高考生物一輪復習 第二編 必考專項 熱點16 現代生物科技練習（含解析）-人教版高三生物試題

熱點16現代生物科技1．(2019·廣東江門第二中學高三質檢)請回答下列有關基因工程和胚胎工程的問題：(1)在基因工程中，獲取目的基因的方法包括：①從基因文庫中獲取目的基因，②利用________擴增目的基因，③__________________________。(2)在基因表達載體中，啟動子是______________識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，最常用的原核生物是________________。(3)將目的基因導入微生物常用________________處理受體細胞，使之變成感受態(tài)細胞。我國科學家發(fā)明的將目的基因導入植物細胞的方法是______________。(4)研究還發(fā)現胚胎干細胞可以誘導分化為造血干細胞，這體現了胚胎干細胞具有______________。臨床上常用誘導干細胞定向分化的方法修補損傷或衰老的組織器官，從而解決了______________的問題。答案(1)PCR技術化學方法直接人工合成目的基因(2)RNA聚合酶大腸桿菌(3)Ca2＋(或CaCl2)花粉管通道法(4)發(fā)育的全能性供體器官不足(或器官移植后免疫排斥反應)解析(2)基因表達載體中啟動子位于目的基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位。(3)將目的基因導入微生物常用Ca2＋(或CaCl2)處理受體細胞，使之變成感受態(tài)細胞，易于吸收周圍環(huán)境中的DNA。將目的基因導入植物細胞的常用方法有農桿菌轉化法、花粉管通道法等，其中我國科學家發(fā)明的將目的基因導入植物細胞的方法是花粉管通道法。2．資料1：小鼠制備的抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的“早早孕試劑盒”，檢測早孕的準確率在90%以上。資料2：葡萄糖異構酶在工業(yè)上應用廣泛，為提高其熱穩(wěn)定性，朱國萍等人在確定第138位甘氨酸為目標氨基酸后，用有效方法以脯氨酸替代甘氨酸，結果其最適反應溫度提高了10～12℃，使蛋白質空間結構更具剛性。資料3：巴西是全球最大的甘蔗生產國，但是甘蔗易受螟蟲的侵害。2017年6月8日，巴西向世界宣布，全球首款能抵抗螟蟲的轉基因甘蔗已培育成功，并且批準該品種進入市場。(1)資料1中，在該“單抗”的生產過程中，將__________________作為抗原對小鼠進行接種后，從脾臟中提取B淋巴細胞，并設法將其與鼠的骨髓瘤細胞融合，再用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選，選出融合的雜種細胞，對該細胞還需進行____________培養(yǎng)和抗體檢測，經多次篩選，就可獲得足夠數量的符合需要的_________________。單克隆抗體最主要的優(yōu)點有_________________________。(2)資料2中提到的生物技術屬于______________工程的范疇。在該實例中，直接操作的是________________________(選填“肽鏈結構”“蛋白質空間結構”“基因結構”)。(3)資料3中獲得轉基因甘蔗的過程中，核心步驟是________________________，為了避免目的基因和運載體的自身連接成環(huán)和反向連接，應該采取的措施是_______________________________________________________________。答案(1)人絨毛膜促性腺激素克隆化雜交瘤細胞特異性強、靈敏度高，并可大量制備(2)蛋白質基因結構(3)基因表達載體的構建(或“構建基因表達載體”)使用兩種能產生不同黏性末端的(不同)限制酶對目的基因和運載體分別進行切割解析(2)資料2中提到的生物技術屬于蛋白質工程的范疇。蛋白質工程中直接進行操作的是基因結構，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造。3．(2019·黑龍江大慶鐵人中學高三期中)科學家常采用兩種方法培育草莓新品種：其一，培育無病毒組培苗；其二，將草莓輕型黃邊病毒的外殼蛋白基因(SMYELV－CP)導入草莓基因組中培育出轉基因抗病毒草莓。請分析回答下列問題：(1)若培育無病毒組培苗，通常采取植株________進行組織培養(yǎng)，轉化后的草莓外植體需經過______________過程才能長成完整植株。從遺傳學角度看，它能形成完整草莓植株的根本原因是________________________________。(2)可利用PCR技術擴增目的基因SMYELV－CP，其前提是______________________，以便根據這一序列合成引物。