《备战高考》专题12现代生物科技专题高考真题和模拟题分项汇编生物解析版Word文件下载.docx
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将花青素代谢基因导入植物体细胞,再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有花青素代谢基因,花青素代谢基因会随该植物传给后代,B不符合题意;
将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因,可以遗传给后代,C不符合题意;
该患者进行基因治疗时,只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因,性原细胞不含该基因,故不能遗传给后代,D符合题意。
3.(2019江苏卷·
23)下图为杂交瘤细胞制备示意图。
骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。
下列叙述正确的是
A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础
【答案】ACD
【分析】
(1)动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性、细胞的增殖,诱导手段有电激、聚乙二醇、灭活的病毒等,结果产生杂交细胞,主要用于制备单克隆抗体。
(2)单克隆抗体制备的原理包括:
①免疫理:
B淋巴细胞能产生特异性抗体;
②细胞融合原理:
利用病毒对宿主细胞的穿透性使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合;
③动物细胞培养技术:
对杂交瘤细胞进行体内、体外培养。
(3)制备单克隆抗体过程中的几种细胞:
①免疫B细胞(浆细胞):
能产生单一抗体,但不能无限增殖;
②骨髓瘤细胞:
能无限增殖,但不能产生抗体;
③杂交瘤细胞:
既能产生单一抗体,又能在体外培养条件下无限增殖。
【详解】诱导动物细胞融合的方法有电激、聚乙二醇、灭活的病毒(如灭活的仙台病毒)等,A正确;
两两融合的细胞包括免疫B细胞与免疫B细胞融合的具有同种核的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的具有同种核的细胞、免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,骨髓瘤细胞虽然能无限增殖,但缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶,免疫B细胞虽然有次黄嘌呤磷酸核糖转移酶,但不具有无限增殖的本领,所以在HAT筛选培养液中,两两融合的具有同种核的细胞都无法生长,只有杂交瘤细胞才能生长,B错误;
因每个免疫B细胞只分泌一种特异性抗体,因此在HAT筛选培养液中筛选出来的众多的杂交瘤细胞所分泌的抗体,不一定都是人类所需要的,还需要进一步把能分泌人类所需要抗体的杂交瘤细胞筛选出来,C正确;
动物细胞融合是以细胞膜的流动性为基础的,D正确。
4.(2019天津市七校联考)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂,用于降解某种农药的残留,基本流程如图。
A.过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸
B.过程②需使用限制酶和DNA聚合酶,是基因工程的核心步骤
C.过程③需要使用NaCL溶液制备感受态的大肠杆菌细胞
D.过程可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞
【分析】分析图解:
图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA;
过程②表示构建基因表达载体;
过程③表示将目的基因导入受体细胞;
过程④表示通过筛选获得工程菌。
【详解】过程①表示通过反转录法合成目的基因,该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸,A错误;
过程②需使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体,是基因工程的核心步骤,B错误;
过程③常用Ca2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞,C错误;
过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入了受体细胞,D正确。
【点睛】本题考查了基因工程的相关知识,要求考生能够识记基因工程的操作步骤,通过操作步骤确定图中各标号表示的生理过程;
识记目的基因导入微生物的方法等,难度不大,属于考纲中识记、理解层次的考查。
5.(2019上海二模)下图为植物体细胞杂交过程示意图。
在利用植物细胞A和B培育成为杂种植株过程中,运用的技术有
A.干细胞技术和细胞融合技术
B.细胞融合技术和植物组织培养技术
C.细胞融合技术和细胞核移植技术
D.干细胞技术和植物组织培养技术
【答案】B
【解析】该图为植物体细胞杂交过程示意图,过程①②③是植物细胞杂交过程,运用了细胞融合技术,体现了细胞膜具有一定的流动性;
④⑤是植物组织培养过程,培育成杂种植株,体现了植物细胞的全能性,故选B。
6.(2019江苏七市调研)下列关于DNA重组技术基本工具的叙述,正确的是
A.天然质粒须经过人工改造后才能作为载体
B.限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成
C.不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端不同
D.DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
【答案】AB
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:
方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:
是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:
根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;
将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;
将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】天然的质粒不能作为运载体,必须要经过人工改造后才能作为运载体,A正确;
限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成,B正确;
限制酶有特异性,不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端一般不同,但是某些不同的限制性酶切割后可以产生相同的黏性末端,C错误;
DNA连接酶不能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上,DNA连接酶可修复DNA片段,D错误。
7.(2019全国卷Ⅰ·
38)
基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。
回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。
基因文库包括________和________。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是________。
在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________。
上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________。
【答案】
(1)基因组文库cDNA文库
(2)解旋酶加热至90~95℃氢键
(3)Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【分析】基因工程的操作步骤:
目的基因的获取(基因文库获取、PCR、人工合成);
构建基因表达载体(含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点);
把目的基因导入受体细胞(显微注射法、农杆菌转化法、钙离子处理法);
目的基因的检测和鉴定(分子水平—DNA分子杂交法、分子杂交法、抗原抗体杂交法和个体水平—抗虫、抗病接种实验等)。
【详解】
(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库(CDNA文库),前者包括一种生物的全部基因,后者只包括一种生物的部分基因。
