高考生物大二轮复习 专题突破练18 基因工程和细胞工程(含解析)
高考生物二轮复习 黄金考点汇编18 基因工程和细胞工程(含解析)
2015届高考生物二轮复习黄金考点汇编18 基因工程和细胞工程（含解析）一、选择题1．我国科学工作者培育的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于( )A．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因B．棉铃虫变异形成的致死基因C．寄生在棉铃虫体内的线虫基因D．普通棉的突变基因[答案] A[解析] 用于植物抗虫基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫棉的培育，而应根据棉花自身受害虫的危害情况，有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。
随着科学的发展，人们从苏云金芽孢杆菌中分离出的Bt基因能控制合成不同结构特性的伴胞晶体毒素蛋白，从而具备对不同种类害虫的杀伤能力，A正确，B、C、D错误。
2．图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，amp r表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。
下列叙述正确的是( )A．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团B．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNAC．用PstⅠ和HindⅢ酶切，加入DNA连接酶后可得到1种符合要求的重组质粒D．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长[答案] C[解析] 图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，会破坏两个磷酸二酯键，磷酸二酯键是由相邻脱氧核苷酸的磷酸基团和脱氧核糖脱水形成的，因此只含有2个游离的磷酸基团；由于BamHⅠ的切割位点在目的基因的内部，使用它切割外源DNA会破坏目的基因；用PstⅠ和HindⅢ切割质粒后，虽然破坏了amp r基因，但是会保留下neo基因作为标记基因，以备筛选。
用PstⅠ和HindⅢ切割外源DNA后，可得到两个能与质粒连接的DNA片段，但是只有带目的基因的DNA 片段与酶切后的质粒连接才符合要求；由于氨苄青霉素抗性基因遭到破坏，因此，只能用含新霉素的培养基进行筛选。
3．下列说法正确的是( )A ．DNA 连接酶可使目的基因与载体的黏性末端形成氢键，实现黏性末端的黏合，形成重组DNAB ．限制性核酸内切酶的切割位点是DNA 中磷酸和碱基之间的磷酸二酯键C ．T 4DNA 连接酶既可以连接双链DNA 片段互补的黏性末端又可以连接双链DNA 片段的平末端D ．用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物杂交育种[答案] C[解析] DNA 连接酶又称“分子缝合针”，可使目的基因与载体的黏性末端之间形成磷酸二酯键，实现黏性末端的黏合，形成重组DNA ，A 错误；限制性核酸内切酶的切割位点是DNA 中磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，B 错误；T 4DNA 连接酶可缝合两种末端，但连接平末端之间的效率低，C 正确；用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物体细胞杂交，D 错误。
高考生物二轮文档：1-9-1基因工程和细胞工程(含解析)
专题九现代生物科技第1讲基因工程和细胞工程对应学生用书P1221．[2015·重庆高考]下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是()A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用答案 C解析人肝细胞中胰岛素基因不表达，通过人肝细胞mRNA反转录不能得到胰岛素基因，A项错误；基因表达载体的复制原点和启动子是不同的位点，基因表达载体的复制开始于复制原点，胰岛素基因的表达开始于启动子，B项错误；抗生素抗性基因可作为基因工程中的标记基因，可将含有目的基因的受体细胞筛选出来，C项正确；启动子在基因表达的转录中起作用，终止密码子在基因表达的翻译中起作用，D项错误。
2．[2015·课标全国卷Ⅱ]已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：________________________________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_________________和_________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。
高考生物二轮复习专题突破训练基因工程与细胞工程
高考生物二轮复习专题突破训练基因工程与细胞工程Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】专题突破练基因工程与细胞工程1.(2017东北三省三校一联,38)马铃薯是重要的经济作物,人类在(马铃薯的)基因育种方面取得丰硕成果。
