陕西省宝鸡市金台区2020-2021学年高二下学期生物期中考试试卷
一、单选题
1.(2021高二下·金台期中)20世纪70年代,科学家创立了一种新的生物技术--基因工程,实施该工程的最终目的是( )
A. 定向提取生物体的DNA分子 B.定向对DNA分子进行人工剪切
C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向改造生物的遗传性状
2.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程的相关叙述,错误的是( )
A.基因工程的原理是基因重组
B.限制酶只在获得目的基因时才用
C.质粒和噬菌体等都可以作为基因工程的运载体
D.转基因动物培养过程中往往以受精卵为受体细胞
3.下列提到的物质不是基因工程常用的工具的是( )
①限制性核酸内切酶 ②DNA聚合酶 ③DNA连接酶 ④运载体 ⑤解旋酶
A.②④⑤ B.①③④ C.①②③ D.②⑤
4.(2021高二下·金台期中)关于基因工程下列说法正确的有( )
①一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子 ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工 ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 ④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤限制酶的识别序列越长,酶切点出现的概率越大⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上 ⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
5.(2021高二下·金台期中)下图表示一项重要生物技术的关键步骤,X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法错误的是( )
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.重组质粒具有人的胰岛素基因、复制原点、起始密码、终止密码和标记基因
C.利用PCR扩增人胰岛素基因需使用耐高温的DNA聚合酶
D.该过程的核心是构建基因表达载体
6.据图所示,有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
A.限制性内切酶可以切断a处 B.DNA聚合酶可以连接a处
C.解旋酶可以使b处解开 D.DNA连接酶可以连接c处
7.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程的叙述中,正确的是( )
A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B.DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别,无专一性催化特点
C.受体细菌若能表达质粒载体上的抗性基因,即表明重组质粒成功导入
D.基因工程的操作步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合和导入目的基因
8.(2021高二下·金台期中)下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
①通常用一种限制性酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理载体DNA
②目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变
③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外
④常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
⑥细菌质粒是基因工程常用的载体
A.①②③④⑤⑥ B.①③⑤
C.①②④⑤⑦ D.③⑥
9.(2021高二下·金台期中)下列关于DNA重组技术基本工具的叙述,正确的是( )
A.质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状的细胞器
B.限制酶将一个线形DNA分子切成两个片段需破坏两个磷酸二酯键
C.DNA连接酶能将目的基因与质粒黏性末端的碱基随机黏合
D.质粒上的目的基因必须整合到受体细胞的DNA上才能不被分解
10.(2021高二下·金台期中)在下列基因操作的四个基本步骤中,不需要进行碱基互补配对的步骤是( )
A.人工合成目的基因 B.将目的基因导入受体细胞
C.目的基因与运载体结合 D.目的基因的检测与鉴定
11.(2021高二下·金台期中)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.过程②需使用逆转录酶
B.过程②利用PCR扩增CarE基因需使用解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
C.过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞
D.过程④可利用DNA分子杂交法鉴定目的基因是否已导入受体细胞
12.(2021高二下·金台期中)拟利用番茄表达人类凝血因子Ⅸ,操作步骤排序正确的是( )
①制备工程农杆菌 ②构建基因表达载体
③获取人类凝血因子Ⅸ基因 ④番茄植株中凝血因子Ⅸ基因的检测
⑤用农杆菌转化番茄植株并筛选 ⑥提取凝血因子Ⅸ并检测活性
A.③①②⑤⑥④ B.⑥③①②⑤④
C.④③②①⑤⑥ D.③②①⑤④⑥
13.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程应用的叙述中,错误的是 ( )
A.科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高作物的抗盐碱和抗干旱能力
B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中,使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量降低
C.可用转基因技术制成乳腺生物反应器,使哺乳动物的产奶量增加
D.可利用工程菌大规模生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等药物
14.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒
D.利用基因工程生产乙肝疫苗时,目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中
15.(2021高二下·金台期中)α1-抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病,患者成年后会出现肺气肿及其他疾病,严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述中错误的是( )
A.载体上绿色荧光蛋白基因(GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B.将目的基因导入羊受精卵中,可以使用显微注射法
C.培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因,故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1-抗胰蛋白酶
D.转基因母羊乳腺细胞中α1-抗胰蛋白酶基因才会得以表达,因此可以从乳汁中提取α1-抗胰蛋白酶
16.(2021高二下·金台期中)作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素依次是下列哪项生物技术的应用( )
①基因工程 ②细胞工程 ③蛋白质工程
A.①②②③ B.①②②③ C.②①②③ D..②②①③
17.(2021高二下·金台期中)下列选项中,需要釆用植物组织培养技术的是( )
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体植株 ②获取大量的脱毒苗③利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株 ④单倍体育种 ⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A.①②③ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③④⑤
18.(2021高二下·金台期中)下列有关蛋白质工程的说法正确的是 ( )
A.蛋白质工程无需构建基因表达载体
B.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
C.蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的
19.(2017高二下·吉林期中)在培育紫罗兰脱毒种苗的过程中,不涉及( )
A.基因的选择性表达 B.形成愈伤组织
C.脱分化 D.减数分裂和受精作用
20.(2021高二下·金台期中)下列有关植物体细胞杂交和植物组织培养的比较,不正确的是( )
A.两者原理都涉及细胞的全能性
B.两者过程都涉及严格无菌培养
C.两者都涉及细胞壁的去除与重建
D.两者都可用于培育优良作物品种
21.(2021高二下·金台期中)下列有关细胞工程的叙述中,正确的是( )
A.由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,没有发生细胞分化和基因重组
B.将胰岛素基因导入大肠杆菌可表达获得具有生物活性的胰岛素
C.由花粉培育产生的愈伤组织分化成的单倍体植株均能稳定遗传
D.将两种植物细胞直接用PEG处理后,可获得具有双亲遗传特性的杂种细胞
22.(2021高二下·金台期中)如图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基
C.过程③表示脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.植物组织培养过程需要适宜的光照
23.(2021高二下·金台期中)植物细胞工程广泛应用于社会生产,下列说法正确的是( )
A.人工种子常使用人工种皮包被愈伤组织、人工胚乳等制作而成
B.对马铃薯愈伤组织进行人工诱变,可获得分泌乳腺蛋白的新品种
C.依据基因突变的原理,选取植物的茎尖植物组织培养获得脱毒苗
D.植物细胞融合中常用的融合手段有离心、振动、电激和PEG法
24.(2019高二下·静海月考)现有甲、乙两种二倍体纯种植物,甲植物的光合产量高于乙植物,但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是( )
A.利用植物体细胞杂交技术,可以获得符合要求的四倍体杂种植株
B.将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中,可培育出所需植株
C.两种植物杂交后,得到的F1再利用单倍体育种,可较快获得所需植株
D.诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗,再用秋水仙素处理可培育出所需植株
25.(2021高二下·金台期中)以某植物的绿色叶片和白色花瓣为材料进行植物组织培养,下列相关叙述正确的是( )
A.外植体脱分化过程需要生长调节剂和光照
B.绿色叶片和白色花瓣作为外植体,进行组织培养均能获得试管苗
C.若选用花粉进行组织培养,能获得与原植株基因型相同的个体
D.组织培养所选用的外植体细胞必须有完整的细胞核和叶绿体
26.(2021高二下·咸阳月考)下列所应用的技术与原理不相符的是( )
A.培养愈伤组织获得紫衫醇——植物细胞的全能性
B.将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞——细胞膜的流动性
C.向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株——基因重组
D.用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁——酶的专一性
27.(2021高二下·金台期中)下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断不正确的是( )
①②③→④
A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现不同植物的遗传特性
B.②→③的再分化过程中,细胞内的基因选择性表达
C.若①是人参细胞,对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量
D.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育会发生性状分离
28.(2021高二下·金台期中)下图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构(仅显示细胞核),下列有关叙述错误的是( )
A.乙植物能产生4种不同类型的花粉
B.用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
C.将甲、乙两种植物杂交得到的植物为二倍体,可育
D.经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体,基因型为DdYyRr
29.(2021高二下·金台期中)下列关于植物组织培养的叙述错误的是( )
A.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B.培养基中的激素比例影响愈伤组织的生长和分化
C.离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织遗传物质相同
30.(2021高二下·金台期中)下列关于植物细胞工程的叙述,错误的是( )
A.诱导植物原生质体融合后的细胞需经筛选才能获得杂种细胞
B.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性
C.诱导离体胡萝卜韧皮部细胞形成幼苗的过程中出现基因重组
D.通过体细胞杂交技术培育杂种植株的过程发生了可遗传变异
二、综合题
31.(2021高二下·金台期中)根据现代生物科技专题的有关知识,回答下列问题:
(1)植物组织培养技术是指在 和人工控制的条件下,将离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到 ,再分化得到胚状体等,进而得到新植株。若要利用植物组织培养技术培育无病毒植株,应选用植物的 处的组织进行培养,其依据是 。
(2)利用植物组织培养技术可以制造出人工种子。人工种子是指以植物组织培养得到的 为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。与天然种子相比,人工种子具有的优点有 。
