【文档说明】高考生物二轮练习：专题10四 现代生物科技专题 专题能力提升练 专题14 教师专用(含解析) .doc，共(9)页，149.000 KB，由MTyang资料小铺上传

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专题能力提升练专题14现代生物科技专题(45分钟100分)1.(12分)(2018·江苏高考)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(1656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50mmol/L50mmol/L50mmol/L液Na2HPO4-

KH2PO4Tris-HClGly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相对活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.52

0.8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p

H为8.5,缓冲液为50mmol/LTris-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)②⑥(4)813(5)pH为8.5,缓冲液为50mmol/LTris-HCl2.(16分)(新题预测)“紫薯”外观艳丽、富含花青

素,有清除体内自由基、抗癌防老等保健功效。研究人员通过现代分子技术手段,克隆了控制紫薯的着色基因BL。回答下列问题:(1)获取基因BL的方法之一是利用PCR技术扩增大量的DNA。此方法使用的DNA聚合酶与生物体内的DNA聚合酶相比,最主要的特点

是______________。PCR技术能把某一DNA片段进行扩增,依据的原理是_________________________________________________________________________________________

。(2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。如表为根据模板设计的两对引物序列,如图为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度:________________。理由是_____________________

___________________________________________________________。引物对序列表引物对AP1AACTGAAATGTAGCTATCP2TTAAGTCCATTACTCTAC引物对BS1

GTCCGACTAGTGGCTGTGS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG(3)若想将着色基因导入另一植物中获得红色果实,可将获取的BL基因插入Ti质粒________________上,通过农杆菌的转化作用将目的基因导入植物的体细胞,获得能稳定遗传和表达的转基因植株,依据是

_________________________________________________________________________________________。(4)若要检测目的基因是否转录出了mRNA,需从转基因植株中

提取mRNA,用_________________作探针与mRNA杂交,若________________则表明目的基因转录出了mRNA。【解析】(1)PCR技术使用的是热稳定DNA聚合酶(Taq酶),PCR技术能把某一DNA

片段进行扩增,依据的原理是DNA双链复制。(2)引物对B中G/C含量较高,可采用较高的退火温度。(3)将获取的目的基因插入Ti质粒T-DNA上,T-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上。(4)若要检测目的基因是否转录出了mRNA,

需从转基因植株中提取mRNA,用标记的目的基因作探针与mRNA杂交,若出现杂交带则表明目的基因转录出了mRNA。答案:(1)耐高温DNA双链复制(2)引物对B引物对B中G/C含量较高,可采用较高的退火温度(3)T-DNAT-DNA可转移至受体细胞并

整合到受体细胞染色体的DNA上(4)标记的目的基因出现杂交带【知识总结】目的基因的检测与鉴定(1)检测目的基因是否导入受体细胞:DNA分子杂交技术。(2)检测目的基因是否转录出mRNA:分子杂交技术。(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质

:抗原-抗体杂交技术。(4)个体生物学水平鉴定:根据表达性状判断。3.(12分)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示:[来源:学&科&网Z&X&X&K](1)步骤甲、乙分别是指______

________,________________。(2)诱导超数排卵所注射的激素是________________,只能作用于_______________________。(3)受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于______

__________(填“培养液”或“受精卵”)。(4)步骤甲使用的培养液为________________或专用的受精溶液。【解题指导】(1)题干关键词:印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物、胚胎工程技术、让家

猫代孕而繁育。(2)根据图中超数排卵和收集精液→步骤甲是体外受精→早期胚胎培养→步骤乙是将早期胚胎移植到同期发情处理的家猫子宫中。[来源:Zxxk.Com]【解析】本题主要考查体外受精、早期胚胎培养与胚胎移植技术。步骤甲是指

受精作用,步骤乙是指胚胎移植;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺细胞;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液不同。答案:(1)受精作用胚胎移植(2)促性腺激素性腺细胞(3)受精卵(4)获能溶液4.(

10分)曾经分布于东、中非地区的北部白犀数量已仅存五头,世界上最后一只幸存的雄性北部白犀“苏丹”已经被切除犀角。雌性北部白犀每3年生产一次,每胎仅产1仔。为使这一种群数量恢复,可采用现代生物工程技术提高北部白犀的生育效率。请回答:

(1)精子采集的方法包括假阴道法、手握法和________法,体外受精前对精子进行一定处理,使其______________________。(2)卵母细胞采集时,用促性腺激素对供体雌白犀处理后,从________中冲取卵子,此卵子________(填“能”或“不能”)直接与(1)题中处理后的精子

在体外受精。(3)体外受精后,应将受精卵移入________________液中继续培养。(4)为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的____________期用机械方法将胚胎分割。具体操作是用分割针将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的_____

_______________________中。(5)胚胎能成功移植到受体子宫中,原因之一是受体子宫对外来胚胎基本上不发生________________反应,为胚胎的存活提供了可能。【解析】(1)精子采集方法包括假阴道法、手握法和电刺激法,精子需要获能处理后与卵子受精。(2)卵母细胞

采集时,用促性腺激素处理后,从输卵管中冲取卵子,能直接与(1)题中处理后的精子受精。(3)体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养。(4)桑椹胚和囊胚的内细胞团细胞具有全能性,故选取该时期的胚胎进行分割可以得到多个胚胎。具体操作是用分割针将胚胎切开,吸出其中的半个胚胎,注入预先准备好的

空透明带中。(5)受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,为胚胎的存活提供了可能。答案:(1)电刺激获能(2)输卵管能(3)发育培养(4)桑椹胚(或囊胚)空透明带(5)免疫排斥5.(12分)(2018·长沙一模)

我国全面放开二孩政策已正式实施。一些高龄产妇希望通过试管婴儿技术圆二胎梦。请回答以下相关问题:(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,在取卵前通常需要注射促性腺激素,而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育,原因是_________________。(2)在体外受精前,医生借助超声波探测

仪等工具用吸卵针从某女士卵巢中吸取卵母细胞;随后将取出的卵母细胞置于与________________相似的环境中,让它进一步发育成熟。受精过程中,精子顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵子的________________,最终进入卵

子内完成受精作用。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,都需要满足_____________________________________及营养等条件。(4)若做试管婴儿的夫妇中,妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷),丈夫正常,则子女患病情况为________

________。若要获得健康的孩子,可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”(医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程,除运用胚

胎工程的技术手段外,还要特别运用________________技术。【解析】(1)在下丘脑、垂体、卵巢分级调节中,当雌激素含量增多,会通过负反馈调节,抑制卵巢的发育。因此需要注射促性腺激素,来促进卵巢的发育。(2)生物体内

卵母细胞发育成熟的场所为输卵管,因此体外获得的卵母细胞也应置于与输卵管相似的环境中,让它进一步发育成熟。顶体酶能够溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通路;随后顶体酶能将透明带溶出一条孔道,精子借自身运动穿越

透明带。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,需要满足无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、相应的气体环境(O2与CO2)及营养等条件。(4)受精作用时,受精卵中的线粒体来自母本,而母本患有线粒体疾病,因此子女全患病。去除女性捐赠者卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之,属于动物

细胞核移植过程。答案:(1)过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育(2)输卵管放射冠和透明带(3)无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、相应的气体环境(4)全患病动物细胞核移植6.(16分)(2015·全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如

果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的____________________进行改造。(2)以P基

因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰___________基因或合成_____________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括____________的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:________________________

_______________________________________________。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过____________和____________,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据

此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物____________进行鉴定。【解析】本题考查蛋白质工程和中心法则的相关内容。(1)蛋白质P1是由蛋白质P改变了两个氨基酸序列得到的,故若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造。(2)P1基因可以在P基

因的基础上经修饰改造而成,也可以根据氨基酸序列用化学方法合成。中心法则的内容为:,包括DNA的复制,RNA的复制,遗传信息由DNA→RNA、由RNA→DNA、由RNA→蛋白质五个过程。(3)蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质

结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。该基因表达后得到相应蛋白质,蛋白质是否符合我们的设计要求,还需要进一步对蛋白质的生物功能进行检测与鉴定。答案:(1)氨基酸序列(或结构)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)[来源:

学*科*网]DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能7.(12分)(2017·海南高考)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养

技术繁殖该植物。回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是_______________________________________________

____________________________________________________________。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到____________。若

要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是______________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基

中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经__________形成的。(4)若该种植物是一种杂合体(子)的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,____________(

填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是__________________________________________________________________________

________________________________________________________________。【解析】(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是绿色叶片和白色花瓣的

细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖,若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是具有完整的

细胞核,因为细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。(3)A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是细胞分裂素和生长素,二者对于根和芽的形成具有重要调节作用,二者的

用量比例影响根和芽的发育顺序。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)若该种植物是一种杂合体(子)的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,由于对杂合体(子)植株来说,其

体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株,因此不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体。答案:(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、

生长素脱分化(4)不能对杂合体(子)植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株8.(10分)(2018·银川二模)随着“绿水青山就是金山银山”的提出,生态经济的重要性日益增显。结合所学知识,回答下列有关问题:(1)

我国西北地区进行防护林建设时,种植了适宜当地生长的灌木和草,这体现了生物与环境的___________________原理。与传统的工程相比,生态工程的特点是__________________________________________________________

_______________________________________________________________________。(2)“三北防护林”被誉为“世界生态工程之最”,该工程依据的基本原理主要是________________、

________________(答出2个即可)。(3)湿地生态恢复工程是采用工程和____________________相结合的方法,使受到干扰的湿地恢复,在湿地的周围还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使

湿地依靠________________机制恢复其生态功能。【解析】(1)防护林建设时,种植适宜当地生长的草与灌木,体现了协调与平衡原理。与传统的工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。(2)“三北防护林”被誉为“世界生态工程之最”,是指在我国三北地区(西

北、华北和东北)建设的大型人工林业生态工程。它是我国政府为改善生态环境而建设的,其最重要的生态效益是防风固沙,防止沙漠化,该工程依据的基本原理主要是物种多样性原理和整体性原理。(3)湿地生态恢复工程是采用工程和生物措施相结合的方

法,主要是在湿地的周围还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能。答案:(1)协调与平衡少消耗、多效益、可持续(2)物种多样性原理整体性原理(3)生物措施自然演替