2022年高考生物大二轮复习精品练案专题十六-基因工程和细胞工程-版含答案 .docx

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1、精品_精品资料_模块六专题十六1、2022 深圳调研 叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中,该技术能有效改进植物的品质.请答复：(1) 转基因技术的核心步骤是 基因表达载体的构建 ,完成该步骤所需要的酶有 限制酶和 DNA 连接酶 .(2) 将植物体细胞处理得到原生质体,再通过 农杆菌转化法 或 基因枪 法,将目的基因导入原生质体 ,使原生质体再生出细胞壁之后 ,通过 植物组织培养 技术培养可得到相应的转基因幼苗.(3) 来自原核生物中有重要价值的外源基因 ,无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达 ,就此分析 ,缘由是 叶绿体 DNA 与原核生物 DNA 结构类似 由于叶绿体大多数基

2、因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似 .(4) 对大多数高等植物而言,与传统的细胞核转基因相比 ,叶绿体转基因更稳固 ,其遗传方式 不遵循 答“遵循”或“不遵循” 别离定律 ,不会随 花粉 “花粉”或“卵细胞” 传给后代 , 从而保持了 母本 “父本”或“母本” 的遗传特性.解析1基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,所需要的酶有限制酶和 DNA 连接酶;2植物细胞导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法.原生质体再生细胞壁之后,通过植物组织培养猎取幼苗 ;3叶绿体 DNA与原核生物 DNA 结构类似. 4别离定律适用于有性生殖过程中细胞核遗传,故叶绿体转基因不遵循别离定

3、律,为母系遗传.2、2022 天津市和平区生物一模 已知某传染性疾病的病原体为 RNA病毒,该病毒外表的 A 蛋白为主要抗原.疫苗的生产和抗体的制备流程如图 1 所示.请答复以下问题：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 过程代表的是 逆转录 ,过程构建 A 基因重组载体时 ,启动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_子和终止子是重新构建的 ,它们应当能被受体细胞的识别,以便于其催化转录过程. RNA聚合酶 所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 如图 2 为 A 基因的结构示意图 ,已知区的碱基数是 2022 个,其中阴影区域碱基数是 800 个

4、,空白区域中 G 和 C 的总数共有 400 个,就由该区域能指导蛋白质合成的片段转录产生的mRNA 中 A 和 U 总数是 400 个.(3) 在给小鼠皮下注射 A 蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的 浆细胞 数目.(4) 在将 X 进行扩大培养前 ,至少需要经过 2 次选择,第一次是将 杂交可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_瘤细胞 选择出来 ,其次次是将 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞来. 选择出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(5) 对健康人进行该传染病免疫预防时 ,可选用图中基因工程生产的 A 蛋白 来制备疫苗.对该传染病疑似患者确诊时

5、 ,可以从疑似患者体内别离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较 ,或用图中的 抗 A 蛋白的单克隆抗体 与别离出的病毒进行特异性检测.解析1由以上分析可知是逆转录.启动子是RNA 聚合酶识别和结合的位点 ,能启动转录过程. 2已知图中区的碱基数是 2022 个,其中阴影区域碱基数是 800 个,就空白区域中碱基总数为 1200 个,又已知空白区域中 G 和 C 的总数为 400 个,就 AT 总数为 800 个,每条链中 A T 总数为 400个,依据碱基互补配对原就 ,由该区转录形成的成熟 mRNA 中A 和 U 总数也是 400 个.3在给小鼠皮下注射 A 蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二

6、次免疫 ,增加小鼠体内的浆细胞数目. 4在将 X 进行扩大培可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_养前,至少需要经过2 次选择,第一次是用选择培养基选择出杂交瘤细胞,其次次是接受抗体阳性检测法选择出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞.5对健康人进行该传染病免疫预防时 ,可选用图中基因工程生产的 A 蛋白所制备的疫苗.对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内别离出病毒 ,与已知病毒进行核酸序列比较 ;或接受抗原 抗体杂交法 ,即用图中的抗 A 蛋白的单克隆抗体进行特异性结合检测.3、如图为三种质粒和一个含目的基因的DNA 片段,其中 ApR 为氨苄青霉素抗性基因 ,TcR 为四环素抗性

