1、高考生物二轮复习基因工程与克隆技术学前诊断【2019最新】精选高考生物二轮复习基因工程与克隆技术学前诊断考点一基因工程与蛋白质工程1.(2016武汉调研)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的_序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作_(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作_。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的_，以其作为模板，在_酶的作用下反转
2、录合成cDNA。cDNA与载体需在_酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取_，用相应的抗体进行_杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。解析：(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，遗传信息储存在基因碱基对的排列顺序中。(2)蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，故题中所述不属于蛋白质工程。(3)利用逆转录法获取目的基因时，需先提取mRNA，在逆转录酶的作用下逆转录合成cDNA。cDNA与载体需要在限制酶和DNA连接酶的作用下拼接构建成基因表达
3、载体，才可导入受体菌。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交。答案：(1)碱基对(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(3)mRNA逆转录限制酶和DNA连接(4)蛋白质抗原抗体2下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程。请结合相关知识回答问题：(1)除图示方法获得目的基因(人胰岛素基因)外，还可通过_的方法获得目的基因。(2)图示所获得的人胰岛素基因在大肠杆菌中不能表达，需要质粒为其提供_等调控因子；质粒含有一个或多个_切割位点，供目的基因插入其中；质粒上还含有_，供重组DNA的鉴定和选择。(3)图中切割人胰岛素基因和质粒的酶(酶A
4、)相同，其目的是_。将重组DNA分子导入大肠杆菌前，常需用_处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。(4)由于大肠杆菌中没有_等结构，其内合成的人胰岛素没有活性，需要经过再加工。解析：(1)获得目的基因的方法除题图所示方法外，还有人工合成法。(2)图示所获得的人胰岛素基因由于不含启动子和终止子，因此需要载体质粒提供。质粒上还应含有一个或多个限制酶切割位点，供目的基因插入其中；质粒上还含有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。(3)用同一种限制酶切割目的基因和质粒，以便获得相同的末端。将重组DNA分子导入大肠杆菌前，需用Ca2处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。(4)由于大肠杆菌中没有内质网、高尔基体等结
5、构，其内合成的人胰岛素没有活性，需要经过再加工。答案：(1)人工合成(2)启动子、终止子限制酶标记基因(3)获得相同的末端Ca2(4)内质网、高尔基体3(2016天津高考)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启
6、动子是_(填写字母，单选)。A人血细胞启动子 B水稻胚乳细胞启动子C大肠杆菌启动子 D农杆菌启动子(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是_。(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径相比，选择途径获取rHSA的优势是_。(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与_的生物学功能一致。解析：(1)要想合成总cDNA，需要采集人的血液获得总RNA。由于DNA的复制只能从脱氧核苷酸单链的5端向3端延伸，因而引物均应结合在DNA单链的3端，而DNA的两条链反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。(2)若要从
7、水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。由题干中的信息“启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。(3)酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。(4)途径和的主要区别是途径的受体细胞是真核细胞，途径的受体细胞是原核细胞。由于人体合成的初始HSA多肽需要经膜系统加工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径获取rHSA更具有优势。(5)rHSA是基因工程的产物，其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与HSA的生物学功能是否一致。答案：(1)总RNA(或m
8、RNA)(2)B(3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化(4)水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工(5)HSA4.(2016江苏高考)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶BamHBclSau3AHind识别序列及切割位点图1图2(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用_两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过_酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于_态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加_