(3)利用PCR方法进行基因扩增时需要先根据 合成引物,该技术的原理是 。
(4)基因工程中载体应具备的条件有: 。(答出两点即可)
32.(2021高二下·金台期中)如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的流程示意图,请回到下列问题:
(1)合成人胰岛素的RNA应从人类的 细胞中获取;较之于从基因组文库中获取的目的基因,图示方法获取的目的基因所含碱基数量 (填“更多”“更少”或“一样多”)。
(2)将质粒A和目的基因结合为重组质粒的过程中,需要使用的酶有 ,这两个不同的DNA分子能进行重组的原因是
(3)将重组质粒导入细菌B之前,常需要使用 处理细菌B,使导入更易成功。
(4)在筛选目的细菌的过程中,我们应该选择__________(填序号)。
A.在含氨苄青霉素和四环素的培养基中都能存活的细菌
B.在含氨苄青霉素的培养基中能存活,含四环素的培养基中不能存活的细菌
C.在四环素的培养基中能存活,含氨苄青霉素的培养基中不能存活的细菌
D.在含氨苄青霉素和四环素的培养基中都不能存活的细菌
(5)选择细菌作为受体细胞的原因可能是 ,在细菌培养液中分离得到的目的基因的表达产物 (填“能”或“不能”)直接使用。
33.(2021高二下·金台期中)某实验室通过基因工程成功培育出抗虫植物,其培育过程大致如图所示,请据图分析回答下列问题:
(1)抗虫植物的培育过程中,目前获取抗虫基因的常用方法有 和 两种。
(2)目的基因获取之后,需要构建 ,其作用是 ,其中启动子是 识别和结合的部位,有了它才能驱动目的基因转录。
(3)图示将获取的目的基因导入植物细胞的方法为 法,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。如果操作中将该基因导入线粒体DNA中,将来产生的配子中 (填“一定”或“不一定” )含有抗虫基因。
(4)除图示方法外,将目的基因导入植物细胞的方法还有 、 。
(5)从分子水平上检测抗虫基因是否在受体细胞中翻译成蛋白质的方法是 ,从个体水平上检测植株是否有抗虫特性的方法是 。
34.(2021高二下·金台期中)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄-马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示,请据图回答下列问题:
(1)图中原生质体是指 ,细胞融合完成的标志是 。
(2)植物体细胞杂交技术依据的生物学原理有 ,这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂 诱导融合,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合的细胞表面 时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)过程④中的培养基常添加的植物激素有 ,此过程需要光照的原因是 。
(5)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物质的传递 (填“遵循”或“不遵循”)孟德尔的遗传规律。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】基因工程的应用;基因工程的概述
【解析】【解答】由分析可知:基因工程的最终目的是定向地改造生物的遗传性状,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。综上所述,D正确,A、B、C错误。
故答案为:D。
【分析】基因工程是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。
2.【答案】B
【知识点】基因工程的原理;基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】A、基因工程又叫转基因技术、体外DNA重组技术,其生物学原理是基因重组,A正确;
B、限制酶在切割质粒时也需要,B错误;
C、质粒、动植物病毒、噬菌体等都可以作为基因工程的运载体,C正确;
D、利用基因工程的方法可生产胰岛素等药物和培育转基因奶牛、超级绵羊,D正确。
故答案为:B。
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。(1)原理:基因重组;(2)工具:限制酶、DNA连接酶和运载体;(3)操作步骤:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。(4)应用:提高生物的品质,用工程菌制备疫苗等。
3.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】基因工程常用的基本工具包括:①限制性核酸内切酶(限制酶)、③DNA连接酶、④运载体;而②DNA聚合酶和⑤解旋酶均在DNA复制过程中发挥作用。综上所述,A、B、C三项均错误,D项正确。
【分析】本题考查基因工程的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络结构的能力。
4.【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具简介;基因工程的概述
【解析】【解答】①一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,①错误; ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工, ②正确; ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,
载体不是酶,③错误;④目的基因进入受体细胞后不一定能成功表达,因此最后还需要进行目的基因的检测和鉴定,④错误;⑤在同一DNA分子中,限制酶的识别序列越长,酶切点出现的概率越小,⑤错误;⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上,⑥正确;⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中,⑦正确。②⑥⑦正确,正确选项有3个,B正确。
故答案为:B。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
5.【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的,含有胰岛素基因,因此能合成胰岛素,A正确;
B、起始密码和终止密码位于mRNA上,载体质粒必需有复制原点、启动子、终止子和标记基因,B错误;
C、利用PCR技术对目的基因进行扩增,该过程中有较高的温度,故需要使用耐高温的DNA聚合酶,C正确;
D、基因工程的核心是构建基因表达载体(构建重组质粒),D正确。
故答案为:B。
【分析】根据题意和图示分析可知:图示表示基因工程中的部分操作步骤,其中人胰岛素基因属于目的基因,质粒为运载体,两者结合为重组质粒的过程,属于基因工程中基因表达载体的构建过程;再将目的基因导入受体细胞,使目的基因随着受体细胞的繁殖而扩增,进而获得目的基因产物。
6.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】限制性内切酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键(a处),其中限制性内切酶可以切断a处,DNA连接酶可以连接a处,故A正确;DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上,形成磷酸二酯键(a处),故B正确;解旋酶作用于氢键(b处),故C正确;DNA连接酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键(a处),c处不是两个核苷酸之间的磷酸二酯键,故D错误。
【分析】本题考查基因工程的有关知识,意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
7.【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具简介;基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、DNA连接酶的作用对象是DNA片段,能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接,进而构建磷酸二酯键,A正确;
B、具有相同的黏性末端的DNA才能用DNA连接酶连接,说明DNA连接酶具有专一性,B错误;
C、受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因,即表明重组质粒或普通质粒成功导入,C错误;
D、基因工程的操作步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合、导入目的基因和目的基因的检测与鉴定,D错误。
故答案为:A。
【分析】1.基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
8.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】①通常同种限制性酶处理含目的基因的DNA和载体DNA,①错误;②目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因重组,②错误;③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外,③正确;④常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,④错误;⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因,⑤错误;⑥细菌质粒是基因工程常用的载体,⑥正确。③⑥正确,D正确。
故答案为:D。
【分析】DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,作为运载体的必备条件之一是要有标记基因。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因可以是抗生素抗性基因或荧光标记基因。
9.【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具简介;基因工程的概述
【解析】【解答】A、质粒是一种双链环状DNA分子,不是细胞器,A错误;
B、由于DNA分子由两条链组成,因此限制酶将一个线形DNA分子切成两个片段需破坏两个磷酸二酯键,B正确;
C、DNA连接酶能将目的基因与质粒黏性末端的磷酸二酯键连接起来,C错误;
D、用质粒作为运载体时,质粒上的目的基因不需要整合到受体细胞的DNA上,用病毒或噬菌体作为运载体时,目的基因需整合到受体细胞DNA上,D错误。
故答案为:B。
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
10.【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】人工合成目的基因的方法是逆转录法,需要进行碱基互补配对,A正确;将目的基因导入受体细胞时,不进行碱基互补配对,B错误;目的基因与运载体结合时,进行碱基互补配对,C正确;检测目的基因时需要用到基因探针,进行碱基互补配对;基因表达包括转录和翻译过程,都要进行碱基互补培养,D正确。
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与鉴定.其中人工合成目的基因、基因表达载体的构建、目的基因的检测都进行碱基互补配对原则。
11.【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、过程①表示反转录,需要反转录酶的催化,A错误;
B、过程②表示目的基因的获取,在利用PCR技术对获取的目的基因进行扩增的过程中,不需要使用解旋酶,解旋是通过高温解链实现的,B错误;
C、过程③表示将目的基因导入受体细胞,若受体细胞为大肠杆菌细胞,则需要用CaCl2溶液处理,使之成为感受态细胞,C错误;
D、过程④可利用DNA分子杂交技术,鉴定目的基因是否已导入受体细胞,D正确。
故答案为:D。
【分析】图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA;过程②表示目的基因的获取;过程③表示将目的基因导入受体细胞;过程④表示通过筛选获得工程菌。
12.【答案】D
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】利用番茄表达人凝血因子属于基因工程的技术范畴。基因工程的基本步骤:获取目的基因,构架表达载体,受体细胞的转化,目的基因的表达及检测。对植物细胞进行转化通常用农杆菌转化法。综合可知正确的排序应为:③②①⑤④⑥,D正确。
故答案为:D。
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术; ②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
13.【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关,目前科学家们正在利用一些调节细胞渗透压的基因,来提高作物的抗盐碱和抗干旱能力,故A正确;将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶,可分解乳糖,使乳糖含量降低,故B正确;可用转基因技术制成乳腺生物反应器,通过哺乳动物的乳汁来生产所需要的药品,故C错误;可利用转基因的工程菌大规模生产药物,如细胞因子、抗体、疫苗、激素等,故D正确。
由于本题需选择错误的,故答案为C。
【分析】基因工程的应用:(1)植物基因工程硕果累累:①抗虫转基因植物②抗病转基因植物③抗逆转基因植物④改良植物品质;(2)动物基因工程前景广阔:①用于提高动物生长速度②用于改善畜产品的品质③用转基因动物生产药物④用转基因动物作器官移植的供体;(3)基因工程药物—工程菌;(4)基因治疗
14.【答案】B
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的,A错误;
B、基因诊断又称DNA诊断或分子诊断,通过分子生物学和分子遗传学的技术,直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常,从而对疾病做出判断,利用的原理就是DNA分子杂交,B正确;
C、基因探针是用放射性同位素(或荧光分子)标记的含有目的基因DNA片段,一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒,C错误;
D、基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝病毒表面抗原基因的重组质粒,然后转染(就是让质粒进入宿主细胞)相应的宿主细胞,如酵母、CHO细胞( 中国仓鼠卵巢细胞,一种可以无限繁殖的细胞),生产乙肝表面抗原蛋白,D错误.
