《创新大课堂》2021高考生物(人教版)大一轮总复习高考热点突破-选修3部分

选修三部分考点十五基因工程[高考猜想](1)基因工程是高考命题的重点和热点，命题点主要涉及以下内容：①基因工程的原理和操作工具；②基因工程的操作流程；③基因工程与胚胎工程、植物组织培育内容的综合考查。(2)以最新的基因工程的争辩成果为背景，结合生物工程的其他技术进行综合考查将是高考的命题趋势。[猜想体验]基因工程利用某目的基因(图甲)和Pl噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是()A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体B．构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和Pl噬菌体载体C．图乙中的P1噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团D．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNAD[从图甲看出，用EcoRⅠ切割目的基因后两端各有一切口，与图乙中EcoRⅠ切口对接时，可有两种可能，即可产生两种重组DNA。]2．下列有关基因工程和酶的相关叙述，正确的是()A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性B．运载体的化学本质与载体蛋白相同C．限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸D．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键C[一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，因此具有专一性；运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，成分不单一，载体蛋白本质是蛋白质；烟草花叶病毒的核酸为RNA，限制酶不能切割；DNA连接酶可催化黏性末端黏合后的磷酸二酯键形成。]3．下列有关培育转基因动物的相关叙述，正确的是()A．整个培育过程的设计和施工都是在细胞水平上进行的B．培育转基因动物所需的目的基因都是从供体细胞中直接分别得到的C．转基因动物的培育成功，表明科学家可打破物种界限，定向改造生物性状D．转基因动物与原动物相比，由于发生了基因突变而使其基因型发生了转变C[转基因动物培育的转基因过程是在分子水平进行操作；目的基因猎取可以从cDNA文库、化学合成法等；转基因动物的培育成功，表明科学家可打破物种界限，定向改造生物性状；转基因技术原理是基因重组。]4．(2022·青岛质检)如图所示是转基因绿色荧光鼠的培育过程，据图回答相关问题。(1)若需在短时间内获得较多的GFP基因，通常接受________技术。(2)过程①是转基因技术的核心步骤，为使GFP基因在小鼠细胞中高效表达，需要把GFP基因片段正确插入表达载体的________之间。(3)③过程在使用合成培育基进行培育时，通常需要加入________等自然成分。(4)②过程通常接受的技术是________；在个体水平上检测GFP基因是否表达的方法是________。(5)④过程通过________技术实现。科学家欲获得多个相同性状的绿色荧光小鼠，则应当选择发育良好、形态正常的桑椹胚或________，将其移入盛有操作液的培育皿中，然后用分割针进行分割。答案(1)PCR(2)启动子和终止子(3)血清(或血浆)(4)显微注射观看小鼠是否发出绿色荧光(5)胚胎移植囊胚5．浙江高校农学院喻景权教授课题组最新争辩发觉，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，很多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药渐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的试验操作，请回答：(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有________、________。步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指________。(2)图中导入重组质粒的方法是________，在导入之前应用________处理受体细菌。(3)导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用________制成探针，检测是否导入了重组基因，在培育基中加入________可将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)请指出喻景权教授课题组这一最新争辩发觉的生态学意义：_______________________________________________________。解析进行基因工程操作时，首先要猎取目的基因，其方法有多种：从cDNA文库中猎取、从基因组文库中猎取、人工合成目的基因或PCR合成等。图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入表达载体，导入后，需检验和筛选。该项争辩的生态学意义在于分解了残留农药，疼惜了环境。答案(1)从cDNA文库中猎取、从基因组文库中猎取、人工合成目的基因或PCR合成(任选其中两项即可)耐热的DNA聚合酶(2)转化法氯化钙溶液(3)红霉素抗性基因红霉素(4)加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于疼惜环境和人体健康6．我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比一般大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的养分品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答。(1)铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用________法获得此目的基因或用________扩增目的基因。(2)构建重组Ti质粒时，通常要用________分别切割________。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培育时，通过培育基2的筛选培育，可以获得________；培育基3与培育基2的区分是________。