1、2020届高考生物二轮复习常考题型大通关（全国卷）第38题 现代生物科技专题1、下图1是获取用于构建基因表达载体的含人生长激素基因的DNA片段(DNA复制子链延伸方向是，转录方向为左右)示意图，图2是所用质粒示意图，其上的表示青霉素抗性基因，表示四环素抗性基因。有关限制酶的识别序列和酶切位点如下表。请据图回答：限制酶识别序列和酶切位点表限制酶HindBamHPstEcoRSmaBgI识别序列()(1) 过程催化形成磷酸二酯键的酶有_，合成的人生长激素基因中_(填“有”或“无”)与终止密码相应的碱基序列。(2) 引物1由的碱基序列为_，引物2应含有限制酶_的识别序列；从图1的过程开始进行PCR扩
2、增，第六次循环结束时，图中用于构建基因表达载体的DNA片段所占比例是_。(3) 在构建表达载体的过程中对图中质粒、DNA片段进行合适的完全酶切后，向两者的混合物中加入DNA连接酶，若只考虑DNA切段两两连接，则混合物中将形成_种环状DNA。(4) 2018年11月基因编辑婴儿事件震惊了世界，舆论一片哗然。某科研团队利用“CRISPR/Cas9”技术将受精卵中的艾滋病病毒受体基因CCR5进行修改，拟培育出具有艾滋病免疫能力的基因编辑婴儿。右图3为向导RNA引导Cas9蛋白切割CCR5基因(目标DNA)示意图。向导RNA的合成需要_酶。Cas9蛋白是一种_酶。“CRISPR/Cas9”技术，是利用
3、_法将Cas9蛋白和特定的引导序列导入到受精卵中发挥基因编辑作用。基因编辑婴儿引起舆论的关注，很多科学家表示反对，请给出合理的理由_。2、 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶BamH IBcl ISau3A IHind识别序列及切割位点(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用 两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过 酶作用后获得重组质粒。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加 。若用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中的 。(3)若BamH I酶切的DNA末端与Bcl I酶切的D
4、NA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为 ，对于该部位，这两种酶 (填“都能”、“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3A I切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段。3、科学家将鱼的抗冻蛋白基因转入烟草，使烟草的耐寒能力大大提高。如图是转基因抗冻烟草培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，其中 是培育过程中的相关步骤，、表示相关结构或细胞。请据图作答：(1)在构建基因表达载体时，可用一种或多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用限制酶 ，分别对 进行切割，再用酶进行连接。(2)利用含氨苄青霉素的培养基可以筛选出成
5、功导入抗冻蛋白基因的烟草细胞，原因是 。(3)图中过程所利用的细胞工程技术是 。该转基因烟草发生的生物变异类型属于 。(4)复烤工作主要承担着烟叶从原料到半成品的转换，其中产生的烟梗是烟草制假的原材料。现将烟梗燃烧成烟梗灰用来追肥可提高农作物产量，这主要是利用了 的生态工程原理。4、透明质酸酶在临床上常用作药物渗透剂，目前主要从动物组织中提取。科研人员尝试将透明质酸酶基因转入大肠杆菌，使其得到高效表达。如图中Nco 和Xho 为限制酶，重叠延伸PCR是一种定点突变技术。据图回答下列问题：1.步骤 的目的是为了保护_，PCR的原理是_；PCR扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物
6、与单链相应互补序列结合，然后_，如此重复循环。2.若图中的透明质酸酶基因来自cDNA文库，则在进行步骤之前需在其前、后端分别接上特定的_，否则该基因就不能转录。步骤需要用_（ 酶）切割质粒。3.图中A是_；早期实验人员利用大肠杆菌作为受体，后来发现用毛霉或酵母菌作受体更具优势，从生物体结构角度分析，最可能的原因是_。4.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定地维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。检测转基因生物DNA上是否插入了目的基因的方法是_。5、目前,体外分离和培养胚胎干细胞的实验方法已经很成熟,它们可以被大量地培养和扩增,并定向分化为胰岛细胞、心肌细胞等多种不同类型的细胞,而
7、且,胚胎干细胞诱导分化的细胞,无论在体外还是移植到体内,都具有很强的扩增能力。请回答下列有关问题:1.科学家利用胚胎干细胞技术,诱导生成胰岛B细胞,以治疗小鼠糖尿病病理模型:该实验用的胚胎干细胞通常可以取自小鼠的_或_,取出的胚胎干细胞进行动物细胞培养,这个过程需要向培养液中加入诱导物。两周后镜检可以发现,培养的细胞呈胰岛样细胞的变化,随后,再进行了一系列实验,以检测该细胞是否具有胰岛B细胞的生理功能。2.培养小鼠胚胎干细胞时,通常将其置于含95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养,其中CO2的主要作用是_。3.胰岛素释放实验:控制培养液中葡萄糖的浓度,检测细胞分泌胰岛素的量,图甲
8、表示所得实验结果。 据此分析干细胞诱导成功.得到此结论的依据是_。4.体内移植实验:将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内,检测小鼠的血糖水平,结果如图乙所示。胰岛素移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论?_。5.若将小鼠胚胎干细胞经诱导生成的胰岛B细胞移植到糖尿病患者体内,会引起强烈的免疫排斥反应。若事先在胚胎干细胞基因组中导入X调节因子,便可避免此类问题。将X调节因子导入胚胎干细胞,通常先要_,然后采用_法导入胚胎干细胞中。6.指出本研究在实践方面的一个意义:_。6、科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番肺和马铃
9、薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示,请据图回答下列问题:1.过程常用的酶是_,细胞融合完成的标志是_。2.植物体细胞杂交依据的生物学原理有_。3.植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到_种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到_时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。4.过程中的培养基常添加的植物激素是_。5.若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞内有n条染色体,则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。7、人类的核移植胚胎干细胞经过诱导分化,形成相应的组织器官后,可以用于治疗人类疾病
10、如:组织器官的移植。下图是治疗性克隆的过程图解。1.“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有_。相同的胚胎干细胞,“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其根本原因是基因的_。2.重组的新细胞经过发育,要想获得基因型完全相同的两个胚胎,可采用_技术。正常情况下,去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中_期的卵细胞。3.若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植,图中患者是A型血且红绿色盲女性,提供卵细胞的女性是O型血色觉正常,则骨髓移植成功后患者的血型是_型。4.按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是_;若将重组的新细胞发育成的早期胚胎植入人体子
11、宫发育成胎儿或婴儿,则该过程称为生殖性克隆,对此项技术的应用,我国政府的态度是什么?并谈谈你的理解。(至少写出两条理由)_。8、如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答：（1）容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自 。（2） 容器A的动物器官或组织首先要进行的处理是 ，然后用 酶处理，这是为了使细胞分散开。这样做的目的是 。（3）培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有 等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第 代，到这时的培养称为 。（4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用 处理，然后配制成 ，再分装。（5）在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡。原因是
12、 。9、2013年7月。中国试管婴儿技术之母卢光琦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)设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用 处理，促进母体产生更多成熟的卵母细胞。(2)胚胎发育的卵裂期在透明带内进行，胚胎细胞的分裂方式为 。受精卵经体外培养发育成 (由32个左右的细胞构成)，可用于胚胎移植，而胚胎移植属于胚胎工程的常用技术之一，胚胎工程是指对动物的早期胚胎或 所进行的多种 操作和处理技术。(3)若需对
13、胚胎的性别进行鉴定。目前最有效、最准确的方法是SRY - PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个 (填部位)细胞，提取DNA；然后用位于 染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作引物，用胚胎细胞的DNA作 ，进行PCR扩增；最后用SRY特异性探针对扩增产物进行检测，出现阳性反应者，胚胎为男性。10、科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下。请回答下列问题:1.从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为_培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为_。2.图中2一细胞胚胎可用
