2016届二轮现代生物科技专题专题卷

·1·1.(2015湖北黄冈一模)电影中,“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝,现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊”,该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白,高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域。请回答:(1)为保证实验成功,产生蛛丝蛋白的基因最好从(填“基因组”或“cDNA”)文库中获取。若要获得大量的目的基因片段,可采用PCR技术进行扩增,扩增过程需使用酶。(2)在构建含蛛丝蛋白基因表达载体时,需使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶,目的基因应与启动子等调控组件组合在一起,启动子是识别和结合的位点;构建完成的基因表达载体需通过显微注射技术导入羊的,获得重组细胞。(3)若所得到的“蜘蛛羊”乳汁中没有检测到蛛丝蛋白,应先采用技术检测“蜘蛛羊”乳腺细胞中是否含有;若已确认此步成功,则应该继续检测是否。解析:(1)蛛丝蛋白基因是真核基因,为保证实验成功,目的基因最好从cDNA文库中获取。PCR技术进行扩增目的基因时需使用热稳定DNA聚合酶。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点;构建完成的基因表达载体需通过显微注射技术导入羊的受精卵,获得重组细胞。(3)若所得到的“蜘蛛羊”乳汁中没有检测到蛛丝蛋白,应先采用DNA分子杂交技术检测“蜘蛛羊”乳腺细胞中是否含有目的基因;若已确认此步成功,则应该继续检测是否转录出了蛛丝蛋白的mRNA。答案:(1)cDNA热稳定DNA聚合(Taq)(2)RNA聚合酶受精卵(3)DNA分子杂交蛛丝蛋白基因(目的基因)转录出了蛛丝蛋白的mRNA2.(2015陕西宝鸡九校一联)“金色大米”由于含有可以生成维生素A的β胡萝卜素。它呈现金黄色泽,故称“金色大米”。“金色大米”的培育流程如图所示。请回答下列问题。(已知酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—。酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—)。·2·(1)培育“金色大米”的基因工程操作中,d过程最常用的方法是;图中c的构成除了复制原点、目的基因、标记基因外,还必须有、等。(2)据图分析,在构建c的过程中,目的基因用(填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”)进行了切割。该酶切割后形成的黏性末端写作。(3)过程e运用了细胞工程中的技术;在目的基因的制备过程中,之所以要进行a、b过程,而不在a过程的模板DNA上直接切取目的基因,是因为。解析:(1)分析题图,d过程为将目的基因导入水稻细胞,目的基因导入水稻细胞时,最常用的方法是农杆菌转化法;图中c为基因表达载体,含有启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等。(2)根据题意,酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—,因此限制酶Ⅰ识别的序列都能被限制酶Ⅱ识别并切割,露出相同的黏性末端,分析题图,目的基因左右两侧分别为限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的识别和切割位点,因此用限制酶Ⅱ可以把目的基因切割,并露出相同的黏性末端,末端为GATC—或—CTAG。(3)过程e为把水稻细胞培育成新个体的过程,需要用到植物组织培养技术;逆转录法获得的目的基因没有内含子。答案:(1)农杆菌转化法启动子终止子(2)限制酶ⅡGATC—(或—CTAG)(3)植物组织培养目的基因片段中含有内含子3.(2015河北邢台四模)下面是以小鼠为对象进行的各项研究工作,请分析回答问题。(1)在小鼠细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的。此时,瓶壁上形成细胞层数是。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用的酶是。(2)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是。(3)为使外源基因在后代中长期保持,可将转基因小鼠体细胞的转入细胞中构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体,该技术称为。(4)在细胞培养过程中,通常在条件下保存细胞,因为在这种条件下,细胞中的活性降低,细胞的代谢速率降低。解析:(1)动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止·3·分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。此时,瓶壁上形成细胞层数是单层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理。(2)由于细胞松弛素B处理作用类似于用秋水仙素处理植物细胞,能使细胞内染色体加倍,因而容易获得纯合子可以缩短育种时间。(3)为使外源基因在后代中长期保持,可用核移植(或克隆)技术将转基因小鼠体细胞的细胞核转入去核的卵母细胞中构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体。(4)通常在冷冻条件下保存动物细胞,因为在这种条件下,细胞中酶的活性降低,细胞的代谢速率降低。答案:(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)(2)缩短育种时间(3)细胞核去核的卵(母)核移植(或克隆)(4)冷冻(或超低温、液氮)酶4.烟草在受到烟草花叶病毒的侵染后,产量会大大降低,我国科学家利用基因工程技术成功培育出抗烟草花叶病毒的烟草。下图是转基因烟草培育过程示意图。请回答:(1)PCR扩增的前提是要有一段已知的核苷酸序列,以便合成引物Ⅰ、Ⅱ。(2)构建基因表达载体时,需将抗烟草花叶病毒基因插入到Ti质粒的上,然后通过农杆菌的转化作用。将其插入到烟草细胞的上,使抗烟草花叶病毒的性状能得以稳定维持和表达。(3)图中过程②依据的原理是,②过程中细胞增殖的主要方式是。解析:(1)用PCR扩增目的基因前,需预知目的基因的核苷酸序列来合成引物。(2)运用农杆菌转化法时,需将目的基因与Ti质粒的T-DNA相连,才能整合到受体细胞的染色体DNA上。(3)过程②是将细胞培养成植株的过程,依据了植物细胞的全能性,该过程中细胞通过有丝分裂增殖。