【专项冲击波】2013高考生物讲练测系列专题15基因工程克隆技术（教师版）考点突破考点一基因工程与基因工程有关的几种酶名称作用参与生物过程相同点DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程化学本质均为蛋白质，合成场所均为核糖体限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添单个脱氧核苷酸 DNA复制RNA聚合酶在核糖核苷酸链上添加单个核糖核苷酸 转录解旋酶使碱基间氢键断裂，形成脱氧核苷酸单链DNA复制及转录逆转录酶以RNA为模板合成DNA逆转录、基因工程例1、（2012上海56）已知在质粒pZHZl中，限制酶G切割位点距限制酶E切割位点0．8kb，限制酶H切割位点距限制酶F切割位点O．5kb。若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样品，据表4所列酶切结果判断目的基因的大小为kb；并将目的基因内部的限制酶G和H切割位点标注在图19中。15\n考点二基因工程的基本操作程序程序说明目的基因的获取①从自然界中已有的物种中分离出来；②用人工的方法合成；③从基因文库中获得；④通过PCR技术获得基因表达载体的构建要点:同种限制酶切割目的基因与质粒；双酶切；运载体的要求；基因表达载体的组成将目的基因导入受体细胞①受体细胞种类：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞；②导入方法:显微注射法、农杆菌转化法、Ca2+处理细胞使细胞壁的通透性增大等 目的基因的检测与鉴定检测对象：①检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成了蛋白质。检测方法：分子检测法——①和②都是核酸分子杂交技术，③是抗原—抗体杂交法；形态检测法——可根据目标性状的有无来判断目的基因是否表达例2、（2012江苏32）图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、Sma15\nI4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由连接。(2)若用限制酶SmaI完全切割图1中DNA片段，产生的末端是末端，其产物长度为。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaI完全切割，产物中共有种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是。考点三细胞工程1、植物组织培养、植物体细胞杂交、细胞核移植的比较： 植物组织培养植物体细胞杂交细胞核移植15\n原理植物细胞的全能性细胞膜的流动性、植物细胞的全能性动物细胞核的全能性方法离体的植物器官、组织或细胞→ 愈伤组织→根、芽→植物体去掉细胞壁→诱导原生质体融合→组织培养核移植→胚胎移植 优点快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物 缺点技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术支持导致生物品系减少，个体生存能力下降举例试管苗的培育、培养转基因植物培育“番茄—马铃薯”杂种植株“多利”羊等克隆动物的培育植物体的器官、组织和细胞包括花药外植体脱分化（1）离体（2）灭菌、消毒（3）MS培养基（大量元素、微量元素、有机物等）（4）培养条件（适宜温度与ph遮光等）愈伤组织再分化幼苗或胚状体植物体细胞培养（1）微型繁殖（2）人工种子（3）作物脱毒（4）单倍体育种（5）突变体的利用（6）转基因及体细胞杂交、杂种作用培育（7）细胞产物的工厂化分化培养基适宜条件温度ph光照2、植物组织培养流程图15\n3、动物细胞培养流程图动物组织块剪碎胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散的细胞细胞悬浮液原代培养传代培养应用培养液合成培养基：血浆、血清等营养物质、抗生素条件无毒无菌、适宜温度、ph、氧气、二氧化碳①生产生物制品：干扰素、单克隆抗体②基因工程中受体细胞③检测有毒物质④用于生理、病理、药理研究例3、(2012·全国重点中学领航冲刺卷)如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程；图2表示体外受精培育优质奶牛的过程；图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程，请据图回答下面的问题。(1)在图1中注射到小鼠体内的物质是__________。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞，此类细胞的特点是__________。该过程所用的生物技术有_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和________的过程，才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对图2中囊胚中的__________均等分割后进行胚胎移植。以上技术是在__________(填“体内”或“体外”)完成的。(3)图3中过程①是植物细胞形成__________的阶段，该阶段所用的酶是__________。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是__________。专项练习1、(2011·浙江卷)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adaD．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子15\n2、(2012·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的酶切位点。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( )A．催化①过程的酶是RNA聚合酶B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合C．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%4、（2012广东6）科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是A．还可能发生变异B．表现型仍受环境的影响C．增加了酵母菌的遗传多样性D．改变了酵母菌的进化方向“汉水丑生的生物同15\n5、（2012浙江6.）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BB.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BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞“汉水丑生的生物同行”超级群公D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞6、（2012上海55）如图18所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的E—F区域(0.2kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2___________。A．既能被E也能被F切开B．能被E但不能被F切开C．既不能被E也不能被F切开D．能被F但不能被E切开7、(2011·四川卷，5)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( )A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻15\n蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达8、.(2012·合肥模拟)下列有关基因工程的叙述，正确的是()A．DNA连接酶将碱基对之间的氢键连接起来B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变C．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大D．常用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等9、(2011·江苏)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )。A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得10、（2012江苏22）下列事实能体现细胞全能性的是（）“A.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B.单细胞的DNA在体外大量扩增C.