2019版高考生物二輪復(fù)習(xí)練習(xí)專題十四 現(xiàn)代生物科技專題 專題能力提升練 專題14

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1、 專題能力提升練 專題?14 現(xiàn)代生物科技專題 (30?分鐘 100?分) 1.(15?分)(2017·全國卷Ⅰ)真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有 的切除內(nèi)含子對應(yīng)的?RNA?序列的機制。已知在人體中基因?A(有內(nèi)含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白?A)?；? 答下列問題: (1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因?A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白?A,其原因是 __________________________________________________

2、 __________________________________________________________________。 (2)若用家蠶作為表達基因?A?的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用________作為載體,其原因是 __________________________________________?___________________________________。 (3)若要高效地獲得蛋白?A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有 _________________________________________

3、___(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因?A?是否翻譯出蛋白?A,可用的檢測物質(zhì)是______________(填“蛋白?A?的基因”或“蛋白?A?的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明?DNA?是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導(dǎo)。如果 說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是 ______________________________________________?________________________________。 【解析】本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。 (1)人體基因?

4、A?有內(nèi)含子,將獲得的基因?A?導(dǎo)入大腸桿菌中,經(jīng)過轉(zhuǎn)錄得到含有內(nèi)含子的?mRNA,因為大腸桿菌沒有真 核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的?RNA?序列的機制。內(nèi)含子部分對應(yīng)的?mRNA?序列阻斷了蛋白?A?的合成。 (2)若用家蠶作為表達基因?A?的受體,選用昆蟲病毒作為載體,不選用噬菌體作為載體的原因是噬菌體的宿主細胞 是細菌,噬菌體不能侵染家蠶。 (3)大腸桿菌是原核生物,原核生物作為受體細胞,有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、繁殖速度快、容易培養(yǎng)等。 (4)若要檢測基因?A?是否翻譯出蛋白?A,最準確的方法是利用蛋白?A?的抗體,因抗體具有特異性,一種抗體只能與特

5、定的蛋白質(zhì)結(jié)合,可根據(jù)蛋白?A?抗體的雜交情況來判斷是否合成了蛋白?A。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中將一種生物個體的?DNA?轉(zhuǎn)移到了另一種生物個體中,并表達合成了相應(yīng)的 蛋白質(zhì)。 答案:(1)基因?A?有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA?序列不能被切除,無法表達出蛋白 A (2)噬菌體 噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶 (3)繁殖快,容易培養(yǎng) (4)蛋白?A?的抗體 (5)DNA?可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 【加固訓(xùn)練】 甘蔗黃葉綜合癥是一種由甘蔗黃葉病毒所引起的禾本科植物病癥,科學(xué)家通過甘蔗黃

6、葉病毒外殼蛋白基因(簡 稱?CP?蛋白基因)轉(zhuǎn)化植物來獲得抗病轉(zhuǎn)基因新品種。 (1)首先從甘蔗黃葉綜合癥的病葉中提取?RNA,此過程中為了防止?RNA?被分解,需加入________________抑制劑,以 提取的?RNA?為模板通過__________獲得?cDNA。 (2)對獲取的?cDNA?進行?PCR?擴增,在此反應(yīng)體系中,除了模板?DNA、dNTP?外,還需加入______________,獲得的大量 cDNA?需要在?4?℃的低溫下保存?zhèn)溆?原因是____________________________________________________

7、_____。 (3)將?cDNA?和質(zhì)粒用同一種限制酶切割,產(chǎn)生相同的平末端,再用____________?___________將二者進行連接(填 “E·coli?DNA?連接酶”或“T4DNA?連接酶”)。在培養(yǎng)基上接種培養(yǎng)大腸桿菌作為受體細胞,同時加入一定量的 CaCl2?低溫冷卻液,目的是制備________________細胞,其具有的特殊功能是______________。 (4)為檢測大腸桿菌是否產(chǎn)生?CP?蛋白,需要將病毒顆粒注射入兔子體內(nèi),并從血清中分離獲得________________作 為檢測劑。 【解析】(1)RNA?易被?RNA?

