高三生物现代生物科技1.pdf

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1、第一部分知识落实篇专题九现代生物科技第 1讲基因工程、克隆技术1.(2010.北京宣武一模)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素,其目的是诱导外植体(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫 杉 醇，可将_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过即可获得大量细胞。(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发

2、生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 等育种过程中。解析：(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。(2)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(3)植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。(5)植物组织培养技术广泛应用于花

3、卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程。答案：(1)这些部位病毒极少(2)脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂(4)染色体结构与数目(5)植物体细胞杂交育种基因工程育种单倍体育种2.(2010.苏北四市二模)图为单克隆抗体制备流程示意图。将 特 定 的 抗 Q某些淋巴缰也(不能在HAT 养 尊 上 生 长)杂 交.细 意(产生特异性抗体)养星上培养 单 克 隆 抗 体 制 备 技 术 的 基 础 是(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是_o在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的_，以保证生命活动的正常进

4、行。(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7 1 0个细胞/m L,每 孔 滴 入0.1mL细胞稀释液，其目的是(4)若 用I5N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现 的 先 后 顺 序 是解析：(1)单克隆抗体利用了细胞融合和动物细胞培养的原理。(2)HAT是选择培养基，该培养基是为了将杂交瘤细胞筛选出来。(3)从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7 10个细胞/m L,每孔滴入0.1mL细胞稀释液，其目的是将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，使得到的抗体纯度更高。（4）参与单克隆抗体的合成、加工和分泌过程的细胞结构依次是核

5、糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。答案：（1）动 物 细 胞 培 养（2）筛选杂交瘤细胞种类和数量（浓度）（3）使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的（或单一细胞培养以保证抗体的纯度）（4）核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜3.（2010江苏徐州学情分析）已知番茄的红果（Y）对黄果（y）为显性，二氧M）对多室（m）为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。番茄韧皮细胞幼苗A细胞细胞分裂分化植物体A番茄韧马代薯韧皮 磨 皮 感 细 胞植物体DIV（1）图I过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成,再分化形成幼

6、苗，该过程依据的原理是 o（2）植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在的条件下培养。（3）用红果多室（Yymm）番茄植株的花粉进行H、H I有关实验，则I I过程中，从花粉形成幼 苗B所进行的细胞分裂方式是_ _ _ _ _ _ _ _。植物体C的基因型有o（4）图m、W过 程 中 需 要 去 除 细 胞 壁，此 时 要 用 到 的 酶 是（5）在图中I V过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是解析：（1）1中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体（幼苗）属于组织培养。其理论基础（原理）是植物细胞的全能性。（

7、2）组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件（温度、光照、激素）优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。（3）1 1中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物 体C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A后，以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym、y m,这样融合细胞A 可能是Ym与 Ym的花粉融合得到，也可能是ym与 ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。

8、即融合细胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C 是细胞A 全能性的体现，故植物体C 的基因型取决于细胞A。所以植物体C 的基因型是YYmm、yymm、Yymm。（4）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。（5）IV是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B 具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物体D 是由细胞B 经组织培养而成，细胞B 的基因型决定了植物体D 的基因型。故植物体D 与细胞B 一样具有两亲本的遗传物质。答案：（1）愈伤组织植物细胞的全能性（2）无 菌（3）有

9、丝分裂YYmm Yymm、yymm（4）纤维素酶（纤维素酶和果胶酶）（5）具有两个亲本的遗传物质4.（2010福建四县市高三联考）甲流感（H1N1）在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出甲型H 1 N 1病毒(一种R N A病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流感的抗体，请据图回答有关问题:若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的 细胞,促进d过程的常用诱导剂是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成 种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出_ _ _ _ _ _ _ _ _

10、_ _ _ _ _ _ _(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是_ _ _ _ _ _ _ _O(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流感免疫，试分析原因_ 0(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法,具有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _等突出的优点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用：解析：(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流感的单克隆抗体，所 以B细胞只能是取自感染甲型H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等诱导融合，得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流感的单克隆抗体。（2）仅考虑两个细胞

