20**年届高三生物(通用版)二轮复习 第1讲 基因工程和细胞工程 Word版含答案

专题限时集训(十五)

(限时：40分钟)

1．(2015·全国卷Ⅰ)HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：

(1)用基因工程方法制备HIV 的某蛋白(目的蛋白) 时，可先提取HIV 中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV ，检测的原理是____________________。

(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV 主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

【解析】 (1)HIV的遗传物质是RNA ，所以要想获得相应的目的基因，应以HIV 的RNA 为模板，在逆转录酶的作用下合成cDNA(或DNA) 。

(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白) ，由于该抗体能与目的蛋白(抗原) 发生特异性结合，所以可通过抗体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无HIV 。

(3)HIV主要攻击人体的T(或T 淋巴) 细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。

(4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。

【答案】 (1)RNA 逆转录酶 cDNA(或DNA) (2)抗体 抗原抗体特异性结合 (3)T(或T 淋巴) (4)监控和清除

2．(2014·全国卷Ⅱ) 植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

回答下列问题：

【导学号：15482076】

(1)理论上，基因组文库含有生物的________基因；而cDNA 文库中含有生物的________基因。

(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。

(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的________是否得到提高。

(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐旱基因整合到了__________________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”) 。

【解析】 (1)基因组文库含有生物的全部基因，而cDNA 文库中含有生物的部分基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，包含该生物的所有基因，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)若从植物甲中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是农杆菌转化法。将耐旱基因导入植物乙的体细胞后，经过植物组织培养得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白质，即检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，说明已经合成了相应的蛋白质，这时再进行个体生物学检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为3∶1，符合基因的分离定律，说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因只整合到了同源染色体的一条上。

【答案】 (1)全部 部分 (2)筛选 (3)乙 表达产物 耐旱性 (4)同源染色体的一条上

3．(2014·海南高考) 下图是将某细菌的基因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________酶的催化作用下，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)在基因工程中，常用Ca 2＋处理D ，其目的是______________________。

【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，推测相应的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，形成重组DNA(基因表达载体) 。

(4)在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca 2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组DNA 分子。

【答案】 (1)逆转录 DNA 聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸

(2)引物 模板DNA

(3)重组DNA

(4)提高受体细胞的转化率

4．(2012·课标卷) 根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)限制性内切酶切割DNA 分子后产生的片段，其末端类型有________和________。

(2)质粒运载体用Eco R Ⅰ切割后产生的片段如下：

AATTC „„G

G „„CTTAA

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA 除可用Eco R Ⅰ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是___________________________________________________________。

(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA 连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。

(4)反转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。

(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。

(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_______________________________________________ ___________________________________________________________。

【解析】 限制性内切酶切割DNA 分子形成的末端通常有两种，即黏性末端和平末端。为使运载体和目的基因连接，二者必须具有相同的黏性末端，因而当使用除Eco R Ⅰ之外的其他酶进行切割时，应该产生相同的黏性末端。DNA 连接酶的来源有两个：一是大肠杆菌，二是T 4噬菌体。反转录是由RNA 形成DNA 的过程，获得大量反转录产物时常用PCR 扩增技术。基因工程常用的运载体是质粒，除此以外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。如果用大肠杆菌作受体细胞，必须用钙离子处理，使其处于感受态(此状态吸收外源DNA 的能力增强) 。

【答案】 (1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的DNA 片段末端与EcoR Ⅰ切割产生的相同 (3)大肠杆菌 T 4 (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR (5)噬菌体 动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA) 的能力极弱

5．(2014·全国卷Ⅰ) 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：

(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_________。

【解析】 (1)据图分析可知，第四次注射后X 、Y 、Z 小鼠的血清抗体效价几乎都达到16 000以上，小鼠Y 的血清抗体的效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B 淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目为40＋60＝100条。(4)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B 淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，而是经多次传代培养后逐渐衰老死亡。

【答案】 (1)4 Y Y 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)1 100 (4)不能无限增殖

6．下图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程：

(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，体现了植物

细胞的________性，此过程中秋水仙素的作用机理是________________。

(2)①过程中欲获得抗虫草莓，可从蛋白酶抑制剂基因、生长素诱导基因中选择__________________作为目的基因，通常用____________方法导入受体细胞，基因表达载体除包括目的基因外，还必须有____________及标记基因等。

(3)②过程可以先用花药离体培养分别获得抗虫草莓和凤梨草莓的单倍体，再利用____________技术获得同时具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，该技术常用的酶有__________________，常用的化学诱导剂是________。

