2022高考生物一轮复习 单元练十一 现代生物科技专题（含解析）新人教版.docx

1、单元质检卷十一现代生物科技专题(时间:90分钟满分:100分)1.(8分)科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG),该基因能激发许多动物细胞的分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答下面的问题。(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体,一般选用的是和融合。(2)有人提出,可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,其思路如图所示。酶A是指,酶B是指。对已导入重组质粒的进行“检测”的原因是;所指的细胞具有的特点是。2.(10分)(2021山西运城统考)某基因研究院培育出了转基因克隆绵羊,该绵羊能合成深海鱼体内富含的不饱和脂肪酸omega-3。(1)在

2、培育转基因克隆绵羊过程中,运用方法除去的卵母细胞的细胞核,通过化学试剂使该细胞与供体细胞融合,进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行,需要在合适的季节对供、受体母羊进行处理,培育过程中,科研人员同时将omega-3合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中,使目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过程,称为。利用PCR技术进行扩增目的基因的前提是。(3)目前,人们主要通过食用深海鱼肉摄取omega-3,人们过度捕杀深海鱼而严重破坏了海洋生态系统,使生态系统的稳定性下降。(4)建造海底人工鱼礁,其目的是改善海洋环境,是实现海洋渔业可持续发展的举措之一,这体现了生态工程所遵循的原理。十九大提出“

3、绿水青山就是金山银山”,要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复,还要考虑当地人的经济发展和生活需要,这主要遵循了生态工程的原理。3.(10分)(2021宁夏石嘴山月考)干旱会影响农作物产量,科学家们对此进行了研究。如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理,相关基因用R和r表示。(1)基因R与r的本质区别是的不同。在利用PCR技术扩增R或r基因过程中,利用可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。PCR技术操作步骤中包括两次升温和一次降温,其中降温的目的是。(2)若被检植株发生B现象,不发生A、C现象,则被检植物的基因型为。(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,其依据主要是:当

4、植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的。(4)经检测,抗旱基因已经导入烟草细胞,但未检测出抗旱基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是。4.(11分)利用农杆菌转化法培育转基因植物的大致步骤:目的基因表达载体的构建载体的农杆菌转化农杆菌与植株共培养转化植株的筛选转化植株的鉴定。回答下列问题。(1)用农杆菌转化法培育转基因植物时,从狭义上讲将含目的基因的重组质粒转入农杆菌的过程(填“属于”或“不属于”)转化,理由是。(2)图中外植体是指;外植体与土壤农杆菌共培养的目的是利用农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可

5、转移到受体细胞,并整合到的特性;结合图示Ti质粒,筛选转化细胞的培养基中应加入,能存活的受体细胞才有可能是转化细胞。(3)进行分子特性鉴定的常用方法有DNA分子杂交实验和抗原抗体杂交实验,其原理依次是、。(4)利用农杆菌转化法突出的优点有(至少答2点)。5.(12分)(2021江苏南京调研)X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,但在卵细胞中不转录。为研究X基因表达对卵细胞的影响,设计了如图1所示实验。回答下列问题。(1)科研工作者从水稻体细胞或精子中提取RNA,构建文库,进而获得X基因编码蛋白的序列。(2)为使X基因能在卵细胞中成功表达,需在基因表达载体中插入。将重组质

6、粒导入水稻愈伤组织细胞,最常用的方法是。(3)为筛选出含有重组质粒的菌落,需采用含有不同抗生素的平板进行筛选。符合要求的菌落在只含潮霉素、只含卡那霉素、含潮霉素和卡那霉素三种培养基中的生长情况分别为(填“生长”或“不生长”)。(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有;图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒片段中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是。某学生从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,则该菌落中含有的质粒(填“是

7、”或“不是”)正确插入目的基因的重组质粒。(5)从转基因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,而非转基因水稻卵细胞在未受精时不能发育,由此表明。6.(11分)(2021山西长治调研)科学家研发出抗HPV的单克隆抗体可高效准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。回答下列问题。(1)单克隆抗体具有的主要优点是。单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有(答出两点)。(2)将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合时,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外(只考虑两两融合),可能还有,出现多种类型细胞的原因是,诱导动物细胞融合时,常用的诱导因素有(

8、答出三点)等。(3)据报道,科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。请据此设计两种制备单克隆抗体的新思路:;。7.(10分)抗EGFR/CD3双特异性抗体拥有两种特异性抗原结合位点,不仅能与肿瘤细胞表面的表皮生长因子受体EGFR结合,也能与T细胞表面抗原CD3结合,拓展了抗EGFR单克隆抗体的临床应用范围。研究人员构建了含抗EGFR抗体基因和抗CD3抗体基因的表达载体,并转染Expi293细胞,表达双特异性抗体。回答下列问题。(1)EGFR是一种跨膜糖蛋白受体,仅分布在正常上皮细胞和肿瘤细胞中,而不存

