高考生物考綱解讀與熱點難點突破專題16《現(xiàn)代生物科技專題》（含詳解）

1、PAGE 現(xiàn)代生物科技專題1干擾素是動物和人體細胞受到病毒感染后產(chǎn)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(chǎn)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EcoRGATTCBamHGATCCSmaCCCGGGApaGGGCCC(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)過程中將重組質粒導入根瘤農(nóng)桿菌中，常用_處理根瘤農(nóng)桿菌，其目的是_。(4)在培育愈傷組織的固

2、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?？敲顾氐淖饔檬莀。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)BamHEcoR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。 (3)過程中將重組質粒導入根瘤農(nóng)桿菌時，常用Ca2處理根瘤農(nóng)桿菌，使其成為感受態(tài)細胞，最終使干擾素基因插

3、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。 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代；捐獻者如果攜帶紅綠色盲基因，_(填“能”或“不能”)遺傳給“三親嬰兒”。(2)“三親嬰兒”的染色體來自_。(3)從生殖方式的角度考慮，“三親嬰

4、兒”與克隆動物最大的不同在于_。(4)上圖中得到的受精卵要發(fā)育成嬰兒，還需要_和_等技術。受精卵在體外培養(yǎng)時，為保證無毒無菌環(huán)境，往往需要在培養(yǎng)液中加入_，還應定期_以便及時清除代謝廢物。答案(1)線粒體不能(2)母親的卵母細胞核和父親的精子細胞核(3)三親嬰兒是有性生殖形成的，而克隆動物是無性生殖形成的(4)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植抗生素更換培養(yǎng)液解析據(jù)圖分析，將母親的卵母細胞核移植到捐獻者的去核卵母細胞中，形成重組卵母細胞，再與父親的精子結合形成受精卵，進而發(fā)育為三親嬰兒，可見三親嬰兒的細胞核遺傳物質一半來自于父親、一半來自于母親，而細胞質遺傳物質則來自于捐獻者。(3)克隆動物屬于無性繁殖，而

5、三親嬰兒涉及卵細胞與精子的結合過程，屬于有性生殖。(4)體外受精形成的受精卵，需要先培養(yǎng)成早期胚胎，再移植到母親的子宮中去，最后發(fā)育為嬰兒，因此還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術。在受精卵的培養(yǎng)液中加入抗生素，可以保證無菌無毒的環(huán)境，還應定期更換培養(yǎng)液以便及時清除代謝廢物。9中美研究人員發(fā)現(xiàn)了PYL9蛋白(一種提高植物抗旱性的蛋白)，利用轉基因技術讓水稻自身產(chǎn)生大量PYL9蛋白，可顯著提高其抗旱性。請回答下列問題：(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育轉基因抗旱水稻可用_的方法來獲得目的基因。構建基因表達載體用到的工具酶是_。(2)導入目的基因的重組細胞可通過_技術培育成完整植株，這一過程體

6、現(xiàn)了_。(3)目的基因若在水稻細胞中表達，遺傳信息流向是_；檢測水稻細胞中是否存在PYL9蛋白，在分子水平上采用的方法是_。(4)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)PYL9蛋白是位于細胞膜上的一種脫落酸受體。干旱環(huán)境中水稻老葉內(nèi)脫落酸的含量增加，能加速_，將節(jié)省的水分和養(yǎng)料轉移到幼葉和芽中，增強了幼葉和芽的存活率。PYL9蛋白的作用能體現(xiàn)細胞膜_的功能?！窘馕觥?1)已知氨基酸序列，所以可以用人工合成的方法來獲得目的基因。構建基因表達載體用到限制酶和DNA連接酶，限制酶用來切割目的基因和運載體，DNA連接酶將其連接。(2)導入目的基因后，重組細胞是通過植物組織培養(yǎng)技術經(jīng)過脫分化和再分化培育成完整植株，這一過程體現(xiàn)了植

