1、知能专练(十二)基因工程与克隆技术一、选择题1(2014江苏高考改编)下列关于基因工程技术的叙述，正确的是()A切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列BPCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达2(2014天津高考)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D21三体综合征的诊断3(2014重庆高考)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述，
2、错误的是()A应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质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反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿D生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力4(2014广东高考)(双选)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5(2014南通模拟)(多选)下列有关单克隆抗体制备的叙述，不正确的是()A与骨髓瘤细
3、胞融合的是经过免疫的T淋巴细胞B融合前需用多种蛋白酶处理淋巴细胞与骨髓瘤细胞C淋巴细胞与骨髓瘤细胞直接放入培养液中就能融合为杂交瘤细胞D融合后经过筛选的杂交瘤细胞既能无限增殖又能分泌单一抗体二、非选择题6(2014广东高考)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下：在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如下图所示，请回答下列问题：(1)选用新生营养芽为外植体的原因是_，诱导外植体形成PLBs的过程称_。(2)与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在_，_，_。
4、(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探讨了以下问题：ABA的浓度梯度设置和添加方式：设4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复。因ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基_后按比例加入。实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知，实验过程中还需测定的样品数为_。依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：当某3个样品(重复样)的_时，其对应的ABA浓度为适宜浓度，
5、对应的培养时间是适宜培养时间。7(2014海南高考)下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：(1)获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在_酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在_的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的_序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的_序列，再通过化学方法合成所需基因。(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有_、_、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为_。(4)在基因
6、工程中，常用Ca2处理D，其目的是_。8下面为小白鼠的胚胎干细胞分化示意图。请回答：(1)图中分化程度最低的是_。在体外培养条件下，向培养液中加入_因子，可诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。科学家将小鼠已分化体细胞的细胞核移入卵母细胞质中，培育出“克隆鼠”，这里用卵母细胞的原因是_。直到今天也不能用类似_(某种植物细胞工程的技术手段)的方法直接获得完整的动物个体。因此，培育“克隆鼠”的过程实际上是通过_(某种动物细胞工程的技术手段)来实现的。(2)在培育转基因鼠的过程中，人们将关键基因通过逆转录病毒转入小白鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。在该技术中，逆转录病毒是关键基因进入成纤维细
7、胞的_，它能够携带外源基因进入受体细胞。(3)在制取单克隆抗体的过程中，用_细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能迅速大量繁殖，又能分泌_的杂交瘤细胞。9(2014新课标全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(
8、1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_。10(2014天津高考)嗜热土壤芽孢杆菌产生的葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：.利用大肠杆菌表达B
9、glB酶(1)PCR扩增bglB基因时，选用_基因组DNA作模板。(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入_和_不同限制酶的识别序列。(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_。.温度对BglB酶活性的影响(4)据图1、2可知，80 保温30 min后，BglB酶会_；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在_(单选)。A50 B60 C70 D80 注：酶的热稳定性是酶在一定温度下，保温一段时间后通过其活性的保持程度来反映的。.利
10、用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中_(多选)。A仅针对bglB基因进行诱变BbglB基因产生了定向突变CbglB基因可快速累积突变DbglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变答 案1选D限制性核酸内切酶大多特异性识别6个核苷酸序列，但也有少数能识别4个、5个或8个核苷酸序列；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用；载体质粒上抗生素
