2019-2020年高考生物大二輪復(fù)習(xí) 第一編 專題整合突破 專題9 現(xiàn)代生物科技 第1講 基因工程和細(xì)胞工程1農(nóng)桿菌中含有一個(gè)大型的Ti質(zhì)粒(如圖所示)，在侵染植物細(xì)胞的過程中，其中的TDNA片段轉(zhuǎn)入植物的基因組。若想用基因工程并通過農(nóng)桿菌向某種植物中導(dǎo)入抗旱基因，以下分析不合理的是()A若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi)，且要保證復(fù)制起始點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞B將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時(shí)，可以用Ca2處理細(xì)菌C轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否成功的最簡(jiǎn)單檢測(cè)方法是看該植物是否具有抗旱性狀D若能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱目的基因，則說明該基因工程項(xiàng)目獲得成功答案D解析若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應(yīng)該在TDNA片段內(nèi)，且要保證復(fù)制起始點(diǎn)、終止點(diǎn)和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞，否則不會(huì)成功；將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時(shí)，可以用Ca2處理細(xì)菌，便于完成轉(zhuǎn)化；轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否成功的最簡(jiǎn)單檢測(cè)方法是看該植物是否具有抗旱性狀；能夠在植物細(xì)胞中檢測(cè)到抗旱目的基因，并能成功表達(dá)出抗旱性狀，才說明基因工程項(xiàng)目獲得成功。2下圖表示利用基因工程生產(chǎn)胰島素的三種途徑，據(jù)圖判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A選取的質(zhì)粒要帶有標(biāo)記基因B受體細(xì)胞A一般選用受精卵，過程僅用到了胚胎移植技術(shù)C受體細(xì)胞B不選用卵細(xì)胞或受精卵，一般選用萵苣的體細(xì)胞D常用的方法是用鈣離子處理大腸桿菌，使其易于吸收重組質(zhì)粒M答案B解析為了將含有目的基因(胰島素基因)的細(xì)胞篩選出來，選取的質(zhì)粒要帶有標(biāo)記基因。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞后，還要在體外進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)，形成早期胚胎。因此過程還需動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。因?yàn)榕囵B(yǎng)卵細(xì)胞得到的是單倍體植物，受精卵位于植物的胚珠內(nèi)，不易獲取，因此將重組質(zhì)粒導(dǎo)入分裂能力較強(qiáng)的體細(xì)胞中。用鈣離子處理大腸桿菌，使大腸桿菌處于感受態(tài)，易于重組質(zhì)粒進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。3圖中甲、乙、丙表示生物個(gè)體或結(jié)構(gòu)，表示相應(yīng)過程，下列敘述與圖示不符的是 ()A若甲為二倍體植株，乙為花粉粒，丙為單倍體，則過程需要用秋水仙素處理B若甲為植物體一部分，乙為愈傷組織，丙為胚狀體，則過程通常在避光的條件下進(jìn)行C若甲為成熟哺乳動(dòng)物個(gè)體，乙為配子，丙為受精卵，則基因重組發(fā)生在過程中D若甲為成年母羊，乙為去核的卵母細(xì)胞，丙為重組細(xì)胞(胚胎)，則過程的核心技術(shù)是胚胎移植答案C解析二倍體的花粉離體培養(yǎng)得到單倍體，單倍體幼苗期用秋水仙素處理可獲得二倍體；A正確。離體的植物組織、器官或細(xì)胞通過脫分化形成愈傷組織過程中不需要光照，由愈傷組織通過再分化得到胚狀體，進(jìn)而可發(fā)育成完整的植株；B正確?；蛑亟M發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子過程中，即過程中，C錯(cuò)誤。由重組細(xì)胞(胚胎)得到個(gè)體需要進(jìn)行胚胎移植；D正確。4.下圖是利用基因工程方法培育抗蟲棉的過程。