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2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練26 現(xiàn)代生物科技專題(含解析)(選修3)

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1、現(xiàn)代生物科技專題 1.[2018·全國(guó)卷Ⅰ][生物——選修3:現(xiàn)代生物科技專題] 回答下列問題: (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)??梢宰鳛檩d體外,還證明了__________________(答出兩點(diǎn)即可)。 (2)體外重組的質(zhì)??赏ㄟ^Ca2+參與的________方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與________組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是________。

2、 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí),表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用________的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加________的抑制劑。 答案:(1)體外重組的質(zhì)??梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá) (2)轉(zhuǎn)化 外殼蛋白(或答噬菌體蛋白) 細(xì)菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶 解析:(1)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌中,該過程利用的技術(shù)是基因工程。該研究除了證明質(zhì)??勺鳛檩d體外,還證明了體外重組的質(zhì)??梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞,真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)等。(2)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞可

3、采用Ca2+參與的轉(zhuǎn)化方法;體外重組噬菌體要通過將體外重組的噬菌體DNA和外殼蛋白(或噬菌體蛋白)進(jìn)行組裝獲得;因?yàn)槭删w是專門寄生在細(xì)菌中的病毒,所以宿主細(xì)胞選用細(xì)菌。(3)為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細(xì)胞;在蛋白質(zhì)純化過程中,為防止目的蛋白質(zhì)被降解,需要添加蛋白酶的抑制劑。 2.[2018·全國(guó)卷Ⅱ][生物——選修3:現(xiàn)代生物科技專題] 某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5′末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱為甲),并將其插

4、入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。 回答下列問題: (1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是_____________________。 使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證________,也是為了保證________。 (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了________和________過程。 (3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的________移入牛的___

5、_____中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的________(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。 答案:(1)E1和E4 甲的完整 甲與載體正確連接 (2)轉(zhuǎn)錄 翻譯 (3)細(xì)胞核 去核卵母細(xì)胞 (4)核DNA 解析:(1)由題意可知,L1基因和GFP基因合成了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱為甲),題圖中顯示了四個(gè)酶切位點(diǎn),當(dāng)將L1-GFP融合基因插入質(zhì)粒P0時(shí),可用E1和F4限制酶進(jìn)行酶切,用這兩種酶進(jìn)行酶切不會(huì)破壞甲的完整性,同時(shí)能保證甲按照正確的方向與載體

6、連接。(2)若在牛皮膚細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1-GFP融合基因得到表達(dá),即目的基因在受體細(xì)胞中通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了熒光蛋白。(3)為了獲得含有甲的牛,可將含有目的基因的細(xì)胞的細(xì)胞核移入牛的去核卵母細(xì)胞中,然后進(jìn)行體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,可以檢測(cè)目的基因是否存在。PCR擴(kuò)增的模板是DNA。 3.[2019·四川成都經(jīng)開區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考]下面是將四倍體蘭花的葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的示意圖,請(qǐng)結(jié)合圖解回答相關(guān)問題: (1)選取四倍體蘭花葉片時(shí),要選擇________的葉片;剪下葉片后需要經(jīng)過一系列的消毒過程,一般先用流水沖洗20 min左右,在無

7、菌操作臺(tái)上用體積分?jǐn)?shù)為________的酒精消毒30 s,取出后在無菌水中清洗,再用________溶液處理30 min,立即用無菌水沖洗2~3次。 (2)離體組織培養(yǎng)常用MS培養(yǎng)基,其主要成分包括大量元素、微量元素、有機(jī)物(如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素以及________等),在配制好的MS培養(yǎng)基中,常常需要添加植物激素,其中,________和________是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。 (3)①過程稱為________;從①、②的結(jié)果看,它們的實(shí)質(zhì)都是________________________________________________。 答案:(1)生長(zhǎng)旺