(1)马铃薯是双子叶植物,常用法将目的基因导入马铃薯体细胞中。
构建好的基因表达载体包括目的基因、、、、复制原点五部分。
(2)马铃薯得病会导致产量下降。
基因工程中常用的抗病基因为(写一种即可)。
(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯,主要从两个方面进行设计:①修饰除草剂作用的靶蛋白,使其对除草剂,或使靶蛋白过量表达,植物吸收除草剂后仍能正常代谢。
②引入酶或酶系统,在除草剂发生作用前。
(4)将目的基因导入受体细胞后,还需对转基因植物进行。
答案 (1)土壤农杆菌转化启动子终止子标记基因(2)病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因和抗毒素合成基因(3)①不敏感②被分解(4)目的基因的检测与鉴定解析 (1)将目的基因导入植物细胞的常用方法是土壤农杆菌转化法。
构建好的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等。
(2)基因工程中常用的抗病基因有病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因和抗毒素合成基因(写一种即可)。
(3)①为了避免马铃薯对除草剂敏感,可以修饰除草剂作用的靶蛋白;或者增加马铃薯中靶蛋白的表达量,这样植物吸收除草剂后仍能正常代谢。
②还可以通过基因工程引入能够快速分解除草剂的酶或酶系统,从而将除草剂在发生作用前分解。
(4)将目的基因导入受体细胞后,需检测目的基因是否导入受体细胞。
即使目的基因导入了受体细胞,也不一定能够表达,故一定要在受体生物中检测出目的基因的产物——相关蛋白质,即要进行目的基因的鉴定。
2.(2017湖北武汉一模,38)基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。
高考生物二轮复习 专题强化训练(十八)基因工程和细胞工程
专题强化训练(十八) 基因工程和细胞工程(45分钟，100分)非选择题1．(2016·湖北省武汉市调研考试)[生物——选修3：现代生物科技专题]阅读如下材料，回答问题：材料1：某研究小组对小鼠的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养。
材料2：基因敲除是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。
(1)材料1的相关研究属于________工程范畴。
制备肝细胞悬浮液时剪碎肝组织，再用________处理，肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2，其主要作用是________。
为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________。
(2)材料2的相关研究属于基因工程的范畴。
将某基因插入到基因表达载体的目的基因中，使目的基因________，通过________技术导入ES细胞中。
观察基因敲除后生物体性状________，可以判断目的基因是否真正被敲除。
医学展望可通过敲除决定某些抗原的基因，获得适合人体移植的其他动物器官，减弱或消除________。
答案：(1)细胞胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养液的pH 抗生素(2)失活(或灭活、不能表达) 显微注射是否表达(或“的表现”)免疫排斥(或排斥反应)2．(2016·广东省广州市模拟)[生物——选修3：现代生物科技专题]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。
高考生物二轮复习 专题能力提升练 十九 1.18基因工程和细胞工程 含答案
专题能力提升练十九基因工程和细胞工程(45分钟·100分)1.(12分)下图是科学家利用小鼠成纤维细胞获得单克隆抗体的示意图。
请据图回答：(1)获取转录因子基因需要的工具酶是，因成纤维细胞较小，过程①将目的基因导入小鼠成纤维细胞时常用的载体是。
(2)过程②称为，在此过程中，成纤维细胞在转录因子基因的作用下，转化为iPS胚性细胞，在体外培养条件下，iPS胚性细胞能不断进行。
(3)过程③为动物细胞融合，此过程常用、灭活的病毒、电刺激等诱导细胞融合，融合后的Y细胞具有的特性。
(4)对杂种细胞Y进行和后，才能筛选出能产生特异性抗体的杂种细胞。
(解题指导)解答本题的关键是明确题图信息：①将目的基因导入受体细胞；②动物细胞培养；③动物细胞融合；④获得单克隆抗体。
(解析)(1)获取转录因子基因需要的工具酶是限制酶。
因成纤维细胞体积较小，过程①将目的基因导入成纤维细胞时最常用的载体是动物病毒。
(2)在体外培养条件下，iPS胚性细胞能不断进行细胞分裂。
(3)动物细胞融合时，常用聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等进行诱导。
融合后的Y细胞既能大量增殖，又能产生单一抗体。
(4)杂交瘤细胞经过克隆化培养，并通过抗原-抗体杂交技术的检测，才可大量生产符合要求的单克隆抗体。
