2019版高考生物二輪復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物科技專題專題突破練.doc

專題十 現(xiàn)代生物科技專題專題突破練1干擾素是動物和人體細(xì)胞受到病毒感染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，具有抗病毒、抑制細(xì)胞增殖及抗腫瘤作用。利用基因工程技術(shù)培育能生產(chǎn)干擾素的植物，流程如圖所示。請回答下列問題：限制酶識別序列和切割位點EcoRGATTCBamHGATCCSmaCCCGGGApaGGGCCC(1)獲取的動物干擾素基因稱為_。利用PCR技術(shù)擴增干擾素基因時，設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是_。(2)過程中剪切質(zhì)粒和目的基因時所需要的工具酶是_和_。酶切后，目的基因形成的兩個黏性末端序列_(填“相同”或“不同”)。(3)過程中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌中，常用_處理根瘤農(nóng)桿菌，其目的是_。(4)在培育愈傷組織的固體培養(yǎng)基中，除了無機鹽、有機營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂、植物激素外，還需添加卡那霉素。卡那霉素的作用是_。在分子水平上通常采用_技術(shù)檢測干擾素基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。答案(1)目的基因干擾素基因兩端的部分核苷酸序列(2)BamHEcoR不相同(3)Ca2使其成為感受態(tài)細(xì)胞，最終使干擾素基因插入馬鈴薯細(xì)胞的 DNA上(4)篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的植物細(xì)胞DNA分子雜交解析(1) 在基因工程中，獲取的動物干擾素基因稱為目的基因。利用PCR技術(shù)擴增干擾素基因時，需要依據(jù)干擾素基因兩端的部分核苷酸序列設(shè)計引物序列。(2)干擾素基因中存在Sma的識別位點，若使用Sma切割質(zhì)粒和外源DNA，則會破壞干擾素基因，因此過程所示的構(gòu)建重組質(zhì)粒時不能使用Sma切割。BamH和EcoR的識別位點位于目的基因的兩側(cè)，質(zhì)粒上也有BamH和EcoR的識別位點，因此，過程中剪切質(zhì)粒和目的基因時所需要的工具酶是BamH和EcoR。因BamH和EcoR的識別位點不同，所以酶切后，目的基因形成的兩個黏性末端序列不同。(3)過程中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌時，常用Ca2處理根瘤農(nóng)桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，最終使干擾素基因插入馬鈴薯細(xì)胞的DNA上。(4)重組質(zhì)粒中含有的抗卡那霉素基因?qū)儆跇?biāo)記基因，其作用是鑒別受體細(xì)胞是否含有目的基因，便于篩選。可見，在培育愈傷組織的固體培養(yǎng)基中添加卡那霉素的作用是篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的植物細(xì)胞。在分子水平上檢測干擾素基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，通常采用DNA分子雜交技術(shù)。2下圖表示的是基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程的操作流程模式簡圖。請回答下列問題：(1)若圖示為基因工程的部分操作流程，則甲、乙丙(重組質(zhì)粒)操作過程需用到的工具酶是_。丙中除目的基因外，還必須有啟動子、_、標(biāo)記基因等。丙丁(動物細(xì)胞)所用的方法是_。(2)若圖示為植物體細(xì)胞雜交，則過程中所用的酶是_，該過程中體現(xiàn)出生物膜具有_(特點)，丙丁(雜種植株)過程的原理是_。(3)若圖示為試管牛的工廠化生產(chǎn)的技術(shù)流程，甲為精子，則在與乙結(jié)合前需_；最后將由丙發(fā)育而來的丁(胚胎)移植到受體母牛體內(nèi)發(fā)育，在胚胎移植前受體母牛應(yīng)做_處理。答案(1)限制酶和DNA連接酶終止子顯微注射法(2)纖維素酶和果膠酶一定的流動性植物細(xì)胞的全能性(3)體外獲能同期發(fā)情解析(1)構(gòu)建重組質(zhì)粒需用到限制酶和DNA連接酶。重組質(zhì)粒中除目的基因外，還必須有啟動子、終止子、標(biāo)記基因等。把目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用顯微注射法。(2)進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交時，首先需要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。原生質(zhì)體融合過程中體現(xiàn)細(xì)胞膜具有一定的流動性，雜種細(xì)胞能培育為雜種植株，是因為雜種細(xì)胞具有全能性。(3)精子在與卵子結(jié)合前需經(jīng)過獲能處理；胚胎移植前受體母牛應(yīng)做同期發(fā)情處理，以使供體和受體處于相同的生理狀態(tài)。3科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖所示)。