江苏省盐城市2018届高三生物一轮复习第十四单元作业(打包6套)苏教版.zip
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第1讲 基因工程的基本工具与操作程序一、单项选择题1. (2016无锡一模)下列有关基因工程的叙述,正确的是( )A. 限制性核酸内切酶只在获得目的基因时使用B. 重组质粒的形成是在细胞内完成的C. 目的基因必须整合到受体细胞的DNA中才能复制D. 通过基因工程育种可以定向地改造生物的性状2. 关于限制性核酸内切酶的叙述,不正确的是( )A. 这类酶主要是从原核生物中分离出来的B. 这类酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列C. 大多数这类酶的识别序列由6个核苷酸组成D. 这类酶在识别序列的中心轴线处切开时产生的是黏性末端3. (2016南通一模)限制性内切酶Hind和Xho的识别序列及切割位点分别为AAGCTT和CTCGAG,下列相关叙述正确的是( )A. 两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率不同B. 两种限制酶切割形成的黏性末端都是AGCTC. 分别用这两种酶切割目的基因和质粒后能形成重组质粒D. 实验中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果4. (2016泰州一模)将经过扩增的DNA和质粒用相同的限制酶进行如下图所示的切割,电泳得到纯净的B片段和D片段,将两种片段置于适宜的缓冲液中用DNA连接酶处理。如果只考虑两个片段的环状连接,则能形成不同核苷酸序列的环状DNA的种类是( ) A. 6种B. 3种C. 2种D. 1种5. (2016天津五校联考)为达到相应目的,必须通过分子检测的是( )A. 携带链霉素抗性基因受体菌的筛选B. 产生抗人白细胞介素-8抗体的杂交瘤细胞的筛选C. 转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定D. 21三体综合征的诊断6. (2016扬州一模)下列关于核酸分子杂交和抗原抗体杂交的叙述,正确的是( )A. 核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交B. 抗原抗体杂交的原理为碱基互补配对原则C. 核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录D. 抗原抗体杂交常以目的基因产物作为抗体7. (2016连云港调研)质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上的标记基因如下图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上生长情况也不同,下图示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析,其中分析正确的是( ) 选项实验现象实验推论在含青霉素培养基上生长情况在含四环素培养基上生长情况目的基因插入的位置A能生长能生长aB不能生长能生长bC能生长不能生长cD不能生长不能生长c 8. (2015重庆卷)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是( )A. 表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B. 表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C. 借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D. 启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用9. (2016南京二模)用限制酶EcoR 、Kpn 和二者的混合物分别降解一个1000 bp(1 bp即1个碱基对)的DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,凝胶电泳结果如下图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是( )10. (2016南师附中)如下页图是利用基因工程技术培育转基因植物,生产可食用疫苗的部分过程示意图,其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制酶。下列说法错误的是( ) A. 图示过程是基因工程的核心步骤B. 构建基因表达载体时需要用到限制酶SmaC. 抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D. 除图示组成外,基因表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构二、 多项选择题11. (2016东海模拟)切割DNA的工具是限制酶,主要是从原核生物中分离纯化而来,DNA连接酶可将DNA片段连接起来。下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是( )A. 限制酶种类很多,一种限制酶可以识别不同的核苷酸序列B. 在原核生物中,限制酶的作用是切割异源DNA,保护自身安全C. DNA连接酶按其来源分有两类:Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶D. Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端12. (2013江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )A. 设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B. 