11、抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因；目的基因导入受体细胞后不一定都能正常表达。2选B可通过向普通培养基中添加链霉素来检测受体菌是否表现链霉素抗性，从而达到筛选携带链霉素抗性基因受体菌的目的；通过专一抗体检验阳性来筛选产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞，采用抗原抗体杂交方法，必须通过分子检测；通过做抗虫接种实验，可确定转基因抗虫棉植株是否具有抗性以及抗性程度，这是个体生物学水平的鉴定；21三体综合征是染色体异常遗传病，可通过观察细胞中染色体的数目来检测，属于细胞水平检测。3选D在应用基因工程技术培育转基因植物时，应避免选择可能产生对人类有害的物质的目的基因；在
12、对克隆技术引发的伦理问题的争论中，普遍的观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆；在对胚胎工程技术引发的伦理问题的争论中，反对设计试管婴儿的原因之一是有人可能滥用此技术选择性设计婴儿；生物武器种类包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，不包括干扰素。4选AD过程是逆转录过程，需要逆转录酶催化；过程从cDNA中获取所需要的目的基因，可根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置或基因翻译产物蛋白质等特性来获取，不需要用解旋酶，也不需要PCR；过程应用CaCl2溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞；过程鉴别目的基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术。5选ABC与骨髓
13、瘤细胞融合的是经过免疫的B淋巴细胞。融合前需用胰蛋白酶处理淋巴细胞与骨髓瘤细胞。淋巴细胞与骨髓瘤细胞放入培养液中后需要加诱导剂(如聚乙二醇、灭活的病毒等)才能融合为杂交瘤细胞。6解析：(1)新生营养芽的细胞分化程度低，细胞分裂旺盛，易培养。PLBs类似于愈伤组织，由新生营养芽培养到愈伤组织的过程称为脱分化。(2)从坐标曲线可知，与黑暗条件下相比，光照条件下的PLBs生长速度快，原因可能是光照有利于叶绿素的形成，有利于细胞进行光合作用制造有机物。(3)由于ABA受热易分解，故应将液体培养基先灭菌冷却后，再按一定的比例加入ABA母液。据题意可知，该实验共设置4个实验组和1个对照组，共5组；实验50
14、天完成，每10天取样，初始数据已知，只需测5次，故5组样品重复3次，共需测定的样品数为25375。依据实验目的探究“添加适量的ABA可提高生物碱产量”可知，当某3个样品的“生物碱含量平均值最高”时，其对应的ABA浓度为最适浓度。答案：(1)新生营养芽的细胞分化程度较低，分裂旺盛脱分化(2)生长速度快有利于叶绿素的形成进行光合作用制造有机物(3)灭菌冷却75生物碱含量平均值最高7解析：(1)利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相
15、应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。(4)在利用大肠杆菌作受体细胞时，需要先用Ca2处理，使之成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子。答案：(1)逆转录酶DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板(A基因)(3)基因表达载体(4)使其成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子8解析：(1)图中胚胎干细胞的全能性最高，分化强度最低。干细胞的分化需分化诱导因子的诱导。现在还不能将干细胞在体外培养成完整的动物个体。(2)逆转录病毒的作用是作
16、为目的基因的载体，将目的基因带入受体细胞。(3)杂交瘤细胞是由效应B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，其特点是既能大量繁殖，又能分泌特异抗体。答案：(1)胚胎干细胞分化诱导卵母细胞可以给它提供表达全能性的环境植物组织培养(动物体细胞)核移植(2)(运)载体(3)效应B淋巴特异性抗体9解析：(1)由图可知，小鼠至少经过4次免疫后，免疫小鼠的血清抗体效价可达到16 000以上，其中Y小鼠的血清抗体效价最高。(2)由于细胞融合是随机的，且并不是所有细胞都能参与融合，融合体系中含有五种细胞：未融合的B淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞、B淋巴细胞相互融合形成的细胞。(
17、3)两个细胞的细胞核融合成一个细胞核标志着融合的完成，杂交瘤细胞中有一个细胞核，染色体数量为两者之和，即100条染色体。(4)未融合的B淋巴细胞不能无限增殖，经多次传代培养后都不能存活。答案：(1)4YY小鼠的血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1100(4)不能无限增殖10解析：(1)BglB酶是嗜热土壤芽孢杆菌产生的一种耐热纤维素酶，因此在该菌体内存在相应的基因，利用PCR扩增bglB基因时，应选用嗜热土壤芽孢杆菌的基因组DNA作模板。(2)要使目的基因插入在启动子和终止子之间，而且不能破坏启动子、终
18、止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位，只能选用Nde和BamH限制酶切割质粒和目的基因，因此在扩增的bglB基因的两端需分别引入Nde和BamH不同限制酶的识别序列。(3)bglB基因能够编码BglB酶(一种纤维素酶)，BglB酶能分解纤维素。大肠杆菌不能降解纤维素，但转入bglB基因的大肠杆菌能分泌有活性的BglB酶，获得了降解纤维素的能力。(4)根据图1可知，80下BglB酶活性接近于0，由图2可知，BglB酶在80保温30 min后，其相对活性为0，因此80保温30 min后，BglB酶会失活；由图2可知，BglB酶的最适温度在6070之间，而在70下保温一段时间后酶活性逐渐降低，因此为
19、高效利用该酶降解纤维素，反应温度最好控制在60。(5)在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率，该过程中诱变剂只针对bglB基因进行诱变，而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，是针对嗜热土壤芽孢杆菌内的所有基因进行诱变；基因突变是不定向的，用诱变剂处理bglB基因不能产生定向突变；在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可快速累积突变，而用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌则不能；BglB酶是由bglB基因编码的，基因突变是指基因的内部结构发生改变(碱基对的增添、缺失或改变)，可能会导致酶的氨基酸数目改变。答案：(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)Nde BamH (3)转基因的大肠杆菌能分泌出有活性的BglB酶(4)失活B(5)A、C