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高二期末复习选修部分练习题基因工程1.(2011安徽理综，31)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前，需用_酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_和_之间。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、_和_。(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。2(2011江苏卷，33)请回答基因工程方面的有关问题：(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。 从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为。在第轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)设计引物是PCR技术关的键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。第1组： _；第2组： _。(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_。 (4)用限制酶EcoR、Mbo单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb即1 000个碱基对)，请画出质粒上EcoR、Mbo的切割位点。3(2011海南卷，31)回答有关基因工程的问题：(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生_末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(相同、不同)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_，常用抗原抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌T i质粒的_中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_上。4(2010天津卷，7)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH、Hind、Sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_(填字母代号)。A启动子 BtetRC复制原点DampR(3)过程可采用的操作方法是_(填字母代号)。A农杆菌转化B大肠杆菌转化C显微注射D细胞整合(4)过程采用的生物技术是_。(5)对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的_性。(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_(填字母代号)技术。A核酸分子杂交B基因序列分析C抗原抗体杂交DPCR5应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题：(1)在培育转基因牛的过程中，过程需要的工具酶是_，过程常用的方法是_。(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有_，它是_识别和结合点部位。过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用_技术，培育出多头相同的转基因牛犊。(3)PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，最可能是_细胞，代表的细胞具有_的特点。(4)在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是_法。过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是_，过程采用的技术是_。16如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号_所示的过程，实现过程的依据有_。(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质获取的，则过程包括_、_。(3)过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是_，进行过程的目的是_。(4)为获得较多的受精卵用于研究，过程的处理方案是_。若过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的过程表示_。克隆技术1.“白菜甘蓝”是科学家用植物细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜甘蓝”培育过程示意图，请完成下列有关问题：(1)由杂种细胞D培育成“白菜甘蓝”植株，采用的技术手段是_。该过程说明植物细胞具有_。(2)要制备“白菜甘蓝”的人工种子，要在d步骤选取具有生根发芽能力的_(结构)，包裹上人造种皮制得。(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是_，融合依据的原理是_。2人工种子的培育过程如图所示，请回答下列问题：(1)人工种子依据的原理是_，是经过_技术培育而成的。(2)包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构？_。(3)某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为_，基因型为_。(4)如果外植体为植物的茎尖，通过的处理可使细胞彼此分离，可加入下列哪种试剂。()A15%的盐酸B淀粉酶C果胶酶D胰蛋白酶(5)表示脱分化过程，其实质是_；表示再分化的过程，其实质是_。(6)从上面所述胚状体的类型分析，人工种子萌发长成的植株是否可育？_。3细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。(1)科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4 000 kg，但全世界紫杉醇的产量是250 kg，供求严重失衡，导致一些地区红豆杉资源遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术解决这一问题。植物组织培养依据的原理是_。在得到红豆杉的_后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外，_是其生长必需的，_是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看，得到_就可以提取紫杉醇。(2)德国科学家豪森是2008年生理学或医学奖获奖者之一。他的研究证实宫颈癌和人乳头状瘤病毒(HPV)之间存在联系，为宫颈癌疫苗的研制奠定了基础。现在宫颈癌疫苗已经开发出来，使宫颈癌成为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。理论上讲，将纯化的HPV在_中培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死，但要确保灭活HPV的_不被破坏，并且能被人的免疫细胞识别。这样就能得到预防宫颈癌的疫苗了。HPV疫苗的作用是使一部分淋巴细胞在反应阶段形成_，当_病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_。4现有甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质，利用动物细胞培养的方法能够鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请完成下列实验报告。.实验材料：小白鼠胚胎。.