用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C. PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D. 一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞13. (2014广东卷)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列叙述正确的是( ) A. 过程需使用逆转录酶B. 过程需使用解旋酶和PCR获取目的基因C. 过程使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D. 过程可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞三、 非选择题14. (2016南京一模)白僵菌可感染农业害虫,常作为防治害虫的菌剂。由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感,且杀死害虫的能力较弱,科研人员对其进行基因工程改造,流程如下图所示。请回答: (1) 从苏云金芽孢杆菌中获取的毒蛋白基因,通过 技术可在体外大量扩增。该扩增过程需要 种引物,所需添加的酶是 。 (2) 图中形成重组质粒1过程需要的限制酶是 ,其作用是破坏DNA分子中的 。 (3) 将重组质粒2导入经 处理成为感受态的白僵菌。一段时间后用含有 的平板培养基进行筛选,获得含有Bar基因的重组白僵菌。 (4) 科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上,以此饲喂饥饿处理的害虫,记录单位时间内的 ,以判断重组白僵菌的杀虫效果。 15. (2016常州一模)我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获2015年诺贝尔生理学和医学奖。青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾药物,为青蒿植株的次级代谢产物,其化学本质是一种萜类化合物,其生物合成途径如图1所示。正常青蒿植株的青蒿素产量很低,难以满足临床需求,科学家为了提高青蒿素产量,将棉花中的FPP合成酶基因导入了青蒿植株并让其成功表达,获得了高产青蒿植株,过程如图2所示。请回答:图1图2(1) 研究人员从棉花基因文库中获取FPP合成酶基因后,可以采用 技术对该目的基因进行大量扩增,该技术除了需要提供模板和游离的脱氧核苷酸外,还需要提供 、 等条件。 (2) 图2中的为 ,形成过程中需要 等酶;棉花FPP合成酶基因能够和质粒连接成的主要原因是 。 (3) 若不能在含有抗生素Kan的培养基上生存,则原因是 。 (4) 由题意可知,除了通过提高FPP的含量来提高青蒿素的产量外,还可以通过哪些途径来提高青蒿素的产量? (试举一例)。 第1讲 基因工程的基本工具与操作程序1. D 【解析】 构建基因表达载体时用同种限制酶切割目的基因和质粒;重组质粒的形成是在细胞外完成的,然后再导入受体细胞;重组质粒上有复制原点,不整合到受体细胞的DNA中也可复制;由于目的基因是已知的基因,可以定向地改变生物的性状。2. D 【解析】 限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA片断切开时,产生的是黏性末端。3. D 【解析】 限制性内切酶Hind和Xho的识别序列均为6个,所以在DNA中出现的概率相同,均为1/46;两者切出的黏性末端分别为AGCT和TCGA;由于黏性末端不同,故用两种酶切割目的基因和质粒后不能形成重组质粒。4. A 【解析】 只考虑两个片段的环状连接,能形成的环状DNA有B片段与B片段同向连接的、B片段与B片段反向连接的、D片段与D片段同向连接的、D片段与D片段反向连接的、B片段与D片段同向连接的及B片段与D片段反向连接的,共6种。5. B 【解析】 可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌,A错误;抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原抗体杂交技术筛选产生,B正确;在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果,C错误;可利用显微镜检测21三体综合征,D错误。6. C 【解析】 核酸分子杂交可以是两条脱氧核苷酸链的杂交,也可以是 DNA单链和RNA的杂交;抗原抗体杂交的原理是抗体能与对应的抗原发生特异性结合;核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录;抗原抗体杂交中目的基因产物常作为抗原。7. B 【解析】 根据题意和图示分析可知:a是抗四环素基因,如果外源基因插入到a中,会破坏此基因结构,使细菌在含有四环素的培养基上不能生长;b是抗青霉素基因,如果外源基因插入到b中,会破坏此基因结构,使细菌在含有青霉素的培养基上不能生长。8. C 【解析】 由于胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此在肝细胞中无胰岛素基因的转录产物mRNA,A错误;胰岛素基因的转录启动于启动子,而不是复制原点,B错误;抗生素抗性基因可作为标记基因在含有抗生素的培养基中将受体细胞筛选出来,C正确;终止密码子位于mRNA上,不位于DNA上,启动子和终止子均在胰岛素基因的转录中起作用。9. C 【解析】 根据限制酶Kpn切割后,降解产物只有一种,推测该DNA分子是环状DNA,且只有1个Kpn识别位点。根据限制酶EcoR切割后,降解产物为200 bp和800 bp,推测该DNA分子上有2个EcoR识别位点。再根据限制酶EcoR和Kpn混合切割,得到200 bp和400 bp两种片段,选项C的图谱是合理的。