（浙江选考）2019高考生物二轮复习 第九部分 现代生物科技专题（课件+练习）（打包4套）.zip

1专题训练 22 基因工程和克隆技术一、选择题1.以下关于植物组织培养的说法,正确的是( )A.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同B.植物根尖细胞中无叶绿体,故用根尖细胞不能培养出含叶绿体的植物体C.组织培养过程中获得的胚性细胞细胞质丰富、液泡小、细胞核大D.利用植物组织培养技术可按人们的意愿定向改造生物答案 C解析 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因可能不同,如组织细胞和花粉,A 项错误;根尖细胞经脱分化和再分化后能够培育成含叶绿体的植物体,B 项错误;胚性细胞的特点是细胞核大、细胞体积小、液泡小及细胞质丰富,C 项正确;转基因技术能够按人们的意愿定向改造生物,D 项错误。2.某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养,下列叙述正确的是( )A.制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理B.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入 5%的 CO2刺激细胞呼吸C.为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的干扰素D.甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙会出现停止增殖的现象答案 D解析 动物细胞培养的适宜 pH 为 7.2~7.4,而在这样的环境中胃蛋白酶会变性失活,因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,不可用胃蛋白酶处理,应用胰蛋白酶处理,A 项错误;细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO 2的作用是维持培养液的 pH,B 项错误;为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,C 项错误;甲(肿瘤细胞)失去接触抑制,而乙(正常肝细胞)具有接触抑制,因此甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙会出现停止增殖的现象,D 项正确。3.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是( )A.②的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与B.③侵染植物细胞后,重组 Ti 质粒整合到④的染色体上C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异答案 D解析 构建载体需要限制酶和 DNA 连接酶,A 项错误;③侵染植物细胞后,重组 Ti 质粒上的 T-DNA 整合到④的染色体上,B 项错误;染色体上含有目的基因,但目的基因也可能不能转录或者不能翻译,或2者表达的蛋白质不具有生物活性,C 项错误;植株表现出抗虫性状,说明含有目的基因,属于基因重组,为可遗传变异,D 项正确。4.下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述,正确的是( )A.①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应 T 淋巴细胞B.②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C.③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D.④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案 D解析 ①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应 B 细胞,A 项错误;在动物细胞融合的过程中,可用物理法、化学法和生物法,而胰蛋白酶是在动物细胞培养过程用于分离细胞的,B 项错误;杂交瘤细胞同时具有效应 B 细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性,C 项错误;④过程表示用选择培养基筛选出能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,D 项正确。