全国卷生物选修3大题精编

基因工程、细胞工程、胚胎工程

1.干扰素α-1b是我国第一个批准生产的基因工程药物,该药物利用大肠杆菌作为受体获得,具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生、调节人体免疫功能的作用,广泛用于病毒性疾病和多种肿瘤的治疗,是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。

(1)原核生物经常作为受体细胞是由于其具有其他生物没有的特点:、、

---------------------等。

(2)是基因工程的核心,其目的是使目的基因在中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够和发挥作用。

(3)为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的

和之间。

(4)采用技术可检测干扰素基因是否成功导入大肠杆菌的DNA上。

2.(2015江苏两市一模)为增加油菜种子的含油量,研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。请回答下列问题。

(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物,采用法从陆地棉基因文库中获取酶D基因,从拟南芥基因文库中获取转运肽基因,所含三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如上图所示。用和

酶处理两个基因后,可得到端与--------端(填图中字母)相连的融合基因。

(2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的T-DNA中,构建并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含的固体培养基上培养得到含融合基因的单菌落,再利用液体培养基振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。

(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间,此过程的目的

是,进一步筛选后获得转基因油菜细胞,该细胞通过--------技术,可培育成转基因油菜植株。

(4)用法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。

3.(2015河南陕州月考)回答有关基因工程的问题。

(1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。

(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用

是。常用---------------------处理大肠杆菌,以利于表达载体进入。为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称为。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译

成,常用抗原—抗体杂交技术。

(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的

中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的上。

4.(2015湖北部分高中元月调考)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答下列问题。

(1)在基因工程中,A表示目的基因的获取,通过PCR技术可大量产生,PCR技术的原理

是,B表示构建的基因表达载体,其组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及等,其中启动子是酶识别和结合的部位。

(2)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中②过程常用的方法是,使用的绵羊受体细胞

为,④用到的生物技术主要有动物细胞培养和。

(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程,其中③过程常用的方法是,⑤过程的原理

是,要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,在棉花细胞中是否成功表达,从分子水平上鉴定可以采用的方法是。

5.(2015北京24中开学摸底)菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花,培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程,请据图回答下列问题。

〔注:卡那霉素抗性基因(kan R)作为标记基因,菊花叶片对卡那霉素高度敏感。〕

(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒,可用处理土壤农杆菌,使其处于以便吸收重组质粒。

(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够的特点,使目的基因进入受体细胞中,并插入到菊花细胞的上,最终形成转基因植株。

(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和的培养基中,在适宜条件下进行培养,筛选转基因菊花。

(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据的核苷酸序列设计特异引物,以为模板进行第一轮扩增。

(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫,实验结果如下表所示。

①对照组应饲喂等量的。

②据表分析,差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。

6.(2015江苏如皋期中)植物组织培养技术被广泛应用于培育无病毒植株、育种及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。下图为番茄植株的培育过程。分析回答下列问题。

(1)①过程中使用了酶,获得植物细胞原生质体,此处使用的溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体。

(2)铺平板类似于微生物接种,该过程必须在旁进行操作。平铺板中添加蔗糖的目的除了提供营养外,还有作用。

(3)同一番茄植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因(填“相同”“不相同”或“不一定相同”);图中属于再分化的过程是(填序号)。

(4)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加

进行处理,也可以选择在过程⑥中添加进行处理。

7.(2015北京重点中学月考)Ⅰ.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。

(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)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乙的体细胞中,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。

(3)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株进行自交,如果子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为,则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条上;如果子代,则可推测该耐旱基因整合到同源染色体的两条上。

Ⅱ.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图所示。

(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的(结构)。

(2)培养细胞过程中,要置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是。

(3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的设计引物,利用PCR 技术扩增Rag2基因片段。用Hin dⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点。

(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。

答案：1.答案:(1)繁殖快多为单细胞遗传物质相对较少

(2)基因表达载体的构建受体细胞表达

(3)启动子终止子

(4)DNA分子杂交

2.答案:(1)PCR ClaⅠDNA连接A D

(2)基因表达载体(或“重组质粒”)四环素

(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞植物组织培养

(4)抗原—抗体杂交

3.答案:(1)平相同

(2)提供RNA聚合酶特异性识别、结合的位点,驱动基因转录

Ca2+DNA—RNA分子杂交胰岛素原(蛋白质)

(3)T-DNA染色体

4.答案:(1)DNA(双链)复制标记基因RNA聚合

(2)显微注射法受精卵早期胚胎培养(或胚胎移植)

(3)农杆菌转化法植物细胞的全能性抗原—抗体杂交

5.答案:(1)Ca2+(或CaCl2)感受态

(2)感染菊花(或植物)细胞,并将T-DNA转移至受体细胞染色体

(3)卡那霉素

(4)抗虫基因(目的基因)转基因菊花的DNA(或“含目的基因的菊花的DNA”)

