高考红对勾高中生物二轮复习资料课时作业17.docx

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高考红对勾高中生物二轮复习资料课时作业17

专题九　现代生物科技专题

课时作业17　基因工程与细胞工程

时间：

45分钟　分值：

120分

非选择题（每小题15分，共120分）

1．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有黏性末端和平末端。

（2）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：

AATTC……G　　

　　　　G……CTTAA

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与EcoR_Ⅰ切割产生的相同（其他合理答案也可）。

（3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶。

（4）反转录作用的模板是mRNA（或RNA），产物是cDNA（或DNA）。

若要在体外获得大量反转录产物，常采用PCR技术。

（5）基因工程中除质粒外，噬菌体和动植物病毒（其他合理答案也可）也可作为运载体。

（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱（其他合理答案也可）。

解析：

此题考查基因工程应用的相关知识。

（1）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。

（2）为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与EcoRⅠ切割产生的末端相同。

（3）根据酶的来源不同，DNA连接酶分为大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶。

（4）以RNA为模板，合成DNA的过程称为逆转录，若要在体外获得大量DNA分子，可以使用PCR技术。

（5）在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。

（6）大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理，使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。

2．肺细胞中的let－7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。

研究人员利用基因工程技术将let－7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。

该基因工程技术基本流程如图1。

请回答：

图1

（1）进行过程①时，需用限制性核酸内切（或限制）酶切开载体以插入let－7基因。

载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let－7基因转录，该部位称为启动子。

（2）进行过程②时，需用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。

（3）研究发现，let－7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。

据图分析，可从细胞中提取RNA进行分子杂交，以直接检测let－7基因是否转录。

肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中RAS蛋白（RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的。

图2

解析：

此题考查基因工程应用的相关知识。

（1）构建基因表达载体时，需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使之产生相同的黏性末端。

载体应有启动子、终止子和标记基因，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录。

（2）动物细胞培养时，常用胰蛋白酶处理贴壁的细胞，使之相互分离，以利于传代培养。

（3）检验目的基因是否表达，常用分子杂交法。

从被导入目的基因的细胞内提取RNA，与目的基因单链杂交，如果出现杂交带，说明目的基因已转录。

由图2知，当let－7基因转录出来的miRNA与癌基因RAS转录出的mRNA杂交时，就会抑制RAS蛋白的产生，故肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中RAS蛋白含量减少引起的。

3．（2018·宁夏银川一中第二次月考）为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。

我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

（1）获得耐盐基因后，可通过PCR技术扩增目的基因。

构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的a（填“a”或“b”）处，DNA连接酶作用于a（填“a”或“b”）处。

（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞常用的方法有农杆菌转化法和基因枪（或花粉管通道）法。

（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的耐盐基因（目的基因）作探针进行分子杂交检测，又要用一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

（4）若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占100%。

（5）利用基因工程技术培育耐盐水稻新品系，相比传统的杂交育种方法，其优点主要表现为能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状。

解析：

（1）扩增目的基因的方法是PCR技术。

限制酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键，即a处。

（2）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法和基因枪法。

（3）基因探针为标记的目的基因单链，从个体水平鉴定可用一定浓度盐水浇灌植株。

（4）若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占100%。

（5）基因工程的优点是能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状。

4．（2018·黑龙江哈尔滨三中第三次检测）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浆细胞，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，要向酵母细胞中导入的基因是ADS酶基因、CYP71AV1酶基因，具体操作中可利用DNA分子杂交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，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生平末端。

（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酵母细胞中部分FPP用于合成固醇。

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浆细胞，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CYP71AV1酶参与，所以酵母细胞需要导入ADS酶基因、CYP71AV1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。

5．（2018·湖北龙泉中学、襄阳五中、宜昌一中联考）下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程设计图解。

请据图回答：

（1）图中①、②所示的结构分别是细胞核、内细胞团。

（2）图中③、④所示的生物工程技术分别是（体细胞）核移植技术、基因工程（转基因技术或重组DNA技术）。

（3）过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，营养物质丰富外，还因为它含有促进（或激活）细胞核全能性表达的物质。

（4）过程④通常采用的方法是显微注射法。

（5）过程④的完成需要用到的非酶基因操作工具为载体。

（6）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是不发生免疫排斥反应。

解析：

（1）体细胞核移植利用体细胞核和去核卵细胞。

内细胞团细胞具有发育的全能性，此时导入健康胰岛B细胞基因，可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛B细胞群。

