2007-2011高考生物试题分项详解专题汇编 15现代生物科技

2007 20112007 2011 高考生物试题分项详解专题汇编高考生物试题分项详解专题汇编 1515 现代生物科技现代生物科技 2011 年高考生物试题 1 2011 广东卷 华南虎是国家一级保护动物 可采用试管动物技术进行人工繁殖 该技 术包括的环节有 转基因 核移植 体外受精 体细胞克隆 胚胎移植 A B C D 答案 D 解析 本题考查胚胎工程的应用 属于对识记 理解层次的考查 试管动物技术是指把经 过体外受精获得的早期胚胎移植到假孕动物子宫发育而产生的动物 2 2011 浙江卷 将 ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌并成功表 达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 A 每个大肠杆菌细胞至少含一个重细胞质粒 B 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个 ada D 每个插入的 ada 至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 3 2011 江苏卷 关于现代生物技术应用的叙述 错误的是 A 蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质 B 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 C 植物组织培养技术可以用于植物茎尖脱毒 D 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培养 答案 B 解析 克隆动物应用的是细胞核移植技术 所以 B 选项叙述错误 4 2011 江苏卷 下列关于胚胎工程的叙述 错误的是 A 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B 受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需要加入血清 D 试管婴儿技术主要包括体外受精 早期胚胎培养和胚胎移植技术 答案 B 解析 受精卵发育到囊胚阶段就可以进行胚胎移植 所以 B 选项的叙述是错误的 5 2011 天津卷 下列叙述正确的是 A 胚胎发育过程中不存在细胞衰老或凋亡现象 B 用小鼠不同器官和组织构建的 cDNA 文库相同 C 垂体功能受损的幼犬会出现抗寒能力减弱等现象 D 刺激支配肌肉的神经 引起该肌肉收缩的过程属于反射 6 2011 浙江卷 培育 试管山羊 的基本过程如下图所示 若要培育成功 下列叙述正 确的是 A 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使用其超数排卵 B 乙过程的目的之 是促进卵母细胞和精子的成熟 C 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D 丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 答案 A 解析 本题考查有关体外受精等相关的知识 首先是精子的采集和获能 卵母细胞的采集 和培养 在此过程中为了让雌性动物排出更多的卵母细胞 甲应为对雌性动物采用注 射促性腺激素让其超数排卵 乙过程是促进其完成体外受精 丙过程是早期胚胎发育过程 丁过程是在母体内完成胚胎发育全过程 所以 A 选项是正确的 乙过程是完成受精作用 所以 B 选项是错误的 C 选项是乙过程在专用获能培养液或受精溶液中 而丙过程是细胞 培养过程 所以培养液的成分是不同 C 错误 D 选项中早期胚胎移植到与供体处于同期 发情即同时采用促性腺激素处理的母体内 所以 D 选项是错误的 7 2011 安徽卷 9 分 家蚕细胞具有高效表达外源基因能力 将人干扰素基因导入 家蚕细胞并大规模培养 可以提取干扰素用于制药 1 进行转基因操作前 需用 酶短时处理幼蚕组织 以便获得单个细胞 2 为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达 需要把来自 cDNA 文库的干扰素基因片段正确 插入表达载体的 和 之间 3 采用 PCR 技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞 改 PCR 反应体系的主要成分 应该包含 扩增缓冲液 含 Mg2 水 4 种脱氧核糖苷酸 模板 DNA 和 4 利用生物反应器培养家蚕细胞时 的细胞会产生接触抑制 通常将多孔的中空薄壁小玻 璃珠放入反应器中 这样可以 增加培养的细胞数量 也有利于空气交换 8 2011 江苏卷 请回答基因工程方面的问题 1 利用 PCR 技术扩增目的基因 其原 理与细胞同 DNA 复制类似 如下图所示 图中引物为单链 DNA 片段 它是子链合成延伸的基础 从理论上推测 第四轮循 环产物中含有引物 A 的 DNA 片段所占的比例为 在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 片段 2 设计引物是 PCR 技术关键步骤之一 某同 学设计的两组引物 只标注了部分碱基序列 都 不合理 如下图 请分别说明理由 第 1 组 第二组 3 PCR 反应体系中含有热稳定 DNA 聚合酶 下面的表达式不能正确反映 DNA 聚合酶的功能 这是因为 4 用限制酶 EcoR Mbo 单独或立命切割同一种质料 得到的 DNAT 片段长度如下图 1kb 即 1000 个碱基对 请在答题卡的指定位置画出质料上 EcoR Mbo 的切割位点 答案 1 15 16 三 2 引物和引物局部发生碱基互补配对而失效 引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效 3 DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链上 4 见下图 9 T DNA 可随机插入植物基因组内 导致被插入基因发生突变 用此方法诱导拟南芥产生 突变体的过程如下 种植野生型拟南芥 待植株形成花蕾时 将地上部分浸入农杆菌 其 中的 T DNA 上带有抗除草剂基因 悬浮液中以实现转化 在适宜条件下培养 收获种子 称为 T1代 1 为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾 需要去除 因为后者产生的 会抑制侧 芽的生长 2 为筛选出已转化的个体 需将 T1代播种在含 的培养基上生长 成熟后自交 收获 种子 称为 T2代 3 为筛选出具有抗盐性状的突变体 需将 T2代播种在含 的培养基上 获得所需个体 4 经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体 为确定抗盐性状是 否由单基因突变引起 需将该突变体与 植株进行杂交 再自交 代后统计性状分离比 5 若上述 T DNA 的插入造成了基因功能丧失 从该突变体的表现 型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性 6 根据 T DNA 的已知序列 利用 PCR 技术可以扩增出被插入的基因片段 其过程是 提取一植株的 DNA 用限制酶处理后 再用 将获得的 DNA 片段连接成环 如右图 以此为模板 从图中 A B C D 四种单链 DNA 片段中选取 作为引物进行扩增 得到的片段将用于获取该基因的全序列信息 Mbol Mbol 2 5kb 5 5k b 6kb 质粒 EcoRv 10 2011 福建卷 一对表现型正常的夫妇 生了一个镰刀型细胞贫血症 常染色体隐性遗 传病 患儿 在他们欲生育第二胎时 发现妻子的双侧输卵管完全堵塞 不能完成体内受 精 医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断 过程如右图 请回答 1 过程 是指在体外进行的 处理 从而使精子与卵子结合形成受精卵 过程 称为 2 在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时 要先从羊水中的胎儿细胞提取 物质 进行 PCR 扩增 然后用Mst 对扩增产物进行切割 产 生多个片段的酶切产物 据此判断 Mst 是一种 酶 3 不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同 形成不同的电泳条带 该家庭成员 的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如 据此判断胎儿为 正常 患者 携带者 11 2011 山东卷 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选 利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示 1 卵母细胞除从活体输卵管中采集外 还可从已处死的雌鼠 中获取 2 图中的高血压相关基因作为 质粒作为 二者需用 切割 后连接成重组载体 该过程与质粒上含有 有关 3 子代大鼠如果 和 即可分别在分子水平和个体水平上说明高血 压相关基因已成功表达 然后可用其建立高血压转基因动物模型 4 在上述转基因大鼠的培育过程中 所用到的主要胚胎工程技术是 早期 胚胎培养和胚胎移植 12 2011 四川卷 北极比目鱼中有抗冻基因 其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨基酸的重复序 列 该序列重复次数越多 抗冻能力越强 下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图 有关叙述正确的是 A 过程 获取的目的基因 可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B 多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因 不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 C 过程 构成的重组质粒缺乏标记基因 需要转入农杆菌才能进行筛选 D 应用 DNA 探针技术 可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 答案 B 解析 过程 1 获得的目的基因已不含非编码区和内含子 因此不能用于比目鱼基因组测序 因此 A 错 导入农杆菌是为了扩增和更易导入蕃茄细胞 C 错 DNA 探针技术不能检测 基因是否完全表达 D 错 13 2011 广东卷 登革热病毒感染蚊子后 可在蚊子唾液腺中大量繁殖 蚊子在叮咬人 时将病毒传染给人 可引起病人发热 出血甚至休克 科学家用以下方法控制病毒的传播 1 将 S 基因转入蚊子体内 使蚊子的唾液腺细胞大量表达 S 蛋白 该蛋白可以抑制登 革热病毒的复制 为了获得转基因蚊子 需要将携带 S 基因的载体导入蚊子的 细胞 如果转基因成功 在转基因蚊子体内可检测出 和 2 科学家获得一种显性突变蚊子 AABB A B 基因位于非同源染色 体上 只有 A 或 B 基因的胚胎致死 若纯合的雄蚊 AABB 与野生型雌 蚊 aabb 交配 F1 群体中 A 基因频率是 F2 群体中 A 基因频率是 3 将 S 基因分别插入到 A B 基因的紧邻位置 如图 11 将该纯合的转基因雄蚊释放 到野生群体中 群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 原因是 14 2011 重庆卷 拟南芥是遗传学研究的模式植物 某突变体可用于验证相关的基因的 功能 野生型拟南芥的种皮为深褐色 TT 某突变体的种皮为黄色 tt 下图是利用该 突变体验证油菜种皮颜色基因 Tn 功能的流程示意图 1 与拟南芥 t 基因的 mRNA 相比 若油菜 Tn基因的 mRNA 中 UGA 变为 其末 端序列成为 则 Tn比 多编码 个氨基酸 起始密码子位置相同 为终止密码子 图中 应为 若 不能在含抗生素 的培养基上生长 则原因是 若 的种皮颜色为 则说明油菜基因与拟南芥 T 基因的功能相同 n T 3 假设该油菜基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个 t 基因 则 中进行减数分 n T 裂的细胞在联会时的基因为 同时 的叶片卷曲 叶片正常对叶片卷曲为显性 且与种皮性状独立遗传 用它与种皮深褐色 叶片正常的双杂合体拟南芥杂交 其后代中 所占比列最小的个体表现为 取 的茎尖培养成 16 颗植珠 其性状通常 填 不变或改变 4 所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥 填是或者不是 同一个物种 答案 1 2 2 重组质粒 重组 DNA 分子 重组质粒未导入 