(5)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料的混合物②实验组与对照组死亡率

6.答案:(1)纤维素酶和果胶(答“纤维素”也可)吸水涨破

(2)酒精灯火焰调节渗透压

(3)不一定相同⑨⑩(答⑨或⑩也可)

(4)聚乙二醇秋水仙素

7.答案:Ⅰ.(1)全部部分(2)表达产物耐旱性(3)3∶1全部耐旱

Ⅱ.(1)细胞核(2)维持培养液的pH(3)核苷酸序列Hin dⅢ和PstⅠ(4)蛋白质

6．应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据下图回答问题：

(1)①过程是指__________________，是基因工程的核心步骤。

(2)②常采用的方法是________________；为了确定耐盐转基因大豆是否培育成功，既要用放射性同位素标记的______________作探针进行分子杂交检测，又要用____________________方法从个体水平鉴定大豆植株的耐盐性。

(3)图中A细胞应是______________细胞，B细胞具有____________________特点。

(4)④过程需要适宜的温度和pH、营养、____________和气体环境，其中CO2的作用是______________________。

7．(2014·南京模拟)正常细胞中含有抑癌的P53基因，能表达抗病毒蛋白，帮助修复轻度变异的基因，也能使重度变异的细胞发生凋亡而避免肿瘤发生；若它失活而不能表达，则基因突变的细胞易形成肿瘤。基因治疗肿瘤是根本的方法，腺病毒以其嗜好增殖细胞和对人体基本无害而成为良好的基因载体。野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因，以及病毒复制基因E1，因此需要重新构建有疗效的、安全的腺病毒。图甲、乙中箭头所指为相应限制酶切点。

(1)构建重组腺病毒时，限制酶最好选择____________，这样既可以去除______________基因以防止病毒复制后损伤健康细胞，同时还能破坏____________基因以防止其____________________。

(2)将目的基因与腺病毒重组时，重组的成功率较低，依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA，这是因为________________________________。

(3)要获得更多重组病毒，采用的方法是：获取人体某肿瘤细胞→将E1基因导入肿瘤细胞的基因组中→重组病毒侵染含E1基因的肿瘤细胞→体外培养侵染的细胞。该过程中利用肿瘤细胞能不断复制的特点可以为病毒提供更多的生活场所，那么选用含E1基因的肿瘤细胞进行重组病毒侵染的理由是________。筛选重组病毒，可采用离心分层纯化法，其依据是__________________。

(4)某DNA分子片段含有1000个碱基对。经扩增后，分别只用限制酶EcoR I与同时用EcoR I和HalⅢ两种方法切割，其电泳结果如图丙所示，可推断限制酶HalⅢ在该DNA片段上的切割点有___________________个。

8．(2014·荆州质检)口蹄疫是由RNA病毒引起的一种偶蹄动物传染病。科学家尝试利用转基因番茄生产口蹄疫疫苗(其主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPl)，过程如下图所示。请据图回答下列问题：

(1)图示②成功构建重组质粒的过程中，需要用到的工具酶除限制性核酸内切酶外，还需要__________________。

(2)图示⑤代表的过程是____________。经过该过程形成的细胞所具有的主要特点是____________________________________________。

(3)若要检测转化成功的番茄植株，除检测标记基因的产物外，还可采用________________技术，检测目的基因在番茄体内是否转录。

(4)图示⑤⑥⑦代表的过程所涉及的生物工程技术是___________________。

(5)在该过程中，研究人员首先获取了目的基因，并采用PCR技术，对目的基因进行扩增。该技术需要的条件是：引物、酶、原料和_____________________；然后构建基因表达载体。基因表达载体中，除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有__________。

(6)图示①②③代表的过程所运用的遗传学原理是____________________。

9. 基因工程自20世纪70年代兴起之后，在短短40年间得到了飞速发展，目前成为生物科学核心技术，在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出美好的前景，据相关资料回答下列有关问题：

1)如图是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(amp r)为抗氨苄青霉素基因，甲、乙表示相关结构或细胞。

(

PstⅠ酶和SmaⅠ酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图中甲代表的是____________________，乙可代表________________，可用______________________和______________________提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接，用此二酶切割质粒产生的DNA片段有______________________________种。

(2)重症联合免疫缺陷病(简称SCID)是表现一种体液和细胞免疫严重缺陷的综合征病。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada)基因缺乏，运用现代生物技术进行治疗，可以使患者的免疫功能得到很大的修复。下图表示治疗SCID的过程，在这个实例中，携带人正常ada基因的细菌相当于________________，充当“分子运输车”的是______________，目的基因是________________，受体细胞是______________，该种治疗方法称为______________。

