高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题单元过关检测

第十一单元 现代生物科技专题

(时间：40分钟 分值：90分)

1．(10分)(2015·海南卷)在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：

(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是______________，合成胰高血糖素的细胞是____________。

(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的__________序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成__________的基因工程菌。

(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从________________中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。

解析：(1)由题意可知，前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的细胞是胰岛B细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细胞；合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。(2)根据胰岛素原的氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原的DNA序列(即目的基因)；用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。(3)根据题意，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，所以用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰岛素。

答案：(1)胰岛B细胞 胰岛A细胞 (2)DNA 胰岛素原 (3)菌体

2．(10分)如图是从酵母菌中获取某植物需要的某种酶的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

(1)图中cDNA文库________基因文库(填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)①过程提取的DNA需要__________________的切割，B过程是____________过程。 (3)为在短时间内大量获得目的基因，可采用的技术是______，其原理是____________________。

(4)目的基因获取之后，需要进行__________________，其组成必须有_______________________________及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。

解析：(1)基因文库包括了该种生物所有的基因，而cDNA文库只包含一种生物的一部分基因，因此cDNA文库小于基因文库。(2)从酵母菌细胞中提取目的基因，需用到限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程为反转录。(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。采用该技术能在短时间内获得大量目的基因。PCR的原理是利用DNA双链复制的原理。(4)基因工程的第二个步骤是基因表达载体的构建，此步骤是基因工程的核心步骤，基因表达载体必须具有启动子、终止子、目的基因(复制原点)及标记基因等。

1

答案：(1)小于 (2)限制性核酸内切酶 反转录 (3)PCR技术 DNA双链复制

(4)基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因(复制原点)

3．(12分)(2016·黄石模拟)转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如下图所示(①至④代表过程，A至C代表结构或细胞)：

(1)在图中①基因表达载体的构建过程中，为了使目的基因正常表达，目的基因的首端必须有______________识别和结合的部位。若选择的限制酶切出的DNA片段是平末端，应选择_____________进行连接。

(2)将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法是________________，之所以要把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，这是利用T-DNA________________________________的特点。

(3)过程②的具体操作是：先用____________处理农杆菌，使其处于感受态；再将含乙肝病毒表面抗原基因的重组Ti质粒溶于缓冲液中与经处理的农杆菌混合，完成转化过程。

(4)图中③和④过程分别叫做__________________，将叶盘培养成草莓幼苗所依据的原理是__________________________。

(5)乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是_____________________________，通常采用__________的方法进行检测。

解析：本题考查基因工程及转基因生物的安全性的相关知识，意在考查对基因工程的理解及运用所学知识解决实际问题和识图的能力。(1)基因表达载体由启动子、目的基因、终止子和标记基因等组成，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合位点；根据酶的来源不同，DNA连接酶分为两类：E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，这二者都能连接黏性末端，但是T4DNA连接酶还可以连接平末端。(2)将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法是农杆菌转化法。农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞

2

染色体的DNA上。(3)图中②过程是将重组质粒导入农杆菌，由于受体细胞是细菌，常用Ca＋

处理使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，称为感受态细胞，以完成转化过程。(4)图中③过程是让叶盘细胞脱分化形成愈伤组织，进而再经④再分化形成幼苗，此过程叫做植物组织培养；原理是植物细胞的全能性。(5)乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上，通常采用DNA分子杂交的方法进行检测。在分子水平上，还可采用抗原—抗体杂交的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原。

答案：(1)RNA聚合酶 T4DNA连接酶

2＋

(2)农杆菌转化法 可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上 (3)Ca (4)脱分化和再分化 植物细胞的全能性

(5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交 4．(12分)(2015·福建卷)GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保

2

护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：

(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是______________。 (2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的__________限制酶进行酶切。 (3)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的________与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。

解析：(1)动物细胞培养时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶作用，使细胞分散开。(2)质粒上有XhoⅠ识别位点，而且在启动子之后，所以选用XhoⅠ限制酶进行酶切。(3)检测基因是否表达采用抗原抗体杂交法。培养动物细胞采用动物细胞培养法，当细胞密度达到一定程度，需要进行分瓶，进行传代培养。

答案：(1)使细胞分散开 (2)XhoI (3)抗体 传代

5．(10分)生物工程技术为人们获得需要的生物新品种或新产品提供了便利，请据图回答：

3

(1)在培育转人生长激素基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是____________、__________。②过程常用的方法是__________________，受体细胞是________。导入人生长激素基因的受体细胞培养到________________阶段，可采用胚胎分割技术，培育出多头相同的转基因牛。

(2)在抗虫棉的培育过程中，常用__________作目的基因的载体，目的基因插入________________上，以使目的基因能进入受体细胞。④过程中的受体细胞可采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是_____________________________________。

⑤过程采用的技术是______________________。

(3)体外培养动物细胞时，需通入一定量的CO2，目的是______________________，培养液中除添加各种营养物质以外，还常常需要添加______________等天然成分。

解析：(1)图中①过程是获取目的基因，并将目的基因与载体相结合，这一过程需用同种限制酶来切割目的基因和载体，使之产生相同的黏性末端，再通过DNA连接酶的作用，实现基因重组。②过程是将重组质粒导入受体细胞，对动物来讲，通常用显微注射法将重组质粒导入受精卵。导入重组质粒的受精卵培养到桑椹胚或囊胚阶段时，可通过胚胎分割得到多个相同的胚胎。(2)农杆菌对大多数双子叶植物有侵染作用，并可将自身的Ti质粒上的T-DNA转移到受体细胞并整合到受体细胞的DNA上。④过程是将重组Ti质粒导入棉花受体细胞的过程，若改用愈伤组织细胞，则全能性更易表达。从导入重组质粒的受体细胞到获得植株，这一过程采用了植物组织培养技术。(3)体外培养动物细胞时所需条件应与体内相同，需要营养物质和适宜的温度、pH，所以在培养过程中需添加一定量的CO2，以维持培养液的pH，另外，细胞所需的营养物质还没有搞清楚，通常在培养液中添加一些天然成分，如血清、血浆等。

答案：(1)限制酶 DNA连接酶 显微注射法 受精卵 桑椹胚或囊胚 (2)农杆菌 Ti质粒的T-DNA 全能性更高 植物组织培养技术 (3)维持培养液的pH 血清、血浆

6．(12分)下图为单克隆抗体制备流程示意图。

4