届 二轮现代生物科技专题 专题卷.docx

1、届 二轮 现代生物科技专题 专题卷2020届 二轮 现代生物科技专题 专题卷1.(2019广东广州一模)基础理论及技术的发展催生了基因工程,回答下列问题:(1)1967年,罗思和赫林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力,并可以在细菌细胞间转移,这一发现为基因转移找到了一种。科学家在研究细菌时发现质粒上存在抗生素抗性基因,该基因在基因工程中可作为。(2)60年代,科学家在研究时发现,噬菌体感染某些宿主细菌后无法繁殖,进一步研究发现宿主细菌含有能剪切噬菌体DNA的酶,但该酶并未剪切细菌自身DNA,对此现象的合理解释是 。(3)1972年,伯格将SV40病毒DNA与噬菌体的DNA结合,成功

2、构建了第一个体外重组DNA分子。如果说他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 。(4)1980年,科学家首次通过技术将重组基因导入小鼠的受精卵,培育出第一个转基因小鼠。1983年,科学家又采用方法将重组基因导入烟草,培育出第一例转基因烟草,此后,基因工程进入了迅速发展阶段。解析:(1)质粒具有自我复制的能力,并且可以在细菌细胞间转移,这一发现为基因转移找到了一种运载体。质粒上存在的抗生素抗性基因在基因工程中可作为标记基因。(2)限制性核酸内切酶能够剪切噬菌体的DNA,由于细菌内无此酶的识别序列,因此该酶不能剪切细菌自身的DNA。(3)重组DNA分子是将不同生物的DNA连接到

3、一起并具有生物学功能,这为基因工程理论的建立提供了启示。(4)动物基因工程常用方法是显微注射技术,植物基因工程常用方法是农杆菌转化法。答案:(1)运载工具标记基因(2)限制性核酸内切细菌内无此酶的识别序列使限制酶不能识别(细菌内相应的识别序列被甲基化修饰)(3)两种不同生物的DNA可以连接到一起并具有生物学功能(4)显微注射农杆菌转化2.(2019河南平顶山一模)为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中,请回答相关问题:(1)研究者从其他植物中克隆出花色基因C时采用了PCR技术扩增,其中需要有一段的核苷酸序列,以便根据这

4、一序列合成种引物,除花色基因C、引物之外,扩增过程中还需要,。(2)为防止目的基因的自身环化和任意连接,有同学认为可以用EcoR和BamH两种酶切割含C基因的DNA和图中质粒,有同学认为不妥,理由是 。(3)最后需要将重组质粒导入菊花细胞,研究者采用了农杆菌转化法,这是利用了农杆菌中的Ti质粒上的TDNA(可转移的 DNA)的特性: 。若导入的是菊花体细胞,还需要通过才能得到菊花植株。解析:(1)引物是一段DNA单链,与模板链互补且作为子链延伸的起点。PCR技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,根据这一序列合成引物。引物分别与DNA的两条链结合,故2种。PCR技术的条件有模板、原料(四

5、种脱氧核苷酸)、酶(热稳定性)、引物。(2)不同限制酶切割形成的不同的黏性末端,可防止目的基因与质粒反向连接以及目的基因、质粒的自身环化。但是,前提是目的基因两端有相应的切割位点,且要保证目的基因插入启动子与终止子之间,才能使目的基因正常表达。花色基因C两端没有BamH的切割位点,且质粒切割后切口不在启动子与终止子之间,所以不妥。(3)TDNA可进入受体细胞并整合到其染色体DNA上,外源基因插入TDNA中,就有可能被携带进入受体植物并整合到染色体上。利用植物组织培养技术,可以将体细胞培养成植株。答案:(1)已知目的基因(花色基因C)2dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP或四种脱氧核

