2020高考生物二輪總復(fù)習(xí)高分必備作業(yè)：第1部分命題區(qū)域7選修部分第1講Word版含解析

第一部分命題區(qū)域7第一講基因工程和細(xì)胞工程課時(shí)跟蹤(2019貴州模擬)人類生長(zhǎng)因子是一種生物活性肽復(fù)合物。研究人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)人類生長(zhǎng)因子基因豬可以產(chǎn)生和分泌人類生長(zhǎng)因子，有助于促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和傷口愈合。請(qǐng)回答下列問題：常通過PCR技術(shù)來擴(kuò)增獲得人類生長(zhǎng)因子基因，與細(xì)胞內(nèi)的DNA聚合酶相比，擴(kuò)增過程使用的DNA聚合酶最大的特點(diǎn)。如圖表示在培育轉(zhuǎn)人類生長(zhǎng)因子基因豬的過程中，某技術(shù)環(huán)節(jié)的一個(gè)核心步驟。該環(huán)節(jié)需要用到的工具酶是和DNA連接酶，這兩種工具酶的化學(xué)本質(zhì)都是。將該表達(dá)載體導(dǎo)入豬受精卵后，經(jīng)技術(shù)使其持續(xù)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因豬。人類生長(zhǎng)因子基因能在豬細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是為檢測(cè)人類生長(zhǎng)因子基因在轉(zhuǎn)基因豬的細(xì)胞內(nèi)是否發(fā)生轉(zhuǎn)錄，可用標(biāo)記的作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，分子雜交的原理是。解析：⑴采用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過程是在較高溫度下進(jìn)行的，因此使用的DNA聚合酶最大的特點(diǎn)是耐高溫。(2)圖示為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，這是基因工程的核心步驟。①構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA和運(yùn)載體，其次需要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA;這兩種工具酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)。將該表達(dá)載體導(dǎo)入豬受精卵后，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)使其持續(xù)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因豬。②目的基因能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插到轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上。③為檢測(cè)目的基因是否成功轉(zhuǎn)錄，可采用分子雜交技術(shù)，即用標(biāo)記的目的基因作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，分子雜交的原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)。答案：(1)耐高溫(2)①限制酶蛋白質(zhì)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植②人類生長(zhǎng)因子基因是否插到轉(zhuǎn)基因豬染色體的DNA上③人類生長(zhǎng)因子基因堿基互補(bǔ)配對(duì)如圖是利用B乳球蛋白(BLG)基因5'端調(diào)控序列和人乳鐵蛋白(hLF)基因構(gòu)建能在羊乳腺細(xì)胞特異性表達(dá)的運(yùn)載體的簡(jiǎn)要流程圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：I/lHllllI憂性亦HTMindI/lHllllI憂性亦HTMind皿AAftILLF基圉「總rw、~*皿"一?mmujw：XS蚤因⑴②為PCR過程，除了要加入引物、原料外，還需要加入，在此過程中引物的作用是BamHI的識(shí)別序列為一G；GATTC—,Hindlll的識(shí)別序列為一A；AGCTT—，選用這兩種酶進(jìn)行操作的意義是，除此之外，③過程還需要酶。BLG基因5’端調(diào)控序列能使hLF基因在羊的乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)，這是因?yàn)橐@得能表達(dá)目的基因的羊，應(yīng)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入羊的(填“乳腺細(xì)胞”“去核卵細(xì)胞”或“受精卵”)，獲得優(yōu)良胚胎后，為了提高胚胎的利用率，常采用的方法來處理胚胎。解析：(l)PCR過程中，除了要加入引物、原料外，還需要加入耐高溫的DNA聚合酶和模板，引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸。(2)BamHI和Hindlll切割形成的黏性末端不同，選用這兩種酶切割目的基因和質(zhì)粒，目的是避免目的基因和運(yùn)載體產(chǎn)生的末端任意連接(環(huán)化連接)。構(gòu)建基因表達(dá)載體還需要DNA連接酶。BLG基因5’端調(diào)控序列作為啟動(dòng)子，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)hLF基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，所以能使hLF基因在羊的乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)。(4)高度分化的動(dòng)物細(xì)胞難以表達(dá)全能性，而受精卵易于表達(dá)全能性，要獲得能表達(dá)目的基因的羊，應(yīng)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入羊的受精卵，獲得優(yōu)良胚胎后，為提高胚胎的利用率，常采用胚胎分割的方法來處理胚胎。