人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--专题强化练2 基因工程和细胞工程的综合(含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--专题强化练2 基因工程和细胞工程的综合(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-23 23:37:45 | ||
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文档简介
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2024人教版高中生物选择性必修3同步
专题强化练2 基因工程和细胞工程的综合
1.(2023湖北武汉期末)生物技术与工程实践中常利用特殊的化学试剂或一定的物理刺激进行“激活”操作。下列叙述错误的是( )
A.将果酒用于果醋发酵时,提高温度是“激活”醋酸菌的重要条件之一
B.制备单克隆抗体时,应先利用抗原“激活”小鼠产生相应的B淋巴细胞
C.克隆高产奶牛时,获得的重构胚需要在胚胎移植后用Ca2+载体等试剂“激活”
D.在PCR反应过程中,耐高温的DNA聚合酶需要Mg2+“激活”
2.(2022陕西安康期中)酿酒酵母产酒精能力强,但没有合成淀粉酶的能力;糖化酵母能合成淀粉酶,但酒精发酵能力弱。科研人员通过两种途径改良酵母菌种,实现以淀粉为底物高效生产酒精的目的。下列叙述正确的是( )
A.途径Ⅰ需用胰蛋白酶处理酵母菌,再利用PEG诱导融合
B.途径Ⅱ需要以淀粉酶基因作为目的基因构建基因表达载体
C.途径Ⅰ和途径Ⅱ最终获得的目的酵母菌染色体数目相同
D.以淀粉转化为还原糖的效率作为最终鉴定目的菌的指标
3.(2023辽宁名校联盟模拟)研究发现,人溶菌酶(hLZ)是天然抗生素替代品。科学家将该蛋白基因导入山羊体内使其能够在山羊乳腺细胞中表达,从而从山羊乳汁中提取人溶菌酶。图1表示被限制酶切割后的该蛋白基因,图2表示培育流程。下列叙述正确的是( )
A.切割该蛋白基因的限制酶有2种,识别的序列分别为-GATCCAT-和-AGCTTCC-
B.①过程是基因工程的核心步骤,需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和质粒
C.②过程常采用显微注射的方法,受体细胞应选择受精卵,一般不选择体细胞
D.③过程应将山羊受精卵培育到原肠胚进行移植,移植后需进行是否妊娠的检查
4.(2022河北保定期中)应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品,提高了经济效益。下图表示培育生物新品种的过程,请据图判断下列叙述中正确的是( )
A.图中③过程中需要用抗原—抗体杂交技术检测人生长激素基因是否转录
B.图中⑤过程需要的培养基中一般含有植物激素和各种营养物质
C.将PrG导入细胞Ⅰ,经检测筛选得到Ⅱ,则Ⅱ的特点是特异性强、灵敏度高
D.图中生产单克隆抗体的过程中涉及的生物技术有动物细胞融合和动物细胞培养
5.(2023湖南邵阳二中期中)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中,然后通过核移植技术培育基因编辑猪,可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程,下列叙述不正确的是( )
A.对1号猪使用促性腺激素处理,可使其超数排卵
B.采集到的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期才能用于核移植
C.产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪
D.为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达,可采用DNA测序的方法
6.(2023辽宁朝阳一中联考)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如图所示。据图回答下列问题。
(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子有 个。
(2)在人胰岛素A、B链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B链。下列有关分析正确的是 (多选)。
A.引入的短肽编码序列不能含终止子序列
B.引入的短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列
D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成 种DNA片段。质粒载体作为基因工程的工具,具备的基本条件有 (答出两点即可)。
(4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是 。
(5)Ⅰ型糖尿病也可以通过核移植技术进行治疗。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 法,还有人采用梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法,这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞膜的情况下,去除细胞核或使卵母细胞核 ,从而达到去核的目的。
