高三生物一轮书稿第12单元现代生物科技专题含答案作业正文.docx

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高三生物一轮书稿第12单元现代生物科技专题含答案作业正文

课时作业（三十六）　第36讲　基因工程

时间/30分钟

基础巩固

1.回答利用农杆菌转化法培育转基因植物的相关问题:

（1）培育转基因植物过程的核心步骤是构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中　　　　　　,并且可以通过复制遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用。

（2）构建基因表达载体时,可利用DNA连接酶连接被限制酶切开的　　　　　　键。

（3）组成基因表达载体的单体是　　　　　　　。

基因表达载体中的启动子是　　　　　　识别和结合的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过　　　　（填过程）合成mRNA。

（4）用两种限制酶XbaⅠ和SacⅠ（两种酶切出的黏性末端不同）切割某DNA,获得含目的基因的片段。

若利用该片段构建基因表达载体,应选用图K36-1中的何种Ti质粒?

　　　　。

图K36-1

2.下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图K36-2中甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的不再重复标注。

请回答下列问题。

限制酶

BamHⅠ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HindⅢ

识别序

列及切割

位点

G↓GATCC

CCTAG↑G

T↓GATCA

ACTAG↑T

↓GATC

CTAG↑

A↓AGCTT

TTCGA↑A

　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙

图K36-2

（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用限制酶为　　　　　　　　　,酶切后的载体和目的基因片段通过　　　　　　酶作用后,获得重组质粒。

（2）若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端可直接被DNA连接酶连接,原因是　　　　　　　　　　,这两种酶　（填“都能” 

“都不能”或“只有一种能”）切开连接的部位,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）若用Sau3AⅠ切割图甲质粒最多可能获得 

种大小不同的DNA片段。

（4）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加　　　　,平板上长出的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图乙中的　　　　　　　　　　。

3.中国科研人员首次将与Fib-H基因类似的人工丝蛋白基因,导入被敲除Fib-H基因的蚕卵体内,意味着对蚕卵的基因改造获得成功。

当它们长大后,吐出的丝中就含有人工合成丝蛋白。

通过这种技术还可以让家蚕在吐丝的同时,按照实际需要吐出其他蛋白。

含有人工合成丝蛋白的蚕茧,能发出绿色荧光,且比正常的蚕茧更加轻薄。

请回答下列问题:

（1）获得人工合成丝蛋白是通过　　　　工程,对　　　　　　　　进行改造,最终合成人工丝蛋白,以满足人类生产和生活的需求。

与基因工程相比较,蛋白质工程产物具备的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

基因敲除是一种特殊的基因重组技术,即将外源目的基因导入细胞从而干扰该细胞内某一基因的功能。

将目的基因导入家蚕卵细胞的方法是　　　　　　　,此处蚕卵是指蚕的　　　　。

（2）将人工丝蛋白基因导入蚕卵体内之前,需要进行的核心步骤是　　　　　　　　　　,其目的是使该基因在蚕卵中　　　　　　,并且可以遗传给下一代,同时,使其能够表达和发挥作用。

（3）绿色荧光蛋白基因可以作为　　　　　　　,用于鉴别和筛选蚕卵中是否含有人工丝蛋白基因。

能力提升

4.复合型免疫缺陷症（SCID）患者缺失ada基因。

利用基因疗法将人正常ada基因转入患者自身T细胞,可改善患者的免疫功能。

如图K36-3显示该基因疗法的两个关键步骤。

回答下列问题:

（1）图中所示获取人正常ada基因的方法是　　　　　　　　　　　　　　　,若要大量获取该基因,可通过PCR技术进行扩增。

与细胞内DNA复制过程相比,PCR技术的不同点有　　　　　　　　　　　　　　　　（答出两点）。

（2）步骤②是　　　　　　　　　　　　。

在该步骤中,病毒作为　　　　起作用,需使用的工具酶有　　　　　　　　　　　　　　。

图K36-3

（3）完成步骤②后,在体外将人正常ada基因导入患者自身的T细胞。

此后,在将该T细胞重新输入患者体内之前,还必须完成的操作是　　　　　　　　　　　　　。

5.某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。

具体步骤如下:

材料处理:

称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10g。

剪碎后分成两组,一组置于20℃条件下,另一组置于-20℃条件下,保存24h。

DNA粗提取:

第一步:

将上述材料分别放入研钵中,各加入15mL研磨液,充分研磨。

用两层纱布过滤,取滤液备用。

第二步:

先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液,再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌,使絮状物缠绕在玻璃棒上。

第三步:

取6支试管,分别加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。

DNA检测:

在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂。

混合均匀后,置于沸水中加热5min,待试管冷却后比较溶液的颜色深浅,结果如下表:

材料保存温度

花菜

辣椒

蒜黄

20℃

++

+

+++

-20℃

+++

++

++++

（注:

“+”越多表示蓝色越深。

）

分析上述实验过程,回答下列问题:

（1）该探究性实验课题名称是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少　　　　　　　　。

（3）根据实验结果,得出结论并分析。

①结论1:

与20℃相比,相同实验材料在-20℃条件下保存,DNA的提取量较多。

结论2:

