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高考生物大二轮专题复习 选修3_1 测试现代生物科技专题


选修 3.1 测试现代生物科技专题
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 1.在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含卡那 霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。 下图为获得抗虫棉的技术流程。 请据图 回答:

(1) 基 因 工 程 的 基 本 操 作 程 序 主 要 包 括 四 个 步 骤 : 目 的 基 因 的 获 取 、 __________________、将目的基因导入受体细胞、__________________________。 (2)A 过程需要的酶有________和____________。 (3)要把重组质粒导入土壤农杆菌,首先必须用________处理土壤农杆菌,使土壤农杆 菌转变为________态,然后将______________________在缓冲液中混合培养完成转化过程。 (4)含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后,将离体棉花叶片组织培养成 再生植株要经过[C]________和[E]________。如要确保再生植株中含有抗虫基因,可在 C 过程的培养基中加入 ________。 (5) 目 的 基 因 能 否 在 棉 花 植 株 体 内 维 持 和 表 达 其 遗 传 特 性 的 关 键 是 ________________________________________________________________________ __________。这需要通过检测才能知道,检测采用的方法是 __________________。 解析: (1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达 载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。(2)基因表达载体的构建 过程中,需要用同种限制酶切割目的基因和载体,使它们产生相同的黏性末端,再用 DNA 连接酶把这两个 DNA 片段连接起来。(3)农杆菌转化法导入目的基因时,首先必须用 Ca 处 理土壤农杆菌, 使土壤农杆菌转变为感受态, 然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合 培养完成转化过程。(4)植物组织培养过程的关键步骤是脱分化和再分化。因为只有含卡那 霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长,故若要确保再生植株中含有抗虫基因, 可在 C 过程的培养基中加入卡那霉素。(5)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传 特性的关键是目的基因是否插入受体细胞的 DNA 分子上, 检测采用的方法是 DNA 分子杂交技 术。 答案: (3)Ca
2+ 2+

(1)基因表达载体的构建 重组质粒和感受态细胞

目的基因的检测与鉴定 (4)脱分化 再分化

(2)限制酶 卡那霉素

DNA 连接酶

感受

(5)目的基因是

否插入受体细胞的 DNA 分子上 DNA 分子杂交技术 2.转基因抗虫棉是人们应用较早的基因重组技术推广项目,目前转基因技术有了新的 改进,如下图所示,请根据所学知识回答:
1

(1)启动子的作用是与____________进行识别和结合,从而驱动基因的转录过程。目的 基因与载体结合主要依靠二者含有相同的 ________ 。若限制酶切出了平末端,要选用 ________________ 进 行 连 接 , 图 中 转 基 因 过 程 通 常 选 择 的 限 制 酶 是 ________________________________________________________________________。 (2) 一 般 试 管 苗 的 形 成 , 先 诱 导 生 成 ________( 填 “ 丛 芽 ” 或 “ 根 ”) , 原 因 是 ________________________________________________________________________。 (3)从棉株 1、2、3 中各随机取出一个叶肉细胞,其细胞核中含有的目的基因的个数分 别为________、________、________。 答案: (1)RNA 聚合酶 黏性末端 T4DNA 连接酶

EcoRⅠ和 BamHⅠ (2)丛芽 进行光合作用合成有机物,利于生长 (3)0 1 2
3.下图是制备抗埃博拉病毒(EBOV)VP40 蛋白单克隆抗体的过程。请据图回答:

(1)利用 PCR 获取目的基因的过程中,反应体系内要加入含有 VP40 基因的 DNA、dNTP、

Taq 酶和根据__________________合成的引物,且反应需要在一定的________溶液中才能进
行。 (2)选用 EcoRⅠ和 XhoⅠ双酶切的优点是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________;VP40 基因进入大肠杆菌细胞,并在大肠杆菌内维持稳定和表达,该过程可 称为________。 (3)过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用____________处理。若把在 HAT 选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中,从中提取出的抗体________(填
2

“是”或“不是”)单克隆抗体。图示过程应用的生物技术是 ____________________________。 答案: (1)目的基因的核苷酸序列 缓冲 (2)防止酶切产物之间的随意连接, 提高连 接成功率(其他合理答案也可) 动物细胞融合 4.我们日常吃的大米中铁含量极低,科研人员通过基因工程等技术,培育出了铁含量 比普通大米高 60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质。下面为培育转基因水稻过程示意 图,请回答: 转化 (3)灭活的病毒 不是 基因工程、动物细胞培养、

(1)在上述工程中,铁结合蛋白基因称为________,获取该基因后常用________技术进 行扩增。 (2) 构建重组 Ti 质粒时,通常要用同种限制酶分别切割 ____________________ 和 ________。将重组 Ti 质粒转入农杆菌时,可以用________处理农杆菌,使重组 Ti 质粒易于 导入。 (3)将含有重组 Ti 质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时, 通过培养基 2 的筛选培养, 可 以 获 得