9、于其他正常组织细胞中,其根本原因是。(2)与普通抗体相比,抗EGFR单克隆抗体的优点是,制备该种抗体的过程中,用到的不同于植物原生质体融合的诱导方法为。(3)一个完整的基因表达载体除了含有目的基因、标记基因外,还应包含。构建基因表达载体时用到的酶有。(4)为进一步研究分离提纯的抗EGFR/CD3双特异性抗体的免疫效果,研究人员分别向等量的直肠癌细胞悬液中接种T细胞并添加不同抗体,置于37 条件下培养24 h,分别测定并计算活化的T细胞的比例及T细胞的杀伤率。实验结果如下图所示:本实验的结论是。综合分析可知,抗EGFR/CD3双特异性抗体的免疫机理是。8.(9分)核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外

10、源基因(DNA或RNA)导入动物体细胞内,并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,以达到预防和治疗疾病的目的。下图为针对某种RNA病毒抗原(S蛋白)研制DNA疫苗和RNA疫苗的思路。(1)与体内DNA复制相比,过程所需酶具有的特点是,欲选择性扩增出S基因的DNA,前提是利用S基因设计出特异性的。(2)过程构建的重组表达载体B,其S基因应插入载体的之间;要检测是否表达出S蛋白,可用法。(3)过程是制备RNA疫苗的过程,该疫苗注射到人体后会与细胞中的核糖体结合表达出S蛋白,这说明了生物界。(4)与注入灭活的或减毒的病毒抗原相比,核酸疫苗的突出特点是图中过程(填序号

11、)是在宿主细胞内进行的。由此推测核酸疫苗一次接种即可获得长期免疫力,无须反复多次加强免疫的原因是。9.(9分)(2021广东佛山月考)为增加蓖麻种子的含油量,研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入蓖麻细胞并获得了转基因蓖麻品种。酶D基因和转运肽基因所含的三种限制酶(Cla、Sac、Xba)的切点如下图所示。(1)研究人员需使用工具酶Sac、Xba、处理酶D基因和转运肽基因,以得到(填图中字母)端相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图所示Ti质粒的T-DNA中,构建,并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含的固体培养基上培养得到单菌落,再利用液体培养基振荡培养,可以得到用

12、于转化的浸染液。(3)研究人员可以使用基因探针与提取细胞中的mRNA混合观察是否出现来检测转基因蓖麻细胞是否转录;使用技术可在分子水平检测转基因蓖麻中的融合基因是否成功表达。10.(10分)2020年新型肺炎病毒席卷全世界,许多国家致力于研发疫苗。核酸疫苗已成为疫苗研发的新领域。下图是一种自扩散mRNA疫苗的设计、制备及作用机理的过程示意图,其中树突细胞是机体免疫过程中的一类吞噬细胞。请回答下列问题。(1)自扩增mRNA合成的原料是,包裹自扩增mRNA的脂质体进入树突细胞的方式是。(2)过程都能独立进行是因为自扩增mRNA两个编码区中都含有,核糖体在mRNA上的移动方向是(填“35”或“53”

13、)。(3)DNA疫苗通过抗原蛋白基因在动物细胞中表达引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比,mRNA疫苗的安全性更有优势,这是因为mRNA不需要进入,因此没有整合到宿主细胞染色体基因组中的风险,且易被水解,不会遗传给子细胞。单元质检卷十一现代生物科技专题1.答案:(1)骨髓瘤细胞经过免疫的B淋巴细胞(2)限制酶DNA连接酶导入成功率很低既能无限增殖又能产生特异性抗体解析:(1)制备单克隆抗体选用的融合细胞一般为骨髓瘤细胞(不能产生抗体,但能无限增殖)与经过免疫的B淋巴细胞(能产生特异性抗体,但不能无限增殖)。(2)在基因工程中,获取目的基因和切割质粒时需要使用限制酶,然后在DNA连接酶的作用下形成

14、重组质粒。基因工程中,将目的基因导入受体细胞后,还需要进行目的基因的检测和鉴定,其目的是检测目的基因是否在受体细胞中成功表达。prG基因具有调控细胞无限增殖的功能,故成功导入prG基因的细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体。2.答案:(1)显微操作去核聚乙二醇(2)同期发情转化要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便合成引物(3)抵抗力(4)协调与平衡整体性解析:(1)核移植技术的受体细胞为处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞,通过显微操作去除其核,使该细胞与供体细胞融合有物理或化学方法,化学方法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂使两细胞融合,进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行,需要

