2019年高考生物考纲解读与热点难点突破专题16现代生物科技专题热点难点突破（含解析）.doc

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1、1现代生物科技专题1干扰素是动物和人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖及抗肿瘤作用。利用基因工程技术培育能生产干扰素的植物，流程如图所示。请回答下列问题：限制酶识别序列和切割位点EcoR G ATTCBamH G ATCCSma CCC GGGApa GGGCC C(1)获取的动物干扰素基因称为_。利用 PCR 技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是_。(2)过程中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是_和_。酶切后，目的基因形成的两个黏性末端序列_(填“相同”或“不同”)。(3)过程中将重组质粒导入根瘤农杆菌中，常用_处理根瘤农杆菌，其目的是_。(4)在培育

2、愈伤组织的固体培养基中，除了无机盐、有机营养物质、琼脂、植物激素外，还需添加卡那霉素。卡那霉素的作用是_。在分子水平上通常采用_技术检测干扰素基因是否导入受体细胞。答案 (1)目的基因 干扰素基因两端的部分核苷酸序列 (2) BamH EcoR 不相同 (3)Ca 2 使其成为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的 DNA 上 (4)筛选出导入重组质粒的植物细胞 DNA 分子杂交解析 (1) 在基因工程中，获取的动物干扰素基因称为目的基因。利用 PCR 技术扩增干扰素基因时，需要依据干扰素基因两端的部分核苷酸序列设计引物序列。 2(3)过程中将重组质粒导入根瘤农杆菌时，常用 Ca2 处理

3、根瘤农杆菌，使其成为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的 DNA 上。(4)重组质粒中含有的抗卡那霉素基因属于标记基因，其作用是鉴别受体细胞是否含有目的基因，便于筛选。可见，在培育愈伤组织的固体培养基中添加卡那霉素的作用是筛选出导入重组质粒的植物细胞。在分子水平上检测干扰素基因是否导入受体细胞，通常采用 DNA 分子杂交技术。 8个别国家已通过法案允许以医学手段培育“三亲婴儿” ，其培育过程如下图所示。请分析回答下列问题：(1)培育“三亲婴儿”可以有效避免母亲的_(填细胞结构)中携带的致病基因遗传给后代；捐献者如果携带红绿色盲基因，_(填“能”或“不能”)遗传给“三亲婴儿” 。(2)“

4、三亲婴儿”的染色体来自_。(3)从生殖方式的角度考虑， “三亲婴儿”与克隆动物最大的不同在于_。(4)上图中得到的受精卵要发育成婴儿，还需要_和_等技术。受精卵在体外培养时，为保证无毒无菌环境，往往需要在培养液中加入_，还应定期_以便及时清除代谢废物。答案 (1)线粒体 不能 (2)母亲的卵母细胞核和父亲的精子细胞核 (3)三亲婴儿是有性生殖形成的，而克隆动物是无性生殖形成的 (4)早期胚胎培养 胚胎移植 抗生素 更换培养液解析 据图分析，将母亲的卵母细胞核移植到捐献者的去核卵母细胞中，形成重组卵母细胞，再与父亲的精子结合形成受精卵，进而发育为三亲婴儿，可见三亲婴儿的细胞核遗传物质一半来自于父

5、亲、一半3来自于母亲，而细胞质遗传物质则来自于捐献者。(3)克隆动物属于无性繁殖，而三亲婴儿涉及卵细胞与精子的结合过程，属于有性生殖。(4)体外受精形成的受精卵，需要先培养成早期胚胎，再移植到母亲的子宫中去，最后发育为婴儿，因此还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术。在受精卵的培养液中加入抗生素，可以保证无菌无毒的环境，还应定期更换培养液以便及时清除代谢废物。9中美研究人员发现了 PYL9 蛋白(一种提高植物抗旱性的蛋白)，利用转基因技术让水稻自身产生大量 PYL9 蛋白，可显著提高其抗旱性。请回答下列问题：(1)已知 PYL9 蛋白的氨基酸序列，培育转基因抗旱水稻可用_的方法来获得目的基因。构建

