2020版《新高考二轮专题突破+考前集训生物》1专题突破练专题练17

1、专题练 17 现代生物科技专题建议用时：40 分钟 分值： 90 分答案链接P94非选择题(本题共 6小题，每小题15 分，共 90 分 )1 (2019 黑龙江大庆实验中学高三模拟，38)人胰岛素由A、 B 两条肽链构成。研究人员用大肠杆菌作生产菌，利用基因工程技术分别生产两条肽链，并在体外将两条肽链加工成胰岛素。请回答下列问题。1. ) 由 A 、 B 两 条 肽 链 可 推 导 出 A 、 B 基 因 的 碱 基 序 列 ， 依 据 是。因为A、 B 基因中的脱氧核苷酸数较少，因此常用的方法获取目的基因。(2)在基因表达载体中，标记基因的作用是。基因工程中不能将A、 B 基因直接导入大肠

2、杆菌的原因是。(3)检测A、 B 基因是否导入受体菌时，常用作探针。若A、 B 基因表达的肽链中氨基酸数目增多，肽链后延，则需对A、 B 基因进行改造，这个改造是。(4)引导肽是由引导肽基因控制合成的一段多肽序列，若在A、 B 肽链的前端加上引导肽序列后，可将A、 B 肽链引导到大肠杆菌的细胞膜外，便于A、 B 肽链提取。为实现上述目的，在基因层面的操作是 。在以后的体外加工过程中，需要用切除引导肽。2. (2019山东青岛高三5月二模，38)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种糖蛋白，具有很高的药用价值，可以通过生物工程大量生产。下图表示含htPA 基因的表达载体。请回答下列相关问题。Ap

3、aLl外源加阳基因冢节者噩素抗性基闪如裁因表,.i达载体1/U/W3 基因在：敌咖H1和/网口是两种限制酣,箭头晨示酶的切割位置(1)限制酶主要是从 中获得的，其特点是能够识别 DNA 分子的,并在特定位点切割DNA。质粒 DNA 分子上有一个至多个限制酶切位点，其作用是 。(2)构建基因组文库是获取目的基因的常用方法，与基因组文库相比，cDNA文库的基因数相对要少，原因是 。(3)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿喀咤的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的 URA3基因可作为 供鉴定和选择；为了筛选 出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基 (填“需要”或“不需要”)添

4、加尿喀咤。(4)若要在羊乳中获得 htPA,为了获得转基因母羊，移植前需对已成功转入目的基因的 胚胎进行 。 若在转 htPA基因羊的羊乳中检测到 ,说明目的基因成功表达。3. (2019四川内江高三一模，38)2018年7月，某生物公司的百白破疫苗检验不符合规 定。为生产高效价疫苗和简化计划免疫程序，科学家研制出基因工程乙肝一百白破(rHB -DTP)四联疫苗，经各项检测均通过rHB - DTP四联疫苗制检规程的要求。其有效成分是乙肝病毒表面抗原、百日咳杆菌、白喉杆菌和破伤风杆菌的四种类毒素。请分析回答下列问题。(1)为获取百日咳杆菌类毒素的基因，可从百日咳杆菌的细胞中提取对应 ,在逆转录酶

5、的作用下合成双链cDNA片段，获得的cDNA片段与百日咳杆菌中该基因碱基序列 (填“相同”或“不同”)。(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小，且序列已知，获得目的基因可采用 ,然后通过 大量扩增，此技术的前提是已知一段目的基 因的核甘酸序列以便合成引物。(3)把目的基因导入受体细胞时，科学家采用了改造后的腺病毒作为载体，写出你认为 科学家选它的理由 (写出2点)(4)研究发现，如果将白喉杆菌类毒素20位和24位的氨基酸改变为半胱氨酸，免疫效果更好，请写出此种技术的基本流程 。(5)实验证明，一定时间内间隔注射该疫苗3次效果更好，其主要原因是体内产生的数量增多，当同种抗原再次侵入人体时二次

6、免疫的特点是 ,免疫预防作用更强。4. 下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答下列问题。抗虫基因 "| a B 麻 /盥质粒 耳刀土埸收杆曲 而息含隶组质粒的土壤表杆菌含包“质粒 ,12 q- o ri 染粒基因抗虫植株产丁 再生植株 世伤组织一自体棉花叶片组织_检测 _J (1)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因，只有含的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。上图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有 、。图中将目的基因导入植物受体细胞 采用的方法是 。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入。(2)离体棉花叶片组织经