故答案为:B.
【分析】基因治疗是将目的基因通过载体导入患者受体细胞形成重组受体细胞,体外培养后再输回患者体内,或将目的基因通过载体直接送入患者体内.前者为体外途径,后者为体内途径.进行基因检测有两个必要条件,一是必需的特异的DNA探针;二是必需的基因组DNA.当两者都变性呈单链状态时,就能进行分子杂交.
15.【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、GEP基因为标记基因,作用是筛选出含有目的基因的受体细胞,A正确;
B、通常用显微注射法将目的基因导入羊受精卵中,从而可以获得转基因,B正确;
C、目的基因在受体细胞中不是成对的,只有一个,所以有性生殖产生的后代可能没有目的基因,则也就不能产生α1-抗胰蛋白酶,C错误;
D、目的基因可能连接上了乳腺细胞的相关启动子,使得α1-抗胰蛋白酶基因在转基因母羊乳腺细胞中才会得以表达,因此可以从乳汁中提取α1-抗胰蛋白酶,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
16.【答案】B
【知识点】基因工程的应用;蛋白质工程
【解析】【解答】作物脱毒(选根尖、茎尖)属于细胞工程的应用;改善畜产品的品质、抗除草剂作物属于基因工程的应用;可保存的干扰素经过蛋白质工程的改造,属于蛋白质工程;检测有毒物质属于细胞工程的应用。综上所述,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2、细胞工程包括植物细胞工程和动物细胞工程植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交等技术,动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备等。
3、蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
17.【答案】C
【知识点】细胞工程的概述;植物组织培养的过程
【解析】【解答】①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体植株,不需要采用植物组织培养技术,①错误;
②获取大量的脱毒苗,是将茎尖或芽尖采用植物组织培养技术培育为幼苗,②正确;
③利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株,需要将杂种细胞经过组织培养技术培养成个体,③正确;
④单倍体育种需要采用植物组织培养技术对花药进行离体培养,④正确;
⑤无子西瓜的快速大量繁殖,需要采用植物组织培养技术, ⑤正确。所以②③④⑤正确。即C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】植物组织培养是一种无性繁殖的技术,将离体的单个植物细胞培养成完整的植株的过程,体现植物细胞的全能性。单倍体育种和植物体细胞杂交过程中均运用了植物组织培养技术,而用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株属于多倍体育种,处理对象为独立的个体,无需进行组织培养。
18.【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A.据分析可知,蛋白质工程需对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,A错误;
B. 蛋白质工程通过基因的修饰或基因的合成,对现有的基因进行改造或制造一种新的蛋白质,改造后的蛋白质有的不再是天然的蛋白质,B错误;
C. 蛋白质工程需对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,C正确;
D. 蛋白质工程是通过基因的修饰或基因的合成,对现有的基因进行改造或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。D错误;
答案选C.
【分析】蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息,在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统,这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物,甚至可以是细胞系统。
19.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】在培育紫罗兰脱毒种苗的过程中,发生细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,A不符合题意;在培育紫罗兰脱毒种苗的过程中,需要脱分化形成愈伤组织,B、C不符合题意;培育紫罗兰脱毒种苗采用了植物组织培养技术,该过程不会发生减数分裂和受精作用,D符合题意。
故答案为:D
【分析】理清植物细胞工程的应用
(1)微型繁殖:优点是能够保持亲本的优良性状。
(2)作物脱毒:利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
(3)培育人工种子:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(4)作物新品种的培育
(5)细胞产物的工厂化生产:即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
20.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、两者都依据植物细胞的全能性为理论基础,A正确;
B、植物体细胞杂交和组织培养都需要无菌培养,B正确;
C、植物组织培养不需要去除细胞壁,C错误;
D、植物细胞杂交可以将植物的优良性状融合,植物组织培养可以用于育种保留植物的优良性状,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养过程:外植体(离体的植物组织、细胞或器官)→愈伤组织→胚状体→新植体2、植物细体细胞杂交:
21.【答案】A
【知识点】动物细胞工程的常用技术与应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、在进行组织培养时,由根尖细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,细胞通过脱分化并进行有丝分裂方式增殖,可能会发生染色体变异或基因突变,而不可能发生细胞分化和基因重组,A正确;
B、大肠杆菌没有内质网和高尔基体,无法对核糖体上合成的多肽链进行加工,因此将胰岛素基因导入大肠杆菌不可表达获得具有生物活性的胰岛素,B错误;
C、由花粉培育产生的愈伤组织分化成的单倍体植株,还要通过秋水仙素处理,使染色体加倍,才能得到稳定遗传的植株,C错误;
D、用PEG处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,不一定获得具有双亲遗传特性的杂种细胞,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、组织培养指的是在无菌的情况下,将植物体内的某一部分器官或组织,如茎尖、芽尖、形成层、根尖、胚芽和茎的髓组织等从植物体上分离下来,放在适宜培养基上培养,经过一段时间的生长、分化最后长成一个完整的植株。2、转基因技术指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有优良遗传性状的物质。
22.【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、对过程①获取的根组织块应做消毒处理,而不能进行灭菌处理,A错误;
B、过程②为脱分化,应根据要求使用适宜的培养基,在避光的环境中进行,B正确;
C、过程③表示再分化,其实质是基因的选择性表达,C错误;
D、植物组织培养过程的再分化过程中需要适宜的光照,D错误。
故答案为:B。
【分析】分析题图:图示为烟草植物组织培养过程的流程图,其中①表示获得外植体的过程,②为脱分化过程,③为再分化过程,④是获取愈伤组织细胞,⑤为个体发育过程。
23.【答案】D
【知识点】人工种子的制备
【解析】【解答】A、植物组织培养获得的胚状体外包裹上人工胚乳、种皮制成人工种子,A错误;
B、基因突变是使一个基因成为其等位基因,马铃薯愈伤组织不含有分泌乳腺蛋白的基因,所以不能通过基因突变获得该品种,B错误;
C、利用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是依据细胞的全能性,C错误;
D、植物细胞融合中常用的融合手段有离心、振动、电激和PEG法,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、作物脱毒材料:分生区(如茎尖)细胞;植物脱毒方法:进行组织培养;结果:形成脱毒苗。2、突变体的利用
(1)原因:在植物组织培养的过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。
(2)利用:筛选出对人们有利的突变体培育成新品种。3、若想利用此技术得到细胞产物,只需培养到愈伤组织即可.若想制造人工种子,需要培养到胚状体.(在胚状体外包一层人工种皮即可)。
24.【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、甲、乙两种植株均为二倍体纯种,利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种目的植株,A正确;
B、基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传特性,因此将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵中,可培育出目的植株,B正确;
C、甲乙两植株之间存在生殖隔离,因此两者不能杂交,即使能杂交也不能产生可育后代,C错误;
D、诱导两种植株的花粉融合并培育成二倍体幼苗,用秋水仙素处理可形成可育四倍体后代,D正确。
【分析】本题考查育种方式以及原理的相关知识,理清四种育种方法的区别:
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组 基因突变 染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种) 染色体变异(染色体组成倍增加)
25.【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、外植体脱分化培养成愈伤组织的过程,需要植物生长调节剂的处理,但不需要光照,A错误;
B、绿色叶片和白色花瓣的细胞中含有本物种全套的遗传物质,因此,以绿色叶片和白色花瓣作为外植体,进行组织培养均能获得试管苗,B正确;
C、选用花粉粒进行组织培养,获得是单倍体植株,不能获得与原植株基因型相同的植物体,C错误;
D、若用某一细胞进行组织培养,该细胞必须有完整的细胞核,但不需要叶绿体,D错误。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养技术:
过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
原理:植物细胞的全能性。
条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
26.【答案】A
【知识点】细胞膜的结构特点;基因工程的应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、培养愈伤组织获得紫衫醇利用的原理是细胞增殖,A错误;
B、将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞,利用了细胞膜的流动性,B正确;
C、向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株利用了转基因技术,原理是基因重组,C正确;
D、酶具有专一性,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此可以用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁,D正确。
故答案为:A。
【分析】阅读题干可知本题涉及的知识点是植物组织培养、转基因技术、植物体细胞杂交技术等,明确知识点,梳理相关知识,根据选项描述,结合基础知识做出合理的判断。
27.【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则其含有两个亲本的遗传物质,所以④可能出现不同植物的遗传特性,A正确;
B、图中②→③是再分化形成的胚状体的过程,该过程中会发生基因的选择性表达,B正确;
C、若①是人参细胞,则将其脱分化形成②愈伤组织,再进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量,C正确;
D、若①是具有杂种优势的农作物细胞,则其进行有性生殖会发生性状分离,而用③进行繁育属于无性繁殖,不会发生性状分离,D错误。
故答案为:D。
【分析】据图分析,图示表示植物组织培养过程,其中①是外植体(离体的组织、细胞或器官),②是脱分化形成的愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),③是再分化形成的胚状体,④是新植物。
28.【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、乙植物中含有两对等位基因,且位于不同对的同源染色体上,它们的遗传遵循基因自由组合定律,因此该植物能产生4种不同类型的花粉,即YR、Yr、yR、yr,A正确;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,用纤维素酶和果胶酶可以去掉植物细胞的细胞壁,B正确;
C、将甲、乙两种植物杂交得到的植物为异源二倍体,基因型可能有2×4=8种,不可育,C错误;
D、甲和乙植物均为二倍体,经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体,基因型是DdYyRr,D正确。
故答案为:C。
【分析】分析题图:甲物种的基因型可为Dd,属于二倍体生物;乙物种的基因型可表示为YyRr,属于二倍体生物。两者杂交得到的植物为二倍体,但不可育;两者体细胞杂交获得的是异源四倍体,可育。据此答题
29.【答案】D
【知识点】组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、培养基中加蔗糖的目的是提供营养,同时调节渗透压,A正确;
B、决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,所以培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化,B正确;
C、离体植物组织的细胞需要脱分化才能形成愈伤组织,C正确;