8、酶水解,加入?RNA?酶抑制劑可防止?RNA?被分解;RNA?逆轉(zhuǎn)錄可以得到?cDNA。(2)PCR?反應(yīng)體 系中應(yīng)包含模板?DNA、dNTP、引物、Taq?酶;高溫條件下,易使?DNA?分子中的氫鍵斷裂,雙螺旋結(jié)構(gòu)打開而發(fā)生變性, 需要在?4?℃的低溫下保存。(3)T4DNA?連接酶可連接平末端;常用一定濃度?CaCl2?溶液制備大腸桿菌感受態(tài)細胞,感 受態(tài)細胞能吸收周圍環(huán)境中的?DNA?分子。(4)將病毒顆粒注射入兔子體內(nèi),從血清中分離獲得?CP?蛋白抗體,用抗原- 抗體雜交技術(shù)來檢測大腸桿菌是否產(chǎn)生?CP?蛋白。 答案:(1)RNA?酶 逆轉(zhuǎn)錄 (2)

9、引物、Taq?酶(熱穩(wěn)定?DNA?聚合酶) 高溫條件下,易使?DNA?分子中的氫鍵斷裂,雙螺旋結(jié)構(gòu)打開而發(fā)生變性 (3)T4DNA?連接酶 感受態(tài) 能吸收周圍環(huán)境中的?DNA?分子 (4)CP?蛋白抗體(甘蔗黃葉病毒外殼蛋白抗體) 2.(15?分)(2018·湖南六校聯(lián)考)《戰(zhàn)狼?2》創(chuàng)造了中國電影史的多個最高,電影中的“拉曼拉病毒”學(xué)名埃博拉病 毒,冷鋒注射的疫苗是具有抗埃博拉病毒功能的血清。下圖中,甲、乙是兩種方法制備單克隆抗體的流程圖。請回 答下列問題:

10、 (1)甲圖中從產(chǎn)生免疫反應(yīng)的小鼠體內(nèi)得到了抗________________的抗體,說明小鼠體內(nèi)已形成了相應(yīng)的?B?淋巴細 胞。設(shè)法將?B?淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞融合,常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、________________、電激等。 (2)甲圖中經(jīng)選擇性培養(yǎng)的①________________細胞,還需進行克隆化培養(yǎng)和________________檢測,經(jīng)多次篩選, 就可獲得足夠數(shù)量的②細胞。 (3)乙圖中將煙草細胞培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因煙草植株涉及的最基本技術(shù)是________

11、_?_____________,為了誘導(dǎo)煙草細胞 生根,應(yīng)設(shè)置培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比____________(填“大于”“等于”或“小于”)1。 【解析】(1)據(jù)甲圖中顯示,對小鼠注射埃博拉病毒誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生抗埃博拉病毒的抗體;細胞融合的誘導(dǎo)因素有化學(xué) 因素(如聚乙二醇),生物因素(如滅活病毒),物理因素(如電激)。 (2)甲圖中經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的①雜交瘤細胞,還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選,就可獲得足夠數(shù)量的 ②細胞。 (3)將細胞培養(yǎng)成植株的技術(shù)是植物組織培養(yǎng),該過程中誘導(dǎo)細胞生根時,培養(yǎng)基中的生長素與細胞分裂素的比應(yīng) 該大于?1。

12、 答案:(1)埃博拉病毒 滅活的病毒 (2)雜交瘤 抗體 (3)植物組織培養(yǎng) 大于 3.(15?分)科學(xué)家將蜘蛛的蛛絲蛋白基因?qū)胙蝮w內(nèi),得到轉(zhuǎn)基因“蜘蛛羊”,該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白,高強度 的蛛絲蛋白可用于許多重要的特種工業(yè)領(lǐng)域,生產(chǎn)流程如圖。請回答: (1)將蛛絲蛋白基因和載體通過甲過程形成的?X?為________________,甲過程通常用相同的限制酶進行切割,原因 是_____________________________________?___________

13、________________________________________。 (2)為了獲得蛛絲蛋白,圖中的受體細胞應(yīng)該選擇__________(填性別)羊的?ES?細胞,選擇?ES?細胞進行核移植與體細 胞相比________________。 (3)受體細胞在體外培養(yǎng)時,采用的培養(yǎng)基是______________(填“固體”或“液體”)培養(yǎng)基,并在培養(yǎng)環(huán)境中添加 5%的?CO2,目的是________________。 (4)轉(zhuǎn)基因羊除能產(chǎn)生蛛絲蛋白外,其性狀與提供?ES?細胞的個體不完全相同的原因有 _______________________

