专题 现代生物科技专题 测试题

专题14现代生物科技专题

（45分钟100分）

1.（12分）（2019•江苏高考）为生产具有特定性能的a-淀粉酶，研究人

员从某种海洋细菌中克隆了a-淀粉酶基因（1656个碱基对），利用基因

工程大量制备淀粉醐，实验流程见图。请回答下列问题：

⑴利用PCR技术扩增淀粉酣基因前\需先获得细菌的o

⑵为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的端加

上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,

主要目的是o

⑶进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项

中的设定与引物有关，的设定与扩增片段的长度有

关。（填序号）

①变性温度②退火温度③延伸温度

④变性时间⑤退火时间⑥延伸时间

（4）如图表示筛选获得的工程菌中编码。-淀粉酶的mRNA的部分碱基序

列：

5"-kUGCCAUCAACAAAUACUAACQlJ……-3，

图中虚线框内mRNA片段包含个密码子，如虚线框后的序列未知，

预测虚线框后的第一个密码子最多有种c

⑸获得工程菌表达的a-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度

为设的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：

缓冲50mmol/L50mmol/L50mmol/L

液Na2HPO4-KH2PO4Tris-HClGly-NaOH

10.10.

pH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.5

05

酶相

68.63.41.20.

对活25.440.249.863.270.195.599.585.3

1758

性%

根据上述实验结果，初步判断该0-淀粉酶活性最高的条件为

【解析】：（1）在提取目的基因时，需获得细菌的全部基因，所以应获得

它的基因组DNA。（2）在PCR技术中，在耐高温的DNA聚合酶的作用下，

从引物的3'端延伸DNA链，限制性酶切位点相关序列应加在引物的5,端,

而且两种引物的5'端加的限制性酶切位点是不同的，这样可以保证通过

PCR技术获得的目的基因两端具有限制醐切割的序列，将来切割后形成的

黏性末端不同，优点是保证DNA片段能定向插入表达载体，并减少自连

和自身环化现象。（3）进行扩增时，退火温度的设定与引物有关，引物中

C、G碱基比例越高，退火温度越高;延伸时间的设定与扩增片段的长度有

关，因为扩增片段越长，复制的时间越长。（4）图中虚线框内mRNA片段

从起始密码子AUG开始计数，相邻的3个碱基为一个密码子，其中应有8

个密码子，虚线框后的第一个密码子以U开头，根据其后两个碱基计算

得16种，但除去3种终止密码，则最多有13种密码子，因为虚线框后

不可能为终止密码。（5）分析可知，酶活力最高的环境条件是pH为8.5,

缓冲液为50mmol/LTris-HClo

答案：（1）基因组DNA

⑵5'使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连

⑶②⑥（4）813

（5）pH为8.5,缓冲液为50mmol/LTris-HCl

2.（16分）（新题预测）“紫薯”外观艳丽、富含花青素，有清除体内自由

基、抗癌防老等保健功效。研究人员通过现代分子技术手段，克隆了控

制紫薯的着色基因乩。回答下列问题：

⑴获取基因BL的方法之一是利用PCR技术扩增大量的DNAo此方法使用

的DNA聚合酶与生物体内的DNA聚合酶相比，最主要的特点是

。PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是

（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。

如表为根据模板设计的两对引物序列，如图为引物对与模板结合示意图。

请判断哪一对引物可采用较高的退火温度：o理由是

引物对序列表

PlAACTGAAATGTAGCTATC

引物对A

P2TTAAGTCCATTACTCTAC

SIGTCCGACTAGTGGCTGTG

引物对B

S2AGCTGGCGTTTAGCCTCG

»-引物对

!DNA

加.模板

DNA

模板一川川川川川川川II川川।川川川川।川।川川

引物对与模板结合示意图

⑶若想将着色基因导入另一植物中获得红色果实，可将获取的BL基因

插入Ti质粒上，通过农杆菌的转化作用将目的基因导

入植物的体细胞，获得能稳定遗传和表达的转基因植株，依据是

(4)若要检测目的基因是否转录出了mRNA,需从转基因植株中提取mRNA,

用作探针与mRNA杂交，若则表明

目的基因转录出了niRNA。

【解析】：(l)PCR技术使用的是热稳定DNA聚合酶(Taq酶)，PCR技术能

把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是DNA双链复制。

⑵引物对B中G/C含量较高，可采用较高的退火温度。

(3)将获取的目的基因插入Ti质粒T-DNA上，T-DNA可转移至受体细胞并

整合到受体细胞染色体的DNA上。

(4)若要检测目的基因是否转录出了mRNA,需从转基因植株中提取mRNA,

用标记的目的基因作探针与mRNA杂交，若出现杂交带则表明目的基因转

录出了mRNAo

答案：(1)耐高温DNA双链复制(2)引物对B

引物对B中G/C含量较高，可采用较高的退火温度

(3)T-DNAT-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上

⑷标记的目的基因出现杂交带

【知识总结】：目的基因的检测与鉴定

⑴检测目的基因是否导入受体细胞：DNA分子杂交技术。

⑵检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。

⑶检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。

(4)个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。

