2024高考生物二輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)17基因工程與細(xì)胞工程含解析

PAGEPAGE6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(每小題15分，共120分)1．人感染埃博拉病毒(EV)會(huì)引起致命的出血熱。治療EV病的有效方法一個(gè)是注射疫苗，另一個(gè)就是注射抗體。凍干劑型埃博拉病毒疫苗于2024年10月在我國(guó)研制勝利。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)作為EV的疫苗須要具備的條件：既能讓機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)埃博拉病毒的抗體，同時(shí)又沒(méi)有致病性。(2)若用小鼠生產(chǎn)EV的單克隆抗體，需先對(duì)小鼠注射抗原，目的是能從小鼠體內(nèi)獲得產(chǎn)生EV抗體的B淋巴細(xì)胞，然后將細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞。單克隆抗體制備過(guò)程中對(duì)融合細(xì)胞進(jìn)行兩次篩選，最終篩選得到的細(xì)胞具有的特點(diǎn)是既能快速大量繁殖，又有產(chǎn)生所需抗體。(3)植物原生質(zhì)體融合的誘導(dǎo)方法有物理法和化學(xué)法，動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方法是滅活的病毒。(4)單克隆抗體制備過(guò)程中，應(yīng)用的技術(shù)手段包括動(dòng)物細(xì)胞融合和動(dòng)物細(xì)胞培育。解析：(1)作為EV的疫苗，應(yīng)能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，讓機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)埃博拉病毒的抗體和記憶細(xì)胞，同時(shí)又不會(huì)使機(jī)體致病。(2)用小鼠生產(chǎn)EV的單克隆抗體，需先對(duì)小鼠注射抗原，使小鼠產(chǎn)生能分泌EV抗體的B淋巴細(xì)胞，將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞。單克隆抗體制備過(guò)程中對(duì)融合細(xì)胞進(jìn)行兩次篩選，第一次篩選得到雜交瘤細(xì)胞，其次次篩選得到既能快速大量繁殖，又能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合可采納物理法和化學(xué)法，物理法如離心、振動(dòng)、電激等，化學(xué)法常用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑，動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方法是用滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合。(4)單克隆抗體制備過(guò)程中，首先須要將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，然后對(duì)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行培育，用到了動(dòng)物細(xì)胞融合和動(dòng)物細(xì)胞培育技術(shù)。2．(2024·南充模擬)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子β-肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致功能異樣?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)異樣血紅蛋白的氨基酸序列變更的根本緣由是編碼血紅蛋白基因的堿基(脫氧核苷酸)序列發(fā)生變更。(2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作不屬于(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程，理由是該操作沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(或沒(méi)有對(duì)基因進(jìn)行修飾)。(3)用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí)，可先提取早期紅細(xì)胞中的mRNA，以其作為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和DNA連接酶的作用下，拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。(4)檢測(cè)受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。解析：(1)患者的血紅蛋白分子β-肽鏈第6位的谷氨酸變成了纈氨酸，此氨基酸的變更是由于限制合成血紅蛋白分子的DNA的堿基序列發(fā)生了變更，從而導(dǎo)致了mRNA上密碼子的變更。(2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí)，可先提取早期紅細(xì)胞中的mRNA，以其作為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和DNA連接酶的作用下，拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。(4)從受體細(xì)胞中分別純化出目的蛋白，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體特異性雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。3．(2024·內(nèi)江一模)干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性只有自然產(chǎn)品的非常之一，且體外保存相當(dāng)困難。探討發(fā)覺(jué)若將第17位的半胱氨酸變更為絲氨酸，生產(chǎn)出的干擾素的抗病毒活性是原來(lái)的100倍，并且在－70℃的條件下，可以保存半年，給廣闊患者帶來(lái)福音。(1)從上述資料可知，若要變更干擾素的功能，可以考慮對(duì)干擾素氨基酸序列進(jìn)行改造。(2)對(duì)干擾素進(jìn)行改造，應(yīng)當(dāng)干脆對(duì)干擾素的cDNA(填“干擾素分子”或“干擾素的cDNA”)進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，緣由是①蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由基因確定，蛋白質(zhì)不能干脆遺傳，基因可以遺傳；②對(duì)基因的改造比對(duì)蛋白質(zhì)的改造要簡(jiǎn)單。(3)與蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，不肯定符合生產(chǎn)和生活的須要，而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，得到符合要求的基因，再通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯(填生理過(guò)程)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成，滿意生產(chǎn)和生活須要。解析：(1)從上述資料可知，若將第17位的半胱氨酸變更為絲氨酸，生產(chǎn)出的干擾素的抗病毒活性是原來(lái)的100倍，故若要變更干擾素的功能，可以考慮對(duì)干擾素氨基酸序列進(jìn)行改造。(2)對(duì)干擾素進(jìn)行改造，應(yīng)當(dāng)干脆對(duì)干擾素的cDNA進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，緣由是①蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由基因確定，蛋白質(zhì)不能干脆遺傳，基因可以遺傳；②對(duì)基因的改造比對(duì)蛋白質(zhì)的改造要簡(jiǎn)單。(3)與蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，不肯定符合生產(chǎn)和生活的須要，而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，得到符合要求的基因，再通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯實(shí)現(xiàn)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成，滿意生產(chǎn)和生活須要。4．(2024·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(guò)程是向老鼠中注射特定抗原。對(duì)動(dòng)物細(xì)胞來(lái)說(shuō)，②過(guò)程獨(dú)有的方法是滅活的病毒處理。③過(guò)程的目的是篩選雜交瘤細(xì)胞。