北师大版 现代生物技术 单元测试2Word格式.docx

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【点睛】植物有效成分的提取的三种方法比较

提取

方法

水蒸气蒸馏法

压榨法

有机溶剂

萃取法

实验

原理

利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来

通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油

使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油

步骤

①水蒸气蒸馏

②分离油层

③除水过滤

①石灰水浸泡、漂洗

②压榨、过滤、静置

③再次过滤

①粉碎、干燥

②萃取、过滤

③浓缩

适用

范围

适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油

适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取

适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中

优点

简单易行，便于分离

生产成本低，易保持原料原有的结构和功能

出油率高，易分离

局限

性

水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题

分离较为困难，出油率相对较低

使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量

2．菊天牛是菊花的最主要的害虫，科研人员将抗虫基因转入菊花培育出抗虫菊花，下图是获得转基因菊花的技术流程。

请回答下列问题：

注:

卡那酶素抗性基因（kanR）为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感

（1）利用PCR技术扩增抗虫基因时，需用耐高温的___________催化，PCR—般要经历三十次以上的循环，每次循环包括_____________三步。

（2）常用Ca2+处理土壤农杆菌，其目的是______________。

重组Ti质粒整合到菊花叶肉细胞的________上。

（3）将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素、营养物质以及_________的固体培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。

检验转基因菊花的抗虫性状，常用的方法是______________。

（4）将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验组饲喂转基因植株，对照组应饲喂等量的正常植株。

实验结果显示，实验组的害虫死亡率明显高于对照组，说明__________。

【答案】热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）变性、复性和延伸提高受体细胞的转化率（或使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞）染色体卡那霉素在转基因菊花上投放菊天牛转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用

分析题图：

图示为获得转基因菊花的技术流程图，目的基因（抗虫基因）和质粒构建基因表达，采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，再采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株。

（1）PCR技术中，因需要高温解旋，故需用耐高温的DNA聚合酶催化，每次循环包括变性、复性和延伸三个步骤。

（2）将目的基因导入植物细胞时，常采用感受态细胞法，即用Ca2+（或CaCl2）处理农杆菌细胞，使其处于易于吸收周围环境中的感受态。

农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。

（3）由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此可用含有卡那霉素的培养基来筛选转基因菊花。

检验转基因菊花的抗虫性状，常用方法是投放菊天牛，若菊天牛大量死亡，说明转基因成功。

（4）实验组的害虫死亡率明显高于对照组，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。

3．下图表示花药培养及单倍体育种的大致过程，据图回答下列问题：

（1）过程①是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在MS培养基上进行培养，配制该培养基时，需要的物质应该有_________________。

（至少答三种）

（2）过程②是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化，发生多次细胞分裂，形成____________，此过程进行细胞分裂的方式是____________。

（3）过程③是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株（不考虑核与核之间融合）是____________植株，其特点是植株弱小，高度不育，生产上无推广应用的价值。

若要使其结子结果，可在移栽后在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B物质，通常用到的B物质是____________。

【答案】水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物愈伤组织或胚状体有丝分裂单倍体秋水仙素

本题以图文结合的形式考查学生对植物组织培养和单倍体育种过程的识记和理解能力。

解答此题的关键是熟记并理解相关的基础知识、形成清晰的知识网络。

在此基础上从题图中提取信息并结合题意作答。

（1）MS培养基的主要成分包括：

大量元素、微量元素、有机物（如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、琼脂、蔗糖等），在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。

（2）过程②是花药经脱分化形成愈伤组织或胚状体，此过程进行细胞分裂的方式是有丝分裂。

（3）过程③是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，由于该植株是花药经离体培养获得的，所以长成的植株是单倍体，高度不育。

若要使其结子结果，通常用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，使其染色体数目加倍。

【点睛】解答此题需抓住问题的实质：

花药培养的原理是细胞的全能性，所用的技术手段是植物组织培养技术，花药中含有的花粉粒是雄配子。

在此基础上，围绕所学知识展开联想，从题意和图示中提取有效信息，进行“图→文”的转化，进而作答。

4．（生物—选修3现代生物科技专题）

下图为科学家培育能生产人血清白蛋白乳腺生物反应器的过程，据图回答下列问题：

（1）利用PCR技术扩增目的基因，前提是______________，以便据此合成________。

一个DNA分子三轮复制以后，含有两种引物的DNA分子有____个。

（2）得到的转基因母牛通过有性生殖产生的雌性后代不一定能产生人血清白蛋白，为了保证其遗传性状不变，科学家可通过_______技术保证其优良性状，该技术的成功证明了_______。

