2019年高考生物二轮复习专题突破训练15 基因工程与细胞工程

第三步,将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成胚胎干细胞的基因改造;
第四步,基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如图所示。
请根据上述资料,回答下列问题。
(1)实施基因工程的核心步骤是__________,基因表达载体中的_____是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段;在构建的过程中所需要的工具酶是________。
(5)膀胱生物反应器可将干扰素基因插入_____________基因中,使干扰素分泌到尿液中。与乳腺生物反应器相比,膀胱反应器的优势表现在_____________。
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7. 难度：中等
白细胞介素4(IL-4)是具有多种免疫学调节功能的细胞因子,临床及研究中需要大量高纯度的IL-4,以及其高效检测试剂。下图是利用单克隆抗体技术制备抗IL-4特异性抗体的过程。回答相关问题。
(3)如果利用植物体细胞杂交的方法培育“杭菊怀菊”杂种植株,首先要获得这两种植物细胞的_______,用聚乙二醇诱导处理后,诱导实验材料再生出_____,再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。
(4)理论上利用植物体细胞杂交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的优良菊花,这两项技术的共同特点有_______________________。
据图回答下列问题。
(1)该过程用到的工程技术有__________和__________。
(2)过程①所需的酶是____________,过程②PEG的作用是___________,经过②操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在,可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_____________。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分化形成_________。
(4)丙需进行克隆化培养和专一抗体检测,经多次筛选后可获得数量较多的能分泌所需抗体的细胞丁,细胞丁可在体外条件下大规模培养,也可以注射到小鼠____内进行体内培养,从而获得大量的单克隆抗体。该抗胃癌单克隆抗体与从动物血清中分离的抗体相比,最主要的优点是_________________。
(1)在免疫系统组成中,IL-4属于______物质。研究人员从外周血中提取到IL-4蛋白分子的mRNA,将其反转录成______,构建特定表达载体,利用工程菌获得用于临床及研究需要的高纯度的IL-4蛋白。
(2)图中所示的a培养瓶中培养的是______细胞,其与M细胞融合产生双核或多核细胞,再经_____,进一步形成两个新的单核杂交细胞。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaⅠ酶切割,原因是_____________________________________________。图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用_____________酶对外源DNA、质粒进行切割。
(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的___________作探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是____________________。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的_________;将杂种植株栽培在含有________的环境中,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
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6. 难度：中等
细胞的种类不同,特异性表达的蛋白质也不同,如效应T细胞可以产生干扰素,乳腺细胞可以分泌乳腺蛋白,膀胱壁细胞可分泌尿血小板溶素膜蛋白。其中效应T细胞产生的干扰素(IFN)具有抑制细胞分裂、调节免疫、抗病毒、抗肿瘤等多种作用。请回答下列问题。
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5. 难度：困难
利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株,已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力,再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如下图。
(3)目的基因在血液中表达的转基因动物叫做血液生物反应器。由于某些物质进入血液会影响动物的健康,因此血液生物反应器比较适合生产______(选填“胰岛素”“抗体”或“干扰素”中的一种或多种)。
(4)乳腺生物反应器的原理是外源基因与_______的启动子构建成基因表达载体,使干扰素基因在乳腺中表达,通过回收乳汁获得干扰素。
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4. 难度：中等
我国菊花主要有杭菊、亳菊、怀菊、贡菊等8种,是药食兼优的代表性植物。研究发现杭菊具有明显的抗炎作用,怀菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。结合所学知识回答下列问题。
(1)欲培育兼有明显抗炎、抗病毒疗效的菊花新品种,用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的,原因是__。
(2)基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性,在实施基因工程过程中,最关键的步骤是_____________。受体细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质,我们一般选取未开花的幼枝的芽尖,理由有______________、__________(写出两个)。若想确定杭菊的受体细胞中是否导入了怀菊的抗病毒基因,常用的检测方法是____________。
回答下列问题。
(1)幽门螺旋杆菌的感染与胃癌的发生密切相关,幽门螺旋杆菌从细胞结构上与人体细胞相比,最显著的特点是_______________。
(2)从免疫学的角度分析,图中实验小鼠注射的甲是____________,从小鼠的____(免疫器官)中可获得相应的B淋巴细胞。
(3)诱导细胞融合形成细胞乙的原理是_______。若只考虑细胞的两两联合,理论上乙有___种类型,符合要求的细胞特点是_________。
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3. 难度：中等
科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答下列问题。
(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用__________技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是____、酶、原料、模板,该技术必须用_______________________________酶;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有________。
(4)将目的基因导入受体细胞后,还需对转基因植物进行___________。
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2. 难度：困难
基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞”的构建过程如下:
第一步,从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞(ES),在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”;
第二步,构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入neoR(新霉素抵抗基因)等。由于同源臂与靶基因的DNA正好配对,所以能像“准星”一样,将表达载体准确地带到靶基因的位置;
(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______。
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一、综合题
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1. 难度：中等
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。
(3)b培养瓶所示过程中,要用特定的选择性培养基进行细胞筛选,得到的_________细胞能在体外培养增殖生长。经b获得的细胞,还需要进行_________。
(4)c培养瓶中培养的细胞是____________的杂交瘤细胞。制备IL-4单克隆抗体的过程中,细胞培养瓶通常置于特定培养箱中进行细胞培养,要求培养瓶松盖,主要目的是______。
(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是______,原因是_____________。
(3)上述资料中neoR基因的作用最可能是________________。为了鉴定目的基因是否成功表达,有时进行抗原—抗体杂交,目的蛋白相当于____。
(4)该项技术具有广阔的应用前景,请试举一例:_________________。
(1)通过分析干扰素的氨基酸序列,可人工合成编码干扰素的________序列,该序列_______(填“是”或“不是”)唯一的。利用PCR的方法对人工合成的干扰素基因扩增时,用______方法使DNA变性。
(2)若将干扰素基因导入癌细胞,在______的环境、一定的营养,适宜的温度和pH,气体环境等条件下培养癌细胞,可从培养液中源源不断地提取到干扰素。
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8. 难度：简单
近年来,由于食品安全、环境污染等问题的加重,胃癌的发病率不断增加。常见的切除、化疗、放疗等治疗手段对病人的身体副作用较大,而“生物导弹”(借助单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置)的定向治疗为胃癌患者带来了福音。下图是“生物导弹”——抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程。