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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題精講八 選修模塊 滿分沖刺（二十二）現(xiàn)代生物科技專題精講（A） 一、選擇題 1.EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶識別的序列均由6個核苷酸組成，但切割后產(chǎn)生的結(jié)果不同，其識別序列和切割位點(圖中箭頭處)如圖所示，據(jù)圖分析下列說法正確的是（ ） EcoRⅠ識別序列及切割位點SmaI識別序列及切割位點 A.所有限制酶的識別序列均由6個核苷酸組成 B.SmaⅠ切割后產(chǎn)生的是黏性末端 C.用DNA連接酶連接平末端和黏性末端的效率一樣 D.細菌細胞內(nèi)的限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵 【答案】D 【解析】限制酶的識別序列一般由5個、6個或8個核苷酸組成；SmaⅠ切割后產(chǎn)生的是平末端；用DNA連接酶連接平末端的效率比連接黏性末端的低；細菌中的限制酶之所以不切割自身DNA，是因為細菌在長期的進化過程中形成了一套完善的防御機制，可將外源入侵的DNA降解掉。含有某種限制酶的細胞，其DNA分子中不具有這種限制酶的識別序列，限制酶不能將其切割，所以即使細菌細胞中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。 2.質(zhì)粒是常用的基因工程載體。下圖是某種天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖(標(biāo)示了部分基因及部分限制酶的作用位點)，據(jù)圖分析下列說法正確的是（ ） A.圖中的終止子是由三個相鄰堿基組成的終止密碼 B.用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可將該質(zhì)粒構(gòu)建的表達載體導(dǎo)入動物細胞 C.用限制酶Ⅰ和DNA連接酶改造后的質(zhì)粒無法被限制酶Ⅱ切割 D.用限制酶Ⅱ處理能防止該質(zhì)粒構(gòu)建的表達載體引起植物瘋長 【答案】D 【解析】密碼子是mRNA上三個相鄰的堿基，不會出現(xiàn)在DNA上；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將重組載體導(dǎo)入植物細胞的方法；用限制酶I和DNA連接酶構(gòu)建的表達載體中仍存在限制酶Ⅱ的識別位點(tetr)；用限制酶Ⅱ切割后，編碼控制細胞分裂素及吲哚乙酸合成的物質(zhì)就不能合成了。 3.如圖表示利用棉花葉肉細胞進行原生質(zhì)體培養(yǎng)過程，據(jù)圖分析不正確是（ ） A.①過程是在0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液環(huán)境下用纖維素酶和果膠酶處理 B.②過程表示原生質(zhì)體在培養(yǎng)基提供的特定條件下形成愈傷組織，此過程叫做再分化 C.③過程中以適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑進行誘導(dǎo) D.該過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性 【答案】B 【解析】植物組織培養(yǎng)時，去除細胞壁的方法是酶解法，即用纖維素酶和果膠酶處理，原生質(zhì)體在低滲溶液中會吸水漲破，所以選擇0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液；形成愈傷組織的過程稱為脫分化；再分化過程需要以適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑進行誘導(dǎo)；植物組織培養(yǎng)過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性。 4.某研究小組為測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性，準(zhǔn)備對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行細胞培養(yǎng)。下列說法正確的是（ ） A.在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時，也可用胃蛋白酶處理 B.細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5% CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是刺激細胞呼吸 C.甲、乙細胞在持續(xù)的培養(yǎng)過程中，乙會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象 D.僅用培養(yǎng)肝細胞的培養(yǎng)液也能用來培養(yǎng)乙肝病毒 【答案】C 【解析】利用肝組織塊制備肝細胞懸液時，常用胰蛋白酶處理，不能用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶需要在強酸環(huán)境中才能起作用；CO2的作用是維持細胞培養(yǎng)液正常的pH；正常細胞在持續(xù)的培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象；乙肝病毒只能在細胞中培養(yǎng)，不能在培養(yǎng)肝細胞的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。 5.如圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是（ ） A.①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細胞 B.②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成 C.③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性 D.④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群 【答案】D 【解析】①是獲得已經(jīng)免疫的B淋巴細胞，A項錯誤；胰蛋白酶使得組織塊分散為單個細胞，B項錯誤；③同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的特性，C項錯誤；④經(jīng)篩選后獲得能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細胞，D項正確。 二、非選擇題 6.番茄果實成熟過程中，某種酶(PG)開始合成并顯著增加，促使果實變紅變軟，但不利于長途運輸和保鮮。科學(xué)家利用反義RNA技術(shù)(見圖解)，可有效解決此問題。該技術(shù)的核心是從番茄體細胞中獲得指導(dǎo)PG合成的信使RNA，繼而以該信使RNA為模板，人工合成反義基因并將之導(dǎo)入離體番茄體細胞，培育獲得完整植株。新植株在果實發(fā)育過程中，反義基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的反義RNA與細胞原有mRNA(靶mRNA)互補形成雙鏈RNA，阻止靶mRNA進一步翻譯形成PG，從而達到抑制果實成熟的目的。請結(jié)合圖解回答： (1)反義基因像一般基因一樣，是一段雙鏈的DNA分子，合成該分子的第一條鏈時，使用的模板是細胞質(zhì)中信使RNA，原料是四種 ，所用酶是 。 (2)通常情況下利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將人工合成的反義基因?qū)敕讶~肉細胞原生質(zhì)體內(nèi)，其原因在于農(nóng)桿菌質(zhì)粒上含有TDNA片段，它的特點是 。 (3)該目的基因與運輸工具相結(jié)合需要使用的酶是 。在受體細胞中由該基因指導(dǎo)合成的最終產(chǎn)物是 。 (4)導(dǎo)入反義基因的番茄葉肉細胞最終形成完整的轉(zhuǎn)基因番茄植株，但這樣的轉(zhuǎn)基因生物也在 、 、 三個方面帶來了安全擔(dān)憂。 【答案】(1)脫氧核苷酸 逆轉(zhuǎn)錄酶 (2)可轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞的染色體DNA上 (3)限制酶和DNA連接酶 反義RNA (4)食物安全 生物安全 環(huán)境安全 【解析】(1)反義基因是DNA分子，合成它需要它的基本單位脫氧核苷酸作為原料。又因為模板是mRNA，所以需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)T-DNA的特點是進入受體細胞后能整合到受體細胞的染色體DNA上。(3)基因表達載體的構(gòu)建是將目的基因和運載體用同種限制酶切割后，用DNA連接酶連接。依題意最后目的是要獲得反義RNA與mRNA結(jié)合，阻止PG合成。(4)轉(zhuǎn)基因生物安全性包括三個方面：食物安全、生物安全和環(huán)境安全。 7.若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從基因組DNA上切下目的基因(1.2 kb)，并將之取代質(zhì)粒pZHZ1(3.7 kb，1 kb＝1 000對堿基)上相應(yīng)的EF區(qū)域(0.2 kb)，形成重組質(zhì)粒pZHZ2，請據(jù)圖回答下列問題： (1)限制酶E和限制酶F在結(jié)構(gòu)和功能上的不同之處分別在于① ；② 。 (2)pZHZ2所含有的堿基對數(shù)為 kb。 (3)將重組質(zhì)粒pZHZ2導(dǎo)入至山羊的受精卵細胞中，若pZHZ2進入細胞后插入在一條染色體DNA上，那么獲得轉(zhuǎn)基因純合子山羊的方式是 。 (4)上述目的基因模板鏈中的TGA序列對應(yīng)一個密碼子，翻譯時識別該密碼子的tRNA上相應(yīng)的反密碼子堿基序列是 。 【答案】(1)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)不同(氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同) 識別的核苷酸序列不同 (2)4.7 (3)轉(zhuǎn)基因山羊間相互交配(4)UGA 【解析】(1)限制酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上的不同是由氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同造成的；限制酶的特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列并且在特定位點切割。(2）插入的目的基因堿基對數(shù)為1.2 kb，質(zhì)粒的長度為3.7 kb，用目的基因取代了其中的0.2 kb的EF區(qū)段，則pZHZ2的堿基對數(shù)為3.7+1.2-0.2＝4.7 kb。(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入到山羊受精卵的一條染色體上，得到的轉(zhuǎn)基因山羊相當(dāng)于雜合子，要獲得純合子轉(zhuǎn)基因山羊，需讓雜合的轉(zhuǎn)基因山羊間相互交配，然后從后代選擇純合子。(4)模板鏈上的堿基為TGA，mRNA上對應(yīng)的密碼子為ACU，tRNA上的反密碼子與之互相配對，為UGA。 8.根據(jù)下圖回答相關(guān)問題： (1)①過程中使用了 酶，以使植物原生質(zhì)體相互分離，此處使用的溶液濃度較大，保證植物細胞會發(fā)生 ，以保護細胞原生質(zhì)體不被破壞；在動物細胞培養(yǎng)技術(shù)中，使細胞分離開來的酶是 。 (2)③處的細胞與④處的細胞相比，最大的區(qū)別是不具有 ；動物細胞與④處的細胞相比，在功能上的特點是不具有 。 (3)過程 屬于再分化；動植物細胞發(fā)生分化的根本原因都是 。 (4)③處的細胞在化學(xué)藥劑的作用下，會發(fā)生細胞融合；動物細胞融合方法與植物細胞不相同的是 。 (5)(多選)下列關(guān)于細胞工程的敘述中，錯誤的是（ ） A.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B.培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化 C.⑥處的細胞都必須通過細胞分裂才能形成愈傷組織 D.同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同 E.動物細胞融合標(biāo)志著動物細胞全能性的實現(xiàn) 【答案】(1)纖維素酶和果膠 質(zhì)壁分離 胰蛋白酶 (2)細胞壁 分化的全能性(3)⑨⑩ 基因的選擇性表達 (4)聚乙二醇 可以使用滅活的病毒 (5)DE 【解析】本題考查學(xué)生對植物組織培養(yǎng)技術(shù)的掌握，以及從流程圖中獲取相關(guān)信息的能力。從題中圖示可知，①過程是使用含有纖維素酶和果膠酶的高濃度溶液處理植物葉片的細胞，使植物葉片的細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，②處植物細胞的部分細胞壁已經(jīng)被水解，③處是去除了細胞壁的植物細胞原生質(zhì)體，④處是再生出細胞壁的植物細胞，⑤處是再生出細胞壁的細胞進行了第一次分裂，⑥處是再生出細胞壁的細胞進行了第二次分裂，⑦處是再生出細胞壁的細胞經(jīng)多次細胞分裂形成了集群的細胞團，⑧處是形成的愈傷組織，⑨是發(fā)生再分化的過程，⑩是胚狀體繼續(xù)分化的過程，由此可以解答(1)～(4)小題。