2019-2020年高考生物大二轮复习 第一编 专题整合突破 专题9 现代生物科技 第1讲 基因工程和细胞工程.doc

2019-2020年高考生物大二轮复习 第一编 专题整合突破 专题9 现代生物科技 第1讲 基因工程和细胞工程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TDNA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TDNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移TDNA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TDNA片段内，且要保证复制起始点、终止点和用于转移TDNA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()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，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。离体的植物组织、器官或细胞通过脱分化形成愈伤组织过程中不需要光照，由愈伤组织通过再分化得到胚状体，进而可发育成完整的植株；B正确。基因重组发生在减数分裂形成配子过程中，即过程中，C错误。由重组细胞(胚胎)得到个体需要进行胚胎移植；D正确。4.下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请据图回答相关问题：(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。(2)构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上具有_，它能把目的基因整合到受体细胞的_上。(3)E过程是利用_技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做_实验；若要检测具有抗虫基因的棉花是否产生了相应毒蛋白，在分子水平上可利用_方法进行检测。(4)在转基因绵羊培育过程中，可利用_法将目的基因导入该种生物的_中。.请回答下面有关胚胎工程的问题：(1)哺乳动物的精子发生是在_(场所)内完成的。该过程可以分为三个阶段：第一阶段位于曲细精管壁的精原细胞进行_分裂，产生大量精原细胞，经一系列变化后，进一步形成初级精母细胞；第二阶段减数分裂；第三阶段_。(2)在受精阶段，防止多精入卵的两道屏障是_和_。答案.(1)限制性核酸内切酶/限制酶原核磷酸二酯(2)TDNA/可转移的DNA染色体DNA(3)植物组织培养抗虫(或抗病)接种抗原抗体杂交(4)显微注射受精卵.(1)睾丸有丝精细胞变形形成精子/变形形成精子(2)透明带反应卵细胞膜反应解析.(1)获取目的基因需要用限制酶将其切下来，限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。限制酶断开的是磷酸二酯键。(2)Ti质粒上具有TDNA，它能把目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。(3)E过程：将棉花细胞培养成抗虫棉，用到植物组织培养技术。对抗虫棉的个体水平检测要做抗虫接种实验。若要检测毒蛋白的存在，可利用抗原抗体杂交。(4)将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射技术，需导入到动物的受精卵中。.(1)精子的发生在睾丸内，减数分裂产生的精细胞变形形成精子。(2)防止多精入卵的两道屏障是透明带反应，卵细胞膜反应。5资料显示：中国每年移植器官需求人数为150万。中国每年器官移植手术量超过1万例，器官供应比例不足百分之一。2014年12月3日，中国人体器官捐献与移植委员会负责人称，从2015年1月1日起，中国将停止使用死囚作为移植供体来源。此举受到人权组织的广泛欢迎，但令中国移植器官短缺问题更加严重。科研工作者把目光投向了治疗性克隆的研究。(1)取病人体细胞的细胞核，移入一个已经_的卵母细胞中，构成重组细胞。这个过程供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_。(2)重组细胞需要经过诱导分化，形成相应的组织、器官才可用于移植，这个过程采用的技术是_。培养液中通常要添加_等一些天然成分，而气体环境中CO2的主要作用是_。培养过程中，为了清除代谢产物，防止对细胞造成危害，应定期_。(3)用此方式得到的器官进行移植的优点是_。(4)中国政府不反对治疗性克隆，但禁止_。