2019版高考生物二輪復習 專題十四 現(xiàn)代生物科技專題專題能力提升練(A).doc
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專題14現(xiàn)代生物科技專題(30分鐘100分)1.(15分)(2017全國卷)真核生物基因中通常有內含子,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含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?;卮鹣铝袉栴}:(1)某同學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)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_(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化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導。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_ _?!窘馕觥勘绢}主要考查基因工程的相關知識。(1)人體基因A有內含子,將獲得的基因A導入大腸桿菌中,經(jīng)過轉錄得到含有內含子的mRNA,因為大腸桿菌沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。內含子部分對應的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:結構簡單、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,一種抗體只能與特定的蛋白質結合,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化實驗中將一種生物個體的DNA轉移到了另一種生物個體中,并表達合成了相應的蛋白質。答案:(1)基因A有內含子,在大腸桿菌中,其初始轉錄產(chǎn)物中與內含子對應的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移到另一種生物個體【加固訓練】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,科學家通過甘蔗黃葉病毒外殼蛋白基因(簡稱CP蛋白基因)轉化植物來獲得抗病轉基因新品種。(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_。(3)將cDNA和質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“Ecoli 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,并從血清中分離獲得_作為檢測劑?!窘馕觥?1)RNA易被RNA酶水解,加入RNA酶抑制劑可防止RNA被分解;RNA逆轉錄可以得到cDNA。(2)PCR反應體系中應包含模板DNA、dNTP、引物、Taq酶;高溫條件下,易使DNA分子中的氫鍵斷裂,雙螺旋結構打開而發(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,從血清中分離獲得CP蛋白抗體,用抗原-抗體雜交技術來檢測大腸桿菌是否產(chǎn)生CP蛋白。答案:(1)RNA酶逆轉錄(2)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,雙螺旋結構打開而發(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: (1)甲圖中從產(chǎn)生免疫反應的小鼠體內得到了抗_的抗體,說明小鼠體內已形成了相應的B淋巴細胞。設法將B淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞融合,常用的誘導因素有聚乙二醇、_、電激等。(2)甲圖中經(jīng)選擇性培養(yǎng)的_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)量的細胞。(3)乙圖中將煙草細胞培養(yǎng)成轉基因煙草植株涉及的最基本技術是_ _,為了誘導煙草細胞生根,應設置培養(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小鼠產(chǎn)生抗埃博拉病毒的抗體;細胞融合的誘導因素有化學因素(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)量的細胞。(3)將細胞培養(yǎng)成植株的技術是植物組織培養(yǎng),該過程中誘導細胞生根時,培養(yǎng)基中的生長素與細胞分裂素的比應該大于1。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)科學家將蜘蛛的蛛絲蛋白基因導入羊體內,得到轉基因“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_ _。(2)為了獲得蛛絲蛋白,圖中的受體細胞應該選擇_(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_ _。(答出兩點即可)【解析】(1)由題圖可知,通過甲過程形成X,然后直接導入受體細胞,所以X應為基因表達載體;甲過程為構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其全能性相對容易。(3)體外培養(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)境共同作用的結果,轉基因羊除能產(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;轉基因羊的細胞質遺傳物質來自受體卵母細胞,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)雌性恢復其全能性相對容易(3)液體維持培養(yǎng)液的pH(4)轉基因山羊的細胞質遺傳物質來自受體卵母細胞、性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果(或個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變)4.(15分)(2018天水二模)某基因研究院培育出了轉基因克隆綿羊,該綿羊能合成深海魚體內富含的不飽和脂肪酸omega-3。(1)在培育轉基因克隆綿羊過程中,運用_方法除去卵母細胞的細胞核,通過化學試劑_使該細胞與供體細胞融合,進而構建重組胚胎。(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)定和表達的過程,稱為_。利用PCR技術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)這一目標不僅需要對破壞的生態(tài)環(huán)境進行恢復,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?!窘馕觥?1)核移植技術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方法,化學方法一般用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑使兩細胞融合,進而構建重組胚胎。(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,并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程,稱為轉化;利用PCR技術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,導致生物多樣性降低,生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(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)工程建設要遵循的協(xié)調與平衡原理;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,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。答案:(1)顯微操作去核聚乙二醇(2)同期發(fā)情轉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)調與平衡整體性5.(10分)(新題預測)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)請把上面空格的內容補充完整:_激素;_處理;_;圖中的沖卵是用特制裝置,把供體母牛子宮內的_ _沖洗出來。(2)該公司為了在短時間內得到更多的良種奶牛,常常在進行過程之前采用_技術進行操作,這種快速獲得大量個體的繁殖方式屬于_;質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?!窘馕觥?1)對良種荷斯坦奶牛進行超數(shù)排卵處理時需使用促性腺激素;對受體母牛要進行同期發(fā)情處理,以使其生殖器官的生理變化與供體相同;質量檢查、培養(yǎng)合格的早期胚胎可以進行胚胎移植;配種或人工授精后,用特制裝置沖卵是把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出來。(2)欲得到更多的良種奶牛,常常在進行胚胎移植之前采用胚胎分割技術進行操作,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,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培育出高產(chǎn)的轉基因黃花蒿。請回答下列問題:(1)建立cDNA文庫是獲取基因的途徑之一。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鍵酶的基因。在對它們進行PCR擴增時,向反應體系中加入的物質中,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)青蒿素的轉基因酵母菌。利用轉基因酵母菌生產(chǎn)青蒿素的優(yōu)勢有_?!窘馕觥?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導入受體菌內形成的基因文庫,所以cDNA文庫中包含的基因數(shù)目比基因組文庫中少。(2)PCR擴增技術中,需要向反應體系中加入引物、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。請回答下列相關問題:(1)作為EV的疫苗需要具備的條件:_。(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)植物原生質體融合的誘導方法有_,動物細胞融合特有的誘導方法是_。(4)單克隆抗體制備過程中,應用的技術手段包括_?!窘馕觥?1)作為EV的疫苗,應能刺激機體產(chǎn)生免疫反應,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)誘導植物原生質體融合可采用物理法和化學法,物理法如離心、振動、電激等,化學法常用聚乙二醇作誘導劑,動物細胞融合特有的誘導方法是用滅活病毒誘導細胞融合。(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。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)物理法和化學法滅活的病毒(4)動物細胞融合和動物細胞培養(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,科學家試圖按如圖方法培育出一種地上長番茄、地下結馬鈴薯的“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)如圖栽培過程屬于植物細胞工程中的_技術,這一技術的優(yōu)點是可以_。(3)過程用到的酶是_;在過程中,常用的化學方法一般是用_誘導融合,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?!窘馕觥?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,這一技術的優(yōu)點是可以克服遠緣雜交不親和的障礙。(3)過程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;過程表示原生質體融合,常用的化學方法一般是用聚乙二醇(或PEG)誘導融合;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- 配套講稿:
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