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2019年高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題9 第1講 基因工程和細(xì)胞工程 一、選擇題 1．我國科學(xué)工作者培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，其抗蟲基因來源于(　　) A．蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因 B．棉鈴蟲變異形成的致死基因 C．寄生在棉鈴蟲體內(nèi)的線蟲基因 D．普通棉的突變基因 [答案]　A [解析]　用于植物抗蟲基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育，而應(yīng)根據(jù)棉花自身受害蟲的危害情況，有針對性地選擇那些對棉花害蟲具有較強(qiáng)殺傷作用的基因。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們從蘇云金芽孢桿菌中分離出的Bt基因能控制合成不同結(jié)構(gòu)特性的伴胞晶體毒素蛋白，從而具備對不同種類害蟲的殺傷能力，A正確，B、C、D錯誤。 2．圖甲、乙中的箭頭表示三種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點，ampr表示氨芐青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列敘述正確的是(　　) A．圖甲中的質(zhì)粒用BamHⅠ切割后，含有4個游離的磷酸基團(tuán) B．在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，可用PstⅠ和BamHⅠ切割質(zhì)粒和外源DNA C．用PstⅠ和HindⅢ酶切，加入DNA連接酶后可得到1種符合要求的重組質(zhì)粒 D．導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長 [答案]　C [解析]　圖甲中的質(zhì)粒用BamHⅠ切割后，會破壞兩個磷酸二酯鍵，磷酸二酯鍵是由相鄰脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán)和脫氧核糖脫水形成的，因此只含有2個游離的磷酸基團(tuán)；由于BamHⅠ的切割位點在目的基因的內(nèi)部，使用它切割外源DNA會破壞目的基因；用PstⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒后，雖然破壞了ampr基因，但是會保留下neo基因作為標(biāo)記基因，以備篩選。用PstⅠ和HindⅢ切割外源DNA后，可得到兩個能與質(zhì)粒連接的DNA片段，但是只有帶目的基因的DNA片段與酶切后的質(zhì)粒連接才符合要求；由于氨芐青霉素抗性基因遭到破壞，因此，只能用含新霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。 3．下列說法正確的是(　　) A．DNA連接酶可使目的基因與載體的黏性末端形成氫鍵，實現(xiàn)黏性末端的黏合，形成重組DNA B．限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點是DNA中磷酸和堿基之間的磷酸二酯鍵 C．T4DNA連接酶既可以連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端又可以連接雙鏈DNA片段的平末端 D．用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體，便于植物雜交育種 [答案]　C [解析]　DNA連接酶又稱“分子縫合針”，可使目的基因與載體的黏性末端之間形成磷酸二酯鍵，實現(xiàn)黏性末端的黏合，形成重組DNA，A錯誤；限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點是DNA中磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵，B錯誤；T4DNA連接酶可縫合兩種末端，但連接平末端之間的效率低，C正確；用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體，便于植物體細(xì)胞雜交，D錯誤。 4．如圖表示利用棉花葉肉細(xì)胞進(jìn)行原生質(zhì)體培養(yǎng)的過程，據(jù)圖分析不正確的是(　　) 棉花葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體愈傷組織根、芽棉花幼苗 A．①過程是在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液環(huán)境下用纖維素酶和果膠酶處理 B．②過程表示原生質(zhì)體在培養(yǎng)基提供的特定條件下形成愈傷組織，此過程叫做再分化 C．③過程中以適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行誘導(dǎo) D．該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性 [答案]　B [解析]　植物組織培養(yǎng)時，去除細(xì)胞壁的方法是酶解法，即用纖維素酶和果膠酶處理；原生質(zhì)體在低滲溶液中會吸水漲破，所以選擇0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液；形成愈傷組織的過程稱為脫分化；再分化過程需要以適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行誘導(dǎo)；植物組織培養(yǎng)過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。 5．