答案：(1)限制酶动物病毒(2)动物细胞培养细胞增殖(细胞分裂)(3)聚乙二醇(PEG) 既能大量增殖，又能产生单一抗体(4)克隆化培养(抗原-)抗体检测2.(14分)下图是制备抗埃博拉病毒(EBOV)VP40蛋白单克隆抗体的过程。
请据图回答：(1)利用PCR获取目的基因的过程中，反应体系内要加入含有VP40基因的DNA、dNTP、Taq酶和根据合成的引物，且反应需要在一定的溶液中才能进行。
(2)选用EcoRⅠ和XhoⅠ双酶切的优点是；VP40基因进入大肠杆菌细胞，并在大肠杆菌内维持稳定和表达，该过程可称为。
(3)过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用处理。
高考生物二轮作业：1-9-1基因工程和细胞工程(含解析)
1．农杆菌中含有一个大型的Ti质粒(如图所示)，在侵染植物细胞的过程中，其中的T－DNA片段转入植物的基因组。
若想用基因工程并通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是()A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T－DNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移T－DNA的基因片段不被破坏B．将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌C．转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功答案 D解析若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T －DNA片段内，且要保证复制起始点、终止点和用于转移T－DNA的基因片段不被破坏，否则不会成功；将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌，便于完成转化；转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状；能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，并能成功表达出抗旱性状，才说明基因工程项目获得成功。
2．下图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径，据图判断下列说法错误的是()点击观看解答视频A．选取的质粒要带有标记基因B．受体细胞A一般选用受精卵，过程③仅用到了胚胎移植技术C．受体细胞B不选用卵细胞或受精卵，一般选用莴苣的体细胞D．⑥常用的方法是用钙离子处理大肠杆菌，使其易于吸收重组质粒M 答案 B解析为了将含有目的基因(胰岛素基因)的细胞筛选出来，选取的质粒要带有标记基因。
将重组质粒导入受体细胞后，还要在体外进行动物细胞的培养，形成早期胚胎。
因此过程③还需动物细胞培养技术。
因为培养卵细胞得到的是单倍体植物，受精卵位于植物的胚珠内，不易获取，因此将重组质粒导入分裂能力较强的体细胞中。
用钙离子处理大肠杆菌，使大肠杆菌处于感受态，易于重组质粒进入细菌体内。
3．图中甲、乙、丙表示生物个体或结构，①～③表示相应过程，下列叙述与图示不符的是()A．若甲为二倍体植株，乙为花粉粒，丙为单倍体，则③过程需要用秋水仙素处理B．若甲为植物体一部分，乙为愈伤组织，丙为胚状体，则①过程通常在避光的条件下进行C．若甲为成熟哺乳动物个体，乙为配子，丙为受精卵，则基因重组发生在②过程中D．若甲为成年母羊，乙为去核的卵母细胞，丙为重组细胞(胚胎)，则③过程的核心技术是胚胎移植答案 C解析二倍体的花粉离体培养得到单倍体，单倍体幼苗期用秋水仙素处理可获得二倍体；A正确。
全国通用2018届高考生物二轮复习基因工程和细胞工程专题卷3(含解析)
（全国通用）2018届高考生物二轮复习基因工程和细胞工程专题卷3一、单选题1．碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或生物技术中（）①受精作用②病毒的增殖过程③细菌的二分裂过程④目的基因与运载体的结合⑤DNA探针的使用⑥细胞的融合A．②③④⑤B．①③④⑤C．②④⑤ D．②③⑤⑥【答案】A【解析】试题分析：受精作用是精子和卵细胞的融合，染色体组的合并，无碱基互补配对发生。
病毒的增殖过程有核酸的复制等活动，所以有碱基互补配对发生。
细菌分裂也要进行遗传物质的复制，所以有碱基互补配对发生。
目的基因与运载体的结合，一般靠黏性末端碱基的互补配对结合。
DNA探针的使用依据的是DNA分子杂交原理，所以有碱基互补配对发生。
细胞融合依据的是膜的流动性，所以没有碱基互补配对发生。
考点：本题考查细胞代谢的相关知识，意在考查基础知识的理解应用。
2．乳腺生物反应器、人工种子和克隆动物均属于生物工程的成果，下列叙述正确的A．三者都涉及基因工程技术 B．三者都是在细胞或细胞器水平操作的C．克隆动物属于无性生殖范畴 D．人工种子的胚状体是由受精卵发育而成【答案】C【解析】克隆动物属于无性繁殖的产物。
3．下列关于细胞工程的叙述，错误的是A．植物体细胞杂交过程和动物细胞融合的原理不完全相同B．去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C．通过光学显微镜观察比较白菜细胞的形态，可以检验其细胞壁是否已被除去D．某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同【答案】D【解析】试题分析：植物体细胞杂交过程的原理细胞膜的流动性和细胞的全能性，而动物细胞融合的原理是膜的流动性，A正确；去除植物细胞的细胞壁时用纤维素酶和果胶酶处理，将动物组织分散成单个细胞时需用到胰蛋白酶，B正确；通过光学显微镜观察比较白菜细胞的形态，可以检验其细胞壁是否已被除去，C正确；某种植物甲乙两品种的体细胞杂种中染色体数目是甲乙两品种杂交后代的染色体数目的2倍，D错误。
高考生物复习重难点突破讲解(新教材)：专题18 基因工程(解析版)
专题18 基因工程一、单选题1．（2023·山东青岛·高三期末）自然界中很少出现蓝色的花，天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。
我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因（idgS）及其激活基因（sfp）构建基因表达载体（如下图），通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。
下列叙述错误的是（）12A ．上述获得蓝色玫瑰的方案中需要转入能调控液泡pH 的基因B ．将idgS 基因插入Ti 质粒时使用的限制酶是SpeI 和SacIC ．sfp 和idgS 基因具有各自的启动子，前者调控后者的表达D ．农杆菌可将Ti 质粒上的T-DNA 整合到白玫瑰染色体DNA 上【答案】A【详解】A 、分析题意，用农杆菌转化法将链霉菌的靛蓝合成酶基因（idgS ）及其激活基因（sfp ）导入白玫瑰后，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝，所以无需转入能调控pH 的基因，A 错误；B 、分析题图可知，将idgS 基因插入Ti 质粒时可用SpeI 和SacI 以避免产生的黏性末端环化，增加构建成功的概率，B 正确；C 、分析题图可知，sfp 和idgS 基因具有各自的启动子，sfp 可激活idgS 的表达，C 正确；D 、将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法，故农杆菌可将Ti 质粒上的T—DNA 整合到白玫瑰染色体DNA 上，D 正确。
故选A 。
2．（2023春·江苏徐州·高二统考期中）土壤农杆菌侵染植物细胞时，Ti 质粒上的T-DNA 片段转入植物的基因组。
利用农杆菌以Ti 质粒作为载体进行转基因，下列相关叙述正确的是（ ）A ．T-DNA 片段有利于介导外源DNA 整合到植物的染色体DNA 上B ．用Ca 2+处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞C ．Ti 质粒是一种环状DNA 分子，属于细菌的拟核DNAD ．目的基因应插入T-DNA 片段外，以防止破坏T-DNA【答案】A【详解】A 、Ti 质粒上的T-DNA 片段能转入植物的基因组中，因此T-DNA 片段利于介导外源DNA 整合到植物的染色体，A正确；3B 、农杆菌转化法中不需要用Ca2+处理农杆菌，应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，B 错误；C 、Ti 质粒是一种环状DNA 分子，是存在于细菌细胞质中的DNA ，C 错误；D 、在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T ﹣DNA 片段上，D 错误。
高考生物二轮复习 热点专练 基因工程与细胞工程(含解析)
基因工程与细胞工程时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共60分)1．(2014·重庆卷)下图是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本题考查基因工程培育抗虫植物的相关知识。
通过对课本知识掌握，②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，故A错；③侵染植物细胞后，不是重组质粒而是目的基因整合到④(植物细胞)的染色体上，故B错；④植物细胞的染色体上若含有抗虫基因，但不一定能表达该基因，故⑤不一定表现出抗虫性状，故C错；⑤只要表现出抗虫性状就表明植株已发生了可遗传变异，故D正确。
答案 D2．(2014·天津卷)为达到相应目的，必须通过分子检测的是( )A．携带链霉素抗性基因受体菌的筛选B．产生抗人白细胞介素－8抗体的杂交瘤细胞的筛选C．转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定D．21三体综合征的诊断解析根据受体菌是否对链霉素产生抗性进行携带链霉素抗性基因受体菌的筛选，不需要分子检测，A错误；用特定选择培养基筛选出的杂交瘤细胞，还需要进行克隆化培养和抗体检测，才能获得足够多的能分泌抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞，B正确；转基因抗虫棉是否具有抗虫特性，需要做抗虫的接种实验，C错误；21三体综合征可通过用显微镜直接观察体细胞中的21号染色体数目的方法进行检测，D错误。
答案 B3．(2013·重庆卷)如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。