6、苷酸)Taq酶(热稳定DNA聚合酶)(2)花色基因C两侧没有BamH的识别序列,不能被BamH酶切,质粒被EcoR和BamH两种酶切割后不能使目的基因连接在启动子和终止子之间(3)可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上植物组织培养3.(2019湖南永州三模)我国科学工作者经过多年努力,逐步完善了基因工程生产疫苗的技术。如图为通过基因工程生产乙肝疫苗的示意图。回答下列问题:乙肝病毒有关基因细菌大量生产疫苗(1)基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即DNA连接酶和DNA连接酶。(2)从细胞间的信息交流方面考虑,乙肝病毒能专一侵染肝细胞的原因是 。(3)若要在体外获得大量的目的基因,

7、常采用技术。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 。(4)若过程用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是 。(5)使用酵母菌作为受体菌生产乙肝疫苗的效果更好,从细胞结构的角度分析,原因是 。解析:据图分析,表示从乙肝病毒分离有关抗原基因,即获取目的基因的过程;表示构建基因表达载体和将目的基因导入受体细胞(细菌)的过程;表示筛选含有目的基因的细菌作为工程菌并发酵产生疫苗。(1)基因工程的工具酶有限制酶和DNA连接酶,其中DNA连接酶有T4DNA连接酶和Ecoli DNA连接酶两种。(2)由于肝细胞表面有

8、乙肝病毒的受体,所以乙肝病毒能专一侵染肝细胞。(3)常用PCR技术体外扩增目的基因;由于目的基因缺少相应的启动子、终止子和复制原点等,在受体细胞中不能表达,所以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。(4)由于未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱,因此将重组质粒导入大肠杆菌时,一般不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞。(5)由于酵母菌具有内质网、高尔基体,可以对核糖体合成的肽链进行剪切、折叠、加工、修饰等处理,因此使用酵母菌作为受体菌生产乙肝疫苗的效果更好。答案:(1)T4Ecoli(2)肝细胞表面有乙肝病毒的受体(3)PCR(多聚酶链式

9、反应)目的基因缺少相应的启动子、终止子和复制原点等,在受体细胞中不能表达(4)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(5)酵母菌具有内质网、高尔基体,可以对核糖体合成的肽链进行剪切、折叠、加工、修饰等处理4.(2019山东烟台一模)用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示。回答下列问题:(1)过程所需的酶是。在构建基因表达载体过程中,构建的重组质粒上启动子的本质和作用是 。(2)实现过程常用PCR技术,该技术的前提是要有,以便合成引物。为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的5端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是。(

10、3)过程将重组表达载体导入大肠杆菌时,首先用Ca2+处理大肠杆菌,目的是 。然后将溶于缓冲液与该大肠杆菌混合,在一定温度下完成转化。解析:图中过程表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA;过程表示利用PCR技术对目的基因进行扩增;过程表示将目的基因导入受体细胞(大肠杆菌);过程表示通过筛选获得工程菌。(1)图中过程表示利用mRNA通过反转录法合成相应DNA的过程,需要逆转录酶的催化;基因表达载体的组成成分包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等,其中启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段,其作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录。(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有

11、一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物;根据题意分析,在构建基因表达载体时,需要在引物的5端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连。(3)在将目的基因导入大肠杆菌时,需要先用钙离子处理大肠杆菌,使得大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后将重组质粒溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合,在一定温度下完成转化。答案:(1)反转录酶启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段;作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录(2)一段已知目的基因的核苷酸序列使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连(3)使大肠杆菌

12、处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态重组质粒(基因表达载体)5.(2019四川自贡一模)马铃薯含有丰富的淀粉、氨基酸、多种维生素和无机盐,是种植广泛的农作物。侵染病毒后导致产量大幅下降,培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请回答问题:(1)利用马铃薯的茎尖进行离体培养可以获得脱毒苗,原因在于 ,该过程依据的原理是 。(2)为获得抗病毒的马铃薯植株,往往采用转基因技术,将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内。其过程大致如图所示:构建基因表达载体过程中需要用(酶)处理。目的基因转录过程中,能使转录在所需要的地方停止下来。将目的基因导入马铃薯细胞使用了 法,要用处理土壤农杆菌,使之转变