（2）③将体细胞核和去核卵细胞重组为一个细胞，为体细胞核移植技术。

④将健康胰岛B细胞基因移植入受体细胞，为基因工程技术。

（3）过程③通常用去核卵细胞作为受体细胞，除了因为它体积大，易操作，营养物质丰富外还因为其含有能够激活细胞核全能性表达的物质。

（4）目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。

（5）基因工程基本工具为限制酶、DNA连接酶、载体，载体为非酶基因操作工具，通常为质粒。

（6）图示方法与一般的异体移植相比可避免免疫排斥。

6．（2018·湖南永州三校联考）下图为单克隆抗体制备流程示意图。

（1）图中①过程是向老鼠中注射特定抗原。

对动物细胞来说，②过程独有的方法是灭活的病毒处理。

③过程的目的是筛选杂交瘤细胞。

④过程的目的是获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

（2）在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加抗生素；其体外培养需用CO2培养箱，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。

（3）若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的腹水中使其增殖。

（4）单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是特异性强，灵敏度高，可大量制备。

解析：

（1）②过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合，动物细胞特有的诱导融合方法是用灭活的病毒处理。

单克隆抗体制备过程中需两步筛选：

③是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，④过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

（2）动物细胞培养需要提供无菌、无毒条件，还需要一定的气体环境。

（3）杂交瘤细胞可在小鼠腹水中进行体内培养。

7．（2018·陕西宝鸡一检）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单倍体。

（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁。

（3）在细胞融合技术中，常用的化学试剂是PEG。

融合后形成的细胞类型有3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再生出细胞壁。

（5）细胞融合后诱导产生的细胞团叫愈伤组织。

（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AaBb（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24。

解析：

（1）由配子直接发育来的植株是单倍体。

（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。

8．（2018·辽宁大连双基测试）根据资料请回答下列问题：

资料甲：

某种细菌体内有抗虫基因，该基因能指导抗虫毒蛋白的合成。

我国科学家成功地将该抗虫基因导入棉花细胞中，培育出了抗虫效果好的棉花新品种。

资料乙：

研究表明，抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，科学家利用小鼠制备出了抗H蛋白的单克隆抗体。

（1）资料甲中，获取抗虫基因时可使用EcoRⅠ，其原因是含抗虫基因的DNA片段中含有EcoRⅠ能够识别的特定的核苷酸序列（答GAATTC或EcoRⅠ的切割位点给满分，其他合理答案可酌情给分）。

向棉花细胞导入抗虫基因时，我国科学家采用了花粉管通道法。

抗虫基因导入棉花细胞后，为确定棉花植株是否具有抗虫特性以及抗性的程度如何，需要做抗虫的接种实验进行个体水平的鉴定。

（2）资料乙中，选择H蛋白作为单克隆抗体的作用靶点，是因为H蛋白在成年个体的正常组织细胞中低表达（填“低表达”或“高表达”）。

将H蛋白注射到小鼠体内，从该小鼠的脾脏中获得相应的B淋巴细胞，将其与骨髓瘤细胞进行融合，细胞融合利用的原理是细胞膜具有流动性。

与植物原生质体融合过程相比，该融合过程特有的诱导方法是用灭活的病毒处理。

在杂交瘤细胞的体外培养过程中，培养液中是否需要添加血清需要（填“需要”或“不需要”）；培养箱中充入5%CO2的主要作用是维持培养液（适宜）的pH。

为避免培养过程中代谢产物对杂交瘤细胞的毒害，常采取的措施是定期更换培养液（基）。

解析：

（1）EcoRⅠ为一种限制酶，能够识别特定的核苷酸序列（GAATTC）并在特定的位点上进行切割，而含抗虫基因的DNA片段中含有EcoRⅠ的识别序列和切割位点，因此获取抗虫基因时可使用EcoRⅠ。

向棉花细胞导入抗虫基因时，我国科学家采用了花粉管通道法。

为确定棉花植株是否具有抗虫特性以及抗性的程度如何，在个体水平上需进行抗虫的接种实验。

（2）由题意“抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长”可推知：

H蛋白在成年个体的正常组织细胞中低表达。

动物细胞进行融合的原理是细胞膜具有流动性，与植物原生质体融合过程相比，动物细胞融合过程特有的诱导方法是用灭活的病毒处理。

由于人们对动物细胞所需要的营养物质没有完全搞清楚，因此在杂交瘤细胞（动物细胞）的体外培养过程中，培养液中需要添加血清、血浆等一些天然物质。

培养箱中充入5%CO2的主要作用是维持培养液（适宜）的pH。

为避免培养过程中代谢产物对杂交瘤细胞的毒害，常采取的措施是定期更换培养液。