某農(nóng)學(xué)院對玉米(2N＝20)的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)和再生植株的研究(圖示如下)，下列有關(guān)敘述哪些是不正確的(　　) A．圖示過程在育種中稱為單倍體育種 B．在花粉形成過程中等位基因分離，非同源染色體的非等位基因自由組合 C．對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，對花粉進(jìn)行消毒后才能進(jìn)行接種和培養(yǎng) D．花粉離體培養(yǎng)得到的植株有10條染色體，是單倍體 [答案]　A [解析]　圖示過程是花藥離體培養(yǎng)，屬于單倍體育種的一個重要過程，得到的單倍體有10條染色體，不含同源染色體，故A錯、D對；在植物組織培養(yǎng)中對培養(yǎng)基要消毒滅菌防止其他微生物的干擾，C正確；花粉形成過程是減數(shù)分裂，所以在花粉形成過程中有等位基因分離，非同源染色體的非等位基因自由組合，B正確。 6．抗蟲棉的產(chǎn)生具有重大的意義，在抗蟲棉產(chǎn)生過程中，毒蛋白基因的受體細(xì)胞是(　　) A．棉花受精卵細(xì)胞 B．棉花分裂旺盛的體細(xì)胞 C．棉花的花粉粒 D．棉花任何細(xì)胞 [答案]　B [解析]　由于植物細(xì)胞具有全能性，所以植物基因工程的受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞。具體操作時，用分裂旺盛的體細(xì)胞。 7．下列是應(yīng)用動物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗X抗體的具體操作步驟，其中對單克隆抗體制備的相關(guān)敘述中不正確的是(　　) ①從患骨髓瘤的小鼠體內(nèi)獲取骨髓瘤細(xì)胞 ②將X抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗X抗體的B淋巴細(xì)胞 ③將雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔培養(yǎng) ④篩選出能產(chǎn)生抗X抗體的雜交瘤細(xì)胞 ⑤利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞 ⑥從腹水中提取抗體 ⑦利用促細(xì)胞融合因子使兩種細(xì)胞發(fā)生融合 A．實驗順序應(yīng)當(dāng)是①②⑦⑤④③⑥ B．③過程中產(chǎn)生的多個雜交瘤細(xì)胞稱為克隆 C．⑦過程獲得的細(xì)胞均可無限增殖 D．利用細(xì)胞融合生產(chǎn)單克隆抗體過程中通常要經(jīng)過兩次篩選 [答案]　C [解析]　骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合時能出現(xiàn)三種融合的細(xì)胞，分別是兩個B淋巴細(xì)胞的融合細(xì)胞、兩個骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞。其中，兩個淋巴細(xì)胞融合產(chǎn)生的雜交細(xì)胞不能無限增殖。克隆分為分子水平、細(xì)胞水平和個體水平三個層次，雜交瘤細(xì)胞的無限增殖屬于細(xì)胞水平的克隆。 8．某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是其熱穩(wěn)定性較差，進(jìn)入人體后容易失效。現(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物消化不良，最佳方案是(　　) A．替換此酶中的少數(shù)氨基酸，以改善其功能 B．將此酶與人蛋白酶進(jìn)行拼接，形成新的蛋白酶 C．重新設(shè)計與創(chuàng)造一種蛋白酶 D．減少此酶在片劑中的含量 [答案]　A [解析]　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，蛋白質(zhì)的功能是由一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)共同決定的，特別是空間結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的功能關(guān)系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，此類問題一般是對蛋白質(zhì)中的個別氨基酸進(jìn)行替換。 9．隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展，已滅絕生物的“復(fù)活”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛剛死亡，下列“復(fù)活”野驢的方法中，最可行的是(　　) A．將野驢的體細(xì)胞取出，利用組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)脫分化、再分化，培育成新個體 B．取出野驢的體細(xì)胞兩兩融合，再經(jīng)組織培養(yǎng)培育成新個體 C．取出野驢的體細(xì)胞核移植到家驢的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)孕育培養(yǎng)成新個體 D．將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中，培育成新個體 [答案]　C [解析]　選項C為用克隆的方法“復(fù)制”剛剛死亡的野驢。 10．(xx淮安二模)下列有關(guān)生物工程的敘述，正確的是(　　) A．應(yīng)用基因診斷技術(shù)，可檢測受體細(xì)胞中目的基因是否表達(dá) B．篩選產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞需要使用特定的選擇培養(yǎng)基 C．