【2019最新】高三生物二轮复习 第一部分 知识落实篇 专题九 现代生物科技 第1讲 基因工程和细胞工程配套作

【2019最新】高三生物二轮复习第一部分知识落实篇专题九现代生物科技第1讲基因工程和细胞工程配套作业

1．(2015·天津河西一摸节选)萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：

(1)在此转基因工程中，目的的基因是________，具体操作过程中下图所示的粘性末端是由________种限制性核酸内切酶作用产生的。

(2)将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助，则作为载体必须具备能够在细胞内复制并稳定保存，以及__________________

_______________________________________________________

(至少答出两点)等条件。

(3)在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内________的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是

____________________________________

______________________________________________________。

(4)目的基因在受体细胞是否能转录出 mRNA，可用______________技术来检测；目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过____________特异性反应来判断。

解析：(1)在此转基因工程中，目的基因是荧光素酶基因；图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酶作用产生的，其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的，另外两个是由另一种限制酶切割产生的。(2)作为基因工程的载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因(如抗性基因)，以便于重组细胞的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。(3)基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA 分子的状态。(4)检测转基因生物的DNA上否插入目的基因，常用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术。

答案：(1)荧光素酶基因 2

(2)具有特定的限制酶切割位点、具有某些标记基因

(3)维持稳定和表达使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态(或使大肠杆菌处于感受态细胞状态)

(4)分子杂交抗原—抗体

2．(2015·河南周口一模)下图为转基因的培育过程。请回答：

(1)在对胎猪细胞进行培养时，需要在细胞培养液中添加一定量的________，以防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止__________对细胞自身造成危害。

(2)构建基因表达载体的目的是________。基因表达载体的组成必须要有目的基因、________、终止子和________等。

(3)可用________处理母猪以获取更多的卵(母)细胞。

(4)重构胚发育到__________阶段才能进行胚胎移植，被移植的胚胎之所以能够在受体母猪的子宫内存活，是因为受体母猪对移入子宫的外来胚胎基本不发生

___________________________________。

解析：(1)细菌对抗生素敏感，动物细胞培养时，需要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)基因工程中构建基因表达载体的目的是基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的组成必须要有目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)为获得更多的卵(母)细胞，可用促性腺激素处理供体母畜，使其超数排卵。(4)重构胚发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，被移植的胚胎之所以能够在受体母畜的子宫内存活，是因为受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥。

答案：(1)抗生素细胞代谢产物积累(2)使目的基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用启动子标记基因

(3)促性腺激素(4)桑椹胚或囊胚免疫排斥反应

3．(2015·宁夏银川二中一模)人们预防与诊疗传染性疾病经常使用疫苗和抗体，已知禽流感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，相应疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

(1)过程②代表基因工程操作步骤中的__________；基因工程的核心步骤是________(填序号)，该过程所需的工具酶有________。

(2)通过过程⑦获得的X称为__________。

(3)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________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________

比较，或用图中的________进行特异性结合检测。

解析：(1)分析图解，①过程表示逆转录；②过程表示目的基因的获取；③过程表示构建基因表达载体(基因工程的核心步骤)；④过程表示向受体细胞导入目的基因；基因工程中所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(2)⑤过程表示A蛋白(抗原)刺激B细胞；⑥过程表示B细胞增殖分化为浆细胞；⑦过程表示动物细胞的融合，获得所需的杂交瘤细胞；⑧过程表示培养、提取单克隆抗体。(3)可用作疫苗的是能使机体产生特异性免疫的抗原物质，由图可知应选A蛋白。确认该种病毒可将其与已知病毒进行核酸序列的比较；也可用抗原—抗体杂交法，即用制备的单克隆抗体与抗原发生特异性结合检测。

答案：(1)目的基因的获取③限制酶和DNA连接酶

(2)杂交瘤细胞

(3)A蛋白核酸序列(或RNA序列等合理答案给分) 抗A蛋白单克隆抗体

4．(2015·吉林长春二模)为培育出含β­胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题。

(1)甲方案中，β­胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是

___________________________________________。

若研究人员已知β­胡萝卜素基因序列，可采用________方法获得β­胡萝卜素基因。

②过程中可用________技术检测水稻体细胞DNA上否插入了β­胡萝卜素基因。

(2)乙方案中，在体细胞杂交前需要用__________酶除去细胞壁获得原生质体，诱导体细胞融合的化学试剂常用______。通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过________两个过程，依据的原理是__________________________________________________________。

(3)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是________________。

解析：(1)玉米的基因能在水稻体内表达的原因是所有生物共用一套遗传密码。若已知基因序列，可采用人工合成的方法获得目的基因。检测目的基因是否插入水稻体细胞中可用DNA分子杂交技术。(2)在植物体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体，诱导体细胞融合的化学试剂常用聚乙二醇。乙方案中通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要进过脱分化和再分化两个过程，依据的原理是植物细胞的全能性，在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加植物激素。(3)与传统育种方法相比，两套方案共同的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。

答案：(1)所有生物共用一套遗传密码(密码子) 人工合成DNA分子杂交

(2)纤维素酶和果胶聚乙二醇脱分化和再分化(植物)细胞的全能性(植物)激素(生长素和细胞分裂素)

(3)克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)

5．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：