该技术的最后一个环节是_______，其优势是_____________________。

若想提高同卵双胎或多胎的概率，可利用_______技术。

【答案】要有一段已知目的基因的核苷酸序列引物6个核移植已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割

PCR扩增技术与自然条件下的DNA复制相比，不同之处在于，需要引物，需要耐高温的热稳定性DNA聚合酶。

（1）PCR技术是在体外对DNA进行复制，因此利用PCR技术扩增目的基因，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便据此合成与目的基因结合的引物。

一个DNA分子三轮复制以后，含有两种引物的DNA分子有23-2=6个。

（2）通过有性生殖产生的雌性后代会出现性状分离，后代不一定能产生人血清白蛋白，通过细胞核移植技术，后代具有控制该人血清白蛋白，后代能保持该优良性状。

同时也证明了已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。

该技术的最后一个环节是胚胎移植，胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

要想提高同卵双胎或多胎的概率，可利用胚胎分割技术。

5．人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值。

科研人员通过生物工程技术获得转HSA基因母牛，以便通过乳腺生物反应器生产HSA,其主要技术流程如下图所示：

回答下列问题：

（1）如上图所示，将牛胎儿成纤维细胞核移入去核卵母细胞中，该技术称为________技术；

供核的牛胎儿成纤维细胞通常选用传代10代以内的细胞，其原因是____________。

（2）胚胎移植时，为使代孕母牛能处于适合的生理状态，需要用激素对其进行____________处理。

（3）SRY-PCR法性别鉴定的基本程序是：

提取牛胎儿成纤维细胞的DNA,经PCR反应体系进行扩增，然后对扩增产物进行检测是否含SRY基因（Y染色体上特有的性别决定基因）片段。

①PCR反应体系中包括引物，引物应选用下图中的______________（填图中标号）。

②若扩增产物含大量SRY基因片段，则该种牛胎儿成纤维细胞______（填“能”或“不能”）用作技术流程中转化过程的受体细胞。

（4）与动物细胞相比，植物组织细胞具有更高的____________；

因此，可以利用_______技术，在________和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养成完整植株。

【答案】细胞核移植（体细胞核移植）能保持正常的二倍体核型（能保持遗传物质不变）同期发情Ⅰ和Ⅳ不能全能性植物组织培养无菌

【解析】【试题分析】

要解答本题，需要认真阅读题干和题图，获取有用信息，再结合题意梳理课本相关知识。

1.第一个题图涉及基因工程、动物细胞工程和胚胎工程的综合知识，需要根据题意，灵活运用所学知识。

动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。

目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。

2.）SRY-PCR法性别鉴定是目前最有应用前景的方法，其基本程序是：

提取牛胎儿成纤维细胞的DNA，经PCR反应体系进行扩增，然后用SRY特异性探针对扩增产物进行检测是否含SRY基因（Y染色体上特有的性别决定基因）片段。

出现阳性反应者，胚胎为雄性；

出现阴性反应者，胚胎为雌性。

据此答题。

（1）如上图所示，将牛胎儿成纤维细胞核移入去核卵母细胞中的技术称为细胞核移植（体细胞核移植）；

传代10代以内的细胞，能保持正常的二倍体核型（能保持遗传物质不变），所以供核的牛胎儿成纤维细胞通常选用传代10代以内的细胞。

（2）胚胎移植时，为使代孕母牛能处于适合的生理状态，需要用激素对其进行同期发情处理，以为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。

（3）①根据图中引物与DNA单链结合的位置和子链延伸的方向可推知，要经过PCR反应体系扩增SRY基因，应选用下图中的Ⅰ和Ⅳ引物。

②本题要通过生物工程技术获得转HSA基因母牛，若扩增产物含大量SRY基因片段，说明该成纤维细胞来自公牛，则该种牛胎儿成纤维细胞不能用作技术流程中转化过程的受体细胞。

（4）与动物细胞相比，植物组织细胞具有更高的全能性；

因此，可以利用植物组织培养技术，在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养成完整植株。

6．四膜虫是单细胞真核生物，营养成分不足时，进行接合生殖，过程如图1所示。

科研人员用高浓度的DDT处理不耐药的野生型四膜虫，经筛选获得了纯合的耐药四膜虫。

为研究四膜虫耐药的机理，进行了相关实验。

（1）高浓度DDT处理四膜虫可获得耐药个体，原因是DDT对四膜虫具有____________作用，使耐药的个体被保留。

（2）为研究耐药性的遗传，科研人员将四膜虫分为80组进行实验，每一组两只四膜虫，一只是纯合的耐药四膜虫，另一只是野生型四膜虫。

每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药。

若每一组接合后的四膜虫再次相互接合，在80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为____________组，则表明耐药性受一对等位基因控制，并且耐药为____________性；

若80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为____________组，则表明耐药性受两对等位基因控制，并且这两对基因独立分配。

（3）为研究基因A与四膜虫的耐药性是否有关，科研人员提取耐药个体的DNA，用图2所示的引物组合，分别扩增A基因的A1片段、A3片段。

①据图分析，用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后，得到的绝大部分DNA片段是下图中的_________。

②将大量N基因片段与扩增得到的A1片段、A3片段置于PCR反应体系中进行扩增，得到的绝大多数扩增产物是____________。

③回收的PCR扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中，并用加入____________的培养液筛选，获得A基因____________的四膜虫，这种四膜虫在高浓度DDT处理下生长速率明显下降，表明A基因是耐药基因。

（4）从进化角度分析，营养成分不足时，四膜虫进行接合生殖的优势是____________。

【答案】选择60显45dA1-N-A3巴龙霉素被敲除通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境

据图分析，两个单核的四膜虫结合成一体，进行一次减数分裂形成两个一体的四核细胞，随后每个细胞中有三个核消失，经过一次有丝分裂形成两个一体的双核细胞，随后两个细胞交换一个核，每个细胞中的两个核融合成一个核，最后结合在一起的两个细胞分离。

（1）高浓度DDT对四膜虫的耐药性个体进行了选择，不耐药的个体被淘汰，生存下来的是耐药性的个体。

（2）每一组两只四膜虫，—只是纯合的耐药四膜虫，另一只是野生型四膜虫。

每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药，说明耐药性是显性性状，结合后的四膜虫为杂合子；

若每一组接合后的四膜虫再次相互接合，相当于杂合子自交，后代会出现3:

1性状分离比，所以80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为60组。

若耐药性受两对等位基因控制，则耐药性后代占9/16，即80组实验结果中，出现耐药四膜虫的组数约为45组。

（3）①根据题图分析，用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增扩增的是A1片段，以引物Ⅱ所在的单链为模板在引物Ⅰ的作用下合成DNA时，引物Ⅱ上的X片段也被作为模板合成子链，因此得到的绝大部分DNA片段是图3中的d。

②由于引物Ⅱ、Ⅲ上的x、y片段都能与N基因两条链上的碱基进行互补配对，因此将大量N基因片段与扩增得到的A1片段、A3片段置于PCR反应体系中进行扩增，得到的绝大多数扩增产物是A1-N-A3，A2基因被敲除。

③回收的PCR扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中，并用加入巴龙霉素的培养液筛选，获得A基因被敲除的四膜虫,这种四膜虫在高浓度DDT处理下生长速率明显下降，表明A基因是耐药基因。

（4）四膜虫进行接合生殖的优势是通过基因重组，增加遗传多样性，有利于适应环境。

【点睛】解答本题的关键是分析图形，了解耐药四膜虫的形成过程，知道四膜虫的结合生殖存在减数分裂和细胞核的两两结合，属于有性生殖过程。

7．2015年，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获奖。

工业上青蒿素一般从青蒿植株中提取，产量低，价格高。

基因工程及细胞工程等为培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。

科学家先通过紫外线处理大量青蒿幼苗后，偶然发现一株高产植株。

通过基因测序发现该高产植株控制青蒿素合成相关的一种关键酶的基因发生了突变。

（1）提取了高产植株的全部DNA后，要想快速大量获得该突变基因可以采用PCR技术，该技术的原理是___________。

扩增时先要升温使DNA解旋变性，故要用到____________________酶。

（2）如果用青蒿某个时期mRNA反转录产生双链cDNA片段，再用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约__________个DNA分子，该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的______________________，获得的cDNA与青嵩细胞中该基因碱基序列___________（填“相同”或“不同”）。

（3）将获得的突变基因导入普通青蒿之前，先构建基因表迖载体，图1、2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。

请回答：

用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是___________________，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是____________的识别和结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取____________技术。

【答案】DNA复制（DNA或双链复制）

（或热稳定聚合）

青

蒿的cDNA文库（或部分基

因文库）不同

会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因RNA聚合酶抗原-抗体杂交

PCR技术扩增目的基因：

原理是DNA双链复制；

过程：

第一步：

加热至90～95℃DNA解链；

第二步：

冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；

第三步：

加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

目的基因的检测与鉴定：

（1）分子水平上的检测：

①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；

②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；

③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。

（2）个体水平上的鉴定：

抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）PCR技术扩增目的基因的原理为DNA双链复制。

扩增时先要升温使DNA解旋变性，故要用到耐高温DNA聚合酶（Taq酶）。

（2）由于PCR技术利用的是DNA双链复制的原理，因此用该双链cDNA进行PCR扩增，进行了30个循环后，理论上可以产生约为230个DNA分子；

又由于该基因库是由青蒿某个时期mRNA反转录产生的双链cDNA片段，只包含某种生物的部分基因，因此该双链与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做青蒿的cDNA文库（或部分基因文库）；

通过逆转录得到的目的基因中缺少基因结构中的非编码区以及编码区的内含子，因此获得的cDNA与青蒿细胞中该基因碱基序列不同。

（3）分析图2可知，目的基因和抗生素抗性基因中都含有SmaⅠ限制酶的切割位点，用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因，因此不能用SmaⅠ切割图中的质粒和外源DNA．构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是RNA聚合酶识别结合位点。

（4）检测目的基因是否表达出相应蛋白质，应采取抗原抗体杂交技术技术。

8．【生物——选修3：

现代生物科技专题】

利用生物工程技术，可从转基因奶山羊乳汁中分离获得凝血因子IV，用于血友病的治疗。

（1）根据凝血因子IV基因的碱基序列，可用_____技术获取并扩增基因。

构建该基因表达载体时，所用到的工具酶是_______，该基因表达载体中，除凝血因子IV和标记基因外，还应该包括_________。

（2）将目的基因表达载体导入奶山羊受精卵的常用方法是______。

受体细胞选用受精卵的优点是细胞大易操作、营养物质含量高和________。

（3）在体外胚胎培养时，应选用囊胚的______进行DNA分析，用于选择雌性胚胎。

（4）人凝血因子IV是一种胞外酶，该蛋白的加工是在______等细胞器上进行的。

人凝血因子IV只在乳腺细胞合成的原因是_________。

【答案】PCR限制性核酸内切酶和DNA连接酶启动子和终止子纤维注射法细胞全能性高滋养层细胞内质网、高尔基体基因的选择性表达

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；

终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端；

分泌蛋白的合成、加工和运输过程：

最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡分泌到细胞外。

（1）可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计引物，用PCR技术进行体外大量扩增获得目的基因。

构建该基因表达载体时，需要限制酶内切酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶链接，形成表达载体；

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．终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。

（2）受体细胞是动物细胞，常用显微注射法将目的基因导入受体细胞中，由于受精卵细胞大易操作、营养物质含量高、细胞全能性高，因此常被作为受体细胞选用。

（3）在做胚胎性别鉴定时，需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，进行性别鉴定。

（4）分泌蛋白在内质网上的核糖体上合成，进入内质网进行加工、分类、包装，形成囊泡进入高尔基体，由高尔基体进行进一步加工，形成囊泡，运向细胞膜，由细胞膜分泌到细胞外，由于基因的选择性表达，所以人凝血因子IV只在乳腺细胞合成。

【点睛】本题主要考查了PCR技术、目的基因导入受体细胞的方法、胚胎培养、分泌蛋白的合成分泌等相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。

9．利用基因工程技术培育转基因抗冻番茄，该过程需要用多种限制酶，如图依次表示EcoRI、SmaI、NaeI三种限制酶的识别序列及切割位点，

（1）上述限制酶在特定位点切割DNA，其实质是断开DNA分子每条链中特定部位的两个核苷酸之间的_________，切割后产生了_________末端。

（2）利用EcoRI和NaeI酶切得某种鱼的抗冻蛋白基因，可与被EcoRI和SamI酶切后的质料连接成重组质料，原因是______________________________________________________。

（3）重组质粒导入番茄后，欲检测抗冻蛋白基因是否转录出mRNA，需利用_________作探针。

（4）利用抗冻蛋白制备出相应的_________，然后进行抗原-抗体杂交，观察到杂交带出现，尚不足以确定转基因抗冻番茄培育是否成功。

因此，还应将转基因番茄_________，以确定其耐寒能力是否提高。

（5）应用PCR扩增目的基因时，需要在基因组数据库中查询目的基因的_________序列，以便合成引物。

PCR过程第一轮循环的模板是____________________________________。

【答案】磷酸二酯键黏性末端和平末端相同的黏性末端之间可连接，且不同的平末端之间也可以连接标记的含有目的基因的DNA片段（或“标记的抗冻蛋白基因”或“标记的含有目的基