高考生物 熱點(diǎn)專題訓(xùn)練15 基因工程和細(xì)胞工程

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1、高考專題訓(xùn)練(十五)　基因工程和細(xì)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(diǎn)。若要得到一個(gè)能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的含重組DNA的細(xì)胞，應(yīng)選用的質(zhì)粒是(　　) 解析　A項(xiàng)破壞了復(fù)制必需的序列，不能復(fù)制；B項(xiàng)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(zhǎng)；C項(xiàng)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(zhǎng)而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；D項(xiàng)氨芐青霉素抗性基因完

2、好，四環(huán)素抗性基因被破壞。 答案　C 2．(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(cuò)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?xì)菌 B．我國(guó)政府對(duì)待克隆人技術(shù)的態(tài)度是禁止克隆人，因?yàn)榭寺∪藝?yán)重違反生物倫理 C．原生質(zhì)體制備過程中用0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液是為了保護(hù)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0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液是為了維持細(xì)胞的滲透壓。 答案　C 3．(2012·天津?qū)氎婺M)下

3、列有關(guān)基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．從基因組文庫(kù)中獲取的某種生物的部分基因，可以實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流 B．從cDNA文庫(kù)中獲取的目的基因，既無啟動(dòng)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(cè)人胰島B細(xì)胞中的mRNA，可形成雜交分子 D．基因表達(dá)載體中的標(biāo)記基因，不能含有限制酶的切割位點(diǎn) 解析　人的胰高血糖素基因在胰島A細(xì)胞中能轉(zhuǎn)錄出信使RNA，在胰島B細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。 答案　C 4．(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(jī)構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長(zhǎng)的新型降鈣素，從預(yù)期新

4、型降鈣素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個(gè)堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA，過程如下圖： 獲得的雙鏈DNA經(jīng)EcoRⅠ(識(shí)別序列和切割位點(diǎn)—ATTC—)和BamHⅠ(識(shí)別序列和切割位點(diǎn)—ATCC—)雙酶切后插入大腸桿菌質(zhì)粒中。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　) A．Klenow酶是一種DNA聚合酶 B．合成的雙鏈DNA有72個(gè)堿基對(duì) C．EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切的目的是保證目的基因和運(yùn)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(biāo)記基因 解析　合成的單鏈DNA有72個(gè)堿基，從題圖看出兩條單鏈并未左右兩端對(duì)齊配對(duì)，只通過

5、18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段，因此獲得的雙鏈DNA有堿基對(duì)72＋72－18＝126個(gè)堿基對(duì)。 答案　B 5．(2012·江蘇百校聯(lián)考)(多選)右圖表示細(xì)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(cuò)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(dá)載體最可能使用的載體是大腸桿菌 C．完成過程①②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(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌 解析　該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞；構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒；探針篩選的目的是檢測(cè)是

6、否存在cDNA。 答案　ABD 6．(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．⑤植株根尖細(xì)胞的全能性比①植株根尖細(xì)胞的強(qiáng) B．②試管的培養(yǎng)基中含有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，不含有有機(jī)物 C．③試管中的細(xì)胞能進(jìn)行減數(shù)分裂 D．調(diào)節(jié)④培養(yǎng)中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的比例可誘導(dǎo)產(chǎn)生不同的植物器官 解析　⑤植株根尖細(xì)胞的全能性與①植株根尖細(xì)胞相同；②試管的培養(yǎng)基中含有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和有機(jī)物等；③試管中的細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式為有絲分裂；調(diào)節(jié)④培養(yǎng)中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的比例，可誘導(dǎo)產(chǎn)生根和芽。 答案　D 7．(2012·北京海淀期末)下列實(shí)例與所利用的技術(shù)或原理不相符

7、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(xì)胞具有全能性 C．原生質(zhì)體融合和動(dòng)物細(xì)胞融合都利用了細(xì)胞膜的選擇透過性 D．植物愈傷組織的形成和雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)都與細(xì)胞分裂有關(guān) 解析　原生質(zhì)體融合和動(dòng)物細(xì)胞融合都利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 答案　C 8．(2012·江蘇)下列關(guān)于人類基因組計(jì)劃的敘述，合理的是(　　) A．該計(jì)劃的實(shí)施將有助于人類對(duì)自身疾病的診治和預(yù)防 B．該計(jì)劃是人類從細(xì)胞水平研究自身遺傳物質(zhì)的系統(tǒng)工程 C．該計(jì)劃的目的是測(cè)定人類一個(gè)染色體組中全部DNA序列 D．該計(jì)劃的實(shí)施不可能產(chǎn)生種族歧視、侵犯?jìng)€(gè)人隱

8、私等負(fù)面影響 解析　人類基因組計(jì)劃的主要目的是對(duì)人類的24條染色體上的DNA進(jìn)行測(cè)序，該計(jì)劃的實(shí)施將有助于人類對(duì)自身疾病的診治和預(yù)防；該計(jì)劃屬于分子水平的研究；該計(jì)劃測(cè)定的染色體為24條，而一個(gè)染色體組中的染色體為23條；由于該計(jì)劃最終將會(huì)測(cè)定出不同種族、不同個(gè)體的DNA上的堿基序列，所以會(huì)導(dǎo)致種族歧視、侵犯?jìng)€(gè)人隱私等問題的發(fā)生。 答案　A 9．(2011·天津)絮凝性細(xì)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(jī)物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進(jìn)一步提高對(duì)石油污水的凈化效果，將絮凝性細(xì)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： (

9、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(zhǎng)。圖中AB融合菌能生長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)間發(fā)酵液的絮凝效果，將目的菌株進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，定時(shí)取發(fā)酵液，加入石油污水中；同時(shí)設(shè)置______________為對(duì)照組。經(jīng)攪拌、靜置各3 min后，分別測(cè)定上層水樣的石油濃