D、同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成不一定相同,如花粉细胞和体细胞培养形成的愈伤组织基因组成不同,D错误。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养技术过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体进而形成植株(新植体),决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要;同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成不一定相同,如花粉细胞和体细胞培养形成的愈伤组织基因组成不同。
30.【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、诱导植物原生质体融合后的细胞有多种,需经筛选才能获得杂种细胞,A正确;
B、用花粉离体培养获得的抗病植株,是一个高度分化的细胞发育成了植株,体现了细胞的全能性,B正确;
C、诱导离体胡萝卜韧皮部细胞形成幼苗的过程是有丝分裂,基因重组发生在减数分裂过程中,C错误;
D、通过体细胞杂交技术培育杂种植株的过程染色体数目变成了原来两种植物的染色体之和,发生了染色体数目变异,属于可遗传变异,D正确。
故答案为:C。
【分析】利用植物组织培养技术可以使植物细胞发育成完整植株,该技术的原理是植物细胞的全能性;融合后的细胞中染色体数目是融合前细胞染色体数目之和。
31.【答案】(1)无菌;愈伤组织;根尖或茎尖(分生组织);根尖或茎尖(分生组织)携带的病毒极少甚至无毒
(2)胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等;生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输
(3)目的基因的一段核苷酸序列;DNA双链复制
(4)能自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;具有标记基因;能在受体细胞中稳定存在;不影响宿主细胞的生命活动
【知识点】植物组织培养的过程;人工种子的制备;基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】(1)植物组织培养技术:在无菌和人工控制的条件下,让离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织,再分化得到胚状体、丛芽等,进而得到新植株。该过程的原理是植物细胞的全能性。由于根尖或茎尖(分生组织)携带的病毒极少甚至无毒,所以常选用根尖或茎尖(分生组织)进行植物组织培养以获得无病毒植株。
(2)人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子的形成属于无性繁殖,与天然种子相比,人工种子具有生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输的优点。
(3)体外扩增目的基因时,因为合成DNA过程中脱氧核苷酸需要在单链的3,端开始延伸,因此,利用PCR方法进行基因扩增时需要先根据目的基因的一段核苷酸序列合成引物,该技术利用了DNA双链复制的原理。
(4)基因工程中载体应具备的条件有:能自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;具有标记基因;能在受体细胞中稳定存在;不影响宿主细胞的生命活动这是基因工程中载体应具备的条件。
【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性,从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞、原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养,以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
32.【答案】(1)胰岛B;更少
(2)限制酶和DNA连接酶;不同DNA分子具有相似的化学组成和空间结构
(3)Ca2+
(4)B
(5)细胞代谢和繁殖速度快,能快速获得大量产物;自身基因组较小,较易获得成功;不能
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)由于细胞分化,胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此合成人胰岛素的RNA应从人类的胰岛B细胞中获取;这种通过胰岛素的RNA获取目的基因的方法为逆转录法,得到的目的基因中不含非编码区和内含子,因此该方法获取的目的基因与从基因组文库中获取的目的基因相比,所含的碱基数量更少。
(2)将质粒A和目的基因结合为重组质粒的过程中,即构建基因表达载体的过程中需要使用限制酶和DNA连接酶;这两个不同的DNA分子具有相似的化学组成和空间结构,因此能进行重组。
(3)将目的基因导入微生物常用Ca2+转化法,用一定浓度的Ca2+溶液处理细菌B,使之处于感受态,以便于基因表达载体的导入。
(4)根据分析可知,由于基因表达载体中抗四环素基因被破坏,所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌,而抗氨苄青霉素基因未被破坏,所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入普通质粒A的细菌和重组质粒。综上所述,B正确,A、C、D错误。
(5)由于细菌细胞代谢和繁殖速度快,能快速获得大量产物;且自身基因组较小,较易获得成功,因此常选择细菌作为基因工程的受体细胞;由于细菌属于原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体等,因此细菌细胞内合成的胰岛素几乎没有活性,因此在细菌培养液中分离得到的胰岛素不能直接使用。
【分析】1、基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入到受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。基因组文库包含某种生物所有的基因;部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:cDNA文库。2、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。3、基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。4、分析题图:图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的过程。质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因,构建基因表达载体后,破环了质粒A的四环素抗性基因,但氨苄青霉素抗性基因正常,所以导入重组质粒或普通质粒的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,但导入重组质粒的大肠杆菌不能抗四环素。
33.【答案】(1)从基因文库中获取;利用PCR技术扩增
(2)基因表达载体;使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传、表达并发挥作用;RNA聚合酶
(3)农杆菌转化;染色体DNA;不一定
(4)基因枪法;花粉管通道法
(5)抗原-抗体杂交法;抗虫接种实验
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)常通过从基因文库获取目的基因和PCR扩增来获得抗虫基因。
(2)为了使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传、表达并发挥作用,需要构建基因表达载体;启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,可以驱动目的基因的转录。
(3)图中通过农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞中,Ti质粒中的T-DNA可以将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。由于细胞质是随机分配到子细胞的,故若将该基因导入线粒体DNA中,将来产生的配子中不一定含有抗虫基因。
(4)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法,另外还有基因枪法和花粉管通道法。
(5)要检测目的基因是否翻译出蛋白质,在分子水平上应该用抗原抗体杂交法进行检测,观察是否出现杂交带;也可以在个体水平上进行抗虫接种实验,观察害虫是否能够存活。
【分析】图中通过农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞;植物细胞通过植物组织培养获得转基因植株。
34.【答案】(1)去掉细胞壁的植物细胞;原生质体再生出细胞壁
(2)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;可以克服远缘杂交不亲和的障碍(或可以克服生殖隔离)
(3)PEG(聚乙二醇);3;既有绿色荧光又有红色荧光
(4)生长素和细胞分裂素;叶绿素的形成需要光照
(5)不遵循
【知识点】组织培养基的成分及作用;植物体细胞杂交的过程及应用;细胞融合的方法
【解析】【解答】(1)植物细胞融合时需先用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁获得原生质体,图中的原生质体是去掉细胞壁的植物细胞,杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志。
(2)植物体细胞杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株,体现的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。这项研究对的重大意义在于可以克服远缘杂交不亲和的障碍(或可以克服生殖隔离),从而获得新品种。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或PEG),融合后有5种不同类型的原生质体,由于科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,故二者融合所形成的细胞其细胞膜上含有两种颜色的荧光标记,即,当观察到融合的细胞表面既有绿色荧光又有红色荧光时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)杂种细胞形成愈伤组织的过程属于植物组织培养过程中的脱分化,愈伤组织形成植物体的过程属于再分化,即过程④为再分化阶段,该过程的培养基中常添加的植物激素生长素和细胞分裂素,且通过调整二者的比例达到不同的目的,在该阶段需要光照,因为叶绿素的形成需要光照。
(5)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,因为该过程中没有经过有性配子的生成过程。
【分析】题图分析:图示为番茄一马铃薯杂种植株的培育过程,①表示去壁过程,常用酶解法;②表示融合的原生质体再生出细胞壁的过程;③表示脱分化过程;④表示再分化过程。
1 / 1陕西省宝鸡市金台区2020-2021学年高二下学期生物期中考试试卷
一、单选题
1.(2021高二下·金台期中)20世纪70年代,科学家创立了一种新的生物技术--基因工程,实施该工程的最终目的是( )
A. 定向提取生物体的DNA分子 B.定向对DNA分子进行人工剪切
C.在生物体外对DNA分子进行改造 D.定向改造生物的遗传性状
【答案】D
【知识点】基因工程的应用;基因工程的概述
【解析】【解答】由分析可知:基因工程的最终目的是定向地改造生物的遗传性状,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。综上所述,D正确,A、B、C错误。
故答案为:D。
【分析】基因工程是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。
2.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程的相关叙述,错误的是( )
A.基因工程的原理是基因重组
B.限制酶只在获得目的基因时才用
C.质粒和噬菌体等都可以作为基因工程的运载体
D.转基因动物培养过程中往往以受精卵为受体细胞
【答案】B
【知识点】基因工程的原理;基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】A、基因工程又叫转基因技术、体外DNA重组技术,其生物学原理是基因重组,A正确;
B、限制酶在切割质粒时也需要,B错误;
C、质粒、动植物病毒、噬菌体等都可以作为基因工程的运载体,C正确;
D、利用基因工程的方法可生产胰岛素等药物和培育转基因奶牛、超级绵羊,D正确。
故答案为:B。
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。(1)原理:基因重组;(2)工具:限制酶、DNA连接酶和运载体;(3)操作步骤:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。(4)应用:提高生物的品质,用工程菌制备疫苗等。
3.下列提到的物质不是基因工程常用的工具的是( )
①限制性核酸内切酶 ②DNA聚合酶 ③DNA连接酶 ④运载体 ⑤解旋酶
A.②④⑤ B.①③④ C.①②③ D.②⑤
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】基因工程常用的基本工具包括:①限制性核酸内切酶(限制酶)、③DNA连接酶、④运载体;而②DNA聚合酶和⑤解旋酶均在DNA复制过程中发挥作用。综上所述,A、B、C三项均错误,D项正确。
【分析】本题考查基因工程的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络结构的能力。
4.(2021高二下·金台期中)关于基因工程下列说法正确的有( )
①一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子 ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工 ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 ④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤限制酶的识别序列越长,酶切点出现的概率越大⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上 ⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具简介;基因工程的概述
【解析】【解答】①一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子,①错误; ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工, ②正确; ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶,
载体不是酶,③错误;④目的基因进入受体细胞后不一定能成功表达,因此最后还需要进行目的基因的检测和鉴定,④错误;⑤在同一DNA分子中,限制酶的识别序列越长,酶切点出现的概率越小,⑤错误;⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上,⑥正确;⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中,⑦正确。②⑥⑦正确,正确选项有3个,B正确。
故答案为:B。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
5.(2021高二下·金台期中)下图表示一项重要生物技术的关键步骤,X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法错误的是( )
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.重组质粒具有人的胰岛素基因、复制原点、起始密码、终止密码和标记基因
C.利用PCR扩增人胰岛素基因需使用耐高温的DNA聚合酶
D.该过程的核心是构建基因表达载体
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的,含有胰岛素基因,因此能合成胰岛素,A正确;
B、起始密码和终止密码位于mRNA上,载体质粒必需有复制原点、启动子、终止子和标记基因,B错误;
C、利用PCR技术对目的基因进行扩增,该过程中有较高的温度,故需要使用耐高温的DNA聚合酶,C正确;
D、基因工程的核心是构建基因表达载体(构建重组质粒),D正确。
故答案为:B。
【分析】根据题意和图示分析可知:图示表示基因工程中的部分操作步骤,其中人胰岛素基因属于目的基因,质粒为运载体,两者结合为重组质粒的过程,属于基因工程中基因表达载体的构建过程;再将目的基因导入受体细胞,使目的基因随着受体细胞的繁殖而扩增,进而获得目的基因产物。
6.据图所示,有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
A.限制性内切酶可以切断a处 B.DNA聚合酶可以连接a处
C.解旋酶可以使b处解开 D.DNA连接酶可以连接c处
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】限制性内切酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键(a处),其中限制性内切酶可以切断a处,DNA连接酶可以连接a处,故A正确;DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上,形成磷酸二酯键(a处),故B正确;解旋酶作用于氢键(b处),故C正确;DNA连接酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键(a处),c处不是两个核苷酸之间的磷酸二酯键,故D错误。
【分析】本题考查基因工程的有关知识,意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
7.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程的叙述中,正确的是( )
A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B.DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别,无专一性催化特点
C.受体细菌若能表达质粒载体上的抗性基因,即表明重组质粒成功导入
D.基因工程的操作步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合和导入目的基因
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具简介;基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、DNA连接酶的作用对象是DNA片段,能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接,进而构建磷酸二酯键,A正确;
B、具有相同的黏性末端的DNA才能用DNA连接酶连接,说明DNA连接酶具有专一性,B错误;
C、受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因,即表明重组质粒或普通质粒成功导入,C错误;
D、基因工程的操作步骤包括提取目的基因、目的基因与运载体结合、导入目的基因和目的基因的检测与鉴定,D错误。
故答案为:A。
【分析】1.基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
8.(2021高二下·金台期中)下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
①通常用一种限制性酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理载体DNA
②目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变
③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外
④常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
⑥细菌质粒是基因工程常用的载体
A.①②③④⑤⑥ B.①③⑤
C.①②④⑤⑦ D.③⑥
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】①通常同种限制性酶处理含目的基因的DNA和载体DNA,①错误;②目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因重组,②错误;③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外,③正确;④常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,④错误;⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因,⑤错误;⑥细菌质粒是基因工程常用的载体,⑥正确。③⑥正确,D正确。
故答案为:D。
【分析】DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,作为运载体的必备条件之一是要有标记基因。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因可以是抗生素抗性基因或荧光标记基因。
9.(2021高二下·金台期中)下列关于DNA重组技术基本工具的叙述,正确的是( )
A.质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状的细胞器
B.限制酶将一个线形DNA分子切成两个片段需破坏两个磷酸二酯键
C.DNA连接酶能将目的基因与质粒黏性末端的碱基随机黏合
D.质粒上的目的基因必须整合到受体细胞的DNA上才能不被分解
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具简介;基因工程的概述
【解析】【解答】A、质粒是一种双链环状DNA分子,不是细胞器,A错误;
B、由于DNA分子由两条链组成,因此限制酶将一个线形DNA分子切成两个片段需破坏两个磷酸二酯键,B正确;
C、DNA连接酶能将目的基因与质粒黏性末端的磷酸二酯键连接起来,C错误;
D、用质粒作为运载体时,质粒上的目的基因不需要整合到受体细胞的DNA上,用病毒或噬菌体作为运载体时,目的基因需整合到受体细胞DNA上,D错误。
故答案为:B。
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
10.(2021高二下·金台期中)在下列基因操作的四个基本步骤中,不需要进行碱基互补配对的步骤是( )
A.人工合成目的基因 B.将目的基因导入受体细胞
C.目的基因与运载体结合 D.目的基因的检测与鉴定
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】人工合成目的基因的方法是逆转录法,需要进行碱基互补配对,A正确;将目的基因导入受体细胞时,不进行碱基互补配对,B错误;目的基因与运载体结合时,进行碱基互补配对,C正确;检测目的基因时需要用到基因探针,进行碱基互补配对;基因表达包括转录和翻译过程,都要进行碱基互补培养,D正确。
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与鉴定.其中人工合成目的基因、基因表达载体的构建、目的基因的检测都进行碱基互补配对原则。
11.(2021高二下·金台期中)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.过程②需使用逆转录酶
B.过程②利用PCR扩增CarE基因需使用解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
C.过程③可用NaCl溶液处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞
D.过程④可利用DNA分子杂交法鉴定目的基因是否已导入受体细胞
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、过程①表示反转录,需要反转录酶的催化,A错误;
B、过程②表示目的基因的获取,在利用PCR技术对获取的目的基因进行扩增的过程中,不需要使用解旋酶,解旋是通过高温解链实现的,B错误;
C、过程③表示将目的基因导入受体细胞,若受体细胞为大肠杆菌细胞,则需要用CaCl2溶液处理,使之成为感受态细胞,C错误;
D、过程④可利用DNA分子杂交技术,鉴定目的基因是否已导入受体细胞,D正确。
故答案为:D。
【分析】图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA;过程②表示目的基因的获取;过程③表示将目的基因导入受体细胞;过程④表示通过筛选获得工程菌。
12.(2021高二下·金台期中)拟利用番茄表达人类凝血因子Ⅸ,操作步骤排序正确的是( )
①制备工程农杆菌 ②构建基因表达载体
③获取人类凝血因子Ⅸ基因 ④番茄植株中凝血因子Ⅸ基因的检测
⑤用农杆菌转化番茄植株并筛选 ⑥提取凝血因子Ⅸ并检测活性
A.③①②⑤⑥④ B.⑥③①②⑤④
C.④③②①⑤⑥ D.③②①⑤④⑥
【答案】D
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】利用番茄表达人凝血因子属于基因工程的技术范畴。基因工程的基本步骤:获取目的基因,构架表达载体,受体细胞的转化,目的基因的表达及检测。对植物细胞进行转化通常用农杆菌转化法。综合可知正确的排序应为:③②①⑤④⑥,D正确。
故答案为:D。
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术; ②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
13.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程应用的叙述中,错误的是 ( )
A.科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高作物的抗盐碱和抗干旱能力
B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中,使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量降低
C.可用转基因技术制成乳腺生物反应器,使哺乳动物的产奶量增加
D.可利用工程菌大规模生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等药物
【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关,目前科学家们正在利用一些调节细胞渗透压的基因,来提高作物的抗盐碱和抗干旱能力,故A正确;将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶,可分解乳糖,使乳糖含量降低,故B正确;可用转基因技术制成乳腺生物反应器,通过哺乳动物的乳汁来生产所需要的药品,故C错误;可利用转基因的工程菌大规模生产药物,如细胞因子、抗体、疫苗、激素等,故D正确。
由于本题需选择错误的,故答案为C。
【分析】基因工程的应用:(1)植物基因工程硕果累累:①抗虫转基因植物②抗病转基因植物③抗逆转基因植物④改良植物品质;(2)动物基因工程前景广阔:①用于提高动物生长速度②用于改善畜产品的品质③用转基因动物生产药物④用转基因动物作器官移植的供体;(3)基因工程药物—工程菌;(4)基因治疗
14.(2021高二下·金台期中)下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒
D.利用基因工程生产乙肝疫苗时,目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中
【答案】B
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的,A错误;
B、基因诊断又称DNA诊断或分子诊断,通过分子生物学和分子遗传学的技术,直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常,从而对疾病做出判断,利用的原理就是DNA分子杂交,B正确;
C、基因探针是用放射性同位素(或荧光分子)标记的含有目的基因DNA片段,一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒,C错误;
D、基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝病毒表面抗原基因的重组质粒,然后转染(就是让质粒进入宿主细胞)相应的宿主细胞,如酵母、CHO细胞( 中国仓鼠卵巢细胞,一种可以无限繁殖的细胞),生产乙肝表面抗原蛋白,D错误.