二、非选择题5.青蒿素是从黄花蒿茎叶中提取的抗疟疾药物。通过组织培养获得青蒿素的途径如图所示。请回答下列问题。(1)图中①和②分别表示黄花蒿组织培养过程中细胞的 和 过程。 (2)配制生芽培养基时生长素与细胞分裂素的比值应较 (填“高”或“低”)。配制培养基时通常加入凝固剂 。配制后还须用 法对培养基进行灭菌。外植体在接种前通常可用体积分数为 的酒精进行消毒。 (3)为了得到高产细胞系,通常要用酶解法获得原生质体,用 酶和 酶在 0.5~0.6 mol/L 的 溶液环境(较高渗透压)下去壁。 (4)科研人员利用转基因技术用细菌作为工程菌获得青蒿素的前体青蒿酸。先将目的基因与含有抗青霉素基因的质粒形成 ,再与细菌菌液混合,导入目的基因。用玻璃刮刀将稀释后的菌液用 法接种到含 的固体培养基上,经培养形成 ,再进一步筛选和培养。若最终能从细菌中提取到 ,则说明转基因成功。 答案 (1)脱分化 再分化(2)低 琼脂 高压蒸汽灭菌 70%3(3)果胶 纤维素 甘露醇(4)重组质粒 涂布 青霉素 单菌落 青蒿酸解析 (1)植物组织培养的过程包括脱分化和再分化。(2)培养基中的生长素与细胞分裂素用量的比值低时,有利于芽的分化。配制固体培养基时,通常用琼脂作为凝固剂。对培养基彻底灭菌时,采用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。外植体在接种前通常可用体积分数为 70%的酒精进行消毒。(3)在获得植物原生质体时,需在 0.5~0.6 mol/L 的甘露醇溶液环境(较高渗透压)下用纤维素酶和果胶酶混合液处理实验材料,将细胞壁消化除去,获得球形的原生质体。(4)基因工程过程中,先将目的基因与含有抗青霉素基因的质粒形成重组质粒,再与细菌菌液混合,导入目的基因。用玻璃刮刀将稀释后的菌液用涂布法接种到含青霉素的固体培养基上,经培养形成单菌落,再进一步筛选和培养。若最终能从细菌中提取到青蒿酸,则说明转基因成功。6.(2018 台州模拟)人胰岛素基因的克隆操作过程如图所示,其中 mRNA 逆转录形成的 DNA 称为cDNA。回答下列问题。(1)提取分离组织细胞中的人胰岛素 mRNA 时,最应选择 细胞,过程①②需要原料是 。 (2)通过将所有的 cDNA 构建基因表达载体,去感染细菌,可以建立包括目的基因在内的 ,若使用质粒载体,其上存在 基因,有助于质粒进入受体细胞中。此过程还可以使用 作为载体。(A.动物病毒 B.植物病毒 C.噬菌体) (3)除了上述方法外,还可以使用 方法扩增目的基因。不同的是,后者的目的基因若为人胰岛素原基因,需要导入 (填“真核”或“原核”)受体细胞中。 答案 (1)胰岛 β(细胞) (四种)脱氧核糖核苷酸(2)基因文库 控制质粒 DNA 转移的(基因) C(3)PCR 真核解析 (1)人体细胞中只有胰岛 β 细胞可表达胰岛素基因,提取人胰岛素 mRNA 时,最应选择胰岛 β细胞,过程①②为合成 DNA 的过程,需要(四种)脱氧核糖核苷酸为原料。(2)通过将所有的 cDNA 构建基因表达载体,去感染细菌,可以建立包括目的基因在内的基因(cDNA)文库;若使用质粒载体,其上应存在控制质粒 DNA 转移的基因,有助于质粒进入受体细胞中。噬菌体可侵染细菌,动物病毒、植物病毒不能侵染细菌,此过程还可以使用噬菌体作为载体。(3)用 PCR 技术可扩增目的基因。PCR 扩增的人胰岛素原基因含有内含子序列,原核细胞中缺少转录后切除内含子对应序列的机制,因此应将人胰岛素原基因,需要导入真核受体细胞中。47.(2018 绍兴模拟)基于哺乳动物细胞表达的基因工程制药行业在最近 10 年发展迅速,其中构建稳定表达细胞株是最重要的环节,常见过程:获得目的基因→将目的基因导入宿主细胞→初步筛选→扩增→单克隆化→筛选→驯化→工业生产。回答下列问题。(1)如果该目的基因的序列是未知的,我们可以建立一个 ,然后在这里面寻找到要研究的目的基因。 (2)为了实现工厂化生产蛋白质类药物,常用 CHO 细胞(中国仓鼠卵巢的建株纤维母细胞)作为哺乳动物表达系统的宿主细胞,这种细胞应该具有 能力,从而可以反复传代使用。为了得到 CHO 细胞,可以直接将组织从机体中取出后立即进行细胞、组织培养,当细胞从组织块中迁移出来,形成 并增大后,再传代培养。 (3)利用“裹有重组质粒的脂质体与动物细胞融合”“病毒浸染细胞”是将目的基因导入动物细胞的两种常用方法,前者所用的脂质体结构上由 分子构成,后者不能用噬菌体的原因是 。 (4)对细胞进行单克隆化培养时,培养基中往往需要添加血清、激素、滋养细胞等,这些措施的目的是 。