现代生物科技类专项突破.docx

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现代生物科技类专项突破

现代生物科技类专项突破

1．（原创）科研人员将拟南芥GolS2基因导入水稻内，使该基因过量表达，产生了较多的糖类化合物，从而大大提升了植株的抗旱能力。

（1）细胞内糖类化合物含量增多就能提高抗旱能力，原因是______________。

（2）将GolS2基因拼接在载体上导入细胞，而不是将GolS2基因片段直接导入受体细胞，原因是_______________________、_______________________（至少说出两条）。

使GolS2基因在水稻体内过量表达，是科学家对载体上的____________进行修饰的结果。

（3）实际种植转GolS2基因水稻时发现，在较为干旱的情况下，其叶片不会打蔫卷曲，因此产量远高于非转基因水稻。

较为干旱的情况下，转基因水稻光合速率较高的原因有_______________________________________________（答出一条即可）。

（4）对导入了基因表达载体的细胞需进行组织培养，诱使细胞脱分化时需在无菌环境下进行，另外还需满足的条件为_______________________________。

答案　

（1）细胞液浓度增加，可大大提高根细胞的吸水、保水能力

（2）使目的基因在受体细胞中稳定存在　可以通过复制遗传给下一代　使目的基因能够表达和发挥作用（答出其中两条即可）　启动子

（3）叶片舒展，光合作用面积大于非转基因水稻（气孔不关闭或关闭不明显，对二氧化碳的吸收能力大于非转基因水稻）

（4）离体、植物激素调节、适宜的温度和pH

解析　

（1）从题意来看，细胞内GolS2基因的过量表达，使得细胞内糖类增多，增加了细胞液的浓度，进而使细胞吸水或保水能力增加。

（2）将目的基因与载体结合，可以使目的基因在受体细胞中稳定存在，不会被当作异物分解；质粒上有复制原点，目的基因可以随着质粒的复制而复制，进而遗传给下一代；启动子和终止子保证了目的基因能够正常表达和发挥作用。

欲使GolS2基因过量表达，首先使ColS2基因过量地转录，因此，科学家修饰的应该是启动子（调控基因转录的核苷酸序列）。

（3）叶片打蔫卷曲，是细胞严重失水的表现。

严重的失水情况下，气孔关闭会影响二氧化碳的吸收；同时叶片卷曲，会减小受光面积。

（4）细胞在植物体中是不会表现出全能性的，只有在离体条件下才可以，另外还需植物激素的调控、适宜的温度和pH等。

2．（2018·安徽省A10联盟高三试题）真核生物基因中通常含有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。

下图表示基因文库的制备和从基因文库中提取胰岛素基因的过程。

回答下列问题：

（1）从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，从cDNA文库中获得的目的基因缺少的结构有____________________________（至少写两个）等。

图中①过程中存在的碱基配对方式有______________________________（模板上的碱基在前）；②过程所用的工具酶有________________________。

（2）为了便于导入基因，细菌培养基中一般加入________________，理由是_________________________________________。

（3）依据图中杂交结果，应选取培养基上________（填字母）菌落继续培养，才能获得含有胰岛素基因的受体菌。

（4）从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期待的生物活性，从细胞结构角度分析，其原因是__________________________________________________。

答案　

（1）启动子、终止子、内含子　A－T、U－A、G－C、C－G　限制酶、DNA连接酶

（2）CaCl2（或钙离子）　钙离子使细菌处于感受态（或钙离子能提高细菌从外界吸收DNA的能力）

（3）b

（4）大肠杆菌中缺少对胰岛素进行加工和修饰的内质网和高尔基体

解析

（1）从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，从cDNA文库中获得的目的基因缺少启动子、终止子、内含子等结构。

图中①过程中mRNA与cDNA配对，所以存在的碱基配对方式有A－T、U－A、G－C、C－G；构建基因表达载体需要用限制酶切割目的基因和载体，然后需用DNA连接酶进行连接。

（2）为了便于导入含目的基因的表达载体，细菌培养基中一般加入CaCl2（或钙离子），原因是钙离子能使细菌处于感受态，使基因表达载体更容易进入受体细菌内。

（3）依据题图中杂交结果可知，应选取培养基上b菌落继续培养，才能获得含有胰岛素基因的受体菌。

（4）从细胞结构角度分析，由于大肠杆菌是原核生物，细胞内缺少对胰岛素进行加工和修饰的内质网和高尔基体，所以从大肠杆菌中获得的“胰岛素”没有期待的生物活性。

3．（2018·全国100所名校高三模拟试题）下图表示动物细胞克隆和制备单克隆抗体的相关过程。

请回答相关问题：

（1）过程①常采用________法导入重组诱导基因后得到干细胞；部分干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官，是因为这些细胞具有_____________。

