1.现代生物科技专题高考真题二轮复习练习

1 现代生物科技专题规范训练 1.(2012江苏高考T32)图 1 表示含有目的基因 D 的 DNA 片段长度(bp 即碱基对)和部分碱 基序列,图 2 表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有 Msp、BamH、Mbo、Sma4 种 限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为 C CGG、G GATCC、 GATC、CCC GGG。请回答下列问题: (1)图 1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接。 (2)若用限制酶 Sma完全切割图 1 中 DNA 片段,产生的末端是 末端,其产物长度为 。 (3)若图 1 中虚线方框内的碱基对被 T-A 碱基对替换,那么基因 D 就突变为基因 d。从杂合子 中分离出图 1 及其对应的 DNA 片段,用限制酶 Sma完全切割,产物中共有 种不同长 度的 DNA 片段。 (4)若将图 2 中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用 的限制酶是 。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加 的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因 D 不能正确表达, 其最可能的原因是 。 2.(2012天津高考T7)生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为 体外处理“蛋白质-DNA 复合体”获得 DNA 片段信息的过程图。 据图回答: (1)过程酶作用的部位是 键,此过程只发生在非结合区 DNA,过程酶作用的部 位是 键。 (2)两过程利用了酶的 特性。 (3)若将得到的 DNA 片段用于构建重组质粒,需要将过程的测序结果与 酶的识别序列 进行比对,以确定选用何种酶。 (4)如果复合体中的蛋白质为 RNA 聚合酶,则其识别、结合的 DNA 序列区为基因的 。 (5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有 (多选)。 2 A.分离得到核糖体,用蛋白酶酶解后提取 rRNA B.用无水乙醇处理菠菜叶片,提取叶绿体基粒膜上的光合色素 C.通过分子杂交手段,用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位 D.将抑制成熟基因导入番茄,其 mRNA 与催化成熟酶基因的 mRNA 互补结合,终止后者翻译,延迟 果实成熟 3.(2012山东高考T35)毛角蛋白型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。 获得转 KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。 (1)过程中最常用的运载工具是 ,所需要的酶是限制酶和 。 (2)在过程中,用 处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将 成纤维细胞置于 5% CO2的气体环境中,CO 2的作用是 。 (3)在过程中,用 处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需 要进行 处理。 (4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是 。在胚胎移植前, 通过 技术可获得较多胚胎。 4.(2013福建高考T33)(10 分)克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2 基因是细胞凋亡抑制基因,用 PCR 技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎 时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。 请回答: (1)图中重组细胞的细胞核来自 细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹 胚、囊胚和 胚最终发育为克隆猪。 (2)在 PCR 过程中可检测出 cDNA 中 Bcl-2 cDNA 的分子数,进而计算总 mRNA 中 Bcl-2 mRNA 的 分子数,从而反映出 Bcl-2 基因的转录水平。 图中 X 表示 过程。 从基因组数据库中查询 Bcl-2 mRNA 的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成 3 用于 PCR 扩增,PCR 过程第一轮循环的模板是 。 5.(15 分)(2013新课标全国卷T40)生物选修 3:现代生物科技专题甲、乙是染色体 数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分 A,乙含有效成分 B。某研究小组拟培育同时含 有 A 和 B 的新型药用植物。回答下列问题: (1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用 酶和 酶去 除细胞壁,获得具有活力的 ,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细 胞进一步培养形成 组织,然后经过 形成完整的杂种植株。这种 培育技术称为 。 (2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指 。假设甲与乙有性杂交的后代是不 育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是 。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的 等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。 6. (2013新课标全国卷T40)(15 分)阅读如下资料: 资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家 采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。 资料乙:T 4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码 T4溶菌酶的基因进行了改造,使其 表达的 T4溶菌酶第 3 位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第 97 位的半胱氨酸之间形 成了一个二硫键,提高了 T4溶菌酶的耐热性。 资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔 乙体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。 回答下列问题: (1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。 构建基因表达载体常用的工具酶是 和 。 在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。 (2)资料乙中的技术属于 工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为 基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造一种 的技术。在该 实例中,引起 T4 溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。 (3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的、生 理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲 称为 体,兔乙称为 体。 7.(2013海南高考T31)(15 分)单纯疱疹病毒型(HSV-1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交 瘤技术制备出抗 HSV-1 的单克隆抗体可快速检测 HSV-1。 回答下列问题: 4 (1)在制备抗 HSV-1 的单克隆抗体的过程中,先给小鼠注射一种纯化的 HSV-1 蛋白,一段时间后,若 小鼠血清中抗 的抗体检测呈阳性,说明小鼠体内产生了 反应, 再从小鼠的 中获取 B 淋巴细胞。将该 B 淋巴细胞与小鼠的 细胞 融合,再经过筛选、检测,最终可获得所需的杂交瘤细胞,该细胞具有的特点是 。 (2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的 中使 其增殖,再从 中提取、纯化获得。 (3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种 HSV-1 蛋白,其原因是该抗体具有的特 性是: 等。 