2019生物精準提分二輪文檔專題十 現(xiàn)代生物科技專題 專題突破練 含答案

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精專題突破練1．干擾素是動物和人體細胞受到病毒感染后產生的一種糖蛋白，具有抗病毒、抑制細胞增殖及抗腫瘤作用。利用基因工程技術培育能生產干擾素的植物，流程如圖所示.請回答下列問題：限制酶識別序列和切割位點EcoRⅠG↓ATTCBamHⅠG↓ATCCSmaⅠCCC↓GGGApaⅠGGGCC↓C（1）獲取的動物干擾素基因稱為__________________。利用PCR技術擴增干擾素基因時，設計引物序列的主要依據(jù)是________________________________。(2)過程①中剪切質粒和目的基因時所需要的工具酶是________和________。酶切后，目的基因形成的兩個黏性末端序列__________(填“相同”或“不同”）。(3）過程②中將重組質粒導入根瘤農桿菌中，常用__________處理根瘤農桿菌，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在培育愈傷組織的固體培養(yǎng)基中，除了無機鹽、有機營養(yǎng)物質、瓊脂、植物激素外，還需添加卡那霉素。卡那霉素的作用是______________________________________________.在分子水平上通常采用________技術檢測干擾素基因是否導入受體細胞。答案(1)目的基因干擾素基因兩端的部分核苷酸序列（2）BamHⅠEcoRⅠ不相同(3)Ca2＋使其成為感受態(tài)細胞，最終使干擾素基因插入馬鈴薯細胞的DNA上（4)篩選出導入重組質粒的植物細胞DNA分子雜交解析（1)在基因工程中，獲取的動物干擾素基因稱為目的基因。利用PCR技術擴增干擾素基因時，需要依據(jù)干擾素基因兩端的部分核苷酸序列設計引物序列。(2）干擾素基因中存在SmaⅠ的識別位點,若使用SmaⅠ切割質粒和外源DNA，則會破壞干擾素基因，因此過程①所示的構建重組質粒時不能使用SmaⅠ切割。BamHⅠ和EcoRⅠ的識別位點位于目的基因的兩側，質粒上也有BamHⅠ和EcoRⅠ的識別位點,因此,過程①中剪切質粒和目的基因時所需要的工具酶是BamHⅠ和EcoRⅠ.因BamHⅠ和EcoRⅠ的識別位點不同，所以酶切后，目的基因形成的兩個黏性末端序列不同.（3)過程②中將重組質粒導入根瘤農桿菌時，常用Ca2＋處理根瘤農桿菌，使其成為感受態(tài)細胞,最終使干擾素基因插入馬鈴薯細胞的DNA上。(4）重組質粒中含有的抗卡那霉素基因屬于標記基因，其作用是鑒別受體細胞是否含有目的基因，便于篩選?？梢?，在培育愈傷組織的固體培養(yǎng)基中添加卡那霉素的作用是篩選出導入重組質粒的植物細胞。在分子水平上檢測干擾素基因是否導入受體細胞,通常采用DNA分子雜交技術。2．下圖表示的是基因工程、細胞工程和胚胎工程的操作流程模式簡圖。請回答下列問題：（1）若圖示為基因工程的部分操作流程，則甲、乙→丙（重組質粒)操作過程需用到的工具酶是________________.丙中除目的基因外，還必須有啟動子、___________________、標記基因等。丙→丁（動物細胞)所用的方法是____________________________。（2）若圖示為植物體細胞雜交，則過程中所用的酶是__________________________，該過程中體現(xiàn)出生物膜具有________________（特點),丙→丁(雜種植株）過程的原理是________________________________________________________________________.(3）若圖示為試管牛的工廠化生產的技術流程，甲為精子，則在與乙結合前需________________；最后將由丙發(fā)育而來的丁(胚胎）移植到受體母牛體內發(fā)育，在胚胎移植前受體母牛應做________________處理。答案(1）限制酶和DNA連接酶終止子顯微注射法（2)纖維素酶和果膠酶一定的流動性植物細胞的全能性(3)體外獲能同期發(fā)情解析（1）構建重組質粒需用到限制酶和DNA連接酶.重組質粒中除目的基因外，還必須有啟動子、終止子、標記基因等.把目的基因導入動物細胞常用顯微注射法。（2）進行植物體細胞雜交時，首先需要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁.原生質體融合過程中體現(xiàn)細胞膜具有一定的流動性，雜種細胞能培育為雜種植株，是因為雜種細胞具有全能性。