高考生物二轮复习 专题十五 现代生物科技专题通关练

专题十五现代生物科技专题非选择题(本题共8小题，每小题15分)1(2017湖北黄冈三联，38)青蒿素是从黄花蒿植株的地上部分提取的一种含有过氧桥结构的倍半萜内酯，是目前最有效的治疗疟疾的药物。我国女药学家屠呦呦在青蒿素研究方面作出了突出贡献，因此获得了诺贝尔奖。由于人工合成青蒿素的难度大，工业上青蒿素一般从黄花蒿植株中提取，产量低，价格高。为了提高青蒿素的产量，科学家们利用农杆菌转化法感染黄花蒿叶片，获得了含DXR 基因的转基因黄花蒿植株中青蒿素的含量大大提高(所用农杆菌的 Ti质粒结构及转基因黄花蒿的大致流程如图)。请回答下列问题。(1)对DXR基因进行PCR扩增需要经历变性、退火、延伸三个阶段，其中延伸阶段需要加热至 7075 ，该温度是_酶的适宜温度。除了该酶外，PCR 扩增还需要的条件有模板 DNA、_和 dNTP(N 代表 A、T、G、C)等。(2)如果用黄花蒿某个时期的 mRNA 经过反转录产生双链 cDNA 片段，用该双链 cDNA进行 PCR 扩增后与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫作黄花蒿的_。(3)Ti 质粒上的四环素抗性基因(TetR)的作用是_。由于图中过程的产物中不仅有重组 Ti 质粒，还混有其他 DNA。因此过程产生的农杆菌还需要利用含有四环素的培养基进行初步筛选，该培养基上长出菌落可能是导入了重组Ti 质粒的农杆菌，也可能是_的农杆菌。(4)DXR 基因成功导入黄花蒿组织细胞后，通过_技术培育出转基因黄花蒿幼苗。DXR 基因在黄花蒿组织中得以稳定遗传和表达的关键是_。2(2017山东实验中学一模，28)某质粒上有Sal、Hind、BamH三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题。(1)抗盐基因是否在烟草细胞中稳定遗传的关键是_。(2)在构建重组质粒时，应选用_和_两种酶对目的基因和质粒进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否己含有目的基因？_(填“是”或“否”)。为什么？_。(4)愈伤组织经_形成完整植株，这一过程需要再转接到_培养基上进行培养，该过程的实质是_。3(2017辽宁沈阳育才学校八模，28)研究人员欲对双子叶植物拟芥蓝叶片中某种蛋白质进行改造，使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物。请回答问题。(1)科研人员从上述预期蛋白质的功能出发，设计_结构，然后推测相应目的基因的_序列，最终人工合成目的基因。(2)在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的_进行鉴定。(3)使用农杆菌的_作为载体，有利于将目的基因整合到拟芥蓝细胞染色体的DNA上。(4)在_和人工控制的条件下，将上述拟芥蓝细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生_、丛芽，最终形成转基因拟芥蓝植株。(5)在转基因植株附近放置微量的_，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。4(2017福建厦门一中考前模拟，38)科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因。其技术过程如下(图中的代表基因前的启动子)，据图回答问题。(1)loxP是一种只由34个碱基对构成的小型DNA片段，由两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如下： 5ATAACTTCGTATAATGTATGCTATACGAAGTTAT33TATTGAAGCATATTACATACGATATGCTTCAATA5Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的_酶。(2)将重组质粒导入植物细胞中最常用的方法是_。作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是_。(3)经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是_。经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到上图右侧的两个DNA分子。由于_的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。(4)loxP序列是有方向性的。如果经Cre酶处理后，发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上，则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是_。A两个都是正向B两个都是反向C一个正向，一个反向 D与方向无关5(2017福建南安3月段考，38)利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技术人员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，流程如下图。据图回答下列问题。(1)该过程用到的工程技术有_和_。(2)过程所需的酶是_，过程PEG的作用是_，经过操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在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_。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成 _。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的_；将杂种植株栽培在含有_的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。6红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简易生成流程如图所示。(1)图中所指的物质是_，所指的物质是_，是_。(2)中的_是RNA聚合酶的识别和结合部位，将导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常用的方法是_法。(3)对重组CHO细胞进行体外培养需要通入一定浓度二氧化碳的目的是_，通常在细胞培养液中添加一定量的_以防止培养过程中的污染。7(2017山东济南二模，38)某基因研究院培育出了转基因克隆绵羊，该绵羊能合成深海鱼体内富含的不饱和脂肪酸omega3。(1)在培育转基因克隆绵羊过程中，除去处于_期的卵母细胞的细胞核，通过_使该细胞与供体细胞融合，进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行，需要在合适的季节对供、受体母羊进行_处理，重组胚胎发育到_阶段时，可将其移入受体母羊。(3)培育过程中，科研人员同时将omega3合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中，该过程的核心是_，目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程，称为_。(4)目前，人们主要通过食用深海鱼肉摄取omega3，这造成了人们过度捕杀深海鱼而严重破坏了海洋生态系统，使生态系统的_稳定性下降。建造海底人工鱼礁，其目的是改善海洋环境，是实现海洋渔业可持续发展的举措之一，这体现了生态工程所遵循的_原理。8阅读下面关于“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，并回答问题。本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素，所用的人胰岛素基因是根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。并且在胰岛素COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。(1)根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用_方法获得的，获得的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列_(填“相同”或“不同”)。(2)本发明中，将目的基因导入受体细胞的方法是_，载体上的TDNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。(3)吃这种转基因番茄能否治疗人类的型糖尿病？_(填“能”或“不能”)。原因是_。(4)某公司始终秉承“绿色庄园、生态产业、健康生活”的发展理念，着力打造全产业链现代新概念农业庄园。雇佣农民种植转基因番茄，农民既有土地和房屋租赁收入，又有工资收入。公司的这一措施主要体现了生态工程的_原理。(5)生物技术是一把双刃剑，可以造福人类，使用不当也会给人类带来灾难，目前我国是种植转基因作物较多的国家之一，有关安全性的争议越来越多，转基因生物安全性问题主要涉及以下三个方面：_、_、_。【答案与解析】1(1)热稳定DNA聚合(或Taq或耐高温的DNA聚合)(特定)引物(2)cDNA文库(或部分基因文库)(3)作为标记基因，将含有重组质粒的农杆菌筛选出来(或鉴别和筛选含有目的基因的农杆菌细胞) 导入了(普通)Ti质粒(4)植物组织培养DXR基因是否插入到黄花蒿的染色体DNA上(或DXR基因是否整合到黄花蒿的染色体DNA上)【解析】(1)延伸阶段指的是脱氧核苷酸聚合形成核苷酸链的过程，需要具有热稳定性的DNA聚合酶，所以加热至7075 就是为了达到DNA聚合酶的最适温度。除了该DNA聚合酶外，PCR扩增还需要的条件有模板DNA、特定引物和dNTP。(2)将目的基因储存在受体菌群中，这个受体菌群叫基因文库，由于是目的基因的反转录得到的cDNA，所以又叫cDNA基因文库或者部分基因文库。(3)Ti质粒上的四环素抗性基因(TetR)是一种标记基因，其作用是鉴别和筛选含有目的基因的农杆菌细胞。由于有的Ti质粒没有与目的基因连接，所以在重组Ti质粒导入土壤农杆菌的过程中，可能有部分农杆菌中导入的不是重组Ti质粒，而是普通Ti质粒。