2023届高考生物二轮复习现代生物科技专题作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习现代生物科技专题作业含答案，共9页。试卷主要包含了回答有关基因工程的问题等内容，欢迎下载使用。
现代生物科技专题 (时间：45分钟)微专题1　基因工程(含PCR技术)1.(2022·河南百校联盟)回答有关基因工程的问题：(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生________(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是____________________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________，常用抗原—抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________上。答案　(1)平　相同(2)RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录成RNA　Ca2＋　分子杂交技术　蛋白质(3)T－DNA片段　染色体DNA2.(2022·河北邯郸调研)植物抗寒基因cor是一种诱导基因，cor基因只有在低温条件下才被激活并产生冷调节蛋白，以提高植物的耐冷性。科研人员将拟南芥的抗寒基因cor导入烟草细胞中，培育出了抗寒烟草，培育过程如图所示。回答下列问题：(1)某实验小组提取常温环境下生长的拟南芥的mRNA，欲通过逆转录的方式获得cor基因，你认为该实验小组________(填“能”或“不能”)获得cor基因，并说明理由________________________________。PCR扩增目的基因时，设计的引物只能与模板链在3′端配对，其原因是___________________________________________________________________________________________________。(2)如上图所示，将目的基因导入受体细胞的方法为____________，该方法更易将目的基因导入烟草受损部位的伤口处细胞，原因是_______________________________________。导入的cor基因能在烟草细胞内维持稳定并表达的关键是________________________________________________________________________________________________________。(3)抗寒转基因烟草培育过程依据的生物学原理有____________________，培育的抗寒转基因烟草(仅导入了一个cor基因)自交后代____________(填“全部抗寒”“全部不抗寒”或“部分抗寒，部分不抗寒”)。答案　(1)不能　因为cor基因只有在冷刺激下才会被激活表达，常温条件下cor基因未表达，细胞内没有cor基因的mRNA(答案合理即可)　DNA聚合酶只能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸(答案合理即可)(2)农杆菌转化法　伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞　cor基因能随Ti质粒的T－DNA片段转移并整合到宿主细胞的染色体DNA上(3)基因重组和细胞的全能性　部分抗寒，部分不抗寒解析　(1)根据题意可知，cor基因只有在低温条件下才被激活并产生冷调节蛋白，因此常温条件下cor基因未表达，细胞内没有cor基因的mRNA；PCR扩增目的基因时，因为DNA聚合酶只能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，因此设计的引物只能与模板链在3′端配对。(2)图中利用农杆菌将外源基因导入受体细胞，该方法为农杆菌转化法，该方法更易将目的基因导入烟草受损部位的伤口处细胞，原因是伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞；导入的cor基因能在烟草细胞内维持稳定并表达的关键是cor基因能随Ti质粒的T－DNA片段转移并整合到宿主细胞的染色体DNA上。(3)抗寒转基因烟草培育过程涉及基因工程和植物组织培养，基因工程的原理是基因重组，植物组织培养的原理是细胞的全能性。培育的抗寒转基因烟草的抗寒基因位于细胞核内的染色体DNA上，其遗传遵循分离定律，自交后代会发生性状分离，因此后代部分抗寒，部分不抗寒。3.(2022·济南市质检)奥密克戎的抗原性与感染性与其表面的S蛋白(刺突糖蛋白)密切相关，现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建S蛋白基因表达载体的过程，图乙为重组质粒被相关酶酶切后的电泳结果。请回答下列问题。(1)①过程所使用的酶为________，为保证采用PCR技术扩增S蛋白基因的正常进行，反应体系的主要成分有____________________。PCR技术中低温复性的目的是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)通过PCR技术可在cDNA分子中专一性扩增出S蛋白基因，其原因是____________________________。在PCR反应体系中加入1个S蛋白基因，经过4次循环，需要的引物数量是________个。(3)构建好的重组质粒长度为2 000 bp，用限制酶Hind Ⅲ及限制酶Hind Ⅲ和BamH Ⅰ分别对重组质粒进行切割并电泳，结果如图乙所示，可推测BamH Ⅰ在重组质粒上有________个酶切位点。为使S蛋白基因在受体细胞中高效表达，需要把S蛋白基因正确插入重组质粒的________之间。(4)目前人们注射的新冠疫苗中有一种为腺病毒载体疫苗。该疫苗是将S蛋白基因插入到改造之后的腺病毒基因组中，待腺病毒侵染人体后，可引发机体的免疫反应。请用文字和箭头表示出腺病毒载体疫苗进入机体后产生抗体的过程___________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)逆转录酶　模板DNA、dNTP、引物、Taq酶　使引物结合到互补DNA链上(2)引物是根据S蛋白基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与S蛋白基因特异性结合)　30　(3)3　启动子和终止子(4)S蛋白基因→mRNA→S蛋白作为抗原→体液免疫→抗体解析　(1)据图甲分析可知，①过程为逆转录过程，因此①过程所使用的酶为逆转录酶，为保证采用PCR技术扩增S蛋白基因的正常进行，反应体系中的主要成分有模板DNA、dNTP、引物、Taq酶。PCR技术中低温复性的目的是使引物结合到互补DNA链上。(2)引物是根据S蛋白基因的一段已知序列设计合成的，因此通过PCR技术可在cDNA分子中专一性扩增出S蛋白基因。PCR过程经过4次循环，扩增出24个DNA分子，其中含有模板链的两个DNA分子中各含有一个引物，其他DNA分子中都含有两个引物，因此共需要的引物数量是14×2＋2＝30(个)。(3)据题图乙可知，构建好的重组质粒长度为2 000 bp，用限制酶Hind Ⅲ切割的结果是产生三个不同长度的DNA分子，且DNA分子长度之和为2 000 bp，说明该重组质粒中含有三个限制酶Hind Ⅲ的酶切位点；在限制酶Hind Ⅲ切割的基础上，再用限制酶BamH Ⅰ进行切割并电泳，结果显示，与用限制酶Hind Ⅲ切割的结果相比，长度为400 bp的DNA片段消失，说明该片段上存在一个限制酶BamH Ⅰ的切割位点，长度为1 400 bp的DNA片段消失，出现长度为420 bp和560 bp的DNA片段，说明原1 400 bp的DNA片段上存在两个限制酶BamH Ⅰ的切割位点，因此BamH Ⅰ在重组质粒上有三个酶切位点。为使S蛋白基因在受体细胞中高效表达，需要把S蛋白基因正确插入重组质粒的启动子和终止子之间。(4)据题意可知，该疫苗是将S蛋白基因插入到改造之后的腺病毒基因组中，待腺病毒侵染人体后，S蛋白基因先转录产生mRNA，再翻译合成S蛋白，S蛋白作为抗原，引发机体产生体液免疫，在体液免疫中，由浆细胞分泌产生抗体。微专题2　细胞工程4.(2022·厦门市质检)细胞培养是指在人工模拟环境中，使细胞生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。无论对于整个生物工程技术，还是其中之一的生物克隆技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程。回答下列相关问题：(1)储存某种生物的基因离不开基因工程和微生物培养，用特定的________________酶将某种生物的总DNA切割成含有该种生物不同基因的许多DNA片段，再用________酶将这些片段随机地连接在质粒等载体上，然后转移到大肠杆菌或酵母菌等受体菌细胞中储存。各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为________。(2)植物细胞培养过程中，培养基中常需要添加适量的________(填激素)，以促进细胞的生长和分裂。在反应器中悬浮培养离体细胞可以获得人参皂甙、紫草素等药物成分，此时添加到反应器中的是________(填“液体”或“固体”)培养基。(3)在细胞离体培养中，最困难的是动物细胞培养，它需要支持物、O2和CO2、动物血清等条件，动物细胞贴附在玻璃等支持物上生长繁殖的特点称为____________；提供的CO2的主要作用是____________________________________________；使用合成培养基培养动物细胞时需要加入血清，原因是_______________________________________________________________________________________________________。(4)早期胚胎培养是对动物早期胚胎发育过程的模拟，哺乳动物的早期胚胎发育过程是在____________________________(填器官)中开始的。答案　(1)限制　DNA连接　基因文库(2)生长素、细胞分裂素　液体(3)细胞贴壁　维持培养液的pH　人们对动物细胞所需要的营养物质还没有完全搞清楚，而血清等含有细胞所需要的成分(4)输卵管解析　(1)对DNA的切割需要用特定的限制酶，将不同的DNA片段连接起来需要用DNA连接酶。