2021年高考生物真題匯編專題17：現(xiàn)代生物科技專題-

專題十七現(xiàn)代生物科技專題考點(diǎn)1基因工程（2021重慶卷，6，6分）6.下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述，正確的是A.表達(dá)載體中的胰島素基因可通過(guò)人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得B.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原（起）點(diǎn)C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)D.啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用【答案】C【解析】由于胰島素基因只在胰島B細(xì)胞中表達(dá)，因此在肝細(xì)胞中無(wú)胰島素基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，A項(xiàng)錯(cuò)誤；胰島素基因的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)于啟動(dòng)子，而不是復(fù)制原點(diǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因在含有抗生素的培育基中將受體細(xì)胞篩選出來(lái)，C項(xiàng)正確；終止密碼子位于信使RNA，不位于DNA上，啟動(dòng)子和終止子均在胰島素基因轉(zhuǎn)錄中起作用；（2021新課標(biāo)卷Ⅱ，40，15分）40.【生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題】(15分)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。假如將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，轉(zhuǎn)變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問(wèn)題：⑴從上述資料可知，若要轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)行改造。⑵以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流淌，即：。⑶蛋白質(zhì)工程也被稱為其次代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能動(dòng)身，通過(guò)和，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定?！敬鸢浮浚?）氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）（1分，其他答案合理也給分）（2）PP1（每空2分，共4分）DNA和RNA（或遺傳物質(zhì)）（2分）DNA→RNA、RNA→DNARNA→蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）（3分）（3）設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推想氨基酸序列（每空2分，共4分）功能（1分）【解析】本題考查蛋白質(zhì)工程相關(guān)學(xué)問(wèn)，難度較小。對(duì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）進(jìn)行改造，可達(dá)到轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)的功能的目的。（2）以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因，可以對(duì)P基因進(jìn)行修飾改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法則的全部?jī)?nèi)容包括DNA的復(fù)制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）。（3）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能動(dòng)身，通過(guò)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推想氨基酸序列，推想相應(yīng)的核苷酸序列，并獵取基因。經(jīng)表達(dá)的蛋白質(zhì)，要對(duì)其進(jìn)行生物功能鑒定。（2021新課標(biāo)卷Ⅰ，40，15分）40.[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問(wèn)題：（1）用基因工程方法制備HIV的某蛋白（目的蛋白）時(shí)，可先提取HIV中的，以其作為模板，在的作用下合成。獵取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。（2）從受體細(xì)胞中分別純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是。該分泌蛋白可用于檢測(cè)受試者血清中的HIV，檢測(cè)的原理是。（3）已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見(jiàn)，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本緣由是HIV主要感染和破壞了患者的部分細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。（4）人的免疫系統(tǒng)有癌細(xì)胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤?！敬鸢浮浚?）RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA（或DNA）