11、的融合，则可形成A细胞一A细胞、B细胞一B细胞、A细胞一B细胞3种类型的C细胞，为了从中筛选出A细胞一B细胞,必须用特定的选择培养基进行筛选，筛选出的D细胞（杂交瘤细胞）既能无限增殖又能产生特异性抗体。（3）因为单链RNA容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。（5）单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。答案：（1）B淋巴细胞（效 应B）聚乙二醇（PEG）（灭活的病毒）（2）3既能无限增殖又能产 生 特 异 性 抗 体 杂 交瘤 细 胞（杂交细胞）（3）引起甲流感的病毒不断发生变异（意思相同即可）（4）目的性强；克服远缘杂交不亲和性（能有效地打破物种的生殖隔离界

12、限，意思相同即可）（任写一点）（5）作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物（意思相同即可）5.（2010.山东聊城一模）人的血清白蛋白（HAS）在临床上需求量很大，通常从血中提取。但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：以 上 过 程 中 涉 及 的 现 代 生 物 技 术，属于细胞水平的有:(2)在基因工程中，我们称为目的基因，请你举出获取目的基因的主要方法：。在进入之前要构建

13、基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有，实现进入的常用方法是(3)图中一般经过_ _ _ _ _ _ _ _ 处理可以得到，从到的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在时期进行。（4）把送入的最佳时期是_ _ _ _ _ _ _o解析：（1）图中涉及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割移植技术，只有动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术属于细胞水平上的。（2）获取目的基因的方法很多，目前常用的方法主要有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、通 过D N A合成仪用化学方法直接人工合成。一

14、个完整的表达载体必须含有目的基因、启动子、终止子、标记基因四个部分。将目的基因导入动物受体细胞最常用和最有效的方法是显微注射法。（3）进行动物细胞培养时，首先要将组织分散成许多单个细胞。方法是取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间。M il中期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，其细胞质能支持胚胎的全程发育，所以卵母细胞的去核处理一般选择在这一时期进行。（4）牛、羊一般要培养到桑梅胚阶段或囊胚阶段进行移植。答案：（1）核移植技术、动 物 细 胞 培 养（2）基因文库中提取，PCR技术扩增，人工化学合成（至少答对2 项）启动子、终止子、标记基因（缺一不可）显微 注 射 法（3）胰蛋白酶或

15、胶原蛋白酶（答出一种即可）减数第二次分裂中期（4）桑根胚或囊胚6.（2 0 1 0.辽宁沈阳二测，4 0）下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答：加热至9 4 c发生过程加热至9 4 发生过程冷却至6 0 引物结合到互补D N A 链上从引物起一 始进行互补链的合成甲抗 虫 基 因 含 k a n 质粒土壤农 B .杆菌 选薪含重组质粒的土壤农杆菌|侵转基因抗虫植株|一导 卜再生植株|J|愈伤组织|“离体棉花叶片组织乙随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为。图中过程与细胞中DNA复制过程相比，该过程不需要 酶。是在

16、_ _ _ _ _ _ _ _(填酶的名称)作用下进行延伸的。(2)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(k a n)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有、o图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是_ _ _ _ _ _ _ _o C过程的培养基除含有必要的营养物质、琼脂和激素外，还必须加入 o(3)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是_ _ _ _ _ _ _ _，该技术的原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _o(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方

17、法是使用与提取出的 做分子杂交。(5)科 学 家 将 植 物 细 胞 培 养 到,包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。解析：(1)图甲是利用目的基因作为模板的基因体外扩增过程，即利用了 P C R 技术扩增目的基因。图甲中过程利用高温使DNA双链解旋，因是在高温环境下合成DNA,故所需的DNA聚合酶是热稳定性较高的Taq酶。（2）图乙中A过程是获得重组质粒的过程，该过程需要用限制性内切酶对质粒、目的基因进行切割，再在DNA连接酶的催化作用下形成重组质粒。因土壤农杆菌易侵染植物细胞，故一般用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。培养基中加入卡那霉素是为了筛选导入重组质