7、物細胞的全能性。(3)目的基因在水稻細胞中表達時，遺傳信息流向是：從目的基因轉錄形成 mRNA，再經(jīng)過翻譯流向蛋白質。要檢測蛋白質是否表達應采用抗原抗體雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明表達成功。(4)脫落酸含量增加能促進衰老葉片的衰老與脫落，將節(jié)省的水分和養(yǎng)料轉移到幼葉和芽中，增強了幼葉和芽的存活率。該蛋白是受體，能識別信息，所以體現(xiàn)了細胞膜進行細胞間信息交流的功能?！敬鸢浮?1)人工合成限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)和DNA連接酶(2)植物組織培養(yǎng)植物細胞的全能性(3)目的基因mRNA蛋白質抗原抗體雜交(4)老葉的衰老與脫落進行細胞間的信息交流10苦蕎是一種有名的經(jīng)濟植物，其含有的黃酮類化合物具有降血

8、糖、血脂等功效。CHS是合成黃酮類化合物的關鍵酶。有人把經(jīng)修飾的CHS基因導入苦蕎細胞中，培育高產(chǎn)黃酮苦蕎品系。按圖示回答：(1)過程中將修飾后的CHS基因與Ti質粒連接成重組Ti質粒的酶稱為_。這種酶主要有兩類，一類是從T4噬菌體中分離得到的，另一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為_。這兩類酶都能恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的_鍵。(2)圖中將修飾后的CHS基因導入苦蕎體細胞的方法稱為_，除此外還可以利用的方法有_。對過程操作前，需先用Ca2處理農(nóng)桿菌，使其成為_細胞。(3)檢測轉基因苦蕎培育是否成功，不能用抗原抗體雜交技術進行檢測的原因是_， 可以比較轉基因苦蕎與普通苦蕎的_含量或測定細

9、胞中CHS含量進行鑒定。【答案】(1)DNA 連接酶EcoliDNA連接酶磷酸二酯(2)農(nóng)桿菌轉化法基因槍法、花粉管通道法感受態(tài)(3)轉基因苦蕎植株與普通苦蕎植株都含有黃酮類化合物黃酮類化合物11RTPCR是將RNA逆轉錄(RT)和cDNA的聚合酶鏈式擴增反應相結合的技術，具體過程如圖所示：(1)過程需要加入緩沖液、原料、_、_和引物A等。(2)過程首先要將反應體系的溫度升高到95 ，其目的是_，該反應體系中所用的Taq酶至少應能耐受_ 。(3)過程擬對單鏈cDNA進行n次循環(huán)的擴增，理論上至少需要_個引物B。(4)利用RTPCR技術獲取的目的基因_(填“能”或“不能”)在物種之間交流；該技術

10、還可用于對某些微量RNA病毒的檢測，可提高檢測的靈敏度，原因是_。(5)RTPCR過程中主要借助對_的控制，影響酶的活性，從而使得化學反應有序高效地進行?！窘馕觥勘绢}考查PCR技術的相關內(nèi)容。(1)過程是由mRNA形成cDNA的過程，表示逆轉錄，需要加入緩沖液、原料、RNA提取物、逆轉錄酶和引物A等。(2)過程首先要將反應體系的溫度升高到95 ，其目的是讓逆轉錄酶變性失活、使mRNAcDNA雜合雙鏈解開，該反應體系中所用的Taq酶至少應能耐受95 。(3)過程擬對單鏈cDNA進行n次循環(huán)的擴增，理論上至少需要2n1個引物B。因為PCR擴增DNA片段過程最高經(jīng)過n次擴增，形成的DNA分子數(shù)是2n

11、個，其中只有2條單鏈不含有引物?！敬鸢浮?1)RNA提取物逆轉錄酶(2)讓逆轉錄酶變性失活、使mRNAcDNA雜合雙鏈解開95(3)2n1(4)能增加了待測RNA逆轉錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度)，便于檢測(5)溫度12.為增加油菜種子的含油量，研究人員嘗試將酶D基因與位于葉綠體膜上的轉運肽基因相連，導入油菜細胞并獲得了轉基因油菜品種。(1)研究人員依據(jù)基因的已知序列設計引物，采用_法從陸地棉基因文庫中獲取酶D基因，從擬南芥基因文庫中獲取轉運肽基因。在上述引物設計時，分別在引物中加入如圖甲所示酶的識別序列，這樣可以用_酶處理兩個基因后，得到_端(填圖中字母)相連的融合基因。(2)將上述融合基因

