2019-2020年高考生物二轮复习 第一部分 专题八 现代生物科技专题 命题源17 基因工程与细胞工程.doc

2019-2020年高考生物二轮复习 第一部分 专题八 现代生物科技专题 命题源17 基因工程与细胞工程1(xx江苏两市一模)为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用_法从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因，所含三种限制酶(Cla、Sac、Xba)的切点如图一所示。则用_和_酶处理两个基因后，可得到_端与_端(填图中字母)相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图二所示Ti质粒的TDNA中，构建_并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含_的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是_，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过_技术，可培育成转基因油菜植株。(4)用_法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。解析：(1)由题中“已知序列设计引物”可想到PCR扩增DNA的做法。由图示中酶D基因和转运肽基因都有Cla酶切位点，想到用Cla酶酶切后，酶D基因的A端和转运肽基因的D端可用DNA连接酶将其连成融合基因。(2)将融合基因插入Ti质粒可形成重组质粒或者基因表达载体。由Ti质粒上具有四环素抗性基因，所以想到在培养基上添加四环素以实现目的基因的筛选和鉴定。(3)油菜的叶片放入侵染液中一段时间后能筛选获得转基因油菜，说明侵染液中有农杆菌，用农杆菌转化法将融合基因导入油菜细胞中。转基因油菜细胞培育为转基因油菜植株，用植物组织培养技术。(4)检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达，即检查转基因油菜中是否合成了融合基因相应蛋白，所以用抗原抗体杂交技术。答案：(1)PCRClaDNA连接AD(2)基因表达载体(或“重组质粒”) 四环素(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞植物组织培养(4)抗原抗体杂交2(xx宁夏银川三模)转基因抗虫棉是人们应用较早的基因重组技术推广项目，目前转基因技术有了新的改进，如下图所示，请根据所学知识回答：(1)图中转基因过程通常选择的限制酶是_，启动子的作用是与_识别和结合，从而驱动基因的转录过程。目的基因与载体结合主要依靠二者含有共同的_。(2)需要进行离体组织培养的过程是_(用标号)。由棉株1获得单倍体苗的途径为：花粉通过诱导首先形成_进而再分化为试管苗。一般试管苗的形成，先诱导生成_(“丛芽”或“根”)，说明原因_。(3)棉株1、2、3中各随机取出一个叶肉细胞，其细胞核中含有的目的基因个数分别为_。解析：(1)分析图示可知，目的基因的两侧以及质粒上都有EcoR和BamH限制酶的识别位点，所以图中转基因过程通常选择的限制酶是EcoR和BamH。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，所以启动子的作用是与RNA聚合酶识别和结合，从而驱动基因的转录过程。目的基因与载体结合主要依靠二者含有共同的黏性末端。(2)由棉株1获得单倍体苗的过程为花药离体培养，需要用到植物组织培养技术，由受体细胞培养成棉株2的过程也需用到植物组织培养技术，所以需要进行离体组织培养的过程是和。棉株1的花粉通过诱导首先形成愈伤组织进而再分化为试管苗。试管苗的形成，一般先诱导其生成丛芽，有利于进行光合作用合成有机物，进而利于生长。(3)图示显示目的基因导入的受体细胞来源于单倍体幼苗，由受体细胞通过过程培养成的棉株2为单倍体，由棉株2通过过程培养成棉株3，需要人工诱导染色体加倍，目的基因也随之加倍，所以，棉株1、2、3中各随机取出一个叶肉细胞，其细胞核中含有的目的基因个数分别为0、1、2。答案：(1)EcoR 和BamH RNA聚合酶黏性末端(2)和愈伤组织丛芽进行光合作用合成有机物，利于生长(3)0、1、23(xx山东文登二模)下面是科学家利用现代生物技术研制用于癌症治疗的鼠人嵌合抗体的流程图。请回答：(1)利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期_，设计_，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其_。在Ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用_切割核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)图中嵌合载体启动子位于基因的首端，它是_识别和结合的部位，终止子是_的终点；嵌合载体中还应含有_，以便重组DNA的鉴定和筛选。(3)图中的“抗体分泌细胞”名称是_，检测目的基因在淋巴细胞中是否得到表达可采用_技术。(4)在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行筛选，第二次筛选的目的是_。解析：(1)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列(DNA)。所以，利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期嵌合抗体的功能，设计嵌合抗体的结构，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其表达。在基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用同种限制酶切割核苷酸之间的磷酸二酯键，以产生相同的黏性末端。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，终止子是转录终止的信号；基因表达载体由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成，其中标记基因用于重组DNA的鉴定和筛选。(3)图中的“抗体分泌细胞”的名称是浆细胞；检测目的基因在受体细胞中是否表达，常采用抗原抗体杂交技术。(4)制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。答案：(1)嵌合抗体的功能嵌合抗体的结构表达同种限制酶 (2)RNA聚合酶转录标记基因(3)浆细胞抗原抗体杂交(4)获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞4(xx吉林三模)目前栽培的主要香蕉品种是三倍体或多倍体，不结种子，因此无性繁殖成了主要种植方式。长期以来，香蕉生产遭受病害的严重威胁，制约了其发展，为提高其产量，某生物小组利用转基因技术培育抗病香蕉。培育过程如图所示：(1)获得抗病基因后，常利用_技术进行扩增，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_。该技术需要的酶是_。(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法有多种，图中所示方法为_。欲检测转基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因，可采用_技术。(3)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_，作为标记基因。(4)香蕉的抗病性状主要存在野生的二倍体香蕉品种中，但绝大多数香蕉抗病性状的分子背景尚不清楚。