2014届高考生物二轮复习对点集训基因工程和克隆技术

-1-2014届高考生物二轮复习对点集训：基因工程和克隆技术1.北极比目鱼的体细胞中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列。该序列重复次数越多，生物体的抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，下列有关叙述正确的是()A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，但不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达解析：本题考查基因工程的相关知识。过程①是获取目的基因，通过逆转录形成的DNA不可用于基因组测序，因为用于逆转录的mRNA是切除内含子后的成熟RNA，经逆转录形成的DNA中不含内含子等序列；基因表达载体通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因构成，只有目的基因不能表达相关性状；构成的重组质粒本身应含有标记基因，可用于筛选受体细胞中是否导入了目的基因，转入农杆菌的目的是将目的基因导入到植物细胞中，不能起到筛选的作用；可利用DNA探针技术检测目的基因是否导入到了受体细胞中，利用抗原－抗体杂交技术才能检测目的基因是否表达了出来。答案：B2．我国科学工作者培育的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于()A．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因B．棉铃虫变异形成的致死基因C．寄生在棉铃虫体内的线虫基因D．普通棉的突变基因解析：用于植物抗虫基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫棉的培育，而应根据棉花自身受害虫的危害情况，有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。随着科学的发展，人们从苏云金芽孢杆菌中分离出的Bt基因能控制合成不同结构特性的伴胞晶体毒素蛋白，从而具备对不同种类害虫的杀伤能力，A正确，B、C、D错误。答案：A-2-3．科学家依据基因工程的原理最新研制的某种疫苗是用病原微生物编码抗原的基因制成的，这个基因编码的产物能诱导机体产生免疫反应。该疫苗()A．引起人体特异性免疫的原因是DNA分子上具有抗原B．引起免疫反应后相应淋巴细胞增多，细胞周期将变长C．能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合D．包括抗原基因、启动子、终止子和标记基因等解析：用病原微生物编码抗原的基因制成的基因疫苗，其本质是DNA，导入机体后通过转录和翻译合成抗原蛋白，进而刺激机体产生相应的抗体和效应T细胞，发挥免疫效应。A、C错误；当抗原引起免疫反应后，淋巴细胞增殖分化，细胞周期变短，B错误；导入机体的基因表达载体含有目的基因、启动子、终止子、标记基因等元件，D正确。答案：D易错点击：考生对普通疫苗和基因疫苗不能区分而错选。4．图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是()A．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团B．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNAC．用PstⅠ和HindⅢ酶切，加入DNA连接酶后可得到1种符合要求的重组质粒D．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长解析：图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，会破坏两个磷酸二酯键，磷酸二酯键是由相邻脱氧核苷酸的磷酸基团和脱氧核糖脱水形成的，因此只含有2个游离的磷酸基团；由于BamHⅠ的切割位点在目的基因的内部，使用它切割外源DNA会破坏目的基因；用PstⅠ和HindⅢ切割质粒后，虽然破坏了ampr基因，但是会保留下neo基因作为标记基因，以备筛选。用PstⅠ和HindⅢ切割外源DNA后，可得到两个能与质粒连接的DNA片段，但是只有带目的基因的DNA片段与酶切后的质粒连接才符合要求；由于氨苄青霉素抗性基因遭到破坏，因此，只能用含新霉素的培养基进行筛选。答案：C5．下列说法正确的是()A．DNA连接酶可使目的基因与载体的黏性末端形成氢键，实现黏性末端的黏合，形成重组DNA-3-B．限制性核酸内切酶的切割位点是DNA中磷酸和碱基之间的磷酸二酯键C．T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端又可以连接双链DNA片段的平末端D．用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物杂交育种解析：DNA连接酶又称“分子缝合针”，可使目的基因与载体的黏性末端之间形成磷酸二酯键，实现黏性末端的黏合，形成重组DNA，A错误；限制性核酸内切酶的切割位点是DNA中磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，B错误；T4DNA连接酶可缝合两种末端，但连接平末端之间的效率低，C正确；用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物体细胞杂交，D错误。答案：C6.某农学院对玉米(2N＝20)的花粉进行离体培养和再生植株的研究(图示如下)，下列有关叙述哪些是不正确的()A．图示过程在育种中称为单倍体育种B．在花粉形成过程中等位基因分离，非同源染色体的非等位基因自由组合C．对培养基进行灭菌，对花粉进行消毒后才能进行接种和培养D．花粉离体培养得到的植株有10条染色体，是单倍体解析：图示过程是花药离体培养，属于单倍体育种的一个重要过程，得到的单倍体有10条染色体，不含同源染色体，故A错、D对；在植物组织培养中对培养基要消毒灭菌防止其他微生物的干扰，C正确；花粉形成过程是减数分裂，所以在花粉形成过程中有等位基因分离，非同源染色体的非等位基因自由组合，B正确。答案：A7.关于现代生物技术应用的叙述，错误的是()A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体C．植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育解析：克隆动物是核移植工程的应用；茎尖分生能力强，没有病毒侵染，以茎尖为外植体，通过植物组织培养可获得无病毒植株；导入目的基因的受体细胞，需通过动物细胞培养技术获得早期胚胎，才能进一步培育成转基因动物。