故答案为:B.
【分析】基因治疗是将目的基因通过载体导入患者受体细胞形成重组受体细胞,体外培养后再输回患者体内,或将目的基因通过载体直接送入患者体内.前者为体外途径,后者为体内途径.进行基因检测有两个必要条件,一是必需的特异的DNA探针;二是必需的基因组DNA.当两者都变性呈单链状态时,就能进行分子杂交.
15.(2021高二下·金台期中)α1-抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病,患者成年后会出现肺气肿及其他疾病,严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述中错误的是( )
A.载体上绿色荧光蛋白基因(GFP)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞
B.将目的基因导入羊受精卵中,可以使用显微注射法
C.培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因,故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1-抗胰蛋白酶
D.转基因母羊乳腺细胞中α1-抗胰蛋白酶基因才会得以表达,因此可以从乳汁中提取α1-抗胰蛋白酶
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、GEP基因为标记基因,作用是筛选出含有目的基因的受体细胞,A正确;
B、通常用显微注射法将目的基因导入羊受精卵中,从而可以获得转基因,B正确;
C、目的基因在受体细胞中不是成对的,只有一个,所以有性生殖产生的后代可能没有目的基因,则也就不能产生α1-抗胰蛋白酶,C错误;
D、目的基因可能连接上了乳腺细胞的相关启动子,使得α1-抗胰蛋白酶基因在转基因母羊乳腺细胞中才会得以表达,因此可以从乳汁中提取α1-抗胰蛋白酶,D正确。
故答案为:C。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
16.(2021高二下·金台期中)作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素依次是下列哪项生物技术的应用( )
①基因工程 ②细胞工程 ③蛋白质工程
A.①②②③ B.①②②③ C.②①②③ D..②②①③
【答案】B
【知识点】基因工程的应用;蛋白质工程
【解析】【解答】作物脱毒(选根尖、茎尖)属于细胞工程的应用;改善畜产品的品质、抗除草剂作物属于基因工程的应用;可保存的干扰素经过蛋白质工程的改造,属于蛋白质工程;检测有毒物质属于细胞工程的应用。综上所述,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2、细胞工程包括植物细胞工程和动物细胞工程植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交等技术,动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体的制备等。
3、蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
17.(2021高二下·金台期中)下列选项中,需要釆用植物组织培养技术的是( )
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体植株 ②获取大量的脱毒苗③利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株 ④单倍体育种 ⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A.①②③ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③④⑤
【答案】C
【知识点】细胞工程的概述;植物组织培养的过程
【解析】【解答】①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体植株,不需要采用植物组织培养技术,①错误;
②获取大量的脱毒苗,是将茎尖或芽尖采用植物组织培养技术培育为幼苗,②正确;
③利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株,需要将杂种细胞经过组织培养技术培养成个体,③正确;
④单倍体育种需要采用植物组织培养技术对花药进行离体培养,④正确;
⑤无子西瓜的快速大量繁殖,需要采用植物组织培养技术, ⑤正确。所以②③④⑤正确。即C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】植物组织培养是一种无性繁殖的技术,将离体的单个植物细胞培养成完整的植株的过程,体现植物细胞的全能性。单倍体育种和植物体细胞杂交过程中均运用了植物组织培养技术,而用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株属于多倍体育种,处理对象为独立的个体,无需进行组织培养。
18.(2021高二下·金台期中)下列有关蛋白质工程的说法正确的是 ( )
A.蛋白质工程无需构建基因表达载体
B.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
C.蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的
【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A.据分析可知,蛋白质工程需对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,A错误;
B. 蛋白质工程通过基因的修饰或基因的合成,对现有的基因进行改造或制造一种新的蛋白质,改造后的蛋白质有的不再是天然的蛋白质,B错误;
C. 蛋白质工程需对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,C正确;
D. 蛋白质工程是通过基因的修饰或基因的合成,对现有的基因进行改造或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。D错误;
答案选C.
【分析】蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息,在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统,这个生物系统可以是转基因微生物、转基因植物、转基因动物,甚至可以是细胞系统。
19.(2017高二下·吉林期中)在培育紫罗兰脱毒种苗的过程中,不涉及( )
A.基因的选择性表达 B.形成愈伤组织
C.脱分化 D.减数分裂和受精作用
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】在培育紫罗兰脱毒种苗的过程中,发生细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,A不符合题意;在培育紫罗兰脱毒种苗的过程中,需要脱分化形成愈伤组织,B、C不符合题意;培育紫罗兰脱毒种苗采用了植物组织培养技术,该过程不会发生减数分裂和受精作用,D符合题意。
故答案为:D
【分析】理清植物细胞工程的应用
(1)微型繁殖:优点是能够保持亲本的优良性状。
(2)作物脱毒:利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
(3)培育人工种子:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(4)作物新品种的培育
(5)细胞产物的工厂化生产:即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
20.(2021高二下·金台期中)下列有关植物体细胞杂交和植物组织培养的比较,不正确的是( )
A.两者原理都涉及细胞的全能性
B.两者过程都涉及严格无菌培养
C.两者都涉及细胞壁的去除与重建
D.两者都可用于培育优良作物品种
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、两者都依据植物细胞的全能性为理论基础,A正确;
B、植物体细胞杂交和组织培养都需要无菌培养,B正确;
C、植物组织培养不需要去除细胞壁,C错误;
D、植物细胞杂交可以将植物的优良性状融合,植物组织培养可以用于育种保留植物的优良性状,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养过程:外植体(离体的植物组织、细胞或器官)→愈伤组织→胚状体→新植体2、植物细体细胞杂交:
21.(2021高二下·金台期中)下列有关细胞工程的叙述中,正确的是( )
A.由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,没有发生细胞分化和基因重组
B.将胰岛素基因导入大肠杆菌可表达获得具有生物活性的胰岛素
C.由花粉培育产生的愈伤组织分化成的单倍体植株均能稳定遗传
D.将两种植物细胞直接用PEG处理后,可获得具有双亲遗传特性的杂种细胞
【答案】A
【知识点】动物细胞工程的常用技术与应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、在进行组织培养时,由根尖细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,细胞通过脱分化并进行有丝分裂方式增殖,可能会发生染色体变异或基因突变,而不可能发生细胞分化和基因重组,A正确;
B、大肠杆菌没有内质网和高尔基体,无法对核糖体上合成的多肽链进行加工,因此将胰岛素基因导入大肠杆菌不可表达获得具有生物活性的胰岛素,B错误;
C、由花粉培育产生的愈伤组织分化成的单倍体植株,还要通过秋水仙素处理,使染色体加倍,才能得到稳定遗传的植株,C错误;
D、用PEG处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体,不一定获得具有双亲遗传特性的杂种细胞,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、组织培养指的是在无菌的情况下,将植物体内的某一部分器官或组织,如茎尖、芽尖、形成层、根尖、胚芽和茎的髓组织等从植物体上分离下来,放在适宜培养基上培养,经过一段时间的生长、分化最后长成一个完整的植株。2、转基因技术指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有优良遗传性状的物质。
22.(2021高二下·金台期中)如图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基
C.过程③表示脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.植物组织培养过程需要适宜的光照
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、对过程①获取的根组织块应做消毒处理,而不能进行灭菌处理,A错误;
B、过程②为脱分化,应根据要求使用适宜的培养基,在避光的环境中进行,B正确;
C、过程③表示再分化,其实质是基因的选择性表达,C错误;
D、植物组织培养过程的再分化过程中需要适宜的光照,D错误。
故答案为:B。
【分析】分析题图:图示为烟草植物组织培养过程的流程图,其中①表示获得外植体的过程,②为脱分化过程,③为再分化过程,④是获取愈伤组织细胞,⑤为个体发育过程。
23.(2021高二下·金台期中)植物细胞工程广泛应用于社会生产,下列说法正确的是( )
A.人工种子常使用人工种皮包被愈伤组织、人工胚乳等制作而成
B.对马铃薯愈伤组织进行人工诱变,可获得分泌乳腺蛋白的新品种
C.依据基因突变的原理,选取植物的茎尖植物组织培养获得脱毒苗
D.植物细胞融合中常用的融合手段有离心、振动、电激和PEG法
【答案】D
【知识点】人工种子的制备
【解析】【解答】A、植物组织培养获得的胚状体外包裹上人工胚乳、种皮制成人工种子,A错误;
B、基因突变是使一个基因成为其等位基因,马铃薯愈伤组织不含有分泌乳腺蛋白的基因,所以不能通过基因突变获得该品种,B错误;
C、利用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是依据细胞的全能性,C错误;
D、植物细胞融合中常用的融合手段有离心、振动、电激和PEG法,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、作物脱毒材料:分生区(如茎尖)细胞;植物脱毒方法:进行组织培养;结果:形成脱毒苗。2、突变体的利用
