1、基因工程和细胞工程(建议用时：40分钟)一、选择题1(2020陕西咸阳实验中学高三月考)下图表示从细菌中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是()甲乙A甲方法可建立基因组文库B乙方法可建立cDNA 文库C甲方法要以核糖核苷酸为原料D乙方法需要逆转录酶参与C甲方法可将细菌的DNA切成小片段，然后分别克隆，建立基因组文库，A正确；乙方法为mRNA到DNA的过程，可建立cDNA 文库，B正确；甲方法要以脱氧核苷酸为原料，C错误；乙方法需要逆转录酶参与，将RNA逆转录变成DNA，D正确。故选C。2(2020北京高三期末)科研人员借助现代生物技术培育的酵母菌细胞生产青蒿素过程如下图所示，下述相关分析
2、错误的是()A图中过程需要 RNA聚合酶催化，过程的场所在核糖体B培育能合成青蒿素的酵母细胞需要导入ADS酶和CYP71AV1酶C用酵母细胞生产青蒿素能较好地解决从青蒿中提取青蒿素产量低的难题D通过基因改造降低 ERG9酶活性可以提高酵母细胞合成青蒿素的产量B由图可知，过程由FPP合成酶基因转录合成mRNA，此过程需要RNA聚合酶的催化，过程由mRNA翻译合成FPP合成酶，该过程发生的场所为核糖体，A正确；直接导入ADS酶和CYP71AV1酶并不能获得可以稳定产生青蒿素的酵母菌细胞，而是应该借助基因工程的技术构建基因表达载体，导入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，B错误；酵母细胞属于单细胞
3、真菌，使用酵母细胞生成青蒿素可以达到大量繁殖和生产的目的，解决从青蒿中提取青蒿素产量低的难题，C正确；由流程图可以看出ERG9酶会竞争FPP产生其他代谢产物，如固醇，若使用基因改造降低该酶的活性可以使得更多的FPP用于生产青蒿素，提高青蒿素的产量，D正确。故选B。3下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是()A根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目B外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制C重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接D放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置D根据
4、培养皿中菌落数只能估算样品中含有的活菌实际数目，A错误；外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达，复制需要有复制原点，B错误；重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子的碱基互补配对原则，C错误；放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置，因为菌落附着在膜上的位置是固定的，放射自显影后可以一一对应起来，D正确。4(2020山东临沂第一中学高二月考)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抗体C核酸分
5、子杂交是指两条核苷酸链的杂交，A错误；抗原抗体杂交的原理为抗体与抗原特异性结合，此过程中不存在碱基互补配对，B错误；核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录，C正确；抗原抗体杂交中目的基因产物常作为抗原，D错误。故选C。5如图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合)。若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr的两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时，都不能增殖。下列叙述中正确的是()实验开始时必须用纤维素酶和果胶酶除去不利于原生质体融合的物质实验中除了杂种细胞外，还有5种融合细胞要想从融合细胞的培养液中分
6、离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在大于800 lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr或Hhrr的杂种细胞，可在大于800 lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团从理论上分析考虑，将融合细胞的培养液放在大于800 lx光照下培养，有5种融合细胞不能增殖分化ABC DD在植物体细胞杂交的实验中，为了便于原生质体的融合，需要用温和的方法去除细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以去除细胞壁时用纤维素酶和果胶酶，正确；根据基因的自由组合定律可以看出，A的花粉即配子的基因型为Hr、hr，B的花粉基因型为hR、hr，诱导融合产生细胞团(只考虑两个原生质体的融
7、合)共有6种基因型，即HHrr、hhrr、hhRR、HhRr、Hhrr、hhRr，其中3种属于杂种细胞，错误；根据题干信息，“一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时，都不能增殖”，只有同时具备了R和H基因才能够分化，即只有HhRr的细胞团能分化，正确； 根据题干信息，“一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时，都不能增殖”，则基因型为hhRr或Hhrr的杂种细胞不能在大于800 lx光照下培养，错误；从理论上分析考虑，将融合细胞的培养液放在大于800 lx光照下培养，只有基因型为HhRr的细胞能生长，另外5种融合细胞都不能增殖分化，正确。故
8、选D。6(不定项)(2020山东高三二模)中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核移植到去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中，错误的是()A形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊胚、桑椹胚、原肠胚等几个阶段B兔子卵细胞质的作用是能激发大熊猫细胞核的全能性C克隆出的早期胚胎中，各细胞间具有相同的遗传信息D在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化AD胚胎发育过程中依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段，而用于移植的早期胚胎通常需要培养到适宜阶段，如囊胚期、桑椹胚或之前
