届人教版 现代科技专题 单元检测.docx

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届人教版现代科技专题单元检测

2022届人教版现代科技专题单元检测

（时间：

45分钟　分值：

100分）

1．（14分）（2021·湘赣皖名校高三联考）病毒是重要的植物病原体，至今发现的致病性植物病毒约有450种，它们通过多种传播途径感染农作物，造成农作物减产，严重时会造成绝产。

20世纪80年代科学家首次成功地将烟草花叶病毒的外壳蛋白基因转化到烟草植物中，获得了稳定遗传的抗病毒烟草植株，为植物基因工程技术的发展奠定了基础。

回答相关问题：

（1）为了获得烟草花叶病毒的外壳蛋白基因（即目的基因），先要分离得到烟草花叶病毒的外壳蛋白，分析该蛋白质的氨基酸序列，再推测出________________________________________，就可以利用化学方法人工合成该目的基因了。

（2）在利用上述目的基因和质粒构建重组质粒的过程中，要用相同的____________________切割目的基因和质粒，原因是________________________________________________________________。

将构建好的基因表达载体用__________________法导入烟草植物的愈伤组织细胞中，并进行筛选。

愈伤组织细胞是比较理想的受体细胞，这是因为__________________________________________________________________。

（3）烟草花叶病毒的外壳蛋白基因在烟草植株中成功表达的标志是________________________________，可以用________________________进行检测。

（4）若用含有重组质粒的某种细菌直接感染烟草植株叶片的伤口，则该植株的种子__________（填“含有”或“不含有”）烟草花叶病毒的外壳蛋白基因。

解析：

（1）用人工合成的方法获得目的基因需要首先对蛋白质的氨基酸序列进行分析，根据密码子表和逆转录过程，推测出该蛋白基因的核苷酸（或脱氧核苷酸或碱基）序列即可。

（2）为了将目的基因成功与载体连接，需要在切割DNA的时候产生相同的黏性末端，切割使用的工具为限制酶；而限制酶具有专一性，因此要保证用同一种限制酶处理；重组质粒导入到植物细胞常用的方法为农杆菌转化法；愈伤组织结构疏松，细胞分裂、分化能力强，易形成新个体，因此导入目的基因之后可以很容易在新个体中表达。

（3）目的基因在受体细胞中成功表达的标志是产生了目的基因的产物，即产生了烟草花叶病毒的外壳蛋白；对蛋白质的检测可以使用抗原—抗体杂交的方法。

（4）含有重组质粒的某种细菌直接感染烟草植株叶片，只能将目的基因导入到叶片细胞中，而叶片细胞不进行减数分裂产生配子，所以种子中不会含有目的基因。

答案：

（1）该蛋白基因的核苷酸（或脱氧核苷酸或碱基）序列

（2）限制酶（或限制性核酸内切酶）　相同的限制酶切割才能产生相同的末端，有利于连接时碱基互补配对　农杆菌转化　愈伤组织结构疏松，细胞分裂、分化能力强，易形成新个体

（3）产生了烟草花叶病毒的外壳蛋白　抗原—抗体杂交

（4）不含有

2．（16分）（2021·福建厦门高三期末）环境雌激素（EEs）严重危害动物和人类的健康。

幼年斑马鱼的卵黄蛋白原基因（Z基因）在正常情况下不表达，在EEs的诱导下可表达且表达水平和EEs的浓度呈正相关。

为了简便直观地检测水体环境中雌激素污染情况，研究人员培育了一种转基因斑马鱼，部分过程如下。

请回答下列问题：

（1）启动子的作用是________________________________________。

为了获得Z基因的启动子，应从斑马鱼的__________________（填“基因组文库”或“cDNA文库”）中获取。

（2）对Z基因启动子进行扩增前，应设计合适的引物，使扩增后的DNA片段中含有____________________位点，以便Z基因启动子能定向插入原始质粒的正确位置。

（3）获得的重组质粒可通过显微注射法注射到斑马鱼__________中。

为鉴定是否成功导入，应选择含有____________（填“Z”或“EGFP”）基因的DNA片段作为探针进行检测，理由是______________________________________________。

