（2015高考试题汇编）专题16 现代生物科技

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专题16 现代生物科技

1.（江苏卷.3）下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是（   ）
A. 乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B. 细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C. 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D. 培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质

2.（广东卷.25）图9为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图
下列叙述正确的是
A.过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得
B.过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植
C.过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体
D.过程④人β-酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译

3.(四川卷.2)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是（　　）
A．顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的
B．精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质        
C．顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性
D．受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方

4.（天津卷.6）2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
据图分析，下列叙述错误的是（   ）
A、该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B、捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
C、三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D、三亲婴儿的培育还需要早期环胎培养和胚胎移植等技术

5.（北京卷.5）在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（   ）
A.用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞
B.用选择培养基筛法导入目的基因的细胞
C.用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合
D.用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽

6.(重庆卷.6)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（　　）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用

7.（天津卷.8）纤维素分子不能进入酵母细胞，为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精，构建了含3种不同基因片段的重组质粒，下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。
据图回答：
（1）本研究构建重组质粒时看选用四种限制酶，其识别序列如下图，为防止酶切片段的自身环接，可选用的限制酶组合是______或__________
A.①②     B.①③       C.②④         D.③④
(2)设置菌株Ⅰ为对照，是为了验证__________不携带纤维素酶基因。
(3)纤维素酶基因的表达包括__________和__________过程，与菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有______________________________。
（4）在以纤维素为唯一C源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株___________不能存活，原因是_________________________________。
(5)酵母菌生产酒精的细胞部位是___________，产生酒精时细胞的呼吸方式是___________，在利用纤维素生产酒精时，菌株Ⅳ更具有优势，因为导入的中重组质粒含有____________。使分泌的纤维素酶固定于细胞壁，减少因培养液更新二造成的酶的流失，提高酶的利用率。

8.（江苏卷.32）(9 分)胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。 图 1 是该方法所用的基因表达载体,图2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示-半乳糖苷酶与胰岛素 A、B链融合的蛋白)。 请回答下列问题:
(1)图1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是_______________。
(2)图1 中启动子是__________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是___________________。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有____________________。
(4)茁-半乳糖苷酶与胰岛素A 链或B 链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,其意义在于______________________________________。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的 A 链或 B 链,且-半乳糖苷酶被切成多个肽段,这是因为____________________________________。
(6)根据图2 中胰岛素的结构,请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。 你的推测结果是______,理由是_____。

9.（福建卷.33）【生物-现代生物科技专题】（10分）
GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：
（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是______________。
（2）构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的_______________限制酶进行酶切。
（3）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）。为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第_____
泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的____
与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行__________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。

10.（海南卷.31）【生物－选修3：现代生物科技专题】（15分）在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：
（1）人体内合成前胰岛素原的细胞是＿＿＿＿＿，合成胰高血糖素的细胞是＿＿＿＿＿。
（2）可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的＿＿＿＿＿序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体。再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成＿＿＿＿＿的基因工程菌。
（3）用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从＿＿＿＿＿中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。

11.(四川卷.9)（11分）将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示（注：农杆菌中Ti质拉上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中）。
（1）过程①需用同种＿＿＿＿酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用＿＿＿＿培养基。
（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让＿＿进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加＿＿＿＿以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是＿＿＿＿。种植转基因抗虫棉能减少＿＿＿的使用，以减轻环境污染。

12.(重庆卷.7)（10分）2014年埃博拉病在非洲蔓延，我国派出医疗队首次在境外组建医院，帮助治疗埃博拉疫情。
（1）研究表明，埃博拉病毒侵入机体后，通过靶向感染、破坏吞噬细胞等，使其不能暴露病毒的＿＿＿＿＿，以致感染信息不能呈递给＿＿＿＿＿，阻止正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程，导致机体对该病毒的＿＿＿＿免疫功能下降。因此，病毒在体内快速增殖、致病。
（2）对志愿者接种埃博拉试验疫苗后，机体免疫系统能产生相应抗体，还能产生的免疫细胞有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）用埃博拉病毒的某种蛋白免疫小鼠，通过＿＿＿＿＿＿＿技术获得杂交瘤细胞，用于生产单克隆抗体治疗该病。

13.(重庆卷.8)（20分）某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
（1）拟进行如下杂交：
♂A（具高产奶基因的纯种）×♀B（具适宜本地生长基因的纯种）→C
选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常＿＿＿＿＿＿。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是＿＿＿性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是＿＿＿＿＿，后代中出现这种母牛的概率是＿＿＿（假设两对基因分别位于不同对常染色体上）。
（2）用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。　　　　　　
精子要具有受精能力，需对其进行＿＿＿处理；卵子的成熟在过程＿＿＿中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的＿＿＿＿＿＿。子代母牛的优良性状与过程＿＿＿的基因重组有关。
（3）为了提高已有胚胎的利用率，可采用＿＿＿＿＿＿技术。


14.(课标I卷.40)（15分）
HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：
（1）用基因工程方法制备HIV的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________。获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。
（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________。该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________。
（3）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。
（4）人的免疫系统有________癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

15.(课标II卷.40)【生物——选修3：现代生物技术专题】（15分）
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，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_________进行鉴定。

16.（安徽卷.31）II.（9分）科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。
（1）由过程获得的A为__________。
（2）在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是__________，受体应选用__________期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生__________，这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为__________。

17.（山东卷.36）（12分）【生物—现代生物科技专题】
治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
（1）过程①采用的是细胞工程中的_________技术，过程②采用的是胚胎工程中的_________技术。
（2）体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液（基）的_____________。
（3）如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体（重组载体）时必须使用_______和__________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
（4）胚胎干细胞可以来自于囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。