9、的阶段，需要培育的时期因种而异，A错误；兔子卵细胞质能激发大熊猫细胞核的全能性，从而完成克隆过程，B正确；克隆出的早期胚胎中，由于胚胎发育过程依靠的是细胞有丝分裂，故早期胚胎中各细胞间具有相同的遗传信息，C正确；在形成早期胚胎的过程中，已经出现了细胞分化，如囊胚期有了滋养层细胞和内细胞团的分化，D错误。故选AD。7(不定项)(2020山东高三二模)为探究提高“日照蓝莓”品质和产量的新途径，某生物兴趣小组以“日照蓝莓”的主要品种兔眼蓝莓为实验材料进行脱毒处理，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述正确的是()A取材时可选用兔眼蓝莓的芽尖等分生组织作为外植体B用70%酒精和
10、20%次氯酸钠对外植体消毒时，要控制好时间以避免造成伤害C对分化培养基灭菌前需添加生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类等生长调节剂D脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大，产量更高，后代个体中更不易被病毒感染AB芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，取材时常选用其作为外植体，A正确；消毒时间不宜过长，容易对外植体造成伤害，B正确；生长调节剂应该在分化培养基灭菌后添加，C错误；脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大，产量更高，后代个体含病毒少，但不是不易被病毒感染，D错误。故选AB。8(不定项)(2020山东青岛二中高三期末)CART技术是近几年治疗肿瘤的一种新型细胞疗法，它通过收集患者T细胞对其进行遗传修饰，使之携带能
11、指导嵌合抗原受体(CAR)合成的新基因(具体修饰过程如图)。最后，将这些修饰过的CART细胞输回患者体内，从而使CAR指导T细胞靶向、高效杀死肿瘤细胞。据图分析，下列说法正确的是()A构建CART细胞所使用的目的基因是TCR跨膜区基因和抗体基因B是指目的基因的获取，是指基因表达载体的构建C重组分子导入T细胞后，应当采用DNA分子杂交法来检验指导CAR合成的基因是否转录成功DCART技术融合了体外基因治疗的方法ABD由图可知，构建CART细胞所使用的目的基因是TCR跨膜区基因和抗体基因，A正确；由上述分析可知，是指目的基因的获取，是指基因表达载体的构建，B正确；检测目的基因是否转录出了mRNA采
12、用的是分子杂交技术，C错误；体外基因治疗是先从病人体内获得某种细胞进行培养，然后再体外完成转移，再筛选成功转移的细胞增殖培养，最后重新输入患者体内，由图可知CART技术融合了体外基因治疗的方法，D正确。故选ABD。二、非选择题9人乳铁蛋白(hLF)对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究，主要流程如下图，图中Ase、Nhe、Sal、BamH代表相关限制酶切点，neor为新霉素抗性基因，BLG基因为B乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答下列问题：(1)过程中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RTPCR，是因为_。在RTPCR过程中
13、，加入的引物需在5端添加_两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。(2)过程中，hLF基因插入BLG基因之后的目的是_。(3)将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入_的细胞，再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中_，以筛选出转染成功的细胞。(4)要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核卵母细胞中，再借助_技术孕育出羊羔。解析(1)人肌肉细胞是高度分化的细胞，hLF基因在人肌肉细胞中不转录(表达)，故过程中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RTPCR。Sal和BamH在质粒上挨着，切割质粒不破坏其他基因，故
14、在RTPCR过程中，加入的引物需在5端添加Sal和BamH两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。(2)过程重组载体的构建，hLF基因插入BLG基因之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。过程重组载体导入受体细胞，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是生物膜具有一定的流动性。(3)neor为新霉素抗性基因，具有抗新霉素的作用，故将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入pEB质粒或pEBL质粒的细胞，GFP基因为绿色荧光蛋白基因，作为标记基因，可再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中是否有绿色荧光，以筛选出转
15、染成功的细胞。(4)要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核卵母细胞中，再借助早期胚胎培养和胚胎移植技术孕育出羊羔。答案(1)hLF基因在人肌肉细胞中不转录(表达)Sal和BamH(2)使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达(或使目的基因表达)(3)pEB质粒或pEBL质粒(或普通质粒或重组质粒)是否有绿色荧光(或是否有荧光)(4)早期胚胎培养和胚胎移植10通过咽拭子取样进行RTPCR技术检测是目前临床上诊断新型冠状病毒感染疑似患者的常用方法，用于核酸检测的RTPCR试剂盒的部分工作原理简图如下。回答下列问题：(1)RTPCR是指以病毒的RNA为模板通过_过
16、程合成cDNA，并对cDNA进行PCR扩增的过程。进行RTPCR过程中，需要加入的酶有_。(2)利用RTPCR试剂盒对新型冠状病毒进行检测时，除借助上述RTPCR技术外，还需要有特异性探针。制作该探针的依据是_，利用该探针对新型冠状病毒进行检测的原理是_。(3)除核酸检测外，研究人员还研发了基于病毒蛋白的检测技术，该项技术的关键是生产出能与新冠病毒结合的特异性抗体。生产该种抗体的大致方案如下：向小鼠体内注射新冠病毒的抗原蛋白；分离免疫小鼠的B淋巴细胞，并与小鼠的骨髓瘤细胞融合，多次筛选、检测，最终获得所需杂交瘤细胞；将获得的杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，获得大量的特异性抗体。上述生产抗体