7、基因 ,lacZ 为蓝色显色基因 ,EcoR 0.7 kb、Pvu 0.8 kb等为限制酶和其切割位点及其与复制原点之间的距离.已知 1 kb1 000 个碱基对 ,请答复以下问题：(1) 片段 D 为目的基因中的某一片段 ,就 DNA聚合酶和 DNA连接酶的作用形成的键依次是 填图中数字 .(2) 图中作为目的基因运载体最理想的质粒是 B 填“ A”“或B”“ C”, 请据图分析 ,其他两种质粒一般不能作为运载体的理由分别是质粒 A 不含有标记基因 ;质粒 C 在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被破坏,使该质粒无法进行复制 .(3) 用 EcoR 全酶切目的基因和质粒 B 形成的重

8、组质粒 ,并进行电泳观看,可显现长度分别为 1、1 kb 和5.6kb 的两个片段 ,或者长度分别为 3.6_kb 和 3.1_kb 的两个片段 重组质粒上目的基因的插入位点与EcoR的识别位点之间的碱基对忽视不计 .(4) 将分别用限制酶 Pvu切开的质粒 B 溶液与目的基因溶液混合 ,加可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_入 DNA 连接酶后 ,进行大肠杆菌受体细胞导入操作含ABD 多项选择 .,就受体细胞的类型包A、ApR 蓝色C、ApS、蓝色B、ApR 白色D、ApS 白色5动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本缘由是 B .A、受精卵能使目的基因高效表达B、受精卵可发

9、育成动物个体C、受精卵更易接受 DNA 的插入D、受精卵体积较大 ,便于 DNA 导入操作解析1DNA聚合酶和 DNA 连接酶的作用形成的键均为磷酸二酯键,因此都应为 .2由题图可知 ,切割目的基因应用 Pvu ,但该限制酶会将 c 质粒的复制原点破坏 ,使该质粒无法进行复制 ,而质粒 A 不含有标记基因,因此两者都不能作为运载体. 3依据题意 ,质粒 B 长度为 2.7 kb,目的基因长度为 4.0 kb,所以重组质粒长度为 6.7 kb,假如显现长度为 1、1 kb 的一个片段 ,就另外一个片段的长度为5.6 kb.假设目的基因与运载体反向连接,可形成长度分别为 3.1 kb 和 3.6

10、kb 的两个片段. 4将分别用限制酶Pvu切开的质粒 B 溶液与目的基因溶液混合 ,加入 DNA 连接酶后 ,可得到质粒自身环化形成的一般质粒、重组质粒和目的基因自身连接的DNA 环三种类型.假如导入的是一般质粒,受体细胞的类型为 A ApR、蓝色 , 假如导入的是重组质粒 ,受体细胞的类型为B ApR、白色 ,假如导入的是DNA环,受体细胞的类型为 DApS、白色.5动物基因工程通常选用受精卵作为受体细胞的根本缘由是受精卵可发育成动物个体.4、人乳头状瘤病毒 HPV 与宫颈癌的发生亲热相关 ,抗 HPV 的单克隆抗体可以精确检测出 HPV,从而准时监控宫颈癌的发生 ,以下是以 HPV 衣壳蛋

11、白为抗原制备出单克隆抗体的过程 ,请据图答复以下问题：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有动物细胞融合 . 动物细胞培养、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 假设要分析杂交瘤细胞中染色体,可通过 解离、漂洗、染色和制片 等过程制成装片 ,然后在显微镜下观看.杂交瘤细胞中染色体数目与一般淋巴细胞相比具有的特点是 染色体数目加倍 ,在 HAT 培养基上存活的细胞可能包括 填以下序号 .无抗体分泌的细胞抗 HPV 抗体的分泌细胞其他无关抗体的分泌细胞(3) 对于抗体检测呈

12、阳 性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化 ,克隆化的方法最常用的是有限稀释法 ,即稀释细胞到 3 10 个/ mL, 每孔加入细胞稀释液 0.1 mL,使每个孔内不多于一个细胞 ,到达单克隆培养的目的.(4) 由上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体 ,理由是 小鼠形成的抗体对人体来说是抗原 ,存在着排异反应 .(5) 科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中别离出了无限增殖调控基 因prG,该基因能激发动物细胞分裂 ,这为单克隆抗体的制备供应了更多的思路.除此题描述的制备单克隆抗体技术外,请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路. 通过基因工程向浆细胞中导入prG;利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去

13、核的无限增殖细胞中 答对其一即可 .解析2利用显微镜观看有丝分裂过程中的染色体,需先制作临时装片;杂交瘤细胞中含有浆细胞和骨髓瘤细胞的染色体,所以比一般淋巴细胞的染色体数目多一倍 ;在 HAT 培养基上生存的细胞均为杂交细胞 ,这些杂交细胞中有分泌 HPV 抗体的细胞 ,有分泌其他抗体的细胞 ,也有不能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分泌抗体的细胞. 3抗体检验呈阳性 ,说明该杂交瘤细胞可产生所需抗体 ; 为保证每个小孔不多于一个细胞 ,依据浓度可推断加入细胞稀释液的量： 设加入细胞稀释液的最大量是 X, 就 10 个/ mL X1 个,X 0.1 mL.4 小鼠形成的抗体与人

14、体抗体不同,故在人体内可引起免疫反应,所以上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体.5依据所给信息可知 ,仍可通过转基因技术或核移植技术获得既能大量增殖,又能产生特定抗体的杂交细胞.5、2022 陕西西安长安一中第一次检测 以下图是植物体细胞杂交过程示意图 ,请据图答复：(1) 植物体细胞杂交的第步是去掉细胞壁,别离出有活力的原生质体.目前此步骤最常用的方法是酶解法,也就是在温存的条件下用 纤维素酶、果胶酶 等分解植物的细胞壁.(2) 过程的发生 ,必需进行人工诱导.人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用 聚乙二醇 试剂作为诱导剂诱导融合.动物细胞融合仍常用到 灭活的病毒 作为诱导剂.(3)

15、 与过程亲热相关的具有单层膜结构的细胞器为高尔基体 .(4) 过程称为 脱分化 ,过程称为 再分化 .假设利用此技术生产治疗癌症的药物 紫杉醇,培养将进行到 e填字母编号 即可.(5) 植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以 克服远缘杂交不亲和的障碍 .解析1植物体细胞杂交的第步是用纤维素酶和果胶酶去掉细 胞壁,别离出有活力的原生质体. 2人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用聚乙二醇试剂作为诱导剂诱导融合.动物细胞融合仍常用到灭活的病毒作为诱导剂. 3过程是杂种细胞生出细胞壁 ,高尔基体与植物细可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_胞壁形成有关. 4过程分

16、别为脱分化和再分化 ,治疗癌症的药物 紫杉醇是从紫杉细胞中提取的 ,只需将植物组织培养进行到愈伤组织阶段即可. 5植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以克服远缘杂交不亲和障碍,大大扩展可用于杂交的亲本组合范 围.6、2022 全国卷某种荧光蛋白 GFP在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光 ,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达.某科研团队将某种病毒的外壳蛋白 L1 基因连接在 GFP 基因的 5末端,获得了 L1 GFP融合基因 简称为甲 ,并将其插入质粒 P0,构建了真核表达载体 P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下 ,图中 E1E4 四种限制酶产生的黏性末端各不