深褐色 3 TnTnt t 黄色正常 黄色卷曲 不变 4 是 解析 通过对基因工程和遗传知识相结合来考查学生对该部分知识的掌握 属中档题 较难 油菜 Tn基因的 mRNA 中 UGA 变为 AGA 而末端序列为 AGCGCGACCAGACUCUAA 在拟南芥中的 UGA 本是终止密码子不编码氨基酸 而在油菜中变为 AGA 可编码一个氨基酸 而 CUC 还可编码一个氨基酸 直到 UAA 终止 密码子不编码氨基酸 假设油菜 Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其是一个 t 基因 注意 拟南芥是指实验有的突变体 tt 所以 转基因拟南芥基因型为 Tnt 减数分裂联会时形成四 分体是由于染色体进行了复制 基因也进行了复制 因而基因型为 TnTnt t 设 转基因拟南芥的叶片卷曲与正常叶是由 B b 基因控制 正常叶为显性 而该对性状 与种皮性状为独立遗传 则这两对性状遵循基因的分离与自由组合定律 则 转基因拟南芥 双杂合拟南芥 Tntbb TtBb 进行逐对分析 Tnt Tt 1 4TnT 1 4Tnt 1 4 Tt 1 4tt 由于 Tn和 T 的功能相同 所以表示为 3 4T 深褐色 1 4tt 黄色 bb Bb 1 2 Bb 正常叶 1 2 bb 卷曲叶 所以后代中有四种表现型 3 8 种皮深褐色正常叶 3 8 种皮深褐色卷曲叶 1 8 种皮黄色正常叶 1 8 种皮黄色卷曲叶 取 转基因拟南芥的茎尖培养为植物组织培养为无性生殖 所以后代性一般不变 排除 基因突变 由上可知所得 转基因拟南芥 Tnt 和野生型拟南芥 TT 两个品种相当于发生基因突变 没有 隔离 能杂交产生可育后代 因此是同一个种 15 2011 天津卷 絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物 能与石油污水中的 悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀 起到净化污水的作用 为进一步提高对石油污水的净 化效果 将絮凝性细菌和石油降解菌融合 构建目的菌株 其流程图如下 据图回答 1 溶菌酶的作用是 2 PEG 的作用是 3 经处理后 在再生培养基上 未融合的 A B 难以生长 图中 AB 融合菌能生长和繁 殖的原因是 4 目的菌株的筛选 筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有 的培养基上生长的 AB 融合菌 选择效果最好的最为目的菌株 5 为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果 将目的菌株进行发酵培养 定时 取发酵液 加入石油污水中 同时设置 为对照组 经搅拌 静置各 3 分钟后 分别测定上层水样的石油浓度 COD 值 COD 值越高表示有机物污染程 度越高 计算石油去除率和 COD 去除率 结果如下图 6 目的菌的种群增长曲线是 型 在 40 44 小时 发酵液对石油污水的 净化效果最好 其原因是 16 2011 新课标全国卷 现有一生活污水净化处理系统 处理流程为 厌氧沉淀池曝 光池兼氧池植物池 其中植物池中生活着水生植物 昆虫 鱼类 蛙类等生物 污 水经净化处理后 可用于浇灌绿地 回答问题 1 经厌氧沉淀池 曝气池和兼氧池后得到初步净化 在这个过程中 微生物通过 呼吸将有机物分解 2 植物池中 水生生物 昆虫 鱼类 蛙类和底泥中的微生物共同组成了 生态系统 菌落 种群 在植物池的食物网中 植物位于第 营养级 植物 池中所有蛙类获得的能量最终来源于 所固定的 能 3 生态工程所遵循的基本原理有整体性 协调与平衡 和 等原理 一般来说 生态工程的主要任务是对 进行修复 对造成环境污染和破坏的生产 方式进行改善 并提高生态系统的生产力 答案 1 有氧和无氧 或细胞 2 群落 一 生产者 太阳能 3 物种 多样性 物质循环再生 4 已被破坏的生态环境 或受损的生态系统 解析 本题综合考查群落和生态系统的结构 生态工程的基本原理等相关知识 属于对识 记层次的考查 1 在厌氧沉淀池 微生物进行无氧呼吸 在曝气池 微生物主要进行有 氧呼吸 在兼氧池 微生物既能进行有氧呼吸 又能进行无氧呼吸 2 群落是栖息于一 定地域或生境中各种生物种群通过相互作用而有机结合的集合体 包括给定区域的所有生 物 3 生态工程的基本原理包括物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统学与工程学原理 4 见答案 2010 年高考生物试题 基因工程 生物技术的安全和伦理问题 2010 浙江卷 2 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列操作错误的 是 A A 用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸 B 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C 将重组 DNA 分子导入原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 解析 本题考查基因工程的有关知识 基因工程的一般过程 用限制性核酸内切酶切割 含目的基因的 DNA 分子 除草剂基因 和运载体 质粒 用 DNA 连接酶连接切割好 的目的基因和运载体 重组 DNA 分子导入受体细胞 因为是植物可以说是原生质体 用 相应的试剂和病原体帅选转基因细胞 用植物组织培养技术抗除草剂的转基因烟草 表达 所以答案 A 2010 福建卷 32 生物 现代生物科技专题 10 分 红细胞生成素 EPO 是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由于天然 EP0 来源极为有限 目前临床使 用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞 生成素 rhEPO 期间要生产流程如右图 1 图中 所指的是 技术 2 图中 所指的物质是 所指的物质 是 3 培养重组 CHO 细胞时 为便于清除代谢产物 防止细胞严 物积累对细胞自身造成危害 应定期更换 4 检测 rhEPO 外活性需用抗 rhEPO 单克隆抗体 分泌单克隆 抗体的 细胞 可由 rhEPO 免疫过的小鼠 B 淋巴 细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成 