6、基因表达载体用到的工具酶是_。(2)导入目的基因的重组细胞可通过_技术培育成完整植株，这一过程体现了_。(3)目的基因若在水稻细胞中表达，遗传信息流向是_；检测水稻细胞中是否存在PYL9 蛋白，在分子水平上采用的方法是_。(4)经研究发现 PYL9 蛋白是位于细胞膜上的一种脱落酸受体。干旱环境中水稻老叶内脱落酸的含量增加，能加速_，将节省的水分和养料转移到幼叶和芽中，增强了幼叶和芽的存活率。PYL9蛋白的作用能体现细胞膜_的功能。【解析】 (1)已知氨基酸序列，所以可以用人工合成的方法来获得目的基因。构建基因表达载体用到限制酶和 DNA 连接酶，限制酶用来切割目的基因和运载体，DNA 连接酶将

7、其连接。(2)导入目的基因后，重组细胞是通过植物组织培养技术经过脱分化和再分化培育成完整植株，这一过程体现了植物细胞的全能性。(3)目的基因在水稻细胞中表达时，遗传信息流向是：从目的基因转录形成 mRNA，再经过翻译流向蛋白质。要检测蛋白质是否表达应采用抗原抗体杂交，如果出现杂交带，说明表达成功。(4)脱落酸含量增加能促进衰老叶片的衰老与脱落，将节省的水分和养料转移到幼叶和芽中，增强了幼叶和芽的存活率。该蛋白是受体，能识别信息，所以体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。【答案】 (1)人工合成 限制性核酸内切酶(限制酶)和 DNA 连接酶 (2)植物组织培养 植物细胞的全能性 (3)目的基因m

8、RNA蛋白质 抗原抗体杂交 (4)老叶的衰老与脱落 进行细胞间的信息交流10苦荞是一种有名的经济植物，其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效。CHS 是合成黄酮类化合物的关键酶。有人把经修饰的 CHS 基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系。按图示回答：4(1)过程中将修饰后的 CHS 基因与 Ti 质粒连接成重组 Ti 质粒的酶称为_。这种酶主要有两类，一类是从 T4噬菌体中分离得到的，另一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为_。这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_键。(2)图中将修饰后的 CHS 基因导入苦荞体细胞的方法称为_，除此外还可以利用的方法有_。对过程操作前，需先用

9、 Ca2 处理农杆菌，使其成为_细胞。(3)检测转基因苦荞培育是否成功，不能用抗原抗体杂交技术进行检测的原因是_， 可以比较转基因苦荞与普通苦荞的_含量或测定细胞中 CHS 含量进行鉴定。【答案】 (1)DNA 连接酶 E coliDNA 连接酶 磷酸二酯 (2)农杆菌转化法 基因枪法、花粉管通道法 感受态 (3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都含有黄酮类化合物 黄酮类化合物11RTPCR 是将 RNA 逆转录(RT)和 cDNA 的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，具体过程如图所示：(1)过程需要加入缓冲液、原料、_、_和引物 A 等。(2)过程首先要将反应体系的温度升高到 95 ，其目的是_，

10、该反应体系中所用的 Taq 酶至少应能耐受_ 。(3)过程拟对单链 cDNA 进行 n 次循环的扩增，理论上至少需要_个引物 B。(4)利用 RTPCR 技术获取的目的基因_(填“能”或“不能”)在物种之间交流；该技术还可用于对某些微量 RNA 病毒的检测，可提高检测的灵敏度，原因是_。(5)RTPCR 过程中主要借助对_的控制，影响酶的活性，从而使得化学反应有序高效地进行。【解析】 本题考查 PCR 技术的相关内容。(1)过程是由 mRNA 形成 cDNA 的过程，表示逆转录，需要加入缓冲液、原料、RNA 提取物、逆转录酶和引物 A 等。(2)过程首先要将反应体系的温度升高到 95 5，其目

11、的是让逆转录酶变性失活、使 mRNAcDNA 杂合双链解开，该反应体系中所用的 Taq 酶至少应能耐受 95 。(3)过程拟对单链 cDNA 进行 n 次循环的扩增，理论上至少需要 2n1 个引物 B。因为 PCR 扩增 DNA 片段过程最高经过 n 次扩增，形成的 DNA 分子数是 2n个，其中只有 2 条单链不含有引物。【答案】 (1)RNA 提取物 逆转录酶 (2)让逆转录酶变性失活、使 mRNAcDNA 杂合双链解开 95 (3)2n1 (4)能 增加了待测 RNA 逆转录产生的 DNA 的数量(或浓度)，便于检测 (5)温度12.为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶 D 基因与位