17、相同.答复以下问题：(1) 据图推断 ,该团队在将甲插入质粒P0 时,使用了两种限制酶 ,这两种可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_酶是 E1 和 E4 .使用这两种酶进行酶切是为了保证是为了保证 甲与载体正确连接 . 甲的完整 ,也可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 将 P1 转入体外培养的牛皮肤细胞后 ,假设在该细胞中观看到了绿可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_色荧光,就说明 L1 基因在牛的皮肤细胞中完成了程. 转录 和 翻译 过可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 为了获得含有甲的牛 ,该团队需要做的工作包括：将能够产生绿

18、色荧光细胞的 细胞核 移入牛的 去核卵母细胞 中、体外培养、胚胎移植等.(4) 为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用 PCR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方法进行鉴定 ,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的“ mRNA”“总 RNA ”或“核 DNA ”作为 PCR 模板. 核 DNA 填可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析1由题意可知 ,L1 基因和 GFP 基因合成了 L1 GFP 融合基可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_因简称为甲 ,题图中显示了四个酶切位点 ,当将 L1 GFP融合基因插入质粒 P0 时,可用 E1 和 E

19、4 限制酶进行酶切 ,用这两种酶进行酶切不会破坏甲的完整性 ,同时能保证甲依据正确的方向与载体连接.(2) 假设在牛皮肤细胞中观看到了绿色荧光,就说明 L1 GFP 融合基因得到表达 ,即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白.(3) 为了获得含有甲的牛 ,可将含有目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中 ,然后进行体外培养、胚胎移植等.(4) 利用 PCR 技术扩增目的基因 ,可以检测目的基因是否存在. PCR扩增的模板是 DNA .7、2022 天津卷 甲型流感病毒为 RNA 病毒,易引起流感大规模流行.我国科学家在2022 年制造了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下

20、.(1) 改造病毒的部分基因 ,使其失去在正常宿主细胞内的增殖才能.以病毒 RNA 为模板,逆转录成对应 DNA 后,利用 PCR 技术扩增 ,并将其中某些基因 不包括外表抗原基因 内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列.与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的 多肽或蛋白质 ,因此不能产生子代病毒. 将该改造基因、 外表抗原等其他基因分别构建重组质粒 ,并储存.(2) 构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞.设计合成一种特殊 tRNA 的基因,其产物的反密码子能与 1中的终止密码子配对结合 ,并可携带一个非自然氨基酸 Uaa.将该基因与 载体 连接后导入宿主细胞.提取

21、宿主细胞的 总 RNA进行分子杂交鉴定 ,选择获得成功表达上述tRNA 的转基因宿主细胞.(3) 利用转基因宿主细胞制备疫苗.将 1中的重组质粒导入 2中的转基因宿主细胞 ,并在补加 非自然氨基酸 Uaa 的培养基中进行培养 ,就该宿主细胞能利用上述特殊 tRNA, 翻译出改造病毒基因的完整蛋白 ,产生大量子代病毒 ,用于制备疫苗.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_特殊 tRNA 基因转录时 ,识别其启动子的酶是 D单项选择 .A、病毒的 DNA 聚合酶C、病毒的 RNA 聚合酶B、宿主的 DNA 聚合酶D、宿主的 RNA 聚合酶4上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性

22、 ,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗.与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比毒活疫苗的优势之一是可引起 细胞 免疫,增强免疫爱惜成效.,该病解析1体外进行 DNA扩增接受的技术手段是聚合酶链式反应PCR 技术.将基因内个别编码氨基酸的序列改造成编码终止密码子的序列后,在翻译时终止密码子提前显现,不能合成完整长度的多肽 或蛋白质.(2) 为了使目的基因能够在受体细胞中稳固存在并正常表达 ,需要将目的基因与载体 运载体连接后导入受体细胞. 利用分子杂交技术鉴定 ,选择获得成功表达目的 RNA 的细胞时 ,需提取宿主细胞的总 RNA .(3) 将1中的重组质粒导入 2中的转基因宿主细胞 ,宿主细胞内由于没

