【伴你行】新课标人教版2018高三生物二轮复习习题专题九现代生物科技专题专题限时训练17

专题限时训练(十七)1．(2017·河北唐山期末)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题。(1)PCR过程所依据的原理是____________，利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成__________；扩增过程需要加入____________酶。(2)启动子是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是____________。目的基因能在不同生物体内正常表达原来的蛋白质，说明整个生物界__________。PCR定点突变技术属于__________的范畴。(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体。常用____________将基因表达载体导入植物细胞，还需用到植物细胞工程中的________技术，来最终获得转基因植物。答案：(1)DNA双链引物耐高温的DNA聚合(或TaqDNA聚合)(2)RNA聚合酶识别和结合部位，可驱动基因转录出mRNA共用一套遗传密码子蛋白质工程(3)农杆菌转化法植物组织培养解析：(1)PCR依据的原理是DNA双链，在用PCR技术扩增目的基因前要依据一段已知目的基因的脱氧核苷酸序列合成引物；扩增过程需要加入耐高温的DNA聚合(或TaqDNA聚合)酶。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，可驱动基因转录出mRNA；因生物界共用一套遗传密码子，所以目的基因可以在不同细胞内表达合成相同蛋白质。(3)常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞，借助于植物组织培养技术，获得转基因植物。2．虫草中的超氧化物歧化酶(PSSOD)具有抗衰老作用。研究人员培育了能合成PSSOD的转基因酵母菌。请结合下图回答问题。注：HindⅢ和ApaLⅠ是两种限制酶，箭头表示酶的切割位置。(1)将图中的重组DNA分子用HindⅢ和ApaLⅠ完全酶切后，可得到________种DNA片段。图示的表达载体存在氨苄青霉素抗性基因，不能导入用于食品生产的酵母菌中，据图分析，可用________切除该抗性基因的部分片段使其失效，再用DNA连接酶使表达载体重新连接起来。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶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”)添加尿嘧啶。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为________。为了确定受体细胞中PSSOD基因是否转录，可用标记的________作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是_____________________________________________________。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的PSSOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其________序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经________获得所需的基因。答案：(1)3ApaLⅠ(2)标记基因不需要(3)转化PSSOD基因碱基互补配对(4)氨基酸基因修饰解析：(1)将图中的重组DNA分子用HindⅢ和ApaLⅠ完全酶切后，即切割“三刀”，可得到3种DNA片段。ApaLⅠ能识别图中的氨苄青霉素抗性基因的脱氧核苷酸序列，因此用此酶切除该抗性基因的部分片段使其失效。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的URA3基因可作为标记基因。若表达载体已成功导入酵母菌，说明酵母菌体内含有URA3基因，不需添加尿嘧啶即可存活。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化，为了确定受体细胞中PSSOD基因是否转录，可用标记的PSSOD基因作探针进行分子杂交检测，分子杂交的原理是碱基互补配对。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的PSSOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经基因修饰获得所需的基因。3．(2017·云南昆明摸底调研)科学家将拟南芥的抗寒基因(CBFl)转入香蕉中以获得抗寒的香蕉品种。如图是某质粒载体上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四种限制酶的切割位点示意图。据图回答问题。(1)在该实验中为构建基因表达载体，用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后，对质粒载体进行切割的限制酶是______________，理由是__________________________________________________。(2)连接CBFl基因到该质粒载体后，作为基因表达载体的组成还必须有____________。将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是____________。(3)为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含____________的培养基进行筛选。(4)科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行__________处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果____________，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。答案：(1)SacⅠ、XbaⅠ用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端(2)启动子和终止子农杆菌转化法(3)氨苄青霉素(4)低温实验组的抗寒能力明显高于对照组解析：(1)在基因工程中，用相同限制酶切割来源不同的DNA后，可产生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一样，质粒也应使用SacⅠ、XbaⅠ进行切割。(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。香蕉细胞是植物细胞，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。(3)据图分析，质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，所以为了鉴别受体细胞中是否含有CBFl基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。(4)根据题干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。4．(2017·山东师大附中)供体器官不足和器官移植后免疫排斥是当今器官移植面临的主要问题。请回答下列问题。(1)医学上，从新生儿脐带血中分离出细胞，建立脐血库，以备使用。在细胞诱导培养时，培养液中除了需要加入诱导因子以外，还需要加入________等一些天然成分作为营养物质；还要向培养液中通入CO2的目的是________________________。(2)将病人正常的体细胞注入处于________期的去核________细胞中，通过________方法使两细胞融合，经过诱导分化形成相应的组织、器官，用于组织器官的移植。(3)目前科学家正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造。将器官供体________导入某种调节因子，抑制或除去________决定基因，再通过诱导技术克隆猪器官代替人器官进行移植。在该过程中，调控基因表达的序列是________________。答案：(1)血清、血浆维持培养液的pH(2)MⅡ中(或减数第二次分裂中)卵母电刺激(3)基因组抗原启动子和终止子5.