高考选修三题型和解析.doc

选修三 专题1【生物选修三：现代生物科技专题】科研人员利用基因工程技术进行某项研究，流程如图所示。请回答下列问题:（1）重组质粒1和2的形成过程中都用到的工具酶是_。（2）通常采用PCR技术扩增毒蛋白基因，前提是要有一段已知毒蛋白基因的核苷酸序列，原因是_，在操作步骤中需要加热至9095 的目的是使_。如果科研人员知道毒蛋白基因的序列，可通过_方法合成该基因。（3）基因工程中最关键的步骤是_。（4）基因工程中常用的载体有质粒、_、_等。基因表达载体除了具有目的基因外，还必须有启动子、终止子以及_等。【答案】（1）限制性核酸内切酶和DNA连接酶 （2）根据这一序列合成引物 目的基因受热变性解旋为单链 化学 （3）构建重组DNA分子 （4）噬菌体 动、植物病毒 标记基因（1分） 【解析】（1）构建重组质粒时使用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。（2）通常采用PCR技术扩增毒蛋白基因，前提是要有一段已知毒蛋白基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，在操作步骤中需要加热至9095 的目的是使目的基因受热变性解旋为单链。当目的基因序列已知时，可以采用化学方法合成该基因。（3）基因工程中最关键的步骤是构建重组DNA分子。（4）基因工程中常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。2【生物选修三：现代生物科技专题】生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面。请分析并回答下列问题： （1）目前临床用的胰岛素生产效率较慢，科学家将胰岛素 B 链的第 28 和 29 个氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素。生产速效胰岛素，需要对_（胰岛素/胰岛素 mRNA/胰岛素基因/胰岛）进行定向改造。（2）科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制作出了早早孕试纸。要获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，需要先将_注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠脾脏中提取出的_和小鼠骨髓瘤细胞融合，获得杂交瘤细胞。（3）许多不孕不育的夫妇受益于试管婴儿技术。在体外受精前，要对采集到的精子进行_处理，才能与卵子受精。受精后形成的受精卵要移入_培养液中继续培养一段时间再移植到母亲体内。早期胚胎发育到_阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。（4）“桑基鱼塘”生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的_原理。同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，这又体现了生态工程的_原理。【答案】（1）胰岛素基因（1分） （2）人绒毛膜促性腺激素 浆细胞 （3）获能 发育 囊胚 （4）物质循环再生 整体性 【解析】（1）速效胰岛素是通过蛋白质工程获得的，不能直接改造蛋白质，需要通过对胰岛素基因的改造达到改造胰岛素的目的。（2）制备人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，需要先用人绒毛膜促性腺激素对小鼠进行免疫，然后提取浆细胞和小鼠的骨髓瘤细胞进行融合，经过两次筛选及培养，即可获得单克隆抗体。（3）体外受精时，对精子需要进行获能处理，对卵子需要进行成熟培养，才能进行受精作用，形成的受精卵需要在发育培养液中进行培养，通常等胚胎发育至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植。早期胚胎发育至囊胚阶段，会冲破透明带。（4）无废弃农业主要遵循物质循环再生原理，桑基鱼塘通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，实现自然-经济-社会的平衡与稳定，体现了生态工程的整体性原理。3【生物选修三：现代生物科技专题】动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。回答下列问题：（1）动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。使用合成培养基培养动物细胞时，通常需要加入_等天然成分。细胞培养所需气体主要有O2和CO2，CO2的主要作用是_。细胞体外培养的适宜温度一般与_相近。（2）动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_，此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用_酶进行处理。（3）诱导动物细胞融合常用的化学试剂是_。单克隆抗体最主要的优点是_，并可大量制备。【答案】（1）血清（或血浆） 维持培养液的pH 动物的体温 （2）接触抑制 单层 胰蛋白（1分） （3）聚乙二醇（PEG） 特异性强、灵敏度高 【解析】（1） 由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此在使用合成培养基培养动物细胞时，通常需在培养液中添加动物血清或血浆等天然成分。培养过程还需要提供O2和CO2等气体环境，其中CO2的作用是维持培养液的pH。