届高考生物二轮专题复习测试题 专题17基因工程和细胞工程 Word版含答案.docx

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届高考生物二轮专题复习测试题专题17基因工程和细胞工程Word版含答案

课时作业（十七）

1.近年兴起CRISPK－Cas技术被用于预防和治疗多种人类遗传病。

该技术的核心是一段具有特定序列的RNA（CRISPRRNA）及与该RNA结合在一起的Cas蛋白构成。

回答下列问题：

（1）治疗人类遗传病最有效的手段是基因治疗，通常又分为________和________两种类型。

（2）用该技术治疗遗传病的基本过程是：

根据遗传病致病基因的序列设计一段RNA（即CRISPRRNA），将该RNA与Cas蛋白结合形成复合体，并导入患者细胞中，导入方法与外源基因导入人体细胞相似，可采用________法；进入细胞后的复合体RNA按照________原则准确的结合在致病基因部位，而Cas蛋白则对致病基因进行切割。

由此可见，Cas蛋白应该是一种________酶。

（3）对于患遗传病的个体来说，不可能对每个细胞都注射该复合体，因此，研究人员选用________为运载体，从而使复合体在运载体的协助下能够大量主动进入人体细胞，但在使用前需要对运载体进行________处理，以保证其安全性。

该运载体进入人体细胞的方式通常是________。

答案　

（1）体内基因治疗　体外基因治疗

（2）显微注射　碱基互补配对　限制性核酸内切

（3）动物病毒　灭毒（或（减毒）　胞吞

解析　

（1）基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗两种类型。

（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；进入细胞后的复合体RNA按照碱基互补配对原则准确的结合在致病基因部位；Cas蛋白可对致病基因进行切割。

由此可见，Cas蛋白应该是一种限制性核酸内切酶。

（3）利用动物病毒侵染动物细胞的特性，可选用动物病毒为运载体，从而使复合体在运载体的协助下能够大量主动进入人体细胞，但在使用前需要对运载体进行灭毒（或（减毒）处理，以保证其安全性。

该运载体进入人体细胞的方式通常是胞吞。

2.（2017·合肥市三模）下图表示细胞工程的流程图（a、b表示过程），请据图回答下列问题：

（1）若图示为动物细胞融合的过程，则a特有的诱导剂是________。

以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径，通过把能产生抗体的________细胞与能在体外大量增殖的________细胞进行融合，得到既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。

（2）若图示为植物体细胞杂交过程，则在甲、乙融合之前，需要用________（填工具酶）制备________。

这项工程的意义是___________。

（3）由甲乙融合得到丙细胞的基本原理是________。

答案　

（1）灭活的病毒　B淋巴（浆）　骨髓瘤

（2）纤维素酶和果胶酶　原生质体　克服有性杂交远缘不亲合障碍，扩大亲本组合的范围

（3）细胞膜的流动性

解析　据图分析，甲细胞与乙细胞通过a过程形成丙细胞，a为诱导细胞融合的过程，在动植物细胞融合过程中，该方法不完全相同。

（1）若a是诱导动物细胞融合，则特有的方法是灭活的病毒诱导。

在单克隆抗体的制备过程中，利用浆细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，该细胞既可以无限增值，又可以产生单一性抗体。

（2）在植物体细胞杂交过程中，需要对甲乙细胞先用纤维素酶和果胶酶去壁，然后再诱导甲乙的原生质体融合。

该技术可以克服有性杂交远缘不亲合障碍，扩大亲本组合的范围。

（3）甲乙细胞融合形成丙细胞，利用了细胞膜的流动性。

3.（2017·福州一模）番茄的成熟、腐烂与乙烯基因表达有关。

为了提高番茄的耐贮运性能，科研人员运用基因工程技术减缓乙烯的生成。

（1）以番茄________的数据库为基础，找到乙烯生成相关的基因yx－1，采用________技术可得到大量的yx－1基因，这个基因的表达需要________等不可缺少的调控组件。

（2）如图所示，CRISPR－Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统，根据yx－1的序列设计sgRNA（向导RNA），该sgRNA的序列与yx－1基因部分互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割，使yx－1基因发生碱基对的________，导致基因突变。

该过程中，sgRNA和Cas9n共同剪切DNA的作用类似于________的作用。

（3）为了验证靶向能力和编辑效率，可以选取番茄细胞用________去除其细胞壁，得到________，利用________技术培育成改良的番茄植株。

答案　

（1）cDNA文库（或者功能基因组文库）　PCR　启动子　终止子

（2）缺失　限制酶

（3）纤维素酶和果胶酶　原生质体　组织培养

解析　

（1）可以从基因文库中获取目的基因；PCR技术可在体外大量扩增目的基因；基因的表达需要启动子（RNA聚合酶结合位点，启动转录过程）、终止子（终止转录）等不可缺少的调控组件。

（2）如图所示，根据yx－1的序列设计sgRNA（向导RNA），该sgRNA的序列与yx－1基因部分互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割，使yx－1基因发生碱基对的缺失，导致基因突变。

该过程中，sgRNA和Cas9n共同剪切DNA的作用类似于限制酶的作用。

（3）为了验证靶向能力和编辑效率，可以选取番茄细胞用纤维素酶和果胶酶去除其细胞壁，得到原生质体，利用植物组织培养技术培育成改良的番茄植株。

4.（2017·甘肃二诊）毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。

获得转KIFⅡ基因的高绒质山羊的简单流程如下图所示：

（1）在①过程中构建KIFⅡ基因表达载体时，最常用的运载工具是________；构建成功的基因表达载体上，目的基因应插入________和________之间，以便成功表达。