9、，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中_。(3)若BamH酶切的DNA末端与Bcl酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为_，对于该部位，这两种酶_(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3A切图1质粒最多可能获得_种大小不同的DNA片段。解析：(1)基因工程中选择合适的限制酶切割质粒和目的基因时，应保留目的基因和至少一个标记基因结构的完整性，即遵循“目的基因切两侧，标记基因留一个”的基本原则，最好选择切割产生不同末端的两种限制酶同时切割质粒和目的基因，以避免目的基因的反向插入带来的不正常表达，因此据图分析应选择的限制酶为Bcl和Hind，切割
10、后质粒上保留的四环素抗性基因作为标记基因。酶切后的载体和目的基因通过DNA连接酶的作用形成重组质粒，重组质粒需要导入Ca2处理后的处于感受态的大肠杆菌(处于感受态的大肠杆菌细胞膜的通透性大大增加，便于重组质粒进入)。(2)由上述分析可知，为了筛选出导入重组质粒的大肠杆菌，应先配制含四环素的选择培养基，平板上长出的菌落为导入普通质粒或重组质粒的大肠杆菌菌落，进一步鉴定出导入重组质粒的大肠杆菌，可利用PCR扩增的方式，结合电泳技术来分析处理。DNA的两条链是反向平行的，在PCR过程中，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶只能从引物的3端延伸DNA链，因此应选择引物甲和引物丙。(3
11、)因为Bcl和BamH酶切产生的黏性末端相同，所以可以被DNA连接酶连接，连接部位的6个碱基对序列为，但是连接后形成的DNA中不再具有Bcl和BamH的识别序列，连接部位不能被这两种酶切开。(4)由图可知，能被限制酶Bcl和BamH切割的序列也能被Sau3A识别并切割，因此图中质粒上存在3个Sau3A的切割位点，若将3个切割位点之间的DNA片段分别编号为a、b和c，则完全酶切(3个切割位点均被切割)会产生3种大小的DNA片段，即为a、b和c；考虑只切1个切割位点，有三种情况，都产生一种大小的DNA片段，即大小均为abc；考虑切2个切割位点，则会产生ab、c、ac、b、bc、a几种不同大小的DN
12、A片段。综上所述，若用Sau3A识别并切割图中质粒，最多可获得7种大小的DNA片段，即为abc、ab、ac、bc、a、b、c。答案：(1)Bcl和Hind连接感受(2)四环素引物甲和引物丙(3)都不能(4)75多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶，使细胞壁破损。成熟的番茄果实PG的合成量显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程的方法减少PG基因的表达，可延长番茄的保质期。科学家将PG基因接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄。请回答下列问题：(1)转基因番茄的培育过程中涉及的工程手段所依据的生物学原理是_。对该农产品进行销售时需进行标注，以维护消费者对转基因产品的_和_。一
13、些消费者担心转基因番茄的安全性，主要表现在_(至少答出一点。)(2)将PG基因接到Ti质粒上，属于基因工程操作流程中的_。(3)将含有目的基因的番茄细胞培育成转基因番茄植株，需经过_和_的过程。若想获得转基因番茄的人工种子，需以植物组织培养得到的_等为材料，经过人工薄膜包装而得到。解析：(1)转基因番茄的培养过程用到的工程手段有基因工程和植物细胞工程，应用的原理分别是基因重组和植物细胞的全能性；我国的基因工程安全管理办法是为了维护消费者对转基因产品的知情权和选择权。一些消费者认为不能对转基因食品的安全性掉以轻心，主要表现在担心出现滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变等。(2)将PG
14、基因接到Ti质粒上，属于基因工程的核心步骤，即基因表达载体的构建。(3)植物组织培养过程需经过脱分化和再分化过程。所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。答案：(1)基因重组和植物细胞的全能性知情权选择权担心出现滞后效应(或担心出现新的过敏原、担心营养成分改变等)(2)基因表达载体的构建(3)脱分化再分化胚状体、不定芽、顶芽和腋芽考点二克隆技术6.研究小组用土壤农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体共同培养获得了转基因陆地棉，过程如下。请回答下列问题：(1)图a表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图b表示制备原生质体，培养皿中要加纤
15、维素酶和果胶酶，其原因是_。 (2)图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是_和_。培养一段时间后，将其与土壤农杆菌混合培养，使重组Ti质粒进入_，重组Ti质粒上_段携带了目的基因，可以整合到植物细胞的 _上。然后通过离心(图d)的方法，除去多余的土壤农杆菌。(3)图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养(图f)，抗生素的作用是_。(4)将愈伤组织转移培养基继续培养(图g)，同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量，其原因是_，最终获得完整的植株(图h)。解析：图示是通过土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养的方法获得转基因植物
16、的过程。a为获取植物细胞；b为去除细胞壁获取原生质体的过程；c为用培养基培养原生质体；d为土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养；e表示脱分化过程；f表示用选择培养基进行筛选培养；g表示再分化过程；h表示转基因植物幼苗。(1)图b表示用纤维素酶和果胶酶两种酶来制备原生质体，原因是植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁。(2)图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是为原生质体提供碳源和能源和调节渗透压维持原生质体的形态，将其与土壤农杆菌共同培养，使携带目的基因的Ti质粒的TDNA进入植物细胞，整合到植物细胞的染色体(染色体DNA)上，然后通过
17、离心的方法，除去多余的土壤农杆菌。(3)图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养(图f)，抗生素的作用是筛选出含目的基因的植物细胞。(4)植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化，故将愈伤组织转移培养基继续培养(图g)，同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量。答案：(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁(2)为原生质体提供碳源和能源调节渗透压维持原生质体的形状原生质体(植物细胞)TDNA染色体(染色体DNA)(3)筛选出含目的基因的植物细胞(4)植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化7(2016永州三校联考)
18、下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)图中过程是_。对动物细胞来说，过程独有的方法是_。过程的目的是_。过程的目的是获得_。(2)在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加_；其体外培养需用CO2培养箱，其中CO2的主要作用是_。(3)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的_中使其增殖。(4)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是_。解析：过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合，动物细胞特有的诱导融合方法是用灭活的病毒处理。单克隆抗体制备过程中需两步筛选：是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。动物细胞培养需要提供无菌、
19、无毒条件，还需要一定的气体环境。杂交瘤细胞可在小鼠腹水中进行体内培养。答案：(1)向老鼠体中注射特定抗原灭活的病毒处理筛选杂交瘤细胞能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(2)抗生素维持培养液的pH(3)腹水(4)特异性强，灵敏度高，可大量制备8下图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后继续培养)，请据图回答下面的问题：(1)OA段的培养称为_培养，AB段可能发生了_现象，需要用_酶处理，以使组织细胞分散开来。(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行_，不同的是植物细胞还要进行_。(3)为制备单克隆抗体，需将_注射到小鼠体
20、内，以此获取_细胞，同时可选取图中_点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的_比正常细胞显著减少。为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用_培养基达到目的。解析：据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，AB段细胞不再增殖，但此时细胞仍有增殖能力，所以此时可能发生了接触抑制，故OA段为原代培养；D点细胞增殖代数达到了60次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。答案：(1)原代接触抑制胰蛋白(2)增殖(或分裂)脱分化和再分化(3)抗原浆D糖蛋白选择9DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。亲本藻优势
21、代谢类型生长速率g/(Ld)固体培养基上藻落直径DHA含量()A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答：(1)选育的融合藻应具有A藻_与B藻_的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得_。(3)通过以下三步筛选融合藻，步骤_可淘汰B藻，步骤_可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过步骤_获取生产所需的融合藻。步骤a：观察藻落的大小；步骤b：用不含有机碳源的培养基进行光照培养；步骤c：测定DHA含量。(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验，结果如下图。甲组条件下，融合藻产生H的细胞器是_；丙组条件下产生ATP的细胞器是_。与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，
22、原因是在该培养条件下_。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是_。解析：(1)据表可知，A藻具有自养和能产生DHA的优点，B藻具有能快速生长的优点，故选育的融合藻应同时具有两者优点。(2)植物细胞具有细胞壁，用纤维素酶处理可以去除细胞壁获得原生质体。(3)B藻为异养型，在不含有机碳源的培养基上无法生存；藻落的大小和生长速率成正比；选育的融合藻除了自养、生长快速的优点外，还要能产生DHA。(4)甲组融合藻有光照，既可进行细胞呼吸也可进行光合作用，因此叶绿体和线粒体中均可以产生H；丙组黑暗处理，融合藻不能进行光合作用，所以产生ATP的细胞器只有线粒体。解答本题时应注意细胞质基质中也能产生ATP，但是不属于细胞器。融合藻同时具有A藻和B藻的特点，所以既能自养又能异养，在乙组条件下，融合藻可同时进行自养和异养，故生长速率较快。在实际生产中应考虑成本，相比甲组，乙组消耗葡萄糖，提高了成本，培养液中富含葡萄糖还易引起杂菌生长。答案：(1)产生DHA，自养特性快速生长(2)原生质体(3)bac(4)线粒体、叶绿体线粒体融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长