請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)從蘇云金芽孢桿菌的DNA上獲取抗蟲基因，需要用到的工具是_，此工具主要是從_生物中分離純化出來的，它能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的_鍵斷開。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因?yàn)門i質(zhì)粒上具有_，它能把目的基因整合到受體細(xì)胞的_上。(3)E過程是利用_技術(shù)完成的，要確定抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞后，是否賦予了棉花抗蟲特性，在個(gè)體水平上還需要做_實(shí)驗(yàn)；若要檢測(cè)具有抗蟲基因的棉花是否產(chǎn)生了相應(yīng)毒蛋白，在分子水平上可利用_方法進(jìn)行檢測(cè)。(4)在轉(zhuǎn)基因綿羊培育過程中，可利用_法將目的基因?qū)朐摲N生物的_中。.請(qǐng)回答下面有關(guān)胚胎工程的問題：(1)哺乳動(dòng)物的精子發(fā)生是在_(場(chǎng)所)內(nèi)完成的。該過程可以分為三個(gè)階段：第一階段位于曲細(xì)精管壁的精原細(xì)胞進(jìn)行_分裂，產(chǎn)生大量精原細(xì)胞，經(jīng)一系列變化后，進(jìn)一步形成初級(jí)精母細(xì)胞；第二階段減數(shù)分裂；第三階段_。(2)在受精階段，防止多精入卵的兩道屏障是_和_。答案.(1)限制性核酸內(nèi)切酶/限制酶原核磷酸二酯(2)TDNA/可轉(zhuǎn)移的DNA染色體DNA(3)植物組織培養(yǎng)抗蟲(或抗病)接種抗原抗體雜交(4)顯微注射受精卵.(1)睪丸有絲精細(xì)胞變形形成精子/變形形成精子(2)透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)解析.(1)獲取目的基因需要用限制酶將其切下來，限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的。限制酶斷開的是磷酸二酯鍵。(2)Ti質(zhì)粒上具有TDNA，它能把目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。(3)E過程：將棉花細(xì)胞培養(yǎng)成抗蟲棉，用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。對(duì)抗蟲棉的個(gè)體水平檢測(cè)要做抗蟲接種實(shí)驗(yàn)。若要檢測(cè)毒蛋白的存在，可利用抗原抗體雜交。(4)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射技術(shù)，需導(dǎo)入到動(dòng)物的受精卵中。.(1)精子的發(fā)生在睪丸內(nèi)，減數(shù)分裂產(chǎn)生的精細(xì)胞變形形成精子。(2)防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應(yīng)，卵細(xì)胞膜反應(yīng)。5資料顯示：中國(guó)每年移植器官需求人數(shù)為150萬。中國(guó)每年器官移植手術(shù)量超過1萬例，器官供應(yīng)比例不足百分之一。2014年12月3日，中國(guó)人體器官捐獻(xiàn)與移植委員會(huì)負(fù)責(zé)人稱，從2015年1月1日起，中國(guó)將停止使用死囚作為移植供體來源。此舉受到人權(quán)組織的廣泛歡迎，但令中國(guó)移植器官短缺問題更加嚴(yán)重?？蒲泄ぷ髡甙涯抗馔断蛄酥委熜钥寺〉难芯俊?1)取病人體細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)_的卵母細(xì)胞中，構(gòu)成重組細(xì)胞。這個(gè)過程供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_。(2)重組細(xì)胞需要經(jīng)過誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官才可用于移植，這個(gè)過程采用的技術(shù)是_。培養(yǎng)液中通常要添加_等一些天然成分，而氣體環(huán)境中CO2的主要作用是_。培養(yǎng)過程中，為了清除代謝產(chǎn)物，防止對(duì)細(xì)胞造成危害，應(yīng)定期_。(3)用此方式得到的器官進(jìn)行移植的優(yōu)點(diǎn)是_。(4)中國(guó)政府不反對(duì)治療性克隆，但禁止_。答案(1)去核10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)血清、血漿維持培養(yǎng)液的pH更換培養(yǎng)液(3)不發(fā)生免疫排斥(4)生殖性克隆解析(1)核移植時(shí)將人體細(xì)胞的細(xì)胞核，移入去核的卵母細(xì)胞中。