13、为感受态细胞,然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。目的基因导入马铃薯细胞后,是否可以稳定维持和表达,要通过检测与鉴定,马铃薯的DNA上是否插入了目的基因的检测方法是 。(3)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低病毒的基因频率的增长速率。解析:(1)由于茎尖病毒极少甚至无病毒,因此利用马铃薯的茎尖进行离体培养可以获得脱毒苗;该过程需要采用植物组织培养技术,其依据的原理是(植物)细胞具有全能性。(2)构建基因表达载体时,首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体,其次要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA。目的基因转录过程中,终止子能使转录在

14、所需要的地方停止下来。由图可知,将目的基因导入马铃薯细胞使用了农杆菌转化法;使土壤农杆菌转变为感受态细胞,需要用钙离子处理。检测目的基因是否导入受体细胞常用DNA分子杂交技术。(3)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低病毒的抗性基因频率的增长速率。答案:(1)茎尖病毒极少甚至无病毒(植物)细胞具有全能性(2)限制酶(或限制性核酸内切酶)和DNA连接酶终止子农杆菌转化钙离子DNA分子杂交技术(3)抗性6.(2019广东汕头模拟)某转基因牛的生产技术流程如图。请回答:(1)利用过程的方法构建的基因文库是(填“基因组文库”或“部分基因文库”);PCR技术大量扩增此目的基因的前

15、提是,以便合成引物;PCR扩增过程经过变性、复性和三个步骤。(2)转入生长激素基因的牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素。过程中,将目的基因与的启动子等调控组件重组在一起构建重组质粒,通过法导入受精卵中,然后利用胚胎工程的(答出2项)技术手段获得转基因牛。(3)该转基因牛进入泌乳期后,其分泌的乳汁中并未含有人的生长激素,可能的原因是 。解析:(1)利用逆转录法构建的基因文库只包含该生物的部分基因,因此属于部分基因文库;PCR技术大量扩增此目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸(碱基)序列,以便合成引物;PCR扩增过程经过变性、复性和延伸三个步骤。(2)要使生长激素基因只在乳腺组织中表

16、达,要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起构建重组质粒;将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法;将目的基因导入受精卵后,再利用胚胎工程的早期胚胎培养、胚胎移植技术手段获得转基因牛。(3)该转基因牛进入泌乳期后,其分泌的乳汁中并未含有人的生长激素,原因可能是导入的目的基因未能表达,也可能是目的基因与载体反向连接。答案:(1)部分基因文库要有一段已知目的基因的核苷酸(碱基)序列延伸(2)乳腺蛋白基因显微注射早期胚胎培养、胚胎移植(3)导入的目的基因未能表达(或目的基因与载体反向连接)7.(2019河北武邑三模)如图是运用生物工程技术培育“转基因试管牛”的图解。请回答下列相关问

17、题:(1)图中过程之前通常采用法对采集的良种公牛精子进行获能处理。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在完成的。(2)图中过程通常选择发育到阶段的胚胎进行移植,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理学基础是 。(3)构建药用蛋白基因表达载体需要导入到性染色体组成为的受精卵中。(4)若得到的药用蛋白不稳定,在体外保存期短。为解决这一问题,可通过对药用蛋白基因进行 来实现对现有药用蛋白的改造。解析:(1)对于牛、羊等家畜的精子进行获能处理时常采用化学诱导法。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(或胎儿时期)完成的。(2)通常选择发育

18、到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植;移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(3)由于只有雌性个体能产生乳汁,因此要导入到性染色体组成为XX的受精卵中。(4)若得到的药用蛋白不稳定,在体外保存期短。为解决这一问题,可通过对药用蛋白基因进行基因修饰来实现对现有药用蛋白的改造。答案:(1)化学诱导出生前(或胎儿时期)(2)桑椹胚或囊胚受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(3)XX(4)基因修饰8.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。有人利用RTPCR技术(mR

