高考專題訓(xùn)練(十五)基因工程和細胞工程1(2012·浙江六校聯(lián)考)下面是四種不同質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復(fù)制必需的序列，amp為氨芐青霉素抗性基因，tet為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示一種限制性核酸內(nèi)切酶和酶切位點。若要得到一個能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組DNA的細胞，應(yīng)選用的質(zhì)粒是()解析A項破壞了復(fù)制必需的序列，不能復(fù)制；B項氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因都完好，在四環(huán)素培養(yǎng)基上和氨芐青霉素培養(yǎng)基上都能生長；C項氨芐青霉素抗性基因被破壞，四環(huán)素抗性基因完好，能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長；D項氨芐青霉素抗性基因完好，四環(huán)素抗性基因被破壞。答案C2(2012·浙江寧波八校聯(lián)考)以下關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)的說法，錯誤的是()A在基因工程技術(shù)中，需要用CaCl2處理的環(huán)節(jié)是將目的基因?qū)爰毦鶥我國政府對待克隆人技術(shù)的態(tài)度是禁止克隆人，因為克隆人嚴重違反生物倫理C原生質(zhì)體制備過程中用0.50.6 mol·L1的甘露醇溶液是為了保護果膠酶和纖維素酶D在基因工程中，解旋酶作用的是氫鍵，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用的都是磷酸二酯鍵解析原生質(zhì)體制備過程中用0.50.6 mol·L1的甘露醇溶液是為了維持細胞的滲透壓。答案C3(2012·天津?qū)氎婺M)下列有關(guān)基因工程的敘述，錯誤的是()A從基因組文庫中獲取的某種生物的部分基因，可以實現(xiàn)物種間的基因交流B從cDNA文庫中獲取的目的基因，既無啟動子，又無內(nèi)含子C用人的胰高血糖素基因制成的DNA探針，檢測人胰島B細胞中的mRNA，可形成雜交分子D基因表達載體中的標記基因，不能含有限制酶的切割位點解析人的胰高血糖素基因在胰島A細胞中能轉(zhuǎn)錄出信使RNA，在胰島B細胞中不轉(zhuǎn)錄。答案C4(2012·北京東城示范校聯(lián)考)降鈣素是一種多肽類激素，臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥等。人的降鈣素活性很低，半衰期較短。某科學(xué)機構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長的新型降鈣素，從預(yù)期新型降鈣素的功能出發(fā)，推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過18個堿基對形成部分雙鏈DNA，過程如下圖：獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoR(識別序列和切割位點ATTC)和BamH(識別序列和切割位點ATCC)雙酶切后插入大腸桿菌質(zhì)粒中。下列有關(guān)分析錯誤的是()AKlenow酶是一種DNA聚合酶B合成的雙鏈DNA有72個堿基對CEcoR和BamH雙酶切的目的是保證目的基因和運載體的定向連接D篩選重組質(zhì)粒需要大腸桿菌質(zhì)粒中含有標記基因解析合成的單鏈DNA有72個堿基，從題圖看出兩條單鏈并未左右兩端對齊配對，只通過18個堿基對形成部分雙鏈DNA片段，因此獲得的雙鏈DNA有堿基對727218126個堿基對。答案B5(2012·江蘇百校聯(lián)考)(多選)右圖表示細胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過程，下列相關(guān)分析中錯誤的是()A獲得該mRNA的最佳材料是受精卵B構(gòu)建基因表達載體最可能使用的載體是大腸桿菌C完成過程必不可少的酶分別是逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶D探針篩選的目的是淘汰被感染的細菌，獲得未被感染的細菌解析該受體基因在神經(jīng)細胞中表達，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細胞；構(gòu)建基因表達載體最可能使用的載體是質(zhì)粒；探針篩選的目的是檢測是否存在cDNA。答案ABD6(2012·杭州一模)下圖示植物組織培養(yǎng)過程。據(jù)圖分析下列敘述正確的是()A植株根尖細胞的全能性比植株根尖細胞的強B試管的培養(yǎng)基中含有植物生長調(diào)節(jié)劑，不含有有機物C試管中的細胞能進行減數(shù)分裂D調(diào)節(jié)培養(yǎng)中植物生長調(diào)節(jié)劑的比例可誘導(dǎo)產(chǎn)生不同的植物器官解析植株根尖細胞的全能性與植株根尖細胞相同；試管的培養(yǎng)基中含有植物生長調(diào)節(jié)劑和有機物等；試管中的細胞進行的分裂方式為有絲分裂；調(diào)節(jié)培養(yǎng)中植物生長調(diào)節(jié)劑的比例，可誘導(dǎo)產(chǎn)生根和芽。