10. B 【解析】 图示过程为基因表达载体的构建过程,是基因工程中的核心步骤;构建过程中需要将目的基因完整切割下来,此时要用到限制酶Pst 、EcoR ;抗卡那霉素基因是标记基因,目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞;基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。11. BCD 【解析】 限制酶具有专一性,能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开;DNA连接酶据来源的不同可分为Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,其中Ecoli DNA连接酶来源于大肠杆菌,T4 DNA连接酶来源于T4噬菌体,Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端,T4DNA连接酶还可以连接平末端。12. BD 【解析】 设计的引物应能与表达载体两端的序列进行互补配对;PCR方法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列进而设计合适的引物即可,而不必知道其全部序列;PCR中应用耐高温的DNA聚合酶;根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞,以利于基因的表达。13. AD 【解析】 过程是以RNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过程,需要逆转录酶的催化,A正确;过程表示利用PCR扩增目的基因,在PCR过程中,不需要解旋酶,是通过控制温度来达到解旋的目的,B错误;利用CaCl2处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,C错误;检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中,可以采用DNA分子杂交技术,D正确。14. (1) PCR 两 热稳定的DNA聚合酶 (2) Nco、BamH 磷酸二酯键 (3) C 草丁膦 (4) 死亡害虫数【解析】 (1) 获取的毒蛋白基因可以通过PCR技术扩增,扩增时需要加入两种引物和热稳定的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)。(2) 将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒1的过程需要用到限制酶Nco和BamH。限制酶破坏的是DNA分子中的磷酸二酯键。(3) Ca2+可以增大细胞壁通透性,使白僵菌处于感受态。用含有草丁膦的平板培养基筛选,可以获得对草丁膦有抗性的含有Bar基因的重组白僵菌。(4) 将重组白僵菌喷涂于植物叶片上,再饲喂饥饿处理的害虫,根据单位时间内的害虫死亡数量可以判断重组白僵菌的杀虫效果。15. (1) PCR 引物 热稳定的DNA聚合酶 (2) 基因表达载体(重组质粒) 限制酶和DNA连接酶 切割后具有相同的黏性末端 (3) 重组质粒没有导入农杆菌 (4) 抑制SQS基因的表达(或增强ADS基因的表达)【解析】 (1) PCR技术的实质是DNA复制,需要热稳定的DNA聚合酶、模板、引物和能量等。(2) 是重组质粒(即基因表达载体),需要先利用限制酶切割棉花FPP合成酶基因和质粒,再用DNA连接酶连接。能够连接的原因是具有相同的黏性末端。(3) 若重组质粒没有导入农杆菌,则农杆菌不含抗生素Kan抗性基因,不能在含有抗生素Kan的培养基上生存。(4) 由图1可以看出,提高青蒿素的产量可以通过提高FPP的含量或增强ADS基因的表达来实现,也可以通过抑制SQS基因的表达,从而抑制FPP形成其他萜类化合物来实现。5第2讲 基因工程的应用与安全性问题一、单项选择题1. 科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系,下列相关叙述错误的是( )A. 可通过农杆菌感染法将重组质粒导入受体细胞B. 含耐盐基因的水稻细胞可经植物组织培养获得完整植株C. 可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定水稻植株的耐盐性D. 如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的,可用PCR技术得到2. (2016盐城模拟)下列关于基因治疗的说法,正确的是( )A. 基因治疗只能治疗一些传染病,如艾滋病B. 基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因C. 基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达D. 基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段3. (2016南京期初)如下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列叙述正确的是( ) A. 方法a不遵循中心法则B. 碱基对的排列顺序均相同C. 三种方法均属人工合成法D. 三种方法都需酶并均在体外进行4. (2016扬州模拟)下列关于蛋白质工程的说法,正确的是( )A. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B. 蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C. 对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D. 蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的5. (2015北京卷)在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中,不需要的是( )A. 