全國通用高考生物二輪復(fù)習(xí)作業(yè)及講義： 專題八 現(xiàn)代生物科技專題 課時作業(yè)1 大題練

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1、 課時作業(yè)1 大題練——確保高分沖名校 1．(2017·全國卷Ⅰ)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________

2、________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用________作為載體，其原因是__________________________________。 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有____________________________________(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是

3、______________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)人為真核生物，從人的基因組文庫中獲取的基因A含有內(nèi)含

4、子，基因A轉(zhuǎn)錄出的產(chǎn)物中有與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列。大腸桿菌為原核生物，沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制，因此以大腸桿菌作為受體細(xì)胞，不能切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列，無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體和動物病毒均可作為基因工程的載體，但它們的宿主細(xì)胞不同。題中受體為家蠶，是一種昆蟲，因此，選擇昆蟲病毒作為載體，噬菌體的宿主是細(xì)菌，不適合作為該實驗的載體。(3)大腸桿菌具有繁殖快、容易培養(yǎng)、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點，因此，常作為基因工程的受體細(xì)胞。(4)常用抗原—抗體雜交的方法檢測目的基因是否表達(dá)，故能用于檢測蛋白A的物質(zhì)為蛋白A的抗體。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S

5、型菌的DNA轉(zhuǎn)移到了R型菌體內(nèi)，其對基因工程理論的建立提供的啟示是DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。 答案：(1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A　(2)噬菌體　噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng)　(4)蛋白A的抗體　(5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 2．下圖是科學(xué)家利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的部分過程。請結(jié)合相關(guān)知識回答問題： (1)除圖示方法獲得目的基因(人胰島素基因)外，還可通過__________的方法獲得目的基因。 (2)圖示所獲得的人胰島素基因在大腸桿菌中

6、不能表達(dá)，需要質(zhì)粒為其提供________________等調(diào)控因子；質(zhì)粒含有一個或多個__________切割位點，供目的基因插入其中；質(zhì)粒上還含有______，供重組DNA的鑒定和選擇。 (3)圖中切割人胰島素基因和質(zhì)粒的酶(酶A)相同，其目的是________________。將重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌前，常需用________處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。 (4)由于大腸桿菌中沒有________________________等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性，需要經(jīng)過再加工。 解析：(1)獲得目的基因的方法除題圖所示方法外，還有人工合成法。(2)圖示所獲得的人胰島素基因

7、由于不含啟動子和終止子，因此需要載體——質(zhì)粒提供。質(zhì)粒上還應(yīng)含有一個或多個限制酶切割位點，供目的基因插入其中；質(zhì)粒上還含有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。(3)用同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，以便獲得相同的末端。將重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌前，需用Ca2＋處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)由于大腸桿菌中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性，需要經(jīng)過再加工。 答案：(1)人工合成　(2)啟動子、終止子　限制酶　標(biāo)記基因　(3)獲得相同的末端　 Ca2＋　(4)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體 3．血清白蛋白具有維持血液膠體滲透壓、清除自由基、抑制血小板聚集和抗凝血等生理功能，

8、科學(xué)家利用基因工程技術(shù)成功培育出了轉(zhuǎn)基因羊，從其分泌的乳汁中可提取血清白蛋白。請回答下列問題： (1)目前獲得目的基因常用方法之一是從____________中獲取，進(jìn)而用________技術(shù)擴(kuò)增，此技術(shù)應(yīng)滿足的條件有：適宜的溫度和pH、原料、模板、能量、_____________、______________酶。 (2)將血清白蛋白基因與乳腺蛋白基因的________等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程需要用__________________酶，然后通過________技術(shù)，導(dǎo)入羊的受精卵中。通過早期胚胎培養(yǎng)發(fā)育成桑椹胚或囊胚后移植到受體母羊子宮內(nèi)，最終獲得分泌的乳汁中含有血

9、清白蛋白的乳腺生物反應(yīng)器。 (3)可利用________________技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中是否含有血清白蛋白。 解析：(1)血清白蛋白基因為真核生物的基因，獲取目的基因常用的方法是從基因文庫中獲取，然后采用PCR技術(shù)擴(kuò)增，該過程中，需要引物、適宜的溫度和pH、原料、模板、能量、熱穩(wěn)定的DNA聚合(Taq)酶等。(2)為了使血清白蛋白基因在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，需將其與乳腺白蛋白基因的啟動子等重組在一起，該過程需要限制酶和DNA連接酶。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞采用顯微注射技術(shù)。(3)檢測目的基因是否表達(dá)出血清白蛋白，可用抗原—抗體雜交法。 答案：(1)基因文庫　PCR　引物(若填寫擴(kuò)

10、增緩沖液也可)　熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)　(2)啟動子　限制酶和DNA連接　顯微注射　(3)抗原—抗體雜交 4．如圖表示抗蟲棉的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中所示的目的基因是________，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時應(yīng)該將基因插入質(zhì)粒中的T-DNA上，原因是______________________________________________。 (2)構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒需要的酶有____________________，重組質(zhì)粒除了目的基因和標(biāo)記基因外，還有__________________。 (3)圖中顯示將目的基因?qū)朊藁?xì)胞的方法是________法，可以將該重