15、在合适的季节对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,以实现胚胎移在相同的生理环境下空间位置的转移;使目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为转化;利用PCR技术进行扩增目的基因的前提,是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。(3)人们过度捕杀深海鱼,导致生物多样性降低,生态系统的自我调节能力下降,抵抗力稳定性降低。(4)建造海底人工鱼礁,目的是改善海洋环境,增大环境承载力,实现海洋渔业可持续发展,所以体现了生态工程建设要遵循的协调与平衡原理;十九大提出“绿水青山就是金山银山”,要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复,更重要的是还要考虑当地人

16、的经济发展和生活需要,这主要遵循了生态工程的整体性原理。3.答案:(1)脱氧核苷酸排列顺序(或碱基对排列顺序)引物使引物和模板链结合(2)Rr(3)T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上(4)基因表达载体上的目的基因首端未加入启动子解析:(1)基因R与r的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序的不同。用PCR技术扩增R或r基因时,需要用引物寻找抗旱基因的位置。PCR技术操作步骤中要进行一次降温,目的是使引物和模板链结合。(2)被检植物发生B现象,不发生A、C现象,即R探针和r探针都有形成杂交环,所以被检植物的基因型为Rr。(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法

17、,其依据主要是:当植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。(4)经检测,抗旱基因已经导入到烟草细胞,但未检测出抗旱基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是基因表达载体上目的基因首端未加入启动子。4.答案:(1)不属于转化是指目的基因进入受体细胞内并表达的过程,农杆菌不是受体细胞(2)离体的植物组织和细胞受体细胞染色体的DNA上四环素(3)碱基互补配对原则抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应(4)利用天然的转化载体系统,成功率高,效果好;目的基因整

18、合到受体细胞染色体的DNA上,遗传稳定性好解析:(1)用农杆菌转化法培育转基因植物时,从狭义上讲转化是指目的基因进入受体细胞内并表达的过程,将含目的基因的重组质粒转入农杆菌的过程不属于转化,理由是转化是指目的基因进入受体细胞内并表达的过程,农杆菌不是受体细胞。(2)植物组织培养中的外植体是指离体的植物组织或细胞,Ti质粒上的T-DNA可将目的基因转移到受体细胞,并整合到受体细胞染色体DNA上;图示Ti质粒上含有抗四环素基因,所以应在筛选转化的培养基中应加入四环素,能存活的受体细胞才有可能是转化细胞。(3)DNA分子杂交的原理是碱基互补配对,抗原抗体杂交实验的原理是抗体与相应的抗原发生特异性免疫

19、反应。(4)利用农杆菌转化法突出的优点有利用天然的转化载体系统,成功率高,效果好;目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上,遗传稳定性好。5.答案:(1)cDNA(或部分基因)(2)可在水稻卵细胞中启动X基因转录的启动子(和终止子)农杆菌转化法(3)不生长、生长、不生长(4)Taq酶(或耐高温的DNA聚合酶)甲、乙不是(5)X基因在卵细胞成功表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚解析:(1)由于X基因仅在体细胞和精子中正常表达,科研工作者从水稻体细胞或精子中提取RNA,通过逆转录获得cDNA,可构建cDNA文库,从该文库中可获得X基因编码蛋白的序列。(2)启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因

20、首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需蛋白质。因此为使X基因能在卵细胞中成功表达,需在基因表达载体中插入可在水稻卵细胞中启动X基因转录的启动子(和终止子)。将重组质粒导入水稻愈伤组织细胞(植物细胞),最常用的方法是农杆菌转化法。(3)为筛选出含有重组质粒的菌落,需采用含有不同抗生素的平板进行筛选。由图1可知,目的基因插入到质粒的潮霉素抗性基因内,而卡那霉素抗性基因不受影响,则含重组质粒的农杆菌对卡那霉素有抗性,而对潮霉素无抗性,因此含重组质粒的菌落在只含潮霉素、只含卡那霉素、含潮霉素和卡那霉素三种培养基中的生长情况分别为不生长、生长、不生长。(4)

21、PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有Taq酶;图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒片段中的相应位置,由于PCR技术要求两种引物分别与目的基因的两条单链结合,沿相反方向合成子链,因此PCR鉴定时应选择图2中的一对引物是甲、乙。根据图2可知,正确选择甲、乙引物后,扩增出的目的片段长度应为340bp,而该学生从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段,则该菌落中含有的质粒不是正确插入目的基因的重组质粒,可能该生错选了乙、丙引物对,且扩增出了目的基因反向连接后的片段。(5)从转X基因二倍体植株的未成熟种子中分离出胚,观察

