2025版高考生物二轮复习现代生物科技类专项突破含解析

PAGE7-现代生物科技类专项突破1．(2024·山东济南高三模拟)蓝藻兼具微生物和植物的优点，是一种独特的基因工程受体系统。很多蓝藻含有质粒，但其质粒不能干脆作为运载体，须要构建成穿梭质粒表达载体，才能使目的基因在蓝藻中有效的复制和表达。回答下列问题：(1)据图1推想，与一般基因表达载体相比，穿梭质粒表达载体既能在________中复制，也能在________中复制。为了筛选转入了穿梭质粒表达载体的蓝藻，应在选择性培育基中添加________。(2)若大肠杆菌作为受体细胞，应选用________处理使其成为感受态细胞。采纳基因枪法将目的基因导入蓝藻前，可运用________(填“纤维素酶和果胶酶”“溶菌酶”或“胶原蛋白酶”)去除蓝藻的细胞壁。(3)已知DNA复制时，子链的延长方向是5′→3′。运用PCR技术检测转基因蓝藻中是否存在人胸腺素基因可选择图2中1、2、3、4四种单链DNA片段中的________作为引物，此过程还须要______________酶。答案(1)大肠杆菌蓝藻卡那霉素(2)Ca2＋溶菌酶(3)2和3热稳定的DNA聚合(或Taq)解析(1)据图1推想，与一般基因表达载体相比，穿梭质粒表达载体既有大肠杆菌质粒复制原点，也有蓝藻质粒复制起点，因此既能在大肠杆菌中复制，也能在蓝藻中复制。为了筛选转入了穿梭质粒表达载体的蓝藻，应在选择性培育基中添加卡那霉素。(2)若大肠杆菌作为受体细胞，应选用CaCl2处理使其成为感受态细胞。采纳基因枪法将目的基因导入蓝藻前，要去掉其细胞壁，纤维素酶和果胶酶用于去除植物细胞壁，胶原蛋白酶用于动物细胞培育中使细胞分散开，因此去除蓝藻的细胞壁可用溶菌酶。(3)据图2分析，由于DNA复制时，子链的延长方向是5′→3′，因此设计引物时应选择2、3，PCR还须要热稳定的DNA聚合酶(或Taq酶)。2．(2024·安徽省A10联盟高三试题)真核生物基因中通常含有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。下图表示基因文库的制备和从基因文库中提取胰岛素基因的过程。回答下列问题：(1)从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，从cDNA文库中获得的目的基因缺少的结构有____________________________(至少写两个)等。图中①过程中存在的碱基配对方式有______________________________(模板上的碱基在前)；②过程所用的工具酶有________________________。(2)为了便于导入基因，细菌培育基中一般加入________________，理由是______________________________________________。(3)依据图中杂交结果，应选取培育基上________(填字母)菌落接着培育，才能获得含有胰岛素基因的受体菌。(4)从大肠杆菌中获得的“胰岛素”未能达到期盼的生物活性，从细胞结构角度分析，其缘由是_____________________________。答案(1)启动子、终止子、内含子A－T、U－A、G－C、C－G限制酶、DNA连接酶(2)CaCl2(或钙离子)钙离子使细菌处于感受态(或钙离子能提高细菌从外界汲取DNA的实力)(3)b(4)大肠杆菌中缺少对胰岛素进行加工和修饰的内质网和高尔基体解析(1)从基因结构分析，与基因组文库中的基因相比，从cDNA文库中获得的目的基因缺少启动子、终止子、内含子等结构。图中①过程以mRNA为模板合成cDNA，所以存在的碱基配对方式有A－T、U－A、G－C、C－G；构建基因表达载体须要用限制酶切割目的基因和载体，然后需用DNA连接酶进行连接。(2)为了便于导入含目的基因的基因表达载体，细菌培育基中一般加入CaCl2(或钙离子)，缘由是钙离子能使细菌处于感受态，使基因表达载体更简单进入受体细菌内。(3)依据题图中杂交结果可知，应选取培育基上b菌落接着培育，才能获得含有胰岛素基因的受体菌。(4)从细胞结构角度分析，由于大肠杆菌是原核生物，细胞内缺少对胰岛素进行加工和修饰的内质网和高尔基体，所以从大肠杆菌中获得的“胰岛素”没有期盼的生物活性。3．(2024·云南昆明高三质检)Hela细胞系是人工培育、具有无限增殖实力的永生癌细胞系，在世界各地的相关试验室中为探讨者供应了相同的探讨对象。回答下列问题：(1)Hela细胞源自一位美国妇女的宫颈癌细胞，目前试验室中为了进一步探讨Hela细胞，需进行________(填“原代”或“传代”)培育。细胞体外培育所需养分物质有糖、氨基酸、无机盐等，通常还须要加入__________等自然成分，在动物细胞培育过程中，须要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的缘由是________________________________________________。(2)某小组为探讨葡萄糖饥饿对Hela细胞生长的抑制状况，其他养分条件相宜，用不同葡萄糖浓度的培育基培育Hela细胞24h，试验结果如下表所示：葡萄糖浓度/(mmol·L－1)01.01.52.0Hela细胞生长抑制率/%56.1636.3025.0016.44该试验________(填“须要”或“不须要”)另设比照组。试验结果表明：葡萄糖浓度与Hela细胞生长抑制率的关系是____________________。体内低浓度葡萄糖可________癌细胞的增殖，为肿瘤的限食疗法供应理论依据。(3)Hela细胞在生物医学领域应用广泛，例如它帮助科学家首次实现了人源细胞与小鼠细胞融合。两个或多个细胞融合形成的单核细胞叫做________，细胞融合技术的意义是______________________________。