12、插入圖乙所示Ti質粒的TDNA中，構建_并導入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿菌接種在含_的固體平板上培養(yǎng)得到單菌落，再利用_培養(yǎng)基震蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉化的浸染液。(3)剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時間，此過程的目的是_，進一步篩選后獲得轉基因油菜。(4)提取上述轉基因油菜的mRNA，在_酶的作用下獲得cDNA，再依據(jù)_的DNA片段設計引物進行擴增，對擴增結果進行檢測，可判斷融合基因是否完成_。解析(1)研究人員依據(jù)基因的已知序列設計引物，采用PCR法從陸地棉基因文庫中獲取酶D基因，從擬南芥基因文庫中獲取轉運肽基因。在上述引物設計時，分別在引物中加入如圖甲所示酶的識別序列，這樣可以用Cla限制酶和

13、DNA連接酶處理兩個基因后，得到A、D端相連的融合基因。(3)剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時間，此過程的目的是利用農(nóng)桿菌將融合基因導入油菜細胞，進一步篩選后獲得轉基因油菜。(4)提取上述轉基因油菜的mRNA，在逆轉錄酶的作用下獲得cDNA，再依據(jù)融合基因的DNA片段設計引物進行擴增，對擴增結果進行檢測，可判斷融合基因是否完成轉錄。 答案(1)轉基因技術動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合(其他合理答案亦可)(2)限制酶、DNA連接酶標記基因(3)脾臟聚乙二醇或滅活的病毒(4)雜交瘤細胞 血漿或血清不會18.科學家以番茄(2N)和馬鈴薯(4N)為材料利用下圖技術得到“番茄馬鈴薯”植株。請回答下列問題：(1

14、)獲得a、b所選用的酶為_，c和d的名稱依次是_、_。(2)圖示技術名稱是_；由d培育成植株的過程運用的技術手段是_，其依據(jù)的原理是_。(3)過程稱為_，所用的化學誘導劑一般是_，過程成功的標志是_。(4)過程是_，過程增殖的方式為_，誘導f中植株生根過程中培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比值較過程_(高/低)；最終獲得的“番茄馬鈴薯”屬于_倍體植株。答案(1)纖維素酶和果膠酶(正在融合的)原生質體雜種細胞(2)植物體細胞雜交技術植物組織培養(yǎng)植物細胞全能性(3)原生質體融合PEG(聚乙二醇)雜種細胞再生出細胞壁(形成新的細胞壁)(4)脫分化有絲分裂高六19.如圖所示為獲得轉基因鼠和單克隆抗體的制備

15、過程，據(jù)圖回答下列問題： (1)過程將目的基因導入受體細胞的方法是_。在分子水平上檢測該過程是否成功的程序是_。(2)過程表示受精卵經(jīng)過體外培養(yǎng)，形成早期胚胎，再移植到受體母鼠體內(nèi)。培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液中添加一定量的_，以防止雜菌污染，此外，應_以便清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。(3)過程可以形成_種融合細胞，為了獲得所需要的抗體，我們還需要的操作是_。答案(1)顯微注射法帶有放射性同位素等標記的含有目的基因的DNA片段與提取的DNA或RNA混合，如果出現(xiàn)雜交帶則說明導入成功(2)抗生素定期更換培養(yǎng)液(3)3篩選20.紅豆杉，又名紫杉，可從其樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇。下

16、面是某同學設計的有關紫杉醇抗腫瘤實驗的研究流程，請分析回答：(1)酶X是_酶，其主要作用是_。(2)物質Y是_，乙組起_作用。(3)細胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質與體內(nèi)基本相同，例如，需要有_、_、促生長因子、無機鹽、微量元素等，通常還需要加入血清、血漿。(4)為清除代謝產(chǎn)物，防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害，應采取的措施是_。(5)實驗結果：若甲組_，說明紫杉醇有抗腫瘤作用。(6)為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用_技術，把離體的紅豆杉細胞經(jīng)過_培養(yǎng)成愈傷組織，從中提取紫杉醇，進行加工生產(chǎn)。答案(1)胰蛋白(膠原蛋白)使腫瘤細胞分散開(2)生理鹽水對照(與紫杉醇形成對照)(3)糖(葡萄糖)