下列有关叙述，正确的是( )A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C．③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群解析本题主要考查单克隆抗体制备的相关知识。
高考生物大二轮复习 81基因工程和细胞工程(含解析)
【金版教程】2015高考生物大二轮复习 8-1基因工程和细胞工程（含解析）Z作业测评·固效果1.[2014·潍坊联考]为提高我国稻米的含铁量，通过农杆菌介导将菜豆的铁结合蛋白基因导入了一个高产粳稻品种中。
获得了高含铁量转基因水稻株系，下图为培育过程。
请分析并回答问题：(1)获取重组载体用到的“手术刀”是________。
②过程用________法将重组载体导入愈伤组织细胞。
(2)重组载体中的标记基因的作用是________________。
检测目的基因是否转录，需用________________作探针。
(3)图中①③④过程须在________条件下进行，培养基中除加入营养物质外，还需添加植物激素，作用是________________。
(4)过程④除了用秋水仙素或低温诱导来处理，还可以采用________技术，该技术常用的诱导剂是________。
解析：将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，检测目的基因的转录，常用分子杂交的方法，基因探针就是用同位素标记的目的基因，该题的目的基因是铁结合蛋白基因。
①③④过程是植物组织培养须在无菌条件下进行，培养基中的植物激素主要是生长素和细胞分裂素，主要用于促进细胞的生长和分化，通过植物体细胞杂交技术可以培育多倍体，常用聚乙二醇作诱导剂，也可以用离心、振动、电刺激等物理手段诱导。
答案：(1)限制性核酸内切酶农杆菌转化(2)检测目的基因是否导入受体细胞同位素标记的铁结合蛋白基因(3)无菌促进细胞分裂、生长、分化(4)植物体细胞杂交聚乙二醇2．下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。
请回答相关问题：(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具是________，此工具主要是从________生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的________键断开。
高考二轮复习高考生物 课标版 第18练 基因工程与细胞工程
第18 基因工程与细胞工程非选择题1.(2018陕西榆林四模,38)(9分)人白细胞介素是一种重要的免疫活性调节因子。
科研人员将人白细胞介素基因导入衣藻细胞的叶绿体基因组中并高效表达,该技术被称为叶绿体基因工程。
请回答下列问题:(1)质粒是基因工程中最常用的运载体,质粒作为运载体需具备的条件是(需答出两点)。
基因工程的操作工具中,除了运载体外,还需要。
(2)在构建基因表达载体时,应将目的基因插入之间,表达载体上标记基因的作用是。
(3)植物叶肉细胞中能使目的基因表达的细胞器除了叶绿体外还有。
从基因工程与环境安全的角度分析,叶绿体基因工程的优点是。
2.(2018辽宁鞍山一中四模,38)(8分)干扰素基因缺失的个体免疫力严重下降。
科学家利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失的患者进行基因治疗。
请回答下列问题:(1)利用PCR技术扩增干扰素基因时,需在的作用下进行。
PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。
退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但的引物需要设定更高的退火温度。
如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有(填序号:①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。
(2)有人得到如图所示的含有目的基因的表达载体,但其不能在宿主细胞中表达目的基因产物,分析目的基因不能表达的原因是。
(3)对改造后的ES细胞进行培养的过程中,为了防止污染,可在培养基中添加一定量的。
(4)干扰素的作用机理是:干扰素作用于宿主细胞膜上的相应受体,激活细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白,其中有些蛋白可通过激活使病毒的RNA水解。
3.(2018江西上饶二模,38)(9分)口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种动物传染病,目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。
疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1。
科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗。
请回答下列问题:(1)如图是VP1基因、农杆菌Ti质粒结构示意图,若用以构建具有VP1基因的基因表达载体,还需要在质粒中插入。
