2013新课标高考生物二轮复习专题训练：8-1 基因工程和细胞工程
(时间：45分钟，满分：90分)
一、选择题(每小题3分，共45分)
1. 下列有关现代生物科技的叙述中，错误的是( )
A．植物体细胞杂交技术突破了不同生物远缘杂交的障碍
B．动物细胞融合技术开辟了制造单克隆抗体的新途径
C．利用基因工程技术可以使哺乳动物生产人类所需的药品
D．胚胎移植技术的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力
答案：D
解析：胚胎移植技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，供体能产生具有优良遗传特性的胚胎。
2. 下列有关植物细胞工程应用的叙述，错误的是( )
A．利用细胞培养技术获得紫草素，可实现细胞产物的工厂化生产
B．利用细胞培养技术产生的愈伤组织可直接制作“人工种子”
C．利用植物组织培养技术可获得脱毒植株
D．利用植物体细胞杂交技术培育的“白菜—甘蓝”，可获得双亲的遗传特性
答案：B
解析：经细胞培养产生的胚状体可直接制作“人工种子”，愈伤组织不能直接制作。
3. 下列关于基因工程常用的工具酶的说法正确的是( )
A．限制酶对双链DNA分子有特定的识别序列和切割位点
B．DNA连接酶对单、双链DNA分子都能起作用
C．逆转录酶不是DNA聚合酶
D．PCR技术需用到解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
答案：A
解析：限制酶具有特异性，对双链DNA分子有特定的识别序列和切割位点，故A正确；DNA连接酶是对双链DNA分子都能起作用，故B错；逆转录酶催化DNA合成，应是DNA聚合酶，故C错；PCR技术不需用到解旋酶，故D错。
4. 植物组织培养的过程如下图所示，下列有关的叙述中，错误的是( )
A．培养基1和2的成分在比例上具有差异
B．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
C．利用此过程获得的试管苗可能为单倍体
D．利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
答案：B
解析：①过程为脱分化过程，此过程是已分化的细胞，脱分化形成愈伤组织，②过程是再分化过程由愈伤组织分化为具根、茎、叶的试管苗。
5. 基因芯片技术是近几年发展起来的新技术，将待测DNA分子用放射性同位素或荧光物质标记，如果能与芯片上的单链DNA探针配对，它们就会结合起来，并出现“反应信号”。下列说法中不正确的是( )
A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对
B．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序
C．“反应信号”是由待测DNA分子与基因芯片上的放射性探针结合产生的
D．由于基因芯片技术可以检测待测DNA分子，因而具有广泛的应用前景
答案：C
解析：待测DNA分子具有放射性同位素与芯片上的单链DNA探针配对产生“反应信号”。
6. 下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析不正确的是( )
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶或果胶酶处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理
答案：B
解析：通过紫外线诱导原生质体产生具优良性状的突变，属于基因突变或染色体变异，但这些变异是不定向的。
7. 降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图：
获得的双链DNA经EcoR Ⅰ(识别序列和切割位点—ATTC—)和BamH I(识别序列和切割位点—ATCC—)双酶切后插入大肠杆菌质粒中。下列有关分析错误的是( )
A. Klenow酶是一种DNA聚合酶
B. 合成的双链DNA有72个碱基对
C. EcoRⅠ和BamH Ⅰ双酶切的目的是保证目的基因和运载体的定向连接
D. 筛选重组质粒需要大肠杆菌质粒中含有标记基因
答案：B
解析：合成的单链DNA有72个碱基，从题图看出两条单链并未左右两端对齐配对，只通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，因此获得的双链DNA有碱基对72＋72－18＝126个碱基对。
8. 下图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是( )
A．该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术
B．经酶A处理后的I与质粒具有相同的黏性末端
C．若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因)，则该过程中的Ⅱ是已免疫的B细胞
D．通过检测和筛选得到的Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体
答案：A
解析：该过程涉及基因工程，但没有涉及动物细胞融合。
9. 下列是应用动物细胞工程获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤，其中对单克隆抗体制备的相关叙述错误的是( )
①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞 ②将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞 ③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养 ④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞 ⑤利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞 ⑥从小鼠腹水中提取抗体 ⑦利用促细胞融合因子促使细胞融合
A．实验顺序应该是①②⑦⑤④③⑥
B．③过程产生多个杂交瘤细胞的过程称为克隆
C．⑦过程获得的细胞均可无限增殖
D．利用细胞融合生产单克隆抗体的过程中通常要经过两次筛选
答案：C
解析：利用促细胞融合因子促使细胞融合，可获得多种融合细胞。其中B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞不能无限增殖。
10. 将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是( )
