2025屆高考生物二輪復習專題13現(xiàn)代生物科技專題高考模擬訓練含解析新人教版

PAGE6-專題13現(xiàn)代生物科技專題1．(2024·江西省高三二模)人乳鐵蛋白是乳汁中一種重要的非血紅素鐵結(jié)合糖蛋白。乳鐵蛋白不僅參加鐵的轉(zhuǎn)運，而且具有廣譜抗菌抗氧化、抗癌、調(diào)整免疫系統(tǒng)等強大生物功能。如圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的過程。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamHI、HindⅢ、SmaI直線所示為三種限制酶的酶切位點。據(jù)圖回答：(1)若用PCR技術(shù)擴增人乳鐵蛋白基因，其前提條件是有一段人乳鐵蛋白基因(目的基因)的核苷酸序列，以便合成相應(yīng)的引物，合成的引物能與待擴增區(qū)段兩端(中間/兩端/左端/右端)的DNA序列彼此互補。(2)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用HindⅢ和BamHⅠ限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先須要在含氨芐青霉素的培育基上進行。經(jīng)過兩種培育基培育后再從D處(填字母)，挑出大腸桿菌擴增帶有外源DNA的重組載體。為使人乳鐵蛋白基因在牛的乳腺細胞中特異性表達，應(yīng)在基因的上游插入牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件。(3)過程②的代孕牛須要進行同期發(fā)情處理。若需獲得多頭轉(zhuǎn)基因?？蓪υ缙谂咛ミM行分割，對囊胚進行分割時須要留意將內(nèi)細胞團均等分割。(4)為檢測轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中是否含有人乳鐵蛋白，可采納抗原-抗體雜交技術(shù)。【解析】(1)用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提條件是有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成相應(yīng)的引物，引物是成對存在，能與待擴增區(qū)段兩端的DNA序列彼此互補。(2)由圖可知，人乳鐵蛋白基因兩端及載體都有HindⅢ和BamHI限制酶切點，故要將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用HindⅢ和BamHI限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。重組載體的四環(huán)素抗性基因已破壞，標記基因只有氨芐青霉素抗性基因，可在含氨芐青霉素的培育基上篩選含有重組載體的大腸桿菌。含有重組載體大腸桿菌能在含氨芐青霉素的培育基上生長，但不能在含四環(huán)素的培育基上生長，故經(jīng)過兩種培育基培育后再從D處選出所需大腸桿菌。為使人乳鐵蛋白基因在牛的乳腺細胞中特異性表達，應(yīng)在基因的上游插入牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件。(3)為使供受體處于相同的生理狀態(tài)，過程②的代孕牛須要進行同期發(fā)情處理。對囊胚進行分割時須要留意將內(nèi)細胞團均等分割。(4)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)可采納抗原－抗體雜交技術(shù)。2．(2024·山東省高三二模)科研人員利用基因工程技術(shù)將乙烯合成酶的反義基因?qū)敕阎蝎@得了耐儲存的轉(zhuǎn)基因番茄，其原理如圖所示：(1)番茄果實內(nèi)發(fā)育中的種子會產(chǎn)生較多生長素，該激素達到肯定的濃度后，會促進乙烯的合成，從而加快果實成熟。(2)培育該轉(zhuǎn)基因番茄過程中，目的基因是乙烯合成酶的反義基因，核心步驟是構(gòu)建基因表達載體。若要快速獲得大量目的基因，常用的技術(shù)是聚合酶鏈式反應(yīng)(寫中文全稱)。(3)重組質(zhì)粒導入番茄細胞時，可以先讓番茄細胞經(jīng)過脫分化得到愈傷組織，再把愈傷組織浸入含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌菌液中，通過該菌的轉(zhuǎn)化作用使目的基因進入番茄細胞。這種方法往往須要將目的基因結(jié)合到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，并最終將目的基因插入番茄細胞的染色體DNA上。