（4）选取成功导入重组质粒的斑马鱼均分为两组，分别在含EEs、不含EEs的环境中培养。

一段时间后检测相关基因的表达情况，结果如下。

培养条件

Z基因

EGFP基因

含EEs

＋

＋

不含EEs

－

－

注：

“＋”表示相关基因表达，“－”表示相关基因未表达。

依据上述结果，说出利用转基因斑马鱼简便直观地检测水体环境中雌激素污染的原理：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）启动子作为RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录。

cDNA文库中不含启动子，故应该从基因组文库中获取Z基因的启动子。

（2）由图可知，Z基因启动子插入部位之前有HindⅢ和EcoRⅠ识别位点，之后有BamHⅠ的识别位点，故要对Z基因启动子进行扩增前，应设计合适的引物，使扩增后的DNA片段中含有HindⅢ（或EcoRⅠ）和BamHⅠ的切割位点，以便Z基因启动子能定向插入原始质粒的正确位置。

（3）应该将重组质粒导入动物细胞的受精卵中，故获得的重组质粒可通过显微注射法注射到斑马鱼受精卵中。

由于导入前斑马鱼基因组已含Z基因，而EGFP基因为外源基因，导入成功的斑马鱼才含有EGFP基因，故要鉴定是否成功导入，应选择含有EGFP基因的DNA片段作为探针进行检测，看是否有杂交带出现。

（4）由实验结果可知，环境中含EEs则Z基因和EGFP基因均表达；不含EEs则Z基因和EGFP基因均不表达。

当水体环境中含有EEs时，Z基因的启动子被激活，使EGFP基因表达出绿色荧光蛋白，且表达水平和EEs的浓度呈正相关。

可以通过观察转基因斑马鱼的荧光强度判断水体环境中雌激素污染的程度。

答案：

（1）作为RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录　基因组文库

（2）HindⅢ（或EcoRⅠ）和BamHⅠ的切割

（3）受精卵　EGFP　导入前斑马鱼基因组已含Z基因，而EGFP基因为外源基因，导入成功的斑马鱼才含有EGFP基因

（4）当水体环境中含有EEs时，Z基因的启动子被激活，使EGFP基因表达出绿色荧光蛋白，且表达水平和EEs的浓度呈正相关。

可以通过观察转基因斑马鱼的荧光强度判断水体环境中雌激素污染的程度

3．（10分）（2021·广东广州高三二模）在植物基因工程中，通常借助标记基因来达到选择的目的，但某些标记基因的存在可能引起其他问题。

研究表明，在一定条件下用农杆菌转化法转化植物时，一个Ti质粒中的两段TDNA可分别整合到染色体不同位点上。

科学家利用此研究成果培育出了不带hpt（抗潮霉素基因）的抗虫转基因籼稻。

回答下列问题：

（1）在成功构建的重组Ti质粒中，hpt与抗虫基因在Ti质粒中应排列在________（填“同一段”或“两段”）TDNA上。

（2）取籼稻的幼胚接种到培养基上培养，幼胚细胞通过__________________形成愈伤组织，随后用含重组Ti质粒的农杆菌侵染该愈伤组织，然后转接到含有____________________的培养基进行初次筛选，获得转基因的愈伤组织后，再转接到含有____________________________（植物激素）的分化培养基培养出幼苗，移栽后继续培养成植株。

（3）对所得植株进行连续自交，通过____________________和______________________对后代进行筛选，最终可获得不带hpt的抗虫转基因籼稻。

（4）与种植携带hpt的抗虫转基因籼稻相比，种植上述不带hpt的抗虫转基因籼稻的优点是________________________（写出1点即可）。

解析：

（1）在构建重组Ti质粒时，将hpt与抗虫基因排列在Ti质粒的同一段TDNA上，以便同时导入受体细胞并进行筛选。

（2）将籼稻的幼胚接种到诱导培养基上，经过脱分化过程，培养出愈伤组织，然后用农杆菌转化法，将hpt与抗虫基因整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，再将该愈伤组织转接到含有潮霉素的培养基上进行筛选，获得的转基因愈伤组织再转接到含有生长素和细胞分裂素的分化培养基培养出幼苗，移栽后继续培养成植株。

（3）以上过程获得的导入hpt与抗虫基因的植株，相当于两对基因的杂合子，对其进行连续自交，后代会出现不带hpt的抗虫转基因籼稻，再通过DNA分子杂交技术和抗虫接种实验将其筛选出来。