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
答案：C
解析：将ada通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达，每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒，且每个质粒(重组质粒)至少含有一个限制酶识别位点，但每个限制酶识别位点只能插入一个ada，插入的ada成功表达，说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。故C错误。
11. 天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰。下列操作正确的是( )
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
答案：A
解析：可以利用mRNA经逆转录合成目的基因后再进一步扩增，A项正确。因为开蓝色花的矮牵牛基因B的序列是已知的，所以该目的基因宜采用化学方法合成或用聚合酶链式反应(PCR)扩增，而不是从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取，B项错误。目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞，且需要DNA连接酶缝合，C、D项错误。
12. 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
答案：A
解析：限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，C项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正确。
13. 某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是( )
A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低
B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
C．每个Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需要选择性培养基进行筛选
D．过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外
答案：D
解析：诱导干细胞的全能性高于纤维母细胞；过程②是细胞的分化过程，即基因的选择性表达过程，但遗传物质一般不会变化；病毒蛋白质外壳上有多个抗原决定簇，经刺激分化产生的效应B细胞所产生的抗体不一定是需要的抗体，因此仍需筛选；抗体的分泌是胞吐，而不是跨膜运输，不需要细胞膜上的载体蛋白协助。
14. 关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度，下列表述正确的是( )
A. 乳腺癌细胞易于乳腺细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞
B. 乳腺细胞易于乳腺癌细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞
C. 乳腺细胞易于乳腺癌细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞
D. 乳腺癌细胞易于乳腺细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞
答案：A
解析：哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞，体外培养难度大，乳腺癌细胞能够恶性增殖，容易进行体外培养，胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力，容易进行体外培养，故A正确。
15. 对于下面制备单克隆抗体过程示意图，不正确的叙述是( )
A．①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的
B．④中的筛选是通过抗原、抗体反应进行的
C．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导
D．⑤可以无限增殖
答案：A
解析：单克隆抗体是利用效应B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到，融合方法可以有化学方法如聚乙二醇，生物方法如灭活病毒；如果要筛选可以通过检测抗原、抗体反应，如果有反应说明表达了抗体；融合细胞具有双亲特点，即是能无限增殖又能产生单一抗体。B淋巴细胞也可以从血浆中提取。
二、简答题(共45分)
16. (10分)下面是以小鼠为对象进行的各项研究工作，请分析回答问题。
(1)在小鼠细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_______。此时，瓶壁上形成的细胞层数是________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是________。
(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是________。
(3)为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因小鼠体细胞的_____转入________细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为________。
(4)在细胞培养过程中，通常在________条件下保存细胞，因为在这种条件下，细胞中的________活性降低，细胞的代谢速率降低。
答案：(1)相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶
(2)容易获得纯合子并缩短育种时间
(3)细胞核 去核的卵 核移植(或克隆)
(4)冷冻(或超低温、液氮)'酶
17. (7分)下图为利用生物技术获得抗虫棉的过程示意图。据图回答下列问题。
(1)在培育转基因植物的过程中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在含卡那霉素的培养基上生长。A过程需要的酶有________、________。C过程的培养基除含有必要的营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_______。