12、于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用_法从陆地棉基因文库中获取酶 D 基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。在上述引物设计时，分别在引物中加入如图甲所示酶的识别序列，这样可以用_酶处理两个基因后，得到_端(填图中字母)相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图乙所示 Ti 质粒的 TDNA 中，构建_并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含_的固体平板上培养得到单菌落，再利用_培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是_，进一步筛选后获得转基因油菜。(4)提取上述

13、转基因油菜的 mRNA，在_酶的作用下获得 cDNA，再依据_的 DNA 片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成_。解析 (1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用 PCR 法从陆地棉基因文库中获取酶 D 基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。在上述引物设计时，分别在引物中加入如图甲所示酶的识别序列，这样可以用 Cla限制酶和 DNA 连接酶处理两个基因后，得到 A、D 端相连的融合基因。6(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜。(4)提取上述转基因油菜的 mRNA，在逆转录酶的作用下

14、获得 cDNA，再依据融合基因的 DNA 片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成转录。 答案 (1)转基因技术 动物细胞培养 动物细胞融合(其他合理答案亦可) (2)限制酶、DNA 连接酶 标记基因 (3)脾脏 聚乙二醇或灭活的病毒 (4)杂交瘤细胞 血浆或血清 不会18.科学家以番茄(2N)和马铃薯(4N)为材料利用下图技术得到“番茄马铃薯”植株。请回答下列问题：(1)获得 a、b 所选用的酶为_，c 和 d 的名称依次是_、_。(2)图示技术名称是_；由 d 培育成植株的过程运用的技术手段是_，其依据的原理是_。(3)过程称为_，所用的化学诱导剂一般是_，过程成功

15、的标志是_。(4)过程是_，过程增殖的方式为_，诱导 f 中植株生根过程中培养基中生长素与细胞分裂素的比值较过程_(高/低)；最终获得的“番茄马铃薯”属于_倍体植株。7答案 (1)纤维素酶和果胶酶 (正在融合的)原生质体 杂种细胞(2)植物体细胞杂交技术 植物组织培养 植物细胞全能性(3)原生质体融合 PEG(聚乙二醇) 杂种细胞再生出细胞壁(形成新的细胞壁)(4)脱分化 有丝分裂 高 六19.如图所示为获得转基因鼠和单克隆抗体的制备过程，据图回答下列问题：(1)过程将目的基因导入受体细胞的方法是_。在分子水平上检测该过程是否成功的程序是_。(2)过程表示受精卵经过体外培养，形成早期胚胎，再移

16、植到受体母鼠体内。培养过程中，培养液中添加一定量的_，以防止杂菌污染，此外，应_以便清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)过程可以形成_种融合细胞，为了获得所需要的抗体，我们还需要的操作是_。8答案 (1)显微注射法 带有放射性同位素等标记的含有目的基因的 DNA 片段与提取的 DNA 或 RNA 混合，如果出现杂交带则说明导入成功(2)抗生素 定期更换培养液(3)3 筛选20.红豆杉，又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下面是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析回答：(1)酶 X 是_酶，其主要作用是_。(2)物质 Y 是_，乙组起_作用。(3)细

17、胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有_、_、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需要加入血清、血浆。(4)为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是_。(5)实验结果：若甲组_，说明紫杉醇有抗肿瘤作用。(6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用_技术，把离体的红豆杉细胞经过_培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行加工生产。答案 (1)胰蛋白(胶原蛋白) 使肿瘤细胞分散开(2)生理盐水 对照(与紫杉醇形成对照)9(3)糖(葡萄糖) 氨基酸(4)(定期)更换培养液(5)肿瘤细胞的数目少于乙组(6)植物组织培养 脱分化21我国研究人员创造出一种新型干细胞异种