（4）与种植携带hpt的抗虫转基因籼稻相比，种植上述不带hpt的抗虫转基因籼稻可以避免基因污染。

答案：

（1）同一段

（2）脱分化　潮霉素　生长素和细胞分裂素

（3）DNA分子杂交　抗虫接种实验

（4）不产生基因污染

4．（14分）（2021·广东清远高三模拟）正常细胞不能合成干扰素，但含有干扰素基因。

我国科学家采用基因工程技术生产干扰素a2b已实现量产。

具体做法是将产生干扰素的人白细胞的mRNA分离，反转录得到干扰素基因。

将含有四环素、氨苄青霉素抗性基因的质粒pBR322和干扰素基因进行双酶切，用连接酶连接。

将重组载体DNA分子在一定条件下导入大肠杆菌，在培养基中筛选培养，检测干扰素的表达量，选出高效表达的工程菌。

请回答下列问题：

（1）在分化诱导因子作用下，正常细胞可以摆脱抑制、合成干扰素，该过程发生的实质是________________________________。

（2）据下图分析，构建重组载体DNA分子时，可以选用________________两种限制酶对质粒pBR322和干扰素基因进行双酶切，目的是既能保证目的基因和质粒正向连接，又能防止________________________________________

_______________________________________________________（答两点）。

（3）将重组质粒导入大肠杆菌中，然后将细菌涂布到含__________________的选择培养基上培养，就可得到含质粒pBR322或重组质粒的细菌单菌落；再从每一个单菌落中挑取部分细菌转涂到含有__________的培养基上，不能生长的绝大部分是含有重组质粒的细菌，原因是__________________________________

________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

________________________________________________________________。

（4）干扰素在体外保存非常困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在－70℃条件下可以保存半年。

实现这一转变需要直接对__________进行修饰或改造，这属于蛋白质工程的范畴。

解析：

（1）细胞分化的实质是基因的选择性表达，故在分化诱导因子作用下，正常细胞可以摆脱抑制、合成干扰素，该过程发生的实质是基因的选择性表达。

（2）标记基因可用于鉴定目的基因是否导入受体细胞，所以重组质粒上至少要保留一个标记基因，由于两个标记基因上均含有酶A的切点，所以不能用酶A切割，为了防止连接时目的基因和质粒自身环化，故在构建重组载体DNA分子时，可以选用酶B和酶C两种限制酶对质粒pBR322和干扰素基因进行双酶切。

（3）由于质粒和重组质粒上都含有氨苄青霉素抗性基因，而未导入质粒的细菌不含有该抗性基因，所以将重组质粒导入大肠杆菌中，然后将细菌涂布到含氨苄青霉素的选择培养基上培养，就可得到含质粒pBR322或重组质粒的细菌单菌落；由于目的基因的插入破坏了四环素抗性基因，重组质粒上只含有氨苄青霉素抗性基因，而质粒上含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，因此再从前面培养基上获得的每一个单菌落中挑取部分细菌转涂到含有四环素的培养基上，不能生长的绝大部分是含有重组质粒的细菌。

（4）蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造的一项技术。

答案：

（1）基因的选择性表达

（2）酶B、酶C　质粒与目的基因自身环化、同时破坏质粒中的两个标记基因

（3）氨苄青霉素　四环素　目的基因的插入破坏了四环素抗性基因，重组质粒上只含有氨苄青霉素抗性基因，而质粒上含氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，在含有四环素的培养基上，导入重组质粒的细菌不能生长，而只导入质粒的细菌能生长

（4）基因

5．（12分）（2021·广东揭阳高三月考）将某种植物中的耐盐基因，转入水稻细胞中培育出耐盐水稻新品系。

下图是培育过程简图，请回答下列问题：

（1）阶段Ⅰ的核心步骤是________________________，在这个过程中，需用同种限制酶切割________个磷酸二酯键。

（2）为保证耐盐基因的正常转录，重组质粒b上耐盐基因的首端必须含有________，它是________________识别和结合的位点，尾端应含有________________。

（3）由b到c常用的方法是________________，检测转基因植株是否培育成功的最简便方法是______________________________________________

___________________________________________________________。

（4）阶段Ⅱ的培养基中除了必要的营养物质和琼脂外，还必须添加_______________________________________________________________。

解析：

（1）阶段Ⅰ采用的是基因工程技术，其核心步骤是基因表达载体的构建。

在构建重组质粒b的过程中，一般需用同种限制酶切割目的基因的两侧和质粒，共破坏6个磷酸二酯键。

（2）重组质粒应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等，其中启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始和表达的程度。

终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。

（3）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；检测转基因植株（耐盐水稻新品系）是否培育成功的最简便方法是将其种植在盐碱地上观察是否能正常生长（或用一定浓度的盐水浇灌，观察其是否能正常生长）。