17、氨基酸(4)(定期)更換培養(yǎng)液(5)腫瘤細胞的數(shù)目少于乙組(6)植物組織培養(yǎng)脫分化21我國研究人員創(chuàng)造出一種新型干細胞異種雜合二倍體胚胎干細胞，具體研究過程如下圖所示，請據(jù)圖回答問題：(1)圖中的單倍體囊胚1最可能是由小鼠的_發(fā)育而來，所采用的技術應為_，培養(yǎng)過程中使用的培養(yǎng)液除含有一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、_等營養(yǎng)成分以及血清等物質。(2)圖中的單倍體ES應取自囊胚的_細胞，ES在形態(tài)上表現(xiàn)為_。(3)由于物種間存在_，因此自然情況下哺乳動物遠親物種間的配子往往無法完成_作用，或者即便能完成也不能發(fā)育。但是人們?yōu)榱松飳W研究的便利，創(chuàng)造出了各類遠親物種間的雜合細胞，如小鼠大

18、鼠、人鼠等雜交細胞，由于這些細胞都是由體細胞融合產(chǎn)生，因此雜交細胞中通常含有_個染色體組?！敬鸢浮?1)卵子(卵細胞)早期胚胎培養(yǎng)技術氨基酸、核苷酸(2)內(nèi)細胞團體積小、細胞核大、核仁明顯(3)生殖隔離受精422日本的一個研究小組將Aequorea victoria水母中編碼綠色熒光蛋白(GFP)的基因導入長尾獼猴的卵母細胞中，最終獲得在紫外線照射下能發(fā)綠光的“綠光猴”。請回答下列相關問題： (1)從水母中獲取GFP基因后，可利用_技術獲得大量該基因，該過程所利用的酶必須具有_的特點。(2)導入目的基因的卵母細胞需培養(yǎng)至_，才能與獲能的精子受精。精子和卵細胞間的信息交流是通過_方式實現(xiàn)的。(3

19、)受精卵培養(yǎng)至_時期可進行胚胎移植，移植的胚胎在受體內(nèi)存活的生理學基礎是_。(4)GFP基因能在獼猴細胞中表達，是因為不同生物共用_，若“綠光猴”只是部分細胞合成了綠色熒光蛋白，這是_的結果?！窘馕觥?1)要獲取大量的GFP基因可利用PCR技術進行擴增，該過程需高溫解旋，因此所利用的酶必須具有耐高溫的特點。(2)導入目的基因的卵母細胞需培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期，才能與獲能的精子受精。精子和卵細胞通過細胞膜接觸完成細胞間的信息交流。(3)胚胎移植前的早期胚胎一般培育至分化全能性較高的囊胚或桑椹胚階段，移植的胚胎在受體內(nèi)存活的生理學基礎是受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。(4)GFP基

20、因能在獼猴細胞中表達，是因為不同生物共用一套遺傳密碼子，若“綠光猴”只是部分細胞，而不是全部細胞合成了綠色熒光蛋白，這是基因選擇性表達的結果?！敬鸢浮?1)PCR耐高溫(2)減數(shù)第二次分裂中期(M中期)細胞膜接觸(3)囊胚或桑椹胚受體對移入子宮的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(4)一套遺傳密碼子基因選擇性表達23(1)在“試管牛”的培育過程中，要使精子和卵母細胞在體外成功結合，需要對精子進行_處理。卵子受精的重要標志是_。(2)若要使獲得的轉基因牛分泌的乳汁中含有人干擾素，要將干擾素基因與_連接在一起構建基因表達載體，并將基因表達載體導入牛的_(填“受精卵”或“乳腺細胞”)。(3)通常奶牛每次排

21、出一枚卵母細胞，采用_激素處理可使其超數(shù)排卵。在核移植過程中，作為受體的成熟卵母細胞在核移植前需要進行_處理。(4)在胚胎移植前，通過_技術可獲得較多胚胎，進行該項技術時，應選用發(fā)育良好的、形態(tài)正常的_?！敬鸢浮?1)獲能在卵細胞膜和透明帶之間觀察到兩個極體(2)乳腺蛋白基因的啟動子受精卵(3)促性腺去核(4)胚胎分割桑椹胚或囊胚24如圖是培養(yǎng)生產(chǎn)人生長激素的轉基因動物的過程，請據(jù)圖回答下列問題。(1)是含有人生長激素基因的質粒，為了使人生長激素基因在羊乳腺細胞中表達，需要將目的基因與乳腺蛋白基因的_等調(diào)控組件重組在一起。中是根據(jù)_基因表達的性狀篩選出的細胞。(2)從白臉羊體內(nèi)分離出的組織要經(jīng)