答案：(1)耐高溫的DNA聚合酶、模板使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸(2)避免目的基因和運(yùn)載體產(chǎn)生的末端任意連接(環(huán)化連接)DNA連接BLG基因5’端調(diào)控序列作為啟動(dòng)子，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)hLF基因轉(zhuǎn)錄出mRNA(4)受精卵胚胎分割3.(2019湖北模擬)人血清白蛋白(HSA)是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，在維持血漿滲透壓、抗凝血等方面起著重要作用，具有重要的醫(yī)用價(jià)值。如圖是用基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。⑴為獲取HSA基因，首先要提取人血細(xì)胞中的mRNA,利用法合成cDNA,再利用技術(shù)進(jìn)行快速擴(kuò)增，在這一過程中，需要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成。構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體時(shí)，需要選擇水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子，而不能選擇其他物種和組織細(xì)胞的啟動(dòng)子，原因可能是。在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，為了吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，需添加物質(zhì)。選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)有(答出兩點(diǎn)即可)。但相比于水稻胚乳細(xì)胞，利用大腸桿菌獲得的rHSA也有一些缺點(diǎn)，請(qǐng)從生物膜系統(tǒng)的角度進(jìn)行分析。利用上述方法獲得的rHSA不能直接用于臨床醫(yī)療，你推測(cè)的原因是解析：⑴利用mRNA為模板合成cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄；獲得的cDNA一般采用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增時(shí)需要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。由于啟動(dòng)子具有(物種及組織)特異性，所以構(gòu)建能在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體時(shí)，需要選擇水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子，而不能選擇其他物種和組織細(xì)胞的啟動(dòng)子。(3)在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，目的是為了吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞。(4)大腸桿菌是原核生物，具有繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，常作為基因工程的受體細(xì)胞；但是大腸桿菌沒有生物膜系統(tǒng)(或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體)，不能對(duì)rHSA進(jìn)行深加工，獲得的rHSA可能沒有生物活性。5)根據(jù)以上分析已知，通過以上方法獲得的rHSA可能沒有生物活性(或功能性較差或rHSA可能有安全隱患)，因此不能直接用于臨床醫(yī)療。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)PCR引物(2)啟動(dòng)子具有(物種及組織)特異性(3)酚類繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少大腸桿菌沒有生物膜系統(tǒng)(或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體)，不能對(duì)rHSA進(jìn)行深加工⑸rHSA可能沒有生物活性或功能性較差或rHSA可能有安全隱患(2019宜賓模擬)如圖為培育藍(lán)玫瑰的過程(字母A代表相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表過程或方法)?；卮鹣铝袉栴}：嚴(yán)一-基因股達(dá)栽休細(xì)4)2—廬受體鞍物做繃tf［物刪牲畋期轉(zhuǎn)JE園玫㈣可以根據(jù)基因的(答出三點(diǎn))等特性，從基因文庫中得到我們所需要的目的基因，如藍(lán)色素基因。過程①需要用到的工具酶有。經(jīng)③和④得到藍(lán)玫瑰的過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的。一個(gè)基因表達(dá)載體的組成，除了目的基因以外，還必須有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。標(biāo)記基因的作用是過程②中采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。采用農(nóng)桿菌感染時(shí)，常將含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與受傷的葉片等共同培養(yǎng)，采用受傷葉片的原因是可以通過的方法來檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。解析：(1)從基因文庫中得到我們所需要的目的基因，可根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物mRNA、基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性。過程①是基因表達(dá)載體構(gòu)建，需要使用的工具酶是限制酶和DNA連接酶，經(jīng)③和④得到藍(lán)玫瑰的過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。