答案 1 PCR 2 mRNA rhEPO 3 培养液 4 杂交瘤 解析 本题主要以人红细胞生成素生产为材料来考查基因工程和细胞工程中动物细胞培养 技术 制备单克隆抗体技术 获取目的基因的方法有四种 从基因文库中获取 用 PCR 扩 增技术 用反转录法 用化学合成法 由图以核 DNA 为模板获得目的基因的方法可知 为 PCR 技术 进行反转录的模板是 mRNA 由题意可知重组 CHO 细胞适用于生产重组人 红细胞生成素 rhEPO 所以重组 CHO 细胞能过表达出重组人红细胞生成素 rhEPO 或者 红细胞生成素 培养动物细胞是用液体培养基 即培养液 细胞从培养液中吸收营养 并同时向培养液中排放代谢废物 当代谢废物积累时会危害细胞 因此要不断更新培养液 制备单克隆抗体是让淋巴 B 细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞 然后由杂交瘤细胞来分 泌抗体 2010 全国 2 5 下列叙述符合基因工程概念的是 A B 淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有 B 淋巴细胞中的抗体基因 B 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株 C 用紫外线照射青霉菌 使其 DNA 发生改变 通过筛选获得青霉素高产菌株 D 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上 解析 A 属于动物细胞工程的内容 C 属于微生物的发酵工程的内容 D 自然状态下 一 般不能自行形成重组 DNA 分子 2010 广东卷 22 新技术的建立和应用对生物学发展至关重要 下列技术 或仪器 与 应用匹配正确的是 1 PCR 技术 扩增蛋白质 B 杂交瘤技术 制备单克隆抗体 C 光学显微镜 观察叶绿体的基粒 D 花粉离体培养 培育单倍体植物 解析 本题主要考查学生的理解能力 PCR 技术只能用来扩增核酸 不能用来扩增蛋白 质 利用光学显微镜无法观察到叶绿体 答案 BD 2010 天津卷 7 26 分 14 分 下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线 图中 tetR表示四环 素抗性基因 ampR表示氨苄青霉素抗性金银 BamHI HindIII SmaI 直线所示为三种限 制酶的酶切位点 据图回答 1 图中将人乳铁蛋白基因插入载体 需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁 蛋白基因 筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行 2 能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 填字母代号 A 启动子 B tetR C 复制原点 D ampR 3 过程 可采用的操作方法是 填字母代号 A 农杆菌转化 B 大肠杆菌转化 C 显微注射 D 细胞融合 4 过程 可采用的生物技术是 5 对早期胚胎进行切割 经过程 可获得多个新个体 这利用了细胞的 性 6 为检测人乳铁蛋白是否成功表达 可采用 填字母代号 技术 A 核酸分子杂交 B 基因序列分析 C 抗原 抗体杂交 D PCR 14 分 1 Hind 和 BamH 氨苄青霉素 2 A 3 C 4 胚胎移植技术 5 全能 6 C I 1 据图 仅将人乳铁蛋白基因切割出来 需要在人乳铁蛋白基因的左侧用 BanHI 切割 右侧用 HindIII 切割 当人乳铁蛋白基因和质粒连接成重组质粒后 TETR基因被人乳铁蛋 白基因隔开 不是完整的 而 anpR基因是完整的 所以筛选含有重组载体的大肠肝菌首先 需要字含氨苄青霉素的培养基上进行 2 基因表达的调控序列在启动子上 3 将重组质粒导入动物细胞 常采用显微镜的方法 4 过程 的左侧是早期胚胎 右侧是代孕牛 过程 采用的生物技术是胚胎移植 5 将细胞培养为个体 利用了细胞的全能性 6 检测目的基因在手提细胞中是否表达 常采用抗原 抗体杂交技术 2010 江苏卷 18 下列关于转基因植物的叙述 正确的是 A 转入到油菜的抗除草剂基因 可能通过花粉传人环境中 B 转抗虫基因的植物 不会导致昆虫群体抗性基因撷宰增加 C 动物的生长激素基因转人植物后不能表达 D 如转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 答案 A 解析 本题考查了转基因技术的安全性问题 转入到油菜的基因 可以通过花粉传入环 境中 A 项正确 由于植物与害虫间是相互选择的 转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基 因频率增加 B 项错误 动物生长素基因转入植物后也能表达 C 项错误 转基因技术的 安全性问题 要通过验证才能得到证实 D 项错误 2010 江苏卷 27 8 分 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点 圈 l 圈 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点 请回答下列问题 1 一个图 1 所示的质粒分子经 Sma 切割前后 分别含有 个游离的磷酸基团 2 若对图中质粒进行改造 插入的 Sma 酶切位点越多 质粒的热稳定性越 3 用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒 不能使用 Srna 切割 原因是 4 与只使用 EcoR I 相比较 使用 BamH 和 Hind 两种限制酶同时处理质粒 外源 DNA 的优点在于可以防止 5 为了获取重组质粒 将切割后的质粒与目的基因片段混合 并加入 酶 6 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 7 为了从 cDNA 文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能 力的大肠杆菌突变体 然后在 的培养基中培养 以完成目的基因表达的初步检测 答案 1 0 2 2 高 3 Sma 会破坏质粒的抗性基因 外源 DNA 中的目的基因 4 质粒和含目的基因的外源 DNA 片段自身环化 5 DNA 连接 6 鉴别和筛选含有目的基因的细胞 7 蔗糖为唯一含碳营养物质 解析 