19、NA逆转录为cDNA再进行PCR扩增),获得了牛基因G,导入到大肠杆菌中,成功表达出G蛋白。请回答下列问题:(1)RTPCR过程需要的酶有。在进行PCR扩增时需要设计种引物,引物在复性过程中与结合。(2)RTPCR的产物经过BamH、EcoR双酶切后,与经过同样双酶切的PBV载体连接。这步操作程序属于,也是基因工程的核心步骤。与单一酶切相比,双酶切具有的优点是_ (答出两点)。(3)若要检测基因G是否翻译出蛋白G,可采用的分子水平的检测方法是。有人从牛的基因组文库中获得了基因G,同样以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白G,其原因是 。解析:(1)RTPCR过程需要的酶有逆转录酶和Taq酶(热稳定

20、DNA聚合酶)。在进行PCR扩增时需要设计2种引物,引物在复性过程中与模板链相应互补序列结合。(2)RTPCR的产物经过BamH、EcoR双酶切后,与经过同样双酶切的PBV载体连接。这步操作程序属于构建基因表达载体,也是基因工程的核心步骤。与单一酶切相比,双酶切具有的优点是防止目的基因(载体)自身连接,防止目的基因与运载体反向连接。(3)若要检测基因G是否翻译出蛋白G,可采用的分子水平的检测方法是抗原抗体杂交。有人从牛的基因组文库中获得了基因G,同样以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白G,其原因是从基因组文库获取的G基因有内含子,在大肠杆菌中,其转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法

21、表达出蛋白G。答案:(1)逆转录酶和Taq酶(热稳定DNA聚合酶)2模板链相应互补序列(2)构建基因表达载体防止目的基因(载体)自身连接,防止目的基因与运载体反向连接(3)抗原抗体杂交从基因组文库获取的G基因有内含子,在大肠杆菌中,其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G9.(2019陕西西安一模)草莓是人们经常食用的一种水果,有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物,长期种植会使病毒积累在体内,产量降低,品质下降。如图是利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过程,请据图回答:(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是。培育脱毒苗时,一般选取作为外植体,其依据是。(2)是脱分化

22、过程,细胞脱分化是指已经分化的细胞,经过诱导后,失去其而转变为未分化细胞的过程。是 过程。(3)研究表明,多倍体草莓产量高于二倍体,利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种:一是使用(药剂)处理草莓的愈伤组织,再经培养获得多倍体植株;二是利用(药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后,再经组织培养获得多倍体植株,这种育种技术被称为技术。解析:(1)植物体的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜能,称为植物细胞的全能性。外植体能够形成幼苗所依据的原理是植物细胞的全能性。培育脱毒苗时,一般选取茎尖(或芽尖或根尖)作为外植体,其依据是植物分生区附近(茎尖)病毒极少,甚至无病毒。(2)已分化的细胞经过诱

23、导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程叫脱分化。是再分化过程,再分化是指已经脱分化的愈伤组织在一定条件下,再分化出胚状体,形成完整植株。(3)秋水仙素可以诱导产生多倍体,使用秋水仙素处理草莓的愈伤组织,再经培养获得多倍体植株;也可以利用聚乙二醇(PEG)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后,再经组织培养获得多倍体植株,这种育种技术被称为植物体细胞杂交(技术)。答案:(1)植物细胞的全能性茎尖(或芽尖或根尖)植物分生区附近(茎尖)病毒极少,甚至无病毒(2)特有的结构和功能再分化(3)秋水仙素聚乙二醇(PEG)植物体细胞杂交10.(2019贵州凯里一模)如图代表动物细胞工程的相关过程,回答

24、问题:(1)动物细胞工程技术的基础是 。(2)在进行动物细胞D的培养时,通常加入%的CO2,其作用是 。(3)若A为胡萝卜细胞,B为羊角芹细胞,得到C细胞之前先要用相应的酶处理去除细胞壁,得到具有活性的。(4)若A为卵细胞、B为精子;图中表示体外受精的过程,则精子要经过成熟和的过程,才能与卵细胞完成受精。用促性腺激素处理该雌性动物后,从采集卵细胞。(5)若图中过程目的是要制备单克隆抗体,则D细胞的名称为,该细胞具有的特性。解析:(1)动物细胞工程技术的基础是动物细胞培养技术。(2)动物细胞培养时需要加入5%的CO2,其作用是维持培养液pH。(3)在植物体细胞杂交技术过程中,植物细胞需要用酶解法