确定生产用的细胞株后,需要对细胞驯化使其适应生产规模下的培养条件,工业生产使用的培养基大多是无血清培养基,这对生物制品的好处有 。 答案 (1)基因文库(2)无限增殖 生长晕(3)双层磷脂 噬菌体不能侵染动物细胞(4)提高细胞克隆形成率 有利于生物制品的纯化解析 (1)如果该目的基因的序列是未知的,我们可以建立一个基因文库,然后在这里面寻找到要研究的目的基因。(2)常用 CHO 细胞可以反复传代使用,故应无限增殖,为了得到 CHO 细胞,可以直接将组织从机体中取出后立即进行细胞、组织培养,当细胞从组织块中迁移出来,形成生长晕并增大后,再传代培养。(3)脂质体是由双层磷脂分子构成,噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒,不能侵染病毒。(4)对细胞进行单克隆化培养时,培养基中往往需要添加血清、激素、滋养细胞等,这些措施的目的是提高细胞克隆形成率,确定生产用的细胞株后,需要对细胞驯化使其适应生产规模下的培养条件,工业生产使用的培养基大多是无血清培养基,这样有利于生物制品的纯化。8.(2018 宁波十校联考)科学家用转基因方法培育“巨型小鼠”。图 1 为含大鼠生长激素基因的DNA 及限制性核酸内切酶切割位点示意图;图 2 为含有相应标记基因和限制酶切割位点的质粒示意图,其中 nptⅡ为卡那霉素抗性基因, Tc 为四环素抗性基因, lacZ 为蓝色显色基因,复制原点是质粒上必需的一段复制起始的序列,与重组质粒的自主复制有关。图 3 是转基因过程中的一个步骤。5(1)根据图 1,在获得目的基因时,应使用限制性核酸内切酶 (填“ PvuⅠ”或“ EcoRⅠ”)进行切割。可以选择图 2 中的质粒 (填“A”或“B”)作为目的基因的载体,理由是 。 (2)图 3 表示基因工程中将重组 DNA 分子导入受体细胞的过程,该步骤采用的技术方法是 ,通常选择 作为受体细胞。 (3)获得含目的基因的细胞后,该细胞需要进行 。然后再进行移植,通常移植最适宜的时期是发育到 (A.2 细胞胚胎 B.4 细胞胚胎 C.早期囊胚 D.原肠胚)。再经分娩产仔就可以获得“巨型小鼠”。 答案 (1) PvuⅠ A 选择质粒 A,其复制原点则不会被限制酶切割,复制原点序列保持完整(2)显微注射法 受精卵(3)胚胎体外培养 C解析 (1)分析题图 1 可以发现,限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的切割位点处于目的基因中,而限制性核酸内切酶 PvuⅠ的切割位点正好位于目的基因两端,所以在获得目的基因时,应使用限制性核酸内切酶 PvuⅠ进行切割;分析图 2 可知,质粒 A 中的复制原点不会被限制性核酸内切酶切割,复制原点序列保持完整,而在用切割目的基因的限制性核酸内切酶 PvuⅠ切割质粒 B 时,其复制原点会被限制性核酸内切酶切割,从而影响重组质粒的自主复制,因此,可以选择图 2 中的质粒 A 作为目的基因的载体。(2)图 3 表示基因工程中将重组 DNA 分子导入受体细胞的过程,该步骤采用的技术方法是显微注射法,通常选择动物的受精卵作为受体细胞。(3)获得含目的基因的细胞后,该细胞需要进行胚胎体外培养,然后再进行移植;通常移植最适宜的时期是发育到 C 早期囊胚,再经分娩产仔就可以获得“巨型小鼠”。1专题训练 23 胚胎工程和生态工程一、选择题1.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是( )A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B.卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D.原肠胚发育分化形成内、外两个胚层答案 A解析 同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白,这是同种动物精卵才能结合的原因之一,A 项正确;胚胎发育的卵裂期,卵裂球的总体积基本不变,因此细胞的体积会随着分裂次数的增加而不断减小,B 项错误;囊胚的滋养层细胞不具有发育全能性,只能发育成胎盘和胎膜,内细胞团细胞才具有发育全能性,C 项错误;原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层,D 项错误。2.在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( )A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准答案 B解析 生态系统中,物质循环是能量流动的载体,能量流动是物质循环的动力,两者有着自身的运行规律,A 项正确;物质可循环利用,能量不可循环(反复)利用,B 项错误;“退耕还林、还草”,实现人与自然的和谐统一,C 项正确;各种生物在生态系统的稳定中均起着一定作用,人类必须注意自己对生态系统的影响,确定自己的消耗标准,防止过度消耗对自然环境造成破坏,D 项正确。