(2)植物细胞培养过程中，培养基中常需要添加适量的生长素、细胞分裂素，以促进细胞的生长和分裂。据题意，相关药物成分是通过悬浮培养离体细胞获得的，因此添加到反应器中的是液体培养基。(3)动物细胞贴附在玻璃等支持物上生长繁殖的特点称为细胞贴壁；提供的CO2的主要作用是维持培养液的pH；人们对动物细胞所需要的营养物质还没有完全搞清楚，而血清等含有细胞所需要的成分，因此使用合成培养基培养动物细胞时需要加入适量血清。(4)哺乳动物的早期胚胎发育过程是在输卵管中开始的。5.(2022·信阳市联考)动物细胞培养技术用途广泛，可用于生产生物制品、器官移植等。请回答下列问题：(1)目前动物细胞培养使用的或冷冻保存的正常细胞通常为____________________的传代细胞，原因是_______________________________________________________________________________________________。(2)动物机体中取出的组织，置于细胞培养液中培养前，常将它分散成单个细胞，这有利于细胞_________________________________________________。(3)保证动物细胞培养时无菌环境的措施是：________________；保证动物细胞培养时无毒环境的措施是：__________________________________________________________________________________________________________________。(4)多项生物技术正在尝试解决器官移植时的免疫排斥问题：动物细胞培养技术生产的人造皮肤可以克服免疫排斥反应；利用基因工程技术，将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制________________________，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆动物器官；通过ES细胞________________________，可以培育出人造组织器官，解决免疫排斥问题。答案　(1)10代以内　10代以内的传代细胞可以保持正常的二倍体核型(2)吸收营养物质、排出代谢废物(3)对培养液和所有培养用具进行无菌处理、培养液中添加一定量的抗生素　定期更换培养液(4)抗原决定基因的表达　体外诱导分化解析　(1)由于10代以内的传代细胞可以保持正常的二倍体核型，能保持性状的稳定性，故目前动物细胞培养使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的传代细胞。(2)在动物细胞培养过程中，常需要用酶将组织块处理为单个细胞，这有利于细胞吸收营养物质，并将代谢废物排出，利于细胞更好的生长。(3)保证动物细胞培养时无菌环境的措施是：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，培养液中添加一定量的抗生素；由于动物细胞代谢过程中会产生一些对细胞有害的代谢物质，故为保证动物细胞培养时无毒环境，需要定期更换培养液。(4)免疫排斥主要是由于移植入体内的器官被当做抗原攻击，故为克服免疫排斥反应，可以利用基因工程技术，将器官供体基因组导入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达；ES细胞为胚胎干细胞，具有分化为各种组织的潜能，故通过ES细胞体外诱导分化，可以培养出人造组织器官，解决免疫排斥问题。微专题3　胚胎工程与生态工程6.(2022·安徽黄山调研)乳腺生物反应器是指利用乳腺特异表达的乳蛋白基因的调控序列构建表达载体，制作转基因动物，指导特定外源基因在动物乳腺中特异性、高效率的表达，并能从乳汁中获取重组蛋白的一种生物反应器。重组人血小板生成素(rhTPO)是一种新发现的造血生长因子，如图所示为通过乳腺生物反应器产生rhTPO的相关过程。请回答下列问题：(1)在获取目的基因时不能用________酶切割，原因是____________________________________________________。重组质粒中的标记基因是________________，成功导入目的基因的受体细胞对卡那霉素和四环素的抗性是________________________。(2)图中所示的过程与胚胎工程相关的有体外受精、____________________(写出两个)。(3)卵子遇获能的精子而发生受精作用，其标志是____________________________。哺乳动物进行早期胚胎培养时，除了一些有机盐和无机盐外，还需要添加________等营养成分，以及血清等物质。一般将受精卵培养至____________时期进行胚胎移植。答案　(1)SmaⅠ　SmaⅠ的酶切位点位于目的基因中，如果用SmaⅠ切割，不能得到完整的目的基因　抗卡那霉素基因　抗卡那霉素，不抗四环素(2)早期胚胎培养、胚胎移植(3)在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体　维生素、激素、氨基酸、核苷酸　桑椹胚或囊胚