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2019-2020年高考生物二輪復(fù)習(xí) 課后限時練16 基因工程和細(xì)胞工程 一、選擇題 1．(xx重慶高考)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述，正確的是(　　) A．表達(dá)載體中的胰島素基因可通過人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得 B．表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動于復(fù)制原(起)點(diǎn) C．借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來 D．啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用 2．(xx北京高考)在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟中，不需要的是(　　) A．用攜帶目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞 B．用選擇培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞 C．用聚乙二醇誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的原生質(zhì)體融合 D．用適當(dāng)比例的生長素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)愈傷組織生芽 3．(xx東莞市高三調(diào)研)下圖示利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白的過程，分析錯誤的是(　　) A．①經(jīng)胰蛋白酶處理可得到③ B．圖中涉及基因工程、細(xì)胞核移植等技術(shù) C．常用PCR技術(shù)擴(kuò)增② D．把⑤送入⑥的最佳時期是囊胚和原腸胚 4．(xx重慶市一中考前沖刺)下列有關(guān)生物工程的敘述，正確的是(　　) A．動物細(xì)胞融合需要先通過酶解法制備原生質(zhì)體 B．試管嬰兒技術(shù)包括人工授精、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植等 C．經(jīng)核移植培育出的新個體只具有一個親本的遺傳性狀 D．通過在培養(yǎng)基中加入抗生素達(dá)到植物組織培育的無菌要求 二、非選擇題 5．(xx四川高考節(jié)選)將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁?xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如下圖所示(注：農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有TDNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中)。 (1)過程①需用同種________酶對含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用________培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓________進(jìn)入棉花細(xì)胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是________。 (3)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是________。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少________的使用，以減輕環(huán)境污染。 6．(xx宜春市高三一模)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。圖1是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的重組DNA形成過程示意圖；圖2是毒素蛋白基因進(jìn)入植物細(xì)胞后發(fā)生的兩種生物大分子合成的過程，據(jù)圖回答下列問題。 圖1 圖2 (1)將圖1①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段。過程②需要用到________________酶。 (2)假設(shè)圖1中質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BclⅠ的堿基序列，現(xiàn)用BclⅠ和Hind Ⅲ切割質(zhì)粒，則該圖1中①的DNA右側(cè)還能選擇BamH Ⅰ進(jìn)行切割，能獲得所需重組質(zhì)粒嗎？并請說明理由________。 (3)若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒________。 A．既能被BamH Ⅰ也能被Hind Ⅲ切開 B．能被BamH Ⅰ但不能被Hind Ⅲ切開 C．既不能被BamH Ⅰ也不能被Hind Ⅲ切開 D．能被Hind Ⅲ但不能被BamH Ⅰ切開 (4)圖2中α鏈?zhǔn)莀_______。不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程③時啟用的起始點(diǎn)________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中選擇)，其原因是___________________________________________。 (5)要想檢測導(dǎo)入的Bt毒素蛋白基因是否表達(dá)，在分子水平上可用________法進(jìn)行檢測，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已經(jīng)表達(dá)蛋白質(zhì)產(chǎn)品，轉(zhuǎn)基因植物培育成功。 7．(xx咸陽市高三三模)下圖表示胚胎發(fā)育某一時期示意圖和利用高等動物細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體的部分過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖1為胚胎發(fā)育的________期，其中②為________________________。 (2)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體，可對圖1所示時期的胚胎進(jìn)行________________處理，再移入受體內(nèi)。這一操作要求是均等分割③________，以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 (3)若圖2表示動物細(xì)胞融合的過程，則有： ①過程a常用________________作為誘導(dǎo)劑(此誘導(dǎo)劑不能用于植物細(xì)胞融合)。 ②由甲乙融合得到丙細(xì)胞的基本原理是________________________；若甲細(xì)胞有m條染色體，乙細(xì)胞有n條染色體，篩選后的丁細(xì)胞有________條染色體。 8．(xx德州市高三二模)下圖是制備抗埃博拉病毒VP40蛋白的單克隆抗體的過程，請回答： (1)過程①中選用EcoRⅠ和XhoⅠ兩種限制酶切割的優(yōu)點(diǎn)是____________，此外還要用到________酶。 (2)過程②中首先需要用________處理大腸桿菌，使其處于感受態(tài)，VP40基因進(jìn)入大腸桿菌后維持穩(wěn)定并表達(dá)的過程稱為________。 (3)與植物原生質(zhì)體融合相比，過程④特有的方法是用________處理。通常在選擇培養(yǎng)基中需加入抗生素，目的是________________________。選擇培養(yǎng)基上存活的雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體________(填“是”或“不是”)單克隆抗體。 (4)圖示過程應(yīng)用的生物技術(shù)有________________________________ _______________________________________________(至少答出三種)。 9．(xx云南玉溪一中期中)應(yīng)用生物工程技術(shù)獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品，是生物科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)。請據(jù)圖回答下列問題： (1)在培育轉(zhuǎn)基因牛的過程中，①過程需要的工具酶是________________，②過程常用的方法是________。 (2)轉(zhuǎn)基因?？赏ㄟ^分泌乳汁來生產(chǎn)人生長激素，在基因表達(dá)載體中，人生長激素基因的首端必須含有________，其作用是能夠被________識別和結(jié)合，從而啟動轉(zhuǎn)錄過程。 (3)PrG基因的產(chǎn)物能激發(fā)細(xì)胞不斷分裂，通過基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因來制備單克隆抗體，Ⅱ最可能是________細(xì)胞，Ⅲ代表的細(xì)胞具有________________的特點(diǎn)。 (4)在抗蟲棉培育過程中，需將抗蟲基因(Bt毒蛋白基因)插入Ti質(zhì)粒的________上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用就可以使抗蟲基因進(jìn)入棉花受體細(xì)胞。要檢測抗蟲基因是否翻譯成Bt毒蛋白，應(yīng)從抗蟲棉中提取蛋白質(zhì)，并用________方法進(jìn)行檢測。 10．(xx江西省贛州市一模)植物組織培養(yǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無病毒植株培育、育種及獲得細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等。結(jié)合下圖中番茄植株的培育過程，回答相關(guān)問題： (1)①過程中通常使用______________酶來獲取植物細(xì)胞原生質(zhì)體，此處使用的外界溶液濃度不宜過小，以防止細(xì)胞原生質(zhì)體_____________________。 (2)鋪平板類似于微生物接種，平板培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的除了調(diào)節(jié)滲透壓外，還有________的作用。 (3)圖中屬于再分化的過程是________(填序號)。 (4)多倍體番茄植株所結(jié)果實(shí)中維生素含量更高，若想培育多倍體番茄，可選擇在圖中的過程③中添加________(物質(zhì))進(jìn)行處理，也可以選擇在過程⑥中添加一定濃度的________(物質(zhì))進(jìn)行處理。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的________特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 (6)“人工種子”由胚狀體，包埋胚狀體的膠質(zhì)以及人造種皮等3部分組成，包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含有機(jī)營養(yǎng)，這是因?yàn)榕郀铙w在萌發(fā)初期不能進(jìn)行________，為了滿足胚狀體代謝的需求，“人造種皮”則必須具有良好的透水、________的性能。 【詳解答案】 1．C　A項(xiàng)，胰島素基因只能在胰島B細(xì)胞中表達(dá)，不能在肝細(xì)胞中表達(dá)，因而不能通過人體肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得。B項(xiàng)，復(fù)制原點(diǎn)是表達(dá)載體復(fù)制的起點(diǎn)，胰島素基因表達(dá)的起點(diǎn)是啟動子。C項(xiàng)，基因表達(dá)載體中一般以抗生素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，因此可借助抗生素抗性基因?qū)⒑幸葝u素基因的受體細(xì)胞篩選出來。D項(xiàng)，終止密碼子是翻譯終止的信號，不是轉(zhuǎn)錄終止的信號。 2．C 3．D?、菟腿擘奘桥咛ヒ浦?，其最佳時期是桑椹胚期或囊胚期。 4．B　動物細(xì)胞無細(xì)胞壁，可直接用物理、化學(xué)或生物方法誘導(dǎo)融合，A項(xiàng)錯誤；試管嬰兒技術(shù)包括人工授精、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植等多種技術(shù)手段，B項(xiàng)正確；經(jīng)核移植培育出的新個體，其遺傳物質(zhì)主要來自供體細(xì)胞的細(xì)胞核，但極少數(shù)遺傳物質(zhì)來自受體細(xì)胞，C項(xiàng)錯誤；植物組織培育需進(jìn)行無菌操作，包括植物材料的消毒、操作臺消毒以及在培養(yǎng)基中加入抗生素等，D項(xiàng)錯誤。 5．解析：(1)切割目的基因和載體應(yīng)使用同種限制性核酸內(nèi)切酶，篩選細(xì)菌應(yīng)使用選擇培養(yǎng)基。 (2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是農(nóng)桿菌感染植物時，Ti質(zhì)粒上的TDNA片段能夠轉(zhuǎn)移并整合到植物細(xì)胞的染色體DNA上。因?yàn)門DNA上具有卡那霉素抗性基因，所以可用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選出獲得TDNA片段的植物細(xì)胞。 (3)在個體水平上檢測抗蟲棉時可在抗蟲棉上投放害蟲來判斷其是否具有抗蟲的性狀；抗蟲棉因具有抗蟲性狀，故可減少農(nóng)藥的使用，以減輕環(huán)境污染。 答案：(1)限制性核酸內(nèi)切 　選擇　(2)TDNA　篩選獲得TDNA片段的植物細(xì)胞　(3)投放棉鈴蟲　農(nóng)藥 6．解析：(1)圖中①的DNA含有兩個BamH Ⅰ酶的切割位點(diǎn)，含有一個Hind Ⅲ酶的切割位點(diǎn)，所以用Hind Ⅲ、BamH Ⅰ完全酶切①中的DNA后，反應(yīng)管中有4種DNA片段。構(gòu)建基因表達(dá)載體過程②需用DNA連接酶。 (2)據(jù)圖分析，由于BamH Ⅰ和Bcl Ⅰ切割DNA后露出的黏性末端相同，質(zhì)粒原來BamH Ⅰ識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)橄拗泼窧cl Ⅰ的堿基序列，用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ切割質(zhì)粒，用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ切割目的基因，仍能獲得重組質(zhì)粒。 (3)質(zhì)粒和目的基因都被Hind Ⅲ切割，形成相同的黏性末端，則形成的重組質(zhì)粒還能被Hind Ⅲ切割；質(zhì)粒原來BamH Ⅰ識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶Bcl Ⅰ的堿基序列，則形成的黏性末端是，而目的基因被BamH Ⅰ切割，則形成的黏性末端G　　　,CCTAG)，則形成的重組DNA片段是TGATCC,ACTAGG)，則不能被BamH Ⅰ識別，也不能切割。根據(jù)酶切位點(diǎn)和識別的堿基序列可知，重組質(zhì)粒只能被Hind Ⅲ切開但不能被BamH Ⅰ切開。 (4)從圖2可知，α鏈形成是以DNA一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄形成的信使RNA分子；不同組織細(xì)胞的相同DNA在轉(zhuǎn)錄時，如果是相同基因轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)一般相同，不同的基因轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)不同，原因是基因的選擇性表達(dá)。 (5)檢測目的基因是否在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的分子水平上的檢測是向分泌物中加入抗體，通過抗原抗體特異性結(jié)合形成雜交帶加以檢測。如果能形成，說明表達(dá)，如果不能形成，則說明沒有表達(dá)。 答案：(1)4　DNA連接　(2)能，切割后露出的黏性末端相同　(3)D　(4)mRNA　不完全相同　不同組織細(xì)胞中基因會進(jìn)行選擇性表達(dá)　(5)抗原抗體雜交 7．解析：(1)由圖可知，圖1為含有囊胚腔的球狀胚體，為胚胎發(fā)育的囊胚期，其中②為滋養(yǎng)層。 (2)若要獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體，可對圖1所示的囊胚進(jìn)行胚胎分割處理。胚胎分割時，對內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割，因?yàn)閮?nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織器官。 (3)①動物細(xì)胞誘導(dǎo)融合常用聚乙二醇、滅活的病毒等誘導(dǎo)劑，但其中滅活的病毒不能用于植物細(xì)胞融合。 ②動物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動性，雜種細(xì)胞中的染色體數(shù)目是兩種細(xì)胞中染色體數(shù)目之和，即m＋n。 