22、過酶處理變?yōu)閱蝹€細胞再培養(yǎng)，實驗中使用的細胞通常在10代以內(nèi)，以保持細胞正常的_。(3)為了使產(chǎn)藥動物種群迅速擴大，現(xiàn)對階段的胚胎進行分割，一次給受體母羊移入多個胚胎，胚胎分割時應注意_。(4)細胞和細胞融合所利用的原理是_。產(chǎn)藥動物的產(chǎn)生涉及_(填“胚胎細胞核移植”或“體細胞核移植”)技術，該技術的成功率較_。(5)移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎為_ _?！敬鸢浮?1)啟動子標記(2)二倍體核型(3)將內(nèi)細胞團均等分割(4)細胞膜的流動性體細胞核移植低(5)受體子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應25內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學生命科學院成功培育出了轉腸乳糖酶基因的“低乳糖奶?！?。這頭奶牛所產(chǎn)

23、牛奶中不含乳糖或含量很低。請回答下列問題：(1)構建基因表達載體時，需要獲取僅在_細胞中特異性表達的基因的啟動子，以使乳汁中的乳糖含量降低。構成啟動子的基本單位是_。(2)將基因表達載體導入奶牛受精卵細胞常用的方法是_，與早期胚胎細胞和體細胞相比較，受精卵細胞的優(yōu)勢是_。(3)受精卵經(jīng)過體外培養(yǎng)，形成_，再移植到受體母牛體內(nèi)，移植到受體母牛子宮內(nèi)的胚胎能夠存活的原因是_。(4)進行胚胎移植操作前，需要對取自早期胚胎的滋養(yǎng)層細胞利用_技術進行DNA分析，以鑒定其性別。人的腸乳糖酶基因在奶牛中是否成功表達，可以采用抗原抗體雜交進行檢測，其中的抗原是指_?！窘馕觥?1)因轉腸乳糖酶基因特異性表達后，

24、奶牛產(chǎn)的牛奶中不含乳糖或含量很低，由此可知構建基因表達載體時，需要獲取僅在奶牛乳腺細胞中特異性表達的基因的啟動子。啟動子位于基因的上游，因此其基本單位是脫氧核苷酸。(2)將基因表達載體導入奶牛受精卵細胞常用的方法是顯微注射法，與體細胞相比，以受精卵細胞為受體細胞的優(yōu)勢是具有的全能性高，能直接發(fā)育成個體。(3)移植到受體母牛體的早期胚胎一般為桑椹胚或囊胚，移植到受體母牛子宮內(nèi)的胚胎能夠存活的原因是受體母畜對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。(4)進行胚胎移植操作前，需要對取自早期胚胎的滋養(yǎng)層細胞利用DNA分子雜交以鑒定其性別。人的腸乳糖酶基因在奶牛中是否成功表達，可以采用抗原抗體雜交進

25、行檢測，其中的抗原是指人的腸乳糖酶?！敬鸢浮?1)(優(yōu)良)奶牛乳腺脫氧核苷酸(2)顯微注射法具有的全能性高，能直接發(fā)育成新個體(3)桑椹胚或囊胚受體母畜對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(4)DNA分子雜交(或DNA探針)人的腸乳糖酶 26目前，精子載體法逐漸成為具有誘惑力的制備轉基因動物的方法之一，該方法以精子作為外源基因的載體，使精子攜帶外源基因進入卵細胞受精。如圖表示利用該方法制備轉基因鼠的基本流程。請據(jù)圖回答：(1)精子載體法過程中外源基因能夠整合到精子的_上是提高轉化率的關鍵，因為受精時只有精子的_才能進入卵細胞中。(2)過程采用的是_技術，該過程中應對已經(jīng)導入外源基因的精子進行_處理。(3)利用轉基因動物分泌的乳汁來生產(chǎn)藥物的_反應器是科學家將藥用蛋白基因與_的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，然后導入哺乳動物的受精卵中，最終培養(yǎng)出轉基因動物。(4)過程需要在_(至少寫出兩點)等條件下進行。由于