全国通用2022高考生物二轮复习第七单元专题一基因工程与细胞工程专题整合

【创新设计】（全国通用）2022高考生物二轮复习第七单元专题一基因工程与细胞工程专题整合1．(2022·山东烟台一模)科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。下图一是转基因抗冻番茄培育过程的示意图，图二为质粒限制酶酶切图谱。鱼的抗冻蛋白基因不含图中限制酶识别序列，Ampr为抗氨苄青霉素基因，其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答：(1)为了在番茄中获得抗冻蛋白必须将抗冻蛋白基因连接在质粒中的________之后。图中③、④依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的________________过程。(2)在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割。该酶的特点________。(3)要利用培养基筛选出已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体Ⅰ中含有________作为标记基因。(4)研究人员通常采用________法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用________技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。答案　(1)启动子　脱分化、再分化(2)识别特定的DNA序列并在特定位点切割(3)抗氨苄青霉素基因(Ampr)(4)农杆菌转化(或基因枪法等)　抗原—抗体2．科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图，请回答相关问题：6\n(1)过程①获得重组胚胎之前需要通过________技术获得重组细胞，接受细胞核的去核卵母细胞应该处于________时期。(2)步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其________分离出ES细胞。步骤③中，需要构建含有干扰素基因的________，构建之前可以利用________技术对目的基因进行扩增。(3)将基因导入ES细胞常用的方法是________，体外诱导ES细胞向不同方向分化是利用了ES细胞的________。(4)为检测干扰素基因的表达情况，可采用________方法，若有杂交带出现，表明目的基因已成功表达。答案　(1)核移植　MⅡ　(2)内细胞团　(基因)表达载体　PCR　(3)显微注射法　全能性　(4)抗原—抗体杂交3．(2022·山东淄博模拟)农杆菌侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的TDNA插入到植物基因组中。图示为利用农杆菌培育转基因植物的基本流程，请据图作答：(1)剪除Ti质粒的某些片段、替换复制原点O与添加抗生素的抗性基因T的过程①中，需用________处理DNA以防止DNA片段的自身环化，需用________“缝合”双链DNA片段的平末端。(2)目的基因是指编码蛋白质的结构基因和一些________。由过程②形成的运载体中，目的基因的首端具有________识别和结合的部位。(3)过程③常用________处理使农杆菌成为感受态细胞。在过程⑤⑥前，常采用________技术检测农杆菌和愈伤组织细胞中是否有目的基因及转录产物。(4)过程④需对植物细胞做冲洗和________处理，然后用________去除细胞壁。答案　(1)多种限制酶　T4DNA连接酶　(2)具调控作用的因子　RNA聚合酶　(3)Ca2＋(CaCl2溶液)　核酸分子杂交(基因探针)　(4)消毒　纤维素酶(和果胶酶)4．(2022·江苏宿迁联考)由于人突变细胞中含胸苷激酶(TK)而缺乏HGPRT酶，小鼠正常细胞中含HGPRT酶而缺乏TK，两种细胞均不能在HAT培养基中生长，但可在普通培养基中生长。利用上述两类细胞融合获得杂种细胞，在杂种细胞传代过程中，鼠的染色体被保留下来，人的染色体随机丢失，以至最后只剩一条或几条人染色体(如下图，图中数字代表保留的人染色体编号)。科研人员运用这一方法确定了胸苷激酶基因所在的染色体。分析回答：6\n(1)人、鼠细胞融合的原理是________。与植物原生质体融合过程相比，过程A特有的诱导方法是________。(2)动物细胞培养过程中，培养液中添加一定量的抗生素的目的是________，培养箱中充入5%的CO2气体的主要作用是________。(3)过程B用HAT培养基进行培养，目的是__________________________________。(4)为了使人的全部染色体分别包含于各种不同的人鼠杂交细胞中，人鼠融合细胞应在________(填“HAT”或“普通”)培养基中传代培养。为检查杂种细胞中含有的人染色体数目和形态，最好选取________(时期)的杂种细胞进行观察。(5)若将某次实验获得的各种人鼠杂种细胞分别在HAT培养基中培养，一段时间后，发现在HAT培养基中只有A、B、C三种杂种细胞能够生长，检查杂种细胞中保留的人染色体情况如下表(表中“＋”表示有相应染色体，“－”表示无相应染色体)：杂种细胞保留的人染色体2号3号5号9号12号17号21号A＋＋＋＋－＋－B－＋－－＋＋－C＋－＋－＋＋＋根据表中信息，可推测人细胞中胸苷激酶基因位于______号染色体上。答案　(1)细胞膜具有一定的流动性　用灭活的病毒处理(2)防止杂菌污染　维持培养液适宜的pH　(3)筛选出人鼠融合细胞(杂种细胞)　(4)普通　有丝分裂中期(5)175．(2022·山东临沂三模)我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系，为基因操作找到了新的动物模型。下列为获得转基因动物模型及动物细胞培养的部分过程示意图。请据图回答：6\n(1)目前常用的获取目的基因的方法有________、利用PCR技术扩增和用化学方法人工合成。