答案：(1)囊胚　滋養(yǎng)層　(2)胚胎分割　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　 (3)①滅活的病毒?、诩?xì)胞膜的流動性　m＋n 8．解析：(1)基因工程操作過程中，若用同一種限制性內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和外源DNA中的目的基因，形成相同的黏性末端能夠互補(bǔ)配對，這樣就會形成載體載體連接物(載體自身環(huán)化)；目的基因目的基因連接物(目的基因自身環(huán)化)。由于載體和目的基因自身環(huán)化作用，就會為利用“標(biāo)記基因”培養(yǎng)基篩選出成功導(dǎo)入受體的目的基因設(shè)置了障礙。若用兩種限制性內(nèi)切酶切割，兩端形成的黏性末端不相同，就不能夠互補(bǔ)配對，避免了載體或目的基因出現(xiàn)自身環(huán)化現(xiàn)象。為了使連接反應(yīng)物中盡可能多的目的基因插入載體分子，以形成重組DNA，因此，在操作時還要用到DNA連接酶。 (2)圖中②過程用人工方法，使體外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，一般將受體大腸桿菌用Ca2＋處理，以增大細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒容易進(jìn)入受體細(xì)胞。VP40基因進(jìn)入大腸桿菌稱之為導(dǎo)入，導(dǎo)入后維持穩(wěn)定并表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化。 (3)過程④表示B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合，動物的細(xì)胞融合要利用促融劑—滅活的病毒。動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中要加入抗生素，因抗生素能防止細(xì)胞在培養(yǎng)過程被污染。經(jīng)選擇性培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細(xì)胞能產(chǎn)生多種抗體，還需要進(jìn)一步篩選出能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細(xì)胞才能產(chǎn)生單克隆抗體。 (4)據(jù)圖示分析，圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合。 答案：(1)防止目的基因自身環(huán)化(其他合理答案也可)　DNA連接　(2)Ca2＋　轉(zhuǎn)化　(3)滅活的病毒　防止培養(yǎng)過程中的污染　不是　(4)基因工程、動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合 9．解析：(1)DNA重組技術(shù)至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶、載體，題圖①過程需要的工具酶是限制酶和DNA連接酶。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受精卵常用的方法是顯微注射法。(2)基因表達(dá)載體的組成為目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因等，在基因表達(dá)載體中人生長激素基因的末端含有終止子，首端有啟動子，啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。(3)抗體是由效應(yīng)B細(xì)胞分泌的，單克隆抗體與常規(guī)抗體相比，最主要的優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備。(4)要檢測抗蟲基因是否翻譯成Bt毒蛋白，應(yīng)從抗蟲棉中提取蛋白質(zhì)，并用抗原—抗體雜交法進(jìn)行檢測。 答案：(1)限制酶和DNA連接酶　顯微注射法　(2)啟動子　RNA聚合酶　(3)效應(yīng)B　既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定抗體　(4)TDNA　抗原—抗體雜交 10．解析：(1)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，通常使用纖維素酶和果膠酶來獲取植物細(xì)胞原生質(zhì)體，此處使用的外界溶液不宜過小，以防止細(xì)胞原生質(zhì)體滲透吸水漲破。 (2)培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的除了調(diào)節(jié)滲透壓外，還有提供營養(yǎng)的作用。 (3)由愈傷組織形成試管苗的過程需經(jīng)過再分化，即圖示的⑨⑩。 (4)若想培育多倍體番茄，可在培養(yǎng)基中添加聚乙二醇，促使植物體細(xì)胞融合；也可以在植物體細(xì)胞脫分化后進(jìn)行有絲分裂時，用秋水仙素處理，使得染色體加倍。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于無性繁殖，不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 (6)胚狀體在萌發(fā)初期不能進(jìn)行光合作用，因此包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含有機(jī)營養(yǎng)，以供胚狀體在萌發(fā)初期細(xì)胞生命活動的需要。胚狀體細(xì)胞要進(jìn)行細(xì)胞呼吸等代謝活動，因此“人造種皮”則必須具有良好的透水、透氣的性能。 答案：(1)纖維素酶和果膠(答纖維素酶也可)　吸水漲破(或破裂)　(2)提高營養(yǎng)　(3)⑨⑩(答⑨或⑩均可)　(4)聚乙二醇　秋水仙素　(5)遺傳　(6)光合作用　透氣