莖尖細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂能力，離體培養(yǎng)時不需要脫分化即可培養(yǎng)成完整植株 D．早期胚胎細(xì)胞分化程度低、全能性高，囊胚期和原腸胚期是胚胎移植的最佳時期 [答案]　B [解析]　A選項目的基因是否表達(dá)應(yīng)用抗原－抗體雜交來檢測，基因診斷技術(shù)用于檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞；C選項莖尖細(xì)胞已經(jīng)分化，通過植物組織培養(yǎng)成完整植株，需要脫分化、再分化過程；D選項原腸胚高度分化，不能胚胎移植。 二、非選擇題 11．逆轉(zhuǎn)錄病毒載體是一種表達(dá)型質(zhì)粒，結(jié)構(gòu)如圖所示。圖上的“逆轉(zhuǎn)錄病毒序列”可以整合到動物細(xì)胞的染色體上，不斷地表達(dá)其攜帶的目的基因，獲得大量重組逆轉(zhuǎn)錄病毒。(E、F、H分別為限制酶E、F、H的酶切位點)。 (1)逆轉(zhuǎn)錄的模板是________，原料是________________。 (2)在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，目的基因插入該質(zhì)粒，此過程需要的酶是限制酶________和________。 (3)將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌前用某種離子處理大腸桿菌使之成為________，才能完成轉(zhuǎn)化過程。為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加________的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。 (4)獲取大量重組質(zhì)粒后，可培育轉(zhuǎn)基因小鼠，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入小鼠受精卵的方法是______________。若目的基因進(jìn)入細(xì)胞后插入到一條染色體DNA上，那么獲得轉(zhuǎn)基因純合子小鼠的方法是________________。 [答案]　(1)RNA　(四種)脫氧核苷酸　(2)F　DNA連接酶　(3)感受態(tài)細(xì)胞　抗生素A　(4)顯微注射(法)　轉(zhuǎn)基因小鼠間相互交配(或雜交) [解析]　(1)逆轉(zhuǎn)錄是以RNA為模板，合成DNA的過程，原料是4種脫氧核苷酸。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時，需要用同種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，使之產(chǎn)生相同的黏性末端，因逆轉(zhuǎn)錄病毒序列在F處，所以用限制酶F進(jìn)行切割，再用DNA連接酶連接，形成重組質(zhì)粒。(3)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到大腸桿菌，一般用Ca2＋處理大腸桿菌使之成為感受態(tài)細(xì)胞，才能完成轉(zhuǎn)化過程，質(zhì)粒上含有抗生素A抗性基因，如果重組質(zhì)粒導(dǎo)入到受體細(xì)胞成功，則受體細(xì)胞在含抗生素A的培養(yǎng)基上培養(yǎng)能正常生存。所以為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加抗生素A的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。(4)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入到小鼠受精卵中的方法是顯微注射法；將目的基因插入到小鼠的一條染色體DNA上，則小鼠為雜合子，要想獲得轉(zhuǎn)基因純合子小鼠可以讓雜合子小鼠之間，相互交配(或雜交)。 12．(xx焦作模擬)如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素)的過程圖解，請據(jù)圖回答： (1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有________________等。(寫3個) (2)圖中①結(jié)構(gòu)表示______________；選擇____________(時期)的卵母細(xì)胞去核后作為受體細(xì)胞構(gòu)建重組細(xì)胞A。②所示的細(xì)胞是__________________。 (3)將健康胰島B細(xì)胞基因?qū)擘谥耙獦?gòu)建______________，這是基因工程的核心，除含目的基因外，還必須含有______________等。 (4)重組細(xì)胞B在一定的細(xì)胞分化誘導(dǎo)劑作用下，可以定向分化形成具有正常胰島B細(xì)胞功能的胰島樣細(xì)胞，其根本原因是________________________________________。培養(yǎng)重組細(xì)胞B的培養(yǎng)液中營養(yǎng)成分包括__________________(至少寫兩種)。 (5)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是______________________。 [答案]　(1)細(xì)胞核移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng) (2)細(xì)胞核　MⅡ中期(或減數(shù)第二次分裂中期)　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞(或胚胎干細(xì)胞) (3)基因表達(dá)載體　啟動子、終止子、標(biāo)記基因 (4)基因的選擇性表達(dá)　糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素、血清或血漿 (5)沒有免疫排斥反應(yīng)