14、人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为_也可从灰鼠体内取出卵子,通过_后进行早期胚胎培养获得。3.图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育,此技术对代孕受体的要求是_在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是_,若想进一步提高胚胎的利用率,可采用_技术。4.小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得,iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。 答案以及解析1答案及解析：答案：反转录酶和DNA聚合酶或反转录酶 有(2) AGATCTGCATCCTCCAGG或GGATCCGCATCCTCCAGG BamH或Bgl II 13/16 (3) 6
15、或12(4) RNA聚合 限制或核酸 显微注射 细胞内DNA上可能不止一个Cas9酶识别和切割位点，可能导致脱靶解析：（1）过程表示逆转录过程，催化形成磷酸二酯键的酶有逆转录酶和DNA聚合酶，合成的人生长激素基因中有与终止密码子相应的碱基序列。（2）据分析可知，引物1序列含GCATCCTCCAGG，引物2序列含ATCTCCCTGATG，在设计引物时，应在引物1的5加上Bgl的酶切序列，在引物2的5加入BamH酶切序列，因此引物1由53的碱基序列为AGATCTGCATCCTCCAGG，引物2应含有限制酶BamH的识别序列；从图1的过程开始进行PCR扩增，第六次循环结束时，根据图示和PCR扩增技术
16、的特点，可以推导出共有6个DNA的序列双链不等长，故图中可用于构建基因表达载体的DNA片段所占比例是（3）在构建表达载体的过程中对图中质粒、DNA片段进行合适的完全酶切后，形成的含有2个酶切位点的片段有3种，向两者的混合物中加入DNA连接酶，若只考虑DNA切段两两连接，则混合物中将形成6种环状DNA。（4）向导RNA的合成需要RNA聚合酶。Cas9蛋白能切割CCR5基因，故Cas9蛋白是一种限制性核酸内切酶。将外源基因导入受精卵中应选择显微注射法，故“GRISPR/Cas9”技术，是利用显微注射法将Cas9蛋白和特定的引导序列导入受精卵中发挥基因编辑作用。基因编辑婴儿引起舆论的关注，很多科学家
17、表示反对，原因是细胞内DNA上可能不止一个Cas9酶识别和切割位点，可能导致脱靶；此外，还存在其他的风险和违背当前的伦理道德。 2答案及解析：答案：（1）Bcl和Hind DNA连接 （2）四环素 引物甲和引物丙（3） 都不能 （4）7解析：（1）选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点,但BamH可能使质粒中启动子丢失,因此只能选Bcl和Hind。酶切后的载体和目的基因片段,通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于感受态的大肠杆菌。（2）为筛选出转入重组质粒的大肠杆菌,根据质粒上的抗性基因,在培养基中加入四环素;PCR技术要求两种引物分别和目的基因两条单链结合,沿
18、相反的方向合成子链;（3）根据BamH和Bcl的酶切位点, BamH酶切的DNA末端与Bcl酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为,与两种酶的酶切位点均不同。（4）根据BamH、Bcl、Sau3A的酶切位点, Sau3A在质粒上有三个酶切位点,完全酶切可得到记为A、B、C三种片段,若部分位点被切开,可得到AB、AC、BC、ABC四种片段,所以用Sau3A切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。 3答案及解析：答案：（1）Pst 、Sma ； 含鱼的抗冻蛋白基因的DNA和质粒DNA连接（2）抗氨苄青霉素基因作为基因表达载体中的标记基因，使成功导入抗冻蛋白基因的烟草细胞具有氨苄青
19、霉素抗性（3）植物组织培养；基因重组（4）物质循环再生解析：分析图解：鱼的抗冻蛋白基因上具有三种限制酶切割位点，Pst 酶的切割位点存在于目的基因的两侧，Sma 酶的切割位点存在于目的基因的左侧， 而Alu 酶的切割位点存在于目的基因的中央，因此不宜选用Alu 酶，质粒上有Pst 、Sma 、Hind、 Alu 等四种限制酶切割位点，在选择限制酶时一般选择同种限制酶，以便形成相同的黏性末端。图中 分别表示：基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、脱分化、再分化。（1）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别
20、对目的基因和载体进行切割，以获得不同的黏性末端，故应选用Pst 酶和Sma 酶对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，再用 DNA连接酶进行连接。（2)利用含氨苄青霉素的培养基可以筛选出成功导入抗冻蛋白基因的烟草细胞， 原因是抗氨苄青霉素基因作为基因表达载体中的标记基因，使成功导入抗冻蛋白基因的烟草细胞具有氨苄靑霉素抗性。（3)由以上分析可知，图中过程所利用的细胞工程技术是植物组织培养，该转基因烟草发生的生物变异类型属于基因重组 (4)将烟梗燃烧成烟梗灰用来追肥可提高农作物产量，这主要是利用了物质循环再生的生态工程原理。 4答案及解析：答案：1.透明质酸酶基因，防止Nco 限制酶破坏目的基因
