高考生物二轮复习专题八现代生物科技专题练习

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1、专题八现代生物科技专题1.(2017河南濮阳一模)中国科研人员首次将与FibH基因类似的人工丝蛋白基因,导入到被敲除FibH基因的蚕卵体内,意味着对蚕卵的基因改造获得成功。当它们长大后,吐出的丝中就含有人工合成丝蛋白。通过这种技术还可以让家蚕在吐丝的同时,按照实际需要吐出其他蛋白。含有人工合成丝蛋白的蚕茧,能发出绿色荧光,比正常的蚕茧更加轻薄。请回答下列问题:(1)获得人工合成丝蛋白是通过工程,对 进行改造,最终合成人工丝蛋白,以满足人类生产和生活的需求。(2)与基因工程相比较,蛋白质工程产物具备的特点是。基因敲除是一种特殊的基因重组技术,即将外源目的基因导入细胞从而干扰该细胞内某一基因的功能

2、;将目的基因导入家蚕卵细胞的方法是,此处蚕卵是指蚕的。(3)将人工丝蛋白基因导入蚕卵体内之前,需要进行的核心步骤是 ,其目的是使该基因在蚕卵中 ,并且可以遗传给下一代,同时,使其能够表达和发挥作用。(4)绿色荧光蛋白基因可以作为,用于鉴别和筛选蚕卵中是否含有。解析:(1)结合题中信息可知,获得人工合成丝蛋白是通过蛋白质工程,对蚕丝蛋白基因进行改造,最终合成人工丝蛋白,以满足人类生产和生活的需求。(2)与基因工程相比,蛋白质工程可以生产出自然界中不存在的蛋白质;将目的基因导入动物细胞常用显微注射法;培育转基因动物时的受体细胞为受精卵,因为其全能性最高。(3)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体,

3、其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。(4)绿色荧光蛋白基因可以作为标记基因,用于鉴别和筛选蚕卵中是否含有人工丝蛋白基因。答案:(1)蛋白质蚕丝蛋白基因(2)可以生产自然界不存在的蛋白质显微注射法受精卵(3)构建基因表达载体稳定存在(4)标记基因人工丝蛋白基因2.(2017广东肇庆二模)转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因,由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗,其培育过程如图所示(至代表过程,A至C代表结构或细胞)。请回答:(1)在图中基因表达载体的构建过程中,为了使目的基因正常表达,目的基因的首端必须有识别和结合的部位。将目的

4、基因导入受体细胞的方法很多,在该题中涉及的方法是,之所以要把目的基因插入Ti质粒的TDNA中,这是利用TDNA 的特点。(2)过程的具体操作是:先用Ca2+处理农杆菌,使其成为细胞;再将含乙肝病毒表面抗原基因的重组Ti质粒溶于缓冲液中与经处理的农杆菌混合,完成转化过程。乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是 ,通常采用的方法进行检测。(3)基因工程中,若要培育乳腺生物反应器,应选用动物的为受体细胞,且该受体细胞的性染色体组成应为型。解析:(1)目的基因的首端必须有启动子,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位;由图可知,图中将目的基因导入受体细胞采用的是农杆菌转化法,之所以

5、要把目的基因插入Ti质粒的TDNA中,这是因为TDNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上。(2)用Ca2+处理农杆菌,使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞;乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上,通常采用DNA分子杂交的方法进行检测。(3)基因工程中,若要培育乳腺生物反应器,应选用动物的受精卵为受体细胞,因为受精卵的全能性最高;由于只有雌性哺乳动物才能分泌乳汁,因此该受体的细胞的性染色体组成应为XX型。答案:(1)RNA聚合酶农杆菌转化法可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上(2)感受态目的基因

6、是否插入了受体细胞的染色体DNA上DNA分子杂交(3)受精卵XX3.(2017福建漳州八校三模)科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有Pst、Sma、Hind、Alu等四种限制性核酸内切酶切割位点,下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampt为抗氨苄青霉素基因),其中是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,、表示相关结构或细胞。请据图作答:(1)在构建重组DNA时,可用一种或多种限制性核酸内切酶进行切割,为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接,在此实验中应该选用限制性核酸内切酶分别对、进行切割,切割后产生的DNA片段分别为、