3.(12分)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让

家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示：

对印度沙产下印

漠猫进行度沙漠

催情处理收集猫幼仔

精液

(1)步骤甲、乙分别是指,O

(2)诱导超数排卵所注射的激素是，只能作用于

⑶受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于(填

“培养液”或“受精卵”)。

⑷步骤甲使用的培养液为或专用的受精溶液。

【解题指导】：(1)题干关键词：印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物、胚胎

工程技术、让家猫代孕而繁育。

⑵根据图中超数排卵和收集精液一步骤甲是体外受精一早期胚胎培养

一步骤乙是将早期胚胎移植到同期发情处理的家猫子宫中。

【解析】：本题主要考查体外受精、早期胚胎培养与胚胎移植技术。步

骤甲是指受精作用，步骤乙是指胚胎移植;诱导超数排卵所注射的激素是

促性腺激素，只能作用于性腺细胞;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要

来自受精卵;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液，与早

期胚胎培养液不同。

答案：（1）受精作用胚胎移植

⑵促性腺激素性腺细胞

⑶受精卵（4）获能溶液

4.（10分）曾经分布于东、中非地区的北部白犀数量已仅存五头，世界上

最后一只幸存的雄性北部白犀“苏丹”已经被切除犀角。雌性北部白犀

每3年生产一次，每胎仅产1仔。为使这一种群数量恢复，可采用现代

生物工程技术提高北部白犀的生育效率。请回答：

⑴精子采集的方法包括假阴道法、手握法和法，体外受精前对

精子进行一定处理，使其o

⑵卵母细胞采集时，用促性腺激素对供体雌白犀处理后，从中

冲取卵子，此卵子_______（填“能”或“不能”）直接与⑴题中处理后

的精子在体外受精。

（3）体外受精后，应将受精卵移入液中继续培养。

⑷为取得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的期用机械方

法将胚胎分割。具体操作是用分割针将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎,

注入预先准备好的中。

⑸胚胎能成功移植到受体子宫中，原因之一是受体子宫对外来胚胎基本

上不发生_______________反应，为胚胎的存活提供了可能。

【解析】：（1）精子采集方法包括假阴道法、手握法和电刺激法，精子需

要获能处理后与卵子受精。

⑵卵母细胞采集时，用促性腺激素处埋后，从输卵管中冲取卵子，能直

接与⑴题中处理后的精子受精。

⑶体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养。

⑷桑根胚和囊胚的内细胞团细胞具有全能性，故选取该时期的胚胎进行

分割可以得到多个胚胎。具体操作是用分割针将胚胎切开，吸出其中的

半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中。

⑸受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供

了可能。

答案：（1）电刺激获能（2）输卵管能

⑶发育培养（4）桑棋胚（或囊胚）空透明带

⑸免疫排斥

5.（12分）（2019•长沙一模）我国全面放开二孩政策已正式实施。一些高

龄产妇希望通过试管婴儿技术圆二胎梦。请回答以下相关问题：

⑴由于女性的自然周期产生的卵子太少，在取卵前通常需要注射促性腺

激素，而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育，原因是

⑵在体外受精前，医生借助超声波探测仪等工具用吸卵针从某女士卵巢

中吸取卵母细胞;随后将取出的卵母细胞置于与相似

的环境中，让它进一步发育成熟。受精过程中，精子顶体内含有的顶体

酶能协助精子穿过卵子的，最终进入卵子内完成受精

作用。

⑶胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，都需要满足

_______________________________________及营养等条件。

⑷若做试管婴儿的夫妇中，妻子患有线粒体疾病（线粒体DNA缺陷），丈

夫正常，则子女患病情况为o若要获得健康的孩子，

可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”（医生要去除女性捐赠者

卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，最后

再按照标准的试管婴儿技术进行培育）。“三亲婴儿”的获得过程，除运

用胚胎工程的技术手段外，还要特别运用技术。

【解析】：（1）在下丘脑、垂体、卵巢分级调节中，当雌激素含量增多，

会通过负反馈调节，抑制卵巢的发育。因此需要注射促性腺激素，来促

进卵巢的发育。

⑵生物体内卵母细胞发育成熟的场所为输卵管，因此体外获得的卵母细

胞也应置于与输卵管相似的环境中，让它进一步发育成熟。顶体酶能够

溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路;随后顶体酉每能将

透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带。

⑶胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，需要满足无菌无毒的环境、适

宜的温度和pH、相应的气体环境（O2与COJ及营养等条件。

⑷受精作用时，受精卵中的线粒体来自母本，而母本患有线粒体疾病，

因此子女全患病。去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞

中对应的遗传基因取而代之，属于动物细胞核移植过程。

答案：（1）过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育

