高考生物二轮专题复习第一部分专题七现代生物科技专题第1讲基因工程和细胞工程试题.doc

1 / 12【2019【2019 最新最新】精选高考生物二轮专题复习第一部分专精选高考生物二轮专题复习第一部分专题七现代生物科技专题第题七现代生物科技专题第 1 1 讲基因工程和细胞工程试题讲基因工程和细胞工程试题1(2015·全国卷)HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：(导学号 58970031)(1)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。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入肌体后，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_。(3)已知某种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。(4)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。解析：(1)HIV 的遗传物质是 RNA，所以要想获得相应的目的基因，应以 HIV 的 RNA 为模板，在逆转录酶的作用下合成 cDNA(或 DNA)。(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白)，由于该抗体能与目的2 / 12蛋白(抗原)发生特异性结合，所以可通过抗体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无 HIV。(3)HIV 主要攻击人体的 T(或 T 淋巴)细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。(4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。答案：(1)RNA 逆转录酶 cDNA(或 DNA) (2)抗体 抗原抗体特异性结合 (3)T(或 T 淋巴) (4)监控和清除2(2016·××市一模)黄河三角洲自然保护区是我国最大的一块新生湿地，其中有一种二倍体野大豆可作为饲料，培育转植酸酶基因野大豆，能提高其磷的利用率。请回答：(1)湿地具有蓄洪防旱，调节区域气候等生态功能，这体现了生物多样性的_价值。依据生态工程的_原理，黄河三角洲自然保护区的建立需考虑周边的经济发展等相关因素。(2)常用_法将植酸酶基因导入野大豆细胞中，采用_方法检测植酸酶基因是否成功表达。(3)可利用_技术快速系列转植酸酶基因野大豆，该技术的核心步骤是_。(4)染色体加倍后的转基因野大豆，作为饲料有更好的品质。低温诱导可获得四倍体转基因野大豆，诱导染色体加倍的原因是_。若用这样的植株根类制片后观察到含 8 个染色体组的细胞，合理的解释是_。解析：(1)生态功能属于生物多样性的间接价值。整体性原理是指生态系统建设要考虑自然、经济、社会整体的影响，因此依据生态工程的整体性原理，黄河三角洲自然保护区的建立需考虑周边的经济发展等相关因素。(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化3 / 12法；检测目的基因是否成功表达，采用抗原抗体杂交技术。(3)植物组织培养技术可以快速繁殖植物，该技术的核心步骤是脱分化和再分化。(4)低温诱导染色体加倍的原因是低温抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极。正常植株是二倍体，其体细胞含有2 个染色体组，低温诱导染色体数目加倍后是 4 个染色体组，在有丝分裂后期为 8 个染色体组。答案：(1)间接 整体性 (2)农杆菌转化 抗原抗体杂交 (3)植物组织培养 脱分化和再分化 (4)低温抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极 细胞处于有丝分裂后期3(2016·××市高三综合测试)虫草中的超氧化物歧化酶(PSSOD)具有抗衰老作用。研究人员培育了能合成 PSSOD 的转基因酵母菌。请结合下图回答问题：注 Hind 和 ApaL 是两种限制酶，箭头表示酶的切割位置。(1)将图中的重组 DNA 分子用 Hind 和 ApaL 完全酶切后，可得到_种 DNA 片段。图示的表达载体存在氨芐青霉素抗性基因，不能导入用于食品生产的酵母菌中，据图分析，可用_切除该抗性基因的部分片段使其失效，再用 DNA 连接酶使表达载体重新连接起来。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失 URA3 基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的 URA3 基因可作为_，供鉴定和选择；为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基_(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为_。为了确定受体细胞中 PSSOD 基因是否转4 / 12录，可用标记的_作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是_。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的 PSSOD 时，需根据所设计蛋白质的结构推测其_序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经_获得所需的基因。解析：(1)将图中的重组 DNA 分子用 Hind 和 ApaL 完全酶切后，即切割“三刀” ，可得到 3 种 DNA 片段。ApaL 识别图中的氨苄青霉素抗性基因的脱氧核苷酸序列，因此用此酶切割可导致该抗性基因的部分片段使其失效。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3 基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的 URA3 基因可作为标记基因。