由于10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型，故供體細(xì)胞一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞。(2)重組細(xì)胞形成相應(yīng)的組織、器官過程需用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。培養(yǎng)過程防止代謝產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞造成危害應(yīng)定期更換培養(yǎng)液。(3)用此方式獲得的器官進(jìn)行移植，其優(yōu)點(diǎn)是不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(4)中國(guó)政府禁止生殖性克隆。6回答下列有關(guān)基因工程的問題。(1)用限制酶Hind 、Bam H 同時(shí)切割目的基因，可得到_個(gè)DNA片段。(2)用限制酶Hind 和Bam H 切割Ti質(zhì)粒，可得到_個(gè)DNA片段。(3)過程需要用到_酶。(4)切割目的基因和質(zhì)粒的酶與過程的酶作用的化學(xué)鍵都是_。(5)如果把目的基因直接注入植株細(xì)胞，一般會(huì)被植株細(xì)胞中的_。(6)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因?yàn)門i質(zhì)粒上具有_，它能把目的基因整合到受體細(xì)胞(植株細(xì)胞)的_上。(7)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，除采用上圖中的方法外，還可采用_法和花粉管通道法。答案(1)4 (2)2(3)DNA連接(4)磷酸二酯鍵(5)核酸酶分解(6)TDNA(可移動(dòng)的DNA)染色體DNA(7)基因槍解析(1)由圖知用Hind 、Bam H 同時(shí)切割目的基因可得到4個(gè)DNA片段。用Hind 和Bam H切割Ti質(zhì)粒可得到2個(gè)DNA片段。(3)過程連接兩個(gè)DNA片段用DNA連接酶。(4)限制酶和DNA連接酶作用的都是磷酸二酯鍵。(5)若將目的基因直接注入植物細(xì)胞，一般會(huì)被植物細(xì)胞中的核酸酶分解。(7)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法。7如圖為基因工程的過程圖，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中是_，酶A是_，酶B是_，除了質(zhì)粒常用作運(yùn)載體外，常用的還有_。(2)如果要培養(yǎng)抗蟲棉，可以采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，選用的質(zhì)粒為_質(zhì)粒，上面含有_序列，能夠幫助把目的基因整合到宿主細(xì)胞的染色體上。獲得的(細(xì)胞)需要通過_技術(shù)培養(yǎng)成植株。如果要培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，通常為_，常用的將目的基因?qū)氲姆椒ㄊ莀，如果要利用細(xì)菌生產(chǎn)人的胰島素，常用_處理細(xì)菌，使其處于感受態(tài)。答案(1)目的基因限制酶DNA連接酶動(dòng)植物病毒和噬菌體的衍生物(2)TiTDNA植物組織培養(yǎng)受精卵顯微注射法鈣離子解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和對(duì)比分析能力。(1)圖中是目的基因，酶A是限制酶，酶B是DNA連接酶，運(yùn)載體除了質(zhì)粒外常用的還有動(dòng)植物病毒和噬菌體的衍生物，是受體細(xì)胞。(2)如果要培養(yǎng)抗蟲棉，可以采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，選用的質(zhì)粒為Ti質(zhì)粒，上面含有TDNA序列，能夠幫助把目的基因整合到宿主細(xì)胞的染色體上。獲得的(細(xì)胞)需要通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成植株。如果要培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，通常是受精卵，常用的將目的基因?qū)氲姆椒ㄊ秋@微注射法，如果要利用細(xì)菌生產(chǎn)人的胰島素，常用鈣離子處理使細(xì)菌處于感受態(tài)。8微載體是由天然葡聚糖等組成的顆粒，其直徑很小，常用于貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)。