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专题突破练18 基因工程和细胞工程
1.胰岛素是人体内唯一一种能降低血糖的激素,对于糖尿病的治疗具有重要的意义,胰岛素基因在人体细胞内经转录、翻译形成的胰岛素原需要经过内质网、高尔基体的加工才能形成胰岛素。
如图是运用基因工程技术制备胰岛素的部分流程图,据图回答下列有关问题。
(1)①过程表示从(填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”或“胰岛A细胞和胰岛B细胞”)中获取胰岛素基因相应mRNA,原因
是。
(2)②过程需要的酶是,得到的胰岛素基因可以通过
(填技术的中文名称)进行扩增,该技术除可以将目的基因大量扩增外,还可以用于从DNA分子上获取目的基因,至少需要循环次,才能得到目的基因。
(3)③过程需要用到的酶是,A除含有胰岛素基因外,还应
有,以便进行目的基因的鉴定与选择。
(4)④过程需用处理大肠杆菌,使其成为,以便从周围环境中吸收DNA分子。
为了检测胰岛素基因是否在受体大肠杆菌中成功表达,可采用
技术。
(5)通过图示过程得到的是(填“胰岛素”或“胰岛素原”),原因
是。
2.研究人员将乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因转入番茄幼叶细胞中,获得能产生乙肝疫苗的番茄植株。
回答下列问题。
(1)利用PCR技术扩增HBsAg基因时,目的基因DNA受热变性后的单链与引物互补序列结合,在
酶的作用下进行延伸。
设计的引物含有ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,用作载体的DNA分子(填“含有”或“不含有”)ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,理由
是。
(2)将HBsAg基因导入番茄幼叶细胞最常用的方法是,该方法可以使目的基因插入到细胞中的DNA上。
(3)可利用植物组织培养技术获得转基因番茄植株,该技术利用的原理
是。
(4)通过电镜对番茄果实提取物进行观察,发现了HBsAg颗粒,说明目的基因导入受体细胞
后。
用获得的转基因番茄果实饲喂小鼠,如果在小鼠血清中检测到,说明转基因植物疫苗可口服。
3.利用雄性不育系生产杂种一代较为经济、有效,该方法在水稻、玉米、油菜等作物中应用广泛。
芥菜是我国著名的蔬菜之一,育种工作者运用基因工程将烟草TA29花药绒毡层特异启动子驱动下的核糖核酸酶Barnase基因导入芥菜细胞中,获得彻底败育的雄性不育植株。
请回答下列问题。
(1)基因工程中获取Barnase基因的方法有、利用PCR技术扩增和人工合成。
利用PCR扩增目的基因时,一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、
和三步。
(2)将获取的Barnase基因转入芥菜细胞的常用方法为,Barnase基因需插入到Ti质粒的上,该重组质粒还必须含有,用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
(3)检测Barnase基因在转基因芥菜植株中是否转录出mRNA的方法
是,请简要写出该方法的实验思
路:。
4.转基因抗虫棉的培育过程如图所示。
苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因(阴影表示)与质粒上有
PstⅠ、SmaⅠ、Eco RⅠ、ApaⅠ等限制酶的切割位点(箭头所示),质粒上还有唯一标记基因——抗卡那霉素基因(阴影表示)。
有人通过实验,获得的农杆菌细胞有的未被转化,有的被转化。
被转化的农杆菌细胞有三种,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农杆菌。
请据此回答下列问题。
(1)构建含抗虫基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是,对进行切割。
(2)若抗虫蛋白分子是由m条肽链组成的,控制其合成的基因含n个碱基对,氨基酸的平均相对分子质量为g,则抗虫蛋白的相对分子质量最大约为(不考虑终止密码)。
(3)如果用含有卡那霉素的培养基进行筛选,在上述四种农杆菌中,未被转化的和仅含环状目的基因的农杆菌是不能区分的,其原因
是;并且
的农杆菌也是不能区分的,其原因
是。
5.下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。
(1)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含
的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
上图为获得抗虫棉技术的流程。
A过程需要的酶
有、。
图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是。
C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入。
(2)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是,该技术的原理是。
(3)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用与提取出的