21、;DNA双链复制;在DNA聚合酶作用下延伸;2.启动子、终止子;Nco 和Xho ;3.基因表达载体;毛霉或酵母菌是真核细胞，细胞内有内质网和高尔基体加工蛋白质;4.利用目的基因制作成的探针进行DNA分子杂交解析：1.分析图解可知，图中目的基因的中间存在Nco限制酶的切割位点，因此步骤的目的是为了保护透明质酸酶基因，防止Nco 限制酶破坏目的基因。PCR的原理是DNA双链复制；PCR扩增的过程是：高温变性低温退火中温延伸。即目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下延伸，如此重复循环。2.cDNA文库是用mRNA逆转录得到的DNA，只含有编辑对应蛋
22、白质的信息，不含启动子、终止子及内含子等，因此在进行步骤 之前需在透明质酸酶基因前、后端分别接上特定的启动子、终止子。步骤需要用Nco 和Xho 切割质粒。3.据图可知，图中A是基因表达载体。大肠杆菌为原核生物，细胞中只含核糖体一种细胞器，毛霉或酵母菌为真核生物，含有内质网和高尔基体等，可对蛋白质进行加工、修饰等。4.检测转基因生物DNA上是否插入了目的基因的方法是利用目的基因制作成的探针进行DNA分子杂交。 5答案及解析：答案：1.早期胚胎; 原始性腺; 2.维持培养液的pH; 3.在糖浓度高时，细胞分泌的胰岛素多;在糖浓度低时,细胞分泌的胰岛素少4.支持; 5.构建基因表达载体; 显微注射
23、; 6.诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化,为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径解析：1. 胚胎干细胞通常可以取自小鼠的早期胚胎或原始性腺。2.动物细胞培养时要有一定浓度的CO2，其主要作用是维持培养液的pH。3.由图甲可知高浓度葡萄糖条件下胰岛素分泌量明显增多，而在低浓度葡萄糖浓度条件下胰岛素分泌量少，说明干细胞成功诱导成了胰岛B细胞。4.分析图乙移植组的血糖浓度在正常血糖范围上下波动，而未移植组的血糖浓度明显高于正常血糖组情况，该实验支持胰岛素释放的理论。5.将外源基因导入到胚胎干细胞中，需要先构建基因表达载体，然后利用显微注射法导入到动物细胞内。6.该实验是诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化
24、，可以为糖尿病的细胞治疗提供一条可能的新途径。 6答案及解析：答案：1.纤维素酶和果胶酶;杂种细胞再生出新的细胞壁2.细胞膜的流动性、植物细胞的全能性;3.聚乙二醇(或PEG);3;融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光4.生长素和细胞分裂素;5.2(mn)解析： 7答案及解析：答案：1.全能性; 选择表达; 2.胚胎分割; 减数第二次分裂中期; 3.A; 4.解决了临床上供体器官不足和移植后免疫排斥问题 ; 禁止生殖性克隆。严重违反了人类伦理道德；冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念解析： 8答案及解析：答案：（1）动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（2）剪碎；胰蛋白；使每个细胞都
25、能与培养液接触（3）葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清；10；原代培养（4）胰蛋白酶；细胞悬浮液（5）细胞没有发生癌变解析：（1）动物胚胎或幼龄动物的组织、器官代谢旺盛，分裂能力强，故可作为动物细胞培养的材料。（2）容器A的动物器官或组织首先要进行的处理是剪碎，然后用胰蛋白酶处理，这是为了使细胞分散开。这样做的目的是使每个细胞都能与培养液接触。（3）培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到了第10代，到这时的培养称为原代培养。（4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用胰蛋白酶处理，然后配制成细
26、胞悬浮液，再分装。（5）在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，其原因是细胞没有发生癌变。 9答案及解析：答案：(1)促性腺激素（2）有丝分裂；桑椹胚；配子；显微（3）滋养层； Y；模板解析：本题考査胚胎工程的内容。（1)为了促进母体产生更多成熟的卵细胞，通常用促性腺激素处理。（2)胚胎细胞的分裂方式是有丝分裂；受精卵在体外培养发育至桑椹胚期时可用于胚胎移植；胚胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。 10答案及解析：答案：（1）原代培养;接触抑制;（2）冲卵(或冲胚);体外受精(或核移植)（3）胚胎移植;同种、生理状态相同的其他雌性动物;可以充分发挥雌性优良个
27、体的繁殖潜力;胚胎分割（4）内细胞团细胞解析：（1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养，分瓶后的培养称为传代培养：培养的细胞在铺满培养皿底时由于相互接触而停止分裂，这种现象称为细胞的接触抑制。 (2)用 人工方法从灰鼠输卵管内获得2细胞胚胎，该过程称为冲卵；从灰鼠体内取出卵子,通过体外受精（或核移植）后经早期胚胎培养也 可获得早期胚胎。（3)重组囊胚可通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育。胚胎移植时要求代孕受体是同种、生理状态相同的 其他雌性动物；在畜牧生产中采用胚胎移植技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，在短时间内得到大设优良后代。采用胚胎分割技术可进一步提高胚胎的利用率。(4)小鼠胚胎干细胞（ES) 可从早期胚胎或原始性腺中获得，囊胚的内细胞团属于胚胎干细胞。