2021届新高考二轮复习现代生物科技专题作业

1、2021届新高考二轮复习现代生物科技专题作业1. （2020-深圳一模）赖氨酸是人体的必需氨基酸，而玉米等谷 类食物中赖氨酸含量却很低。科学家已成功地利用转基因技术改良玉 米，提高其赖氨酸含量。回答下列问题。（1）从基因控制性状的两种方式考虑，提高玉米赖氨酸含量的 途径有两种:一是将 编码基因导入玉米并进行正常表达；二是 以提高细胞中游离赖氨酸含量。（2）要完成这一精确的转基因工程，获取目的基因后还需借助 等工具酶构建基因表达载体，再将表达载体导入受体细胞。受体细胞 可用已分化的玉米体细胞，原因是。（3）研究发现，玉米中赖氨酸含量低的原因是赖氨酸合成过程 中的关键酶（甲）受细胞内赖氨酸的浓度影

2、响。推测，高浓度赖氨酸 甲的活性，这属于 调节机制。为降低甲对赖氨酸的敏感性，可 将甲的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，这属于 工程范畴。解析：（1）基因控制性状通常有两条途径，一条控制蛋白质的合 成，一条控制酶的合成。因此，从基因控制性状的两种方式考虑，提 高玉米赖氨酸含量的途径有两种：一是将富含赖氨酸的蛋白质编码基 因导入玉米并进行正常表达；二是提高赖氨酸合成酶活性（或降低赖 氨酸分解酶活性）以提高细胞中游离赖氨酸含量。（2）限制性核酸内 切酶（限制酶）和DNA连接酶等工具酶是构建基因表达载体常用的 酶。已分化的植物体细胞具有全能性，可通过植物组织培养技术获得 转基因植株（植物细胞具有全能

3、性），故受体细胞可用已分化的玉米体细胞。（3）赖氨酸合成过程中的关键酶（甲）受细胞内赖氨酸浓度 影响，可能导致赖氨酸含量低。高浓度赖氨酸抑制甲的活性，使得赖 氨酸的含量下降，这属于负反馈（反馈）调节机制。为降低甲对赖氨 酸的敏感性，可将甲的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，这属于蛋白 质工程范畴。答案：（1）富含赖氨酸的蛋白质 提高赖氨酸合成酶活性（或降 低赖氨酸分解酶活性）（2）限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA 连接酶已分化的植物体细胞具有全能性,可通过植物组织培养技术 获得转基因植株（植物细胞具有全能性） （3）抑制 负反馈（反 馈）蛋白质2.（2020-大连试题）马拉硫磷是一种接触杀虫剂

4、，为保护环境， 可利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂降解马拉硫磷残留, 流程如下图所示。请回答有关问题：（1）提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是。过程中以mRNA为材料可以获得cDNA， 其原理是。（2）过程中，需要使用PCR仪扩增出CarE基因，其前提 是。进行扩增时，反应的温度和时间 需根据具体情况进行设定，下列选项中（填序号）的设定与 引物有关， （填序号）的设定与扩增片段的长度有关。变性温度复性温度延伸温度变性时间复性 时间延伸时间2（3）与一般的质粒载体相比，重组表达载体需要具有、 等调控组件。（4）在过程中，常用C32+处理大肠杆菌，其目的是。（5）用羧

5、酸酯酶（CarE）抗体检测该工程菌的培养物时，培养 液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发 酵时，应从 中分离、纯化竣酸酯酶（CarE）。解析（1）提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其 目的是防止RNA被降解。过程中以mRNA为材料可以获得cDNA, 原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板，按照碱基互补配对 原则，可以合成cDNA。（2）过程中，需要使用PCR仪扩增出CarE 基因，PCR的前提是有一段已知目的基因的核普酸序列。进行扩增 时，退火温度的设定与引物有关，引物中C、G比例越高，退火温度 越高；延伸时间的设定与扩增片段的长度有关，扩增片段越长，复制

6、 时间越长；故与引物有关的有，与扩增片段的长度有关的有。（3） 与一般的质粒载体相比，重组表达载体需要具有启动子、终止子等调 控组件。（4）在过程中，常用Ca2+处理大肠杆菌，其目的是使其 成为感受态细胞，使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子。（5）用羧 酸酯酶（CarE）抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体 反应，菌体有抗原抗体反应，则说明生产的羧酸酯酶位于细胞内，故 用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体中分离、纯化羧酸酯酶（CarE）。答案（1）防止RNA被降解 在逆转录酶的作用下，以mRNA 为模板（按照碱基互补配对原则）可以合成cDNA（2）有一段已知目的基因的核苷酸序列 （3）启

7、动子终止子（4）使其成为感受态细胞，使大肠杆菌更容易吸收重组DNA 分子 （5）菌体3. （2020-广州一模）蛛丝蛋白纤维是目前已知的最坚韧的天然 纤维之一，又被称为“生物刚”。为了提高羊毛纤维的拉伸强度，科 学家将蜘蛛牵丝蛋白基因整合到转基因细毛羊,并用此细胞作为核供 体，结合核移植技术，成功获得了能合成蛛丝蛋白的转基因细毛羊。 回答下列问题。（1）检测蜘蛛牵丝蛋白基因是否成功导入到羊胎儿成纤维细胞, 一般采用的方法是，可使用 作为探针对目的基因检测。（2）将转基因成功的羊胎儿成纤维细胞作为核供体细胞，在对 其进行体外培养时，传代一般都控制在10代以内，原因是。（3）用细毛羊卵母细胞作为核

8、移植的受体，在核移植之前必须 先对卵母细胞进行的操作有。（4）为检测出生小羊是否成功表达牵丝蛋白基因，可采用的方 法有 （填序号）。DNA测序染色体倍性分析体细胞结构分析抗原 抗体杂交对羊毛纤维进行拉伸度测试（5）为了提高已有重组胚胎的利用率，可采用 技术，但此技术产生同卵多胚的数量是有限的，从后代数量的角度分析，采 用羊胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆的优势在于。解析：（1）检测蜘蛛牵丝蛋白基因是否成功导入到羊胎儿成纤维 细胞，可采用DNA分子杂交技术检测，其原理是碱基互补配对。所 用探针为放射性同位素标记（或荧光标记）的蜘蛛牵丝蛋白基因对目的基因进行分子水平上的检测。（2）供体细胞采用的

9、是羊胎儿成纤维 细胞，而不是成年个体成纤维细胞的原因是胎儿成纤维细胞分裂次数 少。用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原 因是该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变，能 保持正常的二倍体核型。（3）核移植的受体细胞常选用去核卵母细胞 的原因：卵母细胞大，容易操作；卵母细胞质多，营养丰富；含有促 使细胞全能性表达的物质。核移植的受体应选用处于 乂11中期的卵 母细胞。在核移植之前，需将卵母细胞培养至减数第二次分裂中期去 掉卵母细胞的细胞核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤 维细胞。（4）目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过检测羊毛 纤维的拉伸强度来确定

10、外，还可以通过抗原一抗体杂交技术反应来判 断，故选。（5）为了提高重组胚胎的利用率，可采用胚胎分割移 植技术。用于分割的胚胎应是桑椹胚或囊胚阶段的胚胎。采用胎儿成 纤维进行转基因体细胞克隆，属于无性生殖，因为整合有目的基因的 成纤维细胞可进行传代培养，从数量上看可以获得大量遗传物质相同 的后代。答案：（1） DNA分子杂交 放射性同位素标记（或荧光标记） 的蛛丝蛋白基因 （2） 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型（3）培养至减数第二次分裂中期，去核 （4）（5）胚胎分割 可以获得大量遗传物质相同的后代4. （2020南昌模拟）据报道，英国议会下院投票通过一项历史 性法案，允许以医学手段培育

11、“三亲婴儿。“三亲婴儿”的培育过程 可选用如下技术路线。请回答下列问题：5（1）过程采用的是细胞工程中的 技术。图中“三亲婴儿”的染色体来自 和父亲提供的细胞核。（2）进行过程时，所用的父亲精子需经过 处理。过程中防止多精入卵的屏障有 和 反应。判断卵子是否受精的重要标志是。（3）过程采用的是胚胎工程中的 技术，该过程所用培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、 氨基酸、核苷酸等营养成分以及 等物质，胚胎一般发育到 阶段可向受体移植。（4）若捐献者携带红绿色盲基因，则该基因 （能或不 能）遗传给“三亲婴儿”。解析（1）图中据图分析，图中是核移植过程，“三亲婴儿” 的染色体来

12、自母亲和父亲提供的细胞核。（2）进行过程体外受精时， 所用的精子需经获能处理。过程中防止多精入卵的屏障有透明带反 应和卵细胞膜反应。判断卵子受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带 的间隙可以观察到两个极体。（3）过程采用的是早期胚胎培养技术， 该过程所用培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生 素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及（动物）血清等物质，胚 胎一般发育到桑椹胚或囊胚阶段可向受体移植。（4）因为捐献者提供 的是卵细胞的细胞质，若捐献者携带红绿色盲基因，则该基因不能遗 传给“三亲婴儿，答案（1）核移植 母亲 （2）获能 透明带反应 卵细胞膜 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两

13、个极体（早期） （3）胚 胎培养 （动物）血清 桑椹胚或囊胚 （4）不能5.（2020-广东六校联考）现有甲、乙两种双子叶植物，植物甲含有抗旱基因而具有极强的抗旱性，植物乙抗旱性低。若将该抗旱基 因转移至植物乙中，有可能提高后者的抗旱性。目前，基因工程中使 用的限制酶主要从原核生物中分离纯化获得。含有限制酶的细胞通常 还具有相应的甲基化酶,它可以在基因组胞嘧啶5,碳位共价键结合一 个甲基基团，对DNA序列进行修饰。回答下列问题：（1）为获取抗旱基因，可以先从植物甲中提取该基因mRNA， 然后经过程获得cDNA。基因工程的核心步骤是。（2）使用PCR技术扩增抗旱基因时，可选择图中A、B、C、 D

14、四种单链DNA片段中的 作为引物，此过程还需要酶，但不需要解旋酶，而是利用 使DNA解旋。抗旱基因,1I A u v I I U 刀 I I 5，（3）原核细胞中的限制酶可切割外源 DNA，但不破坏自身 DNA，其原因可能是； 。（4）在大田里栽培转基因植物时，要求转基因植物与传统作物 之间应该间隔足够远的距离，以免。解析：（1） cDNA文库是通过mRNA经过逆转录过程获得的， 故为获取抗旱基因，可以先从植物甲中提取该基因mRNA,然后经 逆转录过程获得。口。基因表达载体的构建是基因工程的核心步 骤。（2）PCR技术即是体外合成DNA的技术，在扩增抗旱基因时， 图示显示在高温条件下发生变性过

15、程，抗旱基因的两条链解开，然后 进入中温复性过程，即引物与两条单链之间形成氢键，通常要两种引 物分别与两条单链完成碱基互补配对，由于DNA分子是反向平行的, DNA复制的方向是由5向3端延伸，游离的脱氧核苷酸依次连在了3,端的位置，故图中的B、C为该扩增过程的两个引物，此过程需要 的DNA聚合酶需要耐高温，因为该过程中的解旋过程用的是高温解 旋，而Taq聚合酶是符合耐高温条件的。（3）原核细胞中的限制酶可 切割外源DNA，但不破坏自身DNA,其原因可能是细胞自身的 DNA分子没有该限制酶的识别序列；甲基化酶对细胞自身的DNA 进行甲基化，限制酶无法识别修饰后的DNA序列。（4）基因污染是 指转