⑵输卵管放射冠和透明带

⑶无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、相应的气体环境

（4）全患病动物细胞核移植

6.（16分）（2015•全国卷II）已知生物体内有一种蛋白质（P）,该蛋白质是

一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸

变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质出）不但

保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

⑴从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的

进行改造。

⑵以P基因序列为基础，获得Pl基因的途径有修饰___________基因或

合成—

基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的

全部内容包括的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流

动，即：

⑶蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功

能出发，通过和，进而确定相对应的脱氧核

甘酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对

蛋白质的生物进行鉴定。

【解析】：本题考查蛋白质工程和中心法则的相关内容。

⑴蛋白质Pl是由蛋白质P改变了两个氨基酸序列得到的，故若要改变蛋

白质的功能，可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造。

⑵R基因可以在P基因的基础上经修饰改造而成，也可以根据氨基酸序

列用化学方法合成。中心法则的内容为：

复翻译

制蛋白质

包括DNA的复制，RNA的复制，遗传信息由DNA-RNA、由RNA-DNA、由

RNA-＞蛋白质五个过程。

⑶蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋

白质结构一推测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核昔酸序列（基

因）。该基因表达后得到相应蛋白质，蛋白质是否符合我们的设计要求，

还需要进一步对蛋白质的生物功能进行检测与鉴定。

答案：（1）氨基酸序列（或结构）

⑵PPiDNA和RNA（或遗传物质）

DNA-RNA、RNA-DNA、RNA一蛋白质（或转录、逆转录、翻译）

⑶设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能

7.（12分）（2017•海南高考）甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片

和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:

（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织

培养，均能获得试管苗，其原理是

⑵甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，

蔗糖水解后可得到o若要用细胞作为材料进行培养获得幼

苗，该细胞应具备的条件是（填”具有完整的细胞核”“具

有叶绿体”或“已转入抗性基因”）o

⑶图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由

培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是。A中的愈

伤组织是叶肉细胞经_________形成的。

（4）若该种植物是一种杂合体（子）的名贵花卉，要快速获得与原植株基因

型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，

（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为

外植体，原因是

【解析】：（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件

下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细

胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。

⑵甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，

蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖，若要用细胞作为材料进行培养获得幼

苗，该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核，因为细胞核是遗传信息

库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

（3）A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是力培养

基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是细胞分裂素和生长素，

二者对于根和芽的形成具有重要调节作用，二者的用量比例影响根和芽

的发育顺序。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。

⑷若该种植物是一种杂合体（子）的名贵花卉，要快速获得与原植株基因

型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，由

于对杂合体（子）植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型

与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花