14、_________________________________________ _______________________________________________________________________。(答出兩點即可) 【解析】(1)由題圖可知,通過甲過程形成?X,然后直接導(dǎo)入受體細胞,所以?X?應(yīng)為基因表達載體;甲過程為構(gòu)建基因 表達載體過程,用相同的限制酶進行切割是為了使目的基因和載體有相同的黏性末端,便于連接。(2)想要從羊的乳 汁中獲得蛛絲蛋白,則受體細胞為雌性,選擇?ES?細胞進行核移植與體細胞相比恢復(fù)其全能性相對容易。(3)體外培

15、 養(yǎng)動物細胞時,采用液體培養(yǎng)基;培養(yǎng)環(huán)境中添加?5%的?CO2?是為了維持培養(yǎng)液的?pH。(4)性狀是基因與環(huán)境共同作 用的結(jié)果,轉(zhuǎn)基因羊除能產(chǎn)生蛛絲蛋白外,其性狀與提供?ES?細胞的個體不完全相同有可能是發(fā)育過程中發(fā)生了基 因突變;轉(zhuǎn)基因羊的細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細胞,也會使個體產(chǎn)生性狀差異。 答案:(1)基因表達載體 使目的基因和載體有相同的黏性末端,便于連接 (2)雌性 恢復(fù)其全能性相對容易 (3)液體 維持培養(yǎng)液的?pH (4)轉(zhuǎn)基因山羊的細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細胞、性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果(或個體發(fā)育過程中有可 能發(fā)生基因突變)

16、 4.(15?分)(2018·天水二模)某基因研究院培育出了轉(zhuǎn)基因克隆綿羊,該綿羊能合成深海魚體內(nèi)富含的不飽和脂肪 酸?omega-3。 (1)在培育轉(zhuǎn)基因克隆綿羊過程中,運用________________方法除去卵母細胞的細胞核,通過化學(xué)試劑 ________________使該細胞與供體細胞融合,進而構(gòu)建重組胚胎。 (2)為保證胚胎移植順利進行,需要在合適的季節(jié)對供、受體母羊進行________?___________處理,培育過程中,科 研人員同時將?omega-3?合成酶的基因片段轉(zhuǎn)移到了該羊基因組中,使目的基因進入受體細胞并維持穩(wěn)定和表達的

17、過程,稱為________________。利用?PCR?技術(shù)進行擴增目的基因的前提是________________ __________________________________________。 (3)目前,人們主要通過食用深海魚肉攝取?omega-3,人們過度捕殺深海魚而嚴重破壞了海洋生態(tài)系統(tǒng),使生態(tài)系統(tǒng) 的________________穩(wěn)定性下降。 (4)建造海底人工魚礁,其目的是改善海洋環(huán)境,是實現(xiàn)海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的舉措之一,這體現(xiàn)了生態(tài)工程所遵循 的______________________原理。十九大提出“綠水青山就是金山銀山”,要實現(xiàn)

18、這一目標不僅需要對破壞的生態(tài) 環(huán)境進行恢復(fù),還要考慮當?shù)厝说慕?jīng)濟發(fā)展和生活需要,這主要遵循了生態(tài)工程的______?________________原 理。 【解析】(1)核移植技術(shù)的受體細胞為處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞,通過顯微操作去除其細胞核,使該 細胞與供體細胞融合的方法有物理或化學(xué)方法,化學(xué)方法一般用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑使兩細胞融合,進而構(gòu) 建重組胚胎。 (2)為保證胚胎移植順利進行,需要在合適的季節(jié)對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理,以保證胚胎移植入相 同的生理環(huán)境;使目的基因進入受體細胞內(nèi),并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達

19、的過程,稱為轉(zhuǎn)化;利用?PCR?技術(shù)進 行擴增目的基因的前提,是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物。 (3)人們過度捕殺深海魚,導(dǎo)致生物多樣性降低,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力下降,抵抗力穩(wěn)定性降低。 (4)建造海底人工魚礁,目的是改善海洋環(huán)境,增大環(huán)境承載力,實現(xiàn)海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展,所以體現(xiàn)了生態(tài)工程建 設(shè)要遵循的協(xié)調(diào)與平衡原理;十九大提出“綠水青山就是金山銀山”,要實現(xiàn)這一目標不僅需要對破壞的生態(tài)環(huán)境 進行恢復(fù),更重要的是還要考慮當?shù)厝说慕?jīng)濟發(fā)展和生活需要,這主要遵循了生態(tài)工程的整體性原理。[來源:ZXXK] 答案:(1)顯微操作去核