為保證目的基因的表達，重組載體上應含有特定的______________(填“復制原點”“啟動子”或“標記基因”)，它能被受體細胞的__________________所識別，以便于催化轉錄過程。(3)獲得轉基因草莓后，通過__________________方法檢測目的基因是否成功翻譯。(4)我國西北一些地區(qū)曾大量種植草莓，后卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹，但由于降雨量少，致使許多地方的楊樹長成半死不活狀，結果防護林成為殘敗的“灰色長城”，其失敗的原因主要是違背了生態(tài)工程遵循的______________________原理。答案(1)莖尖脫分化、再分化莖尖(或根尖)細胞含有發(fā)育成完整個體的全部遺傳信息(2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列啟動子RNA聚合酶(3)抗原—抗體雜交(4)協(xié)調與平衡解析(1)用植物組織培養(yǎng)技術培育無病毒組培苗，通常采取植株病毒少或無病毒的莖尖進行組織培養(yǎng)。轉化后的草莓外植體需先經過脫分化形成愈傷組織再經過再分化過程才能長成完整植株，該過程體現了植物細胞的全能性，從遺傳學角度看，它能形成完整草莓植株的根本原因是莖尖細胞含有發(fā)育成完整個體的全部遺傳信息。(3)檢測目的基因是否成功翻譯成蛋白質，方法是從轉基因草莓中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現，表明目的基因已形成蛋白質產品。(4)從題文信息分析，楊樹不適合在該地區(qū)種植，其失敗的原因主要是沒有考慮環(huán)境與植物是否相適應，違背了生態(tài)工程遵循的協(xié)調與平衡原理。4．(2019·江西臨川高三期末)乳腺炎和口蹄疫分別是由細菌和病毒引起的危害奶牛養(yǎng)殖業(yè)的兩種嚴重疾病。研究者利用生物技術培育出轉乳鐵蛋白肽(抗細菌)和人干擾素(抗病毒)的雙轉基因奶牛新品種。下圖1為基因表達載體，圖2為培育流程。(注：酪蛋白主要存在于牛乳中)(1)培育雙轉基因奶牛涉及的生物技術有____________(至少兩項)。(2)據圖可知，干擾素基因與______________基因可同時轉錄，但在翻譯時，核糖體可識別mRNA上IRES序列的對應部分，啟動另一種肽鏈的合成，因此用含有新霉素的培養(yǎng)基可篩選出________________。(3)將基因導入牛胎兒成纖維細胞前，需用______________將其處理成單個細胞。成纖維細胞無法直接發(fā)育成個體，需要去核卵母細胞的細胞質誘導，以實現細胞核的____________________的表達。(4)研究者利用____________技術篩選出________________(填“牛乳鐵蛋白基因”或“干擾素基因”)成功表達的胚胎進行移植。答案(1)基因工程、早期胚胎培養(yǎng)、核移植、胚胎移植(2)新霉素抗性干擾素基因成功表達的細胞(3)胰蛋白酶全能性(4)抗原—抗體雜交干擾素基因解析(1)培育雙轉基因奶牛需要通過轉基因技術將目的基因轉入受體細胞，據圖可知，除轉基因技術外，獲得雙轉基因奶牛還借助于核移植技術、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術。(2)據圖可知，干擾素基因與新霉素抗性基因均位于相同的啟動子和終止子之間，可同時轉錄，在翻譯時，核糖體可識別mRNA上IRES序列的對應部分，啟動另一種肽鏈的合成，使新霉素抗性基因得到表達，因此在含有新霉素的培養(yǎng)基上可生存的細胞，干擾素基因也已成功表達。(3)對牛胎兒成纖維細胞用胰蛋白酶處理，可水解細胞間的物質，使細胞分散。將成纖維細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，卵母細胞的細胞質可誘導已分化的細胞核恢復分裂、分化，并最終發(fā)育為新個體，實現動物細胞細胞核全能性的表達。(4)牛乳鐵蛋白基因的啟動子為酪蛋白啟動子，其在成年牛的乳腺中才能表達，人干擾素基因可在牛全身細胞表達，而且沒有發(fā)育時期的限制，因此篩選胚胎時可利用抗原—抗體雜交技術篩選干擾素基因成功表達的胚胎。5．(2019·陜西寶雞高三4月聯考)研究人員利用小鼠的單倍體ES細胞(只有一個染色體組)，成功培育出轉基因小鼠。其主要技術流程如圖所示，請分析回答下列問題：注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四種限制酶。箭頭指向的位置為限制酶的切割位置：Ampr是氨芐青霉素抗性基因，Neor是G418抗性基因。(1)利用PCR技術可以擴增目的基因，PCR反應體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外，還應含有____________________；引物應選用下圖中的________(填圖中標號)。