用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞B. 用选择培养基筛选导入目的基因的细胞C. 用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合D. 用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽6. (2016苏州一模)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列有关叙述,错误的是( )A. 利用从动植物中获取的目的基因培育而成的转基因生物,对人类是无害的B. 当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆 C. 生物武器是用致病菌、病毒、生化毒剂及重组致病菌等来形成杀伤力D. 正确的舆论导向有利于促进生物科技朝向正确的方向发展7. (2016清江中学)北极比目鱼中有抗冻基因,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,抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是( ) A. 通过过程获取的目的基因和基因组文库中的目的基因完全相同B. 过程构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌进行筛选C. 可以用DNA探针技术检测番茄植株中目的基因是否完全表达D. 将多个抗冻基因编码区依次相连成新基因,表达的不一定是抗冻性增强的抗冻蛋白8. 下列关于蛋白质工程的说法,不正确的是 ( )A. 蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段,降低鼠单克隆抗体免疫活性B. 蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变C. 理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法D. 蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要9. 科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因,并以质粒为载体,采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是( )A. 金属硫蛋白基因需插入到质粒上,才能转移到受体细胞中B. 为培育出转基因烟草植株,应选择的受体细胞一定是烟草的受精卵C. 同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具有专一性D. 转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化,导致两者出现生殖隔离10. (2014重庆卷)下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是( ) A. 的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B. 侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到的染色体上C. 的染色体上若含抗虫基因,则就表现出抗虫性状D. 只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异二、 多项选择题11. (2015宿迁模拟)下列有关科研人员建立人乳铁蛋白乳腺生物反应器过程的叙述,正确的是( )A. 从细胞中分离目的基因时必须使用限制酶和DNA连接酶B. 将目的基因导入受体细胞前必须构建基因表达载体C. 应该将目的基因与在乳腺细胞中高效特异表达的基因启动子结合D. 运用这一技术生产的人乳铁蛋白具有活性高、易分离、产量高等优点12. (2015南京三模)科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中,经培育获得一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述正确的是( )A. 选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性B. 采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达C. 人的生长激素基因能在小鼠细胞表达,说明遗传密码在不同种生物中可以通用D. 将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆),可以获得多个具有外源基因的后代13. (2016无锡一模)下列有关“基因污染”叙述,正确的是( )A. 转基因生物有可能成为“外来物种”,影响生态系统的稳定性B. 转基因生物的外源基因本身来源于自然界,故不存在“基因污染”的问题C. 抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草,从而产生“超级杂草”D. “基因污染”有可能会从一种生物扩散到其他多种生物物种三、 非选择题14. (2016南京二模)疫苗和抗体已被广泛应用于预防与诊疗传染性疾病的过程,已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如右上图所示,请回答下列问题: (1) 过程代表的是 ,过程构建A基因重组载体时,启动子和终止子是重新构建的,它们应该能被受体细胞的 所识别,以便于其催化转录过程。 (2) 下图为A基因的结构示意图,已知区的碱基数是2000 个,其中阴影区域碱基数是800个,空白区域中G和C的总数共有400个,则由该区域能指导蛋白质合成的片段转录产生的mRNA中A和U总数是 。 (3) 在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次的目的是通过二次免疫,增加小鼠体内的 个数。过程的实质为 。 (4) 在将X进行扩大培养前,至少需要经过 次筛选,扩大培养的原理是 。 (5) 对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的 来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较,或用图中的 与分离出的病毒进行特异性检测。 15. (2016南通三模)hNaDC3(人钠/二羧酸协同转运蛋白-3)主要分布于肾脏等重要器官,它具有促进人肾小管上皮细胞能量代谢和转运等功能。科研人员利用基因工程技术构建绿色荧光蛋白与hNaDC3融合基因,并在肾小管上皮细胞中表达,以动态观察hNaDC3在肾小管上皮细胞中的定位情况,为进一步研究hNaDC3的生理功能奠定基础。研究主要过程如下图(实验中使用的限制酶Sac 的识别序列是GAGCTC,限制酶Sac 识别序列是CCGCGG)。请分析回答: (第15题) (1) 与PCR相比,过程需要的特有的酶是 ,应从人体 (填器官)的组织细胞中获得模板RNA。 (2) DNA分子被Sac 切割后,形成的黏性末端是 。过程选用Sac 、Sac 分别切割hNaDC3基因和质粒载体,可实现目的基因定向插入并正常表达的原因是 。 (3) 过程可获得多种重组DNA,可依据不同DNA分子的大小,运用 (填技术)分离、筛选重组表达载体。 (4) 显微观察导入“绿色荧光蛋白hNaDC3融合基因”的猪肾小管上皮细胞后发现:转染后第1 d绿色荧光混合分布于细胞质和细胞膜,核中未见绿色荧光;到第5 d绿色荧光清晰聚集于细胞膜,细胞质和细胞核中未见绿色荧光。根据这一观察结果还不能得出“hNaDC3是在细胞质中生成后,在细胞膜上发挥作用”的结论,需要设置对照实验以排除绿色荧光蛋白本身的定位,对照实验的设计思路是 。 (5) 研究人员以较高浓度的葡萄糖溶液培养导入融合基因的猪肾小管上皮细胞,一段时间后发现,转染细胞的细胞膜上绿色荧光明显增强。这一实验结果可以说明 。 1. D 【解析】 通过农杆菌感染法可将重组质粒导入受体细胞,A正确;组织培养可以保持亲本的优良性状,含耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得耐盐的植株,B正确;水稻植株是否耐盐,主要看植株能否在高浓度的盐溶液中生活,因此,可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定水稻植株的耐盐性,C正确;如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的,可从基因文库中获取目的基因,D错误。2. C 【解析】 基因治疗是治疗遗传病的有效手段,A错误;基因治疗的主要方法是把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,口服外源基因不能起作用,B错误;基因治疗的主要原理是引入健康基因修复患者的基因缺陷,C正确;目前,基因治疗还处于初期的临床试验阶段,D错误。3. D 【解析】 图中a、b、c所示的方法分别是逆转录法、直接分离法和化学合成法。逆转录是以mRNA为模板合成DNA的过程,属于中心法则的内容之一,A错误;a逆转录法和c化学合成法得到的水稻基因中不含启动子、内含子等非编码序列,而b直接分离法得到的水稻基因中含有启动子、内含子等非编码序列,B错误;a逆转录法和c化学合成法属于人工合成法,而b直接分离法不是,C错误;三种方法都需相应的酶,并且均在体外进行,D正确。4. B 【解析】 蛋白质工程是在分子水平上对基因直接改造,A、C错误;蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不同的,是中心法则的逆推过程,D错误。5. C 【解析】 利用农杆菌转化法培育转基因植株时,将含有目的基因的Ti质粒导入农杆菌后,再用该农杆菌侵染植物细胞;可在选择培养基上选择成功转化了的受体细胞,例如将农杆菌在含四环素的培养基中培养,筛选出成功导入目的基因的农杆菌;转基因植物的培育过程中,不存在植物体细胞杂交技术的应用及诱导细胞融合过程;目的基因成功导入后需利用植物组织培养技术将植物叶片细胞培育成幼苗,需要诱导愈伤组织再分化。6. A 【解析】 转基因生物有的对人类有益,有的存在安全性隐患。7. D 【解析】 过程通过反转录获取目的基因,缺少非编码区和内含子等,与基因组文库中的目的基因不完全相同;重组质粒含标记基因,且利用农杆菌转化法只能将质粒导入受体细胞,不能对重组质粒进行筛选;利用DNA探针技术可检测目的基因是否导入到受体细胞,可利用抗原抗体杂交技术检测目的基因是否表达。8. C 【解析】 蛋白质工程能产生自然界没有的人鼠抗体,降低过敏等异常免疫反应的发生;蛋白质工程能通过改造基因达到改变蛋白质功能的目的。9. A 【解析】 质粒的T-DNA可以转移到受体细胞中染色体的DNA上,所以金属硫蛋白基因需插入到质粒上,才能转移到受体细胞中,A正确;由于植物细胞具有全能性,因此植物基因工程的受体细胞可以是受精卵或体细胞,B错误;限制酶具有专一性,能识别特定的脱氧核苷酸序列,C错误;转基因烟草与原烟草之间一般不会出现生殖隔离,D错误。10. D 【解析】 构建载体需要限制酶和DNA连接酶,A错误;侵染植物细胞后,重组Ti质粒上的T-DNA整合到的染色体上,B错误;染色体上含有目的基因,但目的基因也可能不能转录或者不能翻译,或者表达的蛋白质不具有生物活性,C错误;植株表现出抗虫性状,说明含有目的基因,属于基因重组,为可遗传变异,D正确。11. BCD 【解析】 从细胞中分离目的基因时需要使用限制酶;基因工程的基本操作程序有四步:目的基因的获取,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定;启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质,所以目的基因要与启动子结合。