2021高考生物二轮课标通用专题能力训练：16基因工程、细胞工程

1、专题能力训练十六 基因工程、细胞工程 专题能力训练第 32 页 1. (2019 全国I理综)基因工程中可以通过 PCR 技术扩增目的基因。回答下歹 基因工程中所用的目的基因可以人工合成 ，也可以从基因文库中获得。基因文库包括 _ 和 。 生物体细胞内的 DNA 复制开始时,解开 DNA 双链的酶是 _ 。在体外利用 PCR 技术扩 增目的基因时，使反应体系中的模板 DNA 解链为单链的条件是 _ 。上 述两个解链过程的共同点是破坏了 DNA 双链分子中的 。 (3) 目前在 PCR 反应中使用 Taq 酶而不使用大肠杆菌 DNA 聚合酶的主要原因是 _ 答案：基因组文库 cDNA 文库 解旋

2、酶加热至 9095 C 氢键 (3) Taq 酶热稳定性高，而大肠杆菌 DNA 聚合酶在高温下会失活 解析：(1)基因文库包括基因组文库和 cDNA 文库。(2)生物体细胞内的 DNA 复制开始时，由解旋酶解 开 DNA 双链。在体外利用 PCR 技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板 DNA 解链为单链的条件 是加热至9095 C。这两个解链过程都破坏了 DNA 双链分子中的氢键。(3)温度会影响酶的活性。 PCR 过程是在高温条件下进行的。 Taq 酶耐高温，而大肠杆菌 DNA 聚合酶在高温下会变性失活。 2. (2018 全国H理综)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧

3、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相同。 启趙子 14基因 融止子 E 1 t 3 E3 E 4 回答下列问题。 (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，这两种酶是 _ ,使用这两 种酶进行酶切是为了保证 _ ，也是为了保证 _ 。 (2) 将 P1 转入体外培养的牛皮肤细胞后 ，若在该细胞中观察到了绿色荧

4、光 ，则说明 L1 基因在牛的皮肤 细胞中完成了 _ 和 _ 过程。 (3) 为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的 _ 移入牛的 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 方法进行鉴定，在鉴定时应分别 以该牛不同组织细胞中的 _ (填 mRNA ”总 RNA ”或核 DNA ”)作为 PCR 模板。 答案:(1)E1 和 E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2) 转录翻译 (3) 细胞核去核卵母细胞 (4) 核 DNA 3下表是几种限制酶识别序列及其切割位点 ，图 1、图 2 中标注了相关限制酶的酶切位点

5、 ，其中切割位 点相同的酶不重复标注。请回答下列问题。 限制酶 BamH I Bel I Sau3A I Hind 川 识别序列及切割位点 GGATCC CCTAGG rtjATCA ACTAGT I GATC CTAG I 1 AAGCTT 1700/ 他坏章抗性基函 Bamli 1 Bd Samti 1 Hmd 報节青蠢if 阳1 Btunll 引物甲 Hind Bci I / 引物丙引物乙 口的箱阖 團2 (1) 用图中质粒和目的基因构建重组质粒 应选用 _ 两种限制酶切割，酶切后的载体和 目的基因片段，通过 _ 酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒 ，需将其转入处于 _ 态的大肠杆菌

6、。 (2) 为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌 ，应在筛选平板培养基中添加 _ 菌落，常用 PCR 鉴定,所用的引物组成为图 2 中 _ 。 ，平板上长出的 (3) 若 BamH I酶切的 DNA 末端与 Bel I酶切的 DNA 末端连接，连接部位的 6 个碱基对序列 为 _ ，对于该部位，这两种酶 _ (填 都能”都不能”或 只有一种 能”)切开。 (4) 若用 Sau3A I切图 1 质粒最多可能获得 _ 种大小不同的 DNA 片段。 答案:(1)Bel I和 Hi nd 川 连接 感受(2)四环素 引物甲和引物丙 TGATCC (GGATCA)都不 ACTAGGCCTAGT 能(4)7

7、 4.(2019 全国H理综)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比 ，这种微型繁殖技术的特点是_ (答出 2 点即可)。 人工肚乳 人神皮 (2) 通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体 ，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种 子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 _ 人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质 ，因此应含有植物激素、 _ 和 _ 物质。 (3) 用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗 ，可以选取植物的 _ 织培养

8、。 (4) 植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一 个完整植株的基本程序是 _ (用流程图表示)。 答案：(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快 (2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖 (3)茎尖(4)含目的基因的细胞 a愈伤组织 等几类 进行组 解析：(1)基于植物组织培养技术的微型繁殖实现了植物克隆 方法(有性生殖)相比，微型繁殖技术可以保持植物原有的遗传特性 工种子的人工种皮要保证胚状体正常的生命活动 一方面要有子叶或胚乳的功能 诱鼻分化 4 小植株 ，属于无性繁殖技术。与常规的种子繁殖 ，快速实现种苗的大量繁殖。(2)人 ，一方面要