注：A、B、C、D是引物，箭頭是延伸方向。(2)在基因工程操作步驟中，過程①②稱為____________。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細胞，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細胞。結合上圖推測，過程①選用的2種限制酶是________(選填圖中的編號)，③處的培養(yǎng)液應添加________(填“氨芐青霉素”或“G418”)(3)細胞乙與________類似，圖中桑椹胚需通過________技術移入代孕小鼠子宮內繼續(xù)發(fā)育，進行該操作前需對受體小鼠進行________處理。答案(1)Taq酶(或耐高溫的DNA聚合酶)A和D(2)基因表達載體的構建Ⅰ和ⅡG418(3)受精卵胚胎移植同期發(fā)情解析(1)根據分析可知，PCR反應體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外，還應含有耐高溫的DNA聚合酶。為了擴增目的基因的片段，根據圖示可知需要在引物A和D作用下以目的基因的兩條鏈為模板合成子代目的基因。(2)由圖可知，過程①②是將目的基因和運載體連接形成重組質粒，即基因表達載體的構建過程。重組質粒上的抗生素抗性基因可作為標記基因，其作用是有利于篩選出含有目的基因的細胞。根據題意可知，氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細胞，不適于做標記基因，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細胞，因此應選擇Neor作為標記基因，即質粒上Neor不能用限制酶切割，則過程①應選用Ⅰ和Ⅱ兩種限制酶，圖中③處的培養(yǎng)液應添加G418以便于起到篩選的作用。(3)經過處理形成的細胞乙與受精卵類似，具有全能性，應用早期胚胎培養(yǎng)技術可以使其發(fā)育成桑椹胚。再將桑椹胚通過胚胎移植技術移入代孕小鼠子宮內繼續(xù)發(fā)育，進行該操作前需對受體小鼠進行同期發(fā)情處理，以保證供體與受體處于相同或相近的生理狀態(tài)。6．(2019·陜西漢中高三第二次質檢)糖尿病是一種常見病，其發(fā)病率有逐年上升的局勢，治療糖尿病少不了胰島素。如圖表示運用基因工程技術生產胰島素的幾條途徑。據圖回答下列問題：(1)圖中①過程為____________，構建之前可以根據________________設計引物，利用PCR技術對目的基因進行擴增。將重組質粒M轉移到受體細胞A中常用的方法是____________。(2)過程③用到的技術手段有____________。(3)過程②可用的方法是____________________。導入該細胞后，需對該細胞進行組織培養(yǎng)，經________過程形成愈傷組織。(4)若該轉基因“胰島素羊”乳汁中檢測到胰島素，該胰島素與轉基因“胰島素細菌”產生的胰島素相比不同之處是____________________________________________________________________。其原因是__________________________________________________。答案(1)構建基因表達載體人胰島素基因的核苷酸序列顯微注射法(2)早期胚胎培養(yǎng)技術、胚胎移植(3)農桿菌轉化法(答基因槍法、花粉管通道法也可)脫分化(4)“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素具有生物活性，而轉基因“胰島素細菌”產生的胰島素無生物活性乳腺細胞有內質網與高爾基體，能加工相關的蛋白質，而細菌沒有內質網和高爾基體解析(2)③表示動物的個體發(fā)育，此過程需將細胞A通過早期胚胎培養(yǎng)技術培養(yǎng)到一定時期，然后通過胚胎移植技術移入雌性子宮內繼續(xù)發(fā)育。(4)由于乳腺細胞有內質網與高爾基體，能加工相關的蛋白質，而細菌沒有內質網和高爾基體，因此“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素具有生物活性，而轉基因“胰島素細菌”產生的胰島素無生物活性。7．Ⅰ.我國科研人員克隆了100多個重要基因，取得了抗蟲棉、抗蟲玉米、耐除草劑大豆等一批重大轉基因成果。請回答下列問題：(1)抗蟲棉中轉入的Bt毒蛋白基因是從蘇云金(芽孢)桿菌中分離出來的，該基因編碼的Bt蛋白對哺乳動物________(填“有”或“無”)毒害作用。(2)每一種Bt毒蛋白的殺蟲范圍有限，對現有的毒蛋白進行________，使其具有更廣殺蟲范圍，屬于________(生物工程)的范疇。(3)隨著轉基因成果的不斷涌現，人們對轉基因生物的安全性