（3)精子在與卵子結合前需經過獲能處理；胚胎移植前受體母牛應做同期發(fā)情處理，以使供體和受體處于相同的生理狀態(tài)。3．科學家通過轉基因技術獲得了含有人生長激素基因的奶牛,如果要加速轉基因奶牛的繁育，可以對此轉基因奶牛進行克?。ㄈ鐖D所示)。請結合圖示回答下列問題：（1)在進行細胞培養(yǎng)時,要對取自轉基因奶牛的組織細胞進行分散處理，形成單個細胞，這個過程中用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶處理的理由：_______________________。(2)用于核移植的供體細胞，一般選用10代以內的細胞，原因是________________________________________________________________________。（3)將重組細胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會生出與供體奶牛遺傳物質相同的犢牛，但也不是100％的復制，原因最可能是________________________________________________________________________________________________.答案（1)培養(yǎng)液中的酸堿度不利于胃蛋白酶發(fā)揮作用（2)該種細胞代謝旺盛、分裂能力強,且遺傳物質沒有發(fā)生改變(3)生物的性狀受細胞核基因和細胞質基因共同控制；生物的性狀還受環(huán)境因素的影響解析（1）動物細胞培養(yǎng)時，常用胰蛋白酶處理動物組織,以分散成單個細胞。這個過程中需要的適宜pH一般為7.2～7。4，而胃蛋白酶的最適pH約為1.5，培養(yǎng)液中的酸堿度不利于胃蛋白酶發(fā)揮作用，所以動物細胞培養(yǎng)過程中用來分散組織細胞的酶常用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶.（2)一般10代以后的細胞可能發(fā)生基因突變,而10代以內的細胞代謝旺盛、分裂能力強,且遺傳物質沒有發(fā)生改變,所以一般選用10代以內的細胞作為核移植的供體細胞.（3）圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制，其主要原因是犢牛的細胞質來自卵母細胞，生物的性狀受細胞核基因和細胞質基因共同控制；其次是生物的性狀還受環(huán)境因素的影響.4．埃博拉病毒是一種強致病性RNA病毒，以埃博拉病毒外殼某蛋白為主要抗原制備疫苗和抗體是預防和診療埃博拉出血熱的一種有效策略。其疫苗生產和抗體制備的流程之一如圖：(1）過程①需要在________酶的催化下合成DNA，將獲得的DNA與載體連接后導入受體菌群建立病毒的________文庫,再從中篩選出A基因。(2）過程②利用PCR技術擴增A某因時,需在______________酶的作用下進行，PCR技術的原理是____________________。（3)過程③采用的技術手段是________________，獲得的X是________________。(4)可選用圖中基因工程生產的__________制備疫苗，注射到健康人體內對埃博拉病毒進行免疫預防，對該傳染病疑似患者確診時，可從疑似患者體內分離病毒,與圖中的________________進行特異性結合檢測。答案（1）逆轉錄基因組（2）熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq）DNA雙鏈復制（3）動物細胞融合雜交瘤細胞(4）A蛋白抗A蛋白的單克隆抗體解析圖示過程中，①表示逆轉錄形成DNA的過程；②表示獲取A(目的)基因的過程；③表示細胞融合的過程，X為雜交瘤細胞。PCR技術的過程:高溫變性、低溫復性、中溫延伸.條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)酶。（1）埃博拉病毒的遺傳物質是RNA，過程①代表的是逆轉錄的過程,需要在逆轉錄酶的催化下合成DNA?；蛭膸焓侵笇⒑心撤N生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存,各個受體菌分別含有這種生物的不同基因?；蚪M文庫包含某種生物所有的基因；部分基因文庫包含某種生物的部分基因。將獲得的DNA與載體連接后導入受體菌群建立病毒的基因組文庫,再從中篩選出A基因。(2）利用PCR技術擴增A基因時,根據(jù)A基因兩端的部分核苷酸序列設計引物序列，加入引物的作用是與A基因單鏈相應互補序列結合，然后在熱穩(wěn)定DNA聚合（Taq）酶作用下進行延伸。PCR技術所依據(jù)的原理是DNA雙鏈復制。