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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題七 現(xiàn)代生物科技 綜合評估 1.家蠶細胞具有高效表達外源基因能力。將人干擾素基因?qū)爰倚Q細胞并大規(guī)模培養(yǎng),可以提取干擾素用于制藥。 (1)進行轉(zhuǎn)基因操作前,需用　　　　酶短時處理幼蠶組織,以便獲得單個細胞。 (2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達,需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的　　　　和　　　　之間;若要檢測干擾素基因在家蠶細胞中是否表達,可以采用的方法有　　 　、 　　　　　　　。 (3)通過PCR技術(shù)可大量獲取目的基因。PCR反應(yīng)體系主要包括:擴增緩沖液(含Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、　　　　　　　　和　 。 (4)培養(yǎng)家蠶細胞時,貼壁生長的細胞會產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中,這樣可以　　　　　　　　　　,增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量,也有利于空氣交換。 (5)“?；~塘”生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量,形成“無廢棄物農(nóng)業(yè)”,這主要是遵循生態(tài)工程的　　　　原理。同時,通過飼養(yǎng)家禽、家畜,栽培食用菌,提高農(nóng)民經(jīng)濟收入,使保護環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟相互協(xié)調(diào),這又體現(xiàn)了生態(tài)工程的　　　　原理。 解析:(1)該基因工程中,進行轉(zhuǎn)基因操作前,需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶短時處理幼蠶組織,分散獲得單個細胞。 (2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達,需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的啟動子和終止子之間;若要檢測干擾素基因在家蠶細胞中是否表達,可以采用分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄,采用抗原-抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否翻譯。 (3)通過PCR技術(shù)可大量獲取目的基因,該PCR反應(yīng)體系主要包括:擴增緩沖液(含Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、熱穩(wěn)定DNA聚合酶和與干擾素基因特異性配對的DNA引物。 (4)培養(yǎng)家蠶細胞時,貼壁生長的細胞會產(chǎn)生接觸抑制;通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中,可以增大細胞貼壁生長的附著面積,增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量,也有利于空氣交換。 (5)“桑基魚塘”生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量,形成“無廢棄物農(nóng)業(yè)”,這主要是遵循生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。同時,通過飼養(yǎng)家禽、家畜,栽培食用菌,提高農(nóng)民經(jīng)濟收入,使保護環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟相互協(xié)調(diào),這又體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體性原理。 答案:(1)胰蛋白(或膠原蛋白) (2)啟動子　終止子　分子雜交技術(shù)(DNA—RNA雜交技術(shù))　抗原-抗體雜交技術(shù) (3)Taq酶(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)　與干擾素基因特異性配對的DNA 引物 (4)增大細胞貼壁生長的附著面積 (5)物質(zhì)循環(huán)再生　整體性 2.眼蟲是一種含有葉綠體的原生動物:據(jù)此,某同學(xué)認為動物細胞與植物細胞之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的:他設(shè)計了一個具體的實驗方案如圖: 請回答下列有關(guān)問題: (1)實驗方案中,步驟A為除去細胞壁得到的　　　　　,步驟B為　　　　　　　　　。 (2)植物材料經(jīng)　　　　　　　后形成愈傷組織,誘導(dǎo)該過程的關(guān)鍵物質(zhì)是　　　　　　　　　　。 (3)進行動物胚胎細胞培養(yǎng)時,需要用胰蛋白酶將　　　　分散成單個細胞,制成的細胞懸液,通常置于含95%空氣加5%　　　　　　的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。 (4)一般選用傳代培養(yǎng)　　　　　代以內(nèi)的細胞用于誘導(dǎo)融合,因為它們具有　　　　　　　。誘導(dǎo)融合的物理法包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析:(1)植物細胞除去細胞壁后得到的結(jié)構(gòu)稱為原生質(zhì)體,在體外培養(yǎng)的動物胚胎需移植到相應(yīng)的受體雌性動物的子宮內(nèi)才能發(fā)育成新個體。分析圖示可知,步驟A為除去細胞壁得到的原生質(zhì)體,步驟B為胚胎移植。 (2)在植物組織培養(yǎng)的過程中,離體的細胞、組織或器官經(jīng)脫分化后形成愈傷組織,此過程離不開生長素和細胞分裂素的誘導(dǎo)。 (3)在培養(yǎng)動物細胞時,需要用胰蛋白酶處理組織塊或貼壁生長的細胞,使之分散成單個細胞。細胞培養(yǎng)所需氣體主要有氧氣和二氧化碳,O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。所以進行細胞培養(yǎng)時,通常將其置于含95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。 (4)傳代培養(yǎng)的動物細胞,一般在10代以內(nèi),能保持細胞正常的二倍體核型。誘導(dǎo)動物細胞融合的物理方法有離心、振動和電激等。 答案:(1)原生質(zhì)體　胚胎移植　(2)脫分化　生長素和細胞分裂素　(3)組織塊(或貼壁生長的細胞)　二氧化碳 (4)10　正常的二倍體核型　離心、振動和電激 3.孤雌生殖是指卵細胞不經(jīng)過受精直接發(fā)育成新個體的生殖方式。自然條件下,哺乳動物不發(fā)生孤雌生殖。xx年3月,云南農(nóng)大科研團隊把豬卵母細胞進行人為的孤雌激活處理,使其發(fā)育成胚胎,移植到代孕母豬體內(nèi),獲得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆豬。這種克隆豬不同于核移植獲得的克隆豬,現(xiàn)將兩種技術(shù)進行比較。 (1)圖中過程①②③④是獲得孤雌生殖克隆豬的技術(shù)流程,那么獲得核移植克隆豬的技術(shù)流程是過程　　　　　　(填序號)。 (2)孤雌生殖克隆豬由于缺失　　　　　　方親本基因,導(dǎo)致其生長發(fā)育中出現(xiàn)多種問題,給研究者提出了很多研究課題。 (3)孤雌激活處理其實質(zhì)是要激活卵母細胞　　　　　　,使其發(fā)育成早期胚胎,得到克隆豬。 (4)體細胞核移植技術(shù)中也會用到卵母細胞,需要選擇　　　　時期的卵母細胞,并用微型吸管吸出　。 (5)早期胚胎移植時,必須移植到同種、　　　　　　　的其他雌性動物子宮中,才可能移植成功。 解析:(1)核移植技術(shù)的操作過程:將體細胞的細胞核和去核卵母細胞結(jié)合形成重組細胞,然后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得早期胚胎并利用胚胎移植技術(shù)將早期胚胎移植入受體的子宮中孕育,最后獲得克隆動物個體。據(jù)圖分析知,獲得核移植克隆豬的技術(shù)流程是過程⑤⑥③④。(2)據(jù)題意可知,孤雌生殖克隆豬是把豬卵母細胞進行人為的孤雌激活處理,使其發(fā)育成胚胎,移植到代孕母豬體內(nèi)而獲得的,故缺乏父方的遺傳基因。(3)克隆技術(shù)(核移植技術(shù))的原理是動物細胞核的全能性,所以孤雌激活處理其實質(zhì)是要激活卵母細胞核的全能性,使其發(fā)育成早期胚胎,得到克隆豬。(4)體細胞核移植技術(shù)中也會用到卵母細胞,需要選擇減Ⅱ中期的卵母細胞,并用微型吸管吸出次級卵母細胞的細胞核和第一極體。(5)胚胎移植的生理基礎(chǔ)之一是動物發(fā)情排卵后,同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的(受體能為供體胚胎提供相同的生理環(huán)境,這是胚胎移植成功的關(guān)鍵)。 答案:(1)⑤⑥③④　(2)父　(3)細胞核全能性(或增殖分化)　(4)減數(shù)第二次分裂中期　細胞核和第一極體(缺一不可)　(5)生理狀態(tài) 相同 4.下圖是利用單克隆抗體技術(shù)制備三聚氰胺特異性抗體的過程,請據(jù)圖回答: (1)單克隆抗體的制備過程中要用到　　　　　　　　　　和　　　　　　　　技術(shù)。 (2)由于三聚氰胺相對分子質(zhì)量過小,不足以激活高等動物的免疫系統(tǒng),因此在制備抗體前必須對其進行①過程,下列物質(zhì)中不適合作“擴容”抗原分子的是(　　) A.蛋白質(zhì) B.多糖 C.磷脂 D.核苷酸 (3)②過程會使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)　　　　的B淋巴細胞,此過程屬于特異性免疫中的　　　　免疫。 (4)單克隆抗體的制備所依據(jù)的免疫學(xué)基本原理是 　。 (5)③過程動物細胞特有的促融方法是用　　　　　　　,④過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,會使　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的細胞死亡;選出的雜交瘤細胞還需進行　　　　　　　　　　,才能獲得產(chǎn)三聚氰胺抗體的雜交瘤細胞株。 (6)制備的三聚氰胺單克隆抗體可用于檢測乳制品中存在的微量三聚氰胺,說明三聚氰胺單克隆抗體具有　　　　　　特征。 解析:(1)分析圖示可知,單克隆抗體的制備過程中要用到動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和動物細胞融合技術(shù)。 (2)抗原具有大分子性,要想使三聚氰胺“擴容”為抗原分子,所選物質(zhì)的相對分子質(zhì)量必須足夠大,蛋白質(zhì)和多糖是大分子物質(zhì),適合作“擴容”抗原分子;磷脂相對分子質(zhì)量較大,也能滿足“擴容”要求;核苷酸為有機小分子物質(zhì),相對分子質(zhì)量非常小,不適合作“擴容”抗原分子,D項正確。 (3)②過程是將抗原分子注射到小鼠體內(nèi),會使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)抗體的B淋巴細胞,此過程屬于特異性免疫中的體液免疫。 (4)單克隆抗體的制備所依據(jù)的免疫學(xué)基本原理是:每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體,因此大量培養(yǎng)雜交瘤細胞可以得到單克隆抗體。 (5)③過程是誘導(dǎo)免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,動物細胞特有的促融方法是用滅活的病毒。④過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡。選出的雜交瘤細胞還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,才能獲得產(chǎn)生三聚氰胺抗體的雜交瘤細胞。 (6)由題干信息可知該抗體可檢測乳制品中存在的微量三聚氰胺說明單克隆抗體具有靈敏度高、特異性強的優(yōu)點。 答案:(1)動物細胞培養(yǎng)　動物細胞融合　(2)D　(3)抗體　體液　(4)每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體　(5)滅活的病毒　未融合的親本細胞和融合的具有同種核　克隆化培養(yǎng)和抗體檢測　(6)靈敏度高(或“靈敏度高、特異性強”) 5.在生產(chǎn)中,基因工程可以和胚胎工程相結(jié)合,可生產(chǎn)出人類需要的產(chǎn)品,如下圖所示。 (1)在表達載體的建構(gòu)過程中,有兩種連接酶,其中T4DNA連接酶可“縫合”　　　　　　　　末端,EcoliDNA連接酶則只能“縫合”　　　　末端,兩者均可催化形成　　　　鍵。 (2)將目的基因?qū)雱游锛毎?最常用①　　　　法,其受體細胞通常為受精卵。 (3)在上述過程中,受精卵要通過②過程培養(yǎng)成胚胎后再進行移殖。下列有關(guān)胚胎移植的敘述正確的有　　　(多選)。 A.沖卵指的是從子宮中沖出胚胎,而非沖出卵子 B.只有供、受體生理環(huán)境高度一致,移入受體的胚胎才能被接受 C.供體和受體要進行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) D.不同動物胚胎移植的時間不同,牛的胚胎移植最好在原腸胚時期 進行 (4)若要同時獲得多頭產(chǎn)抗凝血酶Ⅲ蛋白的相同奶牛,可進行胚胎分割。應(yīng)選擇發(fā)育到　　　　　　　　　時期的胚胎進行操作,進行分割時,應(yīng)注意將　　　　　　　分割,通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個體具有相同的　 。 解析:(1)連接酶可催化形成磷酸二酯鍵,不同種類的連接酶“縫合”的末端會有所不同。(2)常用顯微注射法向動物細胞內(nèi)導(dǎo)入目的基因。(3)移植后的胚胎能在受體子宮中成活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng);牛的胚胎最好在桑椹胚或囊胚時移植。(4)進行胚胎分割移植最好選桑椹胚或囊胚予以分割,對囊胚階段的胚胎分割時要注意將內(nèi)細胞團均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 答案:(1)黏性末端和平　黏性　磷酸二酯 (2)顯微注射　(3)AB (4)桑椹胚或囊胚　內(nèi)細胞團均等　遺傳物質(zhì) 6.下圖表示利用胚胎干細胞(ES細胞)所作的一系列研究,請據(jù)圖分析回答。 (1)上圖中的胚胎干細胞(ES細胞)可以從　　　　和　　　　中分離獲取。 (2)過程Ⅰ將胚胎干細胞置于γ射線滅活的鼠胎兒成纖維細胞的飼養(yǎng)層上,并加入動物血清、抗生素等物質(zhì),維持細胞不分化的狀態(tài)。在此過程中,飼養(yǎng)層提供干細胞增殖所需的　　　　,加入抗生素是為了　　　　　　　　　　。該過程對于研究細胞分化和細胞凋亡的機理具有重要意義。 (3)過程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實驗時,必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,該過程研究的意義在于解決 　問題。 (4)該研究中,包含的生物技術(shù)有　　　　　　　　(至少寫出 兩種)。 (5)過程Ⅱ?qū)в羞z傳標記的ES細胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過組織化學(xué)染色,用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素,這項研究利用了胚胎干細胞具有　　　　的特點。在哺乳動物早期發(fā)育過程中,囊胚的后一個階段是　　　　　　　　。 解析:(1)上圖中的胚胎干細胞可以來源于早期胚胎和原始性腺。 (2)飼養(yǎng)層細胞可為干細胞分裂、增殖提供營養(yǎng)物質(zhì),加入抗生素是為了防止雜菌污染。 (3)由于胸腺是起免疫排斥的T淋巴細胞的發(fā)育場所。因此該過程研究可解決器官移植后免疫排斥問題。 (4)從上圖分析有動物細胞的培養(yǎng),褐毛基因的轉(zhuǎn)基因過程,早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植的過程。 (5)胚胎干細胞具有全能性,通過組織化學(xué)染色,用來研究動物體器官形成時間、過程及其影響因素的研究。早期胚胎發(fā)育過程中囊胎期之后為原腸胚時期。 答案:(1)早期胚胎　原始性腺 (2)營養(yǎng)物質(zhì)　防止雜菌污染 (3)臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥等 (4)動物細胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植 (5)全能性　原腸胚 7.生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、優(yōu)良動物繁育、疾病診治等方面,展現(xiàn)出誘人的前景。請根據(jù)以下材料回答相關(guān)問題: 材料一:經(jīng)過一個世紀的發(fā)展,植物細胞工程技術(shù)解決了人類生存的關(guān)鍵問題(如糧食問題、花卉苗木生產(chǎn)等),為人類創(chuàng)造了巨大的財富。 (1)用植物花藥進行離體培養(yǎng)時,要經(jīng)過　　　　　　過程才能培養(yǎng)成單倍體幼苗。 (2)優(yōu)質(zhì)石榴、長紅棗等植物的生產(chǎn)都可通過微型繁殖技術(shù)來提供試管苗,其優(yōu)點是不僅可以　　　　　　　　　　,還可以高效快速地實現(xiàn)無病毒種苗的大量繁殖。 材料二:中科院動物研究所和福州大熊貓研究中心合作,通過將大熊貓的細胞核植入去核的兔子的卵母細胞中,在世界上最早克隆出一批大熊貓早期胚胎,這表明我國的大熊貓繁殖研究再次走在世界前列。 (3)克隆大熊貓過程中使用的生物技術(shù)手段有 　　　　　(至少寫兩種)。 (4)如果多個供體細胞來自同一只大熊貓,培育的這些大熊貓在性狀上也不完全相同,分析其原因,下列正確的是　　　　(多選)。 A.性狀變異可由環(huán)境條件引起 B.基因可能會發(fā)生突變 C.受體細胞的細胞質(zhì)基因不同 D.細胞核基因發(fā)生了重組 材料三:利用乳腺生物發(fā)生器生產(chǎn)出的人類胰島素,具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等優(yōu)點,該項技術(shù)的誕生可有效地緩解臨床上胰島素不足的難題,從而為糖尿病患者帶來福音。 (5)在乳腺生物發(fā)生器的操作過程中,人的胰島素基因能夠成功插入牛細胞的染色體上原因是　　　　　　　　　　;能合成出人的胰島素的原因是　。 解析:(1)植物花藥進行離體培養(yǎng)過程就是植物組織培養(yǎng)技術(shù),需要經(jīng)過脫分化和再分化兩個階段。(2)微型繁殖技術(shù)是一種無性繁殖技術(shù),所以它能保持優(yōu)良母本品種的遺傳特性。(3)克隆動物首先需要核移植技術(shù)得到重組細胞,然后通過早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)重組細胞為早期胚胎,再通過胚胎移植技術(shù)把早期胚胎移植到發(fā)情的受體動物子宮內(nèi)完成后期的胚胎發(fā)育,直至幼體的產(chǎn)生。(4)由于卵母細胞中所含的細胞質(zhì)基因不完全相同,或者克隆個體生長環(huán)境條件不同或者基因發(fā)生了不同的突變等都可能導(dǎo)致克隆個體表現(xiàn)型不完全相同。(5)能跨物種將一種生物的基因?qū)氩⒉迦胧荏w生物細胞的染色體上,原因是目的基因和受體DNA的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相同,最終能在受體細胞內(nèi)表達成功,說明二者還是共同一套遺傳密碼。 答案:(1)脫分化、再分化　(2)保持優(yōu)良品種的遺傳特性　(3)核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù) (4)ABC　(5)遺傳物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相同　所有生物共用一套遺傳密碼