答案(1)去核10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型(2)动物细胞培养血清、血浆维持培养液的pH更换培养液(3)不发生免疫排斥(4)生殖性克隆解析(1)核移植时将人体细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中。由于10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，故供体细胞一般选10代以内的细胞。(2)重组细胞形成相应的组织、器官过程需用动物细胞培养。培养过程防止代谢产物对细胞造成危害应定期更换培养液。(3)用此方式获得的器官进行移植，其优点是不发生免疫排斥反应。(4)中国政府禁止生殖性克隆。6回答下列有关基因工程的问题。(1)用限制酶Hind 、Bam H 同时切割目的基因，可得到_个DNA片段。(2)用限制酶Hind 和Bam H 切割Ti质粒，可得到_个DNA片段。(3)过程需要用到_酶。(4)切割目的基因和质粒的酶与过程的酶作用的化学键都是_。(5)如果把目的基因直接注入植株细胞，一般会被植株细胞中的_。(6)构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上具有_，它能把目的基因整合到受体细胞(植株细胞)的_上。(7)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用_法和花粉管通道法。答案(1)4 (2)2(3)DNA连接(4)磷酸二酯键(5)核酸酶分解(6)TDNA(可移动的DNA)染色体DNA(7)基因枪解析(1)由图知用Hind 、Bam H 同时切割目的基因可得到4个DNA片段。用Hind 和Bam H切割Ti质粒可得到2个DNA片段。(3)过程连接两个DNA片段用DNA连接酶。(4)限制酶和DNA连接酶作用的都是磷酸二酯键。(5)若将目的基因直接注入植物细胞，一般会被植物细胞中的核酸酶分解。(7)将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。7如图为基因工程的过程图，请据图分析回答下列问题：(1)图中是_，酶A是_，酶B是_，除了质粒常用作运载体外，常用的还有_。(2)如果要培养抗虫棉，可以采用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞，选用的质粒为_质粒，上面含有_序列，能够帮助把目的基因整合到宿主细胞的染色体上。获得的(细胞)需要通过_技术培养成植株。如果要培养转基因动物，通常为_，常用的将目的基因导入的方法是_，如果要利用细菌生产人的胰岛素，常用_处理细菌，使其处于感受态。答案(1)目的基因限制酶DNA连接酶动植物病毒和噬菌体的衍生物(2)TiTDNA植物组织培养受精卵显微注射法钙离子解析本题主要考查基因工程的相关知识，意在考查考生的识记能力和对比分析能力。(1)图中是目的基因，酶A是限制酶，酶B是DNA连接酶，运载体除了质粒外常用的还有动植物病毒和噬菌体的衍生物，是受体细胞。(2)如果要培养抗虫棉，可以采用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞，选用的质粒为Ti质粒，上面含有TDNA序列，能够帮助把目的基因整合到宿主细胞的染色体上。获得的(细胞)需要通过植物组织培养技术培养成植株。如果要培养转基因动物，通常是受精卵，常用的将目的基因导入的方法是显微注射法，如果要利用细菌生产人的胰岛素，常用钙离子处理使细菌处于感受态。8微载体是由天然葡聚糖等组成的颗粒，其直径很小，常用于贴壁生长的细胞培养。微载体大规模细胞培养技术已广泛应用于科研生产，其流程图如下。(1)微载体加入培养罐中后，通过搅动使其保持悬浮状态，这样不仅能让细胞与培养液充分接触，而且便于细胞的_，所以选用的微载体颗粒直径应尽可能小。(2)图中过程a的处理是_。(3)培养罐培养所需的条件是_。(4)在产生单克隆抗体过程中，杂交瘤细胞在加入培养罐前，需进行筛选，其目的是筛选出_的细胞群。(5)工程菌和动物细胞均能用于生产乙肝疫苗，它们的根本区别在于导入的受体不同，前者是导入能高效快速表达的_，而后者是导入仓鼠卵巢细胞。答案(1)附着(固着)(2)用胰蛋白酶分解成单个细胞(3)充足的营养、适宜的温度、适宜的pH和气体环境、无菌无毒(答对任意三项即可)(4)既能产生特异性抗体，又能迅速大量繁殖(5)工程菌(细菌、酵母菌等)解析本题主要考查动物细胞培养原理的应用，意在考查考生的理解能力。图中过程a是用胰蛋白酶或(胶原蛋白酶)处理，将组织块分解成单个细胞；培养罐培养所需条件，也就是细胞培养的条件，应从营养成分、温度、pH、氧气等方面回答；杂交瘤细胞在加入培养罐前需要进行筛选，其目的是获得既能产生特异性抗体、又能迅速大量繁殖的细胞群；转基因工程中，导入的“能高效快速表达”的受体细胞，一般是工程菌(或细菌、酵母菌等)。