23、有 Uaa,翻译将会在终止密码子处停止 ,将不能翻译出改造病毒基因的完整蛋白,所以要想翻译出完整蛋白 ,需要在培养基中加入 Uaa.转录时 ,识别启动子的酶为 RNA聚合酶,由于转录在宿主细胞中进行 ,所以转录用的酶为宿主细胞的 RNA 聚合酶.(4) 不具有感染性的灭活病毒不能进入人体细胞内 ,只会引发体液免疫 , 而减毒的活疫苗虽然不能在人体细胞内正常增殖 ,但可以侵入人体细胞 , 能引起人体产生细胞免疫 ,增强免疫爱惜成效.8、2022 江苏卷 为生产具有特定性能的 淀粉酶 ,争论人员从某种海洋细菌中克隆了 淀粉酶基因 1 656 个碱基对 ,利用基因工程大量制备 淀粉酶 ,试验流程见以

24、下图.请答复以下问题：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 利用 PCR 技术扩增 淀粉酶基因前 ,需先获得细菌的 基因组 DNA .(2) 为了便于扩增的 DNA 片段与表达载体连接 ,需在引物的 5 端加上限制性酶切位点 ,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点 ,主要目的是 使 DNA 片段能定向插入表达载体 ,削减自连 .(3) 进行扩增时 ,反应的温度和时间需依据具体情形进行设定 ,以下选项中 的设定与引物有关 , 的设定与扩增片段的长度有关. 填序号变性温度 退火温度 延长温度 变性时间 退火时间延长时间(4) 以下图表示选择获得的工程菌中编码淀粉酶的 mR

25、NA 的部分碱基序列：图中虚线框内 mRNA 片段包含 8 个密码子 ,如虚线框后的序列未知,推测虚线框后的第一个密码子最多有13 种.(5) 获得工程菌表达的 淀粉酶后 ,为探究影响酶活性的因素 ,以浓度为 1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下：缓可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_50 mmol/L冲Na2HPO4 KH 2PO4液50 mmol/LTris HCl50 mmol/LGly NaOH可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_pH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5

26、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_酶相对活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8依据上述试验结果 ,初步判定该 淀粉酶活性最高的条件为 pH 为8.5,缓冲液为 50_mmol/L Tris HCl.解析1利用 PCR 技术扩增 淀粉酶基因前 ,需先获得细菌的基因组 DNA 作为模板 ,并依据 淀粉酶基因两端的部分核苷酸序列合成两条引物.(2) 利用 PCR 技术扩增 DNA 时,只能从 3 端延长 DNA子链,为了便于扩增的 DNA片段与表达载体连接 ,需在引物的 5 端加上限制性酶切位点,并且要留意在两条引物上设计

27、加入不同的限制性酶切位点,这样既能防止目的基因、载体的自身连接 ,又能确保目的基因与表达载体的定向连接.(3) PCR 技术包括变性、 退火复性和延长三步 ,变性温度准备 PCR 反应中双链 DNA 的解链,且时间很短 ;退火时引物结合到互补的 DNA 单链上, 退火温度由引物复性温度准备 ,其温度设定与引物的长度、碱基组成及其浓度等有关 ;延长时间与产物片段的长度有关,产物在 1 kb 以内的延长时间为 1 min 左右,3 4 kb 的延长时间为 3 4 min.(4) 图中虚线框内共含有24 个碱基 ,mRNA 上 3 个相邻的碱基编码1 个氨基酸 ,故共包含 8 个密码子.虚线框后的第 1 个密码子的第 1 个碱基是 U,第 2 和第 3 个碱基各有 4 种可能性 ,因此共 16 种可能性.题干说明把握 淀粉酶的基因有 1 656个碱基对 ,说明图中虚线框后的第一个密码 子确定不是终止密码子 3 种终止密码子为 UAA 、UAG 、UGA, 故虚线框后第一个密码子实际最多有 16 3 13 种可能性.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(5) 分析表格中的数据 ,酶相对活性最高为 99.5%,对应的条件是 pH 为8.5,缓冲液为 50 mmol/L Tris HCl .可编辑资料 - - - 欢迎下载