高考生物一轮复习课时跟踪检测四十一基因工程.docx

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高考生物一轮复习课时跟踪检测四十一基因工程

2019-2020年高考生物一轮复习课时跟踪检测四十一基因工程

一、题点练

1．下列有关限制性核酸内切酶的叙述，正确的是（　　）

A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个

B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大

C．－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同

D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒

解析：

选B　用限制酶切割DNA分子中部获得一个目的基因时，需剪切2次，水解磷酸二酯键4个；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大；－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端均有4个碱基；切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系，则两末端也可连接。

2．下列关于载体的叙述，错误的是（　　）

A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子

B．对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点

C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒

D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割

解析：

选D　标记基因的作用是用于受体细胞的鉴别和筛选。

3．科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因a转移到玫瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是（　　）

A．利用DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中获取基因a

B．用氯化钙溶液处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态

C．用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞

D．将基因a导入玫瑰细胞的液泡中，防止其经花粉进入野生玫瑰

解析：

选A　将目的基因导入微生物细胞时，用氯化钙溶液处理受体细胞，可使其处于感受态，利于目的基因的导入。

由于不知道标记基因，用含四环素的培养基不一定能筛选出转基因玫瑰细胞。

将目的基因导入玫瑰叶肉细胞的叶绿体基因组中，可防止其经花粉进入野生玫瑰，液泡中无DNA。

4．（xx·重庆高考）下面为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。

以下相关叙述，正确的是（　　）

A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与

B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上

C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状

D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异

解析：

选D　构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的TDNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状；⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异。

5．基因工程利用某目的基因（图甲）和Pl噬菌体载体（图乙）构建重组DNA。

限制性核酸内切酶分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。

下列分析错误的是（　　）

A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体

B．构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体

C．图乙中的Pl噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团

D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA

解析：

选D　由题图可知，BglⅡ、Sau3AⅠ及EcoRⅠ三种酶在目的基因和Pl噬菌体上都有切口，故可用BglⅡ和Sau3AⅠ或EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体；从图乙知Pl噬菌体载体为环状DNA，只用EcoRⅠ切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有2个游离的磷酸基团；用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。

二、题型练

6．（xx·石家庄调研）请回答以下有关基因工程的问题：

（1）基因工程中切割DNA的工具酶是________。

DNA连接酶根据其来源不同，分为____________和____________。

（2）利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_________________________________________________________。

（3）________________是基因工程的核心步骤。

启动子是____________识别和结合的部位，它能驱动基因转录出mRNA。

（4）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是________________。

（5）要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的方法是________________技术。

答案：

（1）限制性核酸内切酶（或限制酶）　E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶（顺序可颠倒）　

（2）引物（引物对）　（3）基因表达载体的构建　RNA聚合酶　（4）农杆菌转化法　（5）DNA分子杂交

7．（xx·唐山一模）如图为培育转基因山羊生产人β酪蛋白的流程图。

请回答下列问题：

（1）过程①为基因工程中的____________________，人β酪蛋白基因为____________，可从基因文库中获取，基因文库包括________________________。

（2）过程②指的是胚胎移植过程，一般选取____________________的胚胎进行胚胎移植，不选用原肠胚时期的胚胎。

（3）过程③为加速转基因动物的繁育，可以采用________________、________________等方法。

（4）过程④指的是目的基因的表达，包括________________两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是_______________________________

_________________________。

解析：

（1）由图可知，①为基因表达载体的构建。

人β酪蛋白基因为目的基因，基因文库包括基因组文库和部分基因文库。

（2）一般选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行胚胎移植。

（3）为获得更多的转基因动物，可以采用胚胎分割移植和体细胞核移植（克隆）等方法。

（4）基因表达包括转录和翻译两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是抗原—抗体杂交。

答案：

（1）构建基因表达载体　目的基因　基因组文库和部分基因文库　

（2）桑椹胚时期或者囊胚期　（3）胚胎分割移植　体细胞核移植（或克隆技术）　（4）转录与翻译

抗原—抗体杂交

8．（xx·贵阳一检）胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。

如图是利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程示意图。

请据图分析回答下列问题：

（1）过程②称为________。

若将某种生物发育的某个时期的mRNA经过程②产生的多种互补DNA片段与载体结合后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体称为这种生物的________________。