6.答案(1)基因表达载体的构建(2)农杆菌转化法耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(或移栽到盐碱地中)(3)浆(或效应B)既能迅速大量增殖又能产生专一性抗体(4)无菌、无毒的环境维持培养液的PH

7.答案(1)EcoRⅠ和BamHⅠE155Kda抑制P53基因的活性(2)切下片段有可能与原基因重新结合(3)可以让病毒仅在含E1基因的肿瘤细胞中复制，而在不含E1基因的肿瘤细胞中不能复制，提高安全性重组病毒与非重组病毒的DNA分子长度不同，质量(密度)也不同(4)2

8.答案(1)DNA连接酶(2)脱分化分裂能力强，分化程度低(3)分子杂交(4)植物细胞工程(或植物组织培养)(5)模板标记基因(6)基因重组

9.答案(1)基因表达载体(或重组质粒)番茄细胞PstⅠ酶SmaⅠ酶2(2)基因文库病毒腺苷酸脱氨酶(ada)基因患者体内分离的T淋巴细胞体外基因治疗

5．(2014·成都模拟)2013年3月30日国家卫生和计划生育委员会通报：上海市和安徽省发现3例人感染H7N9禽流感病例，其中两人死亡。H7N9亚型禽流感病毒以往仅在禽类中发现，此次人感染是全球首次发现，目前，国内外尚无针对该亚型病毒的疫苗。但科学家已分离出之前发现的甲型H1N1、H5N1等病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流感的抗体，请据图回答有关问题：

(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的______________细胞，A、B到C的过程中常用与植物细胞融合相同的手段，具体有____________诱导，不同的手段是______________________。

(2)假设仅考虑某两种细胞的融合，则可形成________________________种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出____________________(填特点)的D细胞用于培养，D细胞的名称是______________________。动物细胞培养所用的培养基需要加入特殊的成分，如____________。

(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流感免疫，试分析原因__________________________________________________。

(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有____________________________________等突出的优点。

(5)请说明单克隆抗体的主要作用___________________________________。

6．(2014·郑州检测)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄——马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示：

(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有________________。

(2)过程①常用的酶是________________________，细胞融合完成的标志是____________________________。

(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂__________________________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到________________________种不同的原生质体，当观察到__________________时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。

(4)过程③和过程④依次为________________________，过程④中的培养基常添加的植物激素是________________________________。

(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________________________条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄－马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于____________________植株。

7．(2013·长春四调)红豆杉，又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下面是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析并回答：

(1)酶X是____________________酶，其主要作用是_________________。

(2)物质Y是___________________，乙组起______________________作用。

(3)细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有________________、______________________、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需要加入血清、血浆。

(4)为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是____________________。

(5)实验结果：若甲组______________________，说明紫杉醇有抗肿瘤作用。

(6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用____________________技术把离体的红豆杉细胞经过________________________培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行加工生产。

8. (2014·潍坊模考)下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题：

(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有________________(填写抗体的名称)的混合物，这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低，而且纯度低。与多克隆抗体相比，单克隆抗体突出的优点在于它的________________________，并能大量制备。

(2)图中选用B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有______________；如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有____________________种类型。

(3)图中两次筛选的目的不同，其中筛选①的目的是筛选出__________________，筛选②的目的是筛选出______________。筛选时所用的培养基是特定的________________________________培养基。

(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是_________。用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因__________________。

(5)由图中可看出，单克隆抗体的制备过程中，运用了动物细胞工程中的______________________和________________________两大技术。

5.答案(1)B细胞(效应B或浆细胞)离心、振动、电激、聚乙二醇灭活的病毒诱导(2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞(杂交细胞) 血清、血浆(3)引起甲流感的病毒不断发生变异或抗体被分解(意思相同即可)(4)目的性强、克服远缘杂交不亲和性、能有效地打破物种的生殖隔离界限(5)作为诊断试剂、用于治疗疾病、运载药物

6.答案(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶酶形成了新的细胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)3融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素(5)2(m ＋n)单倍体

7.答案(1)胰蛋白(胶原蛋白)使肿瘤细胞分散开(2)生理盐水作为对照组(与紫杉醇形成对照)(3)糖(葡萄糖)氨基酸(4)(定期)更换培养液(5)肿瘤细胞的数目少于乙组(6)植物组织培养脱分化

8.答案(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4特异性强、灵敏度高(2)流动性3(3)杂交瘤细胞能产生所需抗体的杂交瘤细胞选择性(4)单克隆抗体上连接抗癌药物不损伤正常细胞，且用药剂量少，毒副作用小(5)动物细胞融合动物细胞培养