[推荐学习]高考生物二轮复习专题限时集训15第1部分板块6专题15第1讲基因工程和细胞工程

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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,

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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K12的学习需要努力专业专心坚持

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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EcoRⅠ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EcoRⅠ切割外,还可用另一种

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___________________________________________________________。

(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EcoRⅠ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T4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)。

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