3.印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同答案 B2解析 步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植,A 项错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B 项正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自卵细胞,C 项错误;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液有区别,D 项错误。4.下图是一个农业生态系统模式图,下列关于该系统的叙述,错误的是( )A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者答案 C解析 沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆中的能量,即微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量,A 项正确;多途径利用农作物实现了能量的多级利用,提高了该生态系统的能量利用率,B项正确;沼液和沼渣可以为农作物提供肥料,实现了能量的多级利用,但能量是不能循环利用的,C 项错误;沼气池中的微生物在生态系统中属于分解者,D 项正确。二、非选择题5.(2018 浙江新高考研究联盟第二次联考)生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面,请回答下列有关问题。(1)限制性核酸内切酶是能够识别和切割 DNA 分子内一小段 的酶,早在 1970 年,科学家就从 中分离出了这种酶。 (2)转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌,可以合成 ,经进一步加工后可获得具有生物活性的胰岛素。 (3)目前基因工程已经广泛应用于遗传育种、 和生态环境保护三大领域。 (4)1943 年,科学家在致癌物的诱导下培养小鼠的结缔组织,获得了能在小鼠体内生长肉瘤的长期培养细胞系(可连续传代的细胞)—— 。 (5)胚胎分割是指借助 技术将早期胚胎切割成几等份,再移植到代孕母子宫中发育,产生同卵多仔后代的技术。 (6)胚胎干细胞移植是指把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过 、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。 答案 (1)特殊核苷酸序列 细菌(2)人胰岛素原3(3)人类疾病防治(4)L 细胞系(5)显微操作(6)胚激活解析 (1)限制性核酸内切酶是识别一小段特殊核苷酸序列的酶,1970 年,科学家从大肠杆菌等细菌中分离出了这种酶。(2)转入人胰岛素原基因的微生物,可以合成该基因的表达产物——人胰岛素原。(3)基因工程在遗传育种、疾病治疗及生态环境保护等方向上有较好的应用。(4)1943 年,科学家在致癌物的诱导下培养小鼠的结缔组织,获得了能在小鼠体内生长肉瘤的长期培养细胞系(可连续传代的细胞)——L 细胞系。(5)胚胎分割是指借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等分,再移植到代孕母子宫中发育,产生同卵多仔后代的技术。(6)核移植后需要进行胚激活。6.(2018 浙江模拟)利用基因工程技术将基因 M 导入小鼠体细胞,待目的基因成功整合至染色体上后,取出细胞核植入去核卵细胞中形成重组卵细胞,成功培育转基因克隆鼠,请回答下列问题。(1)获取的基因 M 在 酶的作用下与载体 DNA 结合形成重组 DNA,通过将重组 DNA分子导入受体细胞步骤处理后,再经 获得含有 M 基因的小鼠细胞。 (2)将重组卵细胞置于一定浓度的 CO2培养箱中培养,CO 2的主要作用是 ,培养过程中,重组卵细胞在开始第 次分裂时,其核 DNA 完全丢失来源于乳腺细胞的 ,使胚胎细胞开始逐渐表达相关基因调控胚胎的发育。 (3)重组细胞经培养可形成囊胚,取囊胚的 经胰蛋白酶处理后可得到分散的胚胎干细胞.胚胎干细胞的特征不包括 。 A.具有发育的全能性B.具有异倍体核型C.