高考专题08 现代生物科技专题解析版.docx

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高考专题08现代生物科技专题解析版

专题082016-2019年现代生物科技专题真题

（2016新课标1）40.（15分）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。

有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。

被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。

回答下列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________（答出两点即可）。

而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________；并且______________和______________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________。

在上述筛选的基础上，若要筛选含

有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有_____________的固体培养基。

（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_____________

【答案】

（1）能自我复制、具有标记基因

（2）二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长

含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒）

二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素

（3）受体细胞

【解析】

（1）质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有:

能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。

（2）依题意可知,目的基因插入后,导致四环素抗性基因（Tetr）失活,而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。

如果用含有氨卡青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞,因二者均不含氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上都不能生长,所以是不能区分的;含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞,因二者都含氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上都能生长,因此也是不能区分的。

在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有四环素的固体培养基;因目的基因插入后,导致四环素抗性基因（Tetr）失活,含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长,而含有质粒载体的则能|正常生长。

（3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞中的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外；在噬菌体的DNA的指导下

，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可推知：

基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。

（2016新课标2）40．[生物——选修3：

现代生物科技专题]（15分）

下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：

（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为__

__________。

过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。

②代表的过程是__________。

（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。

（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______。

（4）与克隆羊“多莉（利）”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________。

【答案】（15分）

（1）XX或XY显微操

作胚胎移植

（2）遗传物质

（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响

（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。

【解析】

（1）提供提细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性。

（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞。

（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基质基因来源于受体，即卵母细胞的细胞质中的遗传物质的影响，这决定了克隆动物性状与供体不完全相同。

（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是

：

已经分化的动物体细胞核具有全能性。

（2016新课标3）40．（15分）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHI酶切得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。

这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有____________，不能表达的原因是____________。

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。

【答案】

（1）Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端

（2）甲和丙甲中目的基因插入在启动子的

上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能转录

（3）E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶

【解析】

（1）由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后产生的片段具有相同的黏性末端，所以经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。

（2）启动子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录mRNA，获得所需蛋白质。

（3）常见DNA连接酶有大肠杆菌DNA连接酶，既能连接平末端，也能连接粘性末端。

（2017新课标1）38．[生物——选修3：

现代生物科技专题]（15分）

真核生物基因中通常有内含子，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。

已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。

回答下列问题：

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_____________________。

（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________________作为载体，其原因是_____________________。

（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。

因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。

（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_________________________。

【答案】

（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A

（2）噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕

（3）繁殖快、容易培养（4）蛋白A的抗体

（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

【解析】

（1）基因A的编码区有内含子，原核生物无法切除内含子。

（2）噬菌体只能寄生于细菌细胞内。

（3）大肠杆菌作为受体均具有繁殖周期短，易培养特点。

（4）检测目的基因是否表达通常用抗原-抗体杂交技术。

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，证明了生物的遗传物质是DNA，还为基因工程理论的建立提供了启示，这一启示是DNA可以从一种生物转移到另一种生物个体。

（2017新课标2）38．[生物——选修3：

现代生物科技专题]（15分）

几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。

通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。

回答下列问题：

（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。

提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。

（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是______________。

（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。

【答案】

（1）嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解

（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA

（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子

（4）磷酸二酯键

（5）目的基因的转录或翻译异常

【解析】

（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶为实验材料。

（2）以mRNA为模板可得到cDNA，利用逆转录原理。

（3）若要目的基因表达，需要通过载体导入受体细胞。

（4）当几丁质酶基因和治理载体连接时，DNA连接酶催化形成磷酸二酯键。

（5）可能目的基因没有转录或翻译。

（2017新课标3）38．[生物——选修3：

现代生物科技专题]（15分）

编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。

回答下列问题：

（1）现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是_____________________________________。

（2）某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为_____________________，加入了________________作为合成DNA的原料。

（3）现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：

将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。

①由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，学科=网可采用的方法是__________________。

细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________________。

②仅根据图、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少______________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

