(江蘇專版)2019版高考生物二輪復習 專題八 現(xiàn)代生物科技專題 主攻點之(一)基因工程和克隆技術練習(含解析).doc
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基因工程和克隆技術一、選擇題1(2019屆高三南京六校聯(lián)考)用限制酶EcoR、Kpn和二者的混合物分別降解一個1 000 bp(1 bp即1個堿基對)的DNA分子,對降解產(chǎn)物分別進行凝膠電泳,在電場的作用下,降解產(chǎn)物分開,凝膠電泳結(jié)果如圖所示。該DNA分子的酶切圖譜(單位:bp)正確的是()解析:選C根據(jù)電泳圖可知Kpn 切割只得到1種DNA片段,判斷該DNA分子是環(huán)狀,且該DNA分子上只有1個Kpn 切點。EcoR 切割得到2種DNA片段,說明該DNA分子上有兩個EcoR 切點。據(jù)此分析選項中的酶切圖譜,只有C項符合。2中華鱘是地球上最古老的脊椎動物,被稱為“活化石”。研究者試圖通過蛋白質(zhì)工程改造中華鱘體內(nèi)的某些蛋白質(zhì),使其更加適應現(xiàn)在的水域環(huán)境。下列說法錯誤的是()A該工程可以定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構B改造蛋白質(zhì)是通過改造基因結(jié)構而實現(xiàn)的C改造后的中華鱘和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種D改造后的中華鱘的后代不具有改造的蛋白質(zhì)解析:選D蛋白質(zhì)工程通過對基因進行人工合成或修飾,最終定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構;改造后的中華鱘遺傳物質(zhì)變化不大,和現(xiàn)有中華鱘不存在生殖隔離,仍是同一物種;改造后的中華鱘含有控制新蛋白質(zhì)合成的基因,所以后代具有改造的蛋白質(zhì)。3(2018江蘇六市二模)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒是植物基因工程中常用的運載體,下列相關敘述正確的是()ATi質(zhì)粒是能夠自主復制的單鏈DNABTi質(zhì)粒中磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接C重組Ti質(zhì)粒的受體細胞只能是植物愈傷組織細胞DTi質(zhì)粒上的基因可全部整合到受體細胞染色體上解析:選BTi質(zhì)粒是能夠自主復制的環(huán)形雙鏈DNA分子,其分子內(nèi)部的磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接。重組Ti質(zhì)粒的受體細胞可以是植物愈傷組織細胞,也可以是其他的植物細胞,如植物的受精卵細胞。農(nóng)桿菌有Ti質(zhì)粒,Ti質(zhì)粒上有一段TDNA,目的基因需插入Ti質(zhì)粒上的TDNA中形成重組質(zhì)粒載體,再導入農(nóng)桿菌,然后讓含重組質(zhì)粒載體的農(nóng)桿菌侵染植物,只有Ti質(zhì)粒上的TDNA片段(內(nèi)有目的基因)而不是Ti質(zhì)粒上的全部基因整合到受體細胞染色體上。4下列關于人胰島素基因表達載體的敘述,正確的是()A表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得B表達載體的復制和胰島素基因的表達均始于復制原(起)點C借助抗生素抗性基因可以將含胰島素基因的受體細胞篩選出來D表達載體中的啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用解析:選C 胰島素基因在人體肝細胞中不表達,所以從肝細胞中不能提取到胰島素基因轉(zhuǎn)錄成的mRNA;基因的表達始于啟動子,基因的復制始于復制原點;抗生素抗性基因作為標記基因,可以將含胰島素基因的受體細胞篩選出來;啟動子是轉(zhuǎn)錄的起點,終止密碼子是翻譯的終點。5下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述,正確的是()A動物細胞培養(yǎng)過程中往往使用液體培養(yǎng)基B動物細胞培養(yǎng)的目的是為了培養(yǎng)動物個體C在培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2刺激細胞呼吸D動物細胞培養(yǎng)過程中可用胃蛋白酶將動物組織分散成單個細胞解析:選A動物細胞培養(yǎng)的目的是為了獲得細胞群或細胞產(chǎn)物;動物細胞培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH;動物細胞培養(yǎng)過程中用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動物組織分散成單個細胞。6植物細胞工程作為一門新興的生物技術,被廣泛應用于社會生產(chǎn),下列說法錯誤的是()A人工種子是用人工薄膜為種皮包被植物愈傷組織形成的B植物微型繁殖運用了植物組織培養(yǎng)技術,可快速繁殖良種植物C作物脫毒常選取植物的莖尖,因為該處病毒較少或無病毒D植物細胞融合中常用的融合手段有離心、振動、電激和PEG法解析:選A人工種子常使用人工薄膜作為種皮包被胚狀體。