本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点 1 质粒切割前是双链环状 DNA 分子 所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键 故不含游 离的磷酸基团 从图 1 可以看出 质粒上只含有一个 Sma 的切点 因此被改酶切割后 质粒变为线性双链 DNA 分子 因每条链上含有一个游离的磷酸基团 因此切割后含有两 个游离的磷酸基团 2 由题目可知 Sma 识别的 DNA 序列只有 G 和 C 而 G 和 C 之间可以形成三个氢 键 A 和 T 之间可以形成二个氢键 所以 Sma 酶切位点越多 热稳定性就越高 3 质粒抗生素抗性基因为标记基因 由图 2 可知 标记基因和外源 DNA 目的基因中 均含有 Sma 酶切位点 都可以被 Sma 破坏 故不能使用该酶剪切含有目的基因的 DNA 4 只使用 EcoR I 则质粒和目的基因两端的粘性末端相同 用连接酶连接时 会产生 质粒和目的基因自身连接物 而利用 BamH 和 Hind 剪切时 质粒和目的基因两端的 粘性末端不同 用 DNA 连接酶连接时 不会产生自身连接产物 5 质粒和目的基因连接后获得重组质粒 该过程需要连接酶作用 故混合后加入 DNA 连接酶 6 质粒上的抗性基因为标记基因 用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞 7 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后 含有重组质粒的个体才能 吸收蔗糖 因此可利用蔗糖作为唯一碳源的培养基进行培养受体细胞 含有重组质粒的细 胞才能存活 不含有重组质粒的因不能获得碳源而死亡 从而达到筛选目的 2010 海南卷 26 18 分 选修模块 3 现代生物科技专题 请回答胚胎工程和基因工程方面的问题 1 应用胚胎工程技术可以培育出 试管牛 试管牛的培育需经过体外受精 以及在母体中发育和产出等过程 2 在 试管牛 的培育过程中 要使精子和卵母细胞在体外成功结合 需要对精子进 行处理 使其 另外 培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期 该 时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 3 通常奶牛每次排出一枚卵母细胞 采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞 常 使用的激素是 4 利用基因工程可以获得转基因牛 从而改良奶牛的某些性状 基因工程的四个基本 操作步骤是 基因表达载体的构建 和 若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素 则所构建的基因表达载体必须包括 某 种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子 和复制原点等 将该 基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是 显微注射法 农杆菌转化法 为 获得能大量产生人干扰素的转基因牛 该基因表达载体应导入的受体细胞是 受精卵 乳腺细胞 26 18 分 1 早期胚胎培养 1 分 胚胎移植 2 分 2 获能 第一极体 每空 1 分 共 2 分 3 促性腺激素 其他合理答案也给分 2 分 4 获取目的基因 2 分 将目的基因导入受体细胞 2 分 目的基因的检测与鉴定 2 分 人干扰素基因 或目的基因 1 分 终止子 1 分 标记基因 1 分 显微注射法 1 分 受精卵 1 分 2010 浙江卷 4 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 D A 培养保留接触抵制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B 克隆培养法培养过程上多数细胞的基因型会发生改变 C 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 D 恶性细胞系的细胞可进行付代培养 解析 本题主要考查细胞工程的有关知识 动物细胞培养可以分为原代培养 原代培养到 一定程度后要进行传代 因为细胞有接触抑制现象 当细胞接触时就会停止分裂 在细胞培养 过程中进行的为有丝分裂 所以培养出来的多数细胞基因型相同 但是细胞在培养过程中 传 代次数也是有限的 一般为 50 次就会死亡 留下来的细胞就是发生了癌变的细胞 遗传物质发 生改变 具有不死性 但是仍保留接触抑制现象 所以还是要传代培养 这个也就是人体中癌细 胞会转移的原因 所以答案为 D 2010 浙江卷 30 苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白能使螟虫死亡 研究人员将表达这种毒 蛋白的抗螟虫基因转入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因组中 培育出一批转基因抗螟水稻 请回答 1 染色体主要由 组成 若要确定抗螟基因是否已整合到水稻的某一 染色体上 方法之一是测定该染色体的 2 选用上述抗螟非糯性水稻与不抗螟糯性水稻杂交得到 F1 从 F1 中选取一株进行自交 得到 F2 F2 的结果如下表 表现型 抗螟非糯性 抗螟糯性 不抗螟非糯性 不抗螟糯性 个体数 142 48 50 16 分析表中数据可知 控制这两对性状的基因位于 染色体上 所选 F1 植株的表现 型为 亲本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有 种 3 现欲试种这种抗螟水稻 需检验其是否为纯合子 请用遗传图解表示检验过程 显 隐性基因分别用 B b 表示 并作简要说明 4 上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病 抗稻瘟病为显性性状 请简要分析可能的原因 解析 本题主要考查遗传方面的知识 需要掌握两对等位基因的遗传性状和遗传图解的规 范书写 该题从染色体的组成开始 借助转基因的相关知识 然后就研究两对相对性状的 遗传性 9 3 3 1 但是特别需要弄清出在这个题目中有三个相对性状抗螟虫和不抗螟虫 非糯性和糯性 抗稻瘟病和不抗稻瘟病 审题仔细了第 4 小题就不会做错 3 把改抗螟水稻和不抗螟水稻进行杂交 若出现性状分离则 为杂合子 若没有性状分离 则为纯合子 1 抗螟虫基因能够抑制稻瘟病的病原体的表达 抗螟虫基因表达产生的毒蛋白也 能杀死稻瘟病的病原体 2010 福建卷 32 生物 现代生物科技专题 10 分 红细胞生成素 EPO 是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由于天然 EP0 来源极为有限 目前临床使用的红细胞生成素 主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素 rhEPO 期间要生产流程如右图 1 图中 所指的是 技术 2 图中 所指的物质是 所指的物质是 3 培养重组 CHO 细胞时 为便于清除代谢产物 防止细胞严物积累对细胞自身造成危 害 应定期更换 4 检测 rhEPO 外活性需用抗 rhEPO 单克隆抗体 分泌单克隆抗体的 细胞 可由 rhEPO 免疫过的小鼠 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成 答案 1 PCR 2 mRNA rhEPO 3 培养液 4 杂交瘤 解析 本题主要以人红细胞生成素生产为材料来考查基因工程和细胞工程中动物细胞培养 技术 制备单克隆抗体技术 获取目的基因的方法有四种 从基因文库中获取 用 PCR 扩 增技术 用反转录法 用化学合成法 由图以核 DNA 为模板获得目的基因的方法可知 为 PCR 技术 进行反转录的模板是 mRNA 由题意可知重组 CHO 细胞适用于生产重组人 红细胞生成素 rhEPO 所以重组 CHO 细胞能过表达出重组人红细胞生成素 rhEPO 或者 红细胞生成素 培养动物细胞是用液体培养基 即培养液 细胞从培养液中吸收营养 并同时向培养液中排放代谢废物 当代谢废物积累时会危害细胞 因此要不断更新培养液 制备单克隆抗体是让淋巴 B 细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞 然后由杂交瘤细胞来分 泌抗体 胚胎工程 2010 山东高考理综 35 生物 现代生物科技专题 胚胎工程是一项综合性的动物繁育 技术 可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用 下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程 1 从良种母牛采集的卵母细胞 都需要进行体外培养 其目的是 从良种公牛采 集的精子需 后才能进行受精作用 2 在体外培养受精卵时 除了给予一定量的 O2以维持细胞呼吸外 还需要提供 气 体以维持 3 图中过程 A 称为 它在胚胎工程中的意义在于 4 研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器 需将目的的基因导入牛受精卵 最常用的导入方法是 获得转基因母牛后 如果 即说明目的基因已经表达 答案 1 使卵母细胞成熟 或 使卵母细胞获得受精能力 获能 2 CO2 培养液 基 的 pH 3 胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率 4 显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素 或 牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素 命题立意 本题综合考查胚胎工程 基因工程等方面知识 2010 江苏卷 16 下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述 错误的是 A 对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理 B 人工授精后的一定时间内 收集供体原肠胚用于胚胎分割 C 利用胚胎分剖技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 D 一次给受体母羊檀人多个胚胎 可增加双胞胎和多胞胎的比例 答案 B 解析 本题考查了胚胎工程及考生理解问题的能力 进行胚胎分割要用囊胚或桑椹胚期 的胚胎 B 项错误 2010 江苏卷 17 老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的 一淀粉样蛋白体 它的逐 渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降 某些基因的突变会导致 一淀粉样蛋白体的 产生和积累 下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是 A 胚胎移植技术 B 胚胎干细胞技术 C 单克隆抗体技术 D 基因治疗技术 答案 A 解析 本题考查了现代生物技术的应用 采用胚胎干细胞技术可以产生新的神经元细胞 单克隆抗体技术定向改善免疫能力 基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆进行治疗 而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆 正确选项为 A 2009 年高考生物试题 基因工程 生物技术的安全和伦理问题 2009 安徽卷 4 2008 年诺贝尔化学奖授予了 发现和发展了水母绿色荧光蛋白 的三 位科学家 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 再将该融 合基因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光 绿色荧光蛋白在该研究 中的主要作用是 A 追踪目的基因在细胞内的复制过程 B 追踪目的基因插入到染色体上的位置 C 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 答案 C 解析 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 将该融合基 因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质带有绿色荧光 从而可以追踪目的基因编码的蛋 白质在细胞内的分布 故 C 正确 2009 浙江卷 3 下列关于基因工程的叙述 错误的是 A 目的基因和受体细胞均可来自动 植物或微生物 B 