（2）从基因文库中获得的KIFⅡ基因可用________技术进行扩增，其原理是________。

（3）通过②过程形成的成纤维细胞在培养过程中，将其置于含95%空气加________的混合气体培养箱中培养，培养液中加入________达到无菌环境。

（4）通过④过程获得的卵（母）细胞，在与成纤维细胞形成重组细胞前，应先通过显微操作去掉________。

答案　

（1）质粒　启动子　终止子

（2）PCR　DNA双链复制

（3）5%CO2　抗生素

（4）细胞核

解析　①图中为构建基因表达载体，②为用胰蛋白酶处理动物组织使其分散成单个细胞，③为获取成熟的去核卵母细胞，之后通过把含目的基因的受体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞获得重组细胞，再经过早期胚胎的培育至桑葚胚或囊胚，通过胚胎移植到代孕母羊的子宫内，继续发育，直至分娩出转基因绒三羊。

（1）基因工程中，运载工具包括质粒、噬菌体及动植物病毒等，其中质粒是最常用的运载工具。

目的基因要能成功表达，上游必须有启动子，下游必须有终止子，所以构建基因表达载体时，应将目的基因插在启动子和终止子之间。

（2）扩增从基因文库中获得的KIFⅡ基因，可用PCR技术进行，其原理是DNA双链复制。

（3）在动物细胞培养过程中，为维持培养液的pH值，往往加入5%CO2。

培养中为了抑制杂菌的污染，常常应加入一定量的抗生素。

（4）成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行去核处理，以保证克隆后代的遗传性状主要来自于供体核。

5.（2017·潮州市二模）【生物选修3－现代生物科技专题】狂犬病的病原体为RNA病毒，其表面的G蛋白可作为主要抗原用于制备狂犬疫苗，研究人员利用生物工程技术培育出转G基因番茄，实现G蛋白的大量生产。

其基本技术流程如下图。

请回答：

MN

（1）图中过程①称为________；用PCR扩增方法获取G基因，则需要用到________酶，该方法能够成功获取G基因的前提是________，以便合成引物。

过程②采用最多的方法是________。

（2）图中N称为________；过程③称为________。

（3）食用G基因已有效表达的转基因番茄果实________（能/不能）预防狂犬病。

原因是________。

答案　

（1）反转录（或逆转录）　耐高温的DNA聚合（或“Taq”）　要有一段已知G基因的核苷酸序列　农杆菌转化法

（2）愈伤组织　再分化

（3）不能　G基因的表达产物为G蛋白，口服时会在消化酶的作用下失效

解析　图示通过基因工程培育转基因番茄的流程图，从病毒中提取RNA后，通过①过程反转录形成cDNA（含G基因），再通过PCR技术扩增G基因，然后构建含G基因表达载体，再通过②过程将G基因导入受体番茄细胞，最后经脱分化形成愈伤组织，③再分化形成胚状体等组织培养过程，得到转基因番茄植株。

（1）图中过程①称为反转录。

用PCR扩增方法获取G基因，在较高温度下合成DNA，所以需要用到具有热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）。

该方法能够成功获取G基因的前提是需要有一段已知G基因的核苷酸序列，以便合成引物。

将目的基因导入植物细胞，一般采用的方法是农杆菌转化法。

（2）根据上面的分析可知，从番茄细胞到转基因番茄的过程属于植物组织培养过程，其中N是脱分化形成的愈伤组织；过程③称为再分化。

（3）食用G基因已有效表达的转基因番茄果实还不能预防狂犬病，因为口服G基因表达的蛋白质会在消化道内被分解而失效。

6.（2017·汕头三模）如图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有MspI、BamHI、MboI、SmaI　4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。

（1）图1DNA分子中的一条脱氧核苷酸链中相邻两个脱氧核苷酸之间由________（化学键）连接。

（2）若用限制酶SmaI完全切割图中含有目的基因D的DNA片段，其产物长度分为________。

（3）为了提高试验成功率，需要通过________技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝。

在目的基因进行扩增时，加入的引物有A、B两种，引物的作用是______________________________________

_________________________________________________________，

若该目的基因扩增n代，则其中含有A、B引物的DNA分子有________个。

（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。

经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最有可能的原因是_________________________________________________

__________________________________________________________。

（5）导入目的基因的植物细胞，经过植物组织培养技术得到幼苗，该技术利用的原理是__________________________________________

________________________________________________________。

答案　

（1）磷酸二酯键

（2）537、790、661

（3）PCR　使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始复制　2n－2

（4）BamH1　同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接

（5）植物细胞具有全能性

解析　

（1）DNA分子中的一条脱氧核苷酸链中相邻两个脱氧核苷酸之间由磷酸二酯键连接。

（2）根据图1中的酶切位点，可判断用限制酶SmaⅠ完全切割该DNA片段，其产物长度为537bp、790bp、661bp。

（3）为了提高试验成功率，需要通过PCR技术扩增目的基因，以获得目的基因的大量拷贝，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始复制。

PCR技术运用了DNA复制的原理，因此目的基因扩增n代后产生子代DNA分子2n。

又由于