1、高考生物大二轮复习精品练案专题十六 基因工程和细胞工程 Word版含答案模块六专题十六1、(2018深圳调研)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中,该技术能有效改良植物的品质。请回答：(1)转基因技术的核心步骤是_基因表达载体的构建_,完成该步骤所需要的酶有_限制酶和DNA连接酶_。(2)将植物体细胞处理得到原生质体,再通过_农杆菌转化法_或_基因枪_法,将目的基因导入原生质体,使原生质体再生出细胞壁之后,通过_植物组织培养_技术培养可得到相应的转基因幼苗。(3)来自原核生物中有重要价值的外源基因,无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达,就此分析,原因是_叶绿体DNA与原核生物DNA
2、结构类似(由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似)_。(4)对大多数高等植物而言,与传统的细胞核转基因相比,叶绿体转基因更稳定,其遗传方式_不遵循_(答“遵循”或“不遵循”)分离定律,不会随_花粉_(“花粉”或“卵细胞”)传给后代,从而保持了_母本_(“父本”或“母本”)的遗传特性。解析(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,所需要的酶有限制酶和DNA连接酶;(2)植物细胞导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。原生质体再生细胞壁之后,通过植物组织培养获取幼苗;(3)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似。(4)分离定律适用于有性生殖过程中细胞核遗传,
3、故叶绿体转基因不遵循分离定律,为母系遗传。2、(2018天津市和平区生物一模)已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如图1所示。请回答下列问题：(1)过程代表的是_逆转录_,过程构建A基因重组载体时,启动子和终止子是重新构建的,它们应该能被受体细胞的_RNA聚合酶_所识别,以便于其催化转录过程。(2)如图2为A基因的结构示意图,已知区的碱基数是2000个,其中阴影区域碱基数是800个,空白区域中G和C的总数共有400个,则由该区域能指导蛋白质合成的片段转录产生的mRNA中A和U总数是_400_个。(3)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射
4、几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的_浆细胞_数目。(4)在将X进行扩大培养前,至少需要经过2次筛选,第一次是将_杂交瘤细胞_筛选出来,第二次是将_能分泌所需抗体的杂交瘤细胞_筛选出来。(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的_A蛋白_来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较,或用图中的_抗A蛋白的单克隆抗体_与分离出的病毒进行特异性检测。解析(1)由以上分析可知是逆转录。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,能启动转录过程。(2)已知图中区的碱基数是2000个,其中阴影区域碱基数是800个,则空白区域中碱基总数为1
5、200个,又已知空白区域中G和C的总数为400个,则AT总数为800个,每条链中AT总数为400个,根据碱基互补配对原则,由该区转录形成的成熟mRNA中A和U总数也是400个。(3)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的浆细胞数目。(4)在将X进行扩大培养前,至少需要经过2次筛选,第一次是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次是采用抗体阳性检测法筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的A蛋白所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行核酸序列比较;或采用抗原抗
6、体杂交法,即用图中的抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性结合检测。3、如图为三种质粒和一个含目的基因的DNA片段,其中ApR为氨苄青霉素抗性基因,TcR为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因,EcoR (0.7 kb)、Pvu (0.8 kb)等为限制酶和其切割位点及其与复制原点之间的距离。已知1 kb1 000个碱基对,请回答下列问题：(1)片段D为目的基因中的某一片段,则DNA聚合酶和DNA连接酶的作用形成的键依次是_(填图中数字)。(2)图中作为目的基因运载体最理想的质粒是_B_(填“A”“B”或“C”),请据图分析,其他两种质粒一般不能作为运载体的理由分别是_质粒A不含有标记基因;质粒C在
7、用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被破坏,使该质粒无法进行复制_。(3)用EcoR 全酶切目的基因和质粒B形成的重组质粒,并进行电泳观察,可出现长度分别为1、1 kb和_5.6_kb的两个片段,或者长度分别为_3.6_kb和3.1_kb_的两个片段(重组质粒上目的基因的插入位点与EcoR的识别位点之间的碱基对忽略不计)。(4)将分别用限制酶Pvu切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶后,进行大肠杆菌受体细胞导入操作,则受体细胞的类型包含_ABD_(多选)。A、ApR蓝色 B、ApR白色C、ApS、蓝色 D、ApS白色(5)动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是_
8、B_。A、受精卵能使目的基因高效表达B、受精卵可发育成动物个体C、受精卵更易接受DNA的插入D、受精卵体积较大,便于DNA导入操作解析(1)DNA聚合酶和DNA连接酶的作用形成的键均为磷酸二酯键,因此都应为。(2)由题图可知,切割目的基因应用Pvu,但该限制酶会将c质粒的复制原点破坏,使该质粒无法进行复制,而质粒A不含有标记基因,因此两者都不能作为运载体。(3)根据题意,质粒B长度为2.7 kb,目的基因长度为4.0 kb,所以重组质粒长度为6.7 kb,如果出现长度为1、1 kb的一个片段,则另外一个片段的长度为5.6 kb。若目的基因与运载体反向连接,可形成长度分别为3.1 kb和3.6