若表达载体已成功导入酵母菌，说明酵母菌体内含有 URA3 基因，不需添加尿嘧啶即可存活。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化，为了确定受体细胞中 PSSOD 基因是否转录，可用标记的PSSOD 基因作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是碱基互补配对。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的 PSSOD 时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经基因修饰获得所需的基因。答案：(1)3 ApaL (2)标记基因 不需要 (3)转化 PSSOD 基因 碱基互补配对 (4)氨基酸 基因修饰4为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶 D 基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(导学号 58970032)(1)外源基因导入受体细胞，常用的运载体有5 / 12_。(2)欲获取转运肽基因，所需三种限制酶(Cla、Sac、Xba)的切点如图甲所示。图甲 图乙则用_和_酶处理两个酶 D 基因和转运肽基因后，可得到_端与_端(填图中字母)相连的融合基因。(3)将上述融合基因插入图乙所示 Ti 质粒的 TDNA 中，构建_并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含_的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(4)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是_，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过_技术，可培育成转基因油菜植株。解析：(1)外源基因导入受体细胞，目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。(2)读图甲知，切割酶 D 基因与转运肽基因的限制酶中相同的为 Cla 限制酶，因此对两种基因处理时用 Cla 限制酶切割，然后用 DNA 连接酶进行连接，继而可得到 A、D 端相连的融合基因。(3)将上述融合基因插入图乙所示 Ti 质粒的 TDNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(4)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过植物组织培养6 / 12技术，可培育成转基因油菜植株。答案：(1)质粒、噬菌体和动植物病毒 (2)Cla DNA 连接 A D (3)基因表达载体(或“重组质粒”) 四环素 (4)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞 植物组织培养5(2016·江西九江七校联考)根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题：(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是_。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程称为_，植物体细胞融合完成的标志是_。(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到_阶段即可(填字母编号)。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于_(填字母编号)。(6)人工种子是由发育到_过程(填字母编号)的结构包裹上人工种皮制备的。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分7 / 12别为四倍体、二倍体，因此“番茄马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取，愈伤组织阶段为图中的 e 阶段。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。答案：(1)不同物种的植物存在生殖隔离 (2)细胞的全能性 原生质体融合 产生新的细胞壁 (3)六 (4)e (5) (6)f6(2016·××市二模)下图为培育“三亲婴儿”的过程示意图，回答下列问题：(1)表示_技术，捐献卵母细胞时通常给捐献者注射激素使其_。(2)过程需在培养液中添加抗生素，目的是_；进行过程前需对精子进行体外培养，目的是_；过程表示_；培育“三亲婴儿”的过程属于(填“有性”或“无性”)生殖。(3)已知母亲(甲)患有线粒体肌病(一种线粒体基因缺陷造成的疾病)，若母亲(甲)自然受孕，其子女患该病的情况是_， “三亲婴儿”技术能有效避免上述情况发生，原因是_。解析：(1)对雌性供体注射促性腺激素，使其超数排卵，获得更多的卵细胞。表示动物细胞核移植技术。(2)过程为动物细胞培养过程，为了防止杂菌污染，需在培养液中添加抗生素；过程为体外受精，精子只有获能后，才可以受精，因此过程前需对精子进行体外获能培养；过程表示胚胎移植；培育“三亲婴儿”的过8 / 12程需要经过体外受精过程，属于有性生殖。(3)线粒体肌病是一种线粒体基因缺陷造成的疾病，属于细胞质遗传，具有母患子女必患的特点。根据图中所示，三亲婴儿的线粒体基因来自捐献者的卵母细胞，因此“三亲婴儿”技术能有效避免上述情况发生。答案：(1)动物细胞核移植 超数排卵 (2)防止杂菌感染 使精子获能 胚胎移植 有性 (3)子女均患病 三亲婴儿的线粒体基因来自捐献者的卵母细胞7(2016·××市二模)癌胚抗原(CEA)是某些癌细胞表面产生的一种糖蛋白，临床上通过制备 CEA 的单克隆抗体来诊断癌症。回答下列问题：(导学号 58970033)(1)制备 CEA 的单克隆抗体时，首先将_注入小鼠体内，使小鼠产生免疫反应。然后从产生免疫反应小鼠脾脏中获取_细胞，将其与骨髓瘤细胞融合，该融合过程所利用的基本原理是_，因为融合率不是 100%，且融合过程具有_性，所以要对融合后的细胞进行筛选，筛选出的杂交瘤细胞还要经过多次筛选，最终获得_(答两个特点)的杂交瘤细胞。