(2)体内进行DNA复制时,需要解旋酶和DNA聚合酶,解旋酶可以打开双链之间的氢键,DNA聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成。
在体外进行PCR扩增时,利用高温变性即加热至90-95℃,破坏双链之间的氢键,使DNA成为单链。
解旋酶和高温处理都破坏了DNA双链中碱基对之间的氢键。
(3)由于在PCR过程中,需要不断的改变温度,该过程中涉及较高温度处理变性,大肠杆菌细胞内的DNA聚合酶在高温处理下会变性失活,因此PCR过程中需要用耐高温的TaqDNA聚合酶催化。
【点睛】PCR的原理是DNA双链的复制,故类似于细胞内的DNA复制过程,需要模板、原料等条件。
由于该过程中特殊的高温条件,需要用耐高温的DNA聚合酶。
8.(2019全国卷
·
38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。
与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有______________________(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。
人工种皮具备透气性的作用是_______________________________。
人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、___________和___________等几类物质
(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。
为了获得脱毒苗,可以选取植物的___________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。
将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_________________________________________________(用流程图表示)。
(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快
(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖
(3)茎尖
(4)含目的基因的细胞
愈伤组织
小植株
【分析】植物组织培养的流程是:
离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织,经再分化形成芽、根或胚状体,进而形成完整植株。
植物组织培养技术在微型繁殖、制造人工种子、作物脱毒等方面具有广泛的应用。
微型繁殖属于无性生殖的范畴,能够保持亲本的优良特性,实现种苗的快速大量繁殖。
人工种子是以通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子,其中的如果胚乳可为“种子”的萌发提所需的供营养物质。
以无病毒或病毒极少的茎尖为材料进行组织培养可获得高产优质的无病毒植株。
(1)植物微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有:
保持优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(2)人工种子的胚状体在进行细胞呼吸时,需要从外界环境吸收O2,并将产生的CO2释放到外界环境中,因此人工种皮具备透气性的作用是:
有利于胚状体进行呼吸作用,以保持胚状体的活力。
人工胚乳的作用是为胚状体的发育提供营养,因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。
(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此为了获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养。
(4)将含有目的基因的植物细胞培养为一个完整的转基因植物,需借助植物组织培养技术才能实现,其基本程序是:
。
【点睛】解题的关键是识记并理解植物组织培养的过程和植物组织培养技术在微型繁殖、制造人工种子、作物脱毒等方面的实际应用。
在此基础上,从题意中提取有效信息,进而对各问题情境进行分析解答。
9.(2019全国卷
38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。
用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有__________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是____________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是____________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的____________过程,最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是____________。
(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的__________,这种繁殖方式属于____________繁殖。
(1)全能性(或答:
形成完整植株所需的全部基因)
(2)形成层容易诱导形成愈伤组织
(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化(或答:
再分化)
(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用
(5)遗传特性无性
【分析】根据题干信息分析,培养胡萝卜组织获得试管苗的过程利用了植物组织培养技术,该技术的原理是植物细胞的全能性;
该过程中离体的组织块脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,最终培育成试管苗。
(1)根据题意分析,用胡萝卜的组织细胞可以培育成完整的植株,其原理是植物细胞的全能性。
(2)形成层细胞具有分裂能力,分化程度低,易形成愈伤组织,因此步骤③中切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层的部分。
(3)步骤⑤为脱分化过程,步骤⑥为再分化过程,由于营养物质的消耗以及两个过程需要激素的比例要求等有所不同,因此由步骤⑤到步骤⑥的过程需要更换新的培养基;
愈伤组织形成试管苗的过程为再分化。
(4)步骤⑥为再分化过程,需要进行光照,以利于叶绿素的合成。
(5)植物组织培养技术属于无性繁殖,获得的后代可以保持亲本的优良性状。
【点睛】解答本题的关键是掌握植物组织培养的详细过程及其原理,明确离体的组织需要经过脱分化和再分化过程才能发育为完整的植株,并能够对不同过程进行合理的分析。
10.(2019北京卷·
31)光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、激类和光合细菌中。
(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________,在碳(暗)反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3,影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括_________________________(写出两个);
内部因素包括_____________(写出两个)。
(2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。
高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在___________中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的___________中与L组装成有功能的酶。
(3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物,有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。
研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。
转基因植株能够存活并生长。
检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。
①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?
