2021高考生物二轮复习 专题突破练15 基因工程和细胞工程（含解析）.docx

1、专题突破练15基因工程和细胞工程一、单项选择题1.(2020山东滨州三模)下列关于细胞工程和胚胎工程中操作目的的说法,错误的是()A.单克隆抗体制备过程中,注射抗原的目的是获得特异性抗体B.动物细胞培养过程中定期更换培养液的目的是补充营养物质,去除代谢废物C.胚胎分割时,对内细胞团均等分割的目的是防止影响分割后胚胎的恢复和发育D.体外受精技术中将精子在一定浓度的肝素溶液中培养目的是诱导精子获能2.(2020山东济南6月三模)白菜和甘蓝均为二倍体生物,科学家利用植物体细胞杂交的方法获得了白菜甘蓝。它具有生长周期短、耐热性强和易储存等优点。下列叙述错误的是()A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了

2、酶的专一性B.白菜甘蓝的产生用到了植物原生质体融合和植物组织培养技术C.植物体细胞杂交的目的是克服远缘杂交不亲和的障碍获得杂种细胞D.利用植物体细胞杂交技术培育四倍体白菜甘蓝的过程中不会发生同源染色体联会现象3.(2020山东淄博4月一模)IgM是机体被病毒侵入后最先分泌的抗体,IgG是机体感染病毒免疫应答产生的主要抗体。临床上可通过血清学检测判断机体是否感染病毒,如采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测患者血清中的IgG和IgM,检测试剂盒中的酶标二抗即抗人IgG抗体和抗人IgM抗体。其原理是将病毒抗原包被在96孔酶标板上,加入患者血清,再分别加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗人IgG和抗

3、人IgM单克隆抗体,若患者感染过该病毒,就可检出针对该病毒的特异性抗体,相关叙述错误的是()A.与核酸检测相比,该方法操作简单方便,可显著提高检测效率B.利用单克隆抗体的特性,该方法可检测患者体内病毒是否被清除C.制备单克隆抗体时,以人IgG和人IgM为抗原分别免疫小鼠D.制备单克隆抗体时,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞4.(2020山东菏泽4月一模)2020年初,荷兰某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织,让毒素的获取途径更加安全和简单。下列叙述正确的是()A.培养蛇干细胞时O2的作用是维持培养液pH的稳定B.蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇干细胞不完全相同C.利用蛇干细胞的大量

4、增殖即可获得大量分泌毒液的细胞D.培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件完全相同5.(2020山东济南5月二模)CRISPR-Cas9是大肠杆菌等细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御系统,可用来对抗入侵的部分病毒(DNA)及外源DNA。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。CRISPR-Cas9基因编辑技术是通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可以对目标DNA上几乎任何一个位置进行删除或添加特定的DNA片段,如下图所示。下列相关叙述错误的是()A.大肠杆菌等细菌细胞内能合成与入侵病毒(DNA)及外源DNA互补的RNA序列B.识别序列形

5、成杂交区的过程与转录过程的碱基配对方式相同C.Cas9能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子D.在被切割后的目标DNA中添加特定的DNA片段需要DNA连接酶6.(2020山东烟台6月模拟)科学家通过基因编辑技术置换了人类胚胎干细胞中FOXO3基因的两个核苷酸,从而使FOXO3蛋白结构改变,使其磷酸化和降解过程受到抑制,产生了世界上首例遗传增强的人类血管细胞,用于治疗缺血性血管病变。下列相关叙述错误的是()A.资料中科学家进行的基因编辑技术属于蛋白质工程的范畴B.诱导胚胎干细胞分化获取遗传增强的人类血管细胞时,培养基中需加入分化诱导因子如牛磺酸等C.胚胎干细胞培养需要无菌无毒

6、的环境,采取的措施主要有消毒灭菌、添加一定量的抗生素、定期更换培养液等D.培养胚胎干细胞时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,需95%的氧气和5%的二氧化碳的混合气体环境二、不定项选择题7.(2020山东日照3月实验班过程检测)PCR技术现在已经应用到临床诊断、法医鉴定、分子生物学、农牧业等领域。下图为某同学实验中,所用引物与模板配对情况(DNA聚合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸)。下列说法正确的是()A.若用引物和进行该DNA分子扩增可获得5种序列不同的产物B.复性温度过高导致引物不能与模板牢固结合,PCR扩增效率下降C.设计以上引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对造成引物自连D.为方便构

7、建基因表达载体,可在引物中增加限制性核酸内切酶位点8.(2020山东枣庄、临沂6月模拟)目前,精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物的方法之一。该方法以精子作为外源基因载体,使精子携带外源基因进入卵细胞。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列说法正确的是()A.PCR扩增外源基因时,应根据外源基因设计引物碱基序列B.导入外源基因的精子与卵细胞结合即可完成转化C.采用体外受精技术,受精的标志是观察到两个极体D.过程所用培养液的成分相同且都加入动物血清三、非选择题9.(2020山东德州4月一模)荧光蛋白(GFP)在紫外光下会发出绿色荧光,某科研团队将GFP基因插入质粒P中构建了重组质

