大題07現(xiàn)代生物科技專題（一）-2022年高考生物之（原卷版）

大題07現(xiàn)代生物科技專題（一）1．布魯菌病是一種由布魯菌引起的人魯共患傳染病，簡稱布病。為研制快速檢測布病的產(chǎn)品，科研人員對布魯菌單克隆抗體的制備進行了相關研究。回答下列問題：（1）布魯菌單克隆抗體能用于布病的檢測，其原理是依據(jù)了__________________________的特性。（2）在制備布魯菌單克隆抗體時，要先在小鼠體內(nèi)注射布魯菌的脂多糖(LPS)，才能在小鼠的____________________細胞中形成相應B淋巴細胞，注射LPS后能形成相應B淋巴細胞的原因是_______________________________________________________________。（3）在獲得相應B淋巴細胞后，要將其與鼠的______________________融合，并用特定的選擇性培養(yǎng)基進行篩選，在該培養(yǎng)基上_____________細胞和____________的細胞都會死亡，從而可篩選出具有___________________________________________________特點的雜交瘤細胞。（4）利用雜交瘤細胞進行體外培養(yǎng)獲得單克隆抗體后，可用該抗體分別與布魯菌和其他細菌的裂解抗原進行反應，若____________________________，則說明該單克隆抗體的特異性強。2．新型冠狀病毒是一種RNA病毒，其表面的刺突蛋白（簡稱S蛋白）是主要的病毒抗原，在康復患者血清中有抗S蛋白的特異性抗體。我國科學家研發(fā)的針對新型冠狀病毒的重組蛋白疫苗操作流程如下圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）步驟①中以RNA為材料可以獲得cDNA，其原理是_______________。（2）為了便于擴增的S蛋白基因與表達載體連接，需在引物的______________端加上限制酶的酶切位點，并且常在兩條引物上設計加入不同的限制酶的酶切位點，目的是______________。（3）要使S蛋白基因在大腸桿菌中表達，需要通過步驟②構建重組表達載體，而不能直接將S蛋白基因?qū)霝槟c桿菌，原因是______________。該步驟需要用DNA連接酶將______________連接起來形成重組表達載體。（4）進行步驟③時，常用______________處理大腸桿菌，一般不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是___________________________。（5）為檢測步驟④獲得的S蛋白是否能引起與新型冠狀病毒S蛋白相同的免疫反應，簡便可行的方法是____________________________。3．B基因存在于水稻基因組中，僅在體細胞（2n）和精子中正常表達，在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響，設計了如下實驗。請據(jù)圖回答：（1）可從水稻體細胞或___________中分離B基因。B基因在水稻卵細胞中不轉(zhuǎn)錄，從基因結構角度推測其可能的原因是卵細胞中__________________________。（2）Luc基因是熒光素酶基因，能催化熒光素產(chǎn)生熒光。BLuc融合基因形成過程中需要的酶是___________。（3）過程①轉(zhuǎn)化篩選時，需要先將農(nóng)桿菌接種到含有___________的培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間，之后再采用影印法（即采用無菌紗布蓋在已形成菌落的培養(yǎng)基表面影印）將已形成菌落的菌種接種到含有___________的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，之后對比兩個培養(yǎng)基上的菌落，挑選合適的菌落接種，進行擴大培養(yǎng)備用。（4）最終獲得轉(zhuǎn)基因植物的卵細胞出現(xiàn)_________，則證明B基因在水稻卵細胞中成功表達。（5）從轉(zhuǎn)基因水稻植株未成熟種子中分離出胚，觀察到細胞內(nèi)僅含一個染色體組，判定該胚是由未受精的卵細胞發(fā)育形成的，而一般情況下水稻卵細胞在未受精時不進行發(fā)育，由此表明___________________________。4．生長激素是由垂體分泌的肽類激素，在人體生長發(fā)育中起著關鍵性作用。其促進機體軟骨細胞增殖的調(diào)節(jié)過程如圖所示（圖中“+”是促進，“”是抑制）。請回答下列問題：（1）垂體合成生長激素時，細胞中“搬運工”_________將氨基酸運到蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”，蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”是__________的結合體。