組織培養(yǎng)的對象既可以是體細胞也可以是生殖細胞，且由于突變的普遍性，獲得的愈傷組織的基因組成不一定相同；動物細胞具有全能性的標(biāo)志是新個體的產(chǎn)生。 9.科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進行克隆(如圖所示)。請結(jié)合圖示回答下列問題： (1)在進行細胞培養(yǎng)時，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細胞進行分離，形成單個細胞，這個過程中需要利用 酶處理。 (2)用于核移植的供體細胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞，原因是 。 (3)在進行原代培養(yǎng)時，細胞增殖的方式是 ，此外，細胞增殖還表現(xiàn)出 和接觸抑制等特點。 (4)將進行培養(yǎng)的供體細胞注入去核的卵細胞中，去除卵母細胞細胞核的目的是 。 (5) 將重組細胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的牛犢，但也不是100%地復(fù)制，原因最可能是 。 (6)上述動物細胞工程中涉及的技術(shù)有 。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明了動物 具有全能性。 【答案】（1）胰蛋白 (2)該種細胞代謝旺盛、分裂能力強，且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變 (3)有絲分裂 貼壁生長 (4)使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞 (5)①生物的性狀受細胞核基因和細胞質(zhì)基因共同控制；②生物的性狀還受環(huán)境因素的影響 (6)核移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù) 體細胞的細胞核 【解析】(1)實踐中常用胰蛋白酶處理動物組織細胞使其分離開來。(2)傳代10代以內(nèi)的細胞代謝旺盛、分裂能力強，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，適于作為核移植的供體細胞。(3)在進行原代培養(yǎng)時，細胞以有絲分裂的方式進行增殖，同時表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象。(4)去除卵母細胞細胞核的目的是使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞。(5)生物的性狀是細胞核基因和細胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果，同時，生物的性狀還受環(huán)境因素的影響，因此，克隆動物不可能是供體奶牛100%的復(fù)制品。(6)該克隆動物的培育過程涉及核移植、動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，說明了高度分化的哺乳動物體細胞的細胞核仍具有全能性。 10.某研究小組進行藥物試驗時，以動物肝細胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲、乙兩種，甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題： (1)將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量 。 (2)在動物細胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是 。 細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是 。 (3)在兩種細胞生長過程中，當(dāng)乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長 。藥物試驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，甲細胞比乙細胞可以傳代的次數(shù)更 。若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需用 處理。 (4)為了防止基因培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的 。 (5)已知癌基因X過量表達與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，要試驗一種抗腫瘤藥物Y對甲組細胞生長的影響，可將甲細胞分為A、B兩組，A組細胞培養(yǎng)液中加入 ，B組細胞培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細胞，通過分別檢驗X基因在A、B兩組細胞中的 或 合成水平的差異，確定Y的藥效。 【答案】 (1)多 (2)血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì) 維持培養(yǎng)液pH (3)停止 多 胰蛋白酶 (4)抗生素 (5)Y mRNA 蛋白質(zhì) 【解析】(1)甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。腫瘤細胞為無限增殖的細胞，細胞周期短。在相同條件下，培養(yǎng)相同的時間，甲細胞的數(shù)量多于乙細胞。(2)動物細胞培養(yǎng)液中必須加入動物血清，血清中含有血清蛋白、生長因子、促進細胞貼壁的因子、激素等合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5% CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH。(3)甲為腫瘤細胞，能無限增殖，傳代的次數(shù)要比乙細胞多，乙細胞(正常肝細胞)在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，當(dāng)鋪滿瓶壁時，生長停止。為得到更多的肝細胞，需要定期地用胰蛋白酶使細胞脫離瓶壁，進行傳代培養(yǎng)。(4)培養(yǎng)液中加入抗生素來抑制和殺滅細菌，抗生素對動物細胞沒有影響。(5)設(shè)計一組加入抗癌藥物的實驗組，一組不加藥物的對照組，通過檢測藥物影響X基因的表達過程，即轉(zhuǎn)錄形成mRNA、翻譯形成蛋白質(zhì)的量來檢驗藥效。