第十单元 现代生物科技专题
1.[15分]科学家利用基因工程技术,使用农杆菌转化法,生产出了能合成人胰岛素的番茄,其果实中含有人胰岛素。回答下列问题:
(1)此基因工程中,所用的目的基因是 。将人工合成的DNA片段与载体拼接在一起,所必需的工具酶是 。 (2)启动子是 识别和结合的部位,有了它才能驱动基因的转录。 (3)利用农杆菌介导的方法时,将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 上以构建 。检测受体细胞中是否存在人胰岛素可用 技术,若有 出现,表明目的基因已形成相应的蛋白质产品。
(4)与利用大肠杆菌生产胰岛素的方法相比,使用番茄细胞生产胰岛素有何不同? ; 。 (5)在用PCR技术扩增目的基因时,若消耗了14个引物分子,则一个DNA分子扩增了 轮。
2.[10分]紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之一。目前,生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮,而大量剥取树皮会造成树木的死亡和资源的破坏。请回答下列问题:
(1)科研人员尝试从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇,可采用 技术来获得红豆杉的愈伤组织。由红豆杉叶肉细胞得到愈伤组织的过程叫 。
(2)红豆杉生长速度比其他本土树木缓慢。科研人员尝试采用植物体细胞杂交技术培育能产生紫杉醇的速生“桉树—红豆杉”杂种植株。 ①上述育种方法与传统杂交育种方法相比,优点在于 。
②在进行体细胞杂交之前,必须先利用 酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体。进行原生质体间的融合时,常使用的诱导剂是 。由杂种细胞发育成一个完整的杂种植株体现了植物细胞具有 的特点。
3.[15分]人心肌细胞中的肌钙蛋白由三个结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTn T)、肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)和 肌钙蛋白C(cTn C),其中肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)在血液中含量上升可表明出现心肌损伤。为制备抗cTnⅠ的单克隆抗体,科研人员进行了如下操作:
请回答下列相关问题。
(1)每隔两周需用cTnⅠ作为抗原给小鼠注射一次,共注射三次,其目的
是 ,最后一次注射后的第3天,取脾脏内部分组织制成细
胞悬液与骨髓瘤细胞进行诱导融合,常用的诱导因素有 (答出两点即可)等。
(2)甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是 ,②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,其目的是筛选获得能产生 的抗cTnⅠ抗体的杂交瘤细胞。
(3)在体外培养杂交瘤细胞时,培养液中通常加入 等天然成分,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的环境中进行培养,CO2的主要作用
是 ;为防止代谢产物的积累,可采用 的方法;动物细胞体外培养的适宜温度一般与 相近。
4.[10分]胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题:
(1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于 ,细胞B的名称是 。
(2)牛完成体内受精的场所是 ,应用2中刚移植到子宫内的
胚胎其发育程度一般为 ,胚胎移植后可以通过
从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生,采用的胚胎工程技术有 (至少答出2种)等。
(3)应用3中细胞C、D分别取
自 、 。
(4)应用4中通过 技术获得二分胚①和②,同时,可以通过 取样进行分子水平的早期胚胎性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对 的分析进行性别鉴定。
5.[15分]洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,是我国首批列入《国际重要湿地名录》的7块湿地之一,早些年为了经济的发展,大肆种植造纸经济林——欧美黑杨,严重损害了生态,使得柔软的湿地日益陆地化,此外,洪水季节还阻碍泄洪,影响防汛。现如今,洞庭湖核心保护区的欧美黑杨已经被全部砍伐。
(1)湿地日益陆地化,会造成湿地原有的物种的多样性 。
(2)在洞庭湖区大肆种植欧美黑杨违反了生态工程中的 和 原理。
(3)湿地生态恢复工程采用 和 措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠 机制恢复其生态功能。 (4)生态经济主要通过实行 的原则,当年种植的造纸经济林——欧美黑杨 (填“属于”或“不属于”)生态经济。
1.(1)人胰岛素基因(1分) DNA连接酶(1分) (2)RNA聚合酶(1分) (3)T-DNA(1分) 基因表达载体(2分) 抗原—抗体杂交(2分) 杂交带(1分) (4)番茄是真核细胞,人的胰岛素基因不用去除内含子序列便可在番茄细胞内成功表达(2分) 需要种植番茄植株,收获番茄后还需破碎植物细胞提取人胰岛素,此法生产胰岛素的周期较长(2分)(两空答案均合理即可) (5)3(2分)
