（統(tǒng)考版）高考生物二輪復習 專題限時集訓8 現(xiàn)代生物科技專題（含解析）-人教版高三全冊生物試題

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1、專題限時集訓(八)　現(xiàn)代生物科技專題 (時間：40分鐘　滿分：100分) 非選擇題(100分) 1．(14分)(2018·全國卷Ⅱ)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5′末端，獲得了L1-GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1～E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。 回答下列問題： (1)據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是________。使用這兩種酶

2、進行酶切是為了保證________，也是為了保證________________。 (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了________和________過程。 (3)為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的________移入牛的______________中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒定，在鑒定時應分別以該牛不同組織細胞中的________(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。 [解析]　(1

3、)據(jù)圖示信息分析：將L1-GFP融合基因(甲)插入質(zhì)粒時使用酶E1和E4進行酶切，既能保證L1-GFP融合基因的完整，又能保證L1-GFP融合基因與載體的正確連接。(2)目的基因在受體細胞中的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。(3)將體外培養(yǎng)的含有目的基因的動物體細胞核移入該動物的去核卵母細胞中，經(jīng)過體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)可獲得轉(zhuǎn)基因動物。(4)檢測目的基因是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，采用PCR技術(shù)鑒定時，應以該牛不同組織細胞中的核DNA作為PCR模板。 [答案]　(1)E1和E4　甲的完整　甲與載體正確連接　(2)轉(zhuǎn)錄　翻譯　(3)細胞核　去核卵母細胞　(4)核DNA 2．(15分

4、)(2020·江西高三聯(lián)考)膠原蛋白廣泛應用于醫(yī)學、化妝品、化工原料等領(lǐng)域，科研人員開展利用家蠶生產(chǎn)人膠原蛋白的研究。請回答下列問題： (1)家蠶核型多角體病毒(BmNPV)專性寄生于鱗翅目昆蟲，將人膠原蛋白基因與____________重組后，構(gòu)建____________。體外克隆目的基因的方法是__________________________。 (2)BmNPV的p10基因是極強的啟動子，將目的基因連接在p10基因的下游，目的是_____________________。目的基因與p10基因連接時，斷裂與連接的化學鍵都是____________。 (3)重組BmNPV感染家蠶幼蟲

5、后，在幼蟲淋巴液中提取蛋白質(zhì)，用____________的方法檢測目的基因是否成功表達。相比于大腸桿菌，選擇家蠶作為人膠原蛋白的生物反應器，其優(yōu)點是____________________________。 [解析]　(1)因為BmNPV專性寄生于鱗翅目昆蟲，故將目的基因與BmNPV基因重組，構(gòu)建基因表達載體，更有利于將目的基因?qū)爰倚Q細胞。PCR是指在體外復制特定DNA片段，可在短時間內(nèi)大量擴增目的基因。(2)啟動子位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。將目的基因與運載體連接時，限制酶和DNA連接酶作用的都是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3)檢測目的基因是否翻譯

6、成蛋白質(zhì)，可用抗原－抗體雜交的方法。大腸桿菌為原核細胞，家蠶為真核生物，家蠶細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會對人膠原蛋白進行加工，與人體內(nèi)表達的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能更相似。 [答案]　(1)BmNPV基因　基因表達載體　PCR技術(shù)　 (2)使目的基因在p10基因的驅(qū)動下高效表達　磷酸二酯鍵　(3)抗原－抗體雜交　家蠶細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會對人膠原蛋白進行加工，使表達的膠原蛋白與人的膠原蛋白的結(jié)構(gòu)和功能相似 3．(13分)(2020·臨汾高三模擬)OKT3為第一個用于臨床的抗T細胞的單克隆抗體，該抗體針對T細胞上CD3抗原，能抑制免疫系統(tǒng)的功能，有利于器官移植，回答下列問題： (1)OKT3的制備