(4)據(jù)圖分析，乙烯合成酶的反義基因與乙烯合成酶基因的異同是組成它們的堿基對的種類、數(shù)量和排列依次都相同，但轉(zhuǎn)錄mRNA的模板鏈不同。轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低的緣由是乙烯合成酶的反義基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與乙烯合成酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA進行堿基互補配對，形成了雙鏈RNA，從而阻斷了乙烯合成酶基因表達的翻譯過程。(5)采摘后的這種轉(zhuǎn)基因番茄耐儲存，但不能正常成熟，為了在食用前讓其成熟，可采納的措施是噴灑乙烯利?！窘馕觥?1)發(fā)育中的種子會產(chǎn)生較多生長素，當生長素達到肯定濃度后，促進乙烯的合成，從而加快果實成熟。(2)本試驗的目的是“將乙烯合成酶的反義基因?qū)敕阎蝎@得了耐儲存的轉(zhuǎn)基因番茄”，所以目的基因是乙烯合成酶的反義基因，從圖中看出；基因工程的核心步驟是構(gòu)建基因表達載體；假如要大量獲得目的基因須要對目的基因進行擴增，常用PCR技術(shù)(聚合酶鏈式反應(yīng))。(3)重組質(zhì)粒導入番茄細胞時，可以先讓番茄細胞經(jīng)過脫分化得到愈傷組織；再把愈傷組織浸入到含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌菌液中；通過該菌的轉(zhuǎn)化作用使目的基因進入番茄細胞。這種方法往往須要將目的基因結(jié)合到Ti質(zhì)粒的T－DNA上；并最終將目的基因插入到番茄細胞的染色體DNA。(4)乙烯合成酶的反義基因與乙烯合成酶基因的異同是組成它們的堿基對的種類、數(shù)量和排列依次都相同，但轉(zhuǎn)錄mRNA的模板鏈不同；乙烯合成酶的反義基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與乙烯合成酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA進行堿基互補配對，形成了雙鏈RNA，從而阻斷了乙烯合成酶基因表達的翻譯過程，所以轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低。(5)采摘后的這種轉(zhuǎn)基因番茄耐儲存，但不能正常成熟，為了在食用前讓其成熟，可采納的措施是噴灑乙烯利，因為乙烯利具有促進果實成熟的作用。3．(2024·內(nèi)蒙古自治區(qū)高三二模)科學家將番茄(2N)和馬鈴薯(4N)利用如下圖技術(shù)得到“番茄－馬鈴薯”植株。請回答下列問題：(1)獲得a、b所選用的酶為纖維素酶和果膠酶。(2)上圖示技術(shù)的名稱是植物體細胞雜交技術(shù)；由d培育成植株的過程運用的技術(shù)手段是植物組織培育，其依據(jù)的原理是植物細胞的全能性。(3)過程Ⅱ稱為原生質(zhì)體融合，所用的化學誘導劑一般是PEG(聚乙二醇)，過程Ⅲ勝利的標記是雜種細胞再生出細胞壁(形成新的細胞壁)?！窘馕觥?1)a和b為原生質(zhì)體，獲得a、b須要去除細胞壁，由于植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此依據(jù)酶的專一性原理，應(yīng)當選用的酶為纖維素酶和果膠酶。(2)上圖示技術(shù)的名稱是植物體細胞雜交技術(shù)；將雜種細胞培育成雜種植株須要采納植物組織培育技術(shù)，其原理是植物細胞具有全能性。(3)依據(jù)分析可知，過程Ⅱ稱為原生質(zhì)體融合，所用的化學誘導劑一般是PEG(聚乙二醇)，過程Ⅲ勝利的標記是雜種細胞再生出細胞壁(形成新的細胞壁)。4．(2024·河北省高三一模)隨著動物細胞工程技術(shù)的不斷成熟，使通過核移植技術(shù)誘導重組體細胞增殖分化獲得健康的組織器官成為了可能，這為等待器官移植的非遺傳病患者帶來了希望。下圖為通過該技術(shù)獲得相應(yīng)組織器官并進行移植的過程，請回答下列問題：(1)圖中的供體二為患者(填“患者”或“健康者”)，細胞①應(yīng)為(正常的)卵母細胞細胞。(2)②為重組細胞，其經(jīng)過A早期胚胎培育(技術(shù)手段)形成囊胚，其中④細胞在形態(tài)上具有細胞體積小、細胞核大、核仁明顯特征。(3)B過程須要在培育基中加入分化誘導因子才能獲得相應(yīng)的組織器官。圖中B→C過程不能(填“能”或“不能”)體現(xiàn)細胞的全能性，其理由是該過程僅形成組織器官，沒有形成完整個體。