22、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,而非转基因水稻卵细胞在未受精时不能发育,由此表明X基因在卵细胞成功表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。6.答案:(1)特异性强、灵敏度高动物细胞培养、动物细胞融合(2)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%聚乙二醇、灭活病毒、电刺激(3)通过基因工程向浆细胞内导入prG,并让其表达将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中进行培养解析:(1)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的优点。单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合。(2)将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合

23、时,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外(只考虑两两融合),可能还有融合的具有同种核的细胞(B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞),出现多种类型细胞的原因是细胞融合是随机的,且融合率达不到100%,诱导动物细胞融合时,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。(3)据报道,科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。请据此设计两种制备单克隆抗体的新思路:通过基因工程向浆细胞中导入prG并让其表达;将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中进行细胞培养。7.答案:(1)基因

24、的选择性表达(2)特异性强、灵敏度高,并可能大量制备灭活的病毒(3)启动子和终止子限制酶和DNA连接酶(4)抗EGFR/CD3双特异性抗体能加速活化T细胞,增加T细胞的杀伤率,加速效果比单独使用单一抗体和两种抗体混合更高抗EGFR/CD3双特异性抗体与肿瘤细胞表面的表皮生长因子受体EGFR结合,与T细胞表面抗原CD3结合促进T细胞增殖分化为效应T细胞,加速效应T细胞裂解肿瘤细胞解析:(1)EGFR是一种跨膜糖蛋白受体,仅分布在正常上皮细胞和肿瘤细胞中,而不存于其他正常组织细胞中,其根本原因是基因的选择性表达。(2)与普通抗体相比,抗EGFR单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高,并可能大量制备。

25、制备该种抗体的过程中,用到的不同于植物原生质体融合的诱导方法为灭活的病毒。(3)一个完整的基因表达载体除了含有目的基因、标记基因外,还应包含启动子和终止子。构建基因表达载体时用到的酶有限制酶和DNA连接酶。(4)抗EGFR/CD3双特异性抗体能加速活化T细胞,增加T细胞的杀伤率,加速效果比单独使用单一抗体和两种抗体混合更高;抗EGFR/CD3双特异性抗体的免疫机理是抗EGFR/CD3双特异性抗体与肿瘤细胞表面的表皮生长因子受体EGFR结合,与T细胞表面抗原CD3结合促进T细胞增殖分化为效应T细胞,加速效应T细胞裂解肿瘤细胞。8.答案:(1)耐高温引物(2)启动子、终止子抗原抗体杂交(3)共用一

26、套密码子(4)抗原蛋白质在宿主细胞内能持续表达解析:(1)与体内DNA复制相比,过程PCR技术所需酶应具有耐高温的特点,欲选择性扩增出S基因的DNA,前提是利用S基因设计出特异性的引物。(2)构建的重组表达载体时应将目的基因插入载体的启动子、终止子之间;要检测是否表达出S蛋白,可用抗原抗体杂交。(3)病毒的RNA能在人体细胞中表达出病毒的蛋白质,这说明了生物界共用一套密码子。(4)与注入灭活的或减毒的病毒抗原相比,核酸疫苗的突出特点是抗原蛋白的合成是在宿主细胞内进行的。由此推测核酸疫苗一次接种即可获得长期免疫力,无须反复多次加强免疫的原因是抗原蛋白质在宿主细胞内能持续表达。9.答案:(1)Cl

27、aI和DNA连接酶AD(2)重组质粒(目的基因表达载体)四环素(3)杂交带抗原抗体杂交解析:(1)同种限制酶切割得到的黏性末端可以互补,因此用Cla处理酶D基因和转运肽基因,且用DNA连接酶进行连接,可以得到AD端相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T-DNA中,构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中。据图可知,该重组质粒的标记基因为四环素抗性基因,故可将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落,再利用液体培养基震荡培养,可以得到用于转化的浸染液。(3)转录的产物为RNA,故检测目的基因是否转录可用分子杂交技术,观测是否有杂交带出现;用抗原抗体杂交法在分子水平上

28、可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。10.答案:(1)4种核糖核苷酸胞吞(2)起始密码子和终止密码子53(3)细胞核RNA酶解析:(1)RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,因此进行自扩增mRNA合成的原料是四种核糖核苷酸。据图示可以看出,包裹自扩增mRNA的脂质体进入树突细胞的方式是胞吞。(2)过程为翻译,能让翻译进行和终止是因为自扩增mRNA两个编码区中都含有起始密码子和终止密码子;根据核糖体上肽链的长度判断,核糖体在mRNA上的移动方向是53。(3)与DNA疫苗相比,mRNA不需要进入细胞核,无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险,且易被RNA酶水解,不会遗传给子细胞,因此mRNA疫苗的安全性更有优势。