8、盛(或幼嫩) 70% 次氯酸鈉 (2)蔗糖 生長(zhǎng)素 細(xì)胞分裂素 (3)脫分化 基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果 解析:(1)生長(zhǎng)旺盛的(幼嫩)葉片其細(xì)胞分裂能力強(qiáng),全能性較高,有利于組織培養(yǎng),葉片消毒時(shí),一般先用流水沖洗20 min左右,在無菌操作臺(tái)上用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒30 s,取出后用無菌水清洗,再用次氯酸鈉溶液處理30 min,最后用無菌水沖洗2~3次。(2)離體組織培養(yǎng)常用MS培養(yǎng)基,其主要成分包括大量元素、微量元素、有機(jī)物(如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素以及蔗糖等);在配制好的MS培養(yǎng)基中,常常需要添加植物激素,其中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化

9、的關(guān)鍵激素。(3)①過程稱為脫分化,②是再分化,①、②的實(shí)質(zhì)都是基因的選擇性表達(dá)。 4.[2019·寧夏銀川一中月考]甲圖為牛胚胎移植示意圖,乙圖為胚胎發(fā)育某時(shí)間示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答: (1)甲圖牛胚胎移植過程中,②用________(填激素名稱)處理使供體母牛超數(shù)排卵。沖卵的實(shí)質(zhì)是獲得________。 (2)沖卵后,對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到________或________階段。收集的胚胎可直接向受體移植,方法有________、________;或放入________中保存。 (3)胚胎移植時(shí),早期胚胎容易從供體中收集的生理基礎(chǔ)是_________________

10、__________________________________。 (4)乙圖中1是________,4是________;將來發(fā)育成胎兒各種組織的是________。 答案:(1)促性腺激素 早期胚胎 (2)桑椹胚 囊胚 手術(shù)法 非手術(shù)法 (-196 ℃)液氮 (3)早期胚胎形成后,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立聯(lián)系,處于游離狀態(tài) (4)滋養(yǎng)層 囊胚腔 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 解析:(1)給供體母牛注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵;沖卵的實(shí)質(zhì)是獲得早期胚胎。(2)沖卵后,對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,這時(shí)的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段。收集的胚胎可通過手術(shù)法和非手術(shù)法直接向受體移植,或放入-196 ℃的液氮

11、中保存。(3)早期胚胎形成后,在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,處于游離狀態(tài),所以可以從母體內(nèi)通過沖卵獲得早期胚胎供胚胎移植所用。(4)乙圖的1為滋養(yǎng)層,4為囊胚腔;滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織。 5.[2019·東北三省四市教研聯(lián)合體模擬]2018年1月25日,《細(xì)胞》雜志報(bào)道了我國(guó)研究人員在世界上率先利用去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA,經(jīng)體細(xì)胞核移植技術(shù)培育出第一批靈長(zhǎng)類動(dòng)物——食蟹猴,作為研究癌癥等人類疾病的動(dòng)物模型。如圖為體細(xì)胞核移植技術(shù)培育食蟹猴的操作過程,請(qǐng)回答: (1)2001年,美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)培育出胚胎細(xì)胞核移植猴。獲得食蟹

12、猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,原因是___________________________________________________________ ____________________________________________________。 (2)進(jìn)行過程①時(shí),為提供成纖維細(xì)胞培養(yǎng)所需的無毒環(huán)境,應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)措施是________,其目的是_________________________。 (3)據(jù)圖分析,過程③是利用________法將成纖維細(xì)胞注入猴去核的MⅡ中期卵母細(xì)胞的______________________。 (4)圖中過程⑤的實(shí)

13、質(zhì)是早期胚胎在________條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。 (5)上述實(shí)驗(yàn)的突破之處是使用了去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA,在確定其作用時(shí),研究人員用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)融合細(xì)胞得到A組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)注入去甲基化酶(Kdm4d)mRNA的融合細(xì)胞得到B組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖中X為融合細(xì)胞發(fā)育成的胚胎數(shù)、Y為囊胚數(shù)、Z為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)數(shù)。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,Kdm4d的mRNA的作用是既能提高_(dá)_______,又能提高_(dá)_________________________。 答案:(1)體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性較難 (2)定期更換培養(yǎng)液 防止成纖維細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害 (3)顯微