小组同学认为还可以利用_技术将三倍体香蕉体细胞与二倍体香蕉体细胞进行融合培育抗病香蕉，该技术常用的化学诱导剂是_。解析：(1)抗病基因为基因工程中的目的基因，可用PCR技术进行扩增；PCR技术的前提是要有一段已知的目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，该技术需要TaqDNA聚合酶(热稳定DNA聚合酶)。(2)图示中将目的基因导入植物细胞的方法为农杆菌转化法。检测转基因香蕉的DNA上是否插入了目的基因，可采用DNA分子杂交技术。(3)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该物质培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有卡那霉素抗性基因，作为标记基因。(4)将三倍体香蕉体细胞与二倍体香蕉体细胞进行融合培育抗病香蕉，可采用植物体细胞杂交技术，该技术常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG)。答案：(1)PCR引物TaqDNA聚合酶(2)农杆菌转化法DNA分子杂交(3)抗卡那霉素基因(或答卡那霉素抗性基因)(4)植物体细胞杂交聚乙二醇(PEG)5(xx黑龙江哈尔滨期末)细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂_诱导融合，共可产生_种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合)，这些融合细胞经过脱分化形成_，再经培养可以得到_种不同于亲本表现型的玉米新品种。若想培育出基因型为yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培养，再经过_处理并筛选获得，这种方法叫做_。(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞，请据图回答：在“番茄马铃薯”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的_技术，植物体细胞融合完成的标志是_。a、b细胞融合之前，要用到的酶是_，酶处理后得到_。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞，请据图回答：为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的d细胞，d细胞的特点是_。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_等特点。解析：(1)诱导细胞融合的常用化学试剂是聚乙二醇(PEG)。由于a、b两个玉米品种基因型分别为yyRr和YYrr，所以它们产生的花粉的基因型分别有yR、yr、Yr，仅考虑两两融合，可产生6种基因型的融合细胞，即yyRR、yyrr、YYrr、yyRr、YyRr、Yyrr。融合细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经培养可以得到2种不同于亲本表现型的玉米新品种。若想培育出基因型为yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培养，再经过秋水仙素处理即染色体加倍，并筛选获得，这种方法叫做单倍体育种。(2)在“番茄马铃薯”的培育过程中，运用了植物体细胞杂交技术，植物体细胞融合完成的标志是再生出细胞壁。a、b细胞融合之前，需要去除细胞壁，所以要用的酶是纤维素酶和果胶酶，得到原生质体。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞，融合得到图中的d细胞，其特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有特异性强、灵敏度高、并可大量制备等特点。答案：(1)聚乙二醇(PEG)6愈伤组织2染色体加倍(秋水仙素处理)单倍体育种(2)植物体细胞杂交再生出细胞壁纤维素酶和果胶酶原生质体(3)既能无限增殖，又能产生特异性抗体特异性强、灵敏度高、并可大量制备6(原创题)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_(至少答出三项)。(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。解析：图中过程a是用胰蛋白酶处理，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，又能迅速大量增殖的细胞群；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)。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(答对任意三项均可)(4)既能产生特异性抗体，又能迅速大量增殖(5)工程菌(细菌、酵母菌等)7(xx河北唐山三模)下图是利用单克隆抗体技术制备三聚氰胺特异性抗体的过程，请据图回答：(1)单克隆抗体的制备过程中要用到_和_技术。(2)由于三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，因此在制备抗体前必须对其进行过程，下列物质中不适合作“扩容”抗原分子的是()A蛋白质B多糖C磷脂 D核苷酸(3)过程会使小鼠产生能分泌相应_的B淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。(4)单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是_。(5)过程动物细胞特有的促融方法是用_，过程用特定的选择性培养基筛选，会使_的细胞死亡；选出的杂交瘤细胞还需进行_，才能获得产三聚氰胺抗体的杂交瘤细胞株。(6)制备的三聚氰胺单克隆抗体可用于检测乳制品中存在的微量三聚氰胺，说明三聚氰胺单克隆抗体具有_等特点。解析：(1)分析图示可知，单克隆抗体的制备过程中要用到动物细胞培养技术和动物细胞融合技术。(2)抗原具有大分子性，要想使三聚氰胺“扩容”为抗原分子，所选物质的分子量必须足够大，蛋白质和多糖是大分子物质，适合作“扩容”抗原分子；磷脂分子量较大，也能满足“扩容”要求；核苷酸为有机小分子物质，分子量非常小，不适合作“扩容”抗原分子。(3)过程是将抗原分子注射到小鼠体内，会使小鼠产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的体液免疫。(4)单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是：每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，因此大量培养杂交瘤细胞可以得到单克隆抗体。(5)过程是诱导免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，动物细胞特有的促融方法是用灭活的病毒。过程用特定的选择性培养基筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡。选出的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，才能获得产生三聚氰胺抗体的杂交瘤细胞株。(6)单克隆抗体具有灵敏度高、特异性强的优点。答案：(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)D(3)抗体体液(4)每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体(5)灭活的病毒未融合的亲本细胞和融合的具有同种核克隆化培养和抗体检测(6)灵敏度高(或“灵敏度高、特异性强”)