(1)原因:在植物组织培养的过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。
(2)利用:筛选出对人们有利的突变体培育成新品种。3、若想利用此技术得到细胞产物,只需培养到愈伤组织即可.若想制造人工种子,需要培养到胚状体.(在胚状体外包一层人工种皮即可)。
24.(2019高二下·静海月考)现有甲、乙两种二倍体纯种植物,甲植物的光合产量高于乙植物,但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是( )
A.利用植物体细胞杂交技术,可以获得符合要求的四倍体杂种植株
B.将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中,可培育出所需植株
C.两种植物杂交后,得到的F1再利用单倍体育种,可较快获得所需植株
D.诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗,再用秋水仙素处理可培育出所需植株
【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、甲、乙两种植株均为二倍体纯种,利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种目的植株,A正确;
B、基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传特性,因此将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵中,可培育出目的植株,B正确;
C、甲乙两植株之间存在生殖隔离,因此两者不能杂交,即使能杂交也不能产生可育后代,C错误;
D、诱导两种植株的花粉融合并培育成二倍体幼苗,用秋水仙素处理可形成可育四倍体后代,D正确。
【分析】本题考查育种方式以及原理的相关知识,理清四种育种方法的区别:
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组 基因突变 染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种) 染色体变异(染色体组成倍增加)
25.(2021高二下·金台期中)以某植物的绿色叶片和白色花瓣为材料进行植物组织培养,下列相关叙述正确的是( )
A.外植体脱分化过程需要生长调节剂和光照
B.绿色叶片和白色花瓣作为外植体,进行组织培养均能获得试管苗
C.若选用花粉进行组织培养,能获得与原植株基因型相同的个体
D.组织培养所选用的外植体细胞必须有完整的细胞核和叶绿体
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、外植体脱分化培养成愈伤组织的过程,需要植物生长调节剂的处理,但不需要光照,A错误;
B、绿色叶片和白色花瓣的细胞中含有本物种全套的遗传物质,因此,以绿色叶片和白色花瓣作为外植体,进行组织培养均能获得试管苗,B正确;
C、选用花粉粒进行组织培养,获得是单倍体植株,不能获得与原植株基因型相同的植物体,C错误;
D、若用某一细胞进行组织培养,该细胞必须有完整的细胞核,但不需要叶绿体,D错误。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养技术:
过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
原理:植物细胞的全能性。
条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
26.(2021高二下·咸阳月考)下列所应用的技术与原理不相符的是( )
A.培养愈伤组织获得紫衫醇——植物细胞的全能性
B.将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞——细胞膜的流动性
C.向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株——基因重组
D.用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁——酶的专一性
【答案】A
【知识点】细胞膜的结构特点;基因工程的应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、培养愈伤组织获得紫衫醇利用的原理是细胞增殖,A错误;
B、将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞,利用了细胞膜的流动性,B正确;
C、向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株利用了转基因技术,原理是基因重组,C正确;
D、酶具有专一性,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此可以用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁,D正确。
故答案为:A。
【分析】阅读题干可知本题涉及的知识点是植物组织培养、转基因技术、植物体细胞杂交技术等,明确知识点,梳理相关知识,根据选项描述,结合基础知识做出合理的判断。
27.(2021高二下·金台期中)下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断不正确的是( )
①②③→④
A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现不同植物的遗传特性
B.②→③的再分化过程中,细胞内的基因选择性表达
C.若①是人参细胞,对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量
D.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育会发生性状分离
【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则其含有两个亲本的遗传物质,所以④可能出现不同植物的遗传特性,A正确;
B、图中②→③是再分化形成的胚状体的过程,该过程中会发生基因的选择性表达,B正确;
C、若①是人参细胞,则将其脱分化形成②愈伤组织,再进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量,C正确;
D、若①是具有杂种优势的农作物细胞,则其进行有性生殖会发生性状分离,而用③进行繁育属于无性繁殖,不会发生性状分离,D错误。
故答案为:D。
【分析】据图分析,图示表示植物组织培养过程,其中①是外植体(离体的组织、细胞或器官),②是脱分化形成的愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),③是再分化形成的胚状体,④是新植物。
28.(2021高二下·金台期中)下图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构(仅显示细胞核),下列有关叙述错误的是( )
A.乙植物能产生4种不同类型的花粉
B.用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
C.将甲、乙两种植物杂交得到的植物为二倍体,可育
D.经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体,基因型为DdYyRr
【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、乙植物中含有两对等位基因,且位于不同对的同源染色体上,它们的遗传遵循基因自由组合定律,因此该植物能产生4种不同类型的花粉,即YR、Yr、yR、yr,A正确;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,用纤维素酶和果胶酶可以去掉植物细胞的细胞壁,B正确;
C、将甲、乙两种植物杂交得到的植物为异源二倍体,基因型可能有2×4=8种,不可育,C错误;
D、甲和乙植物均为二倍体,经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体,基因型是DdYyRr,D正确。
故答案为:C。
【分析】分析题图:甲物种的基因型可为Dd,属于二倍体生物;乙物种的基因型可表示为YyRr,属于二倍体生物。两者杂交得到的植物为二倍体,但不可育;两者体细胞杂交获得的是异源四倍体,可育。据此答题
29.(2021高二下·金台期中)下列关于植物组织培养的叙述错误的是( )
A.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B.培养基中的激素比例影响愈伤组织的生长和分化
C.离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织遗传物质相同
【答案】D
【知识点】组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】A、培养基中加蔗糖的目的是提供营养,同时调节渗透压,A正确;
B、决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,所以培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化,B正确;
C、离体植物组织的细胞需要脱分化才能形成愈伤组织,C正确;
D、同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成不一定相同,如花粉细胞和体细胞培养形成的愈伤组织基因组成不同,D错误。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养技术过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体进而形成植株(新植体),决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要;同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成不一定相同,如花粉细胞和体细胞培养形成的愈伤组织基因组成不同。
30.(2021高二下·金台期中)下列关于植物细胞工程的叙述,错误的是( )
A.诱导植物原生质体融合后的细胞需经筛选才能获得杂种细胞
B.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性
C.诱导离体胡萝卜韧皮部细胞形成幼苗的过程中出现基因重组
D.通过体细胞杂交技术培育杂种植株的过程发生了可遗传变异
【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、诱导植物原生质体融合后的细胞有多种,需经筛选才能获得杂种细胞,A正确;
B、用花粉离体培养获得的抗病植株,是一个高度分化的细胞发育成了植株,体现了细胞的全能性,B正确;
C、诱导离体胡萝卜韧皮部细胞形成幼苗的过程是有丝分裂,基因重组发生在减数分裂过程中,C错误;
D、通过体细胞杂交技术培育杂种植株的过程染色体数目变成了原来两种植物的染色体之和,发生了染色体数目变异,属于可遗传变异,D正确。
故答案为:C。
【分析】利用植物组织培养技术可以使植物细胞发育成完整植株,该技术的原理是植物细胞的全能性;融合后的细胞中染色体数目是融合前细胞染色体数目之和。
二、综合题
31.(2021高二下·金台期中)根据现代生物科技专题的有关知识,回答下列问题:
(1)植物组织培养技术是指在 和人工控制的条件下,将离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到 ,再分化得到胚状体等,进而得到新植株。若要利用植物组织培养技术培育无病毒植株,应选用植物的 处的组织进行培养,其依据是 。
(2)利用植物组织培养技术可以制造出人工种子。人工种子是指以植物组织培养得到的 为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。与天然种子相比,人工种子具有的优点有 。
(3)利用PCR方法进行基因扩增时需要先根据 合成引物,该技术的原理是 。
(4)基因工程中载体应具备的条件有: 。(答出两点即可)
【答案】(1)无菌;愈伤组织;根尖或茎尖(分生组织);根尖或茎尖(分生组织)携带的病毒极少甚至无毒
(2)胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等;生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输