14、注射 卵細(xì)胞膜與透明帶之間 (4)相同生理 (5)融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的成功率 囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率 解析:(1)與胚胎細(xì)胞相比,動(dòng)物體細(xì)胞的分化程度高,恢復(fù)其全能性更難,因此利用體細(xì)胞核移植難度更大。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,其目的是防止代謝產(chǎn)物的積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。(3)過程③是核移植過程,通過顯微注射的方法將供體細(xì)胞注入MⅡ中期卵母細(xì)胞的卵細(xì)胞膜與透明帶之間。(4)胚胎移植時(shí)要求供體與受體具有相同生理狀態(tài)。(5)從圖中數(shù)據(jù)可知,與A組相比,B組的融合細(xì)胞(注入了Kdm4d的mRNA)發(fā)育成囊胚的成功率和囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率都較高。 6.[2019·江西四校聯(lián)考

15、]應(yīng)用生物工程技術(shù)可獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題: (1)在培育轉(zhuǎn)人生長(zhǎng)激素基因牛過程中,②過程常用的方法是________________,采用胚胎分割技術(shù)對(duì)處在________的胚胎進(jìn)行分割,可以獲得多頭基因型相同的轉(zhuǎn)基因牛。這些基因型相同的轉(zhuǎn)基因牛的產(chǎn)生屬于________繁殖。 (2)轉(zhuǎn)人生長(zhǎng)激素基因??赏ㄟ^乳腺細(xì)胞分泌乳汁來生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素,在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),人生長(zhǎng)激素基因的首端必須含有_________________________。 (3)prG能激發(fā)細(xì)胞不斷分裂,通過基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因來制備單克隆抗體,Ⅲ代表的細(xì)胞具有_________

16、____________的特點(diǎn)。 (4)在抗蟲棉培育過程中,④過程常采用的方法是__________;⑤過程采用的技術(shù)是________;在分子水平上可采用________法來檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲基因是否成功表達(dá)。 (5)下面是獲取目的基因的幾種方法,其中核酸序列要求已知的是________。 ①?gòu)幕蚪M文庫(kù)中獲取目的基因 ②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 ③構(gòu)建cDNA文庫(kù)的目的基因 ④通過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成目的基因 A.①②  B.②③ C.②④ D.①④ (6)當(dāng)獲能后的精子與卵子相遇時(shí),首先發(fā)生______,釋放出有關(guān)的酶直接溶解卵丘細(xì)胞間的物質(zhì),形

17、成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反應(yīng)依次有透明帶反應(yīng)、________。 答案:(1)顯微注射法 桑椹胚或囊胚 無性 (2)牛乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件(不可只答啟動(dòng)子) (3)既能無限增殖,又能產(chǎn)生特定抗體 (4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 植物組織培養(yǎng) 抗原—抗體雜交 (5)C (6)頂體反應(yīng) 卵細(xì)胞膜反應(yīng) 解析:(1)將目的基因?qū)雱?dòng)物受精卵的常用方法是顯微注射法。采用胚胎分割技術(shù)對(duì)處在桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行分割,可以獲得多個(gè)基因型相同的個(gè)體,這種繁殖方法屬于無性繁殖。(2)若通過乳腺細(xì)胞分泌乳汁來生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素,在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),目的基因的首端必須含有牛乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等

18、調(diào)控組件。(3)在制備單克隆抗體時(shí),經(jīng)檢測(cè)、篩選后得到的細(xì)胞既能無限增殖,也可以產(chǎn)生特定的抗體。(4)在抗蟲棉培育過程中,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,再通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)將受體細(xì)胞培育成抗蟲棉。在分子水平上可采用抗原—抗體雜交技術(shù)來檢測(cè)抗蟲基因是否成功表達(dá)。(5)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因所使用的引物是根據(jù)一段已知目的基因的核苷酸序列合成的,而通過DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成目的基因時(shí),需要知道目的基因的全部核苷酸序列,故選C。(6)精子與卵子相遇時(shí),首先發(fā)生頂體反應(yīng),使頂體內(nèi)的酶釋放出來。防止多精入卵的生理反應(yīng)有透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。 6

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