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶 C 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D 载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞和促进目的基因的表达 答案 D 解析 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动 植物或微生物 常用的工具酶是限 制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活 性 只有经过一定的物质激活以后 才有生物活性 载体上的抗性基因主要是有利于筛选 含重组 DNA 的细胞 不能促进目的基因的表达 所以 D 错误 2009 广东理基 45 钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获 2008 年诺 贝尔奖 在某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结果可以检测到绿色荧光 由此可知 A 该生物的基因型是杂合的 B 该生物与水母有很近的亲缘关系 C 绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D 改变绿色荧光蛋白基因的 1 个核苷酸对 就不能检测到绿色荧光 答案 C 解析 某种生物中检测不到绿色荧光 将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后 结 果可以检测到绿色荧光 说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 2009 重庆卷 2 下表有关基因表达的选项中 不可能的是 基因表达的细胞表达产物 A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白 B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶 C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细动物胰岛素 胞 D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白 答案 D 解析 抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因 细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌 抗虫蛋白 正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因 人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨 酸酶 大肠杆菌工程菌细胞存在动物胰岛素基因 动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛 素 兔成熟红细胞中无细胞核 所以无兔血红蛋白基因不能表达产生兔血红蛋白 此题为 容易题 识记理解类 2009 上海理综卷 20 科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌 的质粒 DNA 分子重组 并且在大肠杆菌体内获得成功表达 图示 a 处为胰岛 素基因与大肠杆菌质粒 DNA 结合的位置 它们彼此能结合的依据是 A 基因自由组合定律B 半保留复制原则 C 基因分离定律D 碱基互补配对原则 答案 D 解析 本题考查基因工程的相关知识 重组质粒依据的是粘性末端的碱基互补配对原则 2009 天津卷 8 30 分 水稻种子中 70 的磷以植酸形式存在 植酸易同铁 钙等金 属离子或蛋白质结合排出体外 是多种动物的抗营养因子 同时 排出的大量磷进入水体 易引起水华 1 磷元素除了形成植酸外 还可以出现在下列 分子或结构中 多选 A 核糖B ATPC 核糖体D 核膜 2 种植芦苇能有效抑制水华的发生 表明芦苇与引起水华的藻类关系是 3 植酸酶可降解植酸 在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的 利用 率 4 酵母菌中植酸的活性较高 下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺 流程 据图回答 植酸酶 属于分泌蛋白 若植酸酶 和 的肽链组成不同 其差异体现在 提纯的植酸酶需做活性条件测定 右图为测定结果 图中的自变量可为 答一种 因变量可以通过测定 来表示 5 为从根本上解决水稻中的高植酸问题 可将植酸酶基因导入水稻 培育低植酸转基 因水稻品种 下图是获取植酸酶基因的流程 据图回答 图中基因组文库 小于 等于 大于 cDNA 文库 B 过程需要的酶是 A C 过程中 可以 不可以 使用同 一种探针筛选含目的基因的菌株 目的基因 和 除从构建的文库中分离外 还可以分别利用图中 和 为模板直接进行 PCR 扩增 该过程中所用酶的显著特点是 6 已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低 但易感病 下图为选育低植酸抗病水 稻品种的过程 图中两对相对性形状分别由两对基因控制 并独立遗传 采用上图育种过程 需从 代开始筛选 经筛选淘汰后 在选留的植株中 低植酸抗病纯合体所占的比例是 选留植株多代自交 经筛选可获得低植 酸抗病性状稳定的品性 答案 1 BCD 2 竞争关系 3 营养成分 4 I 氨基酸的种类 数量和排列顺序不同 温度 或 PH 单位时间内植酸的降解量 或植酸降解产物的生成量 5 大于 逆转录酶 可以 DNA cDNA 耐高温 6 F2 1 9 解析 本题考查物质的元素组成 生物的种间关系 蛋白质 酶 基因工程 遗传定律 的相关知识 涉及的知识点较多 综合性很强 1 只有核糖中不含磷元素 ATP 磷酸 基团 核糖体 含 RNA 核膜 含磷脂 中均含有磷元素 2 芦苇能抑制水华的发生 表明芦苇与水华的藻类关系是竞争 3 植酸易同铁 钙等金属离子或蛋白质结合排出体 外 是多种动物的抗营养因子 而植酸酶可降解植酸 因此在谷物类饲料中添加植酸酶可 提高饲料的营养成分的利用率 4 分析图可知 植酸酶 需要经过两次离心 因此植酸 酶 属于分泌蛋白 