高考专题训练(十五) 基因工程和细胞工程1．(2022·浙江六校联考)下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶和酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是( )解析 A项破坏了复制必需的序列，不能复制；B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长；C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长；D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。答案 C2．(2022·浙江宁波八校联考)以下关于现代生物技术的说法，错误的是( )A．在基因工程技术中，需要用CaCl2处理的环节是将目的基因导入细菌B．我国政府对待克隆人技术的态度是禁止克隆人，因为克隆人严重违反生物伦理C．原生质体制备过程中用0.5～0.6mol·L－1的甘露醇溶液是为了保护果胶酶和纤维素酶D．在基因工程中，解旋酶作用的是氢键，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用的都是磷酸二酯键解析 原生质体制备过程中用0.5～0.6mol·L－1的甘露醇溶液是为了维持细胞的渗透压。答案 C3．(2022·天津宝坻模拟)下列有关基因工程的叙述，错误的是( )A．从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流B．从cDNA文库中获取的目的基因，既无启动子，又无内含子C．用人的胰高血糖素基因制成的DNA探针，检测人胰岛B细胞中的mRNA，可形成杂交分子D．基因表达载体中的标记基因，不能含有限制酶的切割位点10\n解析 人的胰高血糖素基因在胰岛A细胞中能转录出信使RNA，在胰岛B细胞中不转录。答案 C4．(2022·北京东城示范校联考)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，过程如下图：获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—ATTC—)和BamHⅠ(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BamHⅠ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。答案 B10\n5．(2022·江苏百校联考)(多选)右图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析中错误的是( )A．获得该mRNA的最佳材料是受精卵B．构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌C．完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶D．探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌解析 该受体基因在神经细胞中表达，获得该mRNA的最佳材料是神经细胞；构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒；探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。答案 ABD6．(2022·杭州一模)下图示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是( )A．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强10\nB．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有有机物C．③试管中的细胞能进行减数分裂D．调节④培养中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官解析 ⑤植株根尖细胞的全能性与①植株根尖细胞相同；②试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等；③试管中的细胞进行的分裂方式为有丝分裂；调节④培养中植物生长调节剂的比例，可诱导产生根和芽。答案 D7．(2022·北京海淀期末)下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是( )A．转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术B．植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性C．原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的选择透过性D．植物愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关解析 原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性。答案 C8．(2022·江苏)下列关于人类基因组计划的叙述，合理的是( )A．该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防B．该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程C．该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部DNA序列D．该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响解析 人类基因组计划的主要目的是对人类的24条染色体上的DNA进行测序，该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防；该计划属于分子水平的研究；该计划测定的染色体为24条，而一个染色体组中的染色体为23条；由于该计划最终将会测定出不同种族、不同个体的DNA上的碱基序列，所以会导致种族歧视、侵犯个人隐私等问题的发生。答案 A9．(2022·天津)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌融合，构建目的菌株。其流程图如下：10\n据图回答：(1)溶菌酶的作用是________。(2)PEG的作用是______________________________。(3)经处理后，在再生培养基上，未融合的A、B难以生长。图中AB融合菌能生长和繁殖的原因是_________________。(4)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有________的培养基上生长的AB融合菌，选择效果最好的作为目的菌株。(5)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中；同时设置______________为对照组。经搅拌、静置各3min后，分别测定上层水样的石油浓度和COD值(COD值越高表示有机物污染程度越高)，计算石油去除率和COD去除率，结果如下图。(6)目的菌的种群生长曲线呈________型，在40～44h，发酵液对石油污水的净化效果最好，其原因是________________。解析 (1)细菌有细胞壁，这将妨碍细菌的融合，所以用溶菌酶将其细胞壁进行分解，以实现两者的融合。