(4)DXR基因成功导入黄花蒿组织细胞后，通过植物组织培养技术培育出转基因黄花蒿幼苗。DXR基因在黄花蒿组织中得以稳定遗传和表达的关键是DXR基因是否插入到黄花蒿的染色体DNA上。2(1)抗盐基因(目的基因)是否插入到烟草的染色体DNA上(2)Hind Sal(3)否含有目的基因的质粒抗四环素的基因被破坏(4)再分化分化基因的选择性表达【解析】(1)抗盐基因是否在烟草细胞中稳定遗传的关键是抗盐基因(目的基因)是否插入到烟草的染色体DNA上。(2)只用Sal酶切割含有目的基因的DNA与质粒，形成相同的黏性末端，容易发生自身连接和反向接入；BamH会破坏目的基因；则在构建重组质粒时，应选用Sal、Hind两种酶对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。(3)选用Sal、Hind两种酶对质粒进行切割时，形成的重组质粒中含抗氨苄青霉素基因而抗四环素基因被破坏，故农杆菌中没有含有目的基因，为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，应在培养基中加入四环素。(4)愈伤组织经再分化，形成完整植株，这一过程需要再转接到分化培养基上进行培养，细胞分化的实质是基因选择性表达。3(1)预期蛋白质脱氧核苷酸(2)功能(3)Ti质粒(4)无菌愈伤组织(5)黄色炸药挥发分子(或黄色炸药)【解析】(1)蛋白质工程的基本途径为：从预期蛋白质的功能出发，设计预期蛋白质的空间(或三维)结构，然后推测相应目的基因的脱氧核苷酸序列，最终人工合成出目的基因。(2)基因工程的目的是获得目的基因控制的性状，所以在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的功能进行鉴定。(3)农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入Ti质粒的TDNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到拟芥蓝细胞中染色体的DNA上。(4)将转基因受体细胞培育成植株需要采用植物组织培养技术，该技术是指在无菌和人工控制的条件下，将上述拟芥蓝细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生愈伤组织，再诱导其再分化形成胚状体，最终形成转基因拟芥蓝植株。(5)根据题干信息“使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物”可知，在转基因植株附近放置黄色炸药，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。4(1)限制(2)农杆菌转化法抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上(3)抗除草剂基因可能转移到杂草中抗除草剂基因前没有了启动子(4)C【解析】(1)根据题意，Cre酶能特异性地识别loxP基因序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的限制酶。(2)由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，因此作为标记基因，可用于检测目的基因是否成功导入受体细胞。(3)抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染。经Cre酶处理后，抗除草剂基因前没有了启动子，抗除草剂基因在受体细胞内不再表达。(4)loxP序列是有方向性的。根据图示Cre酶处理后的结果，可知原来质粒一中这两个loxP序列一个正向，一个反向，选C。5(1)植物体细胞杂交植物组织培养(2)纤维素酶和果胶酶促进原生质体的融合(3)保持原生质体完整性愈伤组织(4)形态和数目黑腐病菌【解析】(1)据图可知，该流程图表示先去掉两种植物细胞的细胞壁，然后诱导原生质体融合获得杂种细胞，通过植物组织培养获得杂种植株，该过程是植物体细胞杂交。(2)植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此采用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁；聚乙二醇(PEG)的作用是让原生质体融合。(3)去掉细胞壁后获得的原生质体需要放在适宜浓度的甘露醇溶液中，保持原生质体的完整性，避免失水或吸水；在植物组织培养中，经过脱分化形成愈伤组织。(4)由于染色体在显微镜下能看见，因此可以制作临时装片，观察染色体的形态和数目，以确定是否发生染色体变异；对杂种植株进行鉴定最简单的方法是从个体水平上进行检测，即将杂种植株栽培在含有黑腐病菌的环境中，观察植物是否抗病。6(1)mRNArhEPO基因表达载体(2)启动子显微注射(3)维持pH抗生素【解析】(1)由图可知由可以逆转录成cDNA，所以是mRNA。是能表达的重组CHO细胞，所以应是表达出人红细胞生成素(rhEPO)，故是rhEPO。是基因表达载体，只有构建好的基因表达载体才能导入受体细胞中。(2)RNA聚合酶的识别和结合部位是启动子，导入动物细胞中的常用方法是显微注射法。(3)动物培养液中加入二