微載體大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于科研生產(chǎn)，其流程圖如下。(1)微載體加入培養(yǎng)罐中后，通過攪動(dòng)使其保持懸浮狀態(tài)，這樣不僅能讓細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，而且便于細(xì)胞的_，所以選用的微載體顆粒直徑應(yīng)盡可能小。(2)圖中過程a的處理是_。(3)培養(yǎng)罐培養(yǎng)所需的條件是_。(4)在產(chǎn)生單克隆抗體過程中，雜交瘤細(xì)胞在加入培養(yǎng)罐前，需進(jìn)行篩選，其目的是篩選出_的細(xì)胞群。(5)工程菌和動(dòng)物細(xì)胞均能用于生產(chǎn)乙肝疫苗，它們的根本區(qū)別在于導(dǎo)入的受體不同，前者是導(dǎo)入能高效快速表達(dá)的_，而后者是導(dǎo)入倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞。答案(1)附著(固著)(2)用胰蛋白酶分解成單個(gè)細(xì)胞(3)充足的營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境、無菌無毒(答對(duì)任意三項(xiàng)即可)(4)既能產(chǎn)生特異性抗體，又能迅速大量繁殖(5)工程菌(細(xì)菌、酵母菌等)解析本題主要考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理的應(yīng)用，意在考查考生的理解能力。圖中過程a是用胰蛋白酶或(膠原蛋白酶)處理，將組織塊分解成單個(gè)細(xì)胞；培養(yǎng)罐培養(yǎng)所需條件，也就是細(xì)胞培養(yǎng)的條件，應(yīng)從營(yíng)養(yǎng)成分、溫度、pH、氧氣等方面回答；雜交瘤細(xì)胞在加入培養(yǎng)罐前需要進(jìn)行篩選，其目的是獲得既能產(chǎn)生特異性抗體、又能迅速大量繁殖的細(xì)胞群；轉(zhuǎn)基因工程中，導(dǎo)入的“能高效快速表達(dá)”的受體細(xì)胞，一般是工程菌(或細(xì)菌、酵母菌等)。9在單克隆抗體制備過程中，篩選出雜交瘤細(xì)胞是關(guān)鍵步驟之一。已知細(xì)胞合成DNA有D途徑和S途徑兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人B淋巴細(xì)胞中有這兩種合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。將這兩種細(xì)胞在培養(yǎng)皿中混合，加促融劑促進(jìn)細(xì)胞融合，獲得雜種細(xì)胞并產(chǎn)生單克隆抗體。請(qǐng)回答下列問題：骨髓瘤細(xì)胞(1)淋巴細(xì)胞能與骨髓瘤細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，兩種細(xì)胞膜也能“融合”在一起，這說明細(xì)胞膜具有_。此過程，常用的與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合相同的誘導(dǎo)劑是_，除了雜種細(xì)胞外，還有_種兩兩融合的細(xì)胞。(2)上圖中過程為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程，培養(yǎng)液中還需通入氣體物質(zhì)，其中通入CO2的目的是_。為了從培養(yǎng)液中分離出雜種細(xì)胞，在過程需向培養(yǎng)液中加入_，理由是在該培養(yǎng)液中，只有雜交瘤細(xì)胞可以利用_途徑合成DNA而實(shí)現(xiàn)分裂增殖。過程表示篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞，因?yàn)殡s交瘤細(xì)胞_(填“只有一種”或“不只一種”)，且雜交瘤細(xì)胞不一定能產(chǎn)生_。(3)雜交瘤細(xì)胞繁殖時(shí)進(jìn)行的是_分裂。(4)單克隆抗體注入體內(nèi)后可以自動(dòng)追蹤抗原(病原體或癌變細(xì)胞等)并與之結(jié)合，而絕不攻擊任何正常細(xì)胞，故稱為“生物導(dǎo)彈”，這利用的是_。答案(1)一定的流動(dòng)性聚乙二醇2(2)維持培養(yǎng)液的pH氨基嘌呤淋巴細(xì)胞中的S不只一種(特異性)抗體(3)有絲(4)抗原與抗體之間的結(jié)合具有高度特異性解析本題考查單克隆抗體的制備及對(duì)單克隆抗體的特點(diǎn)的掌握，意在考查考生的理解與分析能力。(1)動(dòng)物細(xì)胞融合利用的是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性，促融時(shí)常用的是聚乙二醇或滅活的病毒，但動(dòng)植物都常用的是聚乙二醇。