7、种。(2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长,要利用该培养基筛选已导入鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞,应使重组DNA中含有作为标记基因。(3)研究人员通常采用法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。(4)由经过程获得试管苗,需利用技术,该技术依据的原理是。解析:(1)依据图中各限制酶识别位点可知,应选用Pst和Sma对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割,可防止切割后的目的基因自身环化;Pst和Sma在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点,切割后产生4种DNA片段,而环状质粒上有两个酶切位点,切割后产生2种DNA片段。(2)能在含氨苄青霉素的培养基中生存的细胞具有抗氨苄青霉素基因,故

8、基因表达载体中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因。(3)番茄是双子叶植物,将目的基因导入番茄细胞的方法是农杆菌转化法。(4)由单个细胞培育成完整的个体,该技术称为组织培养技术,利用的原理为细胞的全能性。答案:(1)Pst、Sma含鱼抗冻蛋白基因的DNA质粒42(2)抗氨苄青霉素基因(3)农杆菌转化(4)组织培养细胞的全能性4.(2017四川乐山三模)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为。过程表示去除细胞核,去核时常采用的方法。代表的过程是。(2)经过多次传代后,供体细胞中的稳定性会降低,因

9、此,选材时必须关注。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是 。解析:(1)由题意知,A为细胞核其性染色体组成为XX或XY;过程表示去除细胞核,去核时常采用显微操作去核法。代表的过程是胚胎移植。(2)动物细胞培养时,多次传代后,供体细胞遗传物质稳定性会降低,故选材时必须注意传代次数。(3)克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度来说,是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。答案:(1)XX或XY显微操作(去核法)胚胎移植(2)遗传物质传代次数(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响5.(2017辽宁沈阳二模

10、)良种牛繁育的产业化技术的部分过程如图所示。请据图回答下列问题:(1)在产生后代E的过程中,图中的A、C、D牛中,牛可以是非良种个体。(2)若是体外受精,需要提供发育至 期的卵子和已的精子。过程通过显微操作去除受体卵子细胞核的目的是使重组细胞的 ;过程用物理或化学方法处理的目的是,使其完成细胞分裂和发育进程。(3)用于移植的胚胎需要用发育培养液培养至适宜的阶段。在使用合成培养液培养时,通常还需加入等天然物质。在培养过程中,需要适时培养液,以清除代谢产物,防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。(4)与F相比,E更具有多样性。其原因是:E是有性生殖后代,其亲代减数分裂及受精过程中会分别发生 。解析:

11、(1)在产生后代E的过程中,供体A、C要具有优良的遗传特性,受体D只需要具有正常的繁殖能力即可,不需要具有优良的遗传特性。(2)体外受精时,需要提供成熟(或处于减数第二次分裂中期)的卵子和已获能的精子。过程通过显微操作去除受体卵细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体母牛B;过程用物理或化学方法处理的目的是激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。(3)在使用合成培养基时,通常还需加入血清等天然物质后再进行培养。在培养过程中,需要适时更换培养液,以清除代谢产物,防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。(4)F是克隆动物,属于无性生殖,而E属于试管动物,属于有性生殖,由于其亲代减数分裂过程中

12、会发生基因重组,而受精作用过程中发生雌雄配子的随机结合,因此与F相比,E更具有多样性。答案:(1)D(2)减数第二次分裂中获能核遗传物质完全来自供体母牛B激活受体细胞(3)血清(血浆)更换(4)基因重组和雌雄配子的随机结合6.(2017甘肃酒泉一模)英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种,其数量少,生育力低。现代生物工程能有效提高优质马的生育效率。请根据这则材料回答下列问题:(1)用激素处理适龄纯血母马,使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。采集的卵母细胞人工培育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和。(2)体外受精前要对来自雄性附睾的精子进行一定的处理,使其