(3)一個(gè)基因表達(dá)載體的組成，除了目的基因以外，還必須有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(4)采用農(nóng)桿菌感染時(shí)，常將含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與受傷的葉片等共同培養(yǎng)，采用受傷葉片的原因是受傷的葉片傷口處的細(xì)胞能分泌酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向細(xì)胞。(5)檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)可采用抗原—抗體雜交的方法。答案：(1)核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物mRNA、基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)(2)限制酶和DNA連接酶全能性(3)為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(4)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞能分泌酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向細(xì)胞(5)抗原—抗體雜交(2019鹽城期末)人參是一種名貴藥材，具有良好的滋補(bǔ)作用?？诜干擾素在慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤的治療中有一定療效。如圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的流程，①?④表示相關(guān)的操作，標(biāo)記基因是四環(huán)素抗性基因，EcoRl、BamHl為限制酶，它們的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如表所示。請(qǐng)回答下列問題：Tit*皐円含千擾*用円的irfv.t片6J限制酶識(shí)別序列和切割位點(diǎn)EcoRIGAATTCBamHIGGATCC⑴若用圖中所示的限制酶BamHI切割外源DNA，形成的黏性末端可以表示為本實(shí)驗(yàn)中使用雙酶切的主要優(yōu)點(diǎn)是能使目的基因插入運(yùn)載體中，減少自連。過程②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中未標(biāo)注出的必需元件還有；過程③中需先用Ca2+處理根瘤農(nóng)桿菌以獲得細(xì)胞；侵染時(shí)應(yīng)選用能在含的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的根瘤農(nóng)桿菌。過程④可用雜交技術(shù)檢測(cè)受體細(xì)胞中是否表達(dá)干擾素?？蒲腥藛T研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)干擾素基因的人參愈傷組織加工成的藥物比單純干擾素的療效要好，說明了干擾素和人參中的有效成分在增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮著作用。若想獲得能分泌人的干擾素的轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物，受體細(xì)胞要選擇。解析：(1)根據(jù)限制酶BamH丨的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)可知，其切割形成的黏性末端可以CpATCP表示為。(2)使用不同酶切可保證目的基因定向插入運(yùn)載體中，保證目的基因能夠正確表達(dá)。(3)基因表達(dá)載體的組成包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子和復(fù)制原點(diǎn)，因此過程②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中未標(biāo)注出的必需元件還有復(fù)制原點(diǎn)；微生物細(xì)胞作為受體細(xì)胞時(shí)，需要鈣離子處理使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細(xì)胞，即過程③中需先用Ca2+處理根瘤農(nóng)桿菌以便將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞。標(biāo)記基因是四環(huán)素抗性基因，因此侵染時(shí)應(yīng)選用能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的根瘤農(nóng)桿菌。(4)檢測(cè)目的基因是否表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)可采用抗原—抗體雜交技術(shù)?？蒲腥藛T研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)干擾素基因的人參愈傷組織加工成的藥物比單純干擾素的療效要好，說明了干擾素和人參中的有效成分在增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮著協(xié)同(或相互促進(jìn))作用。(5)培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，需將含目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入受精卵，因?yàn)槭芫训娜苄宰罡摺?1)'r’lI鼻合案：(1)〔(2)定向(3)復(fù)制原點(diǎn)感受態(tài)四環(huán)素(4)抗原—抗體協(xié)同(或相互促進(jìn))(5)受精卵(2019金臺(tái)區(qū)期中)干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子中的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，就可以在一70°C條件下保存半年，給廣大患者帶來了福音。蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)以下技術(shù)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，讓動(dòng)物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：⑴圖流程屬于工程范疇。流程中的A是，流程B是基因工程在原則上只能生產(chǎn)的蛋白質(zhì)，而該工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過或，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。從而制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對(duì)(填“蛋白質(zhì)分子”或“基因”)的操作來實(shí)現(xiàn)。解析：(1)圖流程屬于蛋白質(zhì)工程范疇。流程中的A是預(yù)期的蛋白質(zhì)功能，流程B是推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列。(2)基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而該工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得功能基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。從而制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的空間(或高級(jí))結(jié)構(gòu)。(4)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)。答案：(1)蛋白質(zhì)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列(2)自然界已存在基因修飾基因合成功能(3)空間(或高級(jí))(4)基因7．紫杉醇是紅豆杉細(xì)胞中產(chǎn)生的一種高效抗癌物質(zhì)，在植物體中含量極低。為取代從天然植株中提取紫杉醇的方式，可通過植物組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來獲取，其過程為：獲取紅豆杉外植體一消毒一誘導(dǎo)愈傷組織一細(xì)胞培養(yǎng)一提取紫杉醇?；卮鹣铝袉栴}：(1)獲取的外植體首先要通過過程培養(yǎng)出愈傷組織。下表為四種不同外植體在相同培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)愈傷組織的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由表中結(jié)果可知誘導(dǎo)愈傷組織較適宜的兩種外植體分別是。外植體愈傷組織體積誘導(dǎo)率(％)不帶葉莖段很大99.5

帶葉莖段很小90葉片很小20成熟胚較大80注：誘導(dǎo)率（％）=（形成的愈傷組織數(shù)量/接種的外植體數(shù)量）X100%o（2）將愈傷組織接種到適宜培養(yǎng)液中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞培養(yǎng)的過程（填“體現(xiàn)”或“未體現(xiàn)”）細(xì)胞的全能性，理由是。據(jù)圖分析2,4D對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和紫杉醇合成的作用分別是，為獲得最大紫杉醇總產(chǎn)量，最適合的2,4D濃度應(yīng)為紫杉醇總產(chǎn)量，最適合的2,4D濃度應(yīng)為mg/Lo?年K速率(WTg注：生長(zhǎng)速率=每天每升培養(yǎng)基中增加的細(xì)胞干重克數(shù)。（3）與從天然植株中提取相比，利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是（答出兩點(diǎn)）。解析：（1）獲取的外植體首先要通過脫分化過程培養(yǎng)出愈傷組織。由表中結(jié)果可知，不帶葉莖段、成熟胚誘導(dǎo)形成的愈傷組織體積較大，誘導(dǎo)率也相對(duì)較高，說明誘導(dǎo)愈傷組織較適宜的兩種外植體分別是不帶葉莖段、成熟胚。（2）將愈傷組織接種到適宜培養(yǎng)液中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞培養(yǎng)的過程未體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，理由是此過程中細(xì)胞沒有再分化，沒有發(fā)育成完整的植株。據(jù)圖分析2,4-D對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和紫杉醇合成的作用分別是促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，抑制紫杉醇的合成。最適合的2,4-D濃度應(yīng)為1.0mg/Lo（3）與從天然植株中提取相比，利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是提高了紫杉醇的產(chǎn)量，保護(hù)了紅豆杉資源。答案：（1）脫分化不帶葉莖段、成熟胚（2）未體現(xiàn)此過程中細(xì)胞沒有再分化，沒有發(fā)育成完整的植株促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，抑制紫杉醇的合成1.0（3）提高了紫杉醇的產(chǎn)量，保護(hù)了紅豆杉資源8.（2019新疆一模）p27蛋白是組成猴免疫缺陷病毒（SIV）的蛋白質(zhì)，圖1是制備p27蛋白單克隆抗體的過程。甲覽歯厶匕生lift—甲覽歯厶匕生lift—（1）在進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理，通常還要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的，以防培養(yǎng)過程中發(fā)生污染。細(xì)胞培養(yǎng)也需要適宜的氣體環(huán)境，所需氣體主要有o(2)細(xì)胞內(nèi)合成核酸的代謝途徑如圖2所示：益徑I:益徑I:的質(zhì)A途徑11；旳圧RB淋巴細(xì)胞可通過途徑I和途徑II合成核