大题07现代生物科技专题（一）-2022年高考生物之（原卷版）

大题07现代生物科技专题（一）1．布鲁菌病是一种由布鲁菌引起的人鲁共患传染病，简称布病。为研制快速检测布病的产品，科研人员对布鲁菌单克隆抗体的制备进行了相关研究。回答下列问题：（1）布鲁菌单克隆抗体能用于布病的检测，其原理是依据了__________________________的特性。（2）在制备布鲁菌单克隆抗体时，要先在小鼠体内注射布鲁菌的脂多糖(LPS)，才能在小鼠的____________________细胞中形成相应B淋巴细胞，注射LPS后能形成相应B淋巴细胞的原因是_______________________________________________________________。（3）在获得相应B淋巴细胞后，要将其与鼠的______________________融合，并用特定的选择性培养基进行筛选，在该培养基上_____________细胞和____________的细胞都会死亡，从而可筛选出具有___________________________________________________特点的杂交瘤细胞。（4）利用杂交瘤细胞进行体外培养获得单克隆抗体后，可用该抗体分别与布鲁菌和其他细菌的裂解抗原进行反应，若____________________________，则说明该单克隆抗体的特异性强。2．新型冠状病毒是一种RNA病毒，其表面的刺突蛋白（简称S蛋白）是主要的病毒抗原，在康复患者血清中有抗S蛋白的特异性抗体。我国科学家研发的针对新型冠状病毒的重组蛋白疫苗操作流程如下图。回答下列问题：（1）步骤①中以RNA为材料可以获得cDNA，其原理是_______________。（2）为了便于扩增的S蛋白基因与表达载体连接，需在引物的______________端加上限制酶的酶切位点，并且常在两条引物上设计加入不同的限制酶的酶切位点，目的是______________。（3）要使S蛋白基因在大肠杆菌中表达，需要通过步骤②构建重组表达载体，而不能直接将S蛋白基因导入为肠杆菌，原因是______________。该步骤需要用DNA连接酶将______________连接起来形成重组表达载体。（4）进行步骤③时，常用______________处理大肠杆菌，一般不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是___________________________。（5）为检测步骤④获得的S蛋白是否能引起与新型冠状病毒S蛋白相同的免疫反应，简便可行的方法是____________________________。3．B基因存在于水稻基因组中，仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。请据图回答：（1）可从水稻体细胞或___________中分离B基因。B基因在水稻卵细胞中不转录，从基因结构角度推测其可能的原因是卵细胞中__________________________。（2）Luc基因是荧光素酶基因，能催化荧光素产生荧光。BLuc融合基因形成过程中需要的酶是___________。（3）过程①转化筛选时，需要先将农杆菌接种到含有___________的培养基上培养一段时间，之后再采用影印法（即采用无菌纱布盖在已形成菌落的培养基表面影印）将已形成菌落的菌种接种到含有___________的培养基上培养，之后对比两个培养基上的菌落，挑选合适的菌落接种，进行扩大培养备用。（4）最终获得转基因植物的卵细胞出现_________，则证明B基因在水稻卵细胞中成功表达。（5）从转基因水稻植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明___________________________。4．生长激素是由垂体分泌的肽类激素，在人体生长发育中起着关键性作用。其促进机体软骨细胞增殖的调节过程如图所示（图中“+”是促进，“”是抑制）。请回答下列问题：（1）垂体合成生长激素时，细胞中“搬运工”_________将氨基酸运到蛋白质的“生产线”，蛋白质的“生产线”是__________的结合体。（2）研究人员研究时发现，有的儿童身材矮小的原因是IGFⅠ基因缺失。据图推测这类儿童体内GH水平应_________（填“低于”“等于”或“高于”）正常儿童，理由是______________。（3）据图所知，GH和IGFⅠ都能促进软骨细胞的增殖。研究人员想利用以下实验材料：离体的软骨细胞、细胞培养液、GH、IGFⅠ等，通过细胞培养技术培养后检测细胞增殖率，以探究GH促进软骨细胞增殖的两条途径中，哪条为主要途径？请你设计该实验的主要思路：__________。（要求：只写实验思路，不写预期结果和结论）5．小麦纯合自交系川农16具有穗大、粒多、抗病等优良特性，可通过导入抗除草剂基因bar使其获得抗除草剂性状，具体技术路线如图所示。其中抗除草剂基因bar来源于野生型植物甲，抗草甘膦基因aroA是选择标记基因，报告基因能在特定情况特定组织中表达。（1）图中构建表达载体的过程需要用两种不同的限制酶切割，比用一种限制酶切割的优点是_______。很多启动子具有物种特异性，在图中Ti质粒的TDNA中插入除草剂抗性基因bar时其上游启动子应该选择_______。A．野生植物甲启动子B．农杆菌启动子C．小麦川农16的启动子（2）农杆菌转化愈伤组织时，TDNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选已转化的愈伤组织，需使用含_________的选择培养基。但在转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织，出现蓝色的是_________。①无农杆菌附着的未转化愈伤组织②无农杆菌附着的转化愈伤组织③农杆菌附着的未转化愈伤组织④农杆菌附着的转化愈伤组织（3）转化后经筛选的愈伤组织需转换培养基继续培养，此时培养基需添加的植物激素为________，部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是___________。培养获得的转基因植株不一定稳定遗传，须将转基因植株进行__________，继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合系。（4）TDNA序列可随机插入到愈伤组织DNA中导致插入位点基因功能丧失。上述实验中偶然获得了一个突变体F，产量明显低于小麦川农16。研究者用某种限制酶处理突变体F的DNA，得到图2，若以此为模板进行PCR扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列，需选择的引物是__________。6．M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，将目的基因和质粒“缝合”在一起的工具酶是_______。该酶据来源可以分为两类，其中______既可以“缝合”粘性末端，又可以“缝合”平末端。将重组质粒导入成纤维细胞常用的方法是______。（2）动物细胞培养液中通常需要添加一定量的______，以防止培养过程中的污染。在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是____________。（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为______________（答出两点即可），功能上具有_______________。（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的_________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。7．下图中亲本植株体细胞染色体数为2n，A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程。请据图回答下列问题：（1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是___________，该技术除用于植物的微型繁殖外，还能用于_______________________（答出一点即可）。（2）某同学取A过程的薄壁细胞制成临时装片进行观察，可观察到后期细胞中染色体组数为_____________。B过程中①需经过的生理过程有_____________。C过程出现先芽后根的原因是：_________________。（3）②过程表示原生质体融合，其原理是_____________。科学家利用D过程培育出了白菜—甘蓝，此技术与杂交育种相比具有的优点是________________。（4）图中______________过程获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。8．根据以下植物基因工程的操作步骤，回答有关问题。（1）利用PCR技术从cDNA文库中获取目的基因（基因序列未知），需根据相应蛋白质的氨基酸序列设计多种引物，原因是____________，基因表达载体中目的基因上游的____________是RNA聚合酶的识别位点。（2）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是____________。（3）下图是利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入植物受体细胞的示意图。图中质粒含CRISPR基因和Cas9基因，CRISPR基因转录的sgRNA可以特异性识别细胞核DNA分子中的特定序列，Cas9基因表达的Cas9酶能切割被sgRNA识别的DNA序列。重组片段中的目的基因，能通过DNA损伤修复和被切割的DNA序列连接。sgRNA通过____________特异性识别细胞核DNA分子中的有关序列，sgRNA、Cas9酶和基因工程中的基本工具____________作用相似。不同基因工程中利用的CRISPR/Cas9质粒有差异，这些质粒中所含的CRISPR基因通常是____________（填“相同”或“不同”）的，所含的Cas9基因通常是____________（填“相同”或“不同”）的。（4）利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将目的基因导入受体细胞与“（2）”中使用的方法相比，优点是____________。9．烟草冠瘿瘤B6S3细胞为白色细胞，在人工培养基上不能发育为绿色组织，但其细胞核中含控制生长素合成的基因。矮牵牛为绿色植株，不含控制生长素合成的基因，其细胞的生长发育必须摄取外源生长素。科研人员将这两种细胞的原生质体经融合、筛选和培养获得了杂种植株。回答下列问题：（1）在离体条件下培养植物的细胞，可获得试管苗，其原理是__________。不同细胞的原生质体能相互融合，依赖于__________。（2）这两种细胞融合时，培养基上有白色和绿色的再生细胞团，筛选杂种细胞时应先淘汰__________的细胞团，剩余的细胞团中可能的融合情况有__________，再将剩余的细胞团转移到__________的培养基上进行培养、筛选。（3）下图中A、B、C表示不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由培养基中_________不同造成的。C中的根是由愈伤组织经过__________形成的。10．现代生物技术在改变着人类的生活，阅读下面材料完成相关问题：材料一：日前，英国研究人员利用最新的3D打印技术，“打印”出了活体胚胎干细胞。实验证明，这些干细胞仍保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力。科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞，在实验室已成功克隆出了数个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。请回答：（1）自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的___________中分离出来的一类细胞。（2）上述过程中要应用到的动物细胞工程技术有_______________________。（3）将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，在分子水平上需要采用____技术。（4）胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状况有关。在胚胎移植操作中，应对供体和受体母畜进行_______处理才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。材料二：不断恶化的生态环境，正在对人类的生存和发展构成严重的威胁。运用生态工程可对遭到破坏的生态环境进行修复和重建。（5）生态工程建设的目的是遵循自然界________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止___________，达到生态效益与经济效益的同步发展。生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理中的3项：_______________________________。11．核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA片段）导入动物体细胞内，通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防或治疗相应疾病的一类新型疫苗。研究表明核酸疫苗不仅具有良好的免疫原性与安全性，且由于核酸更易于修饰与改造，较以往蛋白疫苗具有更大的灵活性和更广阔的应用前景。请回答：（1）研发DNA疫苗时，构建含有病原体抗原基因表达载体的过程中需要用到的工具酶有_____________。（2）图中所用的载体是_____，构建基因表达载体的目的是_____，基因表达载体中，驱动病原体抗原基因转录的结构为_____。（3）mRNA疫苗可以由计算机设计、制造并通过高速机器大批量生产。目前用于制造疫苗的RNA有两种，非复制型mRNA和自我扩增型mRNA，从图中可以看出自我扩增型mRNA的优点是可在细胞内_____。mRNA常被包裹在脂质体颗粒中注射到相关人员的手臂肌肉，脂质体颗粒的作用是_____。（4）病毒核酸检测试剂盒通常以病毒独特的基因序列为检测靶标。PCR扩增时每一个循环分为_____三步，使靶标DNA序列呈指数增加。每一个扩增出来的DNA序列都与预先加入的一段荧光标记_____结合，产生荧光信号，扩增出来的靶标DNA序列越多，累积的荧光信号就越强。在没有病毒的样本中，因为没有靶标DNA序列扩增，所以就检测不到荧光信号增强。12．通过基因工程利用小球藻生产人胰岛素能克服利用细菌生产时的不利影响。小球藻可大规模种植，并且所生产的胰岛素可以直接用于医疗和保健，该技术能提高小球藻的药用价值，形成高附加值的生物技术产品，同时也能降低医用蛋白的价格，使人胰岛素的应用得到普及。回答下列问题：（1）基因工程操作的核心步骤是____________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以通过复制遗传给下一代，使目的基因表达和发挥作用。（2）基因表达载体上的终止子的作用是____________。（3）在生物体外常用PCR技术来扩增目的基因，PCR的原理是_____________。在PCR体系中需要加入dNTP（dATP、dTTP、dGTP、dCTP），dNTP脱去两个磷酸后形成的物质能作为DNA合成的原料，则dATP和ATP在组成成分上的差别是____________，在PCR体系中____________（填“需要”或“不需要”）加入ATP。13．化疗是治疗肿瘤常用的方法之一。肿瘤一般处于细胞外间隙的深部，使用高效的细胞毒索药物进行化疗可有效杀伤肿瘤细胞，但细胞毒素无特异性，杀伤肿瘤细胞的同时也会杀死正常细胞。科研人员通过细胞毒素类药物和单克隆抗体结合制成“生物导弹”，实现了药物对肿瘤细胞的选择性杀伤。回答下列问题。（1）“生物导弹”通常由__________、接头和__________组成。（2）“生物导弹”利用了单克隆抗体__________的特点，制备单克隆抗体的过程涉及的细胞工程技术有__________。（3）制备单克隆抗体时，应先给小鼠注射癌细胞特有的抗原来免疫小鼠，然后从小鼠体内获取已免疫的B淋巴细胞，再让其与__________融合形成__________。诱导动物细胞融合时，常用的化学诱导剂是__________。（4）制备“生物导弹”时，应选择相对分子量较__________(填“大”或“小”)的抗体，原因是__________。14．人体血清白蛋白在肝脏细胞中合成，是血浆中含量最丰富的蛋白质，在临床上有着广泛的用途。如图为利用乳腺生物反应器和工程菌生产人血清白蛋白的操作流程。回答下列问