13、。(3)随着动物克隆技术的发展,人们可以将纯血马的移入其他马的细胞中,将其激活并发育成胚胎,植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功,胚胎的供体和受体应保持 。(4)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时,也对人们的传统观念造成极大冲击,我国政府的态度是禁止性克隆人。解析:(1)给良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵;采集的卵母细胞人工培育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(2)精子需要经过获能处理后才能受精。(3)动物体细胞核移植是指将一个细胞的细胞核移植到另一个去核卵母细胞中;为保证胚胎移植的成功,胚胎的供体和受体应保持相同的生理环境。(4)我国政

14、府的态度是禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆。答案:(1)促性腺第一极体(2)获能(3)细胞核去核卵母相同的生理环境(4)生殖7.(2017湖南郴州三模)随着生物技术的发展,现代的试管婴儿技术不仅能解决部分人的生育问题,还能用于部分肿瘤疾病、遗传性疾病的治疗等,实现优生优育。回答下列问题:(1)培育试管婴儿时,为了提高受孕率,需培植多个胚胎,因此需要用处理,促进女性排出更多的卵子。(2)从受精卵到原肠胚需依次经历哪些时期?卵裂期 。(3)一对夫妻,妻子是血友病患者,而丈夫正常。为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行,目前最有效最准确的方法是SRYPCR法,操作的基本程序是:从被检测的囊

15、胚中取出几个(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取DNA进行扩增,用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测,若未出现杂交链,胚胎性别为,而基因工程中 也会用到DNA探针。解析:(1)促性腺激素能促进超数排卵。(2)受精卵发育至原肠胚需要依次经历的时期为卵裂期桑椹胚期囊胚期。(3)血友病属于伴X染色体隐性遗传病(相关基因用B、b表示)。一对夫妻,妻子是血友病患者(XbXb),而丈夫正常(XBY),则他们所生儿子均患病,女儿均正常,因此为了生育一个健康的孩子,进行胚胎移植前需要进行性别鉴定。运用SRYPCR法操作的基本程序是:从被检测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA

16、进行扩增,用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测,若未出现杂交链,说明不含Y染色体,则胚胎性别为女性。基因工程中目的基因的检测和鉴定也会用到DNA探针。答案:(1)促性腺激素(2)桑椹胚期囊胚期(3)性别鉴定滋养层女性目的基因的检测和鉴定8.tPA是机体在凝血平衡调节中发挥关键性作用的蛋白质,如图是利用奶牛乳腺生产tPA的图解,据图回答下列问题:(1)tPA基因在体外迅速扩增需用到酶。要使tPA基因在奶牛的乳腺细胞中特异性表达,需在其前面加上。(2)过程是,未受精的卵细胞应培育至期,转基因牛的培育成功证明了 。(3)过程胚胎移植中用于移植的胚胎是。移入的胚胎能够在受体

17、母牛体内存活的原因是 ,同时能够在子宫内建立正常的生理和组织上的联系。(4)乳腺生物反应器生产医用人体蛋白比工程菌有优势,是由于乳腺细胞有较强的能力,省去了从工程菌胞内提取时的破壁、分离等程序,大大降低了纯化成本。解析:(1)可采用PCR技术在体外迅速扩增tPA基因,此技术需要用到Taq酶(热稳定性DNA聚合酶)。在tPA基因前面加上乳腺蛋白基因的启动子,可诱导tPA基因在奶牛的乳腺细胞中特异性表达。(2)过程表示核移植形成重组细胞,核移植时需将卵细胞培养到减数第二次分裂中期,核移植技术的成功证明了已分化动物细胞核具有全能性。(3)过程中用于移植的胚胎是囊胚或桑椹胚。移入的胚胎不与受体母牛发生免疫排斥反应,使其能在受体母牛子宫内存活。(4)乳腺生物反应器的优势在于乳腺细胞有较强的分泌能力,简化了获取目的蛋白的程序,降低了纯化成本。答案:(1)Taq(热稳定性DNA聚合)乳腺蛋白基因的启动子(2)核移植减数第二次分裂中动物已分化体细胞的细胞核具有全能性(3)囊胚或桑椹胚受体对移入的胚胎不发生免疫排斥反应(4)分泌6