在特定培养条件下可分裂而不分化D.可诱导分化成多种细胞答案 (1)限制性核酸内切酶和 DNA 连接 检测和鉴定(2)维持培养液的 pH 三 调节蛋白(3)内细胞团 B解析 (1)构建基因表达载体时,首先要用限制性核酸内切酶切割含有目的基因的外源 DNA 和运载体,其次用 DNA 连接酶将目的基因与运载体连接形成重组 DNA。将目的基因导入受体细胞后,再经过检测和鉴定获得含有目的基因的受体细胞。(2)动物细胞培养时,CO 2的主要作用是维持培养液的 pH。培养过程中,重组卵细胞在开始第三次分裂时,其核 DNA 完全丢失来源于乳腺细胞的调节蛋白,使胚胎细胞开始逐渐表达相关基因调控胚胎的发育。(3)囊胚的内细胞团细胞属于胚胎干细胞;胚胎干细胞具有发育的全能性,可诱导分化成多种细胞;在特定培养条件下可分裂而不分化。7.绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案。4(1)该生态系统中属于分解者的生物有 。该生态工程主要利用了 的原理。 (2)从资源与环境的角度来看,④⑤途径优于③途径的主要原因是 和减少环境污染等。(3)该生态系统中能利用发酵技术产生沼气开发生物能,从该角度看,应属于 的生态工程。 A.物质循环利用B.清洁及可再生能源系统组合利用C.山区小流域综合治理与开发D.节水和废水处理与利用(4)种植业和 是人类食物生产系统的两大支柱,两者结合的优化设计需要按照 规律进行综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。 答案 (1)蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物) 物质循环利用(2)可以充分地利用垃圾中的物质(或对物质的良性循环和多途径利用)(3)B(4)畜牧业 生态和经济解析 (1)该生态系统中的分解者包括:蚯蚓、苍蝇、细菌(微生物)。该生态工程突出体现了物质循环利用这个基本原理。(2)从资源与环境的角度来看,④⑤途径优于③途径的主要原因是④⑤途径可以充分地利用垃圾中的物质(对物质的多级利用)、减少环境污染。(3)该生态系统中能利用发酵技术产生沼气开发生物能,属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。(4)种植业和畜牧业是人类食物生产系统的两大支柱,种养结合的优化设计就是按照生态和经济规律通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。8.2n/4n 嵌合体胚胎是指用四倍体(4 n)胚胎与二倍体胚胎(2 n)或胚胎干细胞(ES 细胞)进行聚合,形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。2 n/4n 嵌合体胚胎的构建常用方法如下图,请据图分析回答下列问题。5(1)受精卵是胚胎发育的开端,图中的卵细胞达到 时期,才具备受精的能力,而精子需经过 过程才能和卵细胞结合。 (2)2n 的 ES 细胞来自胚胎发育过程的 期,本实验中从功能上说明了该细胞 。 (3)2n/4n 嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有 。 (4)ES 细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比,遗传物质来源的区别主要是什么?。 答案 (1)减数第二次分裂中期 获能(2)囊胚 具有发育的全能性(3)动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植(4)用 ES 细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体,而用核移植方法克隆的动物只是核型一致,但胞质类型却不一定相同解析 (1)具有受精能力的卵细胞实际上是处于第二次减数分裂中期的次级卵母细胞,精子必须先在雌性生殖道并停留一段时间,才具备卵子受精的能力,这一过程称为精子的获能。(2)囊胚期的细胞开始出现分化,细胞的全能性仍比较高。(3)2n/4n 嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有:动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植。(4)ES 细胞经嵌合体方法培育的动物,其细胞是由原来的细胞经聚合而形成的,遗传物质是原来细胞的双倍因此是原来细胞的复制体。核移植也就是克隆遗传物质中细胞核 DNA 与供核细胞一致,细胞质遗传物质是不同的。