答案(1)传代血清、血浆在多数动物细胞培育的相宜pH范围内，胃蛋白酶已失去活性(2)须要葡萄糖浓度越低，Hela细胞生长抑制率越高抑制(3)杂交细胞突破了有性杂交局限，使远缘杂交成为可能解析(1)若要进一步探讨Hela细胞，须要对Hela细胞进行传代培育，体外培育须要在培育基中加入血清、血浆等自然成分。胃蛋白酶的相宜pH为1.5，在多数动物细胞培育的相宜pH范围内，胃蛋白酶已失去活性，因此在动物细胞培育过程中，须要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶。(2)探讨葡萄糖饥饿对Hela细胞生长的抑制状况，须要与正常血糖浓度下的Hela细胞生长状况相比较，因此须要另设比照组。从表中数据可以看出，葡萄糖浓度越低，Hela细胞生长抑制率越高，体内低浓度葡萄糖可抑制癌细胞的增殖。(3)两个或多个细胞融合后形成的单核细胞叫作杂交细胞，细胞融合技术的意义是突破了有性杂交局限，使远缘杂交成为可能。4．(2024·武昌区高三年级调研考试)电影中，“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝，现实中的基因工程也创建出了“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于很多重要的特种工业领域。请回答：(1)试验中，通常用ES细胞作为目的基因的受体细胞，这是因为ES细胞在功能上具有________________。这种细胞一般可以从哺乳动物的_____________中分别出来。(2)在培育重组细胞时，为了维持不分化的状态，在培育液中要加入__________________；为防止杂菌污染，可以在细胞培育液中添加肯定量的抗生素。(3)胚胎移植时，通常将早期胚胎移植到同种且________与供体相同的动物体内，受体对外来胚胎基本上不发生________________；正常发育后产出“蜘蛛羊”，这种生殖方式为________；若须要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”，可将________________阶段的胚胎进行分割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白，应当用________________技术来检测蛛丝蛋白基因是否整合到了染色体上。答案(1)发育的全能性原始性腺或早期胚胎(2)抑制因子(3)生理状态免疫排斥反应无性生殖囊胚或桑椹胚(4)DNA分子杂交解析(1)ES细胞即胚胎干细胞，它具有发育的全能性。胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中获得。(2)为了维持胚胎干细胞不分化的状态，可以在培育液中加入抑制因子。(3)为了保证胚胎移植的胜利，须要将早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。通过基因工程培育获得“蜘蛛羊”的过程中没有精子和卵细胞的结合，不属于有性生殖，而是无性生殖。将囊胚或桑椹胚进行分割可获得多个胚胎，再通过胚胎移植可以获得多个相同的后代，这样可以提高胚胎的利用率。(4)检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上常采纳DNA分子杂交技术。5．(2024·山东聊城高三二模)Ⅱ型干扰素是效应T细胞分泌的一种淋巴因子，可用于治疗病毒感染和癌症，通常只能从人体内获得，产量小、体外保存相当困难。若将其分子上的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，在－70℃条件下可以保存半年。用现代生物工程技术生产该种单克隆Ⅱ型干扰素已成为一种发展趋势。回答下列问题：(1)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________________，对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质。若将干扰素的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，所推想出的脱氧核苷酸序列不止一种，其缘由是__________________。(2)人工合成该种Ⅱ型干扰素基因后，可利用PCR技术对其扩增，该技术须要合成两种引物，其缘由是____________________________________。(3)诱导效应T细胞与骨髓瘤细胞融合的化学试剂是________。杂交瘤细胞具有的特点是________________________________。(4)从融合的细胞中筛选出分泌该种Ⅱ型干扰素的杂交瘤细胞，所采纳的技术是________________。体外培育杂交瘤细胞时，须要向培育液中添加动物血清，其作用是______________________________。答案(1)基因修饰或基因合成密码子具有简并性(丝氨酸有多种密码子)(2)基因的两条反向平行的链都作为模板，其碱基序列不同(3)聚乙二醇(PEG)既能快速大量繁殖，又能产生专一的淋巴因子(4)抗原—抗体杂交补充合成培育基缺乏的养分物质和微量元素解析(1)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因合成或基因修饰，对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质。由于密码子的简并性，若将干扰素的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，所推想出的脱氧核苷酸序列不止一种。(2)人工合成该种Ⅱ型干扰素基因后，可利用PCR技术对其扩增，由于基因的两条反向平行的链都作为模板，其碱基序列不同，须要依据一段已知的目的基因的脱氧核苷酸序列合成两种引物，来进行子链延长。(3)诱导效应T细胞与骨髓瘤细胞融合的化学试剂是聚乙二醇。