7、過程中所依據(jù)的生物學原理是______________、______________。 (2)制備OKT3時，首先要將OKT3抗原注入小鼠體內(nèi)，以獲得相應的__________________，該細胞和骨髓瘤細胞雜交后要經(jīng)過兩次篩選，最終獲得的雜交瘤細胞具有__________________的特點。 (3)OKT3能作用于T細胞，T細胞的功能受到影響時會導致小鼠體內(nèi)的抗體合成量下降，其原因是______________________。 (4)由于通常所用的OKT3單抗為鼠源性，臨床上可能產(chǎn)生免疫排斥反應，因此可以對OKT3進行人工改造，獲得一種新型蛋白應用于人類，該技術(shù)屬于_____

8、___工程，該項工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，通過________，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造。 [解析]　(1)單克隆抗體所涉及的生物技術(shù)是動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合，其原理是細胞增殖和細胞膜的流動性。(2)制備單克隆抗體時，注射抗原是為了獲得相應的B淋巴細胞，B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后形成多種雜交細胞，雜交細胞要經(jīng)過兩次篩選最終獲得既能大量增殖，又能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞。(3)當T細胞受損時，T細胞無法正常分泌淋巴因子，淋巴因子分泌量減少，會導致B細胞不能正常分化形成漿細胞，最終導致抗體的生產(chǎn)量減少。(4)由題意可知，生產(chǎn)的蛋白為新型蛋白，因此屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。蛋白質(zhì)工程是以

9、蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造。 [答案]　(1)細胞增殖　細胞膜的流動性　(2)B淋巴細胞　既能產(chǎn)生針對CD3的抗體，又能無限增殖　(3)T細胞功能受影響，其分泌的淋巴因子減少，導致B細胞不能分化成漿細胞，從而使抗體的含量下降　(4)蛋白質(zhì)　 基因修飾或基因合成 4．(15分)(2020·黑龍江雙鴨山高三期末)馬鈴薯是重要的經(jīng)濟作物，植物細胞工程在馬鈴薯的脫毒及育種等方面有重要應用?；卮鹣铝袉栴}。 (1)培育脫毒馬鈴薯時，外植體宜選用________(填“莖尖”或“葉片”)，不選另外一個部位的理由是_________________

10、。 (2)植物組織培養(yǎng)常用到愈傷組織培養(yǎng)基、生芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基。在愈傷組織培養(yǎng)基上，外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是一團____________________。從脫分化到再分化需要更換新的培養(yǎng)基，原因是_____________________________。 (3)馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好。利用好野生馬鈴薯種，通過細胞工程改進馬鈴薯栽培種種植的思路是___________________________。 (4)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率，在植物組織培養(yǎng)時，應從_____________________

11、_____(至少答出2點)等方面制定措施，減少污染；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制______________(至少答出3點)等培養(yǎng)條件。 [解析]　(1)培育脫毒馬鈴薯時，外植體宜選用莖尖，不選用葉片，理由是莖尖細胞全能性高，且其中幾乎不含病毒，而葉肉細胞帶病毒(病毒載量大)、細胞的全能性低。(2)經(jīng)脫分化形成的愈傷組織是一團具有分生能力(高度液泡化)的薄壁細胞。由愈傷組織重新分化為根和芽的再分化過程，需要生長素和細胞分裂素的特定濃度比例，與之前形成愈傷組織的培養(yǎng)基不同，故需要更換新的培養(yǎng)基。(3)由于傳統(tǒng)雜交存在不親和性，因此需要通過植物體細胞雜交將馬鈴薯野生種細胞與馬鈴薯栽培

12、種細胞融合成雜種細胞，然后經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成植株。(4)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在植物組織培養(yǎng)時，應從外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實驗人員無菌操作等方面制定措施，減少污染；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)等培養(yǎng)條件。 [答案]　(1)莖尖　葉細胞帶病毒(或病毒載量大)，細胞的全能性低　(2)具有分生能力(高度液泡化)的薄壁細胞　誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不同　(3)將野生馬鈴薯種細胞與馬鈴薯栽培種細胞融合，經(jīng)植物組織培養(yǎng)成植株　(4)外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌

13、、實驗人員無菌操作　溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2) 5．(11分)(2020·福建高三期末)干細胞中Oct3/4、Soxz、C－Myc和Klf4基因，對其增殖至關(guān)重要?？茖W家利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將上述基因?qū)胄∈蟮某衫w維細胞，獲得了類似于胚胎干細胞的iPs細胞?；卮鹣铝袉栴}： (1)將干細胞的全部基因?qū)氲绞荏w菌的群體中儲存，構(gòu)建的基因文庫叫______________。 (2)利用PCR技術(shù)擴增上述4種基因需要__________種引物，引物是根據(jù)________________________合成的。 (3)PCR技術(shù)需要______________酶，該酶具有_______

14、_____的特點。實驗中逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是_________________。 (4)胚胎干細胞來源于____________或____________，在形態(tài)上具有__________________________的特點。 [解析]　(1)基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫，其中基因組文庫含有該生物的全部基因，故將干細胞的全部基因?qū)氲绞荏w菌的群體中儲存，構(gòu)建的基因文庫叫基因組文庫。(2)PCR技術(shù)擴增一種基因需要2種引物，引物是根據(jù)一段已知的目的基因的核苷酸序列合成的，要擴增4種基因需要8種引物。(3)PCR技術(shù)需要耐高溫的DNA聚合酶催化，該酶耐高溫。實驗中逆轉(zhuǎn)錄病毒將上述基因?qū)?/p>

15、入小鼠的成纖維細胞，相當于運載體。(4)胚胎干細胞來源于原始性腺或早期胚胎，在形態(tài)上具有體積小、細胞核大、核仁明顯的特點，具有發(fā)育的全能性。 [答案]　(1)基因組文庫　(2)8　一段已知目的基因的核苷酸序列　(3)熱穩(wěn)定DNA聚合(或Taq)　耐高溫　作為載體，將上述基因?qū)氤衫w維細胞中　(4)原始性腺　早期胚胎(內(nèi)細胞團)　體積小、細胞核大、核仁明顯 6．(11分)(2020·湖北荊門高三調(diào)考)醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)，人體肝細胞中產(chǎn)生的抗凝血酶Ⅲ在抗凝血、防血栓方面具有重要作用。研究人員通過培育山羊乳腺生物反應器大量生產(chǎn)抗凝血酶Ⅲ。請回答下列問題： (1)應從人的肝細胞中提取并分離mRNA，逆

16、轉(zhuǎn)錄成單鏈DNA。根據(jù)已知的抗凝血酶Ⅲ基因的堿基序列設(shè)計特異性________，經(jīng)PCR和電泳，可得到大量抗凝血酶Ⅲ基因，此過程所用原料為________________________。 (2)重組后的人抗凝血酶Ⅲ基因表達載體由山羊β－酪蛋白基因啟動子、抗凝血酶Ⅲ基因、標記基因和終止子組成，其中______________決定了人抗凝血酶Ⅲ基因只能在山羊乳腺細胞中特異性表達。 (3)山羊的ES細胞來自早期胚胎干細胞。在飼養(yǎng)層細胞上培養(yǎng)時，ES細胞具有____________的特性。將重組人抗凝血酶Ⅲ基因表達載體包埋在由磷脂雙分子層構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi)并轉(zhuǎn)染ES細胞時，目的基因表達載體進入ES細