8、粒载体P0,用于基因工程中基因表达载体(P1)的筛选和鉴定。部分过程如下图所示,下表为部分限制酶的识别序列及切割位点。回答下列问题。(1)过程中用EcoR酶切获得的目的基因具有末端,过程表示利用PCR技术扩增目的基因,前提是要根据设计出引物,此外还需在引物的一端加上序列,以便于P1的构建和筛选。(2)过程中,质粒P0需用限制酶切割,才能与扩增出的目的基因在酶作用下形成P1。(3)为了筛选出含有质粒P1的菌落,需采用添加的培养基平板进行培养,在紫外光激发下的菌落,即为含有P1的菌落。(4)提取经上述筛选所得菌落的RNA,通过获得DNA,再进行PCR扩增,若最终未能检测出目的基因,可能的原因是。1

9、0.电影中,“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝,现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊”,该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白,高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域。请回答下列问题。(1)实验中,通常用ES细胞作为目的基因的受体细胞,这是因为ES细胞在功能上具有。这种细胞一般可以从哺乳动物的中分离出来。(2)在培养重组细胞时,为了维持不分化的状态,在培养液中要加入;为防止杂菌污染,可以在细胞培养液中添加一定量的抗生素。(3)胚胎移植时,通常将早期胚胎移植到同种且与供体相同的动物体内,受体对外来胚胎基本上不发生;正常发育后产出“蜘蛛羊”,这种生殖方式为;若需要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”可将阶段的胚胎进行分

10、割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白,应该用技术来检测蛛丝蛋白基因是否整合到了染色体上。11.制备单克隆抗体的过程中要用到动物细胞融合和动物细胞培养技术。回答下列问题。(1)制备单克隆抗体的过程中,需要给小鼠注射特定的抗原蛋白,这一操作的目的是。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、电激、等。(2)制备单克隆抗体的过程中,诱导细胞融合后,需用特定的选择性培养基进行筛选,其目的是。为了获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,还需要进行,再经多次筛选即可。(3)在体外培养所获得的细胞时,通常将细胞置于含的混合气体的培养箱中进行培养;另外,应定期更换培养液,其目的是。下图是血清对正常细胞和癌

11、细胞体外培养影响的实验结果,据图可知,培养基中是否补充血清对细胞的培养影响较大。(4)制备的单克隆抗体可用于基因工程中检测目的基因是否成功表达,这利用的原理是。参考答案专题突破练15基因工程和细胞工程1.A解析单克隆抗体制备过程中,注射抗原的目的是获得能产生特异性抗体的浆细胞,A项错误;动物细胞培养过程中定期更换培养液的目的是补充营养物质,去除代谢废物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,B项正确;胚胎分割时,对内细胞团均等分割的目的是防止影响分割后胚胎的恢复和发育,C项正确;精子只有获能后才能与卵细胞结合形成受精卵,体外受精技术中将精子在一定浓度的肝素溶液中培养目的是诱导精子获能,D项正

12、确。2.C解析植物细胞壁的成分为纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,体现了酶的专一性,A项正确;白菜甘蓝的产生过程是先将两种植物的原生质体融合,形成杂种细胞,再通过植物组织培养形成杂种植株,B项正确;植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束,C项错误;培育四倍体白菜甘蓝的过程包括植物原生质体融合和植物组织培养技术,不进行减数分裂,不会发生同源染色体联会现象,D项正确。3.B解析核酸检测是基因探针和单链DNA进行碱基互补配对,需要进行DNA切割和解旋,比较复杂,而抗体检测操作简单方便,可显著提高检测效率,A项正确;利用单克隆抗体的特性,该方法可检测患者体内是否含有病

13、毒,B项错误;制备单克隆抗体时,以人IgG和人IgM为抗原分别免疫小鼠,使得小鼠产生特定的B淋巴细胞,能产生抗人IgG抗体和抗人IgM抗体,C项正确;制备单克隆抗体时,第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,D项正确。4.B解析培养蛇干细胞时,CO2的作用是维持培养液pH稳定,A项错误;蛇毒腺微型组织已经分化,具有特定的形态,与蛇干细胞的一些基因的表达相同,如呼吸酶基因,一些特定基因的表达不同,如与毒素合成有关的基因的表达,B项正确;蛇干细胞没有分化成腺细胞,不能合成大量毒素,不能增殖得到大量分泌毒液的细胞,C项错误;蛇属于变温动物,培养时需要的温度低于哺乳动