【解析】 (1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，属于植物组织培养，体现了植物细胞的全能性，此过程中秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成。

(2)蛋白酶抑制基因表达的蛋白酶抑制剂能阻断或降低蛋白酶的活性，使昆虫不能正常消化食物中的蛋白质，还会引起害虫的厌食反应，而生长素诱导基因表达的产物对害虫无作用，所以要获得抗虫草莓可选择蛋白酶抑制剂基因作为目的基因。通常用农杆菌转化方法将此目的基因导入受体细胞，基因表达载体除包括目的基因外，还必须有启动子、终止子及标记基因等。

(3)欲利用抗虫草莓(4N ) 和凤梨草莓(8N ) 的单倍体来获得具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，可利用植物体细胞杂交技术，该技术常用的酶有纤维素酶和果胶酶，常用的化学诱导剂是聚乙二醇。

【答案】 (1)全能 抑制纺锤体形成(从而引起细胞内染色体数目加倍) (2)蛋白质抑制剂基因 农杆菌转化法 启动子、终止子 (3)植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇

7．(2016·银川市一模) 现有两种同科不同属的农作物，甲作物高产不耐盐，乙作物低产但耐盐。欲培育出既高产又耐盐的植株，以适应于盐碱地栽培。请回答下面的问题：

(1)采用________(填“杂交”、“嫁接”或“转基因”) 方法可以达到上述目的，这种育种方法的优点是__________________。

(2)采用细胞工程育种的方法如下：

筛选选择甲细胞⎫处理⎧甲原生质体⎫诱导⎬―⎬――→⎨―→杂种细胞→愈伤组织――→胚状体――→目乙细胞⎭乙原生质体⎩⎭的植株

①甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是______________。以胚状体为材料，经过人工薄膜包装得到的人工种子，在适宜条件下同样能够萌发成幼苗，与天然种子相比，人工种子具有哪些显著的优点？

_______________________________________________________(请举出1条) 。

②动物细胞工程应用较广泛的是单克隆抗体的制备，单克隆抗体最主要的优点是____________________________。单克隆抗体的应用主要有两个方面，一个是作为________试剂，能准确地识别各种抗原物质的细微差别，并跟一定抗原发生________。另一方面可以用于____________和运载药物。

【解析】 (1)由于不同种生物之间存在生殖隔离，因此不能采用杂交法；由于嫁接属于无性繁殖，该方法只能保留嫁接上去的接穗的优良性状，因此不能采用嫁接法；所以，培养出既高产又耐盐的植株，需要用转基因方法，这种方法能定向改变生物的性状。

(2)①甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是形成新的细胞壁。与天然种子相比，人工种子具有的优点有：生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输等。

②单克隆抗体最主要的优点是特异性强，灵敏度高，并可大量制备。单克隆抗体的应用主要有两个方面，一个是作为诊断试剂，能准确地识别各种抗原物质的细微差别，并跟一定抗原发生特异性反应，另一方面，可以用于治疗、预防疾病和运载药物。

【答案】 (1)转基因 能定向的改变生物的性状 (2)①形成新的细胞壁 生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输(写出任一合理答案均得分) ②特异性强，灵敏度高，并可大量制备 诊断 特异性反应 治疗、预防疾病

8．(2016·大庆一中三模) 下面是利用奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图，请回答下列问题：

(1)若要大量获得目的基因，可使用________扩增白蛋白基因，通过③构建的重组表达载体包括目的基因、启动子、终止子和________、复制原点等部分。该重组表达载体导入的受精卵性染色体组成应为________。

(2)如果需要通过①采集到更多的卵子，常用的激素是________；通过②采集的精子需________后才能进行受精作用。

(3)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O 2以维持细胞呼吸外，还需要提供________(气体) 以维持________。

(4)为使⑤能成功进行，需要对奶山羊C 进行________处理，使之与供体的生理状况保持相同。

【解析】 (1)若已知目的基因的碱基序列，一般采用PCR 扩增获取目的基因。基因表达载体包括目的基因、乳腺蛋白基因的启动子、终止子、标记基因等部分。只有母羊才能产奶，因此该重组表达载体导入的受精卵性染色体组成应为XX 。

(2)对供体母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵。采集精子需要经过获能处理才能参与受精。

(3)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O 2以维持细胞呼吸外，还需要提供CO 2以维持培养液的pH 。

(4)为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶山羊C 进行同期发情处理，使之与供体的生理状况保持相同。

【答案】 (1)PCR技术 标记基因 XX (2)促性腺激素 获能 (3)CO2 培养液的pH (4)同期发情