药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、细胞培养箱、载玻片、盖玻片、光学显微镜、小 白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片。.实验原理：_，根据这些变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值)，可判断该化学物质的毒性。.实验步骤：(1)制备细胞悬液把小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬液。(2)进行细胞培养取A、B、C三个洁净的培养瓶， _。_。_。(3)制作临时装片当细胞繁殖到大约第8代左右时，同时从细胞培养箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液迅速杀死细胞，并将细 胞固定在不同的分裂时期。静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬液。滴在与培养瓶有相同编号的载玻片中央，加12滴适宜浓度的_染色，35 min后，盖上盖玻片，制成临时装片。(4)镜检和统计把临时装片放在显微镜下，按照_的顺序观察，寻找处于_期的细胞，并与_对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数(Q值)。.实验结果：培养瓶ABCQ值1.3%12.5%0.1%.实验结论：_。5下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单抗的实验研究。据图回答相关问题。(1)X、Y、Z细胞的名称分别是_、_、_。2(2)过程类似于植物组织培养技术中的_过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较_。过程的实质是_。(3)过程中需用到的生物诱导剂是_。(4)处需要筛选，其目的是_。(5)若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，能检测到放射性32P的细胞器是_、_。6 2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马里奥卡佩基、奥利弗史密斯和英国人马丁埃文斯。3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。所谓“基因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能。请回答下列问题：(1)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是_酶。用修改过的基因取代原有基因时还需要_酶。(2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤： _。给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：_。(3)利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如下图所示：促进卵细胞融合最常用的试剂是_。重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于_，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和_等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是_。7供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解：(1)正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中的_期的卵母细胞。(2)重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在_期。(3)治疗性克隆所用到的技术名称是_，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用_技术。(4)请你运用上述知识举一例说明干细胞在临床治疗上的应用。_ _。胚胎工程1.下图表示胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程。请回答下列问题：(1)请在图中空格处将内容补充完整：，。(2)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射。(3)冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的冲洗出来。(4)如果胚胎发育到了F期，这时细胞就是胚胎干细胞。2下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：(1)在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有_。(2)在基因工程中，我们称为，在进入之前要用等工具来构建基因表达载体，能实现进入的常用方法是。(3)图中一般经处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的去核卵细胞为受体，而不用普通的体细胞，原因是_。(4)从AD中选出到的过程中正确的操作方法，把送入的最佳时期是。(5)是生出的后代，那么的遗传性状和最相似，为什么？_，如果的数量太少，常用来扩增。要实现批量生产血清白蛋白，则要求的性染色体是，利用该方法得到的动物叫做。(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，优越性在于。和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，这样的转基因动物被称为。3 2010年10月4日英国剑桥大学的罗伯特爱德华兹教授荣获该年度的诺贝尔生理医学奖，授予理由是“他使试管受精技术用于治疗不孕症成为可能，为占总人口比例超过10%的不孕夫妇带来了福音”。胚胎工程等生物工程技术正在改变着人类的生活。请回答下面相关问题：(1)试管婴儿的奥秘，通俗地说就是改变精子和卵子的相遇方式及场所，通过诱发_与_在体外培养皿中完成受精作用。(2)用来培养受精卵的营养液除水和无机盐以外，还需添加_等物质。(3)体外受精及培养过程需在_条件下及无菌环境中进行。母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_，这为胚胎在母体内存活提供了可能。(4)为了确保受孕成功常根据母体年龄及健康状态移植_。现在大多数人反对设计婴儿性别，原因_。4长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：3(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有_、_(至少写出两项)。(2)和受精有关的过程有：第一次卵裂开始；释放第二极体；顶体反应；穿越透明带；雌、雄原核的形成；核膜消失，雌、雄原核融合。其正确的顺序为_(填序号)。(3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期的有_；图中标号3为_，它将来可发育为胎膜和胚盘。(4)动物的早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。(5)试管牛E的性别为_，克隆羊多利的性状和_最接近，原因是_。5下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：(1)在进行体外受精前要对精子进行_处理。(2)进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚进行操作。通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是_。(3)指的是_。(4)受体母牛必须和供体牛属于_。6(2010海南卷，26)请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、_、_以及在母体中发育和产出等过程。