18、杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如下图所示，请据图回答问题：(1)图中的单倍体囊胚 1 最可能是由小鼠的_发育而来，所采用的技术应为_，培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、_等营养成分以及血清等物质。(2)图中的单倍体 ES 应取自囊胚的_细胞，ES 在形态上表现为_。(3)由于物种间存在_，因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成_作用，或者即便能完成也不能发育。但是人们为了生物学研究的便利，创造出了各类远亲物种间的杂合细胞，如小鼠大鼠、人鼠等杂交细胞，由于这些细胞都是由体细胞融合产生，因此杂交细胞中通常含有_个染色体组。【答案】 (1)卵子(

19、卵细胞) 早期胚胎培养技术 氨基酸、核苷酸 (2)内细胞团 体积小、细胞核大、核仁明显 (3)生殖隔离 受精 422日本的一个研究小组将 Aequorea victoria 水母中编码绿色荧光蛋白(GFP)的基因导入长尾猕猴的卵母细胞中，最终获得在紫外线照射下能发绿光的“绿光猴” 。请回答下列相关问题：(1)从水母中获取 GFP 基因后，可利用_技术获得大量该基因，该过程所利用的酶必须具有_的特点。(2)导入目的基因的卵母细胞需培养至_，才能与获能的精子受精。精子和卵细胞间的信息交流是通过_方式实现的。10(3)受精卵培养至_时期可进行胚胎移植，移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是_。(4)G

20、FP 基因能在猕猴细胞中表达，是因为不同生物共用_ _，若“绿光猴”只是部分细胞合成了绿色荧光蛋白，这是_的结果。【解析】 (1)要获取大量的 GFP 基因可利用 PCR 技术进行扩增，该过程需高温解旋，因此所利用的酶必须具有耐高温的特点。(2)导入目的基因的卵母细胞需培养至减数第二次分裂中期，才能与获能的精子受精。精子和卵细胞通过细胞膜接触完成细胞间的信息交流。(3)胚胎移植前的早期胚胎一般培育至分化全能性较高的囊胚或桑椹胚阶段，移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)GFP 基因能在猕猴细胞中表达，是因为不同生物共用一套遗传密码子，若“绿光猴

21、”只是部分细胞，而不是全部细胞合成了绿色荧光蛋白，这是基因选择性表达的结果。【答案】 (1)PCR 耐高温 (2)减数第二次分裂中期(M中期) 细胞膜接触 (3)囊胚或桑椹胚 受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应 (4)一套遗传密码子 基因选择性表达23(1)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行_处理。卵子受精的重要标志是_。(2)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，要将干扰素基因与_连接在一起构建基因表达载体，并将基因表达载体导入牛的_(填“受精卵”或“乳腺细胞”)。(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用_激素处理可使其超数排卵。在核

22、移植过程中，作为受体的成熟卵母细胞在核移植前需要进行_处理。(4)在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎，进行该项技术时，应选用发育良好的、形态正常的_。【答案】 (1)获能 在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体 (2)乳腺蛋白基因的启动子 受精卵 (3)促性腺 去核 (4)胚胎分割 桑椹胚或囊胚24如图是培养生产人生长激素的转基因动物的过程，请据图回答下列问题。11(1)是含有人生长激素基因的质粒，为了使人生长激素基因在羊乳腺细胞中表达，需要将目的基因与乳腺蛋白基因的_等调控组件重组在一起。中是根据_基因表达的性状筛选出的细胞。(2)从白脸羊体内分离出的组织要经过酶处理变为单个细胞再培养，实

23、验中使用的细胞通常在 10 代以内，以保持细胞正常的_。(3)为了使产药动物种群迅速扩大，现对阶段的胚胎进行分割，一次给受体母羊移入多个胚胎，胚胎分割时应注意_。(4)细胞和细胞融合所利用的原理是_。产药动物的产生涉及_(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术的成功率较_。(5)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础为_ _。【答案】 (1)启动子 标记 (2)二倍体核型 (3)将内细胞团均等分割 (4)细胞膜的流动性 体细胞核移植 低 (5)受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应25内蒙古农业大学生命科学院成功培育出了转肠乳糖酶基因的“低乳糖奶牛” 。这头奶牛所产牛奶中不