融合的細(xì)胞除雜交瘤細(xì)胞外，還有自身融合的細(xì)胞，如骨髓瘤細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞。(2)細(xì)胞類型合成DNA途徑能阻斷的途徑細(xì)胞能增殖的類型B淋巴細(xì)胞D、SD本身不能增殖骨髓瘤細(xì)胞DD阻斷后不能增殖雜交瘤細(xì)胞D、SD通過S途徑合成DNA，增殖B淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞D、SD本身不能增殖骨髓瘤細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞DD阻斷后不能增殖由于抗原有多種抗原決定簇，因此經(jīng)一種抗原刺激，能產(chǎn)生多種B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞)，每種漿細(xì)胞只能產(chǎn)生一種特定的抗體。雜交瘤細(xì)胞由于是經(jīng)不同的細(xì)胞融合形成的，原先能表達(dá)的基因在雜交瘤細(xì)胞中不一定能表達(dá)，且雜交瘤細(xì)胞有多種，每一種只能產(chǎn)生一種特定的抗體，所以要進(jìn)行鑒定并篩選。(3)雜交瘤細(xì)胞通過有絲分裂增殖。(4)“生物導(dǎo)彈”是利用抗體與抗原能特異性結(jié)合而設(shè)計(jì)的。10Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來的抗蟲基因，因其表達(dá)產(chǎn)物Bt毒蛋白具有殺蟲效果好、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)而成為應(yīng)用最為廣泛的基因。下圖是轉(zhuǎn)基因玉米的轉(zhuǎn)化過程圖，其中Hind 、BamH 和Bst為限制性核酸內(nèi)切酶。請(qǐng)分析回答：(1)圖中處宜采用的限制性核酸內(nèi)切酶有_、_；處還需要_酶。(2)過程被稱為_。(3)檢測(cè)該轉(zhuǎn)基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用_實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。(4)生態(tài)環(huán)境中穩(wěn)定下來的轉(zhuǎn)基因作物，可能會(huì)在生態(tài)系統(tǒng)中通過食物鏈產(chǎn)生累積和富集效應(yīng)，引起一定的轉(zhuǎn)基因污染，因此轉(zhuǎn)基因作物的種植推廣，還要從自然經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益方面考慮，這遵循的生態(tài)工程建設(shè)的原理是_、_。答案(1)Hind BamH(兩處答案順序可顛倒)DNA連接(2)轉(zhuǎn)化(目的基因?qū)氩⒈磉_(dá))(3)抗蟲的接種(4)協(xié)調(diào)與平衡原理整體性原理解析本題以熱點(diǎn)材料轉(zhuǎn)基因生物為背景，主要考查基因工程的操作流程、基因工程所用的工具、獲取目的基因的方法、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)及生態(tài)工程的知識(shí)，意在考查考生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解能力和綜合運(yùn)用能力。(1)通過與切割質(zhì)粒的限制性內(nèi)切酶的比較可知，處宜采用的限制性內(nèi)切酶為Hind 和BamH；處是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要DNA連接酶。(2)過程是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，該過程被稱為轉(zhuǎn)化。(3)檢測(cè)該轉(zhuǎn)基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用的個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定方法是抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)。(4)推廣的轉(zhuǎn)基因作物，可能適應(yīng)環(huán)境能力更強(qiáng)，會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，因此要推廣種植轉(zhuǎn)基因作物，需從生態(tài)工程建設(shè)角度考慮，遵循協(xié)調(diào)與平衡原理和整體性原理。