做分子杂交。
(4)科学家将植物细胞培养到阶段,再包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。
6.1971年,美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇,从此,国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。
为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如下图所示的实验流程。
请回答下列问题。
(1)选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是,诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫。
利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得
到。
(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是。
在生物生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,原因是。
(3)现有植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。
科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用技术获得杂种植株。
该方法首先要利用
除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经(试剂)诱导融合形成杂种细
胞。
7.制备单克隆抗体的过程中要用到动物细胞融合和动物细胞培养技术。
回答下列问题。
(1)制备单克隆抗体的过程中,需要给小鼠注射特定的抗原蛋白,这一操作的目的
是。
动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、电激、等。
(2)制备单克隆抗体的过程中,诱导细胞融合后,需用特定的选择性培养基进行筛选,其目的
是。
为了获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,还需要进行,再经多次筛选即可。
(3)在体外培养所获得的细胞时,通常将细胞置于含的混合气体的培养箱中进行培养;另外,应定期更换培养液,其目的
是。
如图是血清对正常细胞和癌细胞体外培养影响的实验结果,据图可知,培养基中是否补充血清对细胞的培养影响较大。
(4)制备的单克隆抗体可用于基因工程中检测目的基因是否成功表达,这利用的原理
是。
参考答案
专题突破练18基因工程和
细胞工程
1.答案 (1)胰岛B细胞胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,只有胰岛B细胞中有胰岛素基因相应mRNA
(2)逆转录酶多聚酶链式反应三
(3)限制酶和DNA连接酶标记基因
(4)Ca2+感受态细胞抗原—抗体杂交
(5)胰岛素原大肠杆菌是原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体,无法对胰岛素原进行加工和修饰,故只能得到胰岛素原,无法得到有活性的胰岛素
2.答案 (1)热稳定DNA聚合含有供HBsAg基因插入载体DNA中
(2)农杆菌转化法染色体
(3)具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能(植物细胞具有全能性)
(4)可以维持稳定和表达抗乙肝病毒的抗体
3.答案 (1)从基因文库中获取复性延伸
(2)农杆菌转化法T-DNA 标记基因
(3)(DNA—RNA)分子杂交技术从转基因芥菜中提取出mRNA,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记,以此作为探针,与mRNA杂交,检测是否出现杂交带(合理即可)
4.答案 (1)SmaⅠ、ApaⅠ目的基因(或含抗虫基因的DNA)、质粒
(2)ng/3-18(n/3-m)
(3)二者均不含有卡那霉素抗性基因,在该培养基上均不生长含有质粒载体、重组质粒二者均含有卡那霉素抗性基因,在该培养基上均能生长
5.答案 (1)卡那霉素抗性基因限制性核酸内切酶DNA连接酶农杆菌转化法卡那霉素
(2)植物组织培养细胞全能性
(3)标记的目的基因mRNA分子
(4)胚状体
6.答案 (1)获得脱毒苗脱分化人工种子
(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官
(3)植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(PEG)
7.答案 (1)获得能够产生特异性抗体的B淋巴细胞灭活的病毒
(2)筛选出不同种细胞融合而来的杂种细胞(或筛选出既能大量增殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞) 克隆化培养和抗体检测
(3)95%空气加5%CO2清除细胞代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害正常
(4)抗体与相应抗原之间能够特异性结合(合理即可)。