17、胞的方式為________________。 (4)對山羊進行同期發(fā)情和超數(shù)排卵處理，得到代孕母羊和多個卵母細胞，當卵母細胞培養(yǎng)至______________時，可去核并移入上述ES細胞的細胞核，完成核移植。為選擇雌性胚胎，可在囊胚時取______________細胞做DNA分析用以鑒定性別。檢測羊奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ的方法是__________________________。 [解析]　(1)依題意可知：抗凝血酶Ⅲ基因?qū)儆谀康幕?，合成目的基因的原料?種脫氧核苷酸，因此利用PCR技術(shù)擴增抗凝血酶Ⅲ基因時，需要根據(jù)已知的抗凝血酶Ⅲ基因的堿基序列來設(shè)計特異性引物，所用原料為4種脫氧核苷

18、酸。(2)啟動子能夠啟動基因的轉(zhuǎn)錄，重組人抗凝血酶Ⅲ基因表達載體中的山羊β-酪蛋白基因啟動子決定了人抗凝血酶Ⅲ基因只能在山羊乳腺細胞中特異性表達。(3)在飼養(yǎng)層細胞上培養(yǎng)時，ES細胞具有只分裂不分化的特性。將重組人抗凝血酶Ⅲ基因表達載體包埋在由磷脂雙分子層構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi)并轉(zhuǎn)染ES細胞時，脂質(zhì)體類似于囊泡，因此目的基因表達載體進入ES細胞的方式為胞吞。(4)卵母細胞需要培養(yǎng)至MⅡ中期時才具備受精的能力，因此將培養(yǎng)至該時期的卵母細胞去核并移入上述ES細胞的細胞核，完成核移植。囊胚時期的滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤，內(nèi)細胞團細胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織?？梢姡瑸檫x擇雌性胚胎，可在囊胚時取滋養(yǎng)層細胞

19、做 DNA(基因)分析用以鑒定性別?？鼓涪蟮幕瘜W本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此檢測羊奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ的方法是抗原－抗體雜交。 [答案]　(1)引物　4種脫氧核苷酸　(2)山羊β-酪蛋白基因啟動子　(3)只分裂不分化　胞吞　(4)MⅡ中期　滋養(yǎng)層　抗原—抗體雜交 7．(11分)(2020·臨汾高三模擬)據(jù)報道，科研人員已將POLLED基因的一個等位基因插入到奶牛胚胎成纖維細胞的基因組中。他們隨后進行體細胞核移植：將這種經(jīng)過基因改造的胚胎成纖維細胞移植到移除細胞核的奶牛卵母細胞中，使其重組并能發(fā)育為新的胚胎，并將形成的重組胚胎移植到代孕母奶牛子宮中，最終產(chǎn)下5只小牛，其中的兩只小牛Spotigy

20、和Buri仍然是活的，如今有10個月大。更重要的是，他們沒有發(fā)現(xiàn)這些小牛存在角芽的證據(jù)。 (1)科研人員將POLLED基因的一個等位基因插入到奶牛胚胎成纖維細胞的基因組中的常用方法是____________。 (2)為了使POLLED基因的一個等位基因能夠表達和發(fā)揮作用，就要進行______________的構(gòu)建。在構(gòu)建過程中，要用到的兩種酶是____________、______________。 (3)從屠宰場收集奶牛卵巢，采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到____________________期。 (4)奶牛一般選取發(fā)育到____________階段的重組胚胎進行移植。移植的胚胎能在代

21、孕奶牛子宮內(nèi)發(fā)育的免疫學基礎(chǔ)是____________。 (5)中國荷斯坦牛為我國奶牛的主要品種，它的育種原理是__________________。它與該轉(zhuǎn)基因奶牛的培育原理_________________(填“相同”或“不同”)。 [解析]　(1)迄今為止，顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多，也是最為有效的一種將目的基因?qū)雱游锛毎姆椒ā?2)基因表達載體的構(gòu)建是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。在構(gòu)建過程中，要用到的兩種酶是限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)與DNA連接酶。(3)從屠宰場收集奶牛卵巢，采集卵母細胞，在體外培養(yǎng)到減數(shù)第