（2）该过程利用了甲细胞具有________的能力，甲和乙细胞可经过生物诱导剂____________的作用形成丙细胞。

取一个丙细胞，放在含大量失去增殖力的小鼠成纤维细胞的特定培养体系中培养，最后产生大量的______________，这种方法为克隆培养法。

（3）在细胞内DNA合成一般有两条途径：

主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基蝶呤可以阻断此途径；另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化合成DNA，而甲细胞的DNA合成没有此辅助途径。

①利用两条DNA合成途径的不同特点配制的相应培养基含有多种成分，其中添加的________成分具有筛选丙细胞的作用。

②最终筛选获得的丙细胞的特点是______________________________。

答案　

（1）显微注射　全套的遗传信息

（2）连续增殖　灭活的病毒　细胞群（细胞株）

（3）①氨基蝶呤　②能无限增殖并分泌特异性抗体

解析

（1）显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法。

干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官，是因为这些细胞具有全套遗传信息。

（2）据图分析可知，甲细胞具有连续增殖能力，乙细胞能产生特定的抗体，可用灭活的病毒诱导甲、乙两细胞融合成杂交细胞丙，将丙细胞放在特定的培养体系中培养，最后产生大量的细胞群，这种方法为克隆培养法。

（3）①利用两条DNA合成途径的不同特点配制的相应培养基，因为甲细胞只有“在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA”这条途径，故在培养基中添加氨基蝶呤成分可筛选出丙细胞。

②最终筛选获得的丙细胞的特点是能无限增殖并分泌特异性抗体。

4．（2018·黑龙江省哈尔滨市第六中学高三模拟考试）回答下列有关克隆技术的问题：

（1）克隆猴“中中”和“华华”的基因都取自一个流产的雌性猕猴胎儿，是将其细胞核移入____________，选择胚胎细胞核移植的原因是_______________，激活受体细胞使其完成分裂发育进程所用的试剂有______________________（答出一种即可）。

（2）植物体细胞诱变育种可以对植物的________进行________，从这些产生突变的个体中选出对人们有利的突变体。

（3）PCR技术需要根据一段________________________序列来合成两种引物，一个DNA分子三轮复制以后，只含有其中一种引物的DNA分子有________个。

（4）胚胎分割是采用________方法，对________进行分割，获得同卵双胎或多胎的技术。

答案　

（1）去核卵母细胞　胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易　钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂

（2）愈伤组织　化学或物理诱变处理

（3）已知目的基因的核苷酸　2

（4）机械　早期胚胎

解析　

（1）克隆猴过程中，由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，因此可以选择胚胎细胞核移植，即将流产的雌性猕猴胎儿的细胞核移植到去核卵母细胞中；激活受体细胞使其完成分裂发育进程所用的试剂有钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。

（2）植物的愈伤组织具有旺盛的分裂能力，对其进行化学或物理诱变处理，可以诱导其发生基因突变产生突变体，进而从这些产生突变的个体中选出对人们有利的突变体。

（3）PCR技术需要根据已知的目的基因的核苷酸序列合成一对引物；PCR技术扩增目的基因的图解如下：

因此一个DNA分子三轮复制以后，只含有其中一种引物的DNA分子有2个。

（4）胚胎分割是采用机械方法，对早期胚胎进行分割，获得同卵双胎或多胎的技术。

5．（2018·河北邢台市高三调研）“一带一路”战略是党中央、国务院根据全球形势的深刻变化，统筹国际、国内两个大局做出的重大战略决策，但“一带一路”沿线生态环境问题日益凸现，亟待解决。

（1）人类要实现可持续发展、必须走生态经济之路，生态经济主要是通过实行“________”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的____________，从而实现废弃物的资源化。

（2）实现生态经济的手段之一是________，与传统的工程相比，此工程是一类少消耗、________、________的工程体系。

一般来说，生态工程的主要任务是对________________________________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

（3）我国西北一些地区年降雨量少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树长成半死不活状，其失败的原因主要是违背了_____原理。

（4）改造西部生态环境，促进西部发展，一方面要号召农民种树保护环境，另一方面还要考虑到当地农民的生计问题，这体现了生态工程的________原理。

答案　

（1）循环经济　生产原料

（2）生态工程　多效益　可持续　已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）

（3）协调与平衡

（4）整体性

解析

（1）生态经济主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。

（2）实现循环经济最重要的手段之一是生态工程。

是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

（3）我国西北一些地区年降雨量少，适宜种植落木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树成半死不活状，其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理。