請結(jié)合圖示回答下列問題：(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理，形成單個細(xì)胞，這個過程中用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶處理的理由：_。(2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_。(3)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的犢牛，但也不是100%的復(fù)制，原因最可能是_。答案(1)培養(yǎng)液中的酸堿度不利于胃蛋白酶發(fā)揮作用(2)該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強，且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變(3)生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；生物的性狀還受環(huán)境因素的影響解析(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，常用胰蛋白酶處理動物組織，以分散成單個細(xì)胞。這個過程中需要的適宜pH一般為7.27.4，而胃蛋白酶的最適pH約為1.5，培養(yǎng)液中的酸堿度不利于胃蛋白酶發(fā)揮作用，所以動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中用來分散組織細(xì)胞的酶常用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶。(2)一般10代以后的細(xì)胞可能發(fā)生基因突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強，且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，所以一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞作為核移植的供體細(xì)胞。(3)圖中犢牛并非是對體細(xì)胞核供體母牛100%的復(fù)制，其主要原因是犢牛的細(xì)胞質(zhì)來自卵母細(xì)胞，生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；其次是生物的性狀還受環(huán)境因素的影響。4埃博拉病毒是一種強致病性RNA病毒，以埃博拉病毒外殼某蛋白為主要抗原制備疫苗和抗體是預(yù)防和診療埃博拉出血熱的一種有效策略。其疫苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如圖：(1)過程需要在_酶的催化下合成DNA，將獲得的DNA與載體連接后導(dǎo)入受體菌群建立病毒的_文庫，再從中篩選出A基因。(2)過程利用PCR技術(shù)擴增A某因時，需在_酶的作用下進(jìn)行，PCR技術(shù)的原理是_。(3)過程采用的技術(shù)手段是_，獲得的X是_。(4)可選用圖中基因工程生產(chǎn)的_制備疫苗，注射到健康人體內(nèi)對埃博拉病毒進(jìn)行免疫預(yù)防，對該傳染病疑似患者確診時，可從疑似患者體內(nèi)分離病毒，與圖中的_進(jìn)行特異性結(jié)合檢測。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄基因組(2)熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)DNA雙鏈復(fù)制(3)動物細(xì)胞融合雜交瘤細(xì)胞(4)A蛋白抗A蛋白的單克隆抗體解析圖示過程中，表示逆轉(zhuǎn)錄形成DNA的過程；表示獲取A(目的)基因的過程；表示細(xì)胞融合的過程，X為雜交瘤細(xì)胞。PCR技術(shù)的過程：高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸。條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)酶。(1)埃博拉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，過程代表的是逆轉(zhuǎn)錄的過程，需要在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成DNA?；蛭膸焓侵笇⒑心撤N生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因?；蚪M文庫包含某種生物所有的基因；部分基因文庫包含某種生物的部分基因。將獲得的DNA與載體連接后導(dǎo)入受體菌群建立病毒的基因組文庫，再從中篩選出A基因。(2)利用PCR技術(shù)擴增A基因時，根據(jù)A基因兩端的部分核苷酸序列設(shè)計引物序列，加入引物的作用是與A基因單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合，然后在熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)酶作用下進(jìn)行延伸。PCR技術(shù)所依據(jù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制。