(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其_。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和_。(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是_。(4)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是_、基因表达载体的构建、_和_。若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、_、_、_和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_(显微注射法、农杆菌转化法)，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是_(受精卵、乳腺细胞)。 7克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础，而且解决了器官移植中供体不足的问题，但同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：(1)图中所涉及的现代生物技术有_和_等。(2)下列有关胚胎移植的叙述，正确的有_。A冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子B只有供、受体的生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在原肠胚时期进行(3)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同，这说明_具有全能性，早期胚胎发育在_阶段以前的细胞是全能细胞。(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入 _等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需的_等。(5)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用_处理内细胞团，使之分散成单个细胞。生物技术的安全性和伦理问题1(2011南京质检)克隆羊“多利”的问世，很快在全世界引发了一场大讨论，其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。(1)过程A表示_，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由_细胞提供细胞质，进行人工重组。(2)经过程B得到的结构中，是未分化的细胞，因而这些细胞被认为是胚胎干细胞。在体外培养条件下，胚胎干细胞具有增殖能力并保持_状态。(3)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？2“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是()A有性生殖 B组织培养C克隆技术 D基因工程(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。(3)该图示时期是胚胎发育的_期。(4)在该图下一时期，b细胞最可能成为_胚层的一部分。(5)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？_。(填序号)体外培养人工授精胚胎移植核移植(6)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_，双胞胎的性别是否相同？_。4(7)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是什么？_。(8)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_。3炭疽热是一种由炭疽杆菌引发的急性传染病，炭疽杆菌主要以孢子形式存在，孢囊具有保护功能，能使细菌不受阳光、热和消毒剂的破坏而在自然界中长期存活。通过空气传播的呼吸性炭疽热后果最为严重，致死率约为95%100%。所以它也是一种重要的生物武器。(1)生物武器多具有_等特点(答出两个方面即可)，目前有些国家用新技术制造全新致病菌，使感染者突然发病，无药可医，受害国极度恐慌，机构瘫痪。(2)下列有关炭疽杆菌致病特点的叙述中，不正确的是_。A传染性极强B感染者死亡率极高C只要有0.001 mg就能引发炭疽病D造成人的精神失常(3)1998年6月27日，中美联合声明中重申了在任何情况下_、不生产、_生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。参考答案基因工程1(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)启动子终止子(3)对干扰素基因特异的DNA引物对Taq DNA聚合酶(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积2(1)15/16三(2)引物和引物局部发生碱基互补配对而失效引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上(4)见图3(1)平口相同(2)RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质CaCl2溶液(或Ca2)DNA分子杂交技术人胰岛素(3)TDNA染色体的DNA4(1)Hind和BamH氨苄青霉素 (2)A(3)C(4)胚胎移植技术(5)全能(6)C6(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶显微注射法(2)启动子RNA聚合酶胚胎分割移植(3)浆既能无限增殖又能产生特定抗体(4)农杆菌转化全能性高植物组织培养7(1)氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA的模板链间的碱基互补配对原则(2)逆转录诱导突变(3)限制酶使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用(4)用促性腺激素进行超数排卵在体外人工培养至减数第二次分裂中期克隆技术1(1)植物组织培养全能性(2)胚状体(3)聚乙二醇(PEG)细胞膜的流动性2(1)植物细胞的全能性植物组织培养(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶(3)单倍体DT、Dt、dT、dt(4)C(5)使细胞恢复分裂基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变(6)若是由花粉(或三倍体植物的营养器官)发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则可育3(1)植物细胞的全能性离体组织、细胞(或外植体)矿质元素或无机盐植物激素愈伤组织(2)哺乳动物或人的活细胞抗原决定簇记忆细胞HPV体液免疫和细胞免疫4.将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异(答出有毒物质使细胞发生变异即可).(2)分别加入等量的细胞悬液向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不做处理，作为对照把3个培养瓶放在37(或适宜温度)的细胞培养箱中培养(3)龙胆紫溶液(4)先用低倍镜后用高倍镜有丝分裂中小白鼠正常体细胞有丝分裂中期的高倍显微镜照片.甲、乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大5(1)骨髓瘤细胞抗原刺激过的B淋巴细胞 杂交瘤细胞(2)脱分化高基因的选择性表达 (3)灭活的病毒(4)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞 (5)核糖体线粒体6(1)限制性核酸内切DNA连接(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”(3)灭活的病毒或聚乙二醇液体培养基动物血清细菌等微生物生长繁殖快