8.(2013天津高考T9)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性 基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用 此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。 流程如下图。 据图回答下列问题: (1)过程所需的酶是 。 (2)过程后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步 筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是 。 原生质体经过 再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和 植株的根尖,通过 、 、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数 目。 (5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组 DNA 进行 PCR 扩增,得到两亲本的差异性条带,可用 于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株 14 进行 PCR 扩增的结果。据图判断, 再生植株 14 中一定是杂种植株的有 。 5 (6)对杂种植株进行 接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。 9.生物选修 3:现代生物科技专题(2014新课标全国卷T40)植物甲具有极强的耐 旱性,其耐旱性与某个基因有关,若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物 乙中,有可能提高后者的耐旱性。 回答下列问题: (1)理论上,基因组文库含有生物的 基因;而 cDNA 文库含有生物的 基因。 (2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中 出所 需的耐旱基因。 (3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞 中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测 此再生植株中该基因的 ,如果检测结果呈阳性 ,再在田间试验中检测植 株的 是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为 31 时, 则可推测该耐旱基因整合到了 (填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上” ) 10.(2014福建高考T33)Rag 2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎 干细胞(ES 细胞)对 Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图: (1)步骤中,在核移植前应去除卵母细胞的 。 (2)步骤中,重组胚胎培养到 期时,可从其内细胞团分离出 ES 细胞。 (3)步骤中,需要构建含有 Rag2基因的表达载体。可以根据 Rag2基因的 设计引物, 利用 PCR 技术扩增 Rag2基因片段。用 Hind和 Pst限制酶分别在片段两侧进行酶切获得 Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有 酶的酶切 位点。 (4)为检测 Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 ,用抗 Rag2蛋白的 6 抗体进行杂交实验。 11.(2015浙江高考T18)“现代生物科技专题”模块 下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答: (1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物,将野外采得的某植物幼叶消毒后,用酶混 合液处理,获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是 。 (2)将目的基因导入原生质体,经培养形成愈伤组织,再通过 得到分散的胚性细胞, 发育成 ,生长发育后获得转基因植株。 (3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因错误的是 。 A.愈伤组织发生遗传变异 B.愈伤组织不能分散成单细胞 C.愈伤组织中激素平衡发生改变 D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变 (4)某农业生态工程基地按照生态和 规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。 通过套种、间种和 等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成 分中的 提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是 。 A.减少水土流失 B.减少土壤肥力 C.减少环境污染 D.减少生物多样性 12.(2015全国卷T40)HIV 属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。回答下列问题: (1)用基因工程方法制备 HIV 的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取 HIV 中的 ,以其 作为模板,在 的作用下合成 ,获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载 体,随后导入受体细胞。 (2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋 白结合的相应分泌蛋白是 。该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的 HIV,检测的原 理是 。 (3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的 根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分 细胞,降低了患者免疫系统的防卫功 能。 (4)人的免疫系统有 癌细胞的功能,艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。 13.(2015四川高考T9)将苏云金杆菌 Bt 蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转 基因棉,其过程如下图所示(注:农杆菌中 Ti 质粒上只有 T-DNA 片段能转移到植物细胞中)。 7 (1)过程需用同种 酶对含 Bt 基因的 DNA 和 Ti 质粒进行酶切。为将过程 获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用 培养基。 (2)过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让 进入棉花细胞;除尽农杆 菌后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是 。 (3)若过程仅获得大量的根,则应在培养基中增加 以获得芽;部分接种在无激素 培养基上的芽也能长根,原因是 。 (4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是 。种植转基因抗虫棉能减少 的使 用,以减轻环境污染。 14.(2015海南高考T31)【生物-选修 3:现代生物科技专题】 在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切 割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段 C 后,产 生 A、B 两条肽链,再经酶丙作用生成由 51 个氨基酸残基组成的胰岛素。目前,利用基因工程 技术可大量生产胰岛素。回答下列问题: (1)人体内合成前胰岛素原的细胞是 ,合成胰高血糖素的细胞是 。 (2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的 序列,用该序列与 质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体。再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳 定合成 的基因工程菌。 (3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应, 则用该工程菌进行工业发酵时,应从 中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理 便可转变为