2020江苏高考生物二轮讲义:专题十四 现代生物科技专题 Word版含解析.doc
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1、专题十四现代生物科技专题1.基因工程的诞生(A)2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B)3.基因工程的应用(B)4蛋白质工程(A)5.植物的组织培养(B)6.动物的细胞培养与体细胞克隆(A)7.细胞融合与单克隆抗体(B)8.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(A)9.胚胎干细胞的移植(A)10.胚胎工程的应用(B)11.转基因生物的安全性问题(A)12.生物武器对人类的威胁(A)13.生物技术中的伦理问题(A)14.生态工程的原理(A)15生态工程的实例及应用(B)疏漏诊断1基因工程及安全性的相关判断(1)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测()(2)用限制性核酸内切酶
2、切割烟草花叶病毒的核酸()(3)转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加()(4)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接()(5)应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达()(6)转基因生物不改变生物原有的分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境()2细胞工程及伦理问题的相关判断(7)产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过分子检测()(8)培养保留接触抑制的细胞,在培养瓶壁上可形成多层细胞()(9)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性()(10)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进
3、行()3胚胎工程及生态工程的相关判断(11)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其同期发情()(12)培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质()(13)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清()(14)草原确定合理载畜量,不能过度放牧协调与平衡原理()(15)引种考虑适应环境物种多样性原理()长句冲关1概述性知识(1)限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子。(2)杂交瘤细胞的作用是既能产生单克隆抗体又能无限增殖。(3)胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良动物的繁殖潜力。2程序性诱问(4)目的基因到了另一
4、种生物体内能够成功表达。分析其原理是所有生物共用一套遗传密码。(5)在单克隆抗体制备过程中,有两次筛选,其操作步骤是第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基);第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原抗体结合法)。(6)胚胎移植过程中两次使用激素,其目的是第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。热考命题1基因工程学生用书P781(2019高考江苏卷,T16)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是()A将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌B将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株C将肠乳糖酶
5、基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛D将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗解析:选D。A项、B项和C项均采用了基因工程技术,基因工程依据的原理是基因重组,且参与繁殖的细胞中均含有目的基因,故可遗传给子代,A项、B项、C项不符合题意;D项也采用了基因工程技术,但只有患者的淋巴细胞中含有目的基因,患者的生殖细胞中不含目的基因,故不能遗传给子代,D项符合题意。2(2019高考江苏卷,T33)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题: (1)EcoR V酶切位点为,EcoR V酶切出
6、来的线性载体P1为_末端。(2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为_的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在_酶作用下,形成重组质粒P3。(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如表(“”代表生长,“”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是_(填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是_、_。菌落类型平板类型ABC无抗生素氨苄青霉素四环素氨苄青霉素四环素(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟
7、设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是_。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,原因是_。解析:(1)EcoR V酶切位点在酶所识别序列的中心轴线处,产生的是平末端。(2)DNA连接酶对平末端的连接效率较低,因此通常要将平末端改造成黏性末端后再进行连接。由于目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸,根据碱基互补配对原则,处理后的质粒两端需要各添加一个碱基为胸腺嘧啶的脱氧核苷酸;要将处理后的质粒与目的基因连接起来,需要用DNA连接酶。(3)由于四环素抗性基因中含有EcoR V酶识别的序
8、列及切割位点,所以形成的重组质粒中四环素抗性基因已经被破坏,而氨苄青霉素抗性基因正常。据表可知,A菌落抗氨苄青霉素和四环素,说明A菌落中导入的是P0质粒;B菌落抗氨苄青霉素而不抗四环素,说明B菌落中导入的是重组质粒;C菌落既不抗氨苄青霉素,也不抗四环素,说明C菌落中没有导入质粒。(4)由于处理后的P0质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,而目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸,所以目的基因在和P0质粒连接时可能会出现两种情况:正向连接和反向连接。分析图2可知,理论上可以选择的引物组合有甲和丙、乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物,则无论目的基因是否正确插入,扩增的片段都是50
9、bp300 bp100 bp450 bp,不符合要求;如果选择乙和丙这对引物,正向连接和反向连接后所得结果不同,所以应选择乙和丙这对引物进行PCR鉴定。如果目的基因和P0质粒反向连接,则引物乙会出现在重组质粒的外侧,此时若加入引物甲和乙,则可以扩增出300 bp100 bp400 bp片段。答案:(1)平(2)胸腺嘧啶(T)DNA连接(3)BA类菌落含有P0C类菌落未转入质粒(4)乙、丙目的基因反向连接从近年高考统计来看,基因工程考查频率明显高于其他工程,多结合情景考查基因工程特点、工具、操作程序,尤其是基因表达载体的构建及目的基因的检测与鉴定。1基因工程操作的四个步骤2PCR技术扩增3蛋白质