（4）阶段Ⅱ采用的是植物组织培养技术，该技术中用到的培养基中除了必要的营养物质和琼脂外，还必须添加植物激素（细胞分裂素和生长素）。

答案：

（1）基因表达载体的构建　6

（2）启动子　RNA聚合酶　终止子

（3）农杆菌转化法（或基因枪法）　将其种植在盐碱地上观察是否能正常生长（或用一定浓度的盐水浇灌，观察其是否能正常生长）

（4）植物激素（细胞分裂素和生长素）

6．（12分）细胞融合技术有着广泛应用。

下图为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：

（1）若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。

科学家分别将它们的花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。

①这两个品种的花粉可用化学诱导剂______________诱导融合，共可产生________种基因型的融合细胞（仅考虑两两融合），这些融合细胞经过脱分化形成____________，再经培养可以得到________种不同于亲本表现型的玉米新品种。

②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培养，再经过________________处理并筛选获得，这种方法叫作________________。

（2）若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞。

①在“番茄—马铃薯”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的________________________技术。

②a、b细胞融合之前，要用到的酶是________________________，酶处理后得到________________。

（3）若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞。

为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的d细胞，d细胞的特点是_______________________________。

由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有___________________等特点。

解析：

（1）①诱导细胞融合的常用化学试剂是聚乙二醇（PEG）。

由于a、b两个玉米品种基因型分别为yyRr和YYrr，所以它们产生的花粉的基因型分别有yR、yr、Yr，仅考虑两两融合，可产生6种基因型的融合细胞，即yyRR、yyrr、YYrr、yyRr、YyRr、Yyrr。

融合细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经培养可以得到2种不同于亲本表现型的玉米新品种。

②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培养，再经过秋水仙素处理即染色体加倍，并筛选获得，这种方法叫作单倍体育种。

（2）①在“番茄—马铃薯”的培育过程中，运用了植物体细胞杂交技术。

②a、b细胞融合之前，需要去除细胞壁，所以要用的酶是纤维素酶和果胶酶，得到原生质体。

（3）若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞，融合得到图中的d细胞，其特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体。

由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有特异性强、灵敏度高、并可大量制备等特点。

答案：

（1）①聚乙二醇（PEG）　6　愈伤组织　2　②染色体加倍（秋水仙素）　单倍体育种

（2）①植物体细胞杂交　②纤维素酶和果胶酶　原生质体

（3）既能无限增殖，又能产生特异性抗体　特异性强、灵敏度高、并可大量制备

7．（14分）（2021·广东珠海高三诊断）下图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程，据图回答下列问题：

（1）克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是____________技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为后者是______________（填“无性生殖”或“有性生殖”）。

（2）一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理。

用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。

一般用____________________对牛的精子进行获能处理。

（3）受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等物质。

（4）纯种荷斯坦奶牛繁殖成功的原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立__________________________，但移入受体的供体胚胎的____________在孕育过程中不受任何影响。

（5）某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛，科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体；再将其导入受精卵中；然后还要采用DNA分子杂交技术检测

__________________________________________________________________

________________________________________________________________。

解析：

（1）克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是核移植技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为后者是有性生殖。

（2）一般用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。

用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。

一般用化学诱导法对牛的精子进行获能处理。

（3）受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等物质。

（4）纯种荷斯坦奶牛繁殖成功的原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。

（5）某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛，科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体；再将其导入受精卵中；然后还要采用DNA分子杂交技术检测转基因荷斯坦奶牛的染色体DNA上是否插入了药用蛋白基因。

答案：

（1）核移植　有性生殖

（2）促性腺　化学诱导法

（3）血清

（4）正常的生理和组织联系　遗传特性

（5）转基因荷斯坦奶牛的染色体DNA上是否插入了药用蛋白基因

8．（8分）请据图回答下列问题：

（1）上图为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，该恢复工程中，①是指________________________措施。

该生态工程所遵循的主要原理是___________________________________________________________________。

（2）澳大利亚的大堡礁，生物多样性非常高，珊瑚虫和藻类组成了高效的植物—动物营养循环，因此珊瑚礁能够保持很高的系统生产力。

此生态系统体现了生态工程的基本原理是__________________________________________。

解析：

（1）题图为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，该恢复工程中首先要人工制造表土、压实。

矿区废弃地土壤和植被的恢复决定了系统的功能。

由于刚恢复的土壤条件较差，不宜种植作物，植树、种草体现了系统学和工程学原理。

（2）珊瑚礁生态系统体现了系统整体性原理。

答案：

（1）人工制造表土、压实　系统学和工程学原理　

（2）系统整体性原理