（4）在改造西部生态环境，促进西部发展的过程中，同时兼顾社会—经济—自然，因此遵循整体性原理。

6．（2018·黑龙江省齐齐哈尔市高三考试试题）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。

从早期胚胎发育过程分析，从受精卵到原肠胚的过程中依次经历卵裂期→________，出现孵化的时期为________期。

（2）优生的最基本目的是让每个家庭生出健康的孩子，若一对夫妻，妻子是血友病患者，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SRY－PCR法，操作的基本程序是：

从被检测的囊胚中取出几个________细胞，提取DNA进行扩增，然后用DNA探针进行检测。

在基因工程中_________________________时也会用到DNA探针。

（3）在试管婴儿技术中用到了胚胎移植技术，而在一些优良家畜繁育过程中常会用到胚胎分割移植技术，该技术在生产实践中的重要意义是：

____________。

答案　

（1）促性腺激素　桑椹胚期→囊胚期　囊胚

（2）性别鉴定　滋养层　目的基因的检测和鉴定

（3）大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力，同时提高了胚胎利用率

解析　

（1）培育试管婴儿时，为了提高受孕率，对女性用促性腺激素处理，可促进女性排出更多的卵子。

早期胚胎发育过程中，从受精卵到原肠胚依次经历了卵裂期→桑椹胚期→囊胚期，囊胚期透明带破裂，胚胎从中伸展出来，称为孵化。

（2）血友病为伴X隐性遗传病，妻子是血友病患者，丈夫正常，则其儿子一定患病，女儿一定正常，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。

囊胚中的滋养层细胞将来发育为胎膜、胎盘，取滋养层细胞进行基因检测不会对早期胚胎造成伤害。

在基因工程中目的基因的检测和鉴定会用到荧光或放射性同位素标记的目的基因单链制成的DNA探针。

（3）胚胎分割移植技术提高了胚胎的利用率，让优良雌性供体仅提供胚胎，让普通雌性受体承担孕育胚胎的任务，因此大大缩短了供体本身的繁殖周期，可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力，加快繁殖速度。

7．（2018·河南省高三4月试题）某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。

利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程，如下图所示。

回答下列问题：

（1）将目的基因导入植物细胞，釆用最多的方法是农杆菌转化法。

其中用到的质粒是________；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为________。

该方法中农杆菌的作用是________________________。

（2）在构建重组质粒时，和只用一种酶切割目的基因的两端及质粒相比，选用HindⅢ和SalⅠ两种酶的好处是__________________。

（3）含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。

若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？

_______（填“是”或“否”）。

为什么？

_____。

（4）将已经转化的农杆菌进行如下筛选，筛选出符合要求的农杆菌。

先把转化的农杆菌接种到A培养基中培养，长出菌落后，用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B（含氨苄青霉素）和C（含四环素和氨苄青霉素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如下图所示。

含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中？

请在图中相应的位置上圈出来。

答案　

（1）Ti质粒　TDNA　感染烟草细胞，把目的基因插入到烟草细胞的染色体DNA上

（2）防止目的基因自连和质粒自连，以形成带有目的基因的重组质粒

（3）否　含有目的基因的质粒中抗四环素的基因被破坏

（4）

解析

（1）根据农杆菌转化法的原理，该方法中应用的质粒必须是具有TDNA的Ti质粒。

该方法中农杆菌的作用是感染烟草细胞，进而把目的基因插入到烟草细胞的染色体DNA上。

（2）在构建重组质粒时，如果只用一种酶切割目的基因的两端及质粒，切割后的目的基因或者质粒各自出现的两个黏性末端碱基序列正好能互补配对，容易发生目的基因或质粒各自自连的现象，如果选用HindⅢ和SalⅠ两种酶切割目的基因及质粒，则可以避免这种自连现象的发生，这样将切割后的它们混合，在DNA连接酶的作用下，更容易得到目的基因和质粒相连接的重组质粒。

（3）根据图示分析，所给的限制酶在质粒上的切割位点都位于抗四环素基因的部位，如果目的基因插入到质粒中，得到重组质粒，则含重组质粒的农杆菌只含有完整的抗氨苄青霉素基因，不含完整的抗四环素基因（被目的基因破坏），而这种农杆菌不能在同时含两种抗生素的培养基中正常生长繁殖，只能在含抗氨苄青霉素的培养基中生长繁殖。

（4）结合图示操作分析，由于B、C两个培养基中相同位置接种的来自A中的菌种是都能抗氨苄青霉素的，在B、C中培养对比分析，由C中培养的有两个位置的菌落消失，说明这两个位置的菌种只能抗氨苄青霉素，不能抗四环素，所以推测这两个位置的菌种是含有重组质粒的农杆菌（见参考答案的两圆圈处）。