16、基因植物的花粉与近缘物种进行杂交,从而使得近缘物种有了转 基因物种的性状，造成不必要的麻烦。故在大田里栽培转基因植物时， 要求转基因植物与传统作物之间应该间隔足够远的距离，以免目的基 因随花粉传播，与传统植物发生杂交，造成基因污染。答案：（1）逆转录 构建基因表达载体 （2） BC Taq酶 高 温 （3）细胞自身的DNA分子没有该限制酶的识别序列 甲 基化酶对细胞自身的DNA进行甲基化，限制酶无法识别修饰后的 DNA序列（4）目的基因随花粉传播，与传统植物发生杂交，造成 基因污染。6.人乳铁蛋白（hLF）对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研 究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转

17、染研究，主 要流程如下图，图中Ase I Nhe I、Sal I、BamH I代表相关限制酶 切点，neor为新霉素抗性基因，BLG基因为0乳球蛋白基因，GFP 基因为绿色荧光蛋白基因。请回答：iliI股细胞（1）过程中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RTPCR, 是因为。在RTPCR过程中，加入的引物需在5, 端添加 两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB 中。（2）过程中，hLF基因插入到BLG基因之后的目的 是。过程中，使用人工膜制成的脂质体 将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是。（3）将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中 培养，能够存活的细胞应该是导入 的

18、细胞，再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中，以筛选出转染成功的细 胞。（4）要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细 胞的细胞核移植到山羊 细胞中，再借助技术孕育出羊羔。解析：（1）人肌肉细胞是高度分化的细胞，hLF基因在人肌肉 细胞中不转录（表达），故过程中，不能从人肌肉细胞中提取RNA 用于RTPCR。Sal I和BamH I在质粒上挨着，切割质粒不破坏其他 基因，故在RTPCR过程中，加入的引物需在5,端添加Sal I和BamH I两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。（2）过程 重组载体的构建，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是使人乳 铁蛋白基因在山羊的

19、乳腺细胞中表达。过程重组载体导入受体细 胞，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要 原理是生物膜具有一定的流动性。（3） neor为新霉素抗性基因，具 有抗新霉素的作用，故将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素 的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入pEB质粒或pEBL质 粒的细胞，GFP基因为绿色荧光蛋白基因，作为标记基因，可再利 用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中是否有绿色荧光，以筛选出转 染成功的细胞。(4)要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的 乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核卵母细胞中，再借助早期胚胎 培养和胚胎移植技术孕育出羊羔。答案(1)hLF基因在人

20、肌肉细胞中不转录(表达)Sal I和 Bam HI (2)使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达 生物 膜具有一定的流动性 (3) pEB质粒或pEBL质粒 是否有绿色荧 光 (4)去核的卵母 早期胚胎培养和胚胎移植.回答下列有关现代生物科技的基础知识。(1 ) 生态工程遵循的基本原理有 (至少答出两点)、整体性原理和系统学与工程学原理等。(2)桑基鱼塘生态工程能将蚕沙、蔗叶、滤泥等变成鱼类的饵 料，塘泥中的微生物能将有机物转化成无机物，为甘蔗、桑树的光合 作用提供无机营养，这一过程不但实现了废弃物的,而且体 现了生态经济的“循环经济”原则。(3)培育克隆人和克隆动物的原理基本相同。中国政府对

21、克隆 人的态度是禁止生殖性克隆人，不反对。(4)动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础，动物细胞 培养需要满足以下条件： 的环境、营养、温度和pH、 气体环境。(5 )单克隆抗体最主要的优点在于它的 强、高，可大量制备。解析(1)生态工程遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种 多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学与工程学原理等。10（2）这一过程不但实现了废弃物的资源化（物质的多途径利用），而 且体现了生态经济的“循环经济”原则（物质循环）。（3）克隆动物 是核移植的结果，没有经过精子和卵细胞的结合。中国政府对克隆人 的态度是禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆，治疗性克隆属于细 胞工程，如将治疗性克隆用于治疗白血病人的骨髓移植。（4）当前细 胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染 色体操作及基因转移等方面。动物细胞培养技术是动物细胞工程技术 的基础，动物细胞培养需要满足以下条件：无菌、无毒的环境、营养、 温度和pH、气体环境。（5）单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的 高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备， 单克隆抗体最主要的优点在于它的特异性强、灵敏度高，可大量制备。