7、C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细 胞工程技术是 ,该技术的原理是。(3)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用 与提取出的做分子杂交。(4)科学家将植物细胞培养到 阶段，再包上人工种皮，制成了神奇的 人工种子，以便更好地大面积推广培养。5. (2019安徽毛坦厂中学高三 5月联考，38)动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础， 动物细胞培养在当今生物制品的生产中已越来越重要。请回答下列有关的问题。(1)动物细胞培养的过程中为了确保无菌、无毒的环境，除了对培养液和培养用具进行 无菌处理外，还可以通过 等方法防止杂菌污 染。在培养液中加入适量的 NaHCO3溶液，其作用

8、是。使 用合成培养基时，通常要加入血清、血浆等一些天然成分，其原因是(2)动物细胞培养时，将取得的动物组织块剪碎，再用胰蛋白酶处理一段时间以获得 。 对动物组织块做以上处理的原因是单克隆抗体可以借助动物细胞的培养来生产，要培养的目的细胞是 (填“骨髓瘤细胞” “已免疫的B淋巴细胞”或“杂交瘤细胞” )，其中一种细胞经多次传代培养后不能存活，原因是。6. (2019陕西周至高三一模，38)Rag2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，其技术流程如图所示(图中数字序号表示的是相关过程)。请据图回答下列问题。造血干细胞ES细胞小荆咆

9、(1)过程将进行培养的上皮细胞注入去核的卵母细胞中，接受细胞核的卵母细胞应处 于 期。7. ) 过程利用的技术是 ，当重组胚胎培养到囊胚期时，可从其分离出 ES 细胞， ES 细胞在功能上具有的特点。(3)过程中获取的目的基因是 ,若要将目的基因导入受体细 胞 ， 需 要 构 建 ， 构 建 之 前 可 以 根 据设计引物，利用PCR技术对目的基因进行扩 增。 为了检测ES 细胞的 DNA 上是否插入了目的基因，可采用 技术。(4) 按此方法和图示技术流程，完成Rag2 基因缺失小鼠的基因治疗涉及的酶有和耐高温的 DNA聚合酶(Taq酶)等。为检测 Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓

10、细胞中的蛋白质，用 进行杂交实验。专题练 17 答案与解析1 (1)氨基酸与密码子的对应关系(可多答“碱基互补配对原则”) 人工合成(2)便于重组DNA( 目的基因 表达载体)的鉴定和筛选A、 B 基因 (目的基因)在大肠杆菌中不能稳定遗传和表达(3)放射性物质标记的A、 B 基因 (的一条单链) 添加上能转录出终止密码子的碱基(脱氧核苷酸)序列(4)将 A、 B 基因连接在引导肽基因后蛋白酶【解析】(1)因肽链中的氨基酸是由密码子决定的，基因在表达过程中遵循碱基互补配对原则，所以根据氨基酸与密码子的对应关系，可依据A、 B 两条肽链中氨基酸的序列推导出 mRNA 的碱基序列，进而推出A、 B

11、 基因的碱基序列。因为A、 B 基因中的脱氧核苷酸数较少，所以常用人工合成的方法获取目的基因。(2)在基因表达载体中，标记基因的作用是便于重组DNA( 目的基因 表达载体)的鉴定和筛选。由于A、 B 基因(目的基因)在大肠杆菌(受体菌)中不能稳定存在、遗传和表达，所以基因工程中不能将A、 B 基因直接导入大肠杆菌。(3)探针是将转基因生物的基因组DNA 提取出来，在含有目的基因的DNA 片段上，用放射性同位素等作标记而制成。可见，检测A、 B 基因是否导入受体菌时，常用放射性物质标记的A、 B 基因作为探针。若A、 B 基因表达的肽链中氨基酸数目增多，肽链后延，说明缺少终止密码子，则需在A、

12、B 基因上添加能转录出终止密码子的碱基(脱氧核苷酸)序列。(4)依题意可知，将A、 B 基因连接在引导肽基因后形成融合基因，这个融合基因表达的产物融合蛋白的前端为引导肽，可将融合蛋白引导到大肠杆菌的细胞膜外。在体外加工过程中，用蛋白酶切除引导肽，便可获得A、 B 肽链。2 (1)原核生物(或微生物) 特定的(脱氧)核苷酸序列供外源 DNA 片段(基因)插入(2)cDNA 文库只能收集到生物发育到某时期已发生转录的基因，(而基因组文库能收集到全部基因)(3)标记基因不需要(4)性别鉴定htPA(或人组织纤溶酶原激活物)【解析】(1)限制酶主要是从原核生物(或原核细胞)中分离纯化出来的。每一种限制