11、組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞，而一般不能導(dǎo)入小麥或玉米等單子葉作物的細(xì)胞中，原因是________________________。 (4)圖中過程③是________，過程④的實質(zhì)是__________________。 解析：(1)圖中的目的基因是Bt基因，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時要將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中，因為農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞中的染色體DNA上。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒要用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，然后再用DNA連接酶將二者連接起來。重組質(zhì)粒中除了有目的基因和標(biāo)記基因外，還有啟動子和終止子等。(3)圖中顯示將目的基因?qū)朊藁?/p>

12、細(xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。農(nóng)桿菌因?qū)Υ蠖鄶?shù)單子葉植物沒有感染能力，所以一般不用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)雴巫尤~植物細(xì)胞中。(4)圖中過程③是將導(dǎo)入重組質(zhì)粒的棉花細(xì)胞培養(yǎng)成愈傷組織的過程，該過程的名稱是脫分化。過程④是再分化，再分化也是細(xì)胞分化，所以該過程的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。 答案：(1)Bt基因　T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上(合理即可)　(2)限制酶和DNA連接酶　啟動子和終止子　(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　農(nóng)桿菌對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力　(4)脫分化　基因的選擇性表達(dá) 5．如圖表示利用PCR技術(shù)獲取人的胰島素基因，并通過胚胎工程獲取乳汁中能產(chǎn)胰

13、島素的奶牛的過程。請據(jù)圖回答下列問題： (1)由圖可以看出PCR技術(shù)遵循的原理是________________、________________。 (2)PCR完成第一次循環(huán)，除模板外還需提供的物質(zhì)有________________、________________、________________。 (3)①過程中，將胰島素基因?qū)胂鄳?yīng)受體細(xì)胞常用的方法是________________。一般情況下，②過程得到的胚胎需培養(yǎng)到________________時期才能進(jìn)行胚胎分割。如果胰島素基因僅僅整合到某一對同源染色體中的一條上，且該基因得以成功表達(dá)，那么由③過程得到的兩個胚胎發(fā)育

14、而成的兩頭奶牛________(填“是”或“不是”)都能產(chǎn)生人的胰島素。 解析：(1)圖中體現(xiàn)了PCR技術(shù)遵循堿基互補配對原則，以DNA雙鏈為模板進(jìn)行復(fù)制。另外，圖中也體現(xiàn)了PCR技術(shù)通過控制溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。(2)PCR完成第一次循環(huán)，除需要模板外，還需要提供兩種引物、四種游離的脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶。(3)常用顯微注射法將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞。進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。由于經(jīng)胚胎分割得到的兩個胚胎具有相同的遺傳物質(zhì)，所以由③過程得到的兩個胚胎發(fā)育而成的兩頭奶牛都能產(chǎn)生人的胰島素。 答案：(1)DNA雙鏈復(fù)制的原理　DNA的熱變性原理

15、　(2)兩種引物　四種游離的脫氧核苷酸　Taq酶(或熱穩(wěn)定DNA聚合酶)　(3)顯微注射法　桑椹胚或囊胚　是 6．如圖所示為培育兩種新品種草莓的流程示意圖，請回答下列相關(guān)問題： (1)獲取人胰島素基因的方法有________________________________________。將胰島素基因?qū)氩葺?xì)胞之前，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程所用到的酶有________________。完整的重組質(zhì)粒，除胰島素基因外，還必須有啟動子、________以及標(biāo)記基因等特殊的片段。 (2)要從分子水平上檢測目的基因(胰島素基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否成功表達(dá)，可采用的方法是_________

16、___。 (3)通過過程②獲得的草莓花粉細(xì)胞中，________(填“全部”或“部分”)含有胰島素基因，理由是______________________________________________________________。 解析：(1)用人工合成法、PCR擴(kuò)增和從基因文庫中獲取胰島素基因?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建需要限制酶和DNA連接酶，其組成除目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等。(2)要檢測目的基因(胰島素基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后，在草莓細(xì)胞中是否成功表達(dá)，從分子水平上可以采用的方法是抗原—抗體雜交法。(3)如果只導(dǎo)入一個目的基因，則由于減數(shù)分裂過程中等位基因分離，其配

17、子中不一定有目的基因，因此只有一部分草莓花粉細(xì)胞中含有胰島素基因。 答案：(1)人工合成法、從基因文庫中獲取和PCR擴(kuò)增等　限制酶和DNA連接酶　終止子　(2)抗原—抗體雜交法　(3)部分　若只導(dǎo)入一個目的基因，則其配子中不一定有目的基因 7．如圖為體細(xì)胞核移植流程圖，請回答下列有關(guān)問題： (1)欲獲得動物的單個細(xì)胞，可用________________酶處理動物組織塊。上述過程中，所用的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是________________________________________。 (2)上述過程中，所用的去核卵母細(xì)胞一般處于________期，對卵

