2022版高考生物二轮复习专题突破练专题六生物工程与技术专题突破练15基因工程与细胞工程

专题突破练15　基因工程与细胞工程1.(2022四川乐山高三4月调研考试,38)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。图(a)图(b)图(c)根据基因工程的有关知识,回答下列问题。(1)经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被　　　　　　　　　酶切后的产物连接,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有　　　　　　　,不能表达的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 5\n(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有　　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是　　　　　　　　　。 答案:(1)Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙　甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,两者目的基因均不能转录(3)E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　T4DNA连接酶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。 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.烟草是有重要经济价值的双子叶植物,易受TMV(烟草花叶病毒)感染而大幅度减产。绞股蓝细胞中含有抗TMV基因,能抵抗TMV感染。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV烟草,操作流程如图所示。(1)①表示遗传信息流动中的　　　　　　过程,过程③所需要的工具酶是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)大量扩增目的基因可以使用PCR技术,该技术包括变性、退火、延伸三个步骤,变性这一步骤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 5\n(3)过程④最常用的方法是　　　　　　　　　　　　,过程⑤用到的细胞工程技术是　　　　　　　　　　　　。 (4)过程⑥还需要进行基因工程操作步骤中的　　　　　　　　　　　　　　　　　,在个体水平上检验获得的烟草能否抗TMV的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)逆转录　限制酶和DNA连接酶(2)使DNA解链为单链(DNA解旋)(3)农杆菌转化法　植物组织培养(4)目的基因的检测与鉴定　用TMV感染烟草,观察烟草是否被感染(患病)4.(2022河南第二次模拟仿真测试,38)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、EcoRⅠ、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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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.(2022宁夏银川一中一模,38)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　　　　　　　　　　　　5\n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。 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6.1971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。 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.(2022河北衡水中学上学期七调考试,38)科学家利用细胞融合技术研究细胞膜的结构特性,进行了下列实验。5\n(1)将鼠细胞和人细胞在　　　　　　培养箱中培养一段时间,用　　　　　　处理,获取实验用的单细胞悬液。 (2)将两种细胞在37℃下混合培养,在培养液中加入　　　　　　　　　　　　　　　诱导融合,形成融合细胞,一般两两融合的细胞有　　　　　　种。 (3)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。将连接了荧光染料的抗体与融合细胞在一定条件下培养,抗体与融合细胞的膜蛋白(抗原)特异性结合,其目的是标记膜蛋白,以便于显微镜观察。用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和　　　　　　　　　　,开始时,鼠的细胞为绿色,人的细胞为红色,两种颜色不混合;一段时间后,可观察到红绿荧光交替分布的“嵌合体”。统计　　　　　　　　　　　　,结果如下图所示。 (4)科学家据此提出两种假说解释嵌合体的形成。假说一:融合细胞合成了新的膜蛋白;假说二:原有膜蛋白在细胞膜平面上运动。①使用　　　　　　　　　　　　　抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞,均对嵌合体形成没有显著影响,这个结果否定了假说一。 ②在15℃、20℃和26℃的培养温度下重复上述实验,这些实验的结果为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,为假说二提供了证据支持。 答案:(1)CO2　胰蛋白酶(2)(灭活的)病毒(或PEG)　3(3)分布　嵌合体比例(4)①蛋白质合成②随着温度升高,嵌合体比例增加(或随着温度降低,嵌合体比例降低)5