【答案】

（1）编码乙的DNA序列起始端无ATG，转录出的mRNA无起始密码子

（2）模板dNTP

（3）①进行细胞传代培养维持培养液是的pH②C

【解析】略

（2018新课标1）38.[生物——选修3:

现代生物科技专题]回答下列问题：

（15分）

（1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Coben）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_____（答出两点即可）。

（2）体外重组的质粒可通过Ca2+参与的_____

__方法导入大肠杆菌细胞：

而体外重组的噬菌体DNA通常需与_______组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞，在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是__________。

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。

为防止蛋白质被降解，在实验中应选用________的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加______的抑制剂。

【答案】

（1）.体外重组的质粒可以进入体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达

（2）.转化（3）.外壳蛋白（噬菌体蛋白）（4）.细菌（5）.蛋白酶缺陷型（6）.蛋白酶

【详解】

（1）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆细胞中进行了表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入体细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等

。

（2）体外重组的质粒可通过Ca2+处理，目的是以增大细胞的通透性，使重组的质粒能够导入到受体细胞内，因此体外重组的质粒可通过Ca2+参与的转化方法导入大肠杆菌细胞。

体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞，噬菌体侵染

的是细菌，而不能寄生在其它细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会

被降解,为防止蛋白质被降解,可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解,在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。

（2018新课标2）38.[生物——选修3：

现代生物科技专题]（15分）

某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。

某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1-GFP融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

回答下列问题：

（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是______。

使用这两种酶进行酶切是为了保证______，也是为了保证______。

（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了_____和______过程。

（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：

将能够产生绿色荧光细胞的_____移入牛的______中、体外培养、胚胎移植等。

（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。

在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的______（填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为PCR模板。

【答案】

（1）.E1和E4甲的完整甲与载体正确连接

（2）.转录翻译细胞核（3）.去核卵母细胞核DNA

【详解】

（1）要保证目的基因在受体细胞中能够正确表达，目的基因的首端应有启动子，尾端应有终止子。

甲是将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5ˊ末端而获得的L1-GFP融合基因，据此结合题意并分析图示可知：

该团队在将甲插入质粒P0时，如果用E2或E3，则目的基因不完整，而使用E1和E4这两种限制酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种限制酶，是E1和E4。

（2）构建的真核表达载体P1中含有GFP基因，二GFP基因的表达产物“某种荧光蛋白（GFP）”在紫外光或蓝激光的激发下会发出绿色荧光。

若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成表达。

（3）若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。

（4）PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术。

若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。

（2018新课标3）38.［生物——选修3：

现代生物科技专题］（15分）

2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得

两只克隆猴——“中中”和“华华”。

回答下列问题：

（1）“中中”和“华华”的获得涉

及核移植过程，核移植是指_____________。

通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目____（填“减半”“加倍”或“不变”）

（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_________（填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是________________________________。

（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目____________（填“相同”或“不相同”），性染色体组合____________（填“相同”或“不相同”）。

【答案】

（1）.将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞

（2）.不变（3）.小于（4）.胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易（5）.相同（6）.不同

【详解】

（1）核移植是指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，这个胚胎最后发育成为动物个体；通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体，因此克隆猴体細胞的染色体数目和供体一致；

（2）胚胎细胞核移植的难度小

于体细胞核移植，其原因是动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；

（3）哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体常染色体相同，性染色体前者是XX，后者是XY，因此分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同，性染色体组合不同。

（2019新课标1）38.（15分）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

（2）.cDNA文库（3）.解旋酶（4）.加热至90-95℃（5）.氢键（6）.Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活

【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。

（2019新课标2）38.（15分）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。

回答下列问题。

（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）。

【答案】

（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（3）.矿质元素（4）.糖（5）.茎尖（6）.含目的基因的细胞

愈伤组织

小植株

【详解】

（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：

。

（2019新课标3）38.（15分）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。

回答下列问题。

（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。

【答案】

（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