18.（上海卷.综合题九）回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。（9分）
如图28A所示，质粒pZHZ9上含有X抗生素抗性基因（XR）和Y抗生素抗性基因（YR）。其中XR内部含有限制酶KasI识别序列，YR内部含有限制酶FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV识别序列，五种酶的识别序列如图28B（▼表示切割位点），且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处，目的基因内部不存在这些识别序列。
68．若要将结构如图28C所示的目的基因直接插入到YR内形成重组质粒pZHZ10，则pZHZ9需用限制酶_____切开。
69．将上述切开的质粒溶液与目的基因溶液混合，加入DNA连接酶连接后，进行大肠杆菌受体细胞导入操作。之后，受体细胞的类型（对两种抗生素表现出抗性R或敏感性S）包含_____（多选）。
A．XR、YR                        B．XR、YS                         C．XS、YR                           D．XS、YS
70．若用KasI和FseI联合酶切重组质粒pZHZ 10（只含单个目的基因），则可能产生的酶切片段数为____（多选）。
A． 1             B．2                                        C． 3                                D． 4
71．动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是________。
A．受精卵能使目的基因高效表达                        B．受精卵可发育成动物个体
C．受精卵基因组更易接受DNA的插入                D．受精卵尺寸较大，便于DNA导入操作

专题16 现代生物科技 参考答案及解析

1.【答案】C

【考点定位】动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎分割等
【名师点睛】本题综合考查了动物细胞工程和胚胎工程的相关知识，意在检测学生对相关知识的理解和记忆能力。由于现代生物科技专题的知识都是学生在中学期间无法直接观察到和直接操作实验的知识，所以学生学习只能依靠自己想象的理解和识记相关的考点知识才能完成相应试题。
2.【答案】AC  
【解析】由图可知，①过程表示基因表达载体的构建；目的基因的获得方法很多，从人C-DNA文库中获取就是其中之一，A正确；过程②表示胚胎移植，山羊的胚胎移植应在囊胚期以前，B错误；胚胎分割可以得到多个遗传性状相同的个体，在③过程中可以应用，C正确；真核生物的基因的表达的转录过程发生在细胞核，翻译过程发生在细胞质，D错误。
3.【答案】B

【考点定位】本题主要是考查细胞的结构与功能，同时涉及精子的结构与功能、受精过程中遗传物质的来源以及膜的结构特点。
【名师点睛】本题以受精作用的过程为知识背景，综合考查了动物细胞中ATP的产生部位、生物膜的结构特点、遗传物质的分配等多个知识点，巧妙地将必修与选修模块的对应内容有机结合到一起，这应该是当今甚至今后高考命题的主要趋势。
4.【答案】C

【考点定位】本题考查核移植技术、动物细胞培养、体外受精和早期胚胎培养、胚胎移植及细胞质遗传和核基因遗传等知识。
【名师点睛】考生需要了解细胞质基因的遗传与细胞核基因的遗传的不同点，然后再结合图示做出具体判断。图示信息告诉同学们这三亲分别是母亲、捐献者、父亲，母亲提供细胞核，捐献者提供去核卵母细胞，父亲提供精子。考生还需要知道染色体存在于细胞核中，因此结合图示即可做出正确的推断：三亲婴儿的染色体来自于母亲和父亲。由此可知本题很好的考查了考生的识记能力、分析能力。
5.【答案】C

【考点定位】基因工程操作程序和植物细胞工程
【名师点睛】解决本题必须明确土壤农杆菌转化法培育转基因植株的程序有：获取目的基因 → 目的基因与Ti质粒结合形成重组质粒 → 将重组质粒导入土壤农杆菌 → 用土壤农杆菌感染植物细胞 → 检测是否导入目的基因并鉴定是否成功表达 → 通过植物组织培养技术培养 → 获得转基因植株。
6.【答案】C

【考点定位】本题主要是考查利用基因工程改造生物体性状的操作要点。学科网
【名师点睛】基因工程误区警示：
（1）一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。
（2）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
（3）标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。
（4）受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
（5）基因表达载体中，启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。
7.【答案】（1）B (或C)   C (或B)    (2)质粒DNA和酵母菌基因组
（3）转录    翻译     内质网、高尔基体
（4）II   
缺少信号肽编码序列，合成的纤维素酶不能分泌到胞外，细胞无可利用的碳源
（5）细胞质基质    无氧呼吸    A基因片段

【考点定位】本题考查基因工程中限制酶的相关知识，实验设计的分析、基因表达、微生物的筛选、细胞呼吸等知识。
【名师点睛】解决本题首选要求考生需具备的知识储备有：限制酶作用特点，实验设计的原则，基因表达所包含的转录和翻译过程，细胞器的功能，筛选特定微生物的依据，细胞呼吸的相关知识；其次进行实验分析要从单一变量入手，例如（2）；然后还要结合图中信息入手进行分析。即在一道大题中有些是考查知识的识记和应用，有些考查的是依据获取的信息进行分析，做出合理的推断，这就要求考生牢记课本基础知识，平时加强信息题的训练，提高获取信息、利用信息进行分析、推理判断的能力，在高考中才能知道从何入手作答。
8.【答案】（1）终止子  （2）RNA聚合    作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来   （3）限制酶和DNA连接酶    （4）防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解    （5）β-半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸    （6）至少2个    两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸的R基中可能还含有游离的氨基

【考点定位】基因工程
【名师点睛】本题主要考查了基因工程的操作工具和基本步骤中相关知识，一方面需要学生识别图解，另一方面需要学生们对相关知识的系统理解。由于基因工程的名词概念多，易混淆，所以建议在平时的学习中应以基因工程的基本步骤为主线，把各种涉及的方法及其大致过程以及应用的操作工具应做全面的总结、概括，以便在解题时能快速有效地提取相关知识。
9.【答案】（1）使细胞分散开     （2）XhoI     （3）


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