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻________。(4)为争辩外源基因的遗传方式，将T0代植株上收获的种子种植成T1代株系，检测各单株的潮霉素抗性。在检测的多数T1代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3∶1，此结果说明外源基因的遗传符合________。有少数T1代株系的全部植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的缘由是______________。解析(1)由于铁结合蛋白基因的脱氧核苷酸序列已知，因此可以用化学合成或从基因文库中猎取目的基因法获得此目的基因或用PCR扩增目的基因。(2)构建重组Ti质粒时，通常要用限制性核酸内切酶分别切割含目的基因的DNA片段和质粒。将重组Ti质粒转入农杆菌时，要用CaCl2处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培育时，通过培育基2的筛选培育，可以获得含有重组质粒即有潮霉素抗性的愈伤组织；对于培育基3与培育基2可以通过调整生长素和细胞分裂素的浓度比例实现其不同的作用，通过检测转基因水稻种子中铁含量，可以知道培育转基因水稻的目的是否达到。(4)在检测的多数T1代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3∶1，说明外源基因的遗传符合基因分别定律。有少数T1代株系的植株中，潮霉素抗性基因没有表达，可导致植株表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因。答案(1)化学合成(从基因文库中猎取目的基因)PCR(2)(同种)限制性核酸内切酶含目的基因的DNA片段和质粒CaCl2(3)含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例(成熟)种子中铁含量(4)基因分别定律潮霉素抗性基因没有表达(或“潮霉素抗性基因丢失”)7．下图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程：(1)将野生绿草莓的叶片离体组织培育成四倍试管苗的过程，体现了植物细胞的________性，此过程中秋水仙素的作用机理是____________________________________________________________________________。(2)欲获得抗虫草莓可从蛋白酶抑制剂基因、生长素诱导基因中选择________作为目的基因，要鉴定草莓的抗虫性，从个体水平上可接受________试验。(3)Ⅱ过程常规方法接受杂交育种，还可先用花药离体培育分别获得抗虫草莓和凤梨草莓的________，再用________________技术获得同时具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，该技术常用的酶有________________。(4)挂念农夫进展经济时，要留意一些实际问题，如草莓新品系应种植在阳光充分，疏水性好的土壤里，这主要体现了生态工程的________。A．物种多样性原理 B．整体性原理C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理解析(1)将野生绿草莓的叶片离体组织培育成四倍试管苗的过程，体现了植物细胞的全能性，此过程中秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体形成从而引起细胞内染色体数目加倍。(2)欲获得抗虫草莓应选择蛋白酶抑制剂基因作为目的基因，要鉴定草莓的抗虫性，从个体水平上可接受抗虫接种试验。(3)要获得同时具凤梨风味和抗虫特性的六倍体草莓，可先用花药离体培育分别获得抗虫草莓和凤梨草莓的单倍体，再用植物体细胞杂交技术进行细胞融合，该技术常用纤维素酶和果胶酶破坏细胞壁。(4)草莓新品系应种植在阳光充分，疏水性好的土壤里，这体现了生态工程的协调与平衡原理。答案(1)全能抑制纺锤体形成(从而引起细胞内染色体数目加倍)(2)蛋白酶抑制剂基因抗虫接种(3)单倍体植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶(4)C8．(2022·郑州模拟)我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗，其有效成分是一种叫做乙肝表面抗原的蛋白质(S蛋白，对应的基由于S基因)，请回答下列问题。(1)在这项技术中，S基因属于________。(2)用________处理S基因和运载体，并用________使之结合，这里的DNA片段两两结合的产物有________种，除了S基因，构建好的表达载体还应具有________等结构。(3)将表达载体导入到哺乳动物细胞，筛选得到工程细胞。使用合成培育基培育工程细胞时，通常需要加入________等自然成分。工程细胞在生长过程中有__________________现象，需要定期使用________酶处理，以便于分瓶连续培育，在培育过程中，定期收集培育液，分别纯化即可得到所需产品。(4)由于哺乳动物细胞娇嫩挑剔，培育较难，成本较高，近些年科学家们又制造了“乳腺生物发生器”，从饲养的转基因动物分泌的乳汁中提取所需产品。在这种技术中，构建表达载体时需要将S基因与________等调控组件重组在一起，并将表达载体通过________的方式，导入到哺乳动物的________(填细胞名称)。(5)人的肠道具有独立的黏膜免疫系统，这使得口服疫苗成为可能，但有效的口服疫苗必需要在到达肠道的过程中躲避胃酸和蛋白酶的降解，否则就会失效。假如要生产口服的乙肝疫苗，抱负的受体是植物细胞，理由是________。可食的转基因的植物疫苗的优点有(至少答出两点)：________________________________________________________________________。解析(1)S基由于目的基因。(2)用同一种限制酶切割S基因和运载体会使其产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时会毁灭目的基因－运载体、目的基因—目的基因、运载体—运载体3种两两连接产物；基因表达载体应含有目的基因、标记基因、启动子和终止子等结构。(3)动物细胞培育液中需加入动物血清，动物细胞培育时，会毁灭贴壁生长和接触抑制现象，需要用胰蛋白酶定期处理。(4)为保证目的基因表达，需将目的基因和启动子、终止子调控组件重组在一起，常用显微注射法把基因表达载体注射到动物受精卵中。(5)因植物细胞有细胞壁，可以使疫苗成分避开胃酸和蛋白酶的降解；可食的转基因植物疫苗具备可以直接口服、使用简便、便于推广；运输便利、贮存简洁等优点。答案(1)目的基因(2)同一种限制酶DNA连接酶3启动子、终止子、标记基因(3)动物血清贴壁生长和接触抑制胰蛋白(4)乳腺蛋白基因的启动子显微注射受精卵(5)植物细胞有细胞壁，可以使细胞中的疫苗成分避开胃酸和蛋白酶的降解生产简洁、成本低廉，简洁大量生产制造；直接口服，使用简便，便于推广；运输便利，贮存简洁(其他合理答案亦可)考点十六细胞工程和胚胎工程[高考猜想](1)从近几年的高考命题状况看，考查点主要分布如下：①动物细胞培育与单克隆抗体的制备。②植物组织培育及其应用。③胚胎工程的操作流程及其应用。(2)细胞工程、胚胎工程与基因工程是现代生物科技的核心，在高考试题中多综合考查。[猜想体验]下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述不正确的是()A．图中试验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原B．利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导细胞融合获得乙C．用特定的选择培育基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长D．丙需进行克隆化培育和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁C[用特定的选择培育基对乙筛选，融合具有同种核的细胞和未融合细胞均不能生长，只有融合的杂种细胞能生长。正确选项为C。]2．中国社会科学院生命伦理专家邱仁宗表示，“禁止克隆人并不意味着禁止克隆技术。科学技术从来就是双刃剑，各国都应加强克隆技术的规范和管理。”下图所示为人类“治疗性克隆”的或许过程，以下说法正确的是()A．“治疗性克隆”的过程中涉及到转基因、核移植、细胞培育、胚胎移植等现代生物技术B．“治疗性克隆”的结果说明动物细胞具全能性C．“治疗性克隆”的过程中有细胞的分裂和分化D．“治疗性克隆”的器官在移植方面的主要优点是其遗传物质与患者完全相同，没有免疫排斥反应C[治疗性克隆主要涉及核移植，细胞培育等，不涉及转基因技术，没有新个体的产生不能说明动物细胞具有全能性，治疗性克隆器官遗传物质和患者不完全相同，去核卵细胞也有部分遗传物质，但是克隆过程毁灭细胞的分裂和分化，答案为C。]下列对“试管婴儿”和克隆动物培育过程的叙述中，正确的是()①“试管婴儿”的产生是有性生殖②克隆动物的产生是无性生殖③“试管婴儿”是挂念生殖的技术④可以用雄性动物的体细胞核进行克隆A．①②③ B．①②④C．③④ D．①②③④D[“试管婴儿”的产生是有性生殖的过程、是一项挂念生殖的技术；克隆动物的产生是无性生殖的结果，可以用雄性动物的体细胞核进行克隆。]4．“三北防护林”工程建设既要考虑到树种的生态适应性，又要考虑到树种的多样性。这分别体现了生态工程的()A．系统学原理和物种多样性原理B．协调与平衡原理和物种多样性原理C．整体性原理和物种多样性原理D．物种多样性原理与整体性原理B[“三北防护林”工程建设既要考虑到树种的生态适应性，又要考虑到树种的多样性，分别体现了生态工程协调与平衡原理和物种多样性原理。]5．下列有关动物胚胎移植的叙述中，正确的是()A．受体母畜必需选择遗传性状优良的品种B．试管婴儿只是受精过程在试管中进行C．超数排卵技术要使用确定的促排卵剂D．受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能成功移植C[动物胚胎移植过程中受体母畜必需选择健康品种；试管婴儿是受精过程和早期胚胎发育在体外中进行的；超数排卵技术要使用确定的促排卵剂；受孕母畜体内的受精卵或胚胎不愿定均能成功移植。]6．细胞工程和胚胎工程都涉及细胞融合技术，下图表示细胞融合过程，请据图回答：(1)要培育“白菜—甘蓝”杂种植株，在诱导融合前，需用__________________去除白菜和甘蓝细胞的细胞壁，目的是_______________________。(2)在单克隆抗体制备过程中，甲、乙两细胞分别是________和________，从融合细胞中选择所需的杂交瘤细胞需经过________次筛选。(3)在胚胎工程中，从良种母牛采集的卵母细胞需要进行体外培育，其目的是________________________________________________________________，从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。(4)在显微镜下推断卵子是否完成受精作用的标志是_________________。解析(1)植物细胞融合前要用酶解法去除细胞壁，以获得有活力的原生质体。(2)单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，杂交瘤细胞是由经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的。(3)卵母细胞采集后需经体外培育才能成熟，精子获能后才具有受精力气。(4)卵子受精完成的标志是在卵黄膜和透亮带的间隙观看到两个极体。答案(1)纤维素酶和果胶酶获得有活力的原生质体(2)经过免疫的B淋巴细胞骨髓瘤细胞两(3)使卵母细胞成熟(使卵母细胞获得受精力气)获能(4)在卵黄膜和透亮带的间隙观看到两个极体7．(2022·武汉模拟)1981年Evans和Kaufman首次成功分别出小鼠胚胎干细胞(ES细胞)，医学界对其的争辩虽颇有争议但也如火如荼。2008年1月17日(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的________或胎儿的________中分别得到的一类细胞。(2)上述过程中主要应用的动物细胞工程技术有________、________。(3)胚胎干细胞可诱导分化为皮肤干细胞，进而分化成皮肤细胞的根本缘由是_____________________________________________________________。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植治疗的实质是将________移植到患者体内。(5)在培育胚胎干细胞时，培育基中通常需要加入________等自然成分，培育过程中所需气体主要有________。(6)胚胎干细胞也可作为基因工程的受体细胞，将目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是________________________________________________