20、聚乙二醇 (2)同期發(fā)情 轉(zhuǎn)化 要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物 (3)抵抗力 (4)協(xié)調(diào)與平衡 整體性 5.(10?分)(新題預(yù)測)荷斯坦奶牛是世界上產(chǎn)奶量最高的奶牛品種之一。某公司引進純種荷斯坦奶牛,并用以下途 徑繁育出荷斯坦良種奶牛群體。請回答以下問題: (1)請把上面空格的內(nèi)容補充完整:①____________激素;②____________處理;③____________;圖中的沖卵是用 特制裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的_______?____________沖洗出來。 (2)該公司為了在短時間內(nèi)得到更多的良種奶牛,常常在進行③過程之前采用

21、________________技術(shù)進行操作,這 種快速獲得大量個體的繁殖方式屬于________________;質(zhì)量檢查合格的早期胚胎還可放入________________進 行保存。 (3)為了確保得到雌性奶牛,可在移植前取________________細胞做?DNA?分析對胚胎進行性別鑒定。 【解析】(1)對良種荷斯坦奶牛進行超數(shù)排卵處理時需使用①促性腺激素;對受體母牛要進行②同期發(fā)情處理,以使 其生殖器官的生理變化與供體相同;質(zhì)量檢查、培養(yǎng)合格的早期胚胎可以進行③胚胎移植;配種或人工授精后,用特 制裝置沖卵是把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。(2

22、)欲得到更多的良種奶牛,常常在進行③胚胎移植之前采用胚 胎分割技術(shù)進行操作,胚胎分割可以看作動物無性繁殖或克隆的方法之一;質(zhì)量檢查合格的早期胚胎還可放入液氮 進行保存。 (3)對移植前的胚胎進行性別鑒定時,可取滋養(yǎng)層細胞,利用?DNA?分子雜交技術(shù),做?DNA?分析性別鑒定。 答案:(1)促性腺 同期發(fā)情 胚胎移植 (早期)胚胎 (2)胚胎分割 無性繁殖 液氮 (3)滋養(yǎng)層 6.(10?分)青蒿素是最有效的抗瘧藥之一,但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低。研究人員利用基因工程技術(shù)培育出高產(chǎn)的 轉(zhuǎn)基因黃花蒿。請回答下列問題: (1)建立?cDNA?文庫是獲取基

23、因的途徑之一。與基因組文庫相比,cDNA?文庫中的基因數(shù)目____________________。 (2)青蒿素合成途徑存在兩種關(guān)鍵酶——紫穗槐二烯合酶和青蒿酸合成酶。研究人員從黃花蒿的cDNA?文庫中獲取 了兩種關(guān)鍵酶的基因。在對它們進行?PCR?擴增時,向反應(yīng)體系中加入的物質(zhì)中,除了模板不同,________________ 也肯定不同。 (3)有人另辟蹊徑,成功培育出能生產(chǎn)青蒿素的轉(zhuǎn)基因酵母菌。利用轉(zhuǎn)基因酵母菌生產(chǎn)青蒿素的優(yōu)勢有 ______________________________________________ ______________

24、___________________________________________________。 【解析】(1)cDNA?文庫是指只包含了一種生物一部分基因的文庫,往往是以細胞中的?mRNA?為模板,通過逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生 的互補?DNA?片段?；蚪M文庫是將某種生物的全部基因?qū)胧荏w菌內(nèi)形成的基因文庫,所以?cDNA?文庫中包含的基 因數(shù)目比基因組文庫中少。 (2)PCR?擴增技術(shù)中,需要向反應(yīng)體系中加入引物、模板、熱穩(wěn)定?DNA?聚合酶以及大量脫氧核苷酸,引物需要與模板 相結(jié)合,模板不同,所需要的引物也不同。 (3)酵母菌繁殖快,容易培養(yǎng),且成本較低,可

25、工業(yè)化大量生產(chǎn),且生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候、地域限制,所以常常被用作 基因工程的受體細胞。 答案:(1)少 (2)引物 (3)繁殖快,易培養(yǎng),成本低,可以工業(yè)化生產(chǎn),生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候、地域限制 7.(10?分)(新題預(yù)測)人感染埃博拉病毒(EV)會引起致命的出血熱。治療?EV?病的有效方法一個是注射疫苗,另一個 就是注射抗體。凍干劑型埃博拉病毒疫苗于?2017?年?10?月在我國研制成功。請回答下列相關(guān)問題: (1)作為?EV?的疫苗需要具備的條件: ___________________________________ ______________________