24、含乳糖或含量很低。请回答下列问题：(1)构建基因表达载体时，需要获取仅在_细胞中特异性表达的基因的启动子，以使乳汁中的乳糖含量降低。构成启动子的基本单位是_。(2)将基因表达载体导入奶牛受精卵细胞常用的方法是_，与早期胚胎细胞和体细胞相比较，12受精卵细胞的优势是_。(3)受精卵经过体外培养，形成_，再移植到受体母牛体内，移植到受体母牛子宫内的胚胎能够存活的原因是_。(4)进行胚胎移植操作前，需要对取自早期胚胎的滋养层细胞利用_技术进行 DNA 分析，以鉴定其性别。人的肠乳糖酶基因在奶牛中是否成功表达，可以采用抗原抗体杂交进行检测，其中的抗原是指_。【解析】 (1)因转肠乳糖酶基因特异性表达后

25、，奶牛产的牛奶中不含乳糖或含量很低，由此可知构建基因表达载体时，需要获取仅在奶牛乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子。启动子位于基因的上游，因此其基本单位是脱氧核苷酸。(2)将基因表达载体导入奶牛受精卵细胞常用的方法是显微注射法，与体细胞相比，以受精卵细胞为受体细胞的优势是具有的全能性高，能直接发育成个体。(3)移植到受体母牛体的早期胚胎一般为桑椹胚或囊胚，移植到受体母牛子宫内的胚胎能够存活的原因是受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)进行胚胎移植操作前，需要对取自早期胚胎的滋养层细胞利用 DNA 分子杂交以鉴定其性别。人的肠乳糖酶基因在奶牛中是否成功表达，可以采用抗原抗体

26、杂交进行检测，其中的抗原是指人的肠乳糖酶。【答案】 (1)(优良)奶牛乳腺 脱氧核苷酸(2)显微注射法 具有的全能性高，能直接发育成新个体(3)桑椹胚或囊胚 受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(4)DNA 分子杂交(或 DNA 探针) 人的肠乳糖酶 26目前，精子载体法逐渐成为具有诱惑力的制备转基因动物的方法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细胞受精。如图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答：(1)精子载体法过程中外源基因能够整合到精子的_上是提高转化率的关键，因为受精时只有精子的_才能进入卵细胞中。(2)过程采用的是_技术，该过程中应

27、对已经导入外源基因的精子进行_处理。(3)利用转基因动物分泌的乳汁来生产药物的_反应器是科学家将药用蛋白基因与_的启动子等调控组件重组在一起，然后导入哺乳动物的受精卵中，最终培养出转基因动物。(4)过程需要在_(至少写出两点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚，因此在培养细胞时需在培养基中加入_。13【答案】(1)染色体 头部(细胞核)(2)体外受精 获能(3)乳腺生物(乳房生物) 乳腺蛋白基因(4)无菌无毒、适宜的温度和 pH、营养充足、一定气体环境(答出 2 点即可) 动物血清(或血浆)27治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建形成重组胚胎，

28、体外培养到一定时期分离出 ES 细胞，获得的 ES 细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞)，用于治疗。请回答下列问题：(1)ES 细胞是胚胎干细胞的简称，在形态上，表现为_；在功能上，具有发育的全能性。将重组胚胎在体外培养到_时期，从该时期的_中进行分离，从而获得 ES 细胞。(2)在培养液中加入_可诱导 ES 细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞或器官，该过程研究的意义在于解决_问题。(3)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是_。(4)科学家将体外培养的 ES 细胞进行诱导使其定向分化为胰岛 B 细胞，并进行了胰岛素释放

29、实验：控制培养液中_ 的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，如图为实验结果，据此分析确认 ES 细胞诱导成功，得到此结论的依据是_。14(3)已经分化的动物体细胞的全能性受到限制，体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞的细胞质可 以给它提供表达全能性的环境，所以科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养。(4)在正常机体内，胰岛 B 细胞分泌胰岛素的量受血糖(血液中的葡萄糖)浓度的影响，因此，欲在体外进行由 ES 细胞定向诱导分化形成的胰岛 B 细胞释放胰岛素的实验：要控制培养液中葡萄糖的浓度。实验结果显示：在糖浓度高时，胰岛素分泌量多；在糖浓度低时，胰岛素分泌量减少，据此分析确认 ES 细胞诱导成功。 【答案】 (1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养 (2)pH(或：酸碱度) (3)限制性(核酸)内切酶(或：限制酶) DNA 连接酶(注：两空可颠倒) 标记 (4)内细胞团 B