请说明理由。
②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括____________。
a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质
b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定
c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成
d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同
(1)光能温度、CO2浓度R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(其中两个)
(2)细胞质基质
(3)
不能,转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因的表达产物的可能性。
a、b、c
【分析】本题主要考查光合作用、基因工程及基因对性状的控制的有关知识。
影响光合作用的外界因素主要有光照、温度、水、无机盐和CO2浓度等,内部因素主要有色素的含量和种类、酶的含量及活性;
要将新的基因转入,首先得将“原配”基因从受体植株的细胞核和它的叶绿体基因组中给敲除掉。
然后导入目的基因,等待它们将老片段“替换”掉了之后,用专门的培养基筛选出只含有这种叶绿体的细胞,再通过组织培养最终获得R酶活性很高的转基因植株。
(1)地球上生物生命活动所需的能量来自有机物,有机物主要来自植物的光合作用,光合作用合成有机物需要光反应吸收光能,转化为ATP的化学能,然后ATP为暗反应中C3的还原提供能量,合成糖类。
在暗反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3,这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固定。
暗反应的进行需要相关酶的催化,二氧化碳做原料,需要光反应提供[H]和ATP,光反应需要色素、酶、水、光照等,故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO2浓度、水、无机盐等;
内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。
(2)高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因通过转录成mRNA,mRNA进入细胞质基质,与核糖体结合,合成为S蛋白;
因R酶是催化CO2与C5结合的,在叶绿体基质中进行,故S蛋白要进入叶绿体,在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。
(3)①据题设条件可知,将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,只去除甲的L基因,没有去除甲的S基因。
因此,转基因植株仍包含甲植株的S基因,不能排除转基因植株中R酶是由蓝藻的L蛋白和甲的S蛋白共同组成。
故由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。
②根据上述实验,可以看出蓝藻
基因能导入到甲的DNA中,说明蓝藻和甲植株都以DNA为遗传物质;
蓝藻中R酶的活性高于高等植物,说明两者都以R酶催化CO2的固定;
由于蓝藻S、L基因均转入甲的叶绿体DNA中,且去除了甲的L基因,结果转基因植株合成了R酶,说明蓝藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体中合成,以上体现了生物界的统一性。
在蓝藻中R酶组装是在细胞质基质,甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质,则说明了不同生物之间具有差异性。
因此,选abc。
【点睛】解答本题关键抓住“将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。
”这一条件,得知甲的S基因还在,可以合成S蛋白,推知转基因植株中有活性的R酶并不完全是由蓝藻的S、L组装而成。
11.(2019天津卷·
9)B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录。
为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如下实验。
据图回答:
(1)B基因在水稻卵细胞中不转录,推测其可能的原因是卵细胞中(单选)。
A.含B基因的染色体缺失
B.DNA聚合酶失活
C.B基因发生基因突变
D.B基因的启动子无法启动转录
(2)从水稻体细胞或中提取总RNA,构建文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。
将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能),然后构建重组表达载体。
(3)在过程①、②转化筛选时,过程中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上,过程在培养基中应加入卡那霉素。
(4)获得转基因植株过程中,以下鉴定筛选方式正确的是(多选)。
A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交
B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交
C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交
D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光
(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明。
(1)D
(2)精子cDNA
(3)②①
(4)BCD
(5)B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚
【分析】基因工程的基本操作程序:
1、目的基因的获取:
(1)目的基因是指:
编码蛋白质的结构基因。
(2)获取方法:
①从基因文库中获取;
②人工合成(反转录法和化学合成法);
③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建:
(1)目的:
使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)组成:
目的基因+启动子+终止子+标记基因。
①启动子:
是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
②终止子:
也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。
③标记基因的作用:
是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
常用的标记基因是抗生素基因。
(3)基因表达载体的构建过程:
3、将目的基因导入受体细胞:
(1)转化的概念:
是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
(2)常用的转化方法:
常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。
(3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
4、目的基因的检测和表达:
(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。
(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。
(4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。
如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
(1)通过题干信息可知,B基因可以在体细胞和精子中,说明含B基因的染色体未缺失,也没有发生基因突变,AC错误;
基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶,不是DNA聚合酶,B错误;
B基因在卵细胞中不能转录,可能是B基因的启动子在卵细胞中不能启动转录,D正确;
故选D。
(2)通过题干信息可知,水稻的体细胞和精子中B基因可表达,故可从水稻的体细胞和精子中提取RNA。
通过逆转录产生DNA,从而构建CDNA文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。
(3)图示中过程①表示筛选含有目的基因的重组质粒的农杆菌,图示中质粒有抗卡那霉素标记基因和抗潮霉素标记基因,如果选择培养基中加入的是卡那霉素,起作用的是抗卡那霉素标记基因。
过程②表示将筛选出含有重组质粒的农杆菌,将其T-DNA整合到