高三生物 課時(shí)作業(yè)17 基因工程與細(xì)胞工程

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE7學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)作業(yè)17基因工程與細(xì)胞工程時(shí)間：45分鐘分值：120分非選擇題（每題15分,共120分)1．根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問題：（1）限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有______和______。（2）質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTC……GG……CTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是________。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即________DNA連接酶和________DNA連接酶。（4）反轉(zhuǎn)錄作用的模板是________，產(chǎn)物是________。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用________技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外,________和________也可作為運(yùn)載體.(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是________________________________.答案:（1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也可）（3）大腸桿菌T4（4）mRNA（或RNA）cDNA(或DNA）PCR(5）噬菌體動(dòng)植物病毒（其他合理答案也可）（6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒（外源DNA）的能力極弱(其他合理答案也可）解析：此題考查基因工程應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。(1）DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端兩種類型.（2）為使運(yùn)載體與目的基因相連，應(yīng)使二者被切割后產(chǎn)生的末端相同,故用另一種限制酶切割產(chǎn)生的末端必須與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的末端相同。(3)根據(jù)酶的來源不同，DNA連接酶分為大腸桿菌DNA連接酶和T4DNA連接酶。(4）以RNA為模板，合成DNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄，若要在體外獲得大量DNA分子，可以使用PCR技術(shù)。（5）在基因工程中,通常利用質(zhì)粒作為運(yùn)載體,另外噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。（6）大腸桿菌作為受體細(xì)胞時(shí)，常用Ca2＋處理，使之成為能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。2．肺細(xì)胞中的let－7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng)，會(huì)引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let－7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá),發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制.該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。請(qǐng)回答：圖1(1)進(jìn)行過程①時(shí),需用________酶切開載體以插入let－7基因.載體應(yīng)有RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動(dòng)let－7基因轉(zhuǎn)錄,該部位稱為________。（2)進(jìn)行過程②時(shí)，需用________酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培養(yǎng)。(3）研究發(fā)現(xiàn)，let－7基因能影響癌基因RAS的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取________進(jìn)行分子雜交，以直接檢測(cè)let－7基因是否轉(zhuǎn)錄.肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中________(RASmRNA/RAS蛋白)含量減少引起的.圖2答案：（1)限制性核酸內(nèi)切(或限制）啟動(dòng)子(2)胰蛋白(3）RNARAS蛋白解析：此題考查基因工程應(yīng)用的相關(guān)知識(shí).（1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需要用同種限制酶切割目的基因和載體，使之產(chǎn)生相同的黏性末端。載體應(yīng)有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因，其中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄.(2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，常用胰蛋白酶處理貼壁的細(xì)胞，使之相互分離，以利于傳代培養(yǎng).（3)檢驗(yàn)?zāi)康幕蚴欠癖磉_(dá)，常用分子雜交法。從被導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞內(nèi)提取RNA,與目的基因單鏈雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已轉(zhuǎn)錄。由圖2知,當(dāng)let－7基因轉(zhuǎn)錄出來的miRNA與癌基因RAS轉(zhuǎn)錄出的mRNA雜交時(shí)，就會(huì)抑制RAS蛋白的產(chǎn)生，故肺癌細(xì)胞增殖受到抑制,可能是由于細(xì)胞中RAS蛋白含量減少引起的.3．（2017·寧夏銀川一中第二次月考）為擴(kuò)大可耕地面積,增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系.（1）獲得耐鹽基因后,可通過________擴(kuò)增目的基因。構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖中的________（填“a”或“b")處，DNA連接酶作用于________（填“a”或“b”)處.(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞常用的方法有________法和________法。（3)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的________作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè),又要用________的方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。(4）若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在高鹽堿的培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中耐鹽型植株大約占________%.