25、去壁,获得具有活性的原生质体。(4)精子要经过成熟和获能的过程,才能完成受精;用促性腺激素处理雌性动物,可以促进雌性动物超数排卵,然后从输卵管收集卵细胞。(5)在单克隆抗体制备过程中,图中D是杂交瘤细胞,其具有既能无限增殖,又能产生特定抗体的特点。答案:(1)动物细胞培养技术(2)5维持培养液pH(3)原生质体(4)获能输卵管(5)杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特定抗体11.(2019湖北黄冈二模)如图是某实验室做的通过动物纤维母细胞获得单抗的实验研究过程图示,据图回答相关问题:(1)图中Y细胞的名称是。(2)过程类似于植物组织培养技术中的过程。过程的实质是 。(3)过程中常用到的化学诱导剂

26、是。(4)过程将Z细胞进行和从而获取大量的单抗。(5)若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞,能测到放射性32P的细胞器是。研究表明,HER2/neu是一种原癌基因,它表达的H蛋白在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达,抗H蛋白单克隆抗体能(填“促进”或“抑制”)过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长,目前已成为有效的生物治疗手段。解析:(1)分析图示可知:图中Y细胞的名称是经抗原刺激增殖分化形成的浆细胞(或已免疫的B淋巴细胞)。(2)通过过程,纤维母细胞变成了具有分裂能力的干细胞,因此过程类似于植物组织培养技术中的脱分化过程。过程表示细胞分化,其实质是基因的选择性表达。(3)过程表示细

27、胞融合,常用到的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG)。(4)过程表示将Z细胞(杂交瘤细胞)进行克隆化培养和专一抗体检测,从而获得大量的单克隆抗体。(5)Z细胞为杂交瘤细胞,含有核酸的细胞器为核糖体、线粒体,而32P标记的核苷酸是合成核酸的原料,因此若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞,能检测到放射性32P的细胞器有核糖体、线粒体。抗H蛋白单克隆抗体能与相应的抗原进行特异性结合,从而抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长。答案:(1)浆细胞(或已免疫的B淋巴细胞)(2)脱分化基因的选择性表达(3)聚乙二醇(PEG)(4)克隆化培养专一抗体检测(5)核糖体、线粒体抑制12.(2019山西太原模

28、拟)如图表示通过现代生物技术制备单克隆抗体的两种途径,其中表示相关过程。请分析并回答下列问题:(1)细胞A的名称是。与通过传统方法获得的抗体相比,通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显著优点是 。(2)通过过程可获得V1基因。用技术可以获得更多的V1基因。(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的生物活性(填“相同”或“不相同”),原因是。(4)除通过上述途径获得的单克隆抗体外,请再写一种目前应用动物细胞工程技术生产的生物制品:。解析:(1)由图示可知,细胞A的名称是浆细胞。与通过传统方法获得的抗体相比,通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显著优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。(

29、2)由图示可知,通过过程逆转录可获得V1基因。用PCR技术可以获得更多的V1基因。(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同,两者的生物活性不相同,原因是抗体2是大肠杆菌产生的,其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体1是杂交瘤细胞产生的,其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工。(4)应用动物细胞工程技术生产的生物制品很多,如:疫苗、干扰素、酶、激素等。答案:(1)浆细胞特异性强、灵敏度高、可大量制备(2)逆转录PCR(3)不相同抗体2是大肠杆菌产生的,其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体1是杂交瘤细胞产生的,其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工(4)疫苗、干扰素、酶、激素等13.(2019江西南昌模拟)生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面,比如:(1)哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段,该项技术为研究隐性基因功能提供了理想的细胞模型。如图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析回答:方法一中,研究人员需对实验小鼠注射相应的激素,使其超数排卵,从而获得更多的,在体外选用特制的培养液培养至期,并从中分离、筛选出胚胎干细胞。采用这种方法获得的单倍