17、的方案中使用的技术手段有_，其中步骤中获得的杂交瘤细胞具有_等特点；步骤中为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是_。解析(1)以RNA为模板合成cDNA的过程为逆转录过程，该过程需要逆转录酶的参与，利用PCR技术对cDNA进行扩增时需要耐高温DNA聚合酶的参与。(2)探针是指被放射性同位素标记或荧光标记的一段单链核酸，因此制作该探针的依据是新型冠状病毒的核苷酸序列；利用该探针对新型冠状病毒进行检测的原理是分子杂交。(3)上述方案制备的是单克隆抗体，采用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合；杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体；步骤中为防止细胞代谢产物积累对
18、细胞自身造成危害，应定期更换培养液。答案(1)逆转录逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶(2)新型冠状病毒的(核糖)核苷酸序列分子杂交(3)动物细胞培养、动物细胞融合既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体定期更换培养液11(2020山东高三三模)“黄金大米”是一种新型转基因大米，其胡萝卜素的含量是普通大米的23倍，因大米抛光后呈现黄色而得名。通过转基因技术将胡萝卜素转化酶体系转入大米胚乳中获得“黄金大米”的培育流程如图所示。请回答下列问题：(已知酶的识别序列和切点是GGATCC，酶的识别序列和切点是GATC)(1)在基因工程中使用的载体除图中质粒外，还有_等，图中基因、的作用是_。(2)图中涉及的酶或
19、酶主要是从_中分离纯化出来的。据图分析，在构建基因表达载体c的过程中，质粒需用_(填“限制酶”或“限制酶”)进行切割。(3)图中通过过程a、b获取目的基因的方法是_法，该方法获得的目的基因_(填“含”或“不含”)启动子。若过程d用到了农杆菌转化法，则目的基因插入的c的位置应该是_。(4)为检测水稻细胞是否表达出胡萝卜素转化酶，用到的检测方法是_。过程e获得符合要求的个体需要用到的植物激素是_。解析(1)在基因工程中使用的载体除图中质粒外，还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。图中基因、为标记基因，标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(2)图中涉及的
20、酶或酶均为限制性核酸内切酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。如果质粒用酶处理，那么基因和基因都会被切断，质粒变成了两段线性序列，用限制酶切割只能在基因上切开一个切口，所以质粒用限制酶切割。(3)由题图可知，a为转录，b为逆转录，因此该过程获取目的基因的方法为逆转录(反转录)法。采用反转录的方法得到的目的基因不含内含子和启动子。若过程d用到了农杆菌转化法，则需要将目的基因插入Ti质粒的TDNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入植物细胞中染色体的DNA上。(4)检测水稻细胞是否表达出胡萝卜素转化酶，用到的检测方法是抗原抗体杂交。过程e为植物组织培养过程，需要
21、用到的植物激素是生长素和细胞分裂素。答案(1)噬菌体的衍生物、动植物病毒作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择(作为标记基因，鉴别受体细胞是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来)(2)原核生物限制酶(3)反转录(逆转录)不含Ti质粒的TDNA上(4)抗原抗体杂交生长素和细胞分裂素12(2020山东高三一模)请分析以下资料，并回答问题。资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。资料乙：科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接，实现了对鼠源杂交瘤抗体的改造，生产出对人体的不良反应减少、效果更好的“鼠人”嵌合抗体，用于癌症治疗。(1)据资料甲，为扩
22、增出大量的目的基因(牛生长激素基因)需用到PCR技术。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_；PCR扩增时退火温度的设定是成败的关键，如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有_。(2)据资料甲，目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_；导入前需构建基因表达载体，表达载体含有牛生长激素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_。(3)据资料乙，鼠源杂交瘤抗体就是从免疫小鼠的脾脏细胞中获取B淋巴细胞，在诱导剂的作用下与_融合，形成_细胞，并通过体内培养或体外培养生产单克隆抗体。与植物原生质体的融合相比，动物细胞融
23、合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用_诱导融合。(4)在制备单克隆“鼠人”嵌合抗体过程中要进行两次筛选，第一次筛选的目的是_；第二次筛选的目的是_。解析(1)在体外利用PCR技术扩增目的基因时，利用DNA的高温变性加热至9095 ，破坏双链之间的氢键，使DNA解链变为单链。如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。(2)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是：PCR技术需要高温加热，Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活。启动子的作用是提供RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录。(3)鼠源杂交瘤
24、抗体就是从免疫的小鼠脾脏细胞中获取B淋巴细胞，在诱导剂的作用下与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，并通过体内培养或体外培养生产的单克隆抗体。动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用诱导剂(物理方法和化学方法)外，还可以采用灭活的病毒(生物方法)进行诱导。(4)制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。答案(1)加热至9095 降低退火温度(或重新设计引物，或其他合理答案)(2)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活提供RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录(3)骨髓瘤细胞杂交瘤灭活的病毒(4)获得杂交瘤细胞获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞
