18版高考生物分类题库,知识点18,现代生物科技专题

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知识点18 现代生物科技专题 1.(2018·北京高考·T5)用Xho Ⅰ和Sal Ⅰ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是 (　　) A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B.图2中酶切产物可用于构建重组DNA C.泳道①中是用Sal Ⅰ处理得到的酶切产物 D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA 【解题指南】(1)题眼:限制性核酸内切酶。

(2)解题关键:限制性核酸内切酶识别的是双链DNA的特定的核苷酸序列。

(3)解题思路:酶的特异性;根据不同的酶有几个酶切位点可以判断最终有几个DNA片段。

【解析】选D。因为酶具有特异性,所以两种酶识别的核苷酸序列不同,A项正确;酶切产物可以用于构建重组DNA,B项正确;泳道①中有3条较短的片段和1条较长的片段,共4个片段,符合Sal Ⅰ处理得到的酶切产物,C项正确;图中被酶切的DNA片段是双链DNA,D项错误。

2.(2018·江苏高考·T10)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述,正确的是 (　　) A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理 B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植 C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应 D.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高 【解析】选A。本题考查胚胎工程的相关知识及其应用。进行体外受精前,需获得较多的卵母细胞,用促性腺激素对良种母牛进行处理可达到超数排卵的目的,A项正确;胚胎移植的最佳时期是桑椹胚期或囊胚期,而非原肠胚期,B项错误;动物胚胎移植过程中不需要使用免疫抑制剂,C项错误;胚胎分割份数越多,胚胎成活率越低,D项错误。

3.(2018·江苏高考·T22)如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是（多选） (　　) A.若a细胞和b细胞是植物细胞,需先去分化再诱导融合 B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现 C.c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关 D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因 【解析】选B、C。本题考查细胞工程相关知识。a、b如果为植物细胞,则需要去细胞壁,但不需要去分化,A项错误;两细胞融合需要用物理或化学等方法使其融合,其融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性,B、C项正确;融合后的杂种细胞中的基因仍是选择性表达,不会表达全部的基因,D项错误。

4.(2018·全国卷Ⅰ·T38)回答下列问题: (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了______________________________________________________(答出两点即可)。  (2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的______________方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通常需与__________________组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞,在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是__________________。  (3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用____________________的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加__________________________的抑制剂。  【解析】(1)体外重组的质粒进入受体细胞才能使子代细胞具有目的基因,故体外重组的质粒,必须可以进入受体细胞。目的基因是具有遗传效应的DNA片段,必须可在原核细胞中表达才能使受体细胞获得新性状。

(2)外源基因导入微生物受体细胞的方法是先用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,然后让重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。噬菌体属于专门侵染细菌的病毒,而心肌细胞和叶肉细胞均属于真核细胞,故可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。

(3)由于大肠杆菌细胞内含有可以分解目的基因表达的蛋白质的酶,故实验中需要选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌,蛋白质纯化时需要抑制蛋白酶的活性。

答案:(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 　(2)转化　外壳蛋白(或噬菌体蛋白)　细菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 5.(2018·全国卷Ⅱ·T38)[生物——选修3:现代生物科技专题] 某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5＇末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

回答下列问题: (1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是______________。使用这两种酶进行酶切是为了保证____________,也是为了保证__________________。  (2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了______________和________________过程。  (3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的__________________移入牛的____________________中、体外培养、胚胎移植等。  (4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的____________(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。  【解析】(1)将甲插入质粒P0时,为了保证甲(L1-GFP融合基因)的完整性,应该选择E1和E4两种酶切割,并且把目的基因插入启动子和终止子之间,从而使其能在受体细胞中表达。

(2)在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光表明基因已表达,而基因的表达包括转录和翻译两个过程。

(3)由(4)题意可知,获得含有L1-GFP融合基因(甲)的牛为克隆牛,需要用核移植技术,即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入去核卵母细胞中。