9、有透气性，使胚状体能够进行呼吸作用；另 ，为胚状体生长发育提供必需的植物激素、矿质元素和糖等几类物质。 植物分生区附近(如茎尖)的病毒很少，甚至无病毒。用茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不 带病毒，从而获得脱毒苗。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株 ，应首先对含有目的基因的 细胞进行脱分化处理获得愈伤组织，然后诱导其再分化，即可获得试管苗(小植株)。 5菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花 ，培育出抗虫菊花。下图是获得转 基因菊花的技术流程，请据图回答下列问题。 抗虫也因蛆_魯理戦 纽馬韩端花_巅伤 書kin质捡 质魁腔的* 叶片飢配 ffi 宓籽* 朋 转基因

10、抚檢JU再生 虫櫃株楂擁 注卡那霉素抗性基因(kanR)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。 (1) _ 为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用 处理土壤农杆菌,使其处于 以便吸收重组质粒。 (2) 将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够 _ 的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入菊花细胞的 _ 上,最终形成转基因植株。 (3) 将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和 _ 的培养基中，在适宜条件下进行 培养，筛选转基因菊花。 用 PCR 方法检测转基因菊花是否含有目的基因时 ，需根据 _ 的核苷酸序列 设计特异引物，以 为模板进行第一轮扩增。 (5) 将转基因菊花嫩茎及叶片与人工

11、饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛 2 龄幼虫，实验结果如下表所 示。 组 另 U 死亡率/% 实验组 转基因植株 1 60.00 转基因植株 2 53.33 对照组 13.33 对照组应饲喂等量的 _ 。 据表分析， _ 差异显著，说明转基因菊花对菊天牛 2 龄幼虫有较 强的毒杀作用。 答案：(1)Ca2+(或 CaCl2)感受态 (2)感染菊花(或植物)细胞，并将 T-DNA 转移至受体细胞 染色体 (3)卡那霉素 (4)抗虫基因(目的基因)转基因菊花的 DNA(或 含目的基因的菊花的 DNA ”) (5) 非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料的混合物 实验组与对照组死亡率 6科学家利用植物体细胞

12、杂交技术成功获得了番茄 一马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和 鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质 ，其培育过程 如下图所示。 马铃u电马蛉尊厚如i 细胞 生质惮 (1) 植物体细胞杂交依据的生物学原理有 (2) 过程常用的酶是 是 (3) 植物原生质体融合常利用 _ (化学试剂)诱导，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察 ， 根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到 _ 种不同的两两融合类型的原生质体 ，当观察到 _ 时，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。 (4) 过程和过程依次为 ，过程中的培养基常添加的植物激素 (5) _ 若番茄体细胞内有

13、 m 条染色体，马铃薯体细胞内有 n条染色体，则 番茄一马铃薯”细胞在有丝分裂 后期含 条染色体。若杂种细胞培育成的 番茄一马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的 花粉经离体培育得到的植株属于 _ 植株。 答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 纤维素酶和果胶酶 形成了新的细胞壁 聚乙 二醇(PEG) 3 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光 (4)脱分化和再分化 生长素和细胞 分裂素 2(m+n) 单倍体 解析:(1)植物体细胞杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞 ，再利用植物组织培养技术 租合惚竺杂.忡里蠡怙里書 质体堀匏组纵障 ，细胞融合完成的标将杂种细胞培育成植株，体现

14、的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 (2)植物细胞融 合时需先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁获得原生质体 ，杂种细胞再生出新的细胞壁是 细胞融合完成的标志。植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇 (PEG),融合后有 3 种不同 的两两融合类型的原生质体 ，分别是番茄细胞自身融合细胞 (红色荧光)、马铃薯细胞自身融合细胞 (绿色荧光)、番茄一马铃薯融合细胞(红色+绿色荧光)三类。(4)杂种细胞形成愈伤组织的过程属于 植物组织培养过程中的脱分化，愈伤组织形成植物体的过程属于再分化。 (5 )杂种细胞的染色体数为 融合前两种细胞染色体数之和 ，即 (m+n)。细胞有丝分裂

15、后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开，使 得杂种细胞中的染色体数目加倍为 2(m+n)，经过花粉离体培养形成的植株不论细胞中含有几个染色 体组均属于单倍体。 7.(2017 全国n理综)1 .几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分 ，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基 因工程将几丁质酶基因转入植物体内 ，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题。 (1) 在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实 验材料，原因是 _ 。提取 RNA 时，提取液中需添加 RNA 酶抑制 齐廿，其目的是 _ 。 (2) 以 mRNA 为材料可以获得 cDNA，其原理是 _ 。

16、 若要使目的基因在受体细胞中表达 ，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞 ，原因 是 _ (答出两点即可)。 当几丁质酶基因和质粒载体连接时 学键是 _ 。 (5) 若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中 )抗真菌病的能力没有提高，根据 中心法则分析，其可能的原因是 _ 。 n .Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞 失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图所示。 (1) 步骤中，在核移植前应去除卵母细胞的 (结构)。 (2) 培养细胞过程中，要置于 CO2培养箱中，其中 CO2的主要作用是 _ (3) 步骤中，需要构建含有 Rag2基因的表达载体。可以根据 Rag2基因的 设计引物 利用 PCR 技术扩增 Rag2基因片段。用 Hind 川和 PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获 得 Rag2基因片段。为将该片段直接连接到