（2）研究人員研究時發(fā)現(xiàn)，有的兒童身材矮小的原因是IGFⅠ基因缺失。據(jù)圖推測這類兒童體內(nèi)GH水平應_________（填“低于”“等于”或“高于”）正常兒童，理由是______________。（3）據(jù)圖所知，GH和IGFⅠ都能促進軟骨細胞的增殖。研究人員想利用以下實驗材料：離體的軟骨細胞、細胞培養(yǎng)液、GH、IGFⅠ等，通過細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)后檢測細胞增殖率，以探究GH促進軟骨細胞增殖的兩條途徑中，哪條為主要途徑？請你設計該實驗的主要思路：__________。（要求：只寫實驗思路，不寫預期結果和結論）5．小麥純合自交系川農(nóng)16具有穗大、粒多、抗病等優(yōu)良特性，可通過導入抗除草劑基因bar使其獲得抗除草劑性狀，具體技術路線如圖所示。其中抗除草劑基因bar來源于野生型植物甲，抗草甘膦基因aroA是選擇標記基因，報告基因能在特定情況特定組織中表達。（1）圖中構建表達載體的過程需要用兩種不同的限制酶切割，比用一種限制酶切割的優(yōu)點是_______。很多啟動子具有物種特異性，在圖中Ti質(zhì)粒的TDNA中插入除草劑抗性基因bar時其上游啟動子應該選擇_______。A．野生植物甲啟動子B．農(nóng)桿菌啟動子C．小麥川農(nóng)16的啟動子（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時，TDNA攜帶插入其內(nèi)的片段轉(zhuǎn)移到受體細胞。篩選已轉(zhuǎn)化的愈傷組織，需使用含_________的選擇培養(yǎng)基。但在轉(zhuǎn)化過程中，愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，導致未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。含有內(nèi)含子的報告基因只能在真核生物中正確表達，其產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍色。用K分別處理以下愈傷組織，出現(xiàn)藍色的是_________。①無農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織②無農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織③農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織④農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織（3）轉(zhuǎn)化后經(jīng)篩選的愈傷組織需轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，此時培養(yǎng)基需添加的植物激素為________，部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根，原因是___________。培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株不一定穩(wěn)定遺傳，須將轉(zhuǎn)基因植株進行__________，繼續(xù)篩選，最終選育出抗除草劑純合系。（4）TDNA序列可隨機插入到愈傷組織DNA中導致插入位點基因功能喪失。上述實驗中偶然獲得了一個突變體F，產(chǎn)量明顯低于小麥川農(nóng)16。研究者用某種限制酶處理突變體F的DNA，得到圖2，若以此為模板進行PCR擴增出TDNA插入位置兩側的未知序列，需選擇的引物是__________。6．M基因編碼的M蛋白在動物A的肝細胞中特異性表達?，F(xiàn)設計實驗，將外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通過核移植、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術獲得M基因失活的轉(zhuǎn)基因克隆動物A，流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）在構建含有片段F的重組質(zhì)粒過程中，將目的基因和質(zhì)?！翱p合”在一起的工具酶是_______。該酶據(jù)來源可以分為兩類，其中______既可以“縫合”粘性末端，又可以“縫合”平末端。將重組質(zhì)粒導入成纖維細胞常用的方法是______。（2）動物細胞培養(yǎng)液中通常需要添加一定量的______，以防止培養(yǎng)過程中的污染。在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物A成纖維細胞的原代和傳代培養(yǎng)時，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是____________。