(2)在①过程中，科学家采用两种方法来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎，一是将受精后获得的合子的________去除；二是利用________技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中。(3)[④]________技术常用的诱导因素有________________。动物细胞工程中常通过此技术获得杂交瘤细胞，以制备特异性强的________。(4)若切取部分早期胚胎进行细胞培养，需要先剪碎切块，然后用________处理使细胞分散，制成B瓶中的细胞悬液。为保证无菌、无毒的环境，B、C、D瓶中的培养基需要添加一定量的________，还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是________。答案　(1)从基因文库中获取　(2)雌原核　细胞核移植(3)动物细胞融合　灭活的病毒、聚乙二醇、电激　单克隆抗体　(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　抗生素　维持培养液的pH6．(2022·山东青岛模拟)组织型纤溶酶原激活剂(tPA)在人体纤溶和凝血的平衡调节中发挥着关键性的作用，如图是利用奶牛乳汁生产组织型纤溶酶原激活剂(tPA)的图解，据图回答下列问题：(1)过程①在构建的基因表达载体中，应将tPA基因首端与________基因的启动子等调控组件结合，③过程常用的方法是________________。(2)要获得单个成纤维细胞，过程②需用__________处理奶牛胎儿皮肤组织块。在单个组织细胞的培养过程中，为了防止杂菌污染，通常还要在细胞培养液中添加一定量的________。(3)成功进入成纤维细胞的tPA基因，最终在转基因牛C中维持稳定和表达的过程称为________，④涉及到的生物技术为________，得到的转基因牛C称之为转基因克隆动物。6\n(4)从A到B过程中所用的胚胎工程技术是________。从个体水平上看，若________，则可确定转基因牛培育成功。答案　(1)乳腺蛋白　显微注射法　(2)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(只答一个也可)　抗生素　(3)转化　细胞核移植技术　(4)早期胚胎培养　转基因牛的乳汁中产生组织型纤溶酶原激活剂7．如图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程。请回答下列有关现代生物科学技术的问题。(1)图中涉及的现代生物科学技术主要是________(答出两点)等。(2)在进行过程Ⅰ之前，必须先利用________酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。过程Ⅰ中常使用的诱导剂是________。(3)图中A需要先经过脱分化形成________，再经过________过程才能形成具凤梨风味的绿草莓植株。(4)研究人员根据已知的胰岛素基因序列，可以采用________方法获得胰岛素基因。过程Ⅱ中常借助________的运输将胰岛素基因导入绿色草莓细胞中。检测胰岛素基因是否在绿色草莓细胞中翻译成胰岛素时常采用的方法是________。解析　(1)图中涉及的现代生物科学技术主要是基因工程技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术等。(2)欲得到所需的原生质体，常用纤维素酶和果胶酶去除正常植物细胞的细胞壁。诱导原生质体融合时常使用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。(3)诱导融合成功后获得的杂种细胞，经脱分化培养成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。(4)若已知目的基因的序列，则可以使用化学方法人工合成目的基因。基因工程中常借助载体将目的基因导入受体细胞中。检测目的基因是否在受体细胞中翻译成蛋白质时常采用的方法是抗原—抗体杂交技术。答案　(1)基因工程技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术　(2)纤维素酶和果胶　聚乙二醇(PEG)(3)愈伤组织　再分化　(4)化学合成　(基因表达)载体　抗原—抗体杂交技术8．1981年，科学家首次对哺乳动物小鼠成功进行了核移植实验，实验流程如下：6\n(1)核移植小鼠染色体组型与________鼠相同(填“灰”或“黑”)。(2)利用________技术将重组胚胎移入白鼠子宫内让其继续发育，暂不移入的胚胎可将其置于________条件下保存。(3)1997年，英国科学家培育克隆羊“多利”的实验方法与本题所涉及实验方法基本相似，所不同的是克隆羊移植的细胞核不是来自具有发育潜能多样性的囊胚期的______细胞，而是来自成熟母羊的________细胞，克隆羊“多利”的成功证实了_____________________。(4)利用核移植技术产生的动物可以用于________、________等方面的研究。解析　(1)根据细胞核来源不同，可将核移植技术分为胚胎细胞核移植技术、干细胞核移植技术、体细胞核移植技术等。题中的克隆小鼠属于胚胎细胞核移植，因为灰鼠提供了细胞核，所以核移植小鼠的染色体组型与灰鼠相同。(2)利用胚胎移植技术将重组胚胎移入白鼠子宫内让其继续发育，暂不移入的胚胎可将其置于冷冻、低温、液氮等条件下保存。(3)克隆羊“多利”的产生利用的是体细胞核移植，说明动物细胞核仍保持有该物种遗传特性所需要的全套遗传物质，故高度分化的体细胞的细胞核具有全能性。(4)核移植技术主要应用在利用转基因克隆动物进行生物药物生产、培育优良种畜且扩大良种种群、拯救濒危动物、治疗性克隆、研究生物学基本问题等方面。答案　(1)灰　(2)胚胎移植　冷冻(低温、液氮)　(3)内细胞团　体(乳腺)　高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性(或动物细胞的细胞核内含有保持该物种遗传特性所需要的全套遗传物质)　(4)药物生产(答案合理即可)　优良种畜的培育与扩大(治疗性克隆、拯救濒危动物)(答案合理，不与前一空答案重复即可)6