答案与分层梯度式解析
1.C 2.B 3.C 4.B 5.D
1.C 制作果酒的适宜温度为18~30 ℃,果醋发酵的适宜温度为30~35 ℃,所以将果酒用于果醋发酵时,提高温度是“激活”醋酸菌的重要条件之一,A正确。单克隆抗体的制备过程中,需要用抗原激活小鼠产生相应的B淋巴细胞,再将该细胞与骨髓瘤细胞融合,B正确。获得的重构胚需要在胚胎移植前用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体)“激活”,C错误。在PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+,以“激活”耐高温的DNA聚合酶,D正确。
2.B 分析题图:途径Ⅰ是通过细胞融合技术获得目的酵母菌,原理是细胞膜具有一定的流动性;途径Ⅱ是利用基因工程获得目的酵母菌,原理是基因重组。酵母菌细胞壁的主要成分是葡聚糖和甘露聚糖,根据酶的专一性可知,不能用胰蛋白酶处理酵母菌去掉细胞壁,A错误。途径Ⅱ是将糖化酵母的淀粉酶基因提取出来,作为目的基因构建基因表达载体,并导入酿酒酵母细胞中,从而获得目的酵母菌,B正确。途径Ⅰ获得的目的酵母菌融合了酿酒酵母和糖化酵母的遗传物质,是异源多倍体,其染色体数目是两种酵母细胞中染色体数目之和;途径Ⅱ获得的目的酵母菌染色体数目与酿酒酵母的染色体数目相同,故两个途径获得的目的酵母菌染色体数目不同,C错误。鉴定目的菌的指标是目的酵母菌合成淀粉酶的能力和酒精发酵的能力,D错误。
3.C 图2中①为构建重组质粒(基因表达载体),②为将重组质粒导入受体细胞,③为早期胚胎培养和胚胎移植。根据目的基因切割后产生的黏性末端不同,可确定切割该蛋白基因的限制酶有2种,一种酶识别的序列为-GGATCC-,在G和G之间进行切割,另一种酶识别的序列为-AAGCTT-,在A和A之间切割,A错误;①过程是基因工程的核心步骤,需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶,质粒为载体,不属于工具酶,B错误;③过程应将山羊受精卵培育到桑葚胚或囊胚再进行移植,且移植后还需对受体是否妊娠进行检查,不能移植原肠胚,D错误。
4.B 根据题意和图示分析可知:图中①表示基因表达载体的构建,②表示利用显微注射将目的基因导入动物细胞的受精卵中,③表示早期胚胎培养和胚胎移植,④表示将目的基因导入植物细胞,⑤表示植物组织培养。图中③过程中需要用PCR技术检测人生长激素基因是否转录,用抗原—抗体杂交技术检测人生长激素基因是否翻译,A错误;⑤表示采用植物组织培养技术将转基因植物细胞培育成转基因植株,该过程需要的培养基中一般含有植物激素和各种营养物质,B正确;将PrG导入细胞Ⅰ,形成的重组细胞经检测筛选得到Ⅱ,Ⅱ体外培养能产生单克隆抗体,则Ⅱ是既能迅速大量增殖,又能产生特定抗体的杂交瘤细胞,而特异性强、灵敏度高是单克隆抗体的特点,C错误;题图中生产单克隆抗体的过程中涉及的生物技术有动物细胞培养、基因工程技术,未涉及动物细胞融合,D错误。
5.D 据图分析,图示基因编辑猪培育过程涉及的技术手段有转基因技术、核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。基因编辑猪培育流程如下所示:
染色体位于细胞核,则产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪,C正确;为检测病毒外壳蛋白基因是否正常表达,可采用的方法是抗原—抗体杂交,D错误。
6.答案 (1)6 (2)ABCD (3)3 可以自我复制,带有特殊的标记基因,具有一个至多个限制酶切割位点等 (4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 (5)显微操作 DNA变性
解析 乳酸菌是原核细菌,要表达人体的人胰岛素抗原,必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造,再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列,进而构成重组表达载体。(1)从图示可知,改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换,则其转录形成的mRNA中,也会有相应的7个核苷酸发生改变,一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成,由图可知,该段序列所对应的mRNA片段内存在碱基替换的密码子有6个。(2)要确保等比例表达A、B链,则需启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两侧,在其中间加入一段短肽编码序列后,序列中间不能出现终止子,所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子,同时不能改变A、B链的氨基酸序列和原人胰岛素抗原性,A、B、C、D正确。(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶切割位点分别有2个和1个,重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后,会形成3个缺口,得到3种不同的DNA片段。(4)乳酸菌属于原核细胞,信号肽在核糖体上合成后,到细胞质基质中加工,再将其运输到细胞膜上,进而转移到细胞壁。