（3）與胚胎細胞核移植技術相比，體細胞核移植技術的成功率更低，原因是_________。從早期胚胎中分離獲得的胚胎干細胞，在形態(tài)上表現(xiàn)為______________（答出兩點即可），功能上具有_______________。（4）鑒定轉(zhuǎn)基因動物：以免疫小鼠的_________淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合，篩選融合雜種細胞，制備M蛋白的單克隆抗體。7．下圖中親本植株體細胞染色體數(shù)為2n，A、B、C、D表示以親本植株為材料進行的四種人工繁殖過程。請據(jù)圖回答下列問題：（1）四種人工繁殖過程都用到的植物細胞工程技術是___________，該技術除用于植物的微型繁殖外，還能用于_______________________（答出一點即可）。（2）某同學取A過程的薄壁細胞制成臨時裝片進行觀察，可觀察到后期細胞中染色體組數(shù)為_____________。B過程中①需經(jīng)過的生理過程有_____________。C過程出現(xiàn)先芽后根的原因是：_________________。（3）②過程表示原生質(zhì)體融合，其原理是_____________?？茖W家利用D過程培育出了白菜—甘藍，此技術與雜交育種相比具有的優(yōu)點是________________。（4）圖中______________過程獲得的子代植株基因型與親本基因型相同。8．根據(jù)以下植物基因工程的操作步驟，回答有關問題。（1）利用PCR技術從cDNA文庫中獲取目的基因（基因序列未知），需根據(jù)相應蛋白質(zhì)的氨基酸序列設計多種引物，原因是____________，基因表達載體中目的基因上游的____________是RNA聚合酶的識別位點。（2）將目的基因?qū)胫参锛毎捎米疃嗟姆椒ㄊ莀___________。（3）下圖是利用CRISPR/Cas9基因編輯技術將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的示意圖。圖中質(zhì)粒含CRISPR基因和Cas9基因，CRISPR基因轉(zhuǎn)錄的sgRNA可以特異性識別細胞核DNA分子中的特定序列，Cas9基因表達的Cas9酶能切割被sgRNA識別的DNA序列。重組片段中的目的基因，能通過DNA損傷修復和被切割的DNA序列連接。sgRNA通過____________特異性識別細胞核DNA分子中的有關序列，sgRNA、Cas9酶和基因工程中的基本工具____________作用相似。不同基因工程中利用的CRISPR/Cas9質(zhì)粒有差異，這些質(zhì)粒中所含的CRISPR基因通常是____________（填“相同”或“不同”）的，所含的Cas9基因通常是____________（填“相同”或“不同”）的。（4）利用CRISPR/Cas9基因編輯技術將目的基因?qū)胧荏w細胞與“（2）”中使用的方法相比，優(yōu)點是____________。9．煙草冠癭瘤B6S3細胞為白色細胞，在人工培養(yǎng)基上不能發(fā)育為綠色組織，但其細胞核中含控制生長素合成的基因。矮牽牛為綠色植株，不含控制生長素合成的基因，其細胞的生長發(fā)育必須攝取外源生長素?？蒲腥藛T將這兩種細胞的原生質(zhì)體經(jīng)融合、篩選和培養(yǎng)獲得了雜種植株。回答下列問題：（1）在離體條件下培養(yǎng)植物的細胞，可獲得試管苗，其原理是__________。不同細胞的原生質(zhì)體能相互融合，依賴于__________。（2）這兩種細胞融合時，培養(yǎng)基上有白色和綠色的再生細胞團，篩選雜種細胞時應先淘汰__________的細胞團，剩余的細胞團中可能的融合情況有__________，再將剩余的細胞團轉(zhuǎn)移到__________的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)、篩選。（3）下圖中A、B、C表示不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現(xiàn)主要是由培養(yǎng)基中_________不同造成的。C中的根是由愈傷組織經(jīng)過__________形成的。10．現(xiàn)代生物技術在改變著人類的生活，閱讀下面材料完成相關問題：材料一：日前，英國研究人員利用最新的3D打印技術，“打印”出了活體胚胎干細胞。實驗證明，這些干細胞仍保持著人體胚胎干細胞的正常分化能力?？茖W家使用活體卵子及皮膚成纖維細胞，在實驗室已成功克隆出了數(shù)個人體胚胎，進而可以開發(fā)出有研究價值的胚胎干細胞。請回答：（1）自然狀況下的胚胎干細胞是由哺乳動物的___________中分離出來的一類細胞。（2）上述過程中要應用到的動物細胞工程技術有_______________________。（3）將胚胎干細胞用于檢測有毒物質(zhì)是否引起了基因突變，在分子水平上需要采用____技術。（4）胚胎移植是否成功，與供體和受體的生理狀況有關。