18、母細(xì)胞去核時常采用________________的方法。 (3)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞后，一般通過__________(物理方法)激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。在培養(yǎng)重組胚胎時，培養(yǎng)液中通常要添加______________等一些天然成分，當(dāng)胚胎發(fā)育到__________階段時，將胚胎移入代孕牛體內(nèi)。 解析：(1)常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動物組織塊分散成單個細(xì)胞。在核移植過程中，用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型。(2)在核移植過程中，作為受體細(xì)胞的去核卵母細(xì)胞一般處于減數(shù)第二次分裂中期。對卵母細(xì)胞去核

19、時常采用顯微操作的方法。(3)在核移植實驗中，激活受體細(xì)胞使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程一般采用的物理方法是電脈沖。在培養(yǎng)動物胚胎時，培養(yǎng)液中通常要添加血清等一些天然成分，當(dāng)胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段時，可將其移入受體。 答案：(1)胰蛋白酶或膠原蛋白　傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型　(2)MⅡ(減數(shù)第二次分裂中)　顯微操作　(3)電脈沖　血清　桑椹胚或囊胚 8．細(xì)胞工程可分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程等，請回答下列關(guān)于細(xì)胞工程的問題： (1)圖1所示為植物體細(xì)胞雜交的流程。圖1中“去壁”要使用的酶是________________；①過程常采用的方法有物理法和化學(xué)法，物理法包括

20、__________________等；③過程和④過程分別表示______________。 (2)圖2所示為制備單克隆抗體的流程。圖中“篩選”包括選擇培養(yǎng)和抗體陽性檢測，其中能在特定的選擇培養(yǎng)基中存活的是____________，而抗體陽性檢測的目的是________________________________________________。 (3)圖2中，促進(jìn)細(xì)胞融合的方法中，不同于圖1中促進(jìn)細(xì)胞融合所涉及的方法是____________；篩選中的目標(biāo)細(xì)胞還可以注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從______________中提取單克隆抗體。與普通抗體相比，單克隆抗體具有________

21、____________________等優(yōu)點。 解析：(1)在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交之前，應(yīng)先使用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁。圖1中，①過程表示誘導(dǎo)植物細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，常用的方法有物理法和化學(xué)法，其中物理法包括離心、振動、電激等；③過程和④過程分別表示脫分化和再分化。(2)圖2中經(jīng)融合處理后還需要進(jìn)行至少兩次篩選，第一次(利用選擇培養(yǎng)基)是篩選出雜交瘤細(xì)胞，而未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡。第二次是篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，雜交瘤細(xì)胞中只有極少數(shù)能產(chǎn)生特異性抗體，通過抗體陽性檢測來選出目標(biāo)細(xì)胞。(3)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有物理法、化學(xué)法和滅活的病毒處理法等

22、。篩選出雜交瘤細(xì)胞后，將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，這樣，從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠的腹水中，就可以提取大量的單克隆抗體。 答案：(1)纖維素酶和果膠酶　離心、振動、電激　脫分化和再分化　(2)雜交瘤細(xì)胞　篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞　(3)滅活病毒法　小鼠的腹水　特異性強、靈敏度高、并可以大量制備 9．如圖是科學(xué)家利用現(xiàn)代生物技術(shù)研制用于癌癥治療的鼠—人嵌合抗體的流程圖。請回答下列問題： (1)利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造時，首先必須根據(jù)預(yù)期____________________，設(shè)計________________，進(jìn)一步推測應(yīng)有的氨

23、基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠—人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細(xì)胞中使其________。在Ig基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用________________切割核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 (2)圖中嵌合載體啟動子位于基因的首端，它是________________識別和結(jié)合的部位，終止子是________的終點；嵌合載體中還應(yīng)含有____________，以便重組DNA的鑒定和篩選。 (3)圖中的“抗體分泌細(xì)胞”的名稱是________，檢測目的基因在淋巴細(xì)胞中是否得到表達(dá)可采用____________技術(shù)。 (4)在制備單克隆嵌合抗體過程中要進(jìn)行篩選，第

24、二次篩選的目的是________________________________________________________________________。 解析：(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。所以，利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造時，首先必須根據(jù)預(yù)期嵌合抗體的功能，設(shè)計嵌合抗體的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步推測應(yīng)有的氨基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠—人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細(xì)胞中使其表達(dá)。在Ig基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用同種限制酶切割核苷酸之間的

25、磷酸二酯鍵，以產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，終止子是轉(zhuǎn)錄終止的信號；基因表達(dá)載體由啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等組成，其中標(biāo)記基因用于重組DNA的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細(xì)胞”的名稱是漿細(xì)胞；檢測目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)，常采用抗原—抗體雜交技術(shù)。(4)制備單克隆抗體時要經(jīng)過兩次篩選，第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選的目的是獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。 答案：(1)嵌合抗體的功能　嵌合抗體的結(jié)構(gòu)　表達(dá)　同種限制酶　(2)RNA聚合酶　轉(zhuǎn)錄　標(biāo)記基因　(3)漿細(xì)胞　抗原—抗體雜交　(4)獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞 7