答案:(1)抗烟草花叶病毒基因(2)T-DNA染色体DNA(3)植物细胞的全能性有丝分裂5.牛胚胎移植的基本程序如图,请据图回答:(1)图中a、b、c过程分别是指、、。·4·(2)供体母牛的主要职能是;受体母牛必须具备。(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是;处理的时期是。(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有。(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些?。解析:(1)a过程是良种母畜在激素刺激下的超数排卵。b是用人工方法将母畜体内已经开始发育的受精卵取出的冲卵过程。c是将符合移植要求的早期胚胎移植到受体母畜子宫内的过程。(2)供体母牛的主要职能是只提供具有优良遗传特性的胚胎,受体母牛则是提供胚胎发育场所,所以受体母牛应具有健康的体质和优良的繁殖能力。(3)进行胚胎分割时,应选择发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(4)因受精卵早期的分裂速度很快,细胞来不及生长,下一次分裂就开始,所以形成的胚胎干细胞(ES或EK细胞)的形态特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。答案:(1)超数排卵冲卵胚胎移植(2)只产生具有优良遗传特性的胚胎健康的体质和优良的繁殖能力(3)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚期(4)体积小、细胞核大、核仁明显(5)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度,迅速推广新品种6.利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株,已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力,再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如图。据图回答下列问题:(1)该过程用到的工程技术有和。(2)过程①所需的酶是,过程②PEG的作用是,经过②操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分化形成。·5·(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的;对杂种植株进行接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。解析:(1)由题可知,该杂种植株的培育过程利用了植物体细胞杂交技术和植物组织培养技术。(2)植物体细胞杂交之前,需用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,以获得原生质体。PEG(聚乙二醇)的作用是促进原生质体的融合。(3)原生质体没有细胞壁,需在培养液中加入甘露醇等物质维持渗透压以保持原生质体完整性,原生质体再生细胞壁后,经脱分化形成愈伤组织。(4)要分析染色体,需用根类制片,观察处于有丝分裂中期的细胞中染色体的形态和数目。对杂种植株接种黑腐病菌后,可筛选出有抗性的杂种植株。答案:(1)植物体细胞杂交植物组织培养(2)纤维素酶和果胶酶促进原生质体的融合(3)保持原生质体完整性愈伤组织(4)形态和数目黑腐病菌7.(2015山西四校一联)请回答下列有关胚胎工程和生态工程的相关问题:(1)雌性排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明过程已发生。(2)若某对夫妇结婚后发现妻子双侧输卵管堵塞,无奈需进行试管婴儿技术,该技术包括和。(3)2015年3月,柴静的纪录片《穹顶之下》引发全国人民对雾霾的关注和讨论,而山西作为产煤大省,生态环境破坏严重,请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于,具体措施有,(举例说明,任答两种)利用的生态工程原理是。解析:(1)雌性排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于初级卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂中期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明受精过程已发生。(2)试管婴儿技术包括体外受精和胚胎移植。(3)矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复和土壤微生物群落的重建,具体措施有人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程利用的生态工程原理是系统学与工程学原理。答案:(1)初级中受精(2)体外受精胚胎移植(3)植被恢复和土壤微生物群落的重建人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程系统学与工程学原理8.1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。请根据下图回答问题:·6·(1)通过①过程得到的B淋巴细胞从小鼠体内分离出之前,应对小鼠进行的处理是,该处理的实质是在小鼠体内发生免疫。(2)病原体注入小鼠体内后,通常需要经过细胞的处理后,才能被免疫细胞识别。(3)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集,然后以作诱导剂,使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。通过筛选和克隆培养,获得的杂交瘤细胞具有的特点。(4)骨髓瘤细胞与进行原代培养的细胞相比较,核物质发生的主要变化是,从而违背了“程序性细胞死亡”规则,打破了细胞产生与死亡的动态平衡。(5)单克隆抗体的特点是。从图中可以看出,单克隆抗体的制备过程运用了和等动物细胞工程技术。解析:(1)为得到已产生免疫反应的B淋巴细胞,需对小鼠注射相应抗原。(2)抗原进入小鼠体内后,先经吞噬细胞处理,暴露出特定的抗原决定簇,才传递给T细胞。(3)一般用灭活的病毒或聚乙二醇诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,杂交瘤细胞既能产生特异性抗体,又能无限增殖。(4)骨髓瘤细胞遗传物质发生了改变,可以无限增殖。(5)制备单克隆抗体的过程运用了动物细胞融合、动物细胞培养等技术。答案:(1)注射相应抗原体液(2)吞噬(3)灭活的病毒或聚乙二醇既能产生特异性抗体,又能无限增殖(4)遗传物质发生改变(5)特异性强,灵敏度高动物细胞融合动物细胞培养