（5)利用基因工程技術(shù)培育耐鹽水稻新品系，相比傳統(tǒng)的雜交育種方法,其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為____________________.答案：（1）PCR技術(shù)aa（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化基因槍(或花粉管通道）（3）耐鹽基因（目的基因）一定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)（4）100（5)能根據(jù)人類的需要，定向改造遺傳物質(zhì)，獲得優(yōu)良遺傳性狀解析:(1)擴(kuò)增目的基因的方法是PCR技術(shù)。限制酶和DNA連接酶都作用于磷酸二酯鍵，即a處。(2）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法。(3）基因探針為標(biāo)記的目的基因單鏈,從個(gè)體水平鑒定可用一定濃度鹽水澆灌植株.(4）若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在高鹽堿的培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中耐鹽型植株大約占100％。（5）基因工程的優(yōu)點(diǎn)是能根據(jù)人類的需要，定向改造遺傳物質(zhì)，獲得優(yōu)良遺傳性狀。4．(2017·黑龍江哈爾濱三中第三次檢測(cè)）青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。研究人員已經(jīng)弄清了青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑(如圖中實(shí)線方框內(nèi)所示)，并且發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生合成青蒿素的中間產(chǎn)物FPP（如圖中虛線方框內(nèi)所示）。結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題：(1）瘧疾俗稱“打擺子"，是由瘧原蟲引起的寒熱往來癥狀的疾病。當(dāng)瘧原蟲寄生在人體中時(shí)，會(huì)引起人的免疫反應(yīng),使________細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子。同時(shí)B細(xì)胞在受到刺激后,在淋巴因子的作用下增殖分化成________細(xì)胞,產(chǎn)生抗體。（2）根據(jù)圖示代謝過程,科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細(xì)胞過程中，要向________中導(dǎo)入的基因是________________，具體操作中可利用________技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入目的基因.（3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，用不同類型的________切割DNA后，可能產(chǎn)生________末端，也可能產(chǎn)生________末端。（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，相關(guān)基因能正常表達(dá)，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是________。答案：（1)T漿(2)酵母細(xì)胞ADS酶基因、CYP71AV1酶基因DNA分子雜交（3)限制酶黏性平（4）酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇解析：(1）當(dāng)瘧原蟲寄生在人體中時(shí)，會(huì)引起人的免疫反應(yīng)，使T細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子,同時(shí)B細(xì)胞在受到刺激后,在淋巴因子的作用下增殖分化成漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體。（2)由于酵母細(xì)胞中也能合成FPP，F(xiàn)PP形成青蒿素過程還需要ADS酶和CYP71AV1酶參與，所以酵母細(xì)胞需要導(dǎo)入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因。（3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),用不同類型的限制酶切割DNA后,可能產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生平末端.（4）由圖可知,酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇，使合成的青蒿素量較少。5．（2017·湖北龍泉中學(xué)、襄陽五中、宜昌一中聯(lián)考)下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素）的過程設(shè)計(jì)圖解.請(qǐng)據(jù)圖回答：(1）圖中①、②所示的結(jié)構(gòu)分別是________、________。(2）圖中③、④所示的生物工程技術(shù)分別是____________、____________。(3)過程③通常用去核卵細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外,還因?yàn)樗黖_______________________。（4)過程④通常采用的方法是________。(5)過程④的完成需要用到的非酶基因操作工具為____________________。（6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是____________________。答案：（1）細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（2)(體細(xì)胞）核移植技術(shù)基因工程(轉(zhuǎn)基因技術(shù)或重組DNA技術(shù)）（3)含有促進(jìn)(或激活)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)(4)顯微注射法(5)載體（6)不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)解析:（1)體細(xì)胞核移植利用體細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞.內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，此時(shí)導(dǎo)入健康胰島B細(xì)胞基因，可以形成能正常分泌胰島素的胰島B細(xì)胞群。(2）③將體細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞重組為一個(gè)細(xì)胞,為體細(xì)胞核移植技術(shù)。④將健康胰島B細(xì)胞基因移植入受體細(xì)胞，為基因工程技術(shù)。（3)過程③通常用去核卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞，除了因?yàn)樗w積大，易操作,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外還因?yàn)槠浜心軌蚣せ罴?xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(4）目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常用顯微注射法.（5)基因工程基本工具為限制酶、DNA連接酶、載體，載體為非酶基因操作工具，通常為質(zhì)粒。（6）圖示方法與一般的異體移植相比可避免免疫排斥.6．（2017·湖南永州三校聯(lián)考）下圖為單克隆抗體制備流程示意圖。