7(2018江蘇四校聯(lián)考)下列關于植物組織培養(yǎng)及其應用的敘述,正確的是()A離體的植物組織、器官必須經(jīng)過滅菌才能接種到組織培養(yǎng)基中B以植物芽尖為材料通過組織培養(yǎng)可以獲得抗毒新品種C生長素、細胞分裂素的調(diào)節(jié)作用在組織培養(yǎng)中非常重要D以人工膜包裹植物愈傷組織和營養(yǎng)物質(zhì)可制得人工種子解析:選C離體的植物組織、器官必須經(jīng)過消毒(滅菌會殺死植物組織和器官)才能接種到組織培養(yǎng)基中;以芽尖為材料通過組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗,但不屬于新品種,抗病毒的新品種需通過轉(zhuǎn)基因技術獲得;生長素、細胞分裂素調(diào)節(jié)作用在組織培養(yǎng)中非常重要;以人工膜包裹胚狀體和營養(yǎng)物質(zhì)可制得人工種子。8下列關于動物細胞培養(yǎng)技術的敘述,錯誤的是()A生物組織經(jīng)胰蛋白酶消化處理制成細胞懸液,再培養(yǎng)可獲得單層細胞B研究中使用的細胞通常培養(yǎng)至10代以內(nèi),以保持正常的二倍體核型C為防止雜菌污染,生物組織、培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具需要進行滅菌處理D動物細胞培養(yǎng)是制備單克隆抗體、細胞核移植、胚胎工程等技術的基礎解析:選C生物組織滅菌處理后會死亡,無法培養(yǎng),生物組織通常做消毒處理。9(2018揚州一模,多選)利用基因工程技術生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如下圖所示,下列有關敘述正確的是()A過程需使用逆轉(zhuǎn)錄酶B過程利用PCR擴增CarE基因需使用解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶C過程可用NaCl溶液處理大腸桿菌,使之成為感受態(tài)細胞D過程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞解析:選AD利用PCR擴增基因時,通過高溫使DNA解旋,不需要解旋酶,但需要耐高溫的DNA聚合酶;用CaCl2溶液處理大腸桿菌,使其成為感受態(tài)細胞。10(多選)超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶,具有延緩衰老的功效。下圖為培養(yǎng)轉(zhuǎn)SOD基因胡蘿卜新品種的過程,相關敘述正確的是()A過程通常采用顯微注射法將攜帶SOD基因的Ti質(zhì)粒導入細胞B過程除培養(yǎng)基中所含激素比例不同外,其他條件完全相同C將愈傷組織分散成單個細胞,通過細胞培養(yǎng)也可能獲得大量SODD該育種方式獲得的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜自交后代可能會出現(xiàn)性狀分離解析:選CD植物基因工程中,目的基因?qū)胧荏w細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;在植物組織培養(yǎng)過程中,脫分化()和再分化()階段使用的培養(yǎng)基除植物激素的比例不同外,營養(yǎng)物質(zhì)的含量也不完全相同,并且脫分化階段不需要光照,再分化階段需要光照。二、非選擇題11如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程圖解,請據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中結(jié)構表示_,選擇_(時期)的卵母細胞去核后作為受體細胞構建重組細胞A。(2)所示的細胞是_,將健康胰島素基因?qū)胫械某S梅椒ㄊ莀。(3)在培養(yǎng)液中加入_可誘導重組細胞B定向分化形成具有正常胰島B細胞功能的胰島樣細胞,其根本原因是_。(4)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是_。解析:(1)分析圖解可以看出,重組細胞A的形成利用的是體細胞核移植技術,故圖中結(jié)構表示細胞核,應選擇處于M中期的卵母細胞去核后作為受體細胞構建重組細胞A。(2)是囊胚中的內(nèi)細胞團細胞或胚胎干細胞,具有發(fā)育的全能性,將含目的基因表達載體導入動物細胞常用的方法是顯微注射技術。(3)重組細胞B在一定的分化誘導因子的定向誘導作用下,可以定向分化形成具有正常胰島B細胞功能的胰島樣細胞,其根本原因是基因的選擇性表達。(4)圖示方法屬于基因治療,由于輸入患者體內(nèi)的細胞是由患者自身的細胞分化而來,所以與一般的異體移植相比,該方法最大的優(yōu)點是不會發(fā)生免疫排斥反應。答案:(1)細胞核M中期(減數(shù)第二次分裂中期)(2)內(nèi)細胞團細胞(或胚胎干細胞)顯微注射技術(3)分化誘導因子基因的選擇性表達(4)沒有免疫排斥反應12.科學家發(fā)現(xiàn)細菌細胞中存在清除入侵病毒DNA的功能系統(tǒng)(圖1),并發(fā)明了CRISPR/Cas9基因編輯技術,目前已成為生物科學領域最熱門的基因操作技術。