(3)目的基因的一段核苷酸序列;DNA双链复制
(4)能自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;具有标记基因;能在受体细胞中稳定存在;不影响宿主细胞的生命活动
【知识点】植物组织培养的过程;人工种子的制备;基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】(1)植物组织培养技术:在无菌和人工控制的条件下,让离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织,再分化得到胚状体、丛芽等,进而得到新植株。该过程的原理是植物细胞的全能性。由于根尖或茎尖(分生组织)携带的病毒极少甚至无毒,所以常选用根尖或茎尖(分生组织)进行植物组织培养以获得无病毒植株。
(2)人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子的形成属于无性繁殖,与天然种子相比,人工种子具有生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输的优点。
(3)体外扩增目的基因时,因为合成DNA过程中脱氧核苷酸需要在单链的3,端开始延伸,因此,利用PCR方法进行基因扩增时需要先根据目的基因的一段核苷酸序列合成引物,该技术利用了DNA双链复制的原理。
(4)基因工程中载体应具备的条件有:能自我复制;有一个至多个限制酶切割位点;具有标记基因;能在受体细胞中稳定存在;不影响宿主细胞的生命活动这是基因工程中载体应具备的条件。
【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性,从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞、原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养,以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
32.(2021高二下·金台期中)如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的流程示意图,请回到下列问题:
(1)合成人胰岛素的RNA应从人类的 细胞中获取;较之于从基因组文库中获取的目的基因,图示方法获取的目的基因所含碱基数量 (填“更多”“更少”或“一样多”)。
(2)将质粒A和目的基因结合为重组质粒的过程中,需要使用的酶有 ,这两个不同的DNA分子能进行重组的原因是
(3)将重组质粒导入细菌B之前,常需要使用 处理细菌B,使导入更易成功。
(4)在筛选目的细菌的过程中,我们应该选择__________(填序号)。
A.在含氨苄青霉素和四环素的培养基中都能存活的细菌
B.在含氨苄青霉素的培养基中能存活,含四环素的培养基中不能存活的细菌
C.在四环素的培养基中能存活,含氨苄青霉素的培养基中不能存活的细菌
D.在含氨苄青霉素和四环素的培养基中都不能存活的细菌
(5)选择细菌作为受体细胞的原因可能是 ,在细菌培养液中分离得到的目的基因的表达产物 (填“能”或“不能”)直接使用。
【答案】(1)胰岛B;更少
(2)限制酶和DNA连接酶;不同DNA分子具有相似的化学组成和空间结构
(3)Ca2+
(4)B
(5)细胞代谢和繁殖速度快,能快速获得大量产物;自身基因组较小,较易获得成功;不能
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)由于细胞分化,胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此合成人胰岛素的RNA应从人类的胰岛B细胞中获取;这种通过胰岛素的RNA获取目的基因的方法为逆转录法,得到的目的基因中不含非编码区和内含子,因此该方法获取的目的基因与从基因组文库中获取的目的基因相比,所含的碱基数量更少。
(2)将质粒A和目的基因结合为重组质粒的过程中,即构建基因表达载体的过程中需要使用限制酶和DNA连接酶;这两个不同的DNA分子具有相似的化学组成和空间结构,因此能进行重组。
(3)将目的基因导入微生物常用Ca2+转化法,用一定浓度的Ca2+溶液处理细菌B,使之处于感受态,以便于基因表达载体的导入。
(4)根据分析可知,由于基因表达载体中抗四环素基因被破坏,所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌,而抗氨苄青霉素基因未被破坏,所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入普通质粒A的细菌和重组质粒。综上所述,B正确,A、C、D错误。
(5)由于细菌细胞代谢和繁殖速度快,能快速获得大量产物;且自身基因组较小,较易获得成功,因此常选择细菌作为基因工程的受体细胞;由于细菌属于原核生物,细胞内没有内质网和高尔基体等,因此细菌细胞内合成的胰岛素几乎没有活性,因此在细菌培养液中分离得到的胰岛素不能直接使用。
【分析】1、基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入到受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。基因组文库包含某种生物所有的基因;部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:cDNA文库。2、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。3、基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。4、分析题图:图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的过程。质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因,构建基因表达载体后,破环了质粒A的四环素抗性基因,但氨苄青霉素抗性基因正常,所以导入重组质粒或普通质粒的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,但导入重组质粒的大肠杆菌不能抗四环素。
33.(2021高二下·金台期中)某实验室通过基因工程成功培育出抗虫植物,其培育过程大致如图所示,请据图分析回答下列问题:
(1)抗虫植物的培育过程中,目前获取抗虫基因的常用方法有 和 两种。
(2)目的基因获取之后,需要构建 ,其作用是 ,其中启动子是 识别和结合的部位,有了它才能驱动目的基因转录。
(3)图示将获取的目的基因导入植物细胞的方法为 法,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。如果操作中将该基因导入线粒体DNA中,将来产生的配子中 (填“一定”或“不一定” )含有抗虫基因。
(4)除图示方法外,将目的基因导入植物细胞的方法还有 、 。
(5)从分子水平上检测抗虫基因是否在受体细胞中翻译成蛋白质的方法是 ,从个体水平上检测植株是否有抗虫特性的方法是 。
【答案】(1)从基因文库中获取;利用PCR技术扩增
(2)基因表达载体;使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传、表达并发挥作用;RNA聚合酶
(3)农杆菌转化;染色体DNA;不一定
(4)基因枪法;花粉管通道法
(5)抗原-抗体杂交法;抗虫接种实验
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)常通过从基因文库获取目的基因和PCR扩增来获得抗虫基因。
(2)为了使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传、表达并发挥作用,需要构建基因表达载体;启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,可以驱动目的基因的转录。
(3)图中通过农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞中,Ti质粒中的T-DNA可以将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上。由于细胞质是随机分配到子细胞的,故若将该基因导入线粒体DNA中,将来产生的配子中不一定含有抗虫基因。
(4)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法,另外还有基因枪法和花粉管通道法。
(5)要检测目的基因是否翻译出蛋白质,在分子水平上应该用抗原抗体杂交法进行检测,观察是否出现杂交带;也可以在个体水平上进行抗虫接种实验,观察害虫是否能够存活。
【分析】图中通过农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞;植物细胞通过植物组织培养获得转基因植株。
34.(2021高二下·金台期中)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄-马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示,请据图回答下列问题:
(1)图中原生质体是指 ,细胞融合完成的标志是 。
(2)植物体细胞杂交技术依据的生物学原理有 ,这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂 诱导融合,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合的细胞表面 时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)过程④中的培养基常添加的植物激素有 ,此过程需要光照的原因是 。
(5)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物质的传递 (填“遵循”或“不遵循”)孟德尔的遗传规律。
【答案】(1)去掉细胞壁的植物细胞;原生质体再生出细胞壁
(2)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;可以克服远缘杂交不亲和的障碍(或可以克服生殖隔离)
(3)PEG(聚乙二醇);3;既有绿色荧光又有红色荧光
(4)生长素和细胞分裂素;叶绿素的形成需要光照
(5)不遵循
【知识点】组织培养基的成分及作用;植物体细胞杂交的过程及应用;细胞融合的方法
【解析】【解答】(1)植物细胞融合时需先用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁获得原生质体,图中的原生质体是去掉细胞壁的植物细胞,杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志。
(2)植物体细胞杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株,体现的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。这项研究对的重大意义在于可以克服远缘杂交不亲和的障碍(或可以克服生殖隔离),从而获得新品种。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或PEG),融合后有5种不同类型的原生质体,由于科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,故二者融合所形成的细胞其细胞膜上含有两种颜色的荧光标记,即,当观察到融合的细胞表面既有绿色荧光又有红色荧光时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)杂种细胞形成愈伤组织的过程属于植物组织培养过程中的脱分化,愈伤组织形成植物体的过程属于再分化,即过程④为再分化阶段,该过程的培养基中常添加的植物激素生长素和细胞分裂素,且通过调整二者的比例达到不同的目的,在该阶段需要光照,因为叶绿素的形成需要光照。
(5)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,因为该过程中没有经过有性配子的生成过程。
【分析】题图分析:图示为番茄一马铃薯杂种植株的培育过程,①表示去壁过程,常用酶解法;②表示融合的原生质体再生出细胞壁的过程;③表示脱分化过程;④表示再分化过程。
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