9在单克隆抗体制备过程中，筛选出杂交瘤细胞是关键步骤之一。已知细胞合成DNA有D途径和S途径两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人B淋巴细胞中有这两种合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在培养皿中混合，加促融剂促进细胞融合，获得杂种细胞并产生单克隆抗体。请回答下列问题：骨髓瘤细胞(1)淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞膜也能“融合”在一起，这说明细胞膜具有_。此过程，常用的与诱导植物细胞融合相同的诱导剂是_，除了杂种细胞外，还有_种两两融合的细胞。(2)上图中过程为动物细胞培养过程，培养液中还需通入气体物质，其中通入CO2的目的是_。为了从培养液中分离出杂种细胞，在过程需向培养液中加入_，理由是在该培养液中，只有杂交瘤细胞可以利用_途径合成DNA而实现分裂增殖。过程表示筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，因为杂交瘤细胞_(填“只有一种”或“不只一种”)，且杂交瘤细胞不一定能产生_。(3)杂交瘤细胞繁殖时进行的是_分裂。(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为“生物导弹”，这利用的是_。答案(1)一定的流动性聚乙二醇2(2)维持培养液的pH氨基嘌呤淋巴细胞中的S不只一种(特异性)抗体(3)有丝(4)抗原与抗体之间的结合具有高度特异性解析本题考查单克隆抗体的制备及对单克隆抗体的特点的掌握，意在考查考生的理解与分析能力。(1)动物细胞融合利用的是细胞膜具有一定的流动性，促融时常用的是聚乙二醇或灭活的病毒，但动植物都常用的是聚乙二醇。融合的细胞除杂交瘤细胞外，还有自身融合的细胞，如骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞。(2)细胞类型合成DNA途径能阻断的途径细胞能增殖的类型B淋巴细胞D、SD本身不能增殖骨髓瘤细胞DD阻断后不能增殖杂交瘤细胞D、SD通过S途径合成DNA，增殖B淋巴细胞B淋巴细胞D、SD本身不能增殖骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞DD阻断后不能增殖由于抗原有多种抗原决定簇，因此经一种抗原刺激，能产生多种B淋巴细胞(浆细胞)，每种浆细胞只能产生一种特定的抗体。杂交瘤细胞由于是经不同的细胞融合形成的，原先能表达的基因在杂交瘤细胞中不一定能表达，且杂交瘤细胞有多种，每一种只能产生一种特定的抗体，所以要进行鉴定并筛选。(3)杂交瘤细胞通过有丝分裂增殖。(4)“生物导弹”是利用抗体与抗原能特异性结合而设计的。10Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因，因其表达产物Bt毒蛋白具有杀虫效果好、安全、高效等优点而成为应用最为广泛的基因。下图是转基因玉米的转化过程图，其中Hind 、BamH 和Bst为限制性核酸内切酶。请分析回答：(1)图中处宜采用的限制性核酸内切酶有_、_；处还需要_酶。(2)过程被称为_。(3)检测该转基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用_实验来进行个体生物学水平的鉴定。(4)生态环境中稳定下来的转基因作物，可能会在生态系统中通过食物链产生累积和富集效应，引起一定的转基因污染，因此转基因作物的种植推广，还要从自然经济社会效益方面考虑，这遵循的生态工程建设的原理是_、_。答案(1)Hind BamH(两处答案顺序可颠倒)DNA连接(2)转化(目的基因导入并表达)(3)抗虫的接种(4)协调与平衡原理整体性原理解析本题以热点材料转基因生物为背景，主要考查基因工程的操作流程、基因工程所用的工具、获取目的基因的方法、基因表达载体的构建、目的基因是否翻译成蛋白质及生态工程的知识，意在考查考生对相关知识的理解能力和综合运用能力。(1)通过与切割质粒的限制性内切酶的比较可知，处宜采用的限制性内切酶为Hind 和BamH；处是基因表达载体的构建，需要DNA连接酶。(2)过程是将目的基因导入受体细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，该过程被称为转化。(3)检测该转基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用的个体生物学水平的鉴定方法是抗虫的接种实验。(4)推广的转基因作物，可能适应环境能力更强，会破坏生态系统的平衡，因此要推广种植转基因作物，需从生态工程建设角度考虑，遵循协调与平衡原理和整体性原理。