细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近。（2）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，此现象称为细胞的接触抑制。贴壁生长的细胞在瓶壁上形成的细胞层数是单层。单层贴壁的细胞需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理才能从瓶壁上分离下来。（3）诱导动物细胞融合常用的化学试剂是聚乙二醇（PEG）。单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。4【生物选修三：现代生物科技专题】长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。基因tms的编码产物能促进生长素的合成，科研人员利用基因tms构建重组Ti质粒，对愈伤组织进行遗传改造，解决了长春碱供不应求的问题，操作流程如下。请回答下列问题：（1）过程是指_，过程多采用的方法是_。（2）若从基因文库中获得基因tms，_(基因组文库cDNA文库)中获取的基因含有启动子，启动子的功能是_。作为运载体的Ti质粒应含有_，用以筛选含目的基因的细胞。（3）用PCR技术扩增目的基因，目的基因DNA受热变性后解链为单链，_与单链相应互补序列结合，然后在_的作用下延伸，如此重复循环。（4）长春碱杀死癌细胞的同时对正常细胞也有毒性作用，为降低长春碱对正常细胞的毒性，可以利用_制备技术制成“生物导弹”进行靶向治疗。【答案】（1）脱分化（1分） 农杆菌转化法 （2）基因组文库 驱动目的基因转录出mRNA 标记基因 （3）引物 (耐高温的)DNA聚合酶(Taq酶) （4）单克隆抗体 【解析】（1）外植体通过脱分化形成愈伤组织，把目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。（2）部分基因文库是利用RNA反转录形成的，不含启动子，基因组文库含启动子。启动子是RNA聚合酶结合的位点，启动转录过程。载体需要含有标记基因，可以用于筛选含目的基因的细胞。（3）PCR中，第一步高温变性，打开双链；第二步退火，让引物与模板链结合；第三步进行子链的延伸。该过程需要耐高温的DNA聚合酶参与。（4）单克隆抗体特异性强，可以识别特定的抗原，故可以制成生物导弹，把长春碱定向运输到癌细胞部位杀死癌细胞，可以降低副作用。5【生物选修三：现代生物科技专题】抗菌肽具有热稳定性以及广谱抗细菌等特点，其广泛的生物学活性显示了在医学上良好的应用前景。科研工作者将若干编码抗菌肽（ABP）序列按照首尾相连的方式插在质粒PLG339的布康唑抗性基因内部，形成长度为4800bp（1bp为一个碱基对）的重组质粒PLG339-nABP，相关过程如图所示。已知重组质粒中，每个编码ABP序列中都含有限制酶Acc的一个切点，基因trpA的表达产物可使细胞利用无机氮源合成色氨酸（色氨酸是微生物生长必须的氨基酸）。请据图回答下列问题：（1）质粒PLG339的基本单位是_。（2）若PLG339-nABP经限制酶Acc处理后，产生66bp和4140bp两种长度的DNA片段，单个抗菌肽（ABP）最多由_个氨基酸构成（不考虑终止密码）。（3）现有大肠杆菌和酵母菌两种菌群，可作为导入PLG339-nABP的受体细胞是_，理由是_。（4）若选定的受体细胞为trpA基因缺陷型，则需采用两步法筛选含重组质粒的细胞。第一步筛选的固体培养基在营养成分上的要求是：_，不含色氨酸；第二步采用“影印法”，将第一步所得菌落转移到新的培养基上进行培养，该培养基中应添加_。通过对照，最终选出能在第一步培养基上生长，而不能在第二步培养基上生长的菌落即为符合要求的成功导入重组质粒的细胞。（5）在测试转基因表达产物ABP对金黄色葡萄球菌的杀菌效果时获得了如图所示的结果，据此可获得的结论是：ABP抑菌效果与ABP的_和金黄色葡萄球菌的_有关。【答案】（1）脱氧核苷酸（1分） （2）22 （3）酵母菌 抗菌肽能够杀灭细菌（不能杀灭酵母菌） （4）含无机氮源 布康唑 （5）浓度 不同培养时期 【解析】（1）质粒的化学本质是原核生物细胞质中小型环状的DNA分子，故质粒PLG339的基本单位是脱氧核苷酸。（2）若PLG339-nABP经限制酶Acc处理后，产生66bp和4140bp两种长度的DNA片段，根据题干知，编码抗菌肽（ABP）序列的基因按照首尾相连的方式插在质粒PLG339的布康唑抗性基因内部，故切割后66bp的应为目的基因片段，目的基因是编码蛋白质的序列，转录形成66个碱基的mRNA，mRNA上三个相邻的碱基编码一个氨基酸，故单个抗菌肽（ABP）最多由663=22个氨基酸。 （3）根据题干：抗菌肽具有热稳定性以及广谱抗细菌等特点，抗菌肽能够杀灭细菌（不能杀灭酵母菌），故应选用酵母菌作为导入PLG339-nABP的受体细胞。 （4）由于基因trpA的表达产物可使细胞利用无机氮源合成色氨酸，故进行筛选时根据可以先在含无机氮源，不含色氨酸的固体培养基上培养，受体细胞为trpA基因缺陷型，能生长的受体细胞即导入了质粒，但不一定是重组质粒，还需要进行第二步筛选；由于目的基因编码抗菌肽（ABP）序列插入到布康唑抗性基因内部，故导入重组质粒的受体细胞不抗布康唑，将第一步所得菌落转移到新的培养基上进行培养，该培养基中添加布康唑，导入重组质粒的应在第一步培养基上能生长，而不能在第二步培养基上生长的菌落。 （5）据图分析可知：转基因表达产物ABP对金黄色葡萄球菌的杀菌效果与之前的透明圈相比，比值越小抑菌效果越好，比值不同可能与图中浸的ABP浓度不同有关，培养不同天数抑菌效果不同，故还与不同培养时期有关。