)(5)胚状体愈伤组织(6)植物细胞的全能性7下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本创造利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成，重组DNA分子可通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。(1)本专利是接受_方法获得目的基因。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，缘由是_。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以接受_技术。该技术中使用的关键酶是_；原料是四种脱氧核苷酸。(2)依据上述摘要，转基因操作时所用的载体是_，载体上的_可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。(3)假如要检测在受体细胞中是否存在目的基因可接受_技术，再经_方法培育成个体。答案：(1)人工合成密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同PCR热稳定性DNA聚合酶(或Taq酶)(2)农杆菌的Ti质粒T DNA(3)DNA分子杂交组织培育8基因工程被广泛应用于药物制备、动植物育种等，下图所示为基因工程在动物乳腺生物反应器转基因山羊和抗虫棉的培育过程。据图回答：(1)在图示过程中，使用的限制酶能够识别_的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，从而获得A。也可接受_(填技术名称)从人的DNA分子或苏云金芽孢杆菌中对已知序列的A进行分别并扩增。(2)基因工程的关键环节之一是构建B，其完整结构至少包括_等部分，在此过程中除了使用工具酶外，还需使用的工具是_。(3)在通过过程形成转基因抗虫棉时，一般要用到植物组织培育技术，但若在过程中接受_法则不需要；在形成转基因山羊C的过程中，需要从雌性动物体内取出卵，在过程中通过_将目的基因导入_，在形成转基因山羊的过程中除了基因工程技术外，还需要用到_技术。(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中。检测其体内是否消灭药用蛋白，在分子水平上的检测方法是从转基因生物中提取蛋白质，用_，表明目的基因已形成蛋白质产品。答案：(1)双链DNA分子PCR(或多聚酶链式反应)(2)目的基因、启动子、终止子、复制原点和标记基因载体(3)花粉管通道显微注射受精卵胚胎移植(4)相应的抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带消灭9(2022河南中原名校第一次联考)蓝色妖姬(蓝玫瑰)因其颜色华贵而始终为人们所幻想，但玫瑰没有产生蓝色素的基因，无法生长蓝色花瓣。下图是利用蓝三叶草中的蓝色素基因培植蓝玫瑰的过程(Pst、Sam、EcoR、Apa为四种限制酶)。请回答下列问题：(1)构建表达载体A时，应选用限制酶_，基因工程中通常状况下使用两种不同酶同时处理质粒和外源DNA，优点是可以防止_。(2)为使蓝色素基因在玫瑰细胞中高效表达，一般需要把蓝色素基因插入表达载体A的_和终止子之间，将蓝色素基因导入受体细胞的常用方法是_。(3)要检测蓝色素基因是否插入到玫瑰细胞染色体DNA上，应接受_技术，在个体水平上是否需要检测？_(填“是”或“否”)。(4)由玫瑰组织块培育蓝色妖姬过程中分别为_和_。答案：(1)Pst、EcoR(答一个不给分)质粒和目的基因自身连接环状化(2)启动子农杆菌转化法(3)DNA分子杂交否(4)脱分化再分化10(2022湖北荆州毕业班质量检查)口蹄疫是由RNA病毒引起的一种偶蹄动物传染病。科学家尝试利用转基因番茄生产口蹄疫疫苗(其主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1)，过程如下图所示。请据图回答下列问题：(1)图示成功构建重组质粒的过程中，需要用到的工具酶除限制性核酸内切酶外，还需要_。(2)图示代表的过程是_。经过该过程形成的细胞所具有的主要特点是_。(3)若要检测转化成功的番茄植株，除检测标记基因的产物外，还可接受_技术，检测目的基因在番茄体内是否转录。(4)图示代表的过程所涉及的生物工程技术是_。答案：(1) DNA连接酶(2)脱分化分裂力量强，分化程度低(3)分子杂交(4)植物细胞工程(或植物组织培育)11(2022太原阶段测评二)如图所示为动物细胞培育过程中，动物细胞增殖状况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后连续培育)。请据图回答：(1)OA段的培育称为_培育，AB段可能发生了_现象，需要用_酶处理使组织细胞分散开来。(2)G点之后的细胞能克服_，并朝着_的方向进展。(3)为使进行同体细胞或组织移植时细胞的核型不变，实际使用或冷冻保存的细胞应为图中_的细胞。(4)动物细胞培育和植物组织培育过程中，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_。