(2)PEG是促进细胞融合的促融剂，作用是促进细胞融合。(3)由图示显示A菌细胞质失去活性，B菌DNA失去活性，所以融合后，在选择培养基上单纯的A、B菌都不能存活，而让融合的AB菌进行生长并繁殖。(4)目的菌的选择是要选择能分泌具有絮凝活性的活性高分子化合物，又具有降解石油的能力的融合菌。(5)为探究目的菌株在不同时间的絮凝效果，则设置的对照组实验应是不加发酵液(没有目的菌株)的石油污水。(6)图示结果显示：目的菌的种群生长曲线呈现S型。在40～4410\nh，发酵液中目的菌数量达到最大，产生的有活性的高分子化合物的含量较高，所以净化污水的效果最好。答案 (1)分解细胞壁(2)诱导原生质体融合(3)两亲本失活部位不同，融合后活性部位互补(4)石油(5)不加发酵液的石油污水(6)S 此期间，目的菌及其产生的絮凝活性高分子化合物的含量高10．(2022·天津)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。据图回答：(1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非结合区DNA。过程②酶作用的部分是________键。(2)①、②两过程利用了酶的________特性。(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的________。(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有________(多选)。A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNAB．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟解析 (1)DNA酶的作用是催化DNA的水解，故DNA水解的实质是磷酸二酯键的断裂，所以DNA酶作用部位是磷酸二酯键。蛋白酶具有催化蛋白质水解的作用，蛋白质水解的实质是破坏肽键，所以蛋白酶作用的部位是肽键。(2)这两个过程分别利用了不同酶催化，利用了酶的专一性。(3)构建重组质粒时要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，其中限制性核酸内切酶需要根据要切割的序列进行选择，因为一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位进行切割。10\n(4)基因的上游非编码区有一段特定的核苷酸序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，此段序列称为基因的启动子。(5)A项利用了蛋白酶只能与蛋白质特异性结合，专一性的催化蛋白质的水解。B项利用的是相似相溶的原理，有机溶剂既可以是无水乙醇，也可以是丙酮等其他有机溶剂。C项利用了DNA探针与目的基因特异性结合的特点。D项利用了碱基互补配对原则。所以，利用分子间特异性结合性质的有A、C、D三项。答案 (1)磷酸二酯 肽(2)专一性(3)限制性核酸内切(4)启动子(或转录起始区)(5)A、C、D11．(2022·江苏)请回答基因工程方面的有关问题：(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为________。②在第________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。10\n①第1组：____________，②第2组：__________。(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_________。(4)用限制酶EcoRV，MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1kb即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、MboⅠ的切割位点。解析 (1)①第四轮循环，共得到16个DNA分子，其中只有1个DNA分子不含引物A，所以含引物A的DNA片段占。②分析可看出从第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段，长度可为DNA总长度减去引物A，或者为DNA总长度减去引物B。(2)第1组引物Ⅰ和引物Ⅱ会发生碱基互补配对，第2组中引物Ⅰ自身折叠会发生碱基互补配对。(3)DNA聚合酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到双链DNA片段的引物链上。(4)由题图可看出质粒总长度为14kb，切割质粒时EcoRV有1个切割位点，MboⅠ有2个切割位点，然后根据图示数据画出切割位点即可。10\n答案 (1)①15/16 ②三(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效 ②引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上(4)见下图12．(2022·东北三省四市统考)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)，请结合图示回答下列问题。(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用________酶处理。(2)形成重组细胞时应选用________期的卵母细胞，并去掉其细胞核的原因是__________________________________。(3)如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出________和________等特点。(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制，其原因主要有____________________________、________________________。(5)上图中所示的生物技术整体被称为________。其包括的具体生物技术有________、________等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物________具有全能性。解析 10\n在进行细胞培养时，要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)对组织细胞进行分离，形成单个细胞。形成重组细胞时要用MⅡ中期的卵母细胞，去掉其细胞核，使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞，具有供体的遗传性状，少量的遗传物质来自卵细胞的细胞质。原代培养时，会出现细胞贴壁和接触抑制。克隆动物用到的技术有核移植(或体细胞核移植)、细胞培养、胚胎移植。答案 (1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)MⅡ中(或减Ⅱ中) 使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或“避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰”)(3)贴壁生长(或细胞贴壁) 接触抑制(两空顺序可以颠倒)(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制 生物的性状还受环境因素的影响(两空顺序可以颠倒)(5)核移植(或体细胞核移植) 细胞培养 胚胎移植 体细胞的细胞核10