________________________________________________________________________; 培养基 3 与培养基 2 的区别是__________________________。 (4)检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻______________。 解析: 本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比普通大米高的大米, 因此目的基 因为铁结合蛋白基因, 要大量获得此基因一般采用 PCR 技术进行扩增。 若构建重组质粒则要 用同种限制酶切割含目的基因的 DNA 片段和质粒。 将外植体培养成试管苗的过程要用到不同 的培养基,各培养基最明显的差别在于所添加激素的比例不同。 答案: (1)目的基因 PCR (2)含目的基因的 DNA 片段 质粒 CaCl2 (3)含有重组

质粒的愈伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 (4)种子中铁含量 5.人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,通常从人血中提取。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。 下图是利用牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解, 根据下图回答:

3

(1)以上过程涉及的现代生物技术中,属于细胞水平的有: ______________________________。 (2)在基因工程中,我们称①为目的基因,获取目的基因时用到的工具酶是________。 检测目的基因是否插入到受体细胞染色体 DNA 中的具体方法是:将 ________________________________作为探针, 使探针与______________进行分子杂交, 若 显示出________,则表明插入成功。 (3)从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核作为受体细胞而不用普通体细胞 的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)⑧是⑦生出的后代,那么⑧的遗传性状和________(填图中序号)最相似,为什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)在转基因生物的应用中,我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白,因此⑧被称为 __________________。 答案: (1)核移植技术、动物细胞培养技术 (2)限制酶 用放射性同位素等标记的目的基因 受体基因组 DNA 杂交带 (3)卵母细胞体积大、 易操作, 卵母细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化(合 理即可) (4)② 因为⑧的细胞核来自②,而细胞核又是遗传的控制中心(合理即可) (5)乳腺生物反应器(或乳房生物反应器) 6.(2016·辽南二模)下图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化(乙), 请回答下列问题:

(1)图甲中________点以后表示细胞的传代培养,AB 段可能发生了如图乙________(填

4

序号)所示的________现象,在进行 B 至 C 过程培养前,需要用____________处理细胞。 (2)动物细胞培养,一般传至________代以内细胞能保持正常的二倍体核型。 (3)为制备单克隆抗体,需将________注射到小鼠体内,以此获取________,同时将该 细 胞 与 图 乙 ________( 填 序 号 ) 所 示 的 细 胞 融 合 形 成 杂 交 细 胞 , 该 杂 交 细 胞 的 特 点 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 为筛选能够产生单克隆抗体的杂交细胞,可用________培养基来达到目的。 解析: (1)B 点之前是初次培养,称为原代培养;AB 段增殖速度缓慢,是因为发生了 图乙中②所示的接触抑制现象,若要继续进行传代培养,需要用胰蛋白酶 (或胶原蛋白酶) 处理使组织细胞分散开来。(2)传代培养 10 代以上,细胞的二倍体核型可能会发生改变,10 代以内的细胞仍然保持二倍体核型。(3)制备单克隆抗体时,需要将浆细胞和能无限增殖的 细胞(如③中发生癌变的瘤细胞)融合, 二者融合后形成的杂交瘤细胞, 既能像瘤细胞那样无 限增殖, 又能像浆细胞那样产生专一抗体。 需要利用特定的选择性培养基将产生单一抗体的 杂交瘤细胞筛选出来。 答案: (1)B ② 接触抑制 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) (2)10 (3)抗原 浆细胞

③ 既能无限增殖,又能产生专一抗体 选择性 7.(2016·江西九江七校第一次联考)根据下面植物体细胞杂交技术流程图,回答相关 问题。

(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株,原因是 ________________________________________________________________________。 (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是____________,其中过程② 称为____________,植物体细胞融合完成的标志是______________。 (3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄—马铃薯”属于________倍体 植株。 (4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油 的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养到________阶段即可(填字母编号)。 (5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵,然后进行组织培养, 该过程相当于________(填字母编号)。 (6)人工种子是由发育到________过程(填字母编号)的结构包裹上人工种皮制备的。 解析: (1)番茄和马铃薯属于两个物种,存在生殖隔离,不能通过有性杂交产生后代。

5

(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是细胞的全能性,其中过程②称为 原生质体融合,植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别 为四倍体、二倍体,因此“番茄—马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物, 将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取,愈伤组织阶段为图中的 e 阶段。(5)若培育抗 虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵,然后进行组织培养,包括脱分化和再分 化两个阶段,即图中的④⑤。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。 答案: (1)不同种的植物存在生殖隔离 (2)细胞的全能性 原生质体融合 产生新的 细胞壁 (3)六 (4)e (5)④⑤ (6)f

6


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