圖2 是科研人員運用CRISPR/Cas9基因編輯技術(其中表達載體1的作用是在受體細胞中控制合成CRISPR復合體,表達載體2可以與相應DNA的同源區(qū)進行互換、重組),成功地將基因A精確導入到絨山羊細胞內(nèi)的甲、乙兩個基因之間,并和綠色熒光蛋白基因一起表達的過程示意圖。請回答下列問題:(1)由圖1可知,CRISPR復合體中crRNA的主要功能是_,而Cas9蛋白催化斷裂的化學鍵位于_之間。細菌的這種清除能力的生理意義是_。(2)結(jié)合對圖1的理解,圖2中表達載體1首先要表達出含有_序列的crRNA和Cas9蛋白,以結(jié)合形成CRISPR復合體。(3)根據(jù)圖2,基因表達載體2上需要加入:基因甲片段、基因乙片段、基因A、綠色熒光蛋白基因等四種DNA片段,這4種片段在載體上的正確排列順序應是_(用序號代表相應片段)。在形成重組DNA時需要_酶參與催化表達載體2與絨山羊DNA的連接。(4)實驗室一般會將重組DNA導入山羊的胚胎干細胞中,以培育、篩選出轉(zhuǎn)基因山羊,選擇胚胎干細胞作為受體細胞的主要依據(jù)是_。(5)與傳統(tǒng)的基因工程相比較,運用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育轉(zhuǎn)基因生物的明顯優(yōu)點是_。解析:(1)由圖1可知,crRNA是由DNA的特定區(qū)段轉(zhuǎn)錄形成的,由此可推知,CRISPR復合體中crRNA的主要功能是識別DNA分子上的特定核苷酸序列;CRISPR復合體能催化水解噬菌體DNA,由此可推知CRISPR復合體中的Cas9蛋白催化斷裂的化學鍵位于磷酸和脫氧核糖之間;細菌的這種清除能力可防止外源基因插入并表達,保證了細菌遺傳性狀的穩(wěn)定。(2)據(jù)圖2可知,表達載體1表達出的CRISPR復合體可以切割基因甲和基因乙之間的DNA片段,所以結(jié)合對圖1的理解,可推知圖2中表達載體1首先要表達出含有基因甲與基因乙之間部分核苷酸序列的crRNA和Cas9蛋白,以結(jié)合形成CRISPR復合體。(3)根據(jù)圖2重組DNA中各基因片段的排列順序,可推知這4種片段在基因表達載體2上的正確排列順序應是;在形成重組DNA時需要DNA連接酶參與催化表達載體2與絨山羊DNA的連接。(4)要培育、篩選出轉(zhuǎn)基因山羊,選擇胚胎干細胞作為受體細胞的主要依據(jù)是胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性。(5)與傳統(tǒng)的基因工程相比較,運用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育轉(zhuǎn)基因生物的明顯優(yōu)點是避免了因目的基因隨機插入宿主細胞DNA引起的生物安全性問題。答案:(1)識別DNA分子上的特定核苷酸序列磷酸和脫氧核糖防止外源基因插入并表達,保證了細菌遺傳性狀的穩(wěn)定(2)基因甲與基因乙之間部分核苷酸(3)DNA連接(4)胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性(5)避免了因目的基因隨機插入宿主細胞DNA引起的生物安全性問題13RTPCR是將RNA逆轉(zhuǎn)錄(RT)和cDNA的聚合酶鏈式擴增反應相結(jié)合的技術,具體過程如圖所示:(1)過程需要加入緩沖液、原料、_、_和引物A等。(2)進行過程前首先要將反應體系的溫度升高到95 ,其目的是_,該反應體系中所用的Taq酶至少應能耐受_高溫。(3)過程擬對單鏈cDNA進行n次循環(huán)的擴增,理論上至少需要_個引物B。(4)利用RTPCR技術獲取的目的基因_(填“能”或“不能”)在物種之間交流;該技術還可用于對某些微量RNA病毒的檢測,可提高檢測的靈敏度,原因是_。(5)RTPCR過程中主要借助對_的控制,影響酶的活性,從而使得化學反應有序高效地進行。解析:(1)過程是由mRNA形成cDNA的過程,示逆轉(zhuǎn)錄,要加入緩沖液、原料、RNA提取物、逆轉(zhuǎn)錄酶和引物A等。(2)進行過程前首先要將反應體系的溫度升高到95 ,其目的是讓逆轉(zhuǎn)錄酶變性失活、使mRNAcDNA雜合雙鏈解開,該反應體系中所用的Taq酶至少應能耐受95 高溫。(3)過程擬對單鏈cDNA進行n次循環(huán)的擴增,理論上至少需要2n1個引物B。(4)利用RTPCR技術獲取的目的基因能在物種之間交流;該技術還可用于對某些微量RNA病毒的檢測,可提高檢測的靈敏度,原因是增加了待測RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度),便于檢測。(5)RTPCR過程中主要借助對溫度的控制,影響酶的活性,從而使得化學反應有序高效地進行。答案:(1)RNA提取物逆轉(zhuǎn)錄酶(2)讓逆轉(zhuǎn)錄酶變性失活、使mRNAcDNA雜合雙鏈解開(答出一點即可)95(3)2n1(4)能增加了待測RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度),便于檢測(5)溫度- 配套講稿:
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