12. ACD 【解析】 采用DNA分子杂交技术可检测外源基因是否导入受体细胞,但不能检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达,B错误。13. ACD 【解析】 转基因植物可能对环境更适应,与其他植物间更具有竞争力,可能成为入侵的“外来物种”,影响生态系统的稳定性;转基因植物与其他植物可以杂交,存在“基因污染”问题;“基因污染”会通过花粉等扩散到其他物种。14. (1) 逆转录 RNA聚合酶 (2) 400 (3) 浆细胞 基因的选择性表达 (4) 2 细胞增殖(有丝分裂) (5) A蛋白 抗A蛋白的单克隆抗体【解析】 (1) 过程是以RNA为模板合成DNA的过程,称为逆转录。RNA聚合酶能识别启动子和终止子,催化转录过程。(2) 区(编码区)的碱基数是2 000个,阴影区域(内含子)碱基数是800个,所以空白区域(外显子)碱基数是1 200个。由于G和C的总数是400个,所以空白区域A和T的总数是800个。由于两条链上A和T的总数一样,所以一条链上A和T的数量是400个,转录产生的mRNA中A和U总数是400个。(3) 重复注射抗原可以通过二次免疫,增加小鼠体内的浆细胞数量。过程是细胞分化,实质是基因的选择性表达。(4) 先在特定的选择培养基上筛选出杂交瘤细胞,再进行第二次筛选,选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。X细胞进行有丝分裂,最终扩大细胞数目。(5) 可以用基因工程生产的A蛋白作为抗原来制备疫苗。用分离出的病毒(抗原)与抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性检测,可以对传染病疑似患者进行确诊。15. (1) 逆转录酶(或反转录酶) 肾脏 (2) AGCT 两种限制酶切割产生的黏性末端不同 (3) (凝胶)电泳 (4) 将GFP基因表达载体直接导入猪肾小管上皮细胞,然后观察绿色荧光在细胞中的分布情况(5) 较高浓度葡萄糖能增强肾小管上皮细胞中hNaDC3基因的表达【解析】 (1) 过程是以RNA为模板形成DNA,需要逆(反)转录酶的催化。根据“hNaDC3主要分布于肾脏等重要器官”确定只有肾脏等器官的细胞中该基因能够表达,所以从肾脏中获得模板RNA。(2) 由于不同的酶切割形成的黏性末端不同,在DNA连接酶作用下可实现目的基因定向插入载体并正常表达。题中Sac切割形成的黏性末端是AGCT,Sac切割形成黏性末端是GC。(3) 依据DNA分子的大小不同,利用凝胶电泳技术进行筛选,可以筛选出重组质粒。(4) 通过该实验现象不能排除绿色荧光蛋白本身对结果的干扰,需设置对照进行比较,其思路为将GFP基因表达载体直接导入猪肾小管上皮细胞,然后观察荧光在细胞中的分布情况,以排除荧光蛋白对结果的影响。(5) 根据信息可以得出的结论是较高浓度葡萄糖能增强肾小管上皮细胞中hNaDC3基因的表达。5第3讲 植物细胞工程一、单项选择题1. (2013江苏卷)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是( )A. 利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B. 采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C. 采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D. 采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养2. (2016泰州一模)下列各项生殖方式与组织培养的原理不相同的是( )A. 一株植物的枝条扦插成多株植物B. 一株植物上的多个种子发育成多个植株C. 一个胚胎被分割后发育成多个个体D. 一条蚯蚓被剪成两段后变成两条蚯蚓3. (2016常州一模)下列关于植物组织培养的叙述,正确的是( )A. 需要对外植体进行严格的灭菌处理,以防止杂菌污染B. 在培养过程中需要给予适宜的光照,以诱导脱分化过程C. 培养基中所添加的激素种类和含量对培养过程起重要的调节作用D. 若制备人工种子,外植体只需培养成愈伤组织即可4. (2016南通二模)利用植物组织培养技术从红豆杉细胞中提取抗癌药物紫杉醇,不需要进行的是( )A. 选取合适的外植体并要进行快速消毒B. 培养基中加入适量的蔗糖提供营养并维持渗透压C. 控制植物激素的种类和含量诱导产生愈伤组织D. 选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗5. (2016南通一模)下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是( ) A. 过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力B. 过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织C. 过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化D. 培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同6. (2016南通三模)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如下图。相关叙述错误的是( ) A. 培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性B. 培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段C. 