(1)圖中①過程是__________________.對(duì)動(dòng)物細(xì)胞來說，②過程獨(dú)有的方法是________。③過程的目的是____________。④過程的目的是獲得____________________.（2)在培養(yǎng)過程中為防止雜菌感染，應(yīng)向培養(yǎng)液中添加________；其體外培養(yǎng)需用CO2培養(yǎng)箱，其中CO2的主要作用是________________。(3)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體,可將該雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的________中使其增殖。（4）單克隆抗體與傳統(tǒng)抗體相比，其優(yōu)點(diǎn)是____________.答案：（1)向老鼠中注射特定抗原滅活的病毒處理篩選雜交瘤細(xì)胞能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞(2）抗生素維持培養(yǎng)液的pH（3）腹水（4)特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備解析:(1)②過程表示誘導(dǎo)漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，動(dòng)物細(xì)胞特有的誘導(dǎo)融合方法是用滅活的病毒處理。單克隆抗體制備過程中需兩步篩選：③是利用選擇培養(yǎng)基篩選雜交瘤細(xì)胞，④過程是利用克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)篩選能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞.(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要提供無菌、無毒條件，還需要一定的氣體環(huán)境。(3)雜交瘤細(xì)胞可在小鼠腹水中進(jìn)行體內(nèi)培養(yǎng)。7．(2017·陜西寶雞一檢)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)番茄品種(染色體數(shù)2n＝24）,其基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)基因位于非同源染色體上，且在光照強(qiáng)度大于500勒克斯時(shí)，都不能生長(zhǎng)，這是由于它們中的一對(duì)隱性純合基因(aa或bb)作用的結(jié)果。取甲乙兩品種的花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，并將兩者相混,使之融合，誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞團(tuán).然后，放到大于500勒克斯光照下培養(yǎng)，結(jié)果有的細(xì)胞團(tuán)不能分化,有的能分化發(fā)育成植株。請(qǐng)回答下列問題：（1）甲、乙兩番茄品種花粉經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)技術(shù)而形成的植株是________倍體。(2)將葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體時(shí)，使用________________破除細(xì)胞壁。（3)在細(xì)胞融合技術(shù)中，常用的化學(xué)試劑是________。融合后形成的細(xì)胞類型有________種（這里僅考慮2個(gè)原生質(zhì)體的相互融合)。(4）細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是____________。（5）細(xì)胞融合后誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)叫____________。(6）在大于500勒克斯光照下培養(yǎng)，能分化的細(xì)胞團(tuán)的基因型是____________（這里只考慮2個(gè)原生質(zhì)體的相互融合）。由該細(xì)胞團(tuán)分化發(fā)育成的植株，其染色體數(shù)是____________。答案：（1)單(2）纖維素酶和果膠酶（3）PEG3（4）再生出細(xì)胞壁（5)愈傷組織(6)AaBb24解析:（1)由配子直接發(fā)育來的植株是單倍體。（2)葉肉細(xì)胞有細(xì)胞壁,因此要制成原生質(zhì)體時(shí)，先要把細(xì)胞壁分解掉，細(xì)胞壁的成分主要為纖維素和果膠，因此要用纖維素酶和果膠酶破除細(xì)胞壁。（3)人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合的方法有物理法和化學(xué)法,常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇(PEG)，可用的物理方法是離心、振動(dòng)、電激。若只考慮兩兩結(jié)合的情況，會(huì)出現(xiàn)3種類型的融合細(xì)胞，即甲細(xì)胞自身融合形成的細(xì)胞,乙細(xì)胞自身融合形成的細(xì)胞及甲和乙細(xì)胞相融合形成的雜種細(xì)胞。（4）原生質(zhì)體長(zhǎng)出了新的細(xì)胞壁,說明細(xì)胞融合成功。(5）細(xì)胞融合后形成雜種細(xì)胞，雜種細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織.（6)大于500勒克斯光照下培養(yǎng),隱性純合基因（aa或bb)有致死作用,只有雜種細(xì)胞才能存活，即基因型為AaBb的細(xì)胞團(tuán)存活。由雜種細(xì)胞發(fā)育成的植株,其染色體數(shù)是24條。8．（2017·遼寧大連雙基測(cè)試)根據(jù)資料請(qǐng)回答下列問題:資料甲：某種細(xì)菌體內(nèi)有抗蟲基因，該基因能指導(dǎo)抗蟲毒蛋白的合成。我國(guó)科學(xué)家成功地將該抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞中,培育出了抗蟲效果好的棉花新品種。資料乙：研究表明，抗H蛋白單克隆抗體能抑制過量表達(dá)H蛋白的乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，科學(xué)家利用小鼠制備出了抗H蛋白的單克隆抗體。（1)資料甲中，獲取抗蟲基因時(shí)可使用EcoRⅠ，其原因是含抗蟲基因的DNA片段中含有________。向棉花細(xì)胞導(dǎo)入抗蟲基因時(shí)，我國(guó)科學(xué)家采用了________法。抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞后，為確定棉花植株是否具有抗蟲特性以及抗性的程度如何,需要做________實(shí)驗(yàn)進(jìn)行個(gè)體水平的鑒定。（2)資料乙中，選擇H蛋白作為單克隆抗體的作用靶點(diǎn)，是因?yàn)镠蛋白在成年個(gè)體的正常組織細(xì)胞中____________(填“低表達(dá)”或“高表達(dá)"）。將H蛋白注射到小鼠體內(nèi),從該小鼠的脾臟中獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，將其與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,細(xì)胞融合利用的原理是____________。與植物原生質(zhì)體融合過程相比，該融合過程特有的誘導(dǎo)方法是________。在雜交瘤細(xì)胞的體外培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液中是否需要添加血清____________(填“需要”或“不需要”）；培養(yǎng)箱中充入5％CO2的主要作用是________。為避免培養(yǎng)過程中代謝產(chǎn)物對(duì)雜交瘤細(xì)胞的毒害，常采取的措施是_