【解析】 (1)根据题干信息分析可知,此基因工程中的目的基因是人胰岛素基因。基因工程中,将目的基因与载体连接的酶是DNA连接酶。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因的转录过程。(3)用农杆菌介导的方法时,将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA上以构建基因表达载体。胰岛素的本质是蛋白质,所以检测受体细胞中是否存在人胰岛素,可以采用抗原—抗体杂交技术,若有杂交带出现,表明目的基因已形成相应的蛋白质产品。(4)番茄细胞是真核细胞,作为人胰岛素目的基因的受体细胞时,可以正常转录但不翻译内含子序列;利用大肠杆菌合成人胰岛素时,采用发酵罐微生物培养的方法,生产周期较短,利用番茄细胞生产胰岛素需要经历植物的生长过程,较微生物培养时间长。(5)PCR技术是体外进行DNA复制的技术,该复制过程需添加引物,以一个双链DNA分子为例,第一轮复制需消耗2个引物形成2个DNA分子,第二轮复制需消耗4个引物形成4个DNA分子,第三轮复制需消耗8个引物形成8个DNA分子。则一个DNA分子扩增3轮需消耗2+4+8=14个引物分子。
2.(除标明外,每空2分)(1)植物组织培养(1分) 脱分化 (2)①克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍 ②纤维素酶和果胶 聚乙二醇(PEG) 全能性(1分)
【解析】 (1)通过植物组织培养技术可获得植物的愈伤组织。已分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程称为脱分化。(2)①采用植物体细胞杂交技术培育“桉树—红豆杉”杂种植株,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。②欲得到所需的原生质体,要利用纤维素酶和果胶酶去除正常植物细胞的细胞壁。诱导原生质体间的融合常使用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。由单个植物细胞得到完整生物体体现了植物细胞具有全能性的特点。
3.(除标明外,每空2分)(1)加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的淋巴细胞 灭活的病毒、聚乙二醇(或PEG)、电激(答出两点即可) (2)乙和丙 特异性强、灵敏度高 (3)血清、血浆 维持培养液的pH 定期更换培养液 动物的体温(1分)
【解析】 (1)每隔两周用cTnⅠ作为抗原给小鼠注射一次,共注射三次,其目的是加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的淋巴细胞;诱导动物细胞融合常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇(或PEG)、电激等。(2)图中①、②过程分别表示单克隆抗体制备过程中的两次筛选,其中①过程表示用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,②过程表示通过克隆化培养和抗体检测筛选出能产生抗cTnⅠ抗体的杂交瘤细胞。因此,甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是乙和丙;②过程的目的是筛选出能产生特异性强、灵敏度高的抗cTnⅠ抗体的杂交瘤细胞。(3)培养动物细胞时,常需加入血清、血浆等天然成分,培养时需通入含5%CO2和95%空气的混合气体,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。为防止代谢产物的积累对细胞造成危害,可定期更换培养液,以便清除代谢产物。动物细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近。
4.(除标明外,每空1分)(1)供体1和供体2 (0.5分) 减数第二次分裂中期的卵母细胞(0.5分) (2)输卵管 桑椹胚或囊胚 胎盘和脐带 早期胚胎培养、胚胎移植 (3)原始性腺 囊胚的内细胞团 (4)胚胎分割 滋养层 染色体或性染色体
【解析】 (1)由图可知,应用1获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2;在细胞核移植过程中,一般选择处于减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞。(2)牛完成体内受精的场所是输卵管;进行胚胎移植时一般选取发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎;通过应用2获得的小牛,主要采用的技术有早期胚胎培养、胚胎移植等。(3)细胞C、D为胚胎干细胞,分别取自牛胎儿的原始性腺、囊胚的内细胞团。(4)应用4运用胚胎分割技术获得二分胚①和②;在分子水平上对早期胚胎进行性别鉴定,一般选取滋养层细胞;还可以在细胞水平上通过对染色体或性染色体的分析进行性别鉴定。
5.(除标明外,每空2分)(1)减少(1分) (2)协调与平衡 整体性 (3)工程 生物 自然演替 (4)循环经济 不属于
【解析】 (1)湿地陆地化后,环境将不再适宜原有物种的生存,使得湿地原有物种的多样性减少。(2)大肆种植欧美黑杨,超出了洞庭湖生态系统的环境承载力(环境容纳量),破坏了生物与环境的协调与平衡,违反了生态工程中的协调与平衡原理,同时早些年只考虑经济的发展,忽略了自然生态系统的规律,违反了生态工程中的整体性原理。(3)湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,可知当年种植的造纸经济林——欧美黑杨,不属于生态经济。
(全国版)2021高考生物一轮复习第十单元现代生物科技专题精练(含解析)