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1.(2023湖北武汉期末)生物技术与工程实践中常利用特殊的化学试剂或一定的物理刺激进行“激活”操作。下列叙述错误的是( )
A.将果酒用于果醋发酵时,提高温度是“激活”醋酸菌的重要条件之一
B.制备单克隆抗体时,应先利用抗原“激活”小鼠产生相应的B淋巴细胞
C.克隆高产奶牛时,获得的重构胚需要在胚胎移植后用Ca2+载体等试剂“激活”
D.在PCR反应过程中,耐高温的DNA聚合酶需要Mg2+“激活”
2.(2022陕西安康期中)酿酒酵母产酒精能力强,但没有合成淀粉酶的能力;糖化酵母能合成淀粉酶,但酒精发酵能力弱。科研人员通过两种途径改良酵母菌种,实现以淀粉为底物高效生产酒精的目的。下列叙述正确的是( )
A.途径Ⅰ需用胰蛋白酶处理酵母菌,再利用PEG诱导融合
B.途径Ⅱ需要以淀粉酶基因作为目的基因构建基因表达载体
C.途径Ⅰ和途径Ⅱ最终获得的目的酵母菌染色体数目相同
D.以淀粉转化为还原糖的效率作为最终鉴定目的菌的指标
3.(2023辽宁名校联盟模拟)研究发现,人溶菌酶(hLZ)是天然抗生素替代品。科学家将该蛋白基因导入山羊体内使其能够在山羊乳腺细胞中表达,从而从山羊乳汁中提取人溶菌酶。图1表示被限制酶切割后的该蛋白基因,图2表示培育流程。下列叙述正确的是( )
A.切割该蛋白基因的限制酶有2种,识别的序列分别为-GATCCAT-和-AGCTTCC-
B.①过程是基因工程的核心步骤,需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和质粒
C.②过程常采用显微注射的方法,受体细胞应选择受精卵,一般不选择体细胞
D.③过程应将山羊受精卵培育到原肠胚进行移植,移植后需进行是否妊娠的检查
4.(2022河北保定期中)应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品,提高了经济效益。下图表示培育生物新品种的过程,请据图判断下列叙述中正确的是( )
A.图中③过程中需要用抗原—抗体杂交技术检测人生长激素基因是否转录
B.图中⑤过程需要的培养基中一般含有植物激素和各种营养物质
C.将PrG导入细胞Ⅰ,经检测筛选得到Ⅱ,则Ⅱ的特点是特异性强、灵敏度高
D.图中生产单克隆抗体的过程中涉及的生物技术有动物细胞融合和动物细胞培养
5.(2023湖南邵阳二中期中)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中,然后通过核移植技术培育基因编辑猪,可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程,下列叙述不正确的是( )
A.对1号猪使用促性腺激素处理,可使其超数排卵
B.采集到的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期才能用于核移植
C.产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪
D.为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达,可采用DNA测序的方法
6.(2023辽宁朝阳一中联考)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如图所示。据图回答下列问题。
(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子有 个。
(2)在人胰岛素A、B链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B链。下列有关分析正确的是 (多选)。
A.引入的短肽编码序列不能含终止子序列
B.引入的短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列
D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成 种DNA片段。质粒载体作为基因工程的工具,具备的基本条件有 (答出两点即可)。
(4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是 。
(5)Ⅰ型糖尿病也可以通过核移植技术进行治疗。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 法,还有人采用梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法,这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞膜的情况下,去除细胞核或使卵母细胞核 ,从而达到去核的目的。
答案与分层梯度式解析
1.C 2.B 3.C 4.B 5.D