10、工程1(多选)(高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是()A设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列CPCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析:选BD。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列设计引物,不需要知道目的基因的全部序列,但需要考虑表达载体的序列,A错误,B正确;因PCR反应在高温条件下进行,故
11、反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,C错误;因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程,故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞,D正确。2下列关于核酸分子杂交和抗原抗体杂交的叙述,正确的是()A核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交B抗原抗体杂交的原理为碱基互补配对原则C核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录D抗原抗体杂交常以目的基因产物作为抗体解析:选C。核酸分子杂交包括DNADNA杂交和DNARNA杂交两种情况,A错误;抗原抗体杂交的原理是抗原和抗体特异性结合,B错误;在基因工程中,检测目的基因是否导入受体细胞以及有没有表达都是利用核酸分子杂交的原理,其依据是碱基互补配
12、对,C正确;抗原抗体杂交中,目的基因的表达产物作为抗原与特异性抗体结合,D错误。3(2019高考全国卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括_和_。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是_。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的_。(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_。解析:(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA
13、复制开始时是利用解旋酶进行解旋的,而在体外利用PCR技术扩增目的基因时,则是通过加热至9095 对DNA双链进行解旋的,二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中,要加热至9095 ,所以使用热稳定性高的Taq酶,而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。答案:(1)基因组文库cDNA文库(2)解旋酶加热至9095 氢键(3)Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活4将某种植物中的耐盐基因,转入水稻细胞中培育出耐盐水稻新品系。下图是培育过程简图,请回答下列问题:(1)阶段1的核心步骤是_,在这个过程中,理论上一般需用同种限制酶切割_个磷酸二酯键。(2)为保证耐盐基因
14、的正常转录,重组质粒b上耐盐基因的首端必须含有_,它是_识别和结合的位点,尾端应含有_。(3)由b到c常用的方法是_,检测转基因植株是否培育成功的最简便方法是_。(4)阶段2的培养基中除了必要的营养物质和琼脂外,还必须添加_。解析:(1)阶段1属于基因工程的操作过程,基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。若用同种酶切割质粒和含目的基因的DNA片段,则在获取目的基因时,需要从目的基因两端切割,每个DNA分子有两条链,因此需要切开4个磷酸二酯键;对于质粒来说,只要切开一个切口即可,这样需要切开2个磷酸二酯键,因此整个过程理论上一般需要切开6个磷酸二酯键。(2)转录是从基因的启动子部位开始的,因此
15、必须保证基因首端有启动子。RNA聚合酶在转录时能识别并与启动子结合,在基因的尾端应有终止子,在此处RNA聚合酶与基因分离,转录停止。(3)常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。本实验的目的是培育耐盐植物,因此可将转基因植物种植在盐碱地上观察其是否能正常生长,据此检测转基因植株是否培育成功。(4)在植物组织培养过程中,还必须在培养基中加入一定量的细胞分裂素和生长素等植物激素。答案:(1)基因表达载体的构建6(2)启动子RNA聚合酶终止子(3)农杆菌转化法将其种植在盐碱地上观察其能否正常生长(用一定浓度的盐水浇灌,观察其是否能正常生长)(4)植物激素(细胞分裂素和生长素)5(2019烟台模拟)由
16、腊梅凝集素基因控制合成的某种蛋白质能与蚜虫肠道黏膜上的受体结合,从而抑制蚜虫吸收营养物质。通过基因工程将腊梅凝集素基因转入烟草中,可增强其抗蚜虫的能力。请回答下列问题:(1)在逆转录酶的作用下,能以腊梅凝集素基因产生的mRNA作为模板按照_原则获得cDNA片段,以获取目的基因。(2)将目的基因导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法。农杆菌的Ti质粒上的TDNA具有_的特点。在该过程中需要添加酚类物质,目的是_。筛选成功导入目的基因的烟草细胞,再通过_技术获得转基因烟草幼苗。(3)将转基因烟草幼苗与非转基因烟草幼苗隔区种植,并接种等量的蚜虫,一定时间后用_法统计蚜虫的种群密度,若_,则说明转基因烟
17、草具有抗蚜虫能力。(4)上述方法获得的转基因烟草,抗虫基因可能会随_(填“花粉”或“卵细胞”)扩散传播,产生基因污染,故可以通过基因枪法将_打入烟草细胞叶绿体以实现转化,提高转基因烟草的安全性。答案:(1)碱基互补配对(2)可转移至受体细胞并且能整合到烟草细胞中染色体的DNA上吸引农杆菌感染烟草细胞植物组织培养(3)样方转基因烟草幼苗区内的蚜虫密度低于非转基因烟草幼苗区(4)花粉抗虫基因表达载体(1)限制酶DNA酶解旋酶限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列,并使两条链在特定的位置断开的酶;DNA酶是将DNA水解为基本组成单位的酶;解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链的酶。(2)DN
18、A连接酶DNA聚合酶DNA连接酶连接两个DNA片段,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。(3)基因工程中的载体细胞膜上的载体。(4)启动子(DNA片段)起始密码子(位于mRNA上);终止子(DNA片段)终止密码子(位于mRNA上)。 热考命题2细胞工程学生用书P801(2019高考江苏卷,T20)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是()A过程获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B过程需提高生长素的比例以促进芽的分化C过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性解析:选D。过程获得的原生质体不
19、能悬浮在30%的蔗糖溶液中,30%的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡,A项错误;过程为再分化过程,需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,B项错误;过程不需要用秋水仙素处理,愈伤组织细胞就已经有了细胞壁,C项错误;原生质体虽无细胞壁,但含有细胞核等结构,即含有全部的遗传信息,原生质体仍保持细胞的全能性,D项正确。2(2018高考江苏卷,T8)花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是()A为了防止微生物污染,过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 minB过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的
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