13、性酶可以识别特定的(脱氧 )核苷酸序列。质粒DNA 分子可用作载体，其上有一个至多个限制酶切位点，其作用是供外源DNA 片段(基因)插入。(2)cDNA 文库只能收集到生物发育到某时期已发生转录的基因，而基因组文库能收集到全部基因，故与基因组文库相比，cDNA 文库的基因数相对要少。(3)题图所示表达载体上的URA3 基因可作为标记基因供鉴定和选择；由于缺失URA3基因的酵母菌必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，重组质粒中含有URA3 基因，为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，即所使用的培养基不需要添加尿嘧啶，如果能存活，说明导入成功；如不能存活，说明没有成功。(4)只有母羊能分泌乳汁，为了获

14、得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；若在转 htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA(或人组织纤溶酶原激活物)，说明目的基因成功表达。3 (1)mRNA 不同(2)化学方法人工合成(人工化学合成) PCR 技术(3)能自主复制、有多个限制酶切位点、有标记基因(4)从预期蛋白质功能出发-设计预期的蛋白质结构-推测应有的氨基酸序列-找到相对应的脱氧核苷酸序列(5)记忆细胞短时间内迅速产生大量的抗体和记忆细胞【解析】 (1)为获取百日咳杆菌类毒素的基因，可从百日咳杆菌的细胞中提取对应mRNA ，在逆转录酶的作用下合成双链cDNA 片段，获得的cDNA 片段与百日咳杆菌中该基因碱基序

15、列不同。(2)由于乙肝病毒表面抗原的基因序列比较小，且序列已知，获得目的基因可采用化学方法人工合成(人工化学合成)，然后通过PCR 技术大量扩增。(3)改造后的腺病毒有多个限制酶切位点、有标记基因，且能自主复制，因此可作为载体将目的基因导入受体细胞。(4)将白喉杆菌类毒素20 位和 24 位的氨基酸改变为半胱氨酸利用的是蛋白质工程原理，基本流程是从预期蛋白质功能出发-设计预期的蛋白质结构-推测应有的氨基酸序列-找到相对应的脱氧核苷酸序列。(5)实验证明，一定时间内间隔注射该疫苗3 次效果更好，其主要原因是体内产生的记忆细胞数量增多，当同种抗原再次侵入人体时会引发二次免疫，二次免疫的特点是短时间

16、内迅速产生大量的抗体和记忆细胞，免疫预防作用更强。4 (1)卡那霉素抗性基因限制性核酸内切酶DNA 连接酶农杆菌转化法卡那霉素(2)植物组织培养细胞的全能性(3)标记的目的基因mRNA 分子(4)胚状体【解析】(1)含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。题图为获得抗虫棉技术的流程图，A 过程为基因表达载体的构建，需要用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，然后用DNA 连接酶连接。题图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是农杆菌转化法。C 过程需要根据标记基因选择含有抗虫基因的植物细胞，培养基中需要加入卡那霉素。(2)离体棉花叶片组织经植物组织培养技术培育为植株，该技术依据的

17、原理是细胞的全能性。(3)检测目的基因是否转录出mRNA， 可用标记的目的基因作为探针，与提取出的mRNA分子做分子杂交，若出现杂交分子，说明目的基因已转录。(4)制备人工种子应将植物细胞培养到胚状体阶段，再包上人工种皮。5 (1)在培养液中添加一定量的抗生素调节培养液的pH 血清和血浆中可能含有未知的细胞所需的物质(2)单个细胞动物组织块中的细胞彼此靠在一起，限制了细胞的生长和繁殖（3）杂交瘤细胞已免疫的B 淋巴细胞是高度分化的细胞，不能进行细胞分裂【解析】（1）动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，除了对培养液和培养用具进行无菌处理外， 还可以通过在培养液中添加一定量的抗生素等方法防止杂菌污染

18、；在培养液中加入适量的NaHCO3溶液，可以调节培养液的 pH；在使用合成培养基时通常需加入血清、血浆等天然成分，因为血清和血浆中可能含有未知的细胞所需的物质。（2）在动物细胞培养过程中，由于动物组织块中的细胞彼此靠在一起，限制了细胞的生长和繁殖，因此需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理剪碎的动物组织以获得单个细胞，进而制成细胞悬浮液。（3）单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，杂交瘤细胞是由已经免疫的B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的，其中已免疫的B 淋巴细胞是高度分化的细胞，不能进行细胞分裂，因此其经多次传代培养后不能存活。6 （i）m n 中（2）早期胚胎培养内细胞团发育的全能性（3）（正常的 ）Rag2 基因 含 （正常的）Rag2 基因的基因表达载体（正常的）Rag2 基因的脱氧核苷酸序列（或碱基对序列或遗传信息） DNA DNA 分子杂交（4）限制性核酸内切酶、 DNA连接酶和胰蛋白酶 抗Rag2蛋白的抗体【解析】（1）过程核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细