(5)为制备单克隆抗体，需将_注射到小鼠体内，以此猎取_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，所选取的细胞，其细胞膜上的_比正常细胞显著削减。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用_培育基达到目的。答案：(1)原代细胞接触性抑制(接触性抑制)胰蛋白(2)细胞寿命的自然极限，获得不死性(含义对即可)等同于癌细胞(癌细胞)(3)BC(4)细胞增殖(细胞分裂)脱分化和再分化(5)抗原反复(抗原)浆(效应B)G糖蛋白选择12(2022乌鲁木齐诊断测试二)科学家从某耐盐植物中得到耐盐基因(R)，培育出耐盐转基因农作物。回答下列问题：(1)在基因工程中，耐盐基因(R)被称为_。(2)假如用农杆菌转化法将R基因导入农作物细胞，应先将R基因插入农杆菌的_中，然后用该农杆菌感染农作物细胞，将R基因插入农作物细胞的_上。(3)上述过程中用到的DNA连接酶分为两类，其中T4DNA连接酶既能连接双链DNA分子片段的_，也能连接_。DNA连接酶的功能是连接两个脱氧核苷酸之间的_。(4)若得到的耐盐转基因农作物的基因类型有甲、乙两种，R基因的整合位点如图(只考虑其中的两对染色体，R基因都能正常表达)。让植株自花传粉(植株的减数分裂正常，且不考虑交叉互换)，会产生含两个R基因配子的植株为图_类型；若子代耐盐植株所占比例为100%，则R基因的整合位点属于图_类型。答案：(1)目的基因(2)Ti质粒的TDNA染色体DNA(3)黏性末端平末端磷酸二酯键(4)乙甲13(2022山东潍坊高三四月模拟)下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程，请回答下列问题：(1)过程表示_，过程用到的工具酶是_。(2)构建基因表达载体时，目的基因的首端必需含有_，过程常用的方法是_，目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是_。(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可接受_技术，对于转基因成功的细胞还要进行克隆化培育和_检测，经多次筛选获得足够数量的该类细胞。(4)细胞是_，细胞的特点是_。(5)若要预防H7N9禽流感，可用图中的_作为疫苗。答案：(1)逆转录限制性核酸内切酶(限制酶)(2)启动子显微注射法转基因生物的DNA上是否插入了目的基因(3)分子杂交抗体(4)浆细胞既能无限增殖，又能产生抗体(5)抗原蛋白解析：本题考查基因工程及单克隆抗体制备的学问，意在考查能理解所学学问的要点，把握学问间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式精确地描述生物学方面的内容。能运用所学学问的观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的推断或得出正确的结论的力量。(1)据图分析可知，过程表示逆转录过程，为从DNA上猎取目的基因的过程，需要的工具酶是限制性核酸内切酶。(2)基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子、终止子组成。过程为重组DNA导入受体细胞，常用显微注射法，目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了目的基因。(3)可接受分子杂交技术鉴定目的基因是否转录，转基因成功的细胞要进行抗体检测。(4)小鼠受抗原刺激后，可由B细胞增殖分化形成浆细胞，即细胞，浆细胞可产生抗体。细胞为杂交瘤细胞，既能无限增殖，又能产生抗体。(5)图中抗原蛋白是H7N9病毒基因表达的产物，可作为疫苗预防H7N9禽流感。14(2022江苏扬州中学高三模拟)重叠延长PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分相互搭桥、互为模板，通过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法。该技术在扩增较长片段的DNA、不同来源的DNA片段拼接、基因的定点诱变等方面具有广泛的应用前景。如图是利用重叠延长PCR技术扩增某目的基因的过程。其主要设计思路是用具有互补配对片段的引物(图中引物2、引物3)，分别PCR，获得有重叠链的两种DNA片段，再在随后的扩增反应中通过重叠链的延长获得目的基因。结合所学学问，分析下列问题。(1)引物中GC的含量影响着引物与模板DNA结合的稳定性，引物中GC的含量越高，结合稳定性_。(2)在第一阶段获得两种具有重叠片段DNA的过程中，必需将引物1、2和引物3、4置于不同反应系统中，这是由于_。(3)引物1、引物2组成的反应系统和引物3、引物4组成的反应系统中均进行一次复制，共产生_种双链DNA分子。(4)在引物1、引物2组成的反应系统中，经第一阶段形成图示双链DNA至少要经过_次复制。(5)若利用微生物扩增该目的基因，其基本步骤包括：_、_、微生物的筛选和培育、从菌群中猎取目的基因。