(4)探討表明：已痊愈的新型肺炎患者體內(nèi)會出現(xiàn)相應(yīng)抗體，一般抗體的作用會持續(xù)半年或者更長時間。若現(xiàn)已從某位志愿者體內(nèi)獲得肯定量的B淋巴細胞，試驗室有保存的小鼠骨髓瘤細胞，為獲得產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞，請寫出關(guān)鍵過程將獲得的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞進行融合，從融合的產(chǎn)物中分別篩選雜交瘤細胞，從雜交瘤細胞中篩選出產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞?！窘馕觥?1)由分析可知，圖中的供體二為患者，細胞①應(yīng)為健康者供應(yīng)的(正常的)卵母細胞。(2)②為重組細胞，其經(jīng)過A早期胚胎培育形成囊胚，其中④胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細胞體積小、細胞核大、核仁明顯的特征。(3)由于胚胎干細胞需經(jīng)誘導分化形成相應(yīng)的組織器官，所以B過程須要在培育基中加入分化誘導因子才能獲得相應(yīng)的組織器官。圖中B→C過程不能體現(xiàn)細胞的全能性，其理由是該過程僅形成組織器官，沒有形成完整個體。(4)若現(xiàn)已從某位志愿者體內(nèi)獲得肯定量的B淋巴細胞，試驗室有保存的小鼠骨髓瘤細胞，為獲得產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞的關(guān)鍵過程為：將獲得的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞進行融合，從融合的產(chǎn)物中分別篩選雜交瘤細胞，從雜交瘤細胞中篩選出產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞。5．(2024·全國高三三模)2018年1月25日，中科院神經(jīng)科學探討所探討團隊利用類似克隆羊“多莉”的體細胞克隆技術(shù)克隆的獼猴“中中”和“華華”，登上了全球頂尖學術(shù)期刊《細胞》的封面，該成果標記著中國領(lǐng)先開啟了以體細胞克隆猴作為試驗動物模型的新時代。下圖是體細胞克隆猴的技術(shù)流程圖，請據(jù)圖回答問題。(1)圖中選擇獼猴胚胎期而非成年期的成纖維細胞進行培育，其緣由是胚胎成纖維細胞增殖實力更強，更易于培育。剛放入培育瓶中的細胞沉降到瓶底部后首先會出現(xiàn)細胞貼壁現(xiàn)象。每一次傳代培育時，常利用胰蛋白酶消化處理，制成細胞懸液后轉(zhuǎn)入到新的培育瓶中。(2)圖示過程涉及的主要技術(shù)有動物細胞核移植技術(shù)(或體細胞核移植技術(shù))、早期胚胎培育技術(shù)(或動物細胞培育技術(shù))、胚胎移植技術(shù)(答出三點即可)。以體細胞克隆猴作為試驗動物模型的顯著優(yōu)勢之一是同一批克隆猴群的遺傳背景相同，圖中克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自成纖維細胞的細胞核。(3)圖中步驟①是克隆猴的技術(shù)難點之一，須要將卵母細胞培育到減數(shù)其次次分裂中期(MⅡ中期)后進行去核操作，而后用物理或化學方法激活受體細胞，使其完成分裂和發(fā)育。(4)體細胞克隆猴的另外一個技術(shù)難點是猴的體細胞克隆胚胎發(fā)育差?？茖W家發(fā)覺，胚胎發(fā)育障礙與克隆胚胎基因組上大量組蛋白的甲基化親密相關(guān)。由此推想，圖中Kdm4dmRNA翻譯產(chǎn)生的酶的作用是催化組蛋白的去甲基化?！窘馕觥?1)由于胚胎成纖維細胞增殖實力更強，更易于培育，因此在進行核移植時，通常選擇胚胎期的成纖維細胞進行培育。動物細胞培育過程中常出現(xiàn)貼壁生長和接觸抑制的特點，因此剛放入培育瓶中的細胞沉降到瓶底部后首先會出現(xiàn)細胞貼壁現(xiàn)象。進行傳代培育時，常利用胰蛋白酶消化處理，制成細胞懸液后轉(zhuǎn)入到新的培育瓶中。(2)圖示過程涉及的主要技術(shù)有動物細胞核移植技術(shù)、早期胚胎培育技術(shù)(或動物細胞培育技術(shù))、胚胎移植技術(shù)。圖中克隆猴是成纖維細胞的細胞核移入卵母細胞，獲得重組細胞，經(jīng)過細胞培育獲得早期胚胎，然后經(jīng)過胚胎移植獲得的，因此其遺傳物質(zhì)主要來自成纖維細胞的細胞核。(3)圖中步驟①體細胞核移植是克隆猴的技術(shù)難點之一，其詳細操作為，首先須要將卵母細胞培育到減數(shù)其次次分裂中期(MⅡ中期)后進行去核操作，而后用物理或化學方法激活受體細胞，使其完成分裂和發(fā)育。