④過(guò)程的目的是獲得能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。(2)在培育過(guò)程中為防止雜菌感染，應(yīng)向培育液中添加抗生素；其體外培育需用CO2培育箱，其中CO2的主要作用是維持培育液的pH。(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)胞注射到小鼠的腹水中使其增殖。(4)單克隆抗體與傳統(tǒng)抗體相比，其優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備。解析：(1)②過(guò)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(guò)程中需兩步篩選：③是利用選擇培育基篩選雜交瘤細(xì)胞，④過(guò)程是利用克隆化培育和抗體檢測(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)胞培育須要供應(yīng)無(wú)菌、無(wú)毒條件，還須要肯定的氣體環(huán)境。(3)雜交瘤細(xì)胞可在小鼠腹水中進(jìn)行體內(nèi)培育。5．依據(jù)基因工程的有關(guān)學(xué)問(wèn)，回答下列問(wèn)題：(1)限制性?xún)?nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類(lèi)型有黏性末端和平末端。(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?xún)?nèi)切酶切割，該酶必需具有的特點(diǎn)是切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR_Ⅰ切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也可)。(3)按其來(lái)源不同，基因工程中所運(yùn)用的DNA連接酶有兩類(lèi)，即大腸桿菌DNA連接酶和T4DNA連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是mRNA(或RNA)，產(chǎn)物是cDNA(或DNA)。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采納PCR技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，噬菌體和動(dòng)植物病毒(其他合理答案也可)也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般狀況下，不能干脆用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，緣由是未處理的大腸桿菌汲取質(zhì)粒(外源DNA)的實(shí)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)學(xué)問(wèn)。(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(lèi)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)生的末端必需與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的末端相同。(3)依據(jù)酶的來(lái)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(guò)程稱(chēng)為逆轉(zhuǎn)錄，若要在體外獲得大量DNA分子，可以運(yùn)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，使之成為能汲取四周環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。6．肺細(xì)胞中的let－7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增加，會(huì)引發(fā)肺癌。探討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)覺(jué)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(guò)程①時(shí)，需用限制性核酸內(nèi)切(或限制)酶切開(kāi)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(chēng)為啟動(dòng)子。(2)進(jìn)行過(guò)程②時(shí)，需用胰蛋白酶處理貼附在培育皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培育。(3)探討發(fā)覺(jué)，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RNA進(jìn)行分子雜交，以干脆檢測(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RAS蛋白(RASmRNA/RAS蛋白)含量削減引起的。圖2解析：此題考查基因工程應(yīng)用的相關(guān)學(xué)問(wèn)。(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，須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)胞培育時(shí)，常用胰蛋白酶處理貼壁的細(xì)胞，使之相互分別，以利于傳代培育。(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，假如出現(xiàn)雜交帶，說(shuō)明目的基因已轉(zhuǎn)錄。由圖2知，當(dāng)let－7基因轉(zhuǎn)錄出來(lái)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蛋白含量削減引起的。7．(2024·寧夏銀川一中其次次月考)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(kāi)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(guò)PCR技術(shù)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a(填“a”或“b”)處，DNA連接酶作用于a(填“a”或“b”)處。(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞常用的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍(或花粉管通道)法。(3)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育勝利，既要用放射性同位素標(biāo)記的耐鹽基因(目的基因)作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用肯定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)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育基上作離體培育，則獲得的再生植株群體中耐鹽型植株大約占100%。(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)為能依據(jù)人類(lèi)的須要，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)體水平鑒定可用肯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育基上作離體培育，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)是能依據(jù)人類(lèi)的須要，定向改造遺傳物質(zhì)，獲得優(yōu)良遺傳性狀。8．(2024·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。探討人員已經(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)覺(jué)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)學(xué)問(wèn)回答下列問(wèn)題：(1)瘧疾俗稱(chēng)“打擺子”，是由瘧原蟲(chóng)引起的寒熱往來(lái)癥狀的疾病。當(dāng)瘧原蟲(chóng)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)依據(jù)圖示代謝過(guò)程，科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細(xì)胞過(guò)程中，要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入的基因是ADS酶基因、CYP71AV1酶基因，詳細(xì)操作中可利用DNA分子雜交技術(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(lèi)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)試驗(yàn)發(fā)覺(jué)，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