高考生物四海八荒易错集专题17基因工程和细胞工程.docx

1、高考生物四海八荒易错集专题17基因工程和细胞工程2019年高考生物四海八荒易错集专题17基因工程和细胞工程1中美研究人员发现了PYL9蛋白(一种提高植物抗旱性的蛋白)，利用转基因技术让水稻自身产生大量PYL9蛋白，可显著提高其抗旱性。请回答下列问题：(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育转基因抗旱水稻可用_的方法来获得目的基因。构建基因表达载体用到的工具酶是_。(2)导入目的基因的重组细胞可通过_技术培育成完整植株，这一过程体现了_。(3)目的基因若在水稻细胞中表达，遗传信息流向是_；检测水稻细胞中是否存在PYL9蛋白，在分子水平上采用的方法是_。(4)经研究发现PYL9蛋白是位于细胞膜上的

2、一种脱落酸受体。干旱环境中水稻老叶内脱落酸的含量增加，能加速_，将节省的水分和养料转移到幼叶和芽中，增强了幼叶和芽的存活率。PYL9蛋白的作用能体现细胞膜_的功能。 (3)目的基因在水稻细胞中表达时，遗传信息流向是：从目的基因转录形成 mRNA，再经过翻译流向蛋白质。要检测蛋白质是否表达应采用抗原抗体杂交，如果出现杂交带，说明表达成功。(4)脱落酸含量增加能促进衰老叶片的衰老与脱落，将节省的水分和养料转移到幼叶和芽中，增强了幼叶和芽的存活率。该蛋白是受体，能识别信息，所以体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。【答案】(1)人工合成限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶(2)植物组织培养植物细

3、胞的全能性(3)目的基因mRNA蛋白质抗原抗体杂交(4)老叶的衰老与脱落进行细胞间的信息交流2苦荞是一种有名的经济植物，其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系。按图示回答：(1)过程中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为_。这种酶主要有两类，一类是从T4噬菌体中分离得到的，另一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为_。这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_键。(2)图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的方法称为_，除此外还可以利用的方法有_。对过程操作前，需先用Ca2处

4、理农杆菌，使其成为_细胞。(3)检测转基因苦荞培育是否成功，不能用抗原抗体杂交技术进行检测的原因是_， 可以比较转基因苦荞与普通苦荞的_含量或测定细胞中CHS含量进行鉴定。 (3)转基因苦荞与普通苦荞植株中均含有黄酮类化合物，用抗原抗体杂交，无法检测转基因苦荞是否培育成功。可以比较转基因苦荞与普通苦荞的黄酮类化合物的含量或细胞中CHS的含量进行判断。【答案】(1)DNA 连接酶EcoliDNA连接酶磷酸二酯(2)农杆菌转化法基因枪法、花粉管通道法感受态(3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都含有黄酮类化合物黄酮类化合物3RTPCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，

5、具体过程如图所示：(1)过程需要加入缓冲液、原料、_、_和引物A等。(2)过程首先要将反应体系的温度升高到95 ，其目的是_，该反应体系中所用的Taq酶至少应能耐受_ 。(3)过程拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上至少需要_个引物B。(4)利用RTPCR技术获取的目的基因_(填“能”或“不能”)在物种之间交流；该技术还可用于对某些微量RNA病毒的检测，可提高检测的灵敏度，原因是_。(5)RTPCR过程中主要借助对_的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应有序高效地进行。 (4)利用RTPCR技术获取的目的基因能在物种之间交流；该技术还可用于对某些微量RNA病毒的检测，可提高检测的灵敏度，

6、原因是增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度)，便于检测。(5)RTPCR过程中主要借助对温度的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应有序高效地进行。【答案】(1)RNA提取物逆转录酶(2)让逆转录酶变性失活、使mRNAcDNA杂合双链解开95(3)2n1(4)能增加了待测RNA逆转录产生的DNA的数量(或浓度)，便于检测(5)温度4镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子肽链第6位的谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的_序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成

7、正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作_(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作_。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的_，以其作为模板，在_酶的作用下反转录合成cDNA。cDNA与载体需在_酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取_，用相应的抗体进行_杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。【解析】(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，遗传信息储存在基因碱基对的排列顺序中。(2)蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需

8、求，故题中所述不属于蛋白质工程。(3)利用反转录法获取目的基因时，需先提取mRNA，在逆转录酶的作用下反转录合成cDNA。cDNA与载体需要在限制酶和DNA连接酶的作用下拼接构建成基因表达载体，才可导入受体菌。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交。【答案】(1)碱基对(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(3)mRNA逆转录限制酶和DNA连接(4)蛋白质抗原抗体5治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是胚胎工程中的_技术。(2)体细胞进行体外培养时，所

