1、选修3现代生物科技专题一、选择题(每小题2分，共20分)1利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是()A棉花细胞中检测到载体上的标记基因B山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNAD酵母菌细胞中提取到人的干扰素解析：基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。答案：D2基因治疗是指()A对有基因缺陷的细胞提供营养，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的B把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的C运用
2、人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常D运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的解析：基因缺陷疾病是无法通过改善营养治疗的，目前也不能对缺陷基因进行切除治疗，基因突变具有不定向性。答案：B3科学家将干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为()A基因工程B蛋白质工程C基因突变 D细胞工程解析：基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，使其高效表达，从中提取所需的基因控制合成的蛋白质，或表现某种性状，蛋白质产品仍然为天然存在的蛋白质，
3、而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改变，所得到的已不是天然的蛋白质。题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的干扰素也不是天然干扰素，而是经过改造的，是人类所需优质的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程。答案：B4供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是()A防止受体牛不愿意接受胚胎B只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育C只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同D同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强解析：对供体和受体同时用激素同期发情处理是为了保证供体和受体具有相同的生
4、理状态，以确保胚胎移植后能正常发育。答案：B5.质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()A.是c；是b；是aB是a和b；是a；是bC是a和b；是b；是aD是c；是a；是b解析：对细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，也能在含四环素的培养基上生长，说明抗青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，插入点是c；对细菌来说，能在含青霉
5、素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因正常，不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗四环素基因被破坏，插入点应为b；对细菌来说，不能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因被插入而破坏，故插入点为a。答案：A6下面对牛的胚胎移植过程的描述，不正确的是()A对供体和受体使用激素进行同期发情处理B使用促性腺激素对供体进行超数排卵处理C冲卵是指从供体母牛子宫中冲洗出受精卵D通过胚胎检查，发育到囊胚或桑椹胚才可移植解析：冲卵是用特制的冲卵装置，把供体母畜子宫内的早期胚胎冲洗出来。答案：C7某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家却能够以该小鼠为实验材料，通过细胞工程技术获得抗某种病原体的高纯度单克隆
6、抗体，这是因为()A小鼠体内只有一种抗体B小鼠体内只有一种B淋巴细胞CB淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞D可以通过克隆培养法和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞解析：小鼠的多种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后产生多种杂交瘤细胞，可通过克隆培养法和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，从而获得单克隆抗体。答案：D8下列关于现代生物技术的叙述正确的是()A基因工程中常用DNA探针检测目的基因的表达B动物体细胞培养所依据的原理是细胞的全能性C愈伤组织再分化需要用一定比例的植物激素调控D生态农业能够提高物种丰富度和能量传递效率解析：基因工程中常用DNA探针检测目的基因的导入及转录，
7、目的基因的表达通常用抗原抗体结合反应检测；植物组织培养依据的原理是细胞的全能性，动物细胞培养依据的原理是细胞增殖；外植体的脱分化与愈伤组织的再分化过程均需要一定比例的植物激素调控；生态农业可提高物种丰富度，但不能提高能量传递效率。答案：C9(2010年高考江苏卷)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是()A胚胎移植技术 B胚胎干细胞技术C单克隆抗体技术 D基因治疗技术解析：治疗老年痴呆症，可将胚胎干细胞引导分化成未发生基因突变的组织或器官，来取代已经发生基因
8、突变的组织或器官；或利用基因治疗技术将突变基因切除，导入正常基因；或制备针对淀粉样蛋白体的抗体，利用单克隆抗体技术进行大规模生产，用来消除该蛋白体的积累，从而治疗老年痴呆症；胚胎移植技术不改变基因型，也就无法实现对老年痴呆症的治疗。答案：A10利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是()A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个效应B细胞(浆细胞)可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C将等量效应B细胞(浆细胞)和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白
9、特异性结合的方法可诊断出病毒感染者解析：以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备单克隆抗体时，先用SARS病毒核衣壳蛋白刺激机体产生能特异性产生抗体的浆细胞，然后在PEG诱导剂的作用下使该浆细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，经过筛选，选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，然后在体外或体内培养杂交瘤细胞，获得大量单克隆抗体。在临床上可用单克隆抗体与病毒特异性结合的原理可以诊断机体是否被病毒感染。答案：D二、非选择题(共80分)11(10分)(2012年聊城一模)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
10、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：(1)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两种主要的方法：_。在进入之前要构建基因表达载体，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_。解析：(1)
11、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DNA合成仪用化学方法直接人工合成。一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
12、胞的去核处理一般选择在这一时期进行。(4)牛、羊一般要培养到桑椹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)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(答出一种即可)减数第二次分裂中期(4)桑椹胚或囊胚12(10分)(2011年高考安徽理综)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前，需用_酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正
13、确插入表达载体的_和_之间。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、_和_。(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。解析：(1)为了将动物组织分散并得到单个细胞，可以用胰蛋白酶处理动物细胞。(2)在基因工程中，构建表达载体时，需要将目的基因插入启动子和终止子之间，以使目的基因得到高效表达。(3)PCR过程模拟的是细胞内DNA分子的复制过程，需要模板、原料、能量、酶(D
14、NA聚合酶)、适宜的温度和酸碱度等，同时需要加入设计好的引物。(4)为了防止发生接触抑制现象而放入小玻璃珠可以增加细胞贴壁生长的附着面积，同时珠内中空，有利于空气交换。答案：(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)启动子终止子(3)对干扰素基因特异的DNA引物对Taq DNA聚合酶(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积13(10分)(2010年高考福建理综)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简要生产流程如右图。请回答：(1)图中所指的是_技
15、术。(2)图中所指的物质是_，所指的物质是_。(3)培养重组CHO细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换_。(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的_细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。解析：基因工程中获得大量目的基因的技术为PCR技术。cDNA是以mRNA为模板通过反转录获得的。本基因工程目的基因的表达产物为红细胞生成素，即EPO。由于天然EPO来源极为有限，一般情况下，基因工程产生的是重组人红细胞生成素(rhEPO)。培养重组CHO细胞时，为了提供适宜的培养条件，需要不断更换培养液，以
16、防止有害代谢产物的积累对细胞自身造成的危害。单克隆抗体是通过培养杂交瘤细胞获得的。答案：(1)PCR(2)mRNArhEPO(3)培养液(4)杂交瘤14(10分)(2012年北京宣武一模)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
17、条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生_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
18、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15(10分)某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量_。(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是_。(3
19、)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长_。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用_处理。(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的_。(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入_，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的_或_合成水平的差异，确定Y的药效。解析：(1)甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的
20、细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清，血清中含有血清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。大多数细胞培养液所需pH为7.27.4，而多数培养液靠碳酸氢钠(NaHCO3)与CO2体系进行缓冲，所以CO2的作用是维持培养液的pH。(3)甲为肿瘤细胞能无限增殖，传代的次数要比乙细胞多，乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长，当铺满瓶壁时，生长停止。为得到更多的肝细胞，需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁，进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭微生物，抗生素对动物细胞没有影响。(5)设计一组
21、加入抗癌药物的实验组，一组不加药物的对照组，通过检测药物影响X基因的表达过程，即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。 答案：(1)多(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质维持培养液pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素(5)药物YmRNA蛋白质16.(10分)如图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题。(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异_；从免疫学角度看，这种凝集原是_。(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后获得的_细胞，这种细胞具有产生_的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能_，
22、但不会产生抗体。(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为_。把它在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为_。(4)过程的主要目的是_。通过过程或的培养方法能产生大量_抗体。解析：单克隆抗体制备技术的基本原理是通过融合两种细胞而同时保持两者的主要特征。这两种细胞分别是经抗原免疫的小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞。效应B淋巴细胞的主要特征是它的抗体分泌功能和能够在选择培养基中生长，小鼠骨髓瘤细胞则可在培养条件下无限分裂、增殖，即所谓永生性。在选择培养基中，只有效应B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤
23、细胞才具有持续增殖的能力，形成同时具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的细胞克隆。这种技术的主要用途是制备单克隆抗体，各种单克隆抗体的制备过程基本相同。答案：(1)糖蛋白抗原(2)免疫B淋巴单一的抗A抗体(或单一的特异性抗体)快速大量增殖(3)杂交瘤细胞单克隆(4)筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞抗A单克隆17(10分)胚胎工程技术包含的内容很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_；为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入促性腺激素，而不是性激素，原因是_。(2)将
24、优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是_。(3)通过应用2获得小牛，涉及胚胎工程的最后一道“工序”是_。(4)应用3中的细胞D取自囊胚的_，细胞C取自牛胎儿的_。(5)应用4中获得二分胚和，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是_。解析：分析图中提供的信息，根据图中提供信息作答。答案：(1)供体1和供体2注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵(2)诱导精子获能(3)胚胎移植(4)内细胞团生殖腺(原始性腺)(5)雌性或雄性18(10分)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图
25、分析回答：(1)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(2)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(3)过程中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是_，将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体，其目的是_。(4)过程得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神
26、经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是_，该过程研究的意义在于解决_问题。解析：(1)培养胚胎干细胞使用的物质主要是滋养层和动物血清等，说明滋养层主要是给胚胎干细胞提供营养物质；抗生素能杀细菌，在细胞培养中加入抗生素能防止杂菌污染。(2)胚胎干细胞能发育成该动物的各种器官，说明具有发育的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚。(3)将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法。(4)目前，器官移植面临的难题主要是供体的短缺和免疫排斥。器官移植过程中产生的免疫是细胞免疫，细胞免疫主要和胸腺中发育成熟的T细胞有关。答案：(1)营养物质防止杂菌污染(2)发育的全能性原肠胚(3)显微注射法使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用(4)去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等高考资源网w w 高 考 资源 网