答案D7(2012·北京海淀期末)下列實例與所利用的技術(shù)或原理不相符合的是()A轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)B植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性C原生質(zhì)體融合和動物細胞融合都利用了細胞膜的選擇透過性D植物愈傷組織的形成和雜交瘤細胞的培養(yǎng)都與細胞分裂有關(guān)解析原生質(zhì)體融合和動物細胞融合都利用了細胞膜的流動性。答案C8(2012·江蘇)下列關(guān)于人類基因組計劃的敘述，合理的是()A該計劃的實施將有助于人類對自身疾病的診治和預(yù)防B該計劃是人類從細胞水平研究自身遺傳物質(zhì)的系統(tǒng)工程C該計劃的目的是測定人類一個染色體組中全部DNA序列D該計劃的實施不可能產(chǎn)生種族歧視、侵犯個人隱私等負面影響解析人類基因組計劃的主要目的是對人類的24條染色體上的DNA進行測序，該計劃的實施將有助于人類對自身疾病的診治和預(yù)防；該計劃屬于分子水平的研究；該計劃測定的染色體為24條，而一個染色體組中的染色體為23條；由于該計劃最終將會測定出不同種族、不同個體的DNA上的堿基序列，所以會導(dǎo)致種族歧視、侵犯個人隱私等問題的發(fā)生。答案A9(2011·天津)絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進一步提高對石油污水的凈化效果，將絮凝性細菌和石油降解菌融合，構(gòu)建目的菌株。其流程圖如下：據(jù)圖回答：(1)溶菌酶的作用是_。(2)PEG的作用是_。(3)經(jīng)處理后，在再生培養(yǎng)基上，未融合的A、B難以生長。圖中AB融合菌能生長和繁殖的原因是_。(4)目的菌株的篩選：篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有_的培養(yǎng)基上生長的AB融合菌，選擇效果最好的作為目的菌株。(5)為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，將目的菌株進行發(fā)酵培養(yǎng)，定時取發(fā)酵液，加入石油污水中；同時設(shè)置_為對照組。經(jīng)攪拌、靜置各3 min后，分別測定上層水樣的石油濃度和COD值(COD值越高表示有機物污染程度越高)，計算石油去除率和COD去除率，結(jié)果如下圖。(6)目的菌的種群生長曲線呈_型，在4044 h，發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好，其原因是_。解析(1)細菌有細胞壁，這將妨礙細菌的融合，所以用溶菌酶將其細胞壁進行分解，以實現(xiàn)兩者的融合。(2)PEG是促進細胞融合的促融劑，作用是促進細胞融合。(3)由圖示顯示A菌細胞質(zhì)失去活性，B菌DNA失去活性，所以融合后，在選擇培養(yǎng)基上單純的A、B菌都不能存活，而讓融合的AB菌進行生長并繁殖。(4)目的菌的選擇是要選擇能分泌具有絮凝活性的活性高分子化合物，又具有降解石油的能力的融合菌。(5)為探究目的菌株在不同時間的絮凝效果，則設(shè)置的對照組實驗應(yīng)是不加發(fā)酵液(沒有目的菌株)的石油污水。(6)圖示結(jié)果顯示：目的菌的種群生長曲線呈現(xiàn)S型。在4044 h，發(fā)酵液中目的菌數(shù)量達到最大，產(chǎn)生的有活性的高分子化合物的含量較高，所以凈化污水的效果最好。答案(1)分解細胞壁(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合(3)兩親本失活部位不同，融合后活性部位互補(4)石油(5)不加發(fā)酵液的石油污水(6)S此期間，目的菌及其產(chǎn)生的絮凝活性高分子化合物的含量高10(2012·天津)生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學(xué)研究。以下實例為體外處理“蛋白質(zhì)­DNA復(fù)合體”獲得DNA片段信息的過程圖。據(jù)圖回答：(1)過程酶作用的部位是_鍵，此過程只發(fā)生在非結(jié)合區(qū)DNA。過程酶作用的部分是_鍵。(2)、兩過程利用了酶的_特性。(3)若將得到的DNA片段用于構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要將過程的測序結(jié)果與_酶的識別序列進行比對，以確定選用何種酶。(4)如果復(fù)合體中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶，則其識別、結(jié)合的DNA序列區(qū)為基因的_。(5)以下研究利用了生物分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有_(多選)。A分離得到核糖體，用蛋白酶酶解后提取rRNAB用無水乙醇處理菠菜葉片，提取葉綠體基粒膜上的光合色素C通過分子雜交手段，用熒光物質(zhì)標記的目的基因進行染色體基因定位D將抑制成熟基因?qū)敕?，其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結(jié)合，終止后者翻譯，延遲果實成熟解析(1)DNA酶的作用是催化DNA的水解，故DNA水解的實質(zhì)是磷酸二酯鍵的斷裂，所以DNA酶作用部位是磷酸二酯鍵。蛋白酶具有催化蛋白質(zhì)水解的作用，蛋白質(zhì)水解的實質(zhì)是破壞肽鍵，所以蛋白酶作用的部位是肽鍵。(2)這兩個過程分別利用了不同酶催化，利用了酶的專一性。