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.doc

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，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單檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀D若能夠在植物細(xì)胞中檢測到抗旱目的基因，則說明該基因工程項目獲得成功答案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、終止點和用于轉(zhuǎn)移TDNA的基因片段不被破壞，否則不會成功；將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時，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單檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀；能夠在植物細(xì)胞中檢測到抗旱目的基因，并能成功表達出抗旱性狀，才說明基因工程項目獲得成功。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，還要在體外進行動物細(xì)胞的培養(yǎng)，形成早期胚胎。因此過程還需動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。因為培養(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)粒進入細(xì)菌體內(nèi)。3圖中甲、乙、丙表示生物個體或結(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行C若甲為成熟哺乳動物個體，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，進而可發(fā)育成完整的植株；B正確。基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子過程中，即過程中，C錯誤。由重組細(xì)胞(胚胎)得到個體需要進行胚胎移植；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脫氧核苷酸之間的_鍵斷開。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因為Ti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，在個體水平上還需要做_實驗；若要檢測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_方法進行檢測。(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。.請回答下面有關(guān)胚胎工程的問題：(1)哺乳動物的精子發(fā)生是在_(場所)內(nèi)完成的。該過程可以分為三個階段：第一階段位于曲細(xì)精管壁的精原細(xì)胞進行_分裂，產(chǎn)生大量精原細(xì)胞，經(jīng)一系列變化后，進一步形成初級精母細(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)。對抗蟲棉的個體水平檢測要做抗蟲接種實驗。若要檢測毒蛋白的存在，可利用抗原抗體雜交。(4)將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法是顯微注射技術(shù)，需導(dǎo)入到動物的受精卵中。.(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：中國每年移植器官需求人數(shù)為150萬。中國每年器官移植手術(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，中國人體器官捐獻與移植委員會負(fù)責(zé)人稱，從2015年1月1日起，中國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?。(1)取病人體細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)_的卵母細(xì)胞中，構(gòu)成重組細(xì)胞。這個過程供體細(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，防止對細(xì)胞造成危害，應(yīng)定期_。(3)用此方式得到的器官進行移植的優(yōu)點是_。(4)中國政府不反對治療性克隆，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、器官過程需用動物細(xì)胞培養(yǎng)。培養(yǎng)過程防止代謝產(chǎn)物對細(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行移植，其優(yōu)點是不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(4)中國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 同時切割目的基因，可得到_個DNA片段。(2)用限制酶Hind 和Bam H 切割Ti質(zhì)粒，可得到_個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，一般會被植株細(xì)胞中的_。(6)構(gòu)建重組質(zhì)粒時，常用Ti質(zhì)粒作為載體，是因為Ti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(可移動的DNA)染色體DNA(7)基因槍解析(1)由圖知用Hind 、Bam H 同時切割目的基因可得到4個DNA片段。用Hind 和Bam H切割Ti質(zhì)?？傻玫?個DNA片段。(3)過程連接兩個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，意在考查考生的識記能力和對比分析能力。(1)圖中是目的基因，酶A是限制酶，酶B是DNA連接酶，運載體除了質(zhì)粒外常用的還有動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，需進行篩選，其目的是篩選出_的細(xì)胞群。(5)工程菌和動物細(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)入能高效快速表達的_，而后者是導(dǎo)入倉鼠卵巢細(xì)胞。答案(1)附著(固著)(2)用胰蛋白酶分解成單個細(xì)胞(3)充足的營養(yǎng)、適宜的溫度、適宜的pH和氣體環(huán)境、無菌無毒(答對任意三項即可)(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”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，加促融劑促進細(xì)胞融合，獲得雜種細(xì)胞并產(chǎn)生單克隆抗體。請回答下列問題：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，因為雜交瘤細(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)胞繁殖時進行的是_分裂。(4)單克隆抗體注入體內(nèi)后可以自動追蹤抗原(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單克隆抗體的特點的掌握，意在考查考生的理解與分析能力。(1)動物細(xì)胞融合利用的是細(xì)胞膜具有一定的流動性，促融時常用的是聚乙二醇或滅活的病毒，但動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，原先能表達的基因在雜交瘤細(xì)胞中不一定能表達，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，因其表達產(chǎn)物Bt毒蛋白具有殺蟲效果好、安全、高效等優(yōu)點而成為應(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)檢測該轉(zhuǎn)基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用_實驗來進行個體生物學(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)濟社會效益方面考慮，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_)(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，意在考查考生對相關(guān)知識的理解能力和綜合運用能力。(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)定和表達的過程，該過程被稱為轉(zhuǎn)化。(3)檢測該轉(zhuǎn)基因玉米是否具有抗玉米螟的特性，可采用的個體生物學(xué)水平的鑒定方法是抗蟲的接種實驗。(4)推廣的轉(zhuǎn)基因作物，可能適應(yīng)環(huán)境能力更強，會破壞生態(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。