　　　　　　　　　　。

②针对结论1,请提出合理的解释:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）氯仿密度大于水,能使蛋白质变性沉淀,与水和DNA均不相溶,且对DNA影响极小。

为了进一步提高DNA纯度,依据氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。

综合拓展

6.基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。

“基因敲除细胞”的构建过程如下:

第一步:

从小鼠囊胚中分离出胚胎干（ES）细胞,在培养基中扩增。

这些细胞中需要改造的基因称为靶基因。

第二步:

构建基因表达载体。

取与靶基因序列同源的目的基因（同源臂）,在同源臂上接入neoR（新霉素抵抗基因）等。

由于同源臂与靶基因的DNA正好配对,所以能像“准星”一样,将表达载体准确地带到靶基因的位置。

第三步:

将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成对胚胎干细胞的基因改造。

第四步:

对基因改造后的胚胎干细胞进行增殖、筛选。

基本原理如图K36-4所示:

图K36-4

请根据上述资料,回答下列问题:

（1）实施基因工程的核心步骤是　　　　　　　　　　,基因表达载体中的　　　　是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段;在构建的过程中所需要的工具酶是　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）上述资料中neoR基因的作用最可能是　　　　　　　　　。

为了鉴定目的基因是否成功表达,有时进行抗原—抗体杂交,目的蛋白相当于　　　　。

（4）该项技术具有广阔的应用前景,请试举一例:

　　　　　　。

课时作业（三十七）　第37讲　细胞工程

时间/30分钟

基础巩固

1.根据图K37-1植物体细胞杂交技术流程图,回答相关问题。

图K37-1

（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②称为　　　　　　　　　,植物体细胞融合完成的标志是　　　　　　　　　　　。

（3）已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体,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　　　　（填字母编号）阶段即可。

（5）若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞,然后进行组织培养,该过程相当于　　　　（填数字序号）。

（6）人工种子是由发育到　　　　（填字母编号）阶段的结构包裹上人工种皮制成的。

2.如图K37-2为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线（甲）及细胞变化图（乙）,请回答下列问题:

图K37-2

（1）图甲中　　　　点以后表示细胞的传代培养,AB段可能发生了如图乙　　　　（填序号）所示的　　　　　　现象,在进行B至C过程培养前,需要用　　　　　　处理细胞。

（2）动物细胞培养,一般传至　　　　代以内细胞能保持正常的二倍体核型。

（3）为制备单克隆抗体,需将　　　　注射到小鼠体内,以此获取　　　　,同时将该细胞与图乙　 

（填序号）所示的细胞融合形成杂交瘤细胞,该杂交瘤细胞的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,可用　　　　培养基来达到目的。

能力提升

3.我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗,其有效成分是一种叫作乙肝表面抗原的蛋白质（S蛋白）,对应的基因为s基因。

请回答:

（1）在构建重组DNA分子时,要用限制性核酸内切酶处理　　　　　　　　　,并用　　　　　酶使两者结合。

再将重组DNA分子导入哺乳动物细胞,经筛选得到工程细胞。

（2）在细胞培养过程中,工程细胞在生长过程中有　　　　　　现象,需要定期使用　　　　酶进行处理,以便于分瓶培养。

（3）为提高工程细胞培养的成功率,下列措施中不需要采用的是　　　　。

A.取单个细胞进行培养

B.加入胰岛素

C.二氧化碳培养箱

D.加入动物血清

（4）由于哺乳动物细胞培养较难,成本较高,近些年科学家们又发明了“乳腺生物反应器”,进而从转基因动物的乳汁中提取所需产品。

在这种技术中,作为重组DNA分子受体细胞的一般是　　　　。

4.药用蛋白人组织纤维溶酶原激活物（htPA）可在转htPA基因奶牛的乳汁中获得。

如图K37-3表示利用奶牛乳汁生产人组织纤维溶酶原激活物的培育过程:

（1）htPA基因cDNA可通过克隆筛选获得。

构建表达载体时,必须将htPA基因cDNA与牛乳腺蛋白基因的　　　　等调控组件重组在一起。

图K37-3

（2）通过①形成图中③的过程中,通常取培养　　　　　代以内的细胞,原因是　 

　。

（3）图中“未受精的卵”是指　　　　的卵母细胞,而不能用普通的体细胞作为受体细胞,原因是“未受精的卵”　。

（4）⑦与⑥的遗传性状不一样的原因是　　　　　　　　　　　　　　。

（5）图示过程中涉及的科学技术有转基因技术、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、胚胎移植技术等。

5.眼虫是一种含有叶绿体的原生动物。

据此,某同学认为动物细胞与植物细胞在理论上是可以实现杂交的。

他设计了一个具体的实验方案如图K37-4所示:

图K37-4

请回答下列有关问题:

（1）实验方案中,步骤A为除去细胞壁得到的　　　　　　,常用的除去细胞壁的酶为　　　　　　　　　　。

（2）步骤B为　　　　　　,受体动物必须接受　　　　　　处理,以确保其生理状态适合接受胚胎。

（3）诱导融合可以采用一些物理方法,如　　　　　　　　等,也可以使用化学药品　　　　　　进行诱导。

（4）进行动物胚胎细胞培养时,需要用