(2)获得杂交瘤细胞后，将其注射到小鼠腹腔内增殖或_，之后从中提取大量 CEA 抗体。CEA 单克隆抗体具有的三个主要优点是_。(3)CEA 单克隆抗体与抗癌药物偶联后，可以使抗癌药物定向作用于癌细胞，该过程所利用的免疫学原理为_。解析：(1)制备 CEA 的单克隆抗体时，先将癌胚抗原(CEA)注入9 / 12小鼠体内，使小鼠产生免疫反应，然后从产生免疫反应的鼠脾脏中能获取已免疫的 B 淋巴细胞或浆细胞，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。因为融合率不是 100%，且融合过程具有随机性，所以对融合后的细胞要经过多次筛选。经过多次筛选最终获得的杂交瘤细胞具有的特点是既能产生 CEA 抗体，又能无限增殖。(2)获得的杂交瘤细胞后，将其注射到小鼠腹腔内增殖或在体外培养，制备的CEA 单克隆抗体具备的最主要优点为：特异性强、灵敏度高、可大量生产。(3)CEA 单克隆抗体与抗癌药物偶联后，可以使抗癌药物定向作用于癌细胞，即具有靶向治疗作用，该过程所利用的免疫学原理为抗原与抗体的特异性结合。答案：(1)癌胚抗原(CEA) B 淋巴(或浆细胞) 细胞膜的流动性 随机 既能产生 CEA 抗体，又能无限增殖 (2)体外培养 特异性强、灵敏度高、可大量生产 (3)抗原与抗体的特异性结合8(2016·××市执信中学质检)下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。(导学号 58970034)(1)在获取抗体之前，需要向健康人体注射特定抗原(如乙肝疫苗)，并且每隔一周重复注射一次。免疫学细胞 A 在人体主要介导(参与)_免疫。(2)过程和得到的 Y 细胞称为_。得到的单克隆抗体最主要的优点是_。(3)过程需要_酶，过程则需要特定的限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。(4)抗体 1 与抗体 2 的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构是否相同？_为什么？_。10 / 12(5)如果想用棉花产生该种抗体，则过程的受体细胞通常选用_，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过_技术获得能产抗体的转基因棉花植株。解析：(1)向健康人体注射特定抗原，提取出 A 浆细胞(效应 B淋巴细胞)，在人体主要参与体液免疫。(2)过程至获取的 Y 细胞称为杂交瘤细胞，得到的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可能大量制备的优点。(3)逆转录过程需要逆转录酶，基因表达载体的构建过程则需要特定的限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。(4)抗体 1 与抗体 2 相同之处是氨基酸的排列顺序，由于抗体 2 形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体 1 形成过程经过内质网和高尔基体的加工，因此形成的空间结构不同。(5)如果想用棉花产生该种抗体，常用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞中，则导入受体细胞过程的受体细胞通常选用土壤农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过植物组织培养技术获得能产抗体的转基因棉花植株。答案：(1)体液 (2)杂交瘤细胞 特异性强、灵敏度高、并可能大量制备 (3)逆转录 (4)不同 抗体 2 形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体 1 形成过程经过内质网和高尔基体的加工 (5)农杆菌 植物组织培养9(2014·全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫 3 只同种小鼠(X、Y 和 Z)，每只鼠免疫 5 次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示：若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的 B 淋巴细胞(染色体数目 40 条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目11 / 1260 条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗 A 抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的 B 淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达 16 000 以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的 X、Y、Z 这 3 只免疫小鼠中，最适合用于制备 B 淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_。解析：(1)分析题图可知，经 4 次免疫后，小鼠 Y 的血清抗体效价就可达到 16 000 以上。由于 4 次免疫后的 Y 小鼠的血清抗体效价最高，故最适合用于制备 B 淋巴细胞。(2)细胞融合实验中，由于细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到 100%，所以会有未融合的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体12 / 12会丢失，故细胞核中染色体数目最多是 4060100(条)。(4)B 淋巴细胞已经分化，没有无限增殖的潜能。答案：(1)4 Y Y 小鼠的血清抗体效价最高 (2)B 淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到 100% (3)1 100 (4)不能无限增殖