18、粒的受体细胞。（3）利用植物组织培养技术可以将带有目的基因的植物细胞培育成转基因植株，该技术依据的原理是植物细胞的全能性原理。（4）因mRNA碱基可以与目的基因模板链碱基互补配对，故可用标记的目的基因作探针对细胞中的mRNA进行检测，以确定目的基因是否转录。（5）将培养到分化出不定芽的胚状体包上人工种皮，可以获得人工种子。答案：（1）利 用PCR技术扩增目的基因 解旋 热 稳 定DNA聚合酶（Taq酶）（2）限 制 性 核 酸 内 切 酶DNA连 接 酶 农 杆 菌 转 化 法 卡 那 霉 素（3）植物组织培养细胞的全能性（4）标记的目的基因 mRNA分子（5）胚状体（或 答“不定芽”“顶芽”

19、“腋芽”也可）7.（山东省泰安市英雄山中学高三第二次质检）以下是有关DNA粗提取实验的材料：A.核酸极不稳定，在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。在制备DNA时要加入DNA酶的抑制剂柠檬酸钠，以除去Mg,防止DNA酶的激活。B.核酸中的DNA和RNA在生物体内均以核蛋白的形式存在，DNA核蛋白在lmol/LNaCl溶液中溶解度很大，但在0.14mol/LNaCl溶液中的溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14mol/LNaCl溶液。C.用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来；此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅

20、成团取出。D.DNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，能生成蓝色化合物。E.实验材料与器械：柠檬酸钠溶液、石英砂、0.14mol/LNaCl溶液、Imol/LNaCl溶液、蒸储水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、烧杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。F.实验步骤：研磨的匀浆一过滤的滤液一滤液稀释6倍一离心处理的沉淀物一沉淀物再溶解f加苯酚静置后去上清液f提取出D N A fD N A鉴定。据以上材料回I答下列问题：(1)研磨时，取1 0 g花椰菜，加入适量的石英砂、和将滤液稀释 6 倍，其目的是(3)取沉淀物，置于2mLi

21、mol/LNaCl溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，再加入2mL苯酚充分震荡后静置，待其分层后弃其上层的苯酚。该步骤的目的是除去 O(4)如何将剩余溶液中的DNA提取出来？(5)如何证明提取物是DNA分子？解析:本题考查DNA的粗提取和鉴定。(1)从材料A中可以看出，DNA单独存在时不稳定，易被DNA酶分解，但柠檬酸钠可以防止DNA酶的激活,因此需要加入柠檬酸钠。因为DNA核蛋白在Imol/LNaCl溶液中溶解度很大，但在0.14mol/LNaCl 溶液中的溶解度很低，所以开始提取时应该加入溶解度很大的Imol/LNaCl 溶液。(2)由材料B可知，DNA核蛋白在Imol/LNaCl溶液中溶解度

22、很大，但在0.14mol/LNaCl 溶液中的溶解度很低；而 RNA核蛋白溶于0.14mol/LNaCl溶液。因此，将 Imol/LNaCl溶液稀释6 倍后，其浓度降低，从而降低DNA核蛋白的溶解度。（3）由材料C 可知，用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内，因此除去苯酚层即可除去蛋白质。（4）由材料C 可知，除去苯酚层后，在 DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，可 将 DNA分离出来；此 时 DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成团取出。（5）由材料D 可知，D N A 在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，能生成蓝色化合物，所以可以用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴，如有蓝色物质出现即可证明提取物是DNA。答案：（l）lmol/LNaCl溶液 柠 檬 酸 钠（2）使 DNA核蛋白的溶解 度 逐 渐 降 低（3）蛋白 质（4）向下层DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，此时用玻璃棒搅动，在玻璃棒上的成团物即是DNAo（5）用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴，如有蓝色物质出现即可证明提取物是DNA。