1、专题突破练17基因工程和细胞工程一、单项选择题1.油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量,而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种(GGRR),育种过程如下图所示。下列叙述错误的是()A.若要缩短育种年限,在过程后可进行单倍体育种B.过程与过程操作顺序互换,对育种结果没有影响C.过程诱发基因突变,其优点是提高基因突变的频率D.过程的原理是基因重组,可克服远缘杂交不亲和的障碍答案B解析分析题图可知,其中表示人工诱导基因突变,表示采用基因工程技术导入基因R,表示多代自交筛选得到新品种。单倍体育种能明显缩短育种年限,因此若要缩短育种年限,在过
2、程后可进行单倍体育种,A项正确;若先导入基因R再进行人工诱变,这样可能会导致基因R发生突变,进而影响育种结果,B项错误;过程诱发基因突变,其优点是提高基因突变的频率,C项正确;过程通过基因工程技术导入油菜原本不存在的基因R,其原理是基因重组,可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍,D项正确。2.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白的转基因牛,他们还研究出一种可以大大提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。下列有关叙述正确的是()A.转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物B.运用基因工程技术让牛合成人白蛋白,该技术不会导致定向变异C.人们只在转基因牛的乳汁中
3、才能获取人白蛋白,是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白基因D.提高基因表达水平是指设法使牛的乳腺细胞表达出更多的人白蛋白答案D解析转基因动物是指以实验方法导入外源基因,在染色体组内稳定整合并遗传给后代的一类动物,A项错误;基因工程可定向改造生物的性状,即基因工程技术导致定向变异,B项错误;转基因牛细胞中都含有人白蛋白基因,人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达,C项错误;提高基因表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白质,D项正确。3.生物技术发展速度很快,已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一匹野马刚死
4、亡,以下提供的“复生”野马个体的方法中能够成功的是()A.将野马的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体B.将野马的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体C.取出野马的体细胞核移植到母家马的去核卵细胞中,经孕育培养成新个体D.将野马基因导入家马的受精卵中,培育成新个体答案C解析由于动物体细胞的全能性受到限制,目前仍无法利用组织培养技术将动物体细胞直接培育成新个体,A项错误;目前仍无法利用动物细胞融合技术培育动物新个体,而且假设将野马的体细胞两两融合得到杂交细胞,该细胞的染色体数目是野马体细胞的两倍,遗传物质发生了改变,不再是“复生”野马个体,B项错误;取出野马的体细胞核
5、移植到母家马的去核卵细胞中,经孕育培养成新个体,这属于核移植技术,是目前较成熟的技术,较易“复生”野马,C项正确;将野马基因导入家马的受精卵中,培育成新个体为转基因马,不能“复生”野马,D项错误。4.(2018北京理综,5)用Xho和Sal两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如下图。以下叙述不正确的是()A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B.图2中酶切产物可用于构建重组DNAC.泳道中是用Sal处理得到的酶切产物D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA答案D解析本题考查基因工程操作中限制酶的作用及特点。根据酶的专一性特点,两种限制酶识别的核苷酸序列不同,A项正
6、确。酶切产物可以用于构建重组DNA,B项正确。Sal有3个酶切位点,故泳道中是Sal处理的结果,C项正确。限制酶识别DNA双链上特定碱基序列,D项错误。5.(2019江苏,10)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,错误的是()A.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近B.DNA析出过程中,搅拌操作要轻柔以防DNA断裂C.预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的DNAD.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热答案A解析兔是哺乳动物,哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,因此不能提取到DNA,A项错误;DNA析出时搅拌操作要轻柔以防DNA断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀,B项正确;DNA不溶于酒精溶液
7、,95%的冷酒精凝集效果最佳,C项正确;鉴定DNA时,需要将二苯胺试剂加入到含DNA的溶液中并进行水浴加热,D项正确。6.(2019江苏,20)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是()A.过程获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性答案D解析30%的蔗糖溶液对原生质体来说是高渗溶液,在该溶液中原生质体会发生失水皱缩,A项错误;生长素比例高时,有利于根的分化,细胞分裂素比例高时,有利于芽的分化,因此诱导芽分化时,需要提高细胞分
8、裂素的比例,B项错误;可以表示诱导根的分化形成幼苗,丛生芽和幼苗的每个细胞都有细胞壁,且秋水仙素处理不能诱导细胞壁的再生,C项错误;原生质体无细胞壁,但具有某种生物的全部的遗传信息,具有发育成完整生物体的潜能,具有细胞的全能性,D项正确。二、不定项选择题7.将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因导入玉米细胞,培育出抗虫的转基因玉米。下列叙述错误的是()A.必须用同一种限制酶处理含目的基因的DNA片段和载体B.用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞需用酚类物质处理C.可以将害虫的受精卵接种在玉米植株上筛选抗虫植株D.抗虫转基因玉米相互授粉后得到的子代不会失去抗虫特性答案AD解析可以用不同限制酶处理含目的
9、基因的DNA片段和载体,只要所用限制酶产生的黏性末端相同即可,A项错误;用农杆菌转化法将目的基因导入玉米细胞需用酚类物质处理,B项正确;可以将害虫的受精卵接种在玉米植株上筛选抗虫植株,C项正确;转基因植株相当于杂合子,杂合子自交会发生性状分离,因此抗虫转基因玉米相互授粉后得到的子代可能会失去抗虫特性,D项错误。8.某科研小组利用质粒(图甲)和目的基因(图乙)构建重组DNA。下列分析正确的是()A.用限制酶Hind和Pst切割质粒,可得到2个DNA片段B.不能用Alu酶切割质粒和外源DNA的原因是Alu酶会破坏目的基因C.构建重组DNA时,需选择Sma酶和Pst酶同时切割质粒和外源DNAD.导入
10、了重组DNA的细菌能在含四环素的培养基上生长而不能在含氯霉素的培养基上生长答案ABD解析限制酶Hind和Pst在质粒上各有一个识别切割位点,用Hind和Pst切割质粒,可得到2个DNA片段,A项正确;Alu的识别、切割位点位于目的基因中,用Alu酶外源DNA会破坏目的基因,B项正确;若选择Sma酶和Pst酶同时切割质粒和外源DNA,质粒中的两个标记基因均会被破坏,C项错误;选择Hind和Pst同时切割质粒和外源DNA,会破坏质粒中的氯霉素抗性基因,保留四环素抗性基因,所以导入了重组DNA的细菌能在含四环素的培养基上生长而不能在含氯霉素的培养基上生长,D项正确。9.下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙
11、述,正确的是()A.卵裂时期胚胎中细胞的相对表面积不断增大B.供体超数排卵过程需要注射有关激素,目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂C.对胚胎细胞中DNA进行PCR扩增,用SRY特异性探针检测,出现阴性反应者为雄性D.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显和具有发育的全能性等特点答案AD解析卵裂期胚胎中细胞数目在不断增加,体积减小,相对表面积增大,A项正确;过程需要注射有关激素(促性腺激素),目的是获得更多的卵原细胞,但所获得的卵原细胞还未完成减数分裂,B项错误;对胚胎细胞中DNA进行PCR扩增,用SRY特异性探针检测,出现阴性反应者,说明其不含Y染色体,即胚胎为雌性,C项错误;胚胎干细胞具有细胞
12、核大、核仁明显和具有发育的全能性等特点,D项正确。三、非选择题10.胰岛素是人体内唯一一种能降低血糖的激素,对于糖尿病的治疗具有重要的意义,胰岛素基因在人体细胞内经转录、翻译形成的胰岛素原需要经过内质网、高尔基体的加工才能形成胰岛素。如图是运用基因工程技术制备胰岛素的部分流程图,据图回答下列有关问题。(1)过程表示从(填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”或“胰岛A细胞和胰岛B细胞”)中获取胰岛素基因相应mRNA,原因是。(2)过程需要的酶是,得到的胰岛素基因可以通过(填技术的中文名称)进行扩增,该技术除可以将目的基因大量扩增外,还可以用于从DNA分子上获取目的基因,至少需要循环次,才能得到目的基因。
13、(3)过程需要用到的酶是,A除含有胰岛素基因外,还应有,以便进行目的基因的鉴定与选择。(4)过程需用处理大肠杆菌,使其成为,以便从周围环境中吸收DNA分子。为了检测胰岛素基因是否在受体大肠杆菌中成功表达,可采用技术。(5)通过图示过程得到的是(填“胰岛素”或“胰岛素原”),原因是。答案(1)胰岛B细胞胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,只有胰岛B细胞中有胰岛素基因相应mRNA(2)逆转录酶多聚酶链式反应三(3)限制酶和DNA连接酶标记基因(4)Ca2+感受态细胞抗原抗体杂交(5)胰岛素原大肠杆菌是原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体,无法对胰岛素原进行加工和修饰,故只能得到胰岛素原,无法得到有活性
14、的胰岛素11.(2019湖北武汉武昌调研)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
15、头转基因“蜘蛛羊”可将阶段的胚胎进行分割。(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。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
16、,这就为胚胎的收集提供了可能;子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应,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。12.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
17、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。如图是血清对正常细胞和癌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。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)