（2）________（填“能”或“不能”）用人体皮肤细胞来完成①过程，简述理由：

________________________________________________________________________。

（3）与基因组文库的基因相比，由过程④获得的目的基因中不包含________________。

（4）在基因工程操作步骤中，获得A的步骤称为________________，A的名称是________________。

（5）若目的基因中有a个碱基对，其中鸟嘌呤b个，则过程③扩增循环3次，至少需要提供胸腺嘧啶____________个。

答案：

（1）反（逆）转录　cDNA文库　

（2）不能　皮肤细胞中的胰岛素基因未表达，不能形成胰岛素mRNA　（3）启动子、内含子（或非编码DNA片段）　（4）基因表达载体的构建　重组质粒（或基因表达载体）　（5）7（a－b）或（23－1）（a－b）

9．（xx·哈尔滨检测）青蒿素是治疗疟疾的重要药物。

研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如图中实线方框内所示），并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿素的中间产物FPP（如图中虚线方框内所示）。

结合所学知识回答下列问题：

（1）疟疾俗称“打摆子”，是由疟原虫引起的寒热往来症状的疾病。

当疟原虫寄生在人体中时，会引起人的免疫反应，使________细胞产生淋巴因子。

同时B细胞在受到刺激后，在淋巴因子的作用下增殖分化成________细胞，产生抗体。

（2）根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，要向____________中导入的基因是________________________，具体操作中可利用________________技术检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因。

（3）构建基因表达载体时，用不同类型的________切割DNA后，可能产生________末端，也可能产生________末端。

（4）实验发现，酵母细胞导入相关基因后，相关基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是____________________________。

解析：

（1）当疟原虫寄生在人体中时，会引起人的免疫反应，使T细胞产生淋巴因子，同时B细胞在受到刺激后，在淋巴因子的作用下增殖分化成记忆细胞和浆细胞，浆细胞能产生抗体。

（2）由于酵母细胞中也能合成FPP，FPP形成青蒿素过程还需要ADS酶和CYP7ⅠAV1酶参与，所以酵母细胞需要导入ADS酶基因、CYP7ⅠAV1酶基因。

（3）构建基因表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生平末端。

（4）由图可知，酵母细胞中部分FPP用于合成固醇，使合成的青蒿素量较少。

答案：

（1）T　浆　

（2）酵母细胞　ADS酶基因、CYP7ⅠAV1酶基因　DNA分子杂交　（3）限制酶　黏性　平　（4）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇

10．（xx·广西三市联考）小鼠基因靶向敲除技术是采用工程技术手段使小鼠体内的某一基因失去功能，以研究基因在生物个体发育和病理过程中的作用。

例如现有基因型为BB的小鼠，要敲除基因B，可先用体外合成的突变基因b取代正常基因B，使BB细胞改变为Bb细胞，最终培育成为基因敲除小鼠bb。

分析回答下列问题：

（1）“基因靶向敲除”技术采用了基因工程的技术手段。

基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___________和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性。

（2）基因表达载体应包括启动子、________、________、标记基因。

目的基因导入受体细胞后，首先要检测转基因生物____________________，这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键。

（3）为获得“基因靶向敲除”的小鼠个体，则应将同源目的基因导入小鼠的________。

此外还必须经过________________和胚胎移植等胚胎工程的技术手段，最终由受体母鼠生下来。

（4）按上述“基因靶向敲除”操作获得的多只雌雄小鼠都是杂合子，人们想在此基础上获得一个含纯合目的基因的个体。

简要的方案是：

_________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

（1）体外DNA重组　

（2）目的基因　终止子　DNA上是否插入了目的基因　（3）受精卵　早期胚胎培养　（4）让获得的杂合子雌雄小鼠交配，从后代中筛选出含目的基因的纯合小鼠

11．（xx·广州二模）虫草中的超氧化物歧化酶（SOD）具有抗衰老作用。

研究人员培育了能合成SOD的转基因酵母菌。

请结合图回答问题：

注：

HindⅢ和ApaLⅠ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HindⅢ和ApaLⅠ完全酶切后，可得到________种DNA片段。

图示的表达载体存在氨苄青霉素抗性基因，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SOD基因是否转录，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SOD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。

答案：

（1）3　ApaLⅠ　

（2）标记基因　不需要　（3）转化　SOD基因　碱基互补配对　（4）氨基酸　基因修饰

2019-2020年高考生物一轮复习课时跟踪检测四十二细胞工程

一、题点练

1．下列技术或方法与原理不相符的是（　　）

A．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖

B．植物组织培养和制备单克隆抗体——细胞的全能性

C．原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性

D．纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁——酶的专一性

解析：

选B　制备单克隆抗体是将骨髓瘤细胞和免疫过的B淋巴细胞融合，形成杂交瘤细胞，利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖的原理。

2．（xx·武汉月考）下列关于“筛选”的叙述，错误的是（　　）

A．在诱变育种、杂交育种、单倍体育种过程中都要进行筛选

B．在制备单克隆抗体、通过植物体细胞杂交的方法获得杂种植株的过程中要进行筛选

C．在小鼠胚胎细胞培养过程中，通过筛选可以获得具有无限分裂能力的细胞系

D．将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选

解析：

选C　诱变育种、单倍体育种和杂交育种会产生多种不同性状的子代，要得到特定性状的品种必须进行筛选；植物的原生质体融合时有三种不同的融合原生质体（在只考虑两两融合的情况下），最终需要的是两种不同植物的原生质体的融合体，所以必须进行筛选；将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选，选出导入成功的受体细胞；动物细胞培养中能无限分裂的细胞在培养基中保留，其他细胞衰亡，不需筛选。

3．下列有关细胞工程的说法正确的是（　　）

A．在愈伤组织形成的过程中，除适宜的温度、pH和无菌条件外，还需要有植物激素进行调节

B．植物体细胞杂交前需要用酶去除细胞壁获得原生质体，然后再用灭活的病毒促进融合

C．利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式

D．动物细胞应在含5%的CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是为细胞提供碳源

解析：

选A　在愈伤组织形成的过程中，需添加生长素和细胞分裂素等植物激素进行调节；灭活的病毒是促进动物细胞融合特有的方法；核移植属于克隆，为无性生殖，不会产生新物种；动物细胞应在含5%的CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是维持培养液中的pH。

4．下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是（　　）

A．动物细胞培养过程中，可用胃蛋白酶处理使细胞分散开

B．通过动物细胞培养获得大量细胞，可证明动物细胞具有全能性

C．动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础

D．动物细胞培养选用的培养材料大多是动物的受精卵

解析：

选C　应用胰蛋白酶处理使细胞分散开；通过动物细胞培养不能获得完整个体，不能证明动物细胞具有全能性；动物细胞培养选用的培养材料大多是幼龄动物的组织或细胞。

5．下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是（　　）

A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理

B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变

C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能

D．④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理

解析：

选B　紫外线照射可诱导原生质体发生突变，但突变是不定向的。

6．（xx·烟台月考）细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。

下列选择合理的是（　　）

A．选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞

B．选择早期胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率

C．选择植物的愈伤组织进行诱变处理一定能获得优质的突变体

D．选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得抗毒苗

解析：

选B　高度分化的动物体细胞已经没有分裂能力，所以不能增殖获得大量细胞。

早期胚胎细胞具有全能性，所以选择早期胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率。

突变是不定向的，选择植物的愈伤组织进行诱变处理可能获得优质的突变体。

植物的茎尖分裂快，病毒不能寄生，所以选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗。

二、题型练

7．（xx·宝鸡一检）现有甲、乙两个番茄品种（染色体数2n＝24），其基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于500勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。

取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。

然后，放到大于500勒克斯光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。

请回答下列问题：

（1）甲、乙两番茄品种花粉经过花药离体培养技术而形成的植株是________倍体。

（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用__________________________________________

破除细胞壁。

（3）在细胞融合技术中，常用的化学试剂是________。

融合后形成的细胞类型有________种（这里仅考虑2个原生质体的相互融合）。

（4）细胞融合成功的标志是________________________________________________。

（5）细胞融合后诱导产生的细胞团叫__________________________________________。

（6）在大于500勒克斯光照下培养，能分化的细胞团的基因型是____________（这里只考虑2个原生质体的相互融合）。

由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是________________________________________________________________________。

解析：

（1）由配子直接发育而来的植株是单倍体。

（2）叶肉细胞有细胞壁，因此要制成原生质体时，先要把细胞壁分解掉，细胞壁的成分主要为纤维素和果胶，因此要用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁。

（3）人工诱导植物细胞融合的方法有物理法和化学法，常用的化学试剂是聚乙二醇（PEG），可用的物理方法是离心、振动、电激。

若只考虑两两结合的情况，会出现3种类型的融合细胞，即甲细胞自身融合形成的细胞，乙细胞自身融合形成的细胞及甲和乙细胞相融合形成的杂种细胞。

（4）原生质体长出了新的细胞壁，说明细胞融合成功。

（5）细胞融合后形成杂种细胞，杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织。

（6）大于500勒克斯光照下培养，隐性纯合基因（aa或bb）有致死作用，只有杂种细胞才能存活，即基因型为AaBb的细胞团存活。

由杂种细胞发育成的植株，其染色体数是24条。

答案：

（1）单　

（2）纤维素酶和果胶酶　（3）PEG　3

（4）再生出细胞壁　（5）愈伤组织　（6）AaBb　24

8．（xx·武汉调研）现欲利用染色体数目相同的两种二倍体植物甲（高产）、乙（耐盐）各自优势，培育新型高产耐盐植物。

回答下列问题：

（1）科研人员取甲的叶肉细胞和乙的根尖分生区细胞，在一定条件下将二者融合并形成杂种细胞，融合的细胞学基础是____________。

在显微镜下观察融合的活细胞中有________（填细胞器）的存在，可作为初步筛选杂种细胞的依据。

（2）接着将筛选的杂种细胞培育成杂种植株，在此过程中，杂种细胞先脱分化形成____________，再转移到________培养基上诱导出试管苗，再培养成杂种植株，这体现了植物细胞的________。

（3）上述杂种植株属于________（填“二”或“多”）倍体。

甲和乙有性杂交的后代一般是不育的，原因是___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

（1）细胞膜的流动性　叶绿体　

（2）愈伤组织　分化　全能性　（3）多　在减数分裂过程中，联会紊乱不能产生正常的生殖细胞

9．（xx·长沙一模）细胞工程在现代生物科技中具有重要地位，请回答下列有关细胞工程技术的问题：

（1）在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是______________

________________________________________________________________________。

细胞培养

应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是________________________。

（2）运用细胞工程技术可培育生物新品种，下列操作过程中能形成愈伤组织的是________。

（填序号）

①植物组织培养　②植物体细胞杂交　③动物细胞培养　④转基因植物的培养

（3）供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。

研究表明癌细胞基因M过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物N对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入________，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测M基因在A、B两组细胞中控制合成________或________水平的差异，确定N的药效。

答案：

（1）血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液的pH　

（2）①②④　（3）N　mRNA　蛋白质

10．研究小组用土壤农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体共同培养获得了转基因陆地棉，过程如下。

请回答下列问题：

（1）图a表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图b表示制备原生质体，培养皿中要加纤维素酶和果胶酶，其原因是______________________________________。

（2）图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是_______________________________________。

培养一段时间后，将其与土壤农杆菌混合培养，使重组Ti质粒进入________________，重组Ti质粒上______________段携带了目的基因，可以整合到植物细胞的__________上。

然后通过离心（图d）的方法，除去多余的土壤农杆菌。

（3）图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养（图f），抗生素的作用是_______________________________。

（4）将愈伤组织转移培养基继续培养（图g），同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量，其原因是______________________________________，最终获得完整的植株（图h）。