14、物,D项错误。5.C解析CRISPR-Cas9是大肠杆菌等细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御系统,可用来对抗入侵的部分病毒(DNA)及外源DNA,其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割,说明大肠杆菌等细菌细胞内能合成与入侵病毒(DNA)及外源DNA互补的RNA序列,A项正确;识别序列形成杂交区的过程是RNA与DNA上碱基互补配对,存在UA、GC、CG、AT碱基对,转录过程是DNA上碱基序列与RNA上碱基序列互补,存在TA、GC、CG、AU碱基对,故与转录过程的碱基配对方式相同,B项正确;由图可知,Cas9能特异性地切断目标DNA上的磷酸二酯键,

15、C项错误;在被切割后的目标DNA中添加特定的DNA片段需要DNA连接酶构建磷酸二酯键,D项正确。6.D解析资料中科学家进行的基因编辑的目的是改造蛋白质,因此基因编辑技术属于蛋白质工程的范畴,A项正确;根据胚胎干细胞的特性可知,诱导胚胎干细胞分化获取遗传增强的人类血管细胞时,需在培养基中加入分化诱导因子如牛磺酸等,从而实现胚胎干细胞的定向分化,B项正确;由分析可知,通常采取消毒灭菌、添加一定量的抗生素、定期更换培养液等措施来满足胚胎干细胞培养所需要的无菌、无毒的环境,C项正确;培养胚胎干细胞时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,需95%的空气和5%的二氧化碳的混合气体环境,D项错误。7.ABCD解析若

16、用引物和进行扩增,因新形成的DNA子链中,有的含有与引物互补配对的碱基序列,有的含有与引物互补配对的碱基序列,则至少在连续扩增3次后可以获得5种序列不同的产物,A项正确;PCR技术中,复性是指引物结合到互补DNA链,复性温度过高会引起碱基之间的氢键断裂,导致引物不能与互补DNA链(模板)牢固结合,DNA扩增效率下降,B项正确;设计以上引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对造成引物自连,C项正确;构建基因表达载体时可在引物中增加限制性核酸内切酶位点,D项正确。8.AC解析PCR扩增外源基因时,需要设计引物,引物的设计是根据外源基因的碱基序列设计产生的,A项正确;由转化的概念可知,导入外源基因的精

17、子与卵细胞结合的过程并不意味着完成转化,B项错误;采用体外受精技术时,在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子完成了受精,C项正确;过程在精子获能液或专用的受精溶液中进行,而过程为早期胚胎培养过程,该过程所用培养液的成分为无机盐和有机盐,同时还需要有维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等,二者的成分不同,D项错误。9.答案(1)平一段已知目的基因的核苷酸序列GGATCC(2)BamHDNA连接(3)四环素不发出绿色荧光(4)反转录或逆转录目的基因未在受体菌转录或未表达解析(1)从表格中看出用EcoR酶切获得的目的基因具有平末端;PCR扩增目的基因,需要根据一段已知目的

18、基因的核苷酸序列设计出引物;构建P1时,EcoR会破坏复制原点,Sau3A会破坏四环素抗性基因(标记基因),所以只能选择BamH,还需要在引物的一端加上GGATCC序列。(2)限制酶Sau3A会破坏四环素抗性基因(标记基因),而EcoR酶破坏复制原点,所以需要用BamH酶进行切割,切割后的目的基因在连接酶的作用下形成P1。(3)为了筛选含有质粒P1的菌落,由于标记基因是四环素抗性基因,所以需采用添加了四环素的培养基平板进行培养,在紫外光激发下,由于使用BamH酶破坏了GFP基因,所以选择不发绿色荧光的菌落,即为含有P1的菌落。(4)所得菌落的RNA通过逆转录(反转录)获得DNA,再进行PCR扩

19、增;若最终未能检测出目的基因,可能的原因是目的基因未能在受体菌中转录。10.答案(1)发育的全能性原始性腺或早期胚胎(2)抑制因子(3)生理状态免疫排斥反应无性生殖囊胚或桑椹胚(4)DNA分子杂交解析(1)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,这种细胞一般可以从哺乳动物的原始性腺或早期胚胎中分离出来。(2)在培养重组细胞时,为了维持不分化的状态,在培养液中要加入抑制因子。为防止杂菌污染,可以在细胞培养液中添加一定量的抗生素。(3)胚胎移植的生理基础:供体与受体相同的生理变化,为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境;胚胎在早期母体中处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能;子宫不对外来胚胎发生免

20、疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能;胚胎遗传性状不受受体任何影响。转基因工程产生的重组细胞正常发育后产出“蜘蛛羊”,这种生殖方式为无性生殖。胚胎分割一般选择囊胚或桑椹胚阶段进行。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白,应该用DNA分子杂交技术,先检测蛛丝蛋白基因是否整合到了染色体上。11.答案(1)获得能够产生特异性抗体的B淋巴细胞灭活的病毒(2)筛选出不同种细胞融合而来的杂种细胞(或筛选出既能大量增殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞)克隆化培养和抗体检测(3)95%空气加5%CO2清除细胞代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害正常(4)抗体与相应抗原之间能够特异性结合(合理即可)