该杂交瘤细胞是骨髓瘤细胞和效应T细胞融合产生的，故既能快速大量繁殖，又能产生专一的淋巴因子。(4)可以通过抗原—抗体杂交技术，从融合的细胞中筛选出分泌该种Ⅱ型干扰素的杂交瘤细胞。体外培育杂交瘤细胞时，须要向培育液中添加动物血清，它可以补充合成培育基缺乏的养分物质和微量元素。6．(2024·陕西高三模拟)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病，致残性强。探讨表明，该病的病理变更与肿瘤坏死因子­α(TNF­α)亲密相关，而一种人鼠嵌合的抗TNF­a单克隆抗体能有效治疗RA。下图为该单克隆抗体制备过程示意图。(1)________________技术是单克隆抗体技术的基础，该过程中须要的气体条件是______________。(2)图中的抗原A是______________，常用的促融剂是__________。图中“()和抗体检测”，括号内应填____________。(3)细胞融合完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有____________________________________。体系中出现多种类型细胞的缘由是______________________________________________。(4)单克隆抗体主要的用途有：________________________________(至少答出两点)。答案(1)动物细胞培育95%空气和5%CO2(2)肿瘤坏死因子­α(TNF­α)聚乙二醇(PEG)克隆化培育(3)骨髓瘤细胞自身融合细胞、淋巴细胞自身融合细胞细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(4)作为诊断试剂、用于治疗疾病、用于运载药物解析(1)动物细胞培育技术是动物细胞工程的基础，是单克隆抗体技术的基础。该过程中须要的气体条件是95%空气和5%CO2，以保证细胞代谢所必需的氧气和培育液的pH。(2)要制备抗TNF­α单克隆抗体须要给小鼠注射肿瘤坏死因子­α(TNF­α)。常用物理或化学方法促融，最常用的化学促融剂是聚乙二醇(PEG)。在抗体检测之前须要进行克隆化培育，以增加杂交瘤细胞数量。(3)细胞融合是随机的，且融合率达不到100%，所以细胞融合完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有骨髓瘤细胞自身融合细胞、淋巴细胞自身融合细胞。(4)单克隆抗体最广泛的用途是作为诊断试剂，也可用于治疗疾病、运载药物；主要是用于癌症治疗，也有少量是用于其他治疗的。7．(2024·河北邢台市高三调研)“一带一路”战略是党中心、国务院依据全球形势的深刻变更，统筹国际、国内两个大局做出的重大战略决策，但“一带一路”沿线生态环境问题日益凸现，亟待解决。(1)人类要实现可持续发展，必需走生态经济之路，生态经济主要是通过实行“________”的原则，使一个系统产出的污染物能够成为本系统或另一个系统的____________，从而实现废弃物的资源化。(2)实现生态经济的手段之一是________，与传统的工程相比，此工程是一类少消耗、________、________的工程体系。一般来说，生态工程的主要任务是对________________________________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。(3)我国西北一些地区年降雨量少，相宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使很多地方的杨树长成半死不活状，其失败的缘由主要是违反了____________原理。(4)改造西部生态环境，促进西部发展，一方面要号召农夫种树爱护环境，另一方面还要考虑到当地农夫的生计问题，这体现了生态工程的________原理。答案(1)循环经济生产原料(2)生态工程多效益可持续已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)(3)协调与平衡(4)整体性解析(1)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产生的污染物能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。(2)实现生态经济最重要的手段之一是生态工程，是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(3)我国西北一些地区年降雨量少，相宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使很多地方的杨树长成半死不活状，其失败的缘由主要是违反了协调与平衡原理。(4)在改造西部生态环境，促进西部发展的过程中，同时兼顾社会效益、经济效益、自然效益，因此遵循整体性原理。8．(2024·黑龙江哈尔滨哈三中三模)2024年11月26日，世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿——“露露”和“娜娜”在中国健康诞生。这次基因手术利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除CCR5基因中的部分序列，CCR5(白细胞表面的一种蛋白)是HIV入侵机体细胞的主要协助受体之一，且CCR5缺失的个体拥有正常的免疫功能和炎症反应。回答下列问题：(1)这次基因手术中，基因“敲除”是把Cas9蛋白和特定的引导序列通过____________技术导入还处于单细胞的受精卵里，使CCR5基因失效。CCR5基因可在人体的________细胞中表达。(2)哺乳动物的体外受精主要包括_____________________________和受精等几个主要步骤；在动物基因工程中，常以受精卵作为受体细