（2）抗體抗原抗體特異性結(jié)合

（3）T（或T淋巴）

（4）監(jiān)控和清除

【解析】（1）HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，它的遺傳物質(zhì)是RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下可以逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，用于構(gòu)建基因表達(dá)載體，從而制備HIV的某蛋白。（2）HIV的某蛋白作為抗原進(jìn)入機(jī)體后，能刺激人體產(chǎn)生針對(duì)該抗原的一種特殊的分泌蛋白——抗體；可用該抗體進(jìn)行抗原—抗體進(jìn)行雜交來(lái)檢測(cè)血清中是否含有HIV。（3）HIV病毒營(yíng)寄生生活，寄生在T淋巴細(xì)胞內(nèi)，T細(xì)胞參與體液免疫和細(xì)胞免疫，因此少了T細(xì)胞，特異性免疫幾乎全部丟失，降低了機(jī)體的免疫功能。（4）人體的免疫系統(tǒng)具有防衛(wèi)、監(jiān)控和清除的功能，可準(zhǔn)時(shí)清除體內(nèi)產(chǎn)生的癌細(xì)胞，艾滋病患者的整個(gè)免疫功能缺陷，機(jī)體會(huì)發(fā)生一系列頑固性機(jī)會(huì)感染和腫瘤的發(fā)生。（2021安徽卷，31Ⅱ，9分）Ⅱ（9分）科研人員接受轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過(guò)乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如圖。由過(guò)程①獲得的A為_(kāi)____________________。在核移植之前，必需先去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是_______________________。受體應(yīng)選用___________期卵母細(xì)胞。進(jìn)行胚胎移植時(shí)，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生______________，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活供應(yīng)了可能。（4）接受胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆，理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊，這是由于__________________________________________________。31Ⅱ、[答案]（1）含目的基因的表達(dá)載體。（2）保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞MⅡ（3）免疫排斥反應(yīng)（4）整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培育[解析]（1）依據(jù)題意可知，要將人凝血因子IX基因?qū)刖d羊胎兒成纖維細(xì)胞，必需構(gòu)建基因表達(dá)載體，所以由過(guò)程①獲得的A為基因表達(dá)載體。（2）為保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞，在核移植之前，必需先去掉受體卵母細(xì)胞的核。受體應(yīng)選用減數(shù)其次次分裂中（MⅡ中）期卵母細(xì)胞。（3）進(jìn)行胚胎移植時(shí)，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活供應(yīng)了可能。（4）接受胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆，理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊，這是由于整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培育?？键c(diǎn)2細(xì)胞工程(2021福建卷，33，10分)33.【生物-現(xiàn)代生物科技專題】（10分）GDNF是一種神經(jīng)養(yǎng)分因子。對(duì)損傷的神經(jīng)細(xì)胞具有養(yǎng)分和疼惜作用。爭(zhēng)辯人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達(dá)載體（如圖1所示），并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細(xì)胞中，用于干細(xì)胞基因治療的爭(zhēng)辯。請(qǐng)回答：（1）在分別和培育大鼠神經(jīng)干細(xì)胞的過(guò)程中，使用胰蛋白酶的目的是。（2）構(gòu)建含GDNF基因的表達(dá)載體時(shí)，需選擇圖1中的限制酶進(jìn)行酶切。（3）經(jīng)酶切后的載體和GDNF基因進(jìn)行連接，連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有三種：?jiǎn)蝹€(gè)載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接（如圖1所示）。為鑒定這3種連接方式，選擇HpaI酶和BamHI酶對(duì)篩選的載體進(jìn)行雙酶切，并對(duì)酶切后的DNA片段進(jìn)行電泳分析，結(jié)果如圖2所示。圖中第泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。（4）將正向連接的表達(dá)載體導(dǎo)入神經(jīng)干細(xì)胞后，為了檢測(cè)GDNF基因是否成功表達(dá)，可用相應(yīng)的與提取的蛋白質(zhì)雜交。當(dāng)培育的神經(jīng)干細(xì)胞達(dá)到確定的密度時(shí)，需進(jìn)行培育以得到更多數(shù)量的細(xì)胞，用于神經(jīng)干細(xì)胞移植治療試驗(yàn)。[答案]（1）使細(xì)胞分散開(kāi)（2）XhoⅠ（3）②（4）抗體傳代[命題立意]本題考查動(dòng)物細(xì)胞培育和基因工程的相關(guān)學(xué)問(wèn)，考查同學(xué)推理力氣，運(yùn)用所學(xué)學(xué)問(wèn)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的力氣。難度適中。[解析]（1）動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶作用，使細(xì)胞分散開(kāi)。質(zhì)粒上有XhoⅠ識(shí)別位點(diǎn)，而且在啟動(dòng)子之后，所以選用XhoⅠ限制酶進(jìn)行酶切。泳道①僅有一種條帶，屬于載體自連；泳道②有兩種條帶，且長(zhǎng)度分別與質(zhì)粒和GDNF基因長(zhǎng)度相同，為正向連接；泳道③有兩種條帶，長(zhǎng)度與BamHⅠ酶切后結(jié)果相同，為反向連接。檢測(cè)基因是否表達(dá)接受抗原抗體雜交法。培育動(dòng)物細(xì)胞接受動(dòng)物細(xì)胞培育法，當(dāng)細(xì)胞密度達(dá)到確定程度，需要進(jìn)行分瓶，進(jìn)行傳代培育?？键c(diǎn)3胚胎工程和生態(tài)工程（2021重慶卷，8，20分）8.（20分）某課題組為解決本地奶牛產(chǎn)奶量低的問(wèn)題，引進(jìn)了具高產(chǎn)奶基因但對(duì)本地適應(yīng)性差的純種公牛。（1）擬進(jìn)行如下雜交：♂A（具高產(chǎn)奶基因的純種）×♀B（具適宜本地生長(zhǎng)基因的純種）→C選擇B作為母本，緣由之一是胚胎能在母體內(nèi)正常。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長(zhǎng)，但產(chǎn)奶量并不提高，說(shuō)明高產(chǎn)奶是性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長(zhǎng)的母牛，依據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是，后代中毀滅這種母牛的概率是（假設(shè)兩對(duì)基因分別位于不同對(duì)常染色體上）。（2）用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個(gè)體。精子要具有受精力氣，需對(duì)其進(jìn)行處理；卵子的成熟在過(guò)程中完成。在過(guò)程4的培育基中含有葡萄糖，其作用是。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過(guò)程5前應(yīng)鑒定胚胎的。子代母牛的優(yōu)良性狀與過(guò)程的基因重組有關(guān)。（3）為了提高已有胚胎的利用率，可實(shí)行技術(shù)?！敬鸢浮浚?）生長(zhǎng)發(fā)育或胚胎發(fā)育隱性♂A×♀C1/8（2）獲能或增加活力③供能性別、高產(chǎn)奶和適宜生長(zhǎng)的基因②（3）胚胎分割【解析】（1）由于胚胎能在母體內(nèi)進(jìn)行正常的胚胎發(fā)育，所以可選擇適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的純種牛做母本。用純種高產(chǎn)奶牛與適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的純種牛雜交，獲得了C牛，表現(xiàn)為適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)，但產(chǎn)奶量并沒(méi)提高，這說(shuō)明不適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)是隱性性狀，適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)是顯性性狀，高產(chǎn)奶是隱性性狀，低產(chǎn)奶是顯性性狀。由于把握奶牛的產(chǎn)奶量的基因和對(duì)本地的適應(yīng)性的基因分別位于不同的染色體上，說(shuō)明他們?cè)谶z傳時(shí)遵循基因的自由組合定律，若把握奶牛的產(chǎn)奶量的等位基由于A和a，對(duì)本地的適應(yīng)性的的等位基由于B和b，可推知雄牛A的基因型為aabb，雌牛B為AABB，C為AaBb，可見(jiàn)要獲得產(chǎn)奶量高且適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的母牛（aaB），最佳的試驗(yàn)組合為♂A×♀C，此時(shí)后代毀滅所需牛（aaBb）的概率為1/4×1/2=1/8。（2）精子需獲能后