(3)過程需要采用動物細(xì)胞融合技術(shù)，根據(jù)圖中信息可知X為雜交瘤細(xì)胞。(4)圖中的A蛋白相當(dāng)于抗原，因此可選用圖中基因工程生產(chǎn)的A蛋白制備疫苗，對健康人進(jìn)行該傳染病的免疫預(yù)防。對該傳染病疑似患者確診時，可以從疑似患者體內(nèi)分離出病毒，與圖中的抗A蛋白的單克隆抗體進(jìn)行特異性結(jié)合檢測。5(2018淄博二模)水稻是我國重要的糧食作物，植物組織培養(yǎng)技術(shù)在水稻育種和繁殖中有重要作用。請回答：(1)以水稻的花藥作外植體，經(jīng)脫分化后可形成愈傷組織。與外植體相比，愈傷組織細(xì)胞的特點是_。比較脫分化培養(yǎng)基和再分化培養(yǎng)基，二者的基本成分相同，但用于誘導(dǎo)細(xì)胞分化的_不完全相同。(2)水稻的單倍體育種過程包括_和_，與雜交育種相比，單倍體育種的優(yōu)點是_。(3)雜種優(yōu)良稻所結(jié)籽粒不宜做種子，故人們常用人工種子解決此類植物的繁殖問題：以植物組織培養(yǎng)得到的_為材料，外面包上人工種皮。人工種皮的成分中除有機碳、無機鹽外，還可添加_等物質(zhì)，用以促進(jìn)人工種子的生長發(fā)育、提高抵抗病菌的能力。與天然種子相比，人工種子的優(yōu)點是_。答案(1)細(xì)胞壁薄，具有分裂能力激素的種類和比例 (2)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍明顯縮短育種時間(3)胚狀體(或不定芽、頂芽和腋芽)植物生長調(diào)節(jié)劑(或植物激素)保持親本的優(yōu)良性狀、不受季節(jié)限制、大量快速生產(chǎn)解析(1)愈傷組織細(xì)胞的特點是細(xì)胞壁薄，具有分裂能力。在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時，需要在培養(yǎng)基中添加適當(dāng)比例的生長素和細(xì)胞分裂素，以誘導(dǎo)細(xì)胞的脫分化和再分化。但兩者的比例變化后，誘導(dǎo)的結(jié)果是不同的；當(dāng)生長素含量高于細(xì)胞分裂素時，主要誘導(dǎo)植物組織脫分化和根原基的形成(即有利于根的發(fā)生)；當(dāng)細(xì)胞分裂素含量高于生長素時，則主要誘導(dǎo)植物組織再分化和芽原基的形成(即有利于芽的發(fā)生)。(2)單倍體育種的過程包括兩個階段：首先是花藥離體培養(yǎng)獲取單倍體，然后利用秋水仙素處理單倍體幼苗誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，單倍體育種與雜交育種相比，可以明顯縮短育種的年限。(3)所謂人工種子，就是以植物組織培養(yǎng)的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子。人工種皮的成分中除有機碳、無機鹽外，還可添加植物生長調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)。人工種子是通過植物組織培養(yǎng)獲得的，屬于無性繁殖，其優(yōu)點是可以保持親本的優(yōu)良性狀、不受季節(jié)限制、大量快速生產(chǎn)。6科研人員利用基因工程、細(xì)胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子IX醫(yī)用蛋白的二倍體轉(zhuǎn)基因綿羊，簡易流程如圖所示。請回答下列問題：(1)圖中過程為基因工程的核心步驟，該步驟用到的工具有_。該步驟得到的“A”中應(yīng)具有一些特殊的DNA片段，其中_用于過程。(2)進(jìn)行圖中過程前，卵母細(xì)胞要進(jìn)行去核處理的原因是_。(3)為了獲得綿羊胎兒的單個成纖維細(xì)胞，_(填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶處理綿羊組織塊，理由是_。(4)圖中過程所用培養(yǎng)液的成分比較復(fù)雜，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加_(答出三種即可)。(5)在進(jìn)行圖中過程前_(填“需要”或“不需要”)進(jìn)行性別鑒定，理由是_。答案(1)限制酶、DNA連接酶、載體 標(biāo)記基因(2)保證二倍體轉(zhuǎn)基因綿羊的核遺傳物質(zhì)全部來自含有目的基因的成纖維細(xì)胞(3)不能胃蛋白酶的最適pH為1.5左右，在接近中性的環(huán)境中胃蛋白酶基本沒有活性(4)維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清(5)不需要胎兒成纖維細(xì)胞來自雌綿羊，最終獲得的轉(zhuǎn)基因綿羊均為雌性解析根據(jù)圖中能分泌人凝血因子IX醫(yī)用蛋白的二倍體轉(zhuǎn)基因綿羊的培育流程分析，為目的基因(人凝血因子IX基因)構(gòu)建的基因表達(dá)載體，為鑒定篩選含目的基因的成纖維細(xì)胞，為含目的基因的細(xì)胞(核)與去核卵母細(xì)胞形成重組細(xì)胞，表示利用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)重組胚胎，是通過胚胎移植技術(shù)完成對早期胚胎的移植。據(jù)此分析各小題：(1)圖中過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，涉及對載體的切割和目的基因與載體的連接，所以該步驟用到的工具有限制酶、DNA連接酶、載體。