(3）③過程需要采用動物細胞融合技術,根據(jù)圖中信息可知X為雜交瘤細胞。(4）圖中的A蛋白相當于抗原，因此可選用圖中基因工程生產的A蛋白制備疫苗，對健康人進行該傳染病的免疫預防。對該傳染病疑似患者確診時，可以從疑似患者體內分離出病毒，與圖中的抗A蛋白的單克隆抗體進行特異性結合檢測。5．（2018·淄博二模）水稻是我國重要的糧食作物，植物組織培養(yǎng)技術在水稻育種和繁殖中有重要作用。請回答：(1)以水稻的花藥作外植體，經脫分化后可形成愈傷組織。與外植體相比，愈傷組織細胞的特點是____________________.比較脫分化培養(yǎng)基和再分化培養(yǎng)基，二者的基本成分相同，但用于誘導細胞分化的________________不完全相同.（2）水稻的單倍體育種過程包括______________和____________________，與雜交育種相比，單倍體育種的優(yōu)點是________________。(3)雜種優(yōu)良稻所結籽粒不宜做種子，故人們常用人工種子解決此類植物的繁殖問題:以植物組織培養(yǎng)得到的__________為材料,外面包上人工種皮。人工種皮的成分中除有機碳、無機鹽外，還可添加________________等物質，用以促進人工種子的生長發(fā)育、提高抵抗病菌的能力。與天然種子相比,人工種子的優(yōu)點是__________________________________.答案(1）細胞壁薄，具有分裂能力激素的種類和比例(2)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素誘導染色體加倍明顯縮短育種時間（3）胚狀體(或不定芽、頂芽和腋芽）植物生長調節(jié)劑(或植物激素）保持親本的優(yōu)良性狀、不受季節(jié)限制、大量快速生產解析(1)愈傷組織細胞的特點是細胞壁薄，具有分裂能力。在進行植物組織培養(yǎng)時，需要在培養(yǎng)基中添加適當比例的生長素和細胞分裂素,以誘導細胞的脫分化和再分化。但兩者的比例變化后,誘導的結果是不同的；當生長素含量高于細胞分裂素時，主要誘導植物組織脫分化和根原基的形成(即有利于根的發(fā)生)；當細胞分裂素含量高于生長素時，則主要誘導植物組織再分化和芽原基的形成(即有利于芽的發(fā)生）。(2)單倍體育種的過程包括兩個階段：首先是花藥離體培養(yǎng)獲取單倍體，然后利用秋水仙素處理單倍體幼苗誘導染色體數(shù)目加倍，單倍體育種與雜交育種相比,可以明顯縮短育種的年限。(3)所謂人工種子，就是以植物組織培養(yǎng)的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子。人工種皮的成分中除有機碳、無機鹽外，還可添加植物生長調節(jié)劑等物質。人工種子是通過植物組織培養(yǎng)獲得的，屬于無性繁殖，其優(yōu)點是可以保持親本的優(yōu)良性狀、不受季節(jié)限制、大量快速生產.6．科研人員利用基因工程、細胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子IX醫(yī)用蛋白的二倍體轉基因綿羊，簡易流程如圖所示.請回答下列問題:（1）圖中①過程為基因工程的核心步驟，該步驟用到的工具有________________________.該步驟得到的“A”中應具有一些特殊的DNA片段,其中____________用于②過程.(2）進行圖中③過程前,卵母細胞要進行去核處理的原因是___________________。(3)為了獲得綿羊胎兒的單個成纖維細胞，________(填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶處理綿羊組織塊,理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)圖中④過程所用培養(yǎng)液的成分比較復雜，除一些無機鹽和有機鹽類外,還需添加______________________________（答出三種即可)。(5）在進行圖中⑤過程前____________（填“需要”或“不需要”)進行性別鑒定，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1)限制酶、DNA連接酶、載體標記基因（2)保證二倍體轉基因綿羊的核遺傳物質全部來自含有目的基因的成纖維細胞（3）不能胃蛋白酶的最適pH為1。