26、____________________________________________。 (2)若用小鼠生產(chǎn)?EV?的單克隆抗體,需先對小鼠注射抗原,目的是能從小鼠體內(nèi)獲得________________細胞,然后 將該細胞與骨髓瘤細胞融合形成_________ ______________細胞。單克隆抗體制備過程中對融合細胞進行____________ ___________次篩選,最終篩選得到的細胞具有的特點是________________。 (3)植物原生質(zhì)體融合的誘導(dǎo)方法有______________________,動物細胞融合特有的誘導(dǎo)方法是

27、 ______________________。 (4)單克隆抗體制備過程中,應(yīng)用的技術(shù)手段包括________________________ ______________________。 【解析】(1)作為?EV?的疫苗,應(yīng)能刺激機體產(chǎn)生免疫反應(yīng),讓機體產(chǎn)生針對埃博拉病毒的抗體和記憶細胞,同時又不 會使機體致病。 (2)用小鼠生產(chǎn)?EV?的單克隆抗體,需先對小鼠注射抗原,使小鼠產(chǎn)生能分泌?EV?抗體的?B?淋巴細胞,將?B?淋巴細胞與 骨髓瘤細胞融合形成雜交瘤細胞。單克隆抗體制備過程中對融合細胞進行兩次篩選,第一次篩選得到雜交瘤細胞, 第二次篩選

28、得到既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞。 (3)誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合可采用物理法和化學(xué)法,物理法如離心、振動、電激等,化學(xué)法常用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑, 動物細胞融合特有的誘導(dǎo)方法是用滅活病毒誘導(dǎo)細胞融合。 (4)單克隆抗體制備過程中,首先需要將?B?淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,然后對雜交瘤細胞進行培養(yǎng),用到了動物細 胞融合和動物細胞培養(yǎng)技術(shù)。 答案:(1)既能讓機體產(chǎn)生針對埃博拉病毒的抗體,同時又沒有致病性 (2)產(chǎn)生?EV?抗體的?B?淋巴 雜交瘤 兩 既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生所需抗體 (3)物理法和化學(xué)法 滅活的病毒 (4)動物細胞融

29、合和動物細胞培養(yǎng) 8.(10?分)馬鈴薯(4N)是種植廣泛的農(nóng)作物,病毒侵染后導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降,為了提高產(chǎn)量可將馬鈴薯進行脫毒培 育。番茄(2N)是重要的經(jīng)濟作物,科學(xué)家試圖按如圖方法培育出一種地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的“超級作物”, 回答下列問題: (1)為了獲得脫毒馬鈴薯,外植體往往取自植物分生區(qū)附近(如莖尖),其原因是 __________________________________。利用植物組織培養(yǎng),能獲得試管苗,其原理是 __________________________。 (2)如圖栽培過程

30、屬于植物細胞工程中的________________技術(shù),這一技術(shù)的優(yōu)點是可以 ________________________________。 (3)過程①用到的酶是________________;在②過程中,常用的化學(xué)方法一般是用________________誘導(dǎo)融合,該過 程成功的標志是______________________?_______________________________________。最終獲得的“番茄—馬 鈴薯”屬于________倍體植株。 【解析】(1)植物分生區(qū)附近的病毒極少,甚至無病毒,因此為了獲得脫毒馬鈴薯,外植體往

31、往取自植物分生區(qū)附近; 植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞具有全能性。(2)題圖所示栽培過程屬于植物細胞工程中的植物體細胞雜交技術(shù), 這一技術(shù)的優(yōu)點是可以克服遠緣雜交不親和的障礙。(3)過程①表示利用酶解法去除植物細胞的細胞壁,通常使用 纖維素酶和果膠酶;②過程表示原生質(zhì)體融合,常用的化學(xué)方法一般是用聚乙二醇(或?PEG)誘導(dǎo)融合;由于番茄的 體細胞中含?2?個染色體組,馬鈴薯的體細胞中含?4?個染色體組,二者融合的雜種細胞內(nèi)染色體組為6?個,所以最終獲 得的“番茄-馬鈴薯”雜種植株屬于異源六倍體。 答案:(1)分生區(qū)附近的病毒極少,甚至無病毒 植物細胞具有全能性 (2)植物體細胞雜交 克服遠緣雜交不親和的障礙 (3)纖維素酶和果膠酶 聚乙二醇(或?PEG) 雜種細胞再生出細胞壁(形成新的細胞壁) 六