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，其中限制性核酸內(nèi)切酶需要根據(jù)要切割的序列進行選擇，因為一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位進行切割。(4)基因的上游非編碼區(qū)有一段特定的核苷酸序列，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，此段序列稱為基因的啟動子。(5)A項利用了蛋白酶只能與蛋白質(zhì)特異性結(jié)合，專一性的催化蛋白質(zhì)的水解。B項利用的是相似相溶的原理，有機溶劑既可以是無水乙醇，也可以是丙酮等其他有機溶劑。C項利用了DNA探針與目的基因特異性結(jié)合的特點。D項利用了堿基互補配對原則。所以，利用分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有A、C、D三項。答案(1)磷酸二酯肽(2)專一性(3)限制性核酸內(nèi)切(4)啟動子(或轉(zhuǎn)錄起始區(qū))(5)A、C、D11(2011·江蘇)請回答基因工程方面的有關(guān)問題：(1)利用PCR技術(shù)擴增目的基因，其原理與細胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為_。在第_輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。(2)設(shè)計引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計的兩組引物 (只標注了部分堿基序列)都不合理(如下圖)，請分別說明理由。第1組：_，第2組：_。(3)PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶，下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的功能，這是因為_。(4)用限制酶EcoRV，Mbo單獨或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長度如下圖(1 kb即1 000個堿基對)，請在答題卡的指定位置畫出質(zhì)粒上EcoRV、Mbo的切割位點。解析(1)第四輪循環(huán)，共得到16個DNA分子，其中只有1個DNA分子不含引物A，所以含引物A的DNA片段占。分析可看出從第三輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段，長度可為DNA總長度減去引物A，或者為DNA總長度減去引物B。(2)第1組引物和引物會發(fā)生堿基互補配對，第2組中引物自身折疊會發(fā)生堿基互補配對。(3)DNA聚合酶的作用是將單個的脫氧核苷酸連接到雙鏈DNA片段的引物鏈上。(4)由題圖可看出質(zhì)?？傞L度為14 kb，切割質(zhì)粒時EcoRV有1個切割位點，Mbo有2個切割位點，然后根據(jù)圖示數(shù)據(jù)畫出切割位點即可。答案(1)15/16三(2)引物和引物局部發(fā)生堿基互補配對而失效引物自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效(3)DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上(4)見下圖12(2012·東北三省四市統(tǒng)考)科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進行克隆(如下圖所示)，請結(jié)合圖示回答下列問題。(1)在進行細胞培養(yǎng)時，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細胞進行分離，形成單個細胞，這個過程中需要利用_酶處理。(2)形成重組細胞時應(yīng)選用_期的卵母細胞，并去掉其細胞核的原因是_。(3)如果重組細胞為貼附性細胞，則在進行原代培養(yǎng)時，會表現(xiàn)出_和_等特點。(4)圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復(fù)制，其原因主要有_、_。(5)上圖中所示的生物技術(shù)整體被稱為_。其包括的具體生物技術(shù)有_、_等。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明了動物_具有全能性。解析在進行細胞培養(yǎng)時，要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)對組織細胞進行分離，形成單個細胞。形成重組細胞時要用M中期的卵母細胞，去掉其細胞核，使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞，具有供體的遺傳性狀，少量的遺傳物質(zhì)來自卵細胞的細胞質(zhì)。原代培養(yǎng)時，會出現(xiàn)細胞貼壁和接觸抑制。克隆動物用到的技術(shù)有核移植(或體細胞核移植)、細胞培養(yǎng)、胚胎移植。答案(1)胰蛋白(或膠原蛋白)(2)M中(或減中)使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞(或“避免卵細胞中的遺傳物質(zhì)對后代造成干擾”)(3)貼壁生長(或細胞貼壁)接觸抑制(兩空順序可以顛倒)(4)生物的性狀受細胞核基因和細胞質(zhì)基因共同控制生物的性狀還受環(huán)境因素的影響(兩空順序可以顛倒)(5)核移植(或體細胞核移植)細胞培養(yǎng)胚胎移植體細胞的細胞核