下图是制备抗埃博拉病毒VP40蛋白的单克隆抗体的过程，请回答下列问题。(1)质粒DNA分子上有一个或多个限制酶切割位点，目的是__________________________。过程①将处理过的质粒和含VP40基因的DNA片段拼接成重组质粒是靠____________来完成的。(2)过程②中首先需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于感受态，VP40基因进入大肠杆菌后维持稳定并表达的过程称为____________。(3)过程③产生的VP40蛋白对于小鼠来说相当于________，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淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，经过程④得到的杂交瘤细胞的特点是___________________________。(4)用此抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成________，抗击埃博拉病毒。答案：(1)以便外源DNA插入其中DNA连接酶(2)转化(3)抗原VP40蛋白体液免疫脾脏既能无限增殖，又能产生专一抗体(4)生物导弹解析：(1)质粒DNA分子有一个或多个限制酶切割位点，以便外源DNA插入其中。DNA连接酶能将经限制酶切割后形成的质粒和含目的基因的DNA片段连接起来。(2)VP40基因进入大肠杆菌细胞，在大肠杆菌内维持稳定并表达的过程可称为转化。(3)VP40蛋白对于小鼠来说相当于抗原，可以引发小鼠产生体液免疫，当小鼠的血清中抗VP40蛋白的抗体检测呈阳性时，可以从小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞，其与小鼠骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞的特点是既能无限增殖，又能产生专一抗体。(4)用单克隆抗体与放射性同位素、化学药物等结合可制成“生物导弹”，抗击埃博拉病毒。6．如图为制备单克隆抗体的流程。请据图回答下列问题。(1)诱导动物细胞融合的基本原理是________________。(2)诱导动物细胞融合的方法和诱导植物原生质体融合的方法类似，两者常用的化学诱导剂是________，两者的主要区别是可用____________来诱导动物细胞融合。(3)过程③要获得所需要的X细胞，至少需要通过两次筛选和克隆培养，其中第一次筛选的目的是获得________。单克隆抗体最主要的优点是________________________________。(4)从图中可以看出，单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞融合、____________等动物细胞工程技术。答案：(1)细胞膜的流动性(2)聚乙二醇(PEG)灭活的病毒(3)杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高，并可能大量制备(4)动物细胞培养解析：(1)诱导细胞融合的基本原理是细胞膜的流动性。(2)诱导动物细胞融合的方法和诱导植物原生质体融合的方法类似，两者常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG)，两者的主要区别是可用灭活的病毒来诱导动物细胞融合。(3)融合后的细胞经过筛选才能获得所需要的目的细胞，第一次筛选是在选择培养基上培养，非杂交瘤细胞和未融合的细胞不能在此培养基中生长，杂交瘤细胞能在此培养基中生长。单克隆抗体的主要优点是特异性强、灵敏度高，并可能大量制备。(4)从图中可以看出，单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞融合、动物细胞培养等动物细胞工程技术。7．(2017·吉林长春二模)下图表示科学家培育耐寒生物的过程，请回答下列问题。cDNA文库eq\o(→,\s\up17(获取))eq\a\vs4\al(抗冻蛋,白基因)eq\o(→,\s\up17(①))eq\a\vs4\al(更多抗冻,蛋白基因)eq\o(→,\s\up17(构建))②eq\o(→,\s\up17(导入))受体细胞→耐寒生物(1)从cDNA文库中获取的目的基因________(有/无)启动子。实现①过程常用________技术，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成________。(2)②表示____________，其中标记基因的作用是____________________________________________。(3)转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是用DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体上的DNA上是否插入目的基因，这种方法需要遵循____________原则。(4)若要培育抗冻能力强的转基因羊，可将鱼的抗冻蛋白基因导入羊的________中，培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎工程的____________技术。答案：(1)无PCR引物(2)基因表达载体鉴别受体细胞中是否含有目的基因(3)碱基互补配对(4)受精卵胚胎移植解析：(1)用某种生物发育的某个时期的mRNA逆转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫这种生物的cDNA文库，启动子不能逆转录，由逆转录获得的cDNA中没有启动子。获得更多的目的基因的方法是PCR技术，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。(2)②表示基因表达载体，其中标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因。(3)DNA分子杂交技术遵循碱基互补配对原则。(4)培养转基因动物时，受体细胞一般为受精卵，培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎移植。8．如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程图解，请据图回答下列问题。(1)图中①结构表示________。(2)在重组细胞A培养成囊胚的过程中，培养液成分一般较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及________等物质。(3)②所示的细胞是____________，将健康胰岛B细胞基因导入②中的常用方法是______________。(4)在培养液中加入____________可诱导重组细胞B定向分化形成具有正常胰岛B细胞功能的胰岛样细胞，其根本原因是_________________________________________________________。(5)图示方法与一般的异体移植相比，最大的优点是________________________________________________________。答案：(1)细胞核(2)血清(3)内细胞团细胞(或胚胎干细胞)显微注射技术(4)分化诱导因子基因的选择性表达(5)没有免疫排斥反应解析：(1)分析图解可以看出，重组细胞A的形成利用的是体细胞核移植技术，故图中①结构表示细胞核。(2)早期胚胎培养的培养液一般较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质。(3)②是囊胚中的内细胞团细胞或胚胎干细胞，具有发育的全能性，将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射技术。(4)重组细胞B在一定的分化诱导因子的定向诱导作用下，可以定向分化形成具有正常胰岛B细胞功能的胰岛样细胞，其根本原因是基因的选择性表达。(5)图示方法属于基因治疗，由于输入患者体内的细胞是由患者自身的细胞分化而来的，所以与一般的异体移植相比，该方法最大的优点是不会发生免疫排斥反应。9．(2017·湖北调研)利用细胞工程技术制备抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)单克隆抗体，其主要流程如下，回答下列问题。(1)制备抗HCG单克隆抗体过程中，用到的动物细胞工程技术有____________和____________。(2)细胞DNA合成有D和S两条途径，其中