5左右,在接近中性的環(huán)境中胃蛋白酶基本沒有活性(4)維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清(5)不需要胎兒成纖維細胞來自雌綿羊，最終獲得的轉基因綿羊均為雌性解析根據(jù)圖中能分泌人凝血因子IX醫(yī)用蛋白的二倍體轉基因綿羊的培育流程分析，①為目的基因(人凝血因子IX基因）構建的基因表達載體，②為鑒定篩選含目的基因的成纖維細胞，③為含目的基因的細胞（核)與去核卵母細胞形成重組細胞，④表示利用早期胚胎培養(yǎng)技術培養(yǎng)重組胚胎，⑤是通過胚胎移植技術完成對早期胚胎的移植。據(jù)此分析各小題：（1)圖中①過程為基因表達載體的構建，涉及對載體的切割和目的基因與載體的連接，所以該步驟用到的工具有限制酶、DNA連接酶、載體.該步驟得到的“A"即構建的基因表達載體，為了便于鑒定并篩選受體細胞（成纖維細胞)是否含有目的基因，需要在構建的重組載體中含有標記基因。(2)為了保證③過程得到的重組細胞中含有的核遺傳物質全部來自含有目的基因的成纖維細胞，所以對移植用的卵母細胞要進行去核處理。(3）為了獲得綿羊胎兒的單個成纖維細胞,應該用胰蛋白酶或膠原蛋白酶對綿羊組織塊進行處理，而不能使用胃蛋白酶處理,因為胃蛋白酶的最適pH為1。5左右,它在接近中性的環(huán)境中基本沒有活性；如果將處理環(huán)境的pH變?yōu)?。5，則獲得的成纖維細胞的生理活性又會受到嚴重影響.（4)圖中④過程是早期胚胎的培養(yǎng)過程，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸和動物血清等.(5）根據(jù)子代個體的性別由重組細胞核內性染色體決定，由于該重組細胞的細胞核來自于雌性綿羊的體細胞,所以細胞內含有XX性染色體組成，最終發(fā)育的轉基因綿羊一定是雌性,所以在進行圖中⑤胚胎移植前不需要進行性別鑒定。7．2018年1月25日，我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶（Kd4d)的mRNA，經體細胞核移植技術培育出第一批靈長類動物食蟹猴，可作為研究癌癥等人類疾病的動物模型。下圖為體細胞核移植技術培育食蟹猴的操作過程，請據(jù)圖回答下列問題:(1）2001年，美國科學家已經培育出胚胎細胞核移植猴。獲得食蟹猴的體細胞核移植技術難度明顯高于胚胎細胞核移植，原因是_____________________________________。（2)進行過程①時，要定期更換培養(yǎng)液，其目的是__________________________________。（3)過程③是利用__________法將成纖維細胞注入猴去核的MⅡ中期卵母細胞中。（4)圖中過程⑤的實質是早期胚胎在________條件下空間位置的轉移。(5)上述實驗的突破之處是使用了去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，在確定其作用時，研究人員用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)融合細胞得到A組實驗數(shù)據(jù)，用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)向融合細胞中注入去甲基化酶（Kd4d）的mRNA的融合細胞得到B組實驗數(shù)據(jù)。下圖中X為融合細胞發(fā)育成的胚胎數(shù)、Y為囊胚數(shù)、Z為內細胞團數(shù)。分析實驗數(shù)據(jù)可知，Kd4d的mRNA的作用是既能提高____________________，又能提高______________________。答案(1)體細胞分化程度高，恢復其全能性較難（2)防止成纖維細胞代謝產物的積累對細胞自身造成危害(3）顯微注射(4）相同生理（5）融合細胞發(fā)育成囊胚的成功率囊胚中內細胞團的形成率解析(1)由于體細胞分化程度高，恢復其全能性較難，所以獲得食蟹猴的體細胞核移植技術難度明顯高于胚胎細胞核移植。（2)過程①表示動物細胞培養(yǎng)，該過程中定期更換培養(yǎng)液，以防止成纖維細胞代謝產物的積累對細胞自身造成危害。（3)過程③表示利用顯微注射法將成纖維細胞注入猴去核的MⅡ中期卵母細胞中。(4）過程⑤表示胚胎移植，其實質是早期胚胎在相同生理條件下空間位置的轉移.(5）據(jù)圖分析，B組的囊胚形成率、內細胞團形成率都明顯高于A組，說明Kd4d的mRNA既能提高融合細胞發(fā)育成囊胚的成功率，又能提高囊胚中內細胞團的形成率。8．個別國家已通過法案允許以醫(yī)學手段培育“三親嬰兒”,其培育過程如下圖所示.請分析回答下列問題：（1)培育“三親嬰兒”可以有效避免母親的________（填細胞結構）中攜帶的致病基因遺傳給后