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠11、(2011·江苏卷，16)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得15\n12、(2011·无锡质检)用a表示骨髓瘤细胞，b表示浆细胞，则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为( )A．a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培养B．a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培养C．a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab培养D．a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa培养答案：C 解析：第一次筛选是选出杂交瘤细胞即ab，第二次筛选是选出能产生特异性抗体的ab细胞。13、(2012·中山模拟)对于下面制备单克隆抗体过程示意图，不正确的叙述是(双选)( )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是可以无限增殖的杂交瘤细胞也是癌细胞14、（2012上海13）以绵羊红细胞刺激小鼠脾脏B淋巴细胞，再将后者与小鼠骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞克隆群，由此筛选出的单克隆杂交瘤细胞所产生的抗体A．能识别绵羊整个红细胞B．只识别绵羊红细胞表面的特定分子C．能识别绵羊所有体细胞D．只识别绵羊所有体细胞表面的特定分子15、(2011·安徽理综，31Ⅱ)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，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。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、_________________和____________________________。15\n(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________________________增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。16、（2012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酶作用的部位是键。（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，需要过程③的测序结果与酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶。（4）如果复合体中的蛋白质为RNA酶聚合，则其识别、结合DNA序列区为基因的。（5）以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有（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。17、（2012天津8）黄曲霉毒素B1（AFB1）存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起瘤变。某些微生物能表达AFB115\n解毒酶．将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，清除其毒性。回答下列问题：(1)AFB1属于类致癌因子。(2)AFB1能结合在DNA的G上，使该位点受损伤变为G'，在DNA复制中，G'会与A配对。现有受损伤部位的序列为，经两次复制后，该序列突变为。（3）下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图据图回答问题：①在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株，经测定，甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶：乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶．过程l应选择菌液的细胞提取总RNA，理由是②过程Ⅱ中，与引物结合的模版是③检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用方法。(4）选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料，探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果见下表：据表回答问题：①本实验的两个自变量，分别为。②本实验中，反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是。③经测定，某污染饲料中AFB1含量为100μg/kg，则每千克饲料应添加克AFB1解毒酶．解毒效果最好．同时节的了成本。（5）采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高每的活性出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的序列。15\n18、（2012福建）肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图１。请回答：（１）进行过程①时，需用酶切开载体以插入let-7基因。载体应用RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为。（２）进行过程②时，需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。（３）研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图２。据图分析，可从细胞提取15\n进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中（RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的。19、（2012海南）已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：（1）为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的序列，据此可利用方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用、方法。（2）在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用酶和。（3）将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗的危害。（4）若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子（填“含有”或“不含”）丙种蛋白质基因。答案：（1）基因 化学 基因文库 PCR（每空2分，共8分，其他合理答案也给分）20、（2012新课标卷）15\n为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在ＭＳ培养基中加入6-BA和IAA，配制成四种培养基（见下表），灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率（m），以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n），结果如下表。回答下列问题：（1）按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为 和 两类。上述培养基中，6-BA属于 类生长调节剂。（2）在该实验中，自变量是 ，因变量是 ，自变量的取值范围是 。（3）从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。（4）为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入 （填“6-BA”或“IAA”）。21、（2012，浙江理综）请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。（要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜）请回答：（1）实验思路：①取培养瓶若干个，分组如下：_________________________。每组设置若干个重复样品。②各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。③重复②若干次。④。（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）：15\n15