1.C 制作果酒的适宜温度为18~30 ℃,果醋发酵的适宜温度为30~35 ℃,所以将果酒用于果醋发酵时,提高温度是“激活”醋酸菌的重要条件之一,A正确。单克隆抗体的制备过程中,需要用抗原激活小鼠产生相应的B淋巴细胞,再将该细胞与骨髓瘤细胞融合,B正确。获得的重构胚需要在胚胎移植前用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体)“激活”,C错误。在PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+,以“激活”耐高温的DNA聚合酶,D正确。
2.B 分析题图:途径Ⅰ是通过细胞融合技术获得目的酵母菌,原理是细胞膜具有一定的流动性;途径Ⅱ是利用基因工程获得目的酵母菌,原理是基因重组。酵母菌细胞壁的主要成分是葡聚糖和甘露聚糖,根据酶的专一性可知,不能用胰蛋白酶处理酵母菌去掉细胞壁,A错误。途径Ⅱ是将糖化酵母的淀粉酶基因提取出来,作为目的基因构建基因表达载体,并导入酿酒酵母细胞中,从而获得目的酵母菌,B正确。途径Ⅰ获得的目的酵母菌融合了酿酒酵母和糖化酵母的遗传物质,是异源多倍体,其染色体数目是两种酵母细胞中染色体数目之和;途径Ⅱ获得的目的酵母菌染色体数目与酿酒酵母的染色体数目相同,故两个途径获得的目的酵母菌染色体数目不同,C错误。鉴定目的菌的指标是目的酵母菌合成淀粉酶的能力和酒精发酵的能力,D错误。
3.C 图2中①为构建重组质粒(基因表达载体),②为将重组质粒导入受体细胞,③为早期胚胎培养和胚胎移植。根据目的基因切割后产生的黏性末端不同,可确定切割该蛋白基因的限制酶有2种,一种酶识别的序列为-GGATCC-,在G和G之间进行切割,另一种酶识别的序列为-AAGCTT-,在A和A之间切割,A错误;①过程是基因工程的核心步骤,需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶,质粒为载体,不属于工具酶,B错误;③过程应将山羊受精卵培育到桑葚胚或囊胚再进行移植,且移植后还需对受体是否妊娠进行检查,不能移植原肠胚,D错误。
4.B 根据题意和图示分析可知:图中①表示基因表达载体的构建,②表示利用显微注射将目的基因导入动物细胞的受精卵中,③表示早期胚胎培养和胚胎移植,④表示将目的基因导入植物细胞,⑤表示植物组织培养。图中③过程中需要用PCR技术检测人生长激素基因是否转录,用抗原—抗体杂交技术检测人生长激素基因是否翻译,A错误;⑤表示采用植物组织培养技术将转基因植物细胞培育成转基因植株,该过程需要的培养基中一般含有植物激素和各种营养物质,B正确;将PrG导入细胞Ⅰ,形成的重组细胞经检测筛选得到Ⅱ,Ⅱ体外培养能产生单克隆抗体,则Ⅱ是既能迅速大量增殖,又能产生特定抗体的杂交瘤细胞,而特异性强、灵敏度高是单克隆抗体的特点,C错误;题图中生产单克隆抗体的过程中涉及的生物技术有动物细胞培养、基因工程技术,未涉及动物细胞融合,D错误。
5.D 据图分析,图示基因编辑猪培育过程涉及的技术手段有转基因技术、核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。基因编辑猪培育流程如下所示:
染色体位于细胞核,则产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪,C正确;为检测病毒外壳蛋白基因是否正常表达,可采用的方法是抗原—抗体杂交,D错误。
6.答案 (1)6 (2)ABCD (3)3 可以自我复制,带有特殊的标记基因,具有一个至多个限制酶切割位点等 (4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 (5)显微操作 DNA变性
解析 乳酸菌是原核细菌,要表达人体的人胰岛素抗原,必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造,再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列,进而构成重组表达载体。(1)从图示可知,改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换,则其转录形成的mRNA中,也会有相应的7个核苷酸发生改变,一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成,由图可知,该段序列所对应的mRNA片段内存在碱基替换的密码子有6个。(2)要确保等比例表达A、B链,则需启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两侧,在其中间加入一段短肽编码序列后,序列中间不能出现终止子,所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子,同时不能改变A、B链的氨基酸序列和原人胰岛素抗原性,A、B、C、D正确。(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶切割位点分别有2个和1个,重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后,会形成3个缺口,得到3种不同的DNA片段。(4)乳酸菌属于原核细胞,信号肽在核糖体上合成后,到细胞质基质中加工,再将其运输到细胞膜上,进而转移到细胞壁。
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