若植酸酶 和 的肽链组成不同 其差异体现在氨基酸的种类 数量 和排列顺序的不同 从图的可看出 自变量可为温度或 pH 因变量可以通过测定单位时间 内植酸的降解量或植酸降解量产物的生成量来表示 5 分析获取植酸酶基因的流程图可 知 图中基因组文库大于 cDNA 文库 B 过程需要的酶应该是逆转录酶 因为 A C 过程 都能获得含目的基因的菌株 所以可以使用同一种探针进行筛选 目的基因 和 除从构 建的文库中分离外 还可以分别利用图中 DNA 和 cDNA 为模板直接进行 PCR 扩增 该过 程中所用酶的显著特点是耐高温 6 根据上图育种过程 所需性状在 F2代中才开始出现 所以应从 F2代开始筛选 从图中可以看出 低植酸抗病是双显性 在 F2中占 9 16 经筛 选淘汰后 在选留的植株中纯合体所占的比例是 1 9 2009 福建卷 32 10 分 转基因抗病香蕉的培育过程如图所示 质粒上有 Pst Sma EcoR Apa 等四种限 制酶切割位点 请回答 1 构建含抗病基因的表达载体 A 时 应选用限制酶 对 进行切割 2 培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长 欲利用该培养筛选已导入抗 病基因的香蕉细胞 应使基因表达载体 A 中含有 作为标记基因 3 香蕉组织细胞具有 因此 可以利用组织培养技术将导入抗病基因 的香蕉组织细胞培育成植株 图中 依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的 答案 1 Pst EcoR 含抗病基因的 DNA 质粒 2 抗卡那霉素基因 3 全能性 脱分化 再分化 解析 本题考查基因工程的有关知识 1 从图可看出 只有 Pst EcoR 两种酶能保持抗病基因结构的完整性 所以构建含 抗病基因的表达载体 A 时 应选用限制酶 Pst EcoR 两种酶 对抗病基因的 DNA 和 质粒进行切割 2 卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长 欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的 香蕉细胞 应使基因表达载体 A 中含有抗卡那霉素基因 以此作为标记基因 3 香蕉组织细胞具有全能性 因此 可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组 织细胞培育成植株 图中 依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化 2009 重庆卷 31 16 分 小鼠基因敲除技术获得 2007 年诺贝尔奖 该技术采用基因工 程 细胞工程 杂交等手段使小鼠体内的某一基因失去功能 以研究基因在生物个体发育 和病理过程中的作用 例如现有基因型为 BB 的小鼠 要敲除基因 B 可先用体外合成的 突变基因 b 取代正常基因 B 使 BB 细胞改变为 Bb 细胞 最终培育成为基因敲除小鼠 1 基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞 可利用重组质粒上的 检 测 如果被敲除的是小鼠抑癌基因 则可能导致细胞内的 被激活 使小 鼠细胞发生癌变 2 通过基因敲除 得到一只 AABb 小鼠 假设棕毛基因 A 白毛基因 a 褐齿基因 B 和 黄齿基因 b 均位于常染色体上 现要得到白毛黄齿新类型小鼠 用来与 AABb 小鼠杂交的 纯合亲本的基因型是 杂交子代的基因型是 让 F1代中双杂合基 因型的雌雄小鼠相互交配 子代中带有 b 基因个体的概率是 不 带 B 基因个体的概率是 3 在上述 F1代中只考虑齿色这对性状 假设这对性状的遗传属 X 染色体伴性遗传 则 表现黄齿个体的性别是 这一代中具有这种性别的个体基因是 答案 1 标记基因 原癌基因 2 aaBB AaBb 12 16 3 4 4 16 1 4 3 雄性 XBY XbY 解析 1 作为质粒的一个条件之一就是要具有标记基因 以检测外源基因是否导入受体细胞 癌变的产生就是原癌基因由抑制态变激活态 2 根据题意 AABb 基因敲除小鼠的表现型是棕毛褐齿 现要得到白毛黄齿新类型小鼠 aabb 应选取用与 AABb 小鼠杂交的纯合亲本的基因型是 用图解表示 亲本 AABb X 子代 aabb 则此亲本必含有 a 基因 而又是纯合的基因型只能为 aabb 或 aaBB 而 aabb 是要培育的新 品种不可能有 所以只用选用基因型为 aaBB 的亲本 亲本 AABb X aaBB 子一代 1 2AaBb 1 2 AaBB F1代中双杂合基因型 AaBb 的雌雄小鼠相互交配即自交 由于是常染色体遗传 即 Bb 自交后 代的基因型及比例为 1 4BB 2 4Bb 1 4bb 带有 b 基因个体的概率是 3 4 不带 B 基因个 体的概率是 1 4 只考虑 B 和 b 这一对基因的计算 用基因分离定律 也可两对同时计算用自由组合定律 AaBb 自交得 1 4AAX1 4BB 1 4AAX2 4Bb 1 4AAX 4bb 2 4AaX1 4BB 2 4AaX2 4Bb 24AaX 4 bb 1 4aaX1 4BB 1 4aaX2 4Bb 1 4aaX 4bb 可得带有 b 基因个体的概率是 12 16 不 带 B 基因个体的概率是 4 16 3 假设齿色性状的遗传属 X 染色体伴性遗传 则亲本都为褐齿 基因型为 XBXb 和 X Y 则 F1代的基因型为 XBXb X X XB XbY 其中 XbY 为黄齿是雄性个体 雄 性个体基因还有 XB 此题考查学生对两大遗传定律的理解与掌握情况及基因工程的有关知识 2009 江苏卷 34 7 分 苏云金杆菌 Bt 能产生具有杀虫能力的毒素蛋白 下图是转 Bt 毒素蛋白基因植物的培育过程示意图 为抗氨苄青霉素基因 据图回答下列问题 r amp 1 将图中 的 DNA 用 Hind BamH 完全酶切后 反应管中有 种 DNA 片段 2 图中 表示 Hind 与 BamH 酶切 DNA 连接酶连接的过程 此过程可获得 种重组质粒 如果换用 Bst l 与 BamH 酶切 目的基因与质粒连接后可获得 种 重组质粒 3 目的基因插入质粒后 不能影响质粒的 4 图中 的 Ti 质粒调控合成的 vir 蛋白 可以协助带有目的基因的 T DNA 导人植物 细胞 并防止植物细胞中 对 T DNA 的降解 5 已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体