(4)检测甲是否存在于牛的不同组织细胞中,可以采用PCR技术扩增,再用DNA分子杂交技术来检测,PCR技术中模板是DNA,并不是RNA。

答案:(1)E1和E4　甲的完整　甲与载体正确连接 (2)转录　翻译 (3)细胞核　去核卵母细胞 (4)核DNA 6.(2018·全国卷Ⅲ·T38)2018年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题: (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指________________。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目__________(填“减半”“加倍”或“不变”)。  (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度__________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是______________________________________________。  (3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目__________(填“相同”或“不相同”),性染色体组合__________(填“相同”或“不相同”)。  【解析】(1)核移植是指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,这个胚胎最后发育为动物个体;通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体,因此克隆猴体细胞的染色体数目和核供体一致。

(2)胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植,原因是动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易。

(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体中的常染色体相同,性染色体前者是XX,后者是XY,因此分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同,性染色体组合不相同。

答案:(1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中　不变　(2)小于　胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易　(3)相同　不相同 7.(2018·天津高考·T10)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。

(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用____________技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的____________,因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。  (2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与________________连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的________________进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。  (3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加__________的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是____________(单选)。  A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶 (4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具有侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起__________免疫,增强免疫保护效果。  【解析】本题考查基因工程中目的基因的扩增、将目的基因导入受体细胞等知识。

(1)PCR技术是扩增目的基因的有效手段;根据题意,若个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列,则翻译提前终止,故不能合成完整长度的多肽(或蛋白质),不能形成子代病毒。

(2)目的基因需要跟载体结合才能导入宿主细胞;取目的基因的单链制成分子探针,提取宿主细胞内的总RNA,若该基因成功表达,则能与探针通过碱基配对形成杂交区域,从而进行分子水平的判断。

(3)读题可知,(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,需要在培养基中补充非天然氨基酸(Uaa)才能翻译出改造病毒基因的完整蛋白;特殊tRNA基因转录时,识别启动子,启动转录过程的是宿主的RNA聚合酶。

(4)上述子代病毒能侵染宿主细胞,与不具有侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起细胞免疫。

答案:(1)PCR　多肽(或蛋白质)　(2)载体　总RNA (3)非天然氨基酸 (Uaa)　D　(4)细胞 8.(2018·江苏高考·T32)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备α-淀粉酶,实验流程见图。请回答下列问题: (1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先获得细菌的________。  (2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的________端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是______________________________________。  (3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中________的设定与引物有关,________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)  ①变性温度　　②退火温度　　③延伸温度 ④变性时间　　⑤退火时间　　⑥延伸时间 (4)如图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列: 5＇-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU……-3＇ 图中虚线框内mRNA片段包含______个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第一个密码子最多有______种。  (5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下: 缓冲 液 50 mmol/L Na2HPO4-KH2PO4 50 mmol/L Tris-HCl 50 mmol/L Gly-NaOH pH 6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10.5 酶相 对活 性% 25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8 　根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为______________________。  【解析】(1)在提取目的基因时,需获得细菌的全部基因,所以应获得它的基因组DNA。(2)在PCR技术中,在耐高温的DNA聚合酶的作用下,从引物的3＇端延伸DNA链,限制性酶切位点相关序列应加在引物的5＇端,而且两种引物的5＇端加的限制性酶切位点是不同的,这样可以保证通过PCR技术获得的目的基因两端具有限制酶切割的序列,将来切割后形成的黏性末端不同,优点是保证DNA片段能定向插入表达载体,并减少自连和自身环化现象。(3)进行扩增时,退火温度的设定与引物有关,引物中C、G碱基比例越高,退火温度越高;延伸时间的设定与扩增片段的长度有关,因为扩增片段越长,复制的时间越长。(4)图中虚线框内mRNA片段从起始密码子AUG开始计数,相邻的3个碱基为一个密码子,其中应有8个密码子,虚线框后的第一个密码子以U开头,根据其后两个碱基计算得16种,但除去3种终止密码,则最多有13种密码子,因为虚线框后不可能为终止密码。(5)分析可知,酶活力最高的环境条件是pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl。

答案:(1)基因组DNA (2)5＇　使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连 (3)②　⑥　(4)8　13 (5)pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl