PAGEPAGE9專題突破練17基因工程和細胞工程一、單項選擇題1.油菜中基因G和g限制菜籽的芥酸含量,而芥酸會降低菜籽油的品質。探討人員擬利用高芥酸油菜品種(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品種(GGRR),育種過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A.若要縮短育種年限,在過程②后可進行單倍體育種B.過程①與過程②操作依次互換,對育種結果沒有影響C.過程①誘發基因突變,其優點是提高基因突變的頻率D.過程②的原理是基因重組,可克服遠緣雜交不親和的障礙答案B解析分析題圖可知,其中①表示人工誘導基因突變,②表示采納基因工程技術導入基因R,③表示多代自交篩選得到新品種。單倍體育種能明顯縮短育種年限,因此若要縮短育種年限,在過程②后可進行單倍體育種,A項正確;若先導入基因R再進行人工誘變,這樣可能會導致基因R發生突變,進而影響育種結果,B項錯誤;過程①誘發基因突變,其優點是提高基因突變的頻率,C項正確;過程②通過基因工程技術導入油菜原本不存在的基因R,其原理是基因重組,可以克服物種遠緣雜交不親和的障礙,D項正確。2.上海醫學遺傳探討所勝利培育出第一頭攜帶人白蛋白的轉基因牛,他們還探討出一種可以大大提高基因表達水平的新方法,使轉基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍。下列有關敘述正確的是()A.轉基因動物是指體細胞中出現了新基因的動物B.運用基因工程技術讓牛合成人白蛋白,該技術不會導致定向變異C.人們只在轉基因牛的乳汁中才能獲得人白蛋白,是因為只在轉基因牛的乳腺細胞中才有人白蛋白基因D.提高基因表達水平是指設法使牛的乳腺細胞表達出更多的人白蛋白答案D解析轉基因動物是指以試驗方法導入外源基因,在染色體組內穩定整合并遺傳給后代的一類動物,A項錯誤;基因工程可定向改造生物的性狀,即基因工程技術導致定向變異,B項錯誤;轉基因牛細胞中都含有人白蛋白基因,人們只在轉基因牛的乳汁中才能獲得人白蛋白,是因為人白蛋白基因只在轉基因牛的乳腺細胞中表達,C項錯誤;提高基因表達水平是指設法使牛的乳腺細胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白質,D項正確。3.生物技術發展速度很快,已滅亡生物的“復生”將不再是神話。假如世界上最終一匹野馬剛死亡,以下供應的“復生”野馬個體的方法中能夠勝利的是()A.將野馬的體細胞取出,利用組織培育技術,經脫分化、再分化,培育成新個體B.將野馬的體細胞兩兩融合,再經組織培育培育成新個體C.取出野馬的體細胞核移植到母家馬的去核卵細胞中,經孕育培育成新個體D.將野馬基因導入家馬的受精卵中,培育成新個體答案C解析由于動物體細胞的全能性受到限制,目前仍無法利用組織培育技術將動物體細胞干脆培育成新個體,A項錯誤;目前仍無法利用動物細胞融合技術培育動物新個體,而且假設將野馬的體細胞兩兩融合得到雜交細胞,該細胞的染色體數目是野馬體細胞的兩倍,遺傳物質發生了變更,不再是“復生”野馬個體,B項錯誤;取出野馬的體細胞核移植到母家馬的去核卵細胞中,經孕育培育成新個體,這屬于核移植技術,是目前較成熟的技術,較易“復生”野馬,C項正確;將野馬基因導入家馬的受精卵中,培育成新個體為轉基因馬,不能“復生”野馬,D項錯誤。4.(2024北京理綜,5)用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性核酸內切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點及酶切產物分別結果如下圖。以下敘述不正確的是()A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同B.圖2中酶切產物可用于構建重組DNAC.泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產物D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA答案D解析本題考查基因工程操作中限制酶的作用及特點。依據酶的專一性特點,兩種限制酶識別的核苷酸序列不同,A項正確。酶切產物可以用于構建重組DNA,B項正確。SalⅠ有3個酶切位點,故泳道①中是SalⅠ處理的結果,C項正確。限制酶識別DNA雙鏈上特定堿基序列,D項錯誤。5.(2024江蘇,10)下列關于DNA粗提取與鑒定的敘述,錯誤的是()A.用同樣方法從等體積兔血和雞血中提取的DNA量相近B.DNA析出過程中,攪拌操作要溫柔以防DNA斷裂C.預冷的乙醇可用來進一步純化粗提的DNAD.用二苯胺試劑鑒定DNA須要進行水浴加熱答案A解析兔是哺乳動物,哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核,因此不能提取到DNA,A項錯誤;DNA析出時攪拌操作要溫柔以防DNA斷裂,導致DNA分子不能形成絮狀沉淀,B項正確;DNA不溶于酒精溶液,95%的冷酒精凝集效果最佳,C項正確;鑒定DNA時,須要將二苯胺試劑加入到含DNA的溶液中并進行水浴加熱,D項正確。6.(2024江蘇,20)為探究矮牽牛原生質體的培育條件和植株再生實力,某探討小組的試驗過程如下圖。下列敘述正確的是()A.過程①獲得的原生質體需懸浮在30%蔗糖溶液中B.過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化C.過程③需用秋水仙素處理誘導細胞壁再生D.原生質體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性答案D解析30%的蔗糖溶液對原生質體來說是高滲溶液,在該溶液中原生質體會發生失水皺縮,A項錯誤;生長素比例高時,有利于根的分化,細胞分裂素比例高時,有利于芽的分化,因此②誘導芽分化時,須要提高細胞分裂素的比例,B項錯誤;③可以表示誘導根的分化形成幼苗,叢生芽和幼苗的每個細胞都有細胞壁,且秋水仙素處理不能誘導細胞壁的再生,C項錯誤;原生質體無細胞壁,但具有某種生物的全部的遺傳信息,具有發育成完整生物體的潛能,具有細胞的全能性,D項正確。二、不定項選擇題7.將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因導入玉米細胞,培育出抗蟲的轉基因玉米。下列敘述錯誤的是()A.必需用同一種限制酶處理含目的基因的DNA片段和載體B.用農桿菌轉化法將目的基因導入玉米細胞需用酚類物質處理C.可以將害蟲的受精卵接種在玉米植株上篩選抗蟲植株D.抗蟲轉基因玉米相互授粉后得到的子代不會失去抗蟲特性答案AD解析可以用不同限制酶處理含目的基因的DNA片段和載體,只要所用限制酶產生的黏性末端相同即可,A項錯誤;用農桿菌轉化法將目的基因導入玉米細胞需用酚類物質處理,B項正確;可以將害蟲的受精卵接種在玉米植株上篩選抗蟲植株,C項正確;轉基因植株相當于雜合子,雜合子自交會發生性狀分別,因此抗蟲轉基因玉米相互授粉后得到的子代可能會失去抗蟲特性,D項錯誤。8.某科研小組利用質粒(圖甲)和目的基因(圖乙)構建重組DNA。下列分析正確的是()A.用限制酶HindⅢ和PstⅠ切割質粒,可得到2個DNA片段B.不能用AluⅠ酶切割質粒和外源DNA的緣由是AluⅠ酶會破壞目的基因C.構建重組DNA時,需選擇SmaⅠ酶和PstⅠ酶同時切割質粒和外源DNAD.導入了重組DNA的細菌能在含四環素的培育基上生長而不能在含氯霉素的培育基上生長答案ABD解析限制酶HindⅢ和PstⅠ在質粒上各有一個識別切割位點,用HindⅢ和PstⅠ切割質粒,可得到2個DNA片段,A項正確;AluⅠ的識別、切割位點位于目的基因中,用AluⅠ酶外源DNA會破壞目的基因,B項正確;若選擇SmaⅠ酶和PstⅠ酶同時切割質粒和外源DNA,質粒中的兩個標記基因均會被破壞,C項錯誤;選擇HindⅢ和PstⅠ同時切割質粒和外源DNA,會破壞質粒中的氯霉素抗性基因,保留四環素抗性基因,所以導入了重組DNA的細菌能在含四環素的培育基上生長而不能在含氯霉素的培育基上生長,D項正確。9.下列關于胚胎發育和胚胎工程的敘述,正確的是()A.卵裂時期胚胎中細胞的相對表面積不斷增大B.供體超數排卵過程須要注射有關激素,目的是獲得更多的卵原細胞并完成減數分裂C.對胚胎細胞中DNA進行PCR擴增,用SRY特異性探針檢測,出現陰性反應者為雄性D.胚胎干細胞具有細胞核大、核仁明顯和具有發育的全能性等特點答案AD解析卵裂期胚胎中細胞數目在不斷增加,體積減小,相對表面積增大,A項正確;過程須要注射有關激素(促性腺激素),目的是獲得更多的卵原細胞,但所獲得的卵原細胞還未完成減數分裂,B項錯誤;對胚胎細胞中DNA進行PCR擴增,用SRY特異性探針檢測,出現陰性反應者,說明其不含Y染色體,即胚胎為雌性,C項錯誤;胚胎干細胞具有細胞核大、核仁明顯和具有發育的全能性等特點,D項正確。三、非選擇題10.胰島素是人體內唯一一種能降低血糖的激素,對于糖尿病的治療具有重要的意義,胰島素基因在人體細胞內經轉錄、翻譯形成的胰島素原須要經過內質網、高爾基體的加工才能形成胰島素。如圖是運用基因工程技術制備胰島素的部分流程圖,據圖回答下列有關問題。(1)①過程表示從(填“胰島A細胞”“胰島B細胞”或“胰島A細胞和胰島B細胞”)中獲得胰島素基因相應mRNA,緣由是。

(2)②過程須要的酶是,得到的胰島素基因可以通過(填技術的中文名稱)進行擴增,該技術除可以將目的基因大量擴增外,還可以用于從DNA分子上獲得目的基因,至少須要循環次,才能得到目的基因。

(3)③過程須要用到的酶是,A除含有胰島素基因外,還應有,以便進行目的基因的鑒定與選擇。

(4)④過程需用處理大腸桿菌,使其成為,以便從四周環境中汲取DNA分子。為了檢測胰島素基因是否在受體大腸桿菌中勝利表達,可采納技術。

(5)通過圖示過程得到的是(填“胰島素”或“胰島素原”),緣由是。

答案(1)胰島B細胞胰島素基因只在胰島B細胞中表達,只有胰島B細胞中有胰島素基因相應mRNA(2)逆轉錄酶多聚酶鏈式反應三(3)限制酶和DNA連接酶標記基因(4)Ca2+感受態細胞抗原—抗體雜交(5)胰島素原大腸桿菌是原核生物,細胞內沒有內質網和高爾基體,無法對胰島素原進行加工和修飾,故只能得到胰島素原,無法得到有活性的胰島素11.(2024湖北武漢武昌調研)電影中,“蜘蛛俠”能產生高強度的蜘蛛絲,現實中的基因工程也創建出了“蜘蛛羊”,該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白,高強度的蛛絲蛋白可用于很多重要的特種工業領域。請回答下列問題。(1)試驗中,通常用ES細胞作為目的基因的受體細胞,這是因為ES細胞在功能上具有。這種細胞一般可以從哺乳動物的中分別出來。

(2)在培育重組細胞時,為了維持不分化的狀態,在培育液中要加入;為防止雜菌污染,可以在細胞培育液中添加肯定量的抗生素。

(3)胚胎移植時,通常將早期胚胎移植到同種且與供體相同的動物體內,受體對外來胚胎基本上不發生;正常發育后產出“蜘蛛羊”,這種生殖方式為;若須要一次產生兩頭轉基因“蜘蛛羊”可將階段的胚胎進行分割。

(4)科學家為保證乳汁中有蛛絲蛋白,應當用技術來檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了染色體上。

答案(1)發育的全能性原始性腺或早期胚胎(2)抑制因子(3)生理狀態免疫排斥反應無性生殖囊胚或桑椹胚(4)DNA分子雜交解析(1)胚胎干細胞在功能上具有發育的全能性,這種細胞一般可以從哺乳動物的原始性腺或早期胚胎中分別出來。(2)在培育重組細胞時,為了維持不分化的狀態,在培育液中要加入抑制因子。為防止雜菌污染,可以在細胞培育液中添加肯定量的抗生素。(3)胚胎移植的生理基礎:①供體與受體相同的生理變更,為供體的胚胎植入受體供應了相同的生理環境;②胚胎在早期母體中處于游離狀態,這就為胚胎的收集供應了可能;③子宮不對外來胚胎發生免疫排斥反應,這為胚胎在受體內的存活供應了可能;④胚胎遺傳性狀不受受體任何影響。轉基因工程產生的重組細胞正常發育后產出“蜘蛛羊”,這種生殖方式為無性生殖。胚胎分割一般選擇囊胚或桑椹胚階段進行。(4)科學家為保證乳汁中有蛛絲蛋白,應當用DNA分子雜交技術,先檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了染色體上。12.制備單克隆抗體的過程中要用到動物細胞融合和動物細胞培育技術。回答下列問題。(1)制備單克隆抗體的過程中,須要給小鼠注射特定的抗原蛋白,這一操作的目的是。動物細胞融合常用的誘導因素有聚乙二醇(PEG)、電激、等。

(2)制備單克隆抗體的過程中,誘導細胞融合后,需用特定的選擇性培育基進行篩選,其目的是。為了獲得足夠數量的能分泌所需抗體的細胞,還須要進行,再經多次篩選即可。

(3)在體外培育所獲得的細胞時,通常將細胞置于含的混合氣體的培育箱中進行培育;另外,應定期更換培育液,其目的是