实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低D. 根据本实验,培育脱毒苗时茎尖的适宜大小为 0.27 mm7. (2016江阴模拟)用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草。下列有关培育过程的叙述,不正确的是( )A. 原生质体的融合常用PEG作为诱导剂B. 形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型C. 由杂种细胞杂种植株,要通过有丝分裂和细胞的分化D. 该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍8. (2016双鸭山一中)如下图为人工种子培养过程流程图解,下列相关叙述不正确的是( ) A. b、c过程中植物激素发挥了重要作用,d表示给胚状体包上人工胚乳和人工种皮B. 再分化发生在d步骤,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C. 人工种子的培育是植物组织培养技术的重要用途之一D. 人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题9. (2016南京一模)下图是植物体细胞杂交过程示意图。下列有关叙述正确的是( ) A. 过程需用纤维素酶和果胶酶溶液处理,且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压B. 过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有选择透过性原理C. 过程表示细胞壁的再生,需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基D. 最终得到的植株相对于甲、乙而言,发生了染色体数目变异,因此不具有可育性10. 下列技术或方法与原理相符的是 ( )A. 人参细胞培养和杂交瘤细胞的培养细胞全能性B. 植物组织培养和制备单克隆抗体细胞增殖C. 纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁酶的高效性D. 原生质体融合和动物细胞融合细胞膜的流动性二、 多项选择题11. 下图示“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程,其中表示过程,字母表示细胞、组织或植株。下列说法不正确的是 ( ) A. 表示低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体B. e是一团有特定结构和功能的薄壁细胞C. 可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生D. 植物体细胞杂交技术成功的标志是产生含有细胞壁的杂种细胞12. (2017泰州摸底改编)如下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,相关叙述正确的是( ) A. 过程是脱分化,过程是再分化B. 过程中不需要光,但需控制好培养基中植物激素的比例C. 过程需用一定浓度的胰蛋白酶处理愈伤组织,有利于细胞分散D. 过程需使用液体培养基,有利于细胞增殖13. (2015苏州一模)下图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程。下列有关叙述正确的是( )四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体兰花植株A. 上述过程均需进行严格的无菌操作以避免杂菌污染B. 激素的浓度和比例可以调控过程中细胞的脱分化和再分化C. 细胞全能性表达的前提是过程,体现在过程D. 此四倍体兰花的花药离体培养所得到的植株可能可育三、 非选择题14. (2016盐城模拟)科学家用植物体细胞杂交方法,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株,如下图,其中表示相关过程,字母表示细胞、组织或植株,请据图回答下列问题: (1) 过程为 ,如果将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中,细胞是何形状? 。 (2) 在利用杂种细胞培育成杂种植株的过程中,依据的原理是 ,其中过程相当于 过程,涉及的分裂方式为 。 (3) 若番茄细胞内含m条染色体,马铃薯细胞内含n条染色体,则“番茄马铃薯”细胞内含 条染色体;若杂种细胞培育得到的“番茄马铃薯”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 倍体植株。 15. (2016苏州一模)科研人员分别利用大葱茎尖分生组织、鳞茎愈伤组织及其再生苗为材料,探究在植物组织培养过程中细胞内染色体数目的变化,并以种子繁殖的普通大葱根尖为对照,实验结果见下表。请分析回答:材料类别观察细胞总数n=8细胞数2n=16细胞数3n=24细胞数4n=32细胞数5n=40细胞数6n=48细胞数其他细胞数茎尖分生组织培养苗6060鳞茎愈伤组织1208683125420鳞茎愈伤组织再生苗6045312普通大葱根尖6060 (1) 无菌处理是植物组织培养是否成功的关键因素之一。科研人员对培养基和外植体分别采用 的方法进行无菌处理。 (2) 利用大葱茎尖分生组织培养成幼苗,需要依次经过 过程。配制愈伤组织诱导培养基与分化、生根培养基时,要特别调节好 之间的浓度比例,以诱导形成相应组织或器官。 (3) 适时取出相应材料用Carnoy固定液处理后,再通过 流程(用文字加箭头表示流程)制作好装片,在显微镜下选择处于 (填时期)的细胞观察并统计细胞内的染色体数目。 (4) 在高倍镜下,可以观察到“茎尖分生组织培养苗”的根尖分生区细胞中染色体数目可能为 。 (5) 分析实验数据,发现适宜用于大葱快速繁殖的材料是 ,而适宜用于选育大葱新品种的材料是 。 1. B 【解析】 茎段扦插、幼芽嫁接、植物组织培养都是无性繁殖,可以大量快速得到与原有植物性状相同的个体;采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗,但由于花粉粒为雄配子,由其发育而来的单倍体植株不一定能保持亲代的优良性状。2. B 【解析】 组织培养的原理是细胞的全能性,生殖方式是无性生殖,枝条扦插、胚胎分割、剪成两段的蚯蚓变成两条蚯蚓都是无性生殖,种子发育成植株是有性生殖。3. C 【解析】 植物组织培养需要对外植体进行消毒处理;脱分化过程不能给光;制备人工种子,外植体需要培养至胚状体阶段。4. D 【解析】 从红豆杉细胞中提取抗癌药物紫杉醇,只需培养到愈伤组织阶段。5. C 【解析】 过程取带叶原基的芽进行培养是因为芽具有较高的分裂和分化能力;过程经过热水处理后脱毒效果好,与阻碍病毒进入有一定的关系;图中和均为再分化;一般情况下,生长素与细胞分裂素的比值高有利于根分化,比值低有利于芽分化,所以培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同。6. A 【解析】 培育脱毒苗的原理是植物细胞的全能性,没有基因突变。7. B 【解析】 形成的愈伤组织没有形成叶绿体,其代谢类型是异养需氧型。8. B 【解析】 b表示脱分化过程、c表示再分化过程,这两个过程中植物激素发挥了重要作用,d表示给胚状体包上人工胚乳和人工种皮,A正确;再分化发生在c步骤,B错误;人工种子的培育是植物组织培养技术的重要用途之一,C正确;人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题,D正确。9. A 【解析】 过程的目的是制备原生质体,为防止原生质体吸水涨破,酶溶液的渗透压应该略大于细胞液渗透压;过程是诱导原生质体融合,依据原理是细胞膜具有流动性;过程表示细胞壁的再生,需要使用不同的固体培养基;最终得到的杂种植株染色体数目加倍,同源染色体仍可发生联会,具有可育性。10. D 【解析】 人参细胞培养和杂交瘤细胞培养的原理是细胞增殖,A错误;植物组织培养的原理是细胞的全能性,制备单克隆抗体的原理是细胞增殖,B错误;纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁的原理是酶的专一性,C错误;原生质体融合和动物细胞融合的原理都是细胞膜的流动性,D正确。11. ABD 【解析】 获得植物的原生质体,操作一般在等渗溶液中进行,如在低渗溶液中进行,则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而涨破,A错误;e为细胞经植物组织培养脱分化后形成的愈伤组织,是未分化的细胞,B错误;可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生,C正确;融合后的杂种细胞再生出新的细胞壁是原生质体融合完成的标志,而非植物体细胞杂交技术成功的标志,D错误。12. BD 【解析】 结合题意分析流程图,该过程是为了获得细胞次级代谢产物,而不是为了获得植株,过程不是再分化;胰蛋白酶是动物细胞工程中用于分散动物组织,使细胞分散的。13. BCD 【解析】 植物组织培养过程需要进行无菌操作,操作器械、培养基都需要灭菌处理,培养对象植物细胞需进行消毒处理,但过程不需要严格的无菌操作;生长素和细胞分裂素的浓度和比例可以调控脱分化和再分化过程;细胞全能性的前提是已分化的细胞能脱分化;此四倍体兰花的花药离体培养所得到的植株虽然是单倍体,但含有两个染色体组,所以可能是可育的。14. (1) 原生质体融合 圆球形(圆形或球形) (2) 植物细胞的全能性 脱分化 有丝分裂 (3) m+n 单【解析】 (1) 过程是利用物理或化学方法(如聚乙二醇)诱导原生质体融合,在此之前需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞以除去细胞壁。将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中,由于失去了细胞壁的支持作用,细胞呈现圆球形(圆形或球形)。(2) 将离体的杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术,该技术依据的原理是植物细胞的全能性;图中是脱分化过程,是再分化过程,该过程中细胞通过有丝分裂方式增殖。(3) “番茄马铃薯”细胞是由番茄体细胞和马铃薯体细胞经过融合而成的,因此具有番茄和马铃薯的全部遗传物质,故“番茄马铃薯”细胞内含m+n条染色体;此杂种植株的花粉是生殖细胞,由生殖细胞直接发育而来的生物体,不管含有几个染色体组,都是单倍体。15. (1) 高压蒸汽灭菌法(湿热法)、消毒(答“酒精、无菌水和次氯酸钠处理”也可) (2) 脱分化与再分化(植物组织培养) 生长素与细胞分裂素 (3) 解离漂洗染色制片 有丝分裂中期 (4) 16或32 (5) (大葱)茎尖分生组织 鳞茎愈伤组织(及其再生苗)【解析】 (1) 培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌,外植体用酒精、无菌水或次氯酸钠进行消毒。(2) 大葱茎尖分生组织经过脱分化与再分化培养成幼苗。生长素与细胞分裂素含量之比影响植物细胞的发育方向,所以配制愈伤组织诱导培养基与分化、生根培养基时,要特别调节好生长素与细胞分裂素之间的浓度比例。(3) 取出相应材料用Carnoy固定液处理后,通过解离漂洗染色制片,在显微镜下选择处于有丝分裂中期的细胞观察并统计细胞内的染色体数目,因为中期染色体的形态最固定,数目最清晰。(4) 根尖分生区细胞进行有丝分裂,染色体数目可能为16,也可能为32(有丝分裂后期)。(5) 分析表中数据,发现大葱茎尖分生组织细胞染色体数目不变,适宜用于大葱快速繁殖,而鳞茎愈伤组织(及其再生苗)细胞内染色体变化多,适宜用于选育大葱新品种。5
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