9、需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的_。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。 【答案】(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或：酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或：限制酶)DNA连接酶(注：两空可颠倒)标记(4)内细胞团B6根据下面植物体细胞杂交技术流

10、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

11、工种皮制备的。【答案】(1)不同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)f7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_。【答案】(1)动物细胞核移植超数排卵(2)

12、防止杂菌污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8下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。(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？_。(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

13、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)，在人体中参与体液免疫。 (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需要特定的限制性核酸内切酶和DNA连接酶。【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易错起源1、基因工程与蛋白质工程例1(2016全国乙卷)某一质粒载体如图所示，外源DNA插

14、入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH 酶切后，与用BamH 酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细

15、胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_；并且_和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_。【答案】(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞【变式探究】(2016全国丙卷)图(a)中的三个DNA片段上依次

16、表示出了EcoR 、BamH 和Sau3A 三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。图(a)图(b)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经BamH 酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被_酶切后的产物连接，理由是_。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_，不能表达的原因是_。图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有_和_，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_ _。【答案

17、】(1)Sau3A 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案可酌情给分)(3)E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶(其他合理答案可酌情给分) 【名师点睛】1.理清基因工程3种操作工具的作用及特点限制酶DNA连接酶载体作用切割目的基因和载体拼接DNA片段，形成重组DNA携带目的基因进入受体细胞作用部位两个核苷酸之间的磷酸二酯键作用特点(或条件)识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列在特定位点上切割Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端T4DNA连接酶能连接黏性

18、末端和平末端能在宿主细胞内稳定存在并大量复制有多个限制酶切割位点具有特殊的标记基因常用类型EcoR限制酶Sma限制酶Ecoli DNA连接酶、T4DNA连接酶质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等2.掌握基因工程的四个操作步骤(1)牢记获取目的基因的两种途径直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取。人工合成目的基因(常用方法如下)a、化学合成法：已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。b、人工合成法：以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。c、利用PCR技术扩增。(2)明确基因工程的核心是基因表达载体的构建组成：目的基因启动子终止子标记基因。启动子

19、起始密码，终止子终止密码。a、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，启动转录；终止子是终止转录的位点。b、插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前需要有启动子，后需要有终止子。构建过程：(3)将目的基因导入受体细胞的方法辩析受体细胞种类不同，导入方法不同生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射法转化法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上导入农杆菌侵染植物细胞整合到受体细胞的染色体DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞感受态细胞重

20、组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子基因工程产物不同、选择的受体细胞类型也不相同a、培育转基因植物：受体细胞可以是受精卵、体细胞(需经植物组织培养成为完整植株)。b、培育转基因动物：受体细胞为受精卵，若用体细胞作为受体细胞，则需经核移植技术培养成转基因动物。c、生产蛋白质产品：一般选用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞，因原核生物具有一些其他生物没有的特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。(4)目的基因的检测与鉴定：【锦囊妙计，战胜自我】有关基因工程的4个易错点1将目的基因导入受体细胞没有碱基互补配对现象。2原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。

21、3一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，以避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。4有关标记基因的易错点(1)一般将一些抗性基因作为标记基因；(2)标记基因的主要作用是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞；(3)标记基因表达产物对什么物质有抗体，在筛选培养时则在培养基中加入什么物质；(4)标记基因若被插入了外源DNA片段，则该标记基因会被破坏。易错起源2、细胞工程例2(2016全国甲卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为

22、_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。(2)经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。不完全相同的原因是：克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克

23、隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。【答案】(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性【变式探究】甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_酶和_酶去除细胞壁，获得具有活力的 _，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成 _组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于

24、多倍体，多倍体是指_ _。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。 (2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。甲和乙均为二倍体植物，假设二者有性杂交的后代不可育，其原因是该后代在进行减数第一次分裂过程中，由于没有同源染色体，联会出现紊乱，不能产生可育的配子。而植物体细胞杂交产生的杂种植株，细胞内含有原物种体细胞内的染色体，在减数第一次分裂过程中能够进行同源染色体配对，产生可育的配子。(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等，用人工薄膜包装后可得到人工种子。【答案】(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也给分)在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(其他合理答案也给分)(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即给分)【名师点睛】1列表比较动物细胞培养与植物组织培养项目动物细胞培养植物组织培养前处理无菌；用胰蛋白酶处理，使组织细胞相互分散开无菌、离体培养基成分葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素等培养基状态液