(2)离体棉花叶片组织经C、D过程成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是________，该技术的原理是________。
(3)科学家将植物组织培养得到的________，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用________作为探针。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 卡那霉素
(2)植物组织培养 植物细胞的全能性
(3)胚状体
(4)放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因
18. (7分)人工构建的大肠杆菌质粒pBR322是基因工程中应用最广泛的载体(见图1)。除标注外，图中其他英文缩写表示该质粒上不同的限制性核酸内切酶的切割位点。请分析回答：
(1)此质粒的化学本质是________，它可以作为多种目的基因的(运)载体，原因是________。ampr和tetr在基因工程中的主要作用是____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)人胰岛素由两条肽链共有51个氨基酸组成，如图2所示。
①通过基因工程培育能合成人胰岛素的工程菌时，可先依据___
推出________序列，再推出________序列，然后用化学方法人工合成A链和B链基因的片段。将此基因片段分别与________重组后，再导入大肠杆菌内。
②在大肠杆菌内合成的单独的A、B两条多肽链没有生物活性，是因为细菌中缺少________，不能________。若要直接获得有活性的转基因人胰岛素，可以选择________作为受体细胞。
答案：(1)DNA 含有多种限制性核酸内切酶的酶切位点 作为标记基因
(2)①氨基酸的排列顺序 信使RNA的碱基 DNA(基因)的碱基 不同质粒
②内质网、高尔基体等细胞器 对多肽链进行加工 真核细胞(酵母菌)
解析：(1)质粒的本质是环状的DNA，质粒具有多种限制性核酸内切酶的酶切位点，所以可以作为多种目的基因的运载体。ampr和tetr在基因工程中的主要作用是作为标记基因。(2)①通过基因工程培育合成人胰岛素的工程菌时，首先通过氨基酸的排列顺序，推测出信使RNA的碱基序列，由信使RNA的碱基序列推测出DNA的碱基序列，最后将此片段与质粒重组后，导入大肠杆菌。②大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，故大肠杆菌合成的多肽链无生物活性。真核生物的细胞有内质网和高尔基体等细胞器，要直接获得有活性的转基因人胰岛素，选择真核细胞作为受体细胞即可。
19. (11分)除草剂草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。科学家从抗草甘膦的矮牵牛中分离克隆出EPSP合成酶基因，培育出了抗草甘膦的转基因大豆，从而大大降低了田间管理成本。抗草甘膦转基因大豆培育过程如图所示。请分析回答有关问题。
(1)科学家在进行上述基因操作时，通常要用同一种________分别切割质粒和含目的基因的DNA，质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过________而黏合。这一过程体现了质粒作为运载体必须具备的条件是_____________________________________。
(2)大豆组织细胞具有________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗除草剂基因的大豆组织细胞培育成植株。该技术的核心过程是________和________。若要制备转基因大豆的人工种子，可以利用组织培养获得的________再包裹合适的________。
(3)为了确定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抗除草剂特性。
(4)有人提出，种植上述转基因大豆，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种造成“基因污染”。另一方观点认为，由于存在________，它们很难与其他植物杂交。
答案： (1)限制酶(限制性核酸内切酶) 碱基互补配对 具有一个或多个限制酶切点
(2)全能性 脱分化 再分化 胚状体 人工种皮
(3)EPSP合成酶基因(目的基因) 喷施除草剂(草甘膦)
(4)生殖隔离
20. (10分)图1表示抗体的基本结构，VL是轻链可变区，VH是重链可变区。不同抗体可变区不同。杂交瘤技术的出现使抗体的制备进入了单克隆时代，而20世纪90年代发明的噬菌体抗体库技术为单抗的制备开辟了全新领域。图2是人源性噬菌体抗体生产过程流程图。
请回答下列问题：
(1)运用杂交瘤技术制备单克隆抗体主要利用了杂交瘤细胞________特性。
(2)在免疫过程中，需要向健康人体注射特定抗原(如乙肝疫苗)，并且每隔一周重复注射一次，重复注射的目的是____________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)过程①使用了RT－PCR技术，与常规PCR技术相比较，RT－PCR增加了________过程。RT－PCR过程中，研究者为了仅使人体抗体基因得到扩增，应以________作为引物。
(4)为了使④过程成功率更高，应该使用________处理大肠杆菌。
(5)从人源性噬菌体抗体生产过程分析，含抗体基因片段最终需要整合到________中。
答案：(1)既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体
(2)加强免疫，增加体内特定浆细胞的数量
(3)逆转录'人抗体基因中的特定碱基序列的DNA单链片段
(4)Ca2＋
(5)噬菌体DNA
解析：属于考纲能力要求范围理解层次。
(1)主要考查了杂交瘤细胞的特点。
(2)重复注射抗原的目的是增加体内效应B细胞的数量，加强免疫能力。
(3)过程①在图中存在逆转录过程，这是与PCR技术不同所在。要仅使人体抗体基因得到扩增应该以具有相应基因中的特定碱基序列的DNA单链片段作为引物。
(4)④过程为导入过程，要提高导入成功率，一般用CaCl2处理，增大细菌的通透性。
(5)从图中可以看出目的基因最终是整合到噬菌体的DNA中。
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