22、二次分裂中期。(4)不同動物胚胎移植的時間不同，例如，牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段才進行移植。大量的研究已經(jīng)證明，受體子宮對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，這為胚胎在受體子宮內(nèi)的存活提供了可能。(5)我國奶牛的主要品種中國荷斯坦牛(原稱中國黑白花牛)，是將國外的荷斯坦弗里生牛引進后，在我國經(jīng)過長期馴化，與當?shù)攸S牛進行雜交和選育，逐漸形成的優(yōu)良品種。轉(zhuǎn)基因奶牛的培育原理也是基因重組。 [答案]　(1)顯微注射技術(shù)　(2)基因表達載體　限制酶　DNA連接酶　(3)減數(shù)第二次分裂中　(4)桑椹胚或囊胚　受體子宮對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應　(5)基因重組　相同

23、8．(10分)為治理城市某區(qū)域被污染的水體，科研人員通過引進河水、設(shè)計濕地景觀、優(yōu)化植物種植等，建成了城市濕地景觀公園(如下圖)，其中箭頭代表水流方向，折水澗為階梯式進水道，河水由此引入該系統(tǒng)。一段時間后，不僅污染的水體環(huán)境明顯改善，而且對引進的河水也有了一定的凈化作用。請回答： (1)不同區(qū)域選擇種植不同類型的植物，在凈化水體的同時又能美化環(huán)境，這體現(xiàn)了生態(tài)工程建設(shè)的________原理。在該濕地景觀公園中，A區(qū)域中以挺水植物蘆葦為主，B、C區(qū)域以沉水植物伊樂藻、苦草為主，體現(xiàn)了群落的________結(jié)構(gòu)。 (2)A區(qū)域種植蘆葦能通過三種途徑凈化水體：①通過阻擋、吸附等使污染物沉降；

24、②通過增加水中________，使微生物分解作用增強；③通過減弱____________，抑制水體中藻類繁殖。 (3)從凈化水體、維持生態(tài)穩(wěn)定的角度分析，水質(zhì)較清的B、C區(qū)域種植沉水植物的作用有__________________、__________________。 (4)若該濕地公園對引進的河水有凈化作用，則與進水口水樣相比，出水口水樣中__________________________。 ①總N、P含量下降?、诟∮紊飻?shù)量較多?、塾卸疚镔|(zhì)減少?、苋芙庋跎仙? [解析]　(1)生態(tài)工程所遵循的整體性原理的意義在于統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。同時為解決水域富營養(yǎng)化的問題

25、，還應兼顧各種生物的數(shù)量，不能超過環(huán)境承受能力，避免系統(tǒng)的失衡和破壞，即協(xié)調(diào)與平衡原理。群落的水平結(jié)構(gòu)是指受各種因素的影響，不同地段分布著不同的種群，同一地段上種群密度也有差別，常呈現(xiàn)鑲嵌分布，A、B、C區(qū)域是不同地段，且主要生長的植物不同，所以是群落的水平結(jié)構(gòu)。 (2)好氧型微生物的分解作用需要氧氣，可以通過提高水中的溶氧量使得分解作用增強；藻類是光能自養(yǎng)型生物，沒有光就不能合成有機物，不能生長和繁殖。 (3)污水中含有礦質(zhì)元素，可作為營養(yǎng)物質(zhì)被沉水植物吸收，植物通過光合作用產(chǎn)生氧氣，可增加水域的溶氧量，作為生產(chǎn)者，它能合成有機物，是消費者直接或間接的食物來源。 (4)出水口的污染物含量大大降低，如N、P化合物的含量、有毒物質(zhì)的含量，由于A、B、C區(qū)域均種植了植物，所以水中的溶氧量較高。但由于水中有機物、N、P化合物等含量減少，水中的浮游生物的量減少。 [答案]　(1)整體性(和協(xié)調(diào)與平衡原理)　水平　(2)溶氧量　水體中的光照　(3)可有效吸收礦質(zhì)營養(yǎng)(或增加水體含氧量)　為其他生物提供食物　(4)①③④