該步驟得到的“A”即構(gòu)建的基因表達(dá)載體，為了便于鑒定并篩選受體細(xì)胞(成纖維細(xì)胞)是否含有目的基因，需要在構(gòu)建的重組載體中含有標(biāo)記基因。(2)為了保證過程得到的重組細(xì)胞中含有的核遺傳物質(zhì)全部來自含有目的基因的成纖維細(xì)胞，所以對移植用的卵母細(xì)胞要進(jìn)行去核處理。(3)為了獲得綿羊胎兒的單個成纖維細(xì)胞，應(yīng)該用胰蛋白酶或膠原蛋白酶對綿羊組織塊進(jìn)行處理，而不能使用胃蛋白酶處理，因為胃蛋白酶的最適pH為1.5左右，它在接近中性的環(huán)境中基本沒有活性；如果將處理環(huán)境的pH變?yōu)?.5，則獲得的成纖維細(xì)胞的生理活性又會受到嚴(yán)重影響。(4)圖中過程是早期胚胎的培養(yǎng)過程，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸和動物血清等。(5)根據(jù)子代個體的性別由重組細(xì)胞核內(nèi)性染色體決定，由于該重組細(xì)胞的細(xì)胞核來自于雌性綿羊的體細(xì)胞，所以細(xì)胞內(nèi)含有XX性染色體組成，最終發(fā)育的轉(zhuǎn)基因綿羊一定是雌性，所以在進(jìn)行圖中胚胎移植前不需要進(jìn)行性別鑒定。 72018年1月25日，我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，經(jīng)體細(xì)胞核移植技術(shù)培育出第一批靈長類動物食蟹猴，可作為研究癌癥等人類疾病的動物模型。下圖為體細(xì)胞核移植技術(shù)培育食蟹猴的操作過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)2001年，美國科學(xué)家已經(jīng)培育出胚胎細(xì)胞核移植猴。獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植，原因是_。(2)進(jìn)行過程時，要定期更換培養(yǎng)液，其目的是_。(3)過程是利用_法將成纖維細(xì)胞注入猴去核的M中期卵母細(xì)胞中。(4)圖中過程的實質(zhì)是早期胚胎在_條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(5)上述實驗的突破之處是使用了去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，在確定其作用時，研究人員用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)融合細(xì)胞得到A組實驗數(shù)據(jù)，用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)向融合細(xì)胞中注入去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的融合細(xì)胞得到B組實驗數(shù)據(jù)。下圖中X為融合細(xì)胞發(fā)育成的胚胎數(shù)、Y為囊胚數(shù)、Z為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)數(shù)。分析實驗數(shù)據(jù)可知，Kd4d的mRNA的作用是既能提高_(dá)，又能提高_(dá)。答案(1)體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性較難(2)防止成纖維細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累對細(xì)胞自身造成危害(3)顯微注射(4)相同生理(5)融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的成功率囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率解析(1)由于體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性較難，所以獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(2)過程表示動物細(xì)胞培養(yǎng)，該過程中定期更換培養(yǎng)液，以防止成纖維細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累對細(xì)胞自身造成危害。(3)過程表示利用顯微注射法將成纖維細(xì)胞注入猴去核的M中期卵母細(xì)胞中。(4)過程表示胚胎移植，其實質(zhì)是早期胚胎在相同生理條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(5)據(jù)圖分析，B組的囊胚形成率、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)形成率都明顯高于A組，說明Kd4d的mRNA既能提高融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的成功率，又能提高囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率。8個別國家已通過法案允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒”，其培育過程如下圖所示。請分析回答下列問題：(1)培育“三親嬰兒”可以有效避免母親的_(填細(xì)胞結(jié)構(gòu))中攜帶的致病基因遺傳給后代；捐獻(xiàn)