(4)由于胚胎發(fā)育障礙與克隆胚胎基因組上大量組蛋白的甲基化親密相關(guān)，為了使胚胎順當發(fā)育，須要對組蛋白進行去甲基化操作，因此可推知圖中Kdm4dmRNA翻譯產(chǎn)生的酶的作用是催化組蛋白去甲基化的。6．(2024·河北省高三二模)糖尿病是影響人類健康的重大疾病，利用基因工程結(jié)合細胞工程、胚胎工程生產(chǎn)胰島素為糖尿病人帶來福音，請回答下列有關(guān)問題。(1)大腸桿菌是生產(chǎn)胰島素常用的工程菌，其優(yōu)點是繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少(至少答出兩點)，但得到的胰島素須要進一步加工和修飾才能獲得生物活性，緣由是大腸桿菌是原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，無法對合成的胰島素進行加工。(2)轉(zhuǎn)胰島素基因?？赏ㄟ^分泌乳汁來生產(chǎn)人胰島素，在轉(zhuǎn)入牛受精卵的基因表達載體中，人胰島素基因的首端必需含有乳腺蛋白基因的啟動子。還需對胚胎的性別進行鑒定；在囊胚期取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定。為提高胚胎的利用效率，可以通過胚胎分割技術(shù)得到同卵雙犢，在分割時，應(yīng)將囊胚的內(nèi)細胞團均等分割。(3)為檢測人胰島素基因是否被導入并正常表達，可采納的方法有①④(填序號)。①DNA分子雜交②染色體倍性分析③體細胞結(jié)構(gòu)分析④抗原—抗體雜交(4)用基因工程生產(chǎn)的胰島素被注射到患者血液中簡單被分解，使治療效果受到影響，可通過蛋白質(zhì)工程(填技術(shù)手段)對傳統(tǒng)胰島素進行改造，生產(chǎn)出不易被分解的高效胰島素?！窘馕觥?1)大腸桿菌具有繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點，是生產(chǎn)胰島素常用的工程菌，由于大腸桿菌是原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，無法對合成的胰島素進行加工，所以得到的胰島素須要進一步加工和修飾才能獲得生物活性。(2)轉(zhuǎn)胰島素基因?？赏ㄟ^分泌乳汁來生產(chǎn)人胰島素，在轉(zhuǎn)入牛受精卵的基因表達載體中，人胰島素基因的首端必需含有乳腺蛋白基因的啟動子(啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄)。對胚胎的性別進行鑒定時，須要在囊胚期取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定。為提高胚胎的利用效率，可以通過胚胎分割技術(shù)得到同卵雙犢，在分割時，應(yīng)將囊胚的內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的復原和進一步發(fā)育。(3)檢測目的基因是否導入的方法是DNA分子雜交，檢測目的基因是否表達須要用抗原－抗體雜交，所以①④正確。(4)對傳統(tǒng)胰島素(本質(zhì)為蛋白質(zhì))進行改造，生產(chǎn)出不易被分解的高效胰島素，須要利用蛋白質(zhì)工程。7．(2024·江西省高三三模)“綠水青山就是金山銀山”這是習總書記在浙江時為了環(huán)保、為了子孫后代作出的英明指示：良好生態(tài)環(huán)境是最普惠的民生福祉；愛護生態(tài)環(huán)境就是愛護生產(chǎn)力；以系統(tǒng)工程思路抓生態(tài)建設(shè)；實行最嚴格的生態(tài)環(huán)境愛護制度。(1)綠水青山，人賴以生存的自然條件；金山銀山，人所追求的物質(zhì)條件；只有強調(diào)環(huán)境的重要性才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。①生態(tài)工程目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。②系統(tǒng)學和工程學原理包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定功能原理、系統(tǒng)整體性原理。(2)“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國北方典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，它以沼氣為紐帶，將沼氣池、豬禽舍