答案：(1)越高(2)引物2和引物3存在互补配对片段，置于同一反应系统中它们会发生结合而失去作用(3)3(4)2(5)目的基因与载体结合(基因表达载体的构建) 将目的基因导入受体细胞解析：本题考查基因工程的相关学问，意在考查理解所学学问的要点，把握学问间的内在联系的力量。(1)G与C配对需要形成三个氢键，所以引物中GC的含量越高，结合的稳定性越高。(2)引物2和引物3存在互补配对片段，置于同一反应系统中它们会发生结合而失去作用，所以必需将引物1、2和引物3、4置于不同反应系统中。(3)由图分析可知，共产生3种双链DNA分子。(4)在引物1、引物2组成的反应系统中，经第一阶段形成图示双链DNA至少要经过两次复制。(5)扩增目的基因的基本步骤包括基因与载体结合(基因表达载体的构建)、将目的基因导入受体细胞、微生物的筛选和培育，从菌群中猎取目的基因。15(2022东北三校联考)抗冻蛋白是一类抑制冰晶生长的蛋白质，能降低水溶液的冰点，从而导致水溶液的熔点和冰点消灭差值，这个温度差称为热滞值。昆虫抗冻蛋白的热滞值最高，为3 6 ，鱼的热滞值为0.7 1.5 ，因此，昆虫抗冻蛋白在实际应用上具有更大的潜力。为了扩展一些植物的生存范围，科学家利用昆虫抗冻蛋白(AFPS)的异源表达，现已成功地提高了烟草的抗冻力量。请分析回答相关问题：(1)基因工程的核心步骤是_，这一过程需要的酶是_。将AFPS基因导入烟草细胞中，常用_法，这是由于烟草属于_(填“单”或“双”)子叶植物，当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的_，此操作过程中使用的运载体是_。(2)若检测AFPS基因是否整合到烟草的染色体上，一般接受_技术，若检测是否产生抗冻蛋白，一般接受_方法检测杂交带；还可以从_生物学水平进行抗冻鉴定。(3)生产上可将上述转基因烟草大范围种植，提高了农夫的经济收入，从生态工程角度分析，主要体现了_原理。答案：(1)基因表达载体的构建限制酶和DNA连接酶农杆菌转化双酚类化合物Ti质粒(2)DNA分子杂交抗原抗体杂交个体(3)整体性解析：本题考查基因工程和生态工程，难度中等。(1)构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，这一过程需要限制酶和DNA连接酶；将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；农杆菌能感染双子叶植物；当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞；这一操作过程中使用的运载体是农杆菌的Ti质粒。(2)可以接受DNA分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上；检测目的基因是否翻译形成蛋白质接受抗原抗体杂交技术。(3)在追求生态效益时考虑到社会效益、经济效益，这体现了生态工程的整体性原理。16(2022长沙二模).人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如下图1所示，请据图作答：(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死雌鼠的_中猎取。(2)图中的高血压相关基因作为_，质粒作为_，两者需用_切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_有关。(3)子代大鼠假如_和_，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。.上图2是某科学家利用小鼠纤维母细胞等获得单克隆抗体的试验争辩过程。请据图回答：(1)过程类似于植物组织培育技术中的_过程。过程的实质是_。(2)过程中需用到的生物诱导方法是_。(3)处需要筛选，其目的是_。答案：.(1)卵巢(2)目的基因运载体同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)限制酶切割位点(3)检测到体内有相关蛋白消灭高血压.(1)脱分化基因的选择性表达(2)灭活的病毒(3)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞解析：本题考查基因工程和胚胎工程的相关学问，难度中等。.(1)对于试验动物大鼠，假如是从活体输卵管中采集的卵母细胞，可以直接与获能的精子在体外受精，假如是从已处死的雌鼠卵巢中采集的卵母细胞，需要在体外经人工培育到减数其次次分裂中期，才能与获能的精子受精。(2)图中的高血压相关基因作为目的基因，质粒作为载体，两者需用同种限制性核酸内切酶切割，并形成相同的黏性末端后才能连接成重组载体，该过程与质粒上有限制酶切割位点有关。(3)若在子代大鼠的体内检测出与高血压相关的蛋白质，则从分子水平上说明高血压相关基因已成功表达；若子代大鼠的血压上升，则从个体水平上说明高血压相关基因已成功表达。.(1)过程可以将细胞诱导为干细胞，类似于植物组织培育技术中的脱分化；过程形成了不同的细胞，为分化过程，实质是基因的选择性表达。(2)过程是诱导动物细胞融合，可以用物理方法、化学方法或生物方法，其中生物方法可以用灭活的病毒诱导。(3)处需要筛选，其目的主要是筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。