6【生物选修三：现代生物科技专题】1-抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺乏会引起肺气肿。某公司成功培育出转基因羊，这种羊进入泌乳期后，其乳汁中含有人类的-抗胰蛋白酶，可用于治疗肺气肿。请回答下列问题：（1）为获取目的基因，需要在肝细胞中提取_，通过反转录产生cDNA，再通过_技术进行快速扩增。（2）将1-抗胰蛋白酶基因与乳腺蛋白基因的_等调控组件重组，构建基因表达载体，然后通过_技术，导入羊的受精卵中（3）受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到_阶段通过胚胎移植到受体子宫孕育。为选育出能泌乳的雌羊，移植前需从胚胎的_部位取样，通过DNA鉴定分析性别。（4） 1-抗胰蛋白酶是一种结构较复杂的糖蛋白，上述生产方法与传统的转基因大肠杆菌生产比较，其优势在于_。【答案】（1）mRNA PCR （2）启动子 显微注射 （3）桑椹胚或囊胚 滋养层 （4）羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工的能力 （3分） 【解析】（1）1-抗胰蛋白酶是肝细胞表达的一种蛋白质，故可以先提取肝细胞的mRNA，在反转录酶的催化作用下合成DNA，再通过PCR进行目的基因的扩增。（2）构建基因表达载体时，想让目的基因在乳汁中表达，故需要把目的基因与乳腺蛋白的启动子相连，通过显微注射法导入动物的受精卵中。（3）通常早期胚胎培养至桑椹胚或囊胚阶段可以进行胚胎移植。若要进行性别鉴定，可以取囊胚期滋养层细胞进行DNA鉴定。（4）该技术选用的受体细胞是真核细胞，相对于转基因大肠杆菌来说，真核细胞具有细胞核和众多的复杂的细胞器，如内质网、高尔基体，可以对蛋白质进行成熟加工，更有优势。7.2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生！这是我国科学家历经五年攻关取得的重大突破。回答下列问题：(1)体细胞克隆技术也叫_。用于该技术的猕猴胎儿体细胞通常选用传代10代以内的细胞，其原因是_。目前该技术中普遍通过_去除卵母细胞中的核。传统上常用_方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。(2)科学家建立阿尔兹海默症转基因克隆猕猴模型，用于人类阿尔兹海默症治疗的研究。猕猴模型比鼠更适合用作研究人类疾病和进行药物试验，其意义体现在：_。(3)转基因克隆动物细胞、组织、器官可以用作为异种移植的供体。请结合基因工程理论，写出培育无免疫排斥反应的转基因克隆猪器官的思路。_。(4)若考虑环境承载力，克隆猴不能大量放置到自然环境中，这遵循了生态工程的_原理。【答案】 (1). 体细胞核移植 (2). 能保持正常的二倍体核型(能保持遗传物质不变) (3). 显微操作 (4). 物理或化学 (5). 猴与人在进化上亲缘关系很近，有利于更准确地评估药效 (6). 将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官 (7). 协调与平衡【分析】动物细胞培养过程中，随着细胞增殖代数增加，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分的细胞核型可能会发生变化，当继续培养时，少部分细胞会客克服细胞寿命的自然界限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变。故目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。器官移植过程中会存在免疫排斥反应。可将供体中能合成抗原的基因敲除，制造出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。【详解】（1）体细胞克隆技术也叫体细胞核移植。动物细胞克隆过程中，作为被克隆的细胞一定要选择传代培养10代以内的细胞，因为这种细胞遗传物质没有发生改变，培养得到的细胞才能保证遗传的稳定性。动物细胞克隆过程中常用显微操作去除卵母细胞中的核。常用物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。（2）由于猴与人在进化上亲缘关系很近，有利于更准确地评估药效，故猕猴模型比鼠更适合用作研究人类疾病和进行药物试验。（3）异种移植的过程中会发生免疫排斥反应，原因是供体的抗原可引起受体产生特异性免疫，若要使转基因克隆动物细胞、组织、器官用作异种移植的供体，可将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。（4）要考虑环境承载力，处理好生物与环境的协调与平衡，这体现了生态工程的协调与平衡原理。【点睛】本题考查基因工程、细胞工程和生态工程的相关知识，意在考查考生综合分析问题的能力。8.2018年世界上最后一头雄性北方白犀牛“苏丹”离世，至此世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救该物种，因此利用此前冷冻的北方白犀牛精子等进行了以下研究.回答下列问题：(1)该研究的主要过程如下：分别用雌性北方白犀牛和南方白犀牛作为供、受体，需对它们进行_ 处理.用_ 处理北方白犀牛使其超数排卵，然后取出卵子，在_ 中与获能北方白犀牛精子完成受精过程.将获得的受精卵在含“两盐”、氨基酸、核苷酸、激素和_的培养液中培养至桑葚胚或囊胚阶段进行胚胎移植，欲获得更多的胚胎可进行_ 操作。(2)胚胎移植能成功的生理学基础为_(答出三点).(3)若北方白犀牛的精液已经无法获得，请从理论上提供一种新的拯救方法: _。【答案】 (1). 同期发情