(统考版)2023届高考生物一轮复习特训卷单元清通关11现代生物科技专题.docx

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1、单元清通关卷(十一)现代生物科技专题12022广西柳州市高三一模阅读下面关于“利用转基因西瓜生产人胰岛素的方法”的专利摘要的内容简述，回答问题：本发明利用转基因西瓜作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱” 的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入西瓜中，在西瓜的果实中表达人胰岛素。(1)根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用_的方法获得的，并采用PCR技术扩增人胰岛

2、素基因，在PCR扩增仪中添加模板、引物、4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)、_以及酶促反应所需的离子等物质。(2)构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构？_。(填编号)终止密码子内含子滞留序列CaMV35S启动子果实专性启动子2A12标记基因终止子引物复制原点内质网滞留序列目的基因(3)本发明中，应用农杆菌转化法将目的基因导入西瓜细胞中所使用的载体是_。(4)根据农杆菌可将目的基因导入西瓜植株的机理，试推测农杆菌不能将目的基因导入小麦的原因_，若想将目的基因导入小麦中，从理论上分析，你认为该怎样做？_。(5)请从人体相关生理过程分析，吃这种转基因西瓜能否治疗人类的型糖尿病？为什么？_。22022甘

3、肃天水市甘谷县高三检测家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力，科学家将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。请回答下列相关问题：(1)进行转基因操作前，需将获得的幼蚕组织先剪碎，并用_短时处理以便获得单个细胞。(2)在培养获得单个细胞时，为避免杂菌污染，除对培养液和用具进行无菌处理以外，还应在培养液中添加一定量的_。培养过程中，发现贴壁细胞分裂生长到相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，此现象称为_。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以增大_，从而增加培养的细胞数量，也有利于气体交换。(3)将干扰素基因导入培养的家蚕细胞时，需要载体协助，而载体一般不选择_(填“噬

4、菌体”或“昆虫病毒”)，原因是_。(4)若干扰素基因来自cDNA文库，在构建过程中_(填“需要”或“不需要”)在目的基因的首端添加启动子，原因是_。32022甘肃省兰州一中高三模拟世界上首只体细胞(猴胎儿的成纤维细胞)克隆猴中中于2017年11月27日诞生，10天后第二只克隆猴华华诞生。国际权威学术期刊细胞于2018年1月25日以封面文章形式在线发布这一重要成果，该成果表明我国在灵长类体细胞核移植技术研究方面已经走在世界前列。请回答下列问题：(1)克隆猴涉及动物细胞核移植，即将猴的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的_中，使其重组并发育成一个新的胚胎。(2)克隆猴的获得本质上是一种_繁殖，

5、该培育过程中用到的细胞工程技术主要有核移植、_、_等。(3)克隆猴的成功为解决人类器官移植来源不足和免疫排斥迈出了重大一步。构建重组细胞后，经培养形成胚胎干细胞，胚胎干细胞可以在体外进行_，培育出人造组织器官，也可以培育在_细胞上，使其维持不分化状态，作为研究体外细胞分化的材料。(4)与克隆羊多利培养成功一样，克隆猴的成功获得也证明了_。42022江西省南昌市二中高三考试中国试管婴儿之母卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。(1)试管动

6、物技术中首先要做的是_(答前两步)(2)精子细胞在变形阶段发生的主要变化有_(写三项即可)。(3)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(4)受精卵经72 h体外培养发育成32个细胞左右的胚胎，叫作_，可用于胚胎移植。进行胚胎移植的优势是可以_。(5)为了获得更多胚胎，可使用胚胎分割技术。胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一，其原因是_。(6)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于_之间的第一极体一并吸出。52022鄂东

7、南省级示范高中模拟盐分是限制植物生长发育的重要因素之一。科研人员尝试利用獐茅液泡膜Na/K逆向转运蛋白基因(AINHX基因)培育转基因耐盐马铃薯。(1)通常从獐茅的_中获取AINHX基因用以构建基因表达载体，构建基因表达载体过程中必须使用的工具酶是_。(2)为保证目的基因在马铃薯根细胞中能够正常表达，运载体上应含有特定的_。(3)马铃薯的转化过程常用农杆菌转化法，这种方法是利用了农杆菌的Ti质粒上的TDNA具有_的特点。(4)为探究目的基因整合到马铃薯基因组是否转录，可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成_，再利用PCR方法进行基因扩增，基因扩增时需要先根据_合成引物。若对基因扩增n

8、代，则共需消耗_对引物。若以根细胞为材料扩增结果为阳性(有产物生成)，以叶细胞为材料扩增结果为阴性(无产物生成)，则说明_。(5)为证明转基因马铃薯获得了耐盐性，将生长至4叶期的转基因幼苗转入_培养液中培养，30天后观察植株生长状况。62022江苏泰州高三调研两位女科学家因发现“CRISPR / Cas9基因剪刀”而获得2020年诺贝尔化学奖。CRISPR/Cas9 系统可对基因组进行定点编辑，其工作原理如图1所示。(1)据图1可知，在向导RNA(sgRNA)的引导下，Cas9利用其具有的_个内切酶活性位点，水解目标DNA的_。(2)科研人员通过突变得到内切酶活性全部消失的dCas9，建构的C

9、RISPR/dCas9系统保留向导RNA(sgRNA)引导进入基因组的能力。当dCas9与VP64、P65等转录激活因子融合，形成的dCas9SAM可进行基因调控等研究。图2示意将OCT4、KLF4、MYC及SOX2四个基因的sgRNA序列串联成的sgRNA质粒和dCas9SAM质粒与磷脂等混合(形成包埋DNA脂质体结构)。将脂质体加入到细胞系MCF7的细胞培养皿中，能实现基因转移的原理是_。24 h后通过添加_筛选并进行单细胞培养即可得到基因编辑后的细胞。此过程需在37 ，气体环境为_的细胞培养箱中进行。转染好的细胞用裂解液消化后，使用RNA提取试剂盒提取总RNA，取1g提取的RNA使用反转

10、试剂盒进行操作即得到_，然后将其进行实时荧光定量PCR。PCR操作时通常预变性5分钟，变性30秒，再_，循环等。该实验通过4种sgRNA对MCF7细胞进行编辑，可实现多基因_的目的。单元清通关卷（十一）现代生物科技专题1答案：（1）人工合成耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）（2）（3）农杆菌的Ti质粒（4）单子叶植物（小麦）受到损伤时，伤口处不会分泌酚类化合物吸引农杆菌人为添加酚类化合物（添加趋化和诱导物质一般为乙酰丁香酮）（5）不能，胰岛素的化学本质是蛋白质，易被消化道内的蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗疾病的作用解析：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密

11、码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因，PCR技术需要添加模板、引物、4种脱氧核苷三磷酸（dNTP）作为原料，同时是在较高温度环境中进行的，因此该技术中使用的关键酶是热稳定性DNA聚合酶（或Taq酶）。（2）构建的基因表达载体包括CaMV35S启动子、果实专性启动子2A12、标记基因、终止子、复制原点、目的基因。（3）农杆菌转化法将目的基因导入西瓜细胞中常使用的载体是农杆菌的Ti质粒。（4）由于单子叶植物（小麦）受到损伤时，伤口处不会分泌酚类化合物吸引农杆菌，所以不能用农杆菌将目的基因导入小麦，若想将目的基因导入小麦中，可以人为添加酚类化合物（

12、添加趋化和诱导物质一般为乙酰丁香酮）。（5）由于胰岛素的化学本质是蛋白质，易被消化道内的蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗疾病的作用，所以不能通过吃转基因西瓜治疗人类的型糖尿病。2答案：（1）胰蛋白酶或胺原蛋白酶（2）抗生素接触抑制细胞贴壁生长的附着面积（3）噬菌体噬菌体的宿主细胞是细菌，而不是家蚕细胞（4）需要cDNA文库中的基因是由mRNA反转录而来的，基因中无启动子解析：（1）进行转基因操作前，要想获得单个动物细胞，需将获得的动物组织先剪碎，并用胰蛋白酶短时处理。（2）在培养获得的单个细胞时，为避免杂菌污染，除对培养液和用具进行无菌处理以外，还应在培养液中添加一定的抗生素。培养细胞过程中，

13、发现贴壁细胞分裂生长到相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，此现象称为接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以增大细胞贴壁生长的附着面积，从而增加培养的细胞数量，也有利于气体交换。（3）将干扰素基因导入培养的家蚕细胞时，需要载体协助，由于噬菌体的宿主细胞是细菌而不是家蚕，因此将干扰素基因导入培养的家蚕细胞时，运载体一般不选择噬菌体。（4）若干扰素基因来自cDNA文库，由于cDNA文库中的基因是由mRNA反转录而来的，基因中无启动子，故在构建过程中需要在目的基因的首端添加启动子。3答案：（1）卵母细胞（2）无性早期胚胎培养胚胎移植（3）诱导分化饲养层（4）已分化的动物体细胞的细胞

14、核具有全能性解析：（1）动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。（2）克隆猴的产生没有经过两性生殖细胞的结合，本质上属于无性繁殖。克隆猴的培育过程涉及的生物技术有核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术等。（3）胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性，可以在体外进行诱导分化培育出人造组织器官；也可以培育在饲养层细胞上，使其维持不分化状态，作为研究体外细胞分化的材料。（4）与克隆羊多利培养成功一样，克隆猴的成功获得也证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。4答案：（1）体外受精和早期胚胎培养（2

15、）细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴（任选三项）（3）发育培养液（4）桑椹胚充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力（5）来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质（6）卵细胞膜与透明带解析：（1）试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，因此试管动物技术中首先要做的前两步是体外受精和早期胚胎培养。（2）精子发生的第三阶段，圆形的精子细胞变形成精子，其中细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的

16、基部形成线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴，随精子的成熟过程向后移动，最后脱落。（3）精子与卵子在体外受精后，受精卵需要培养成早期胚胎后才能移植到受体动物体内，因此，应将受精卵移入发育培养液中继续培养。（4）当胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹，叫做桑椹胚。进行胚胎移植的优势是可以大大缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。（5）胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胚或多胚的技术。由于来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，故胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。（6）在体外将采集到的卵母细胞培

17、养到减数第二次分裂中期才成熟，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于卵细胞膜和透明带之间的第一极体一并吸出。5答案：（1）基因文库限制酶、DNA连接酶（2）启动子和终止子（3）携带目的基因转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上（4）cDNA已知目的基因的一段核苷酸序列2n1目的基因未导入受体细胞（5）高浓度盐溶液解析：（1）通常可以从獐茅的基因文库中获取AINHX基因用以构建基因表达载体，构建基因表达载体过程中需要用限制酶切割出黏性末端，再用DNA连接酶连接质粒和目的基因。（2）载体上必须有目的基因、标记基因、启动子、终止子，其中启动子和终止子使目的基因能够正常表达。（3）TDN

18、A具有可携带目的基因转移到受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上的特点（4）mRNA可反转录成cDNA。用PCR方法进行基因扩增时，需根据已知的目的基因的一段核苷酸序列合成引物。若对目的基因扩增n代，产生2n个子代DNA，新合成的（2n1）个脱氧核苷酸链需要消耗引物，故引物需要消耗2n1对。若以叶细胞为材料扩增结果为阴性（无产物生成），则说明目的基因未导入受体细胞。（5）为证明转基因马铃薯获得了耐盐性，可将转基因幼苗转入高浓度的盐溶液中培养。6答案：（1）2磷酸二酯键（2）生物膜的流动性抗生素G418和嘌呤霉素95%空气加5%CO2的混合气体cDNA复性、延伸同时调控解析：（1）据图1可知

19、：“CRISPR/Cas9基因剪刀”可对基因组进行定点编辑，在向导RNA（sgRNA）的引导下，Cas9利用其具有的2个内切酶活性位点，相当于限制酶的作用，能水解目标DNA的磷酸二酯键。（2）据题可知：将OCT4、KLF4、MYC及SOX2四个基因的sgRNA序列串联成的sgRNA质粒和dCas9SAM质粒与磷脂等混合（形成包埋DNA脂质体结构），将脂质体加入到细胞系MCF7的细胞培养皿中，能实现基因转移的原理是生物膜具有流动性。24h后通过添加抗生素G418和嘌呤霉素筛选并进行单细胞培养即可得到基因编辑后的细胞。动物细胞培养过程需在37 ，气体环境为95%空气加5%CO2的混合气体的细胞培养箱中进行。反转录法可以用RNA做模板，合成互补的cDNA文库，转染好的细胞用裂解液消化后，使用RNA提取试剂盒提取总RNA，取1g提取的RNA使用反转试剂盒进行操作即得到cDNA，然后将其进行实时荧光定量PCR。PCR技术的原理是热变性，操作时通常预变性5分钟，变性30秒，再复性、延伸，循环等。该实验通过4种sgRNA对MCF7细胞进行编辑，可通过调控启动子序列等调控基因的表达，进而可实现多基因同时调控的目的。