10、度和COD值(COD值越高表示有機(jī)物污染程度越高)，計(jì)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(zhǎng)曲線呈________型，在40～44 h，發(fā)酵液對(duì)石油污水的凈化效果最好，其原因是________________。 解析　(1)細(xì)菌有細(xì)胞壁，這將妨礙細(xì)菌的融合，所以用溶菌酶將其細(xì)胞壁進(jìn)行分解，以實(shí)現(xiàn)兩者的融合。 (2)PEG是促進(jìn)細(xì)胞融合的促融劑，作用是促進(jìn)細(xì)胞融合。 (3)由圖示顯示A菌細(xì)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(jìn)行生長(zhǎng)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

11、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(shí)間的絮凝效果，則設(shè)置的對(duì)照組實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)曲線呈現(xiàn)S型。在40～44 h，發(fā)酵液中目的菌數(shù)量達(dá)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(xì)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(bǔ) (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

12、下實(shí)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①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②酶作用的部分是________鍵。 (2)①、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③的測(cè)序結(jié)果與________酶的識(shí)別序列進(jìn)行比對(duì)，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(shí)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

13、解后提取rRNA B．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(biāo)記的目的基因進(jìn)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(bǔ)結(jié)合，終止后者翻譯，延遲果實(shí)成熟 解析　(1)DNA酶的作用是催化DNA的水解，故DNA水解的實(shí)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(shí)質(zhì)是破壞肽鍵，所以蛋白酶作用的部位是肽鍵。 (2)這兩個(gè)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(shí)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

14、需要根據(jù)要切割的序列進(jìn)行選擇，因?yàn)橐环N限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位進(jìn)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(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，此段序列稱為基因的啟動(dòng)子。 (5)A項(xiàng)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(xiàng)利用的是相似相溶的原理，有機(jī)溶劑既可以是無水乙醇，也可以是丙酮等其他有機(jī)溶劑。C項(xiàng)利用了DNA探針與目的基因特異性結(jié)合的特點(diǎn)。D項(xiàng)利用了堿基互補(bǔ)配對(duì)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(xiàng)。 答案　(1)磷酸二酯　肽 (2)專一性 (3)限制性核酸內(nèi)切 (4)啟動(dòng)子(或轉(zhuǎn)

15、錄起始區(qū)) (5)A、C、D 11．(2011·江蘇)請(qǐng)回答基因工程方面的有關(guān)問題： (1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)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)。 ①?gòu)睦碚撋贤茰y(cè)，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________。 ②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(zhǎng)的DNA片段。 (2)設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物 (只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如下圖)，請(qǐng)分別說明理由。 ①第1組：____________，②第2組：__________。 (

16、3)PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶的功能，這是因?yàn)開________。 (4)用限制酶EcoRV，MboⅠ單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長(zhǎng)度如下圖(1 kb即1 000個(gè)堿基對(duì))，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的指定位置畫出質(zhì)粒上EcoRV、MboⅠ的切割位點(diǎn)。 解析　(1)①第四輪循環(huán)，共得到16個(gè)DNA分子，其中只有1個(gè)DNA分子不含引物A，所以含引物A的DNA片段占。 ②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(zhǎng)的DNA片段，長(zhǎng)度可為DNA總長(zhǎng)度減去引物A，或者為DNA總長(zhǎng)度減去引物B。 (2)第1組引物Ⅰ和引物Ⅱ會(huì)發(fā)生

17、堿基互補(bǔ)配對(duì)，第2組中引物Ⅰ自身折疊會(huì)發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)。 (3)DNA聚合酶的作用是將單個(gè)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(zhǎng)度為14 kb，切割質(zhì)粒時(shí)EcoRV有1個(gè)切割位點(diǎn)，MboⅠ有2個(gè)切割位點(diǎn)，然后根據(jù)圖示數(shù)據(jù)畫出切割位點(diǎn)即可。 答案　(1)①15/16　②三 (2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效?、谝铫瘛渥陨碚郫B后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效 (3)DNA聚合酶只能將單個(gè)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(zhǎng)激素基因的奶牛，

18、如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如下圖所示)，請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問題。 (1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分離，形成單個(gè)細(xì)胞，這個(gè)過程中需要利用________酶處理。 (2)形成重組細(xì)胞時(shí)應(yīng)選用________期的卵母細(xì)胞，并去掉其細(xì)胞核的原因是__________________________________。 (3)如果重組細(xì)胞為貼附性細(xì)胞，則在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出________和________等特點(diǎn)。 (4)圖中犢牛并非是對(duì)體細(xì)胞核供體母牛100%的復(fù)制，其原因主要有__________________________

19、__、________________________。 (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(dòng)物________具有全能性。 解析　在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)對(duì)組織細(xì)胞進(jìn)行分離，形成單個(gè)細(xì)胞。形成重組細(xì)胞時(shí)要用MⅡ中期的卵母細(xì)胞，去掉其細(xì)胞核，使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞，具有供體的遺傳性狀，少量的遺傳物質(zhì)來自卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。原代培養(yǎng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞貼壁和接觸抑制?？寺?dòng)物用到的技術(shù)有核移植(或體細(xì)胞核移植)、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植。 答案　(1)胰蛋白(或膠原蛋白) (2)MⅡ中(或減Ⅱ中)　使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞(或“避免卵細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)對(duì)后代造成干擾”) (3)貼壁生長(zhǎng)(或細(xì)胞貼壁)　接觸抑制(兩空順序可以顛倒) (4)生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)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(xì)胞核移植)　細(xì)胞培養(yǎng)　胚胎移植　體細(xì)胞的細(xì)胞核