9、kb的两个片段。(4)将分别用限制酶Pvu切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶后,可得到质粒自身环化形成的普通质粒、重组质粒和目的基因自身连接的DNA环三种类型。如果导入的是普通质粒,受体细胞的类型为A(ApR、蓝色),如果导入的是重组质粒,受体细胞的类型为B(ApR、白色),如果导入的是DNA环,受体细胞的类型为D(ApS、白色)。(5)动物基因工程通常选用受精卵作为受体细胞的根本原因是受精卵可发育成动物个体。4、人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生,以下是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过
10、程,请据图回答下列问题：(1)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有_动物细胞培养、动物细胞融合_。(2)若要分析杂交瘤细胞中染色体,可通过_解离、漂洗、染色和制片_等过程制成装片,然后在显微镜下观察。杂交瘤细胞中染色体数目与普通淋巴细胞相比具有的特点是_染色体数目加倍_,在HAT培养基上存活的细胞可能包括_(填下列序号)。无抗体分泌的细胞抗HPV抗体的分泌细胞其他无关抗体的分泌细胞(3)对于抗体检测呈_阳_性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化,克隆化的方法最常用的是有限稀释法,即稀释细胞到310个/ mL,每孔加入细胞稀释液_0.1_mL,使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养的目的。(4)由
11、上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体,理由是_小鼠形成的抗体对人体来说是抗原,存在着排异反应_。(5)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的制备单克隆抗体技术外,请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路。_通过基因工程向浆细胞中导入prG;利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中(答对其一即可)_。解析(2)利用显微镜观察有丝分裂过程中的染色体,需先制作临时装片;杂交瘤细胞中含有浆细胞和骨髓瘤细胞的染色体,所以比普通淋巴细胞的染色体数目多一倍;在HAT培养基上生存的细胞
12、均为杂交细胞,这些杂交细胞中有分泌HPV抗体的细胞,有分泌其他抗体的细胞,也有不能分泌抗体的细胞。(3)抗体检验呈阳性,说明该杂交瘤细胞可产生所需抗体;为保证每个小孔不多于一个细胞,根据浓度可推断加入细胞稀释液的量：设加入细胞稀释液的最大量是X,则10个/ mLX1个,X0.1 mL。(4)小鼠形成的抗体与人体抗体不同,故在人体内可引起免疫反应,所以上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体。(5)根据所给信息可知,还可通过转基因技术或核移植技术获得既能大量增殖,又能产生特定抗体的杂交细胞。5、(2017陕西西安长安一中第一次检测)下图是植物体细胞杂交过程示意图,请据图回答：(1)植物体细胞杂
13、交的第步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步骤最常用的方法是酶解法,也就是在温和的条件下用_纤维素酶、果胶酶_等分解植物的细胞壁。(2)过程的发生,必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用_聚乙二醇_试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合还常用到_灭活的病毒_作为诱导剂。(3)与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为_高尔基体_。(4)过程称为_脱分化_,过程称为_再分化_。若利用此技术生产治疗癌症的药物紫杉醇,培养将进行到_e_(填字母编号)即可。(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以_克服远缘杂交不亲和的障碍_。解析(1)植物体细胞杂
14、交的第步是用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。(2)人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用聚乙二醇试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合还常用到灭活的病毒作为诱导剂。(3)过程是杂种细胞生出细胞壁,高尔基体与植物细胞壁形成有关。(4)过程分别为脱分化和再分化,治疗癌症的药物紫杉醇是从紫杉细胞中提取的,只需将植物组织培养进行到愈伤组织阶段即可。(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以克服远缘杂交不亲和障碍,大大扩展可用于杂交的亲本组合范围。6、(2018全国卷)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因
15、的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5末端,获得了L1GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是_E1和E4_。使用这两种酶进行酶切是为了保证_甲的完整_,也是为了保证_甲与载体正确连接_。(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了_转录_和_翻译_过程。(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的_细胞核_移入牛的_去核卵母细胞_中、体外培养、胚胎移植等。(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的_核DNA_(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。解析(1)由题意可知,L1基因和GFP基因合成了L1GFP融合基因(简称为甲),题图中显示了四个酶切位点,当将L1GFP融合基因插入质粒P0时,可用E