-4-答案：B纠错锦囊：基因工程与细胞工程中的易错点拨(1)蛋白质工程是指按照人们的意愿改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程，可以合成自然界中不存在的蛋白质。(2)克隆动物是核移植工程的应用，而不是体细胞杂交技术的应用。(3)在一个植物体内，病毒易于通过维管系统而移动，但在分生组织中不存在维管系统。病毒在细胞间移动只能通过胞间连丝，速度很慢，难以赶上活跃生长的茎尖。(4)动物细胞培养技术在转基因动物的培育中有所应用。8．如图表示利用棉花叶肉细胞进行原生质体培养的过程，据图分析不正确的是()棉花叶肉细胞――→①原生质体――→②愈伤组织――→③根、芽――→④棉花幼苗A．①过程是在0.5～0.6mol/L的甘露醇溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理B．②过程表示原生质体在培养基提供的特定条件下形成愈伤组织，此过程叫做再分化C．③过程中以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导D．该过程体现了植物细胞的全能性解析：本题考查植物组织培养的过程。植物组织培养时，去除细胞壁的方法是酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理；原生质体在低渗溶液中会吸水涨破，所以选择0.5～0.6mol/L的甘露醇溶液；形成愈伤组织的过程称为脱分化；再分化过程需要以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导；植物组织培养过程体现了植物细胞的全能性。答案：B9．逆转录病毒载体是一种表达型质粒，结构如图所示。图上的“逆转录病毒序列”可以整合到动物细胞的染色体上，不断地表达其携带的目的基因，获得大量重组逆转录病毒。(E、F、H分别为限制酶E、F、H的酶切位点)。(1)逆转录的模板是________，原料是___________________。(2)在构建重组质粒时，目的基因插入该质粒，此过程需要的酶是限制酶________和________。(3)将重组质粒转入大肠杆菌前用某种离子处理大肠杆菌使之成为________，才能完成转化过程。为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养。-5-(4)获取大量重组质粒后，可培育转基因小鼠，将重组质粒导入小鼠受精卵的方法是________。若目的基因进入细胞后插入到一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子小鼠的方法是___________________________________________________________________。解析：本题考查了逆转录过程及基因工程及应用的相关知识。(1)逆转录是以RNA为模板，合成DNA的过程，原料是4种脱氧核苷酸。(2)构建重组质粒时，需要用同种限制酶切割质粒和目的基因，使之产生相同的黏性末端，因逆转录病毒序列在F处，所以用限制酶F进行切割，再用DNA连接酶连接，形成重组质粒。(3)将重组质粒导入到大肠杆菌，一般用Ca2＋处理大肠杆菌使之成为感受态细胞，才能完成转化过程，质粒上含有抗生素A抗性基因，如果重组质粒导入到受体细胞成功，则受体细胞在含抗生素A的培养基上培养能正常生存，否则则不能生存。所以为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素A的培养基进行培养。(4)将重组质粒导入到小鼠受精卵中的方法是显微注射法；将目的基因插入到小鼠的一条染色体DNA上，则小鼠为杂合子，要想获得转基因纯合子小鼠可以让杂合子小鼠之间，相互交配(或杂交)。答案：(1)RNA(四种)脱氧核苷酸(2)FDNA连接酶(3)感受态细胞抗生素A(4)显微注射(法)转基因小鼠间相互交配(或杂交)10．2013·昆明调研科学家从某无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答：(1)利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体，常用聚乙二醇、________、电激等诱导因素诱导动物细胞融合。经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行________和________，经多次筛选以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。(2)有人提出用核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，请完成设计方案：①取________细胞的细胞核，移植到去核的________细胞中，构成重组细胞。②将重组细胞在________条件下做大规模培养或注射到小鼠________内增殖，以获得大量单克隆抗体。(3)也有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，其思路如图所示。-6-①酶A是指________，酶B是指__________________________。②图中Ⅰ表示________，对Ⅱ进行检测与鉴定的目的是______________，Ⅲ所指的细胞具有的特点是_______________。解析：本题主要考查单克隆抗体制备及核移植、基因工程的相关知识。(1)制备单克隆抗体首先要把动物细胞融合在一起。诱导动物细胞融合除了用聚乙二醇、电激等诱导因素外，还可用灭活的病毒；经选择性培养的杂交瘤细胞，经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后最终获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(2)核移植构建重组细胞可将特定抗原刺激的B淋巴细胞的细胞核，移植到去核的无限增殖的细胞中，构成重组细胞。(3)基因工程中常见的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，构建基因表达载体时，需用同一种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA分子，使之产生相同的黏性末端，再用DNA连接酶连接，形成重组质粒，所以Ⅰ表示含目的基因的DNA分子；目的基因导入受体细胞的很少，目的基因有没有导入受体细胞并在受体细胞中成功表达需要对受体细胞进行检测。而该受体细胞仍制备单克隆抗体，所以应该既能无限增殖，又能产生特定抗体。答案：(1)灭活的病毒克隆化培养抗体检测(2)①特定抗原刺激的B淋巴无限增殖②体外腹腔(3)①限制性核酸内切酶DNA连接酶②目的基因(无限增殖调控基因或prG)检测目的基因是否导入和是否表达既能无限增殖，又能产生特定抗体11．2013·郑州质检二某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。(1)将抗盐基因导入烟