在胚胎移植操作中，應對供體和受體母畜進行_______處理才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致。材料二：不斷惡化的生態(tài)環(huán)境，正在對人類的生存和發(fā)展構成嚴重的威脅。運用生態(tài)工程可對遭到破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復和重建。（5）生態(tài)工程建設的目的是遵循自然界________的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止___________，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展。生態(tài)工程是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一，請寫出它遵循的基本原理中的3項：_______________________________。11．核酸疫苗是將編碼某種抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA片段）導入動物體細胞內(nèi)，通過宿主細胞的表達系統(tǒng)合成抗原蛋白，誘導宿主產(chǎn)生對該抗原蛋白的免疫應答，以達到預防或治療相應疾病的一類新型疫苗。研究表明核酸疫苗不僅具有良好的免疫原性與安全性，且由于核酸更易于修飾與改造，較以往蛋白疫苗具有更大的靈活性和更廣闊的應用前景。請回答：（1）研發(fā)DNA疫苗時，構建含有病原體抗原基因表達載體的過程中需要用到的工具酶有_____________。（2）圖中所用的載體是_____，構建基因表達載體的目的是_____，基因表達載體中，驅(qū)動病原體抗原基因轉(zhuǎn)錄的結構為_____。（3）mRNA疫苗可以由計算機設計、制造并通過高速機器大批量生產(chǎn)。目前用于制造疫苗的RNA有兩種，非復制型mRNA和自我擴增型mRNA，從圖中可以看出自我擴增型mRNA的優(yōu)點是可在細胞內(nèi)_____。mRNA常被包裹在脂質(zhì)體顆粒中注射到相關人員的手臂肌肉，脂質(zhì)體顆粒的作用是_____。（4）病毒核酸檢測試劑盒通常以病毒獨特的基因序列為檢測靶標。PCR擴增時每一個循環(huán)分為_____三步，使靶標DNA序列呈指數(shù)增加。每一個擴增出來的DNA序列都與預先加入的一段熒光標記_____結合，產(chǎn)生熒光信號，擴增出來的靶標DNA序列越多，累積的熒光信號就越強。在沒有病毒的樣本中，因為沒有靶標DNA序列擴增，所以就檢測不到熒光信號增強。12．通過基因工程利用小球藻生產(chǎn)人胰島素能克服利用細菌生產(chǎn)時的不利影響。小球藻可大規(guī)模種植，并且所生產(chǎn)的胰島素可以直接用于醫(yī)療和保健，該技術能提高小球藻的藥用價值，形成高附加值的生物技術產(chǎn)品，同時也能降低醫(yī)用蛋白的價格，使人胰島素的應用得到普及?；卮鹣铝袉栴}：（1）基因工程操作的核心步驟是____________，其目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以通過復制遺傳給下一代，使目的基因表達和發(fā)揮作用。（2）基因表達載體上的終止子的作用是____________。（3）在生物體外常用PCR技術來擴增目的基因，PCR的原理是_____________。在PCR體系中需要加入dNTP（dATP、dTTP、dGTP、dCTP），dNTP脫去兩個磷酸后形成的物質(zhì)能作為DNA合成的原料，則dATP和ATP在組成成分上的差別是____________，在PCR體系中____________（填“需要”或“不需要”）加入ATP。13．化療是治療腫瘤常用的方法之一。腫瘤一般處于細胞外間隙的深部，使用高效的細胞毒索藥物進行化療可有效殺傷腫瘤細胞，但細胞毒素無特異性，殺傷腫瘤細胞的同時也會殺死正常細胞?？蒲腥藛T通過細胞毒素類藥物和單克隆抗體結合制成“生物導彈”，實現(xiàn)了藥物對腫瘤細胞的選擇性殺傷?；卮鹣铝袉栴}。（1）“生物導彈”通常由__________、接頭和__________組成。（2）“生物導彈”利用了單克隆抗體__________的特點，制備單克隆抗體的過程涉及的細胞工程技術有__________。（3）制備單克隆抗體時，應先給小鼠注射癌細胞特有的抗原來免疫小鼠，然后從小鼠體內(nèi)獲取已免疫的B淋巴細胞，再讓其與__________融合形成__________。誘導動物細胞融合時，常用的化學誘導劑是__________。（4）制備“生物導彈”時，應選擇相對分子量較__________(填“大”或“小”)的抗體，原因是__________。14．人體血清白蛋白在肝臟細胞中合成，是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，在臨床上有著廣泛的用途。如圖為利用乳腺生物反應器和工程菌生產(chǎn)人血清白蛋白的操作流程?；卮鹣铝袉?/p>