2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題七 現(xiàn)代生物科技 綜合評(píng)估1.家蠶細(xì)胞具有高效表達(dá)外源基因能力。將人干擾素基因?qū)爰倚Q細(xì)胞并大規(guī)模培養(yǎng),可以提取干擾素用于制藥。(1)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作前,需用酶短時(shí)處理幼蠶組織,以便獲得單個(gè)細(xì)胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細(xì)胞中高效表達(dá),需要把來自cDNA文庫(kù)的干擾素基因片段正確插入表達(dá)載體的和之間;若要檢測(cè)干擾素基因在家蠶細(xì)胞中是否表達(dá),可以采用的方法有 、。(3)通過PCR技術(shù)可大量獲取目的基因。PCR反應(yīng)體系主要包括:擴(kuò)增緩沖液(含Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、和 。(4)培養(yǎng)家蠶細(xì)胞時(shí),貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中,這樣可以,增加培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)量,也有利于空氣交換。(5)“桑基魚塘”生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量,形成“無廢棄物農(nóng)業(yè)”,這主要是遵循生態(tài)工程的原理。同時(shí),通過飼養(yǎng)家禽、家畜,栽培食用菌,提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入,使保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)相互協(xié)調(diào),這又體現(xiàn)了生態(tài)工程的原理。解析:(1)該基因工程中,進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作前,需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶短時(shí)處理幼蠶組織,分散獲得單個(gè)細(xì)胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細(xì)胞中高效表達(dá),需要把來自cDNA文庫(kù)的干擾素基因片段正確插入表達(dá)載體的啟動(dòng)子和終止子之間;若要檢測(cè)干擾素基因在家蠶細(xì)胞中是否表達(dá),可以采用分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄,采用抗原-抗體雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否翻譯。(3)通過PCR技術(shù)可大量獲取目的基因,該P(yáng)CR反應(yīng)體系主要包括:擴(kuò)增緩沖液(含Mg2+)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、熱穩(wěn)定DNA聚合酶和與干擾素基因特異性配對(duì)的DNA引物。(4)培養(yǎng)家蠶細(xì)胞時(shí),貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生接觸抑制;通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中,可以增大細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的附著面積,增加培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)量,也有利于空氣交換。(5)“桑基魚塘”生態(tài)系統(tǒng)能充分利用廢棄物中的能量,形成“無廢棄物農(nóng)業(yè)”,這主要是遵循生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。同時(shí),通過飼養(yǎng)家禽、家畜,栽培食用菌,提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入,使保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)相互協(xié)調(diào),這又體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體性原理。答案:(1)胰蛋白(或膠原蛋白)(2)啟動(dòng)子終止子分子雜交技術(shù)(DNARNA雜交技術(shù))抗原-抗體雜交技術(shù)(3)Taq酶(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)與干擾素基因特異性配對(duì)的DNA引物(4)增大細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的附著面積(5)物質(zhì)循環(huán)再生整體性2.眼蟲是一種含有葉綠體的原生動(dòng)物:據(jù)此,某同學(xué)認(rèn)為動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的:他設(shè)計(jì)了一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)方案如圖:請(qǐng)回答下列有關(guān)問題:(1)實(shí)驗(yàn)方案中,步驟A為除去細(xì)胞壁得到的,步驟B為。(2)植物材料經(jīng)后形成愈傷組織,誘導(dǎo)該過程的關(guān)鍵物質(zhì)是。(3)進(jìn)行動(dòng)物胚胎細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),需要用胰蛋白酶將分散成單個(gè)細(xì)胞,制成的細(xì)胞懸液,通常置于含95%空氣加5%的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。(4)一般選用傳代培養(yǎng)代以內(nèi)的細(xì)胞用于誘導(dǎo)融合,因?yàn)樗鼈兙哂小ＵT導(dǎo)融合的物理法包括。解析:(1)植物細(xì)胞除去細(xì)胞壁后得到的結(jié)構(gòu)稱為原生質(zhì)體,在體外培養(yǎng)的動(dòng)物胚胎需移植到相應(yīng)的受體雌性動(dòng)物的子宮內(nèi)才能發(fā)育成新個(gè)體。分析圖示可知,步驟A為除去細(xì)胞壁得到的原生質(zhì)體,步驟B為胚胎移植。(2)在植物組織培養(yǎng)的過程中,離體的細(xì)胞、組織或器官經(jīng)脫分化后形成愈傷組織,此過程離不開生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的誘導(dǎo)。(3)在培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí),需要用胰蛋白酶處理組織塊或貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞,使之分散成單個(gè)細(xì)胞。細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有氧氣和二氧化碳,O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。所以進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),通常將其置于含95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。(4)傳代培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞,一般在10代以內(nèi),能保持細(xì)胞正常的二倍體核型。誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的物理方法有離心、振動(dòng)和電激等。答案:(1)原生質(zhì)體胚胎移植(2)脫分化生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素(3)組織塊(或貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞)二氧化碳(4)10正常的二倍體核型離心、振動(dòng)和電激3.孤雌生殖是指卵細(xì)胞不經(jīng)過受精直接發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。自然條件下,哺乳動(dòng)物不發(fā)生孤雌生殖。xx年3月,云南農(nóng)大科研團(tuán)隊(duì)把豬卵母細(xì)胞進(jìn)行人為的孤雌激活處理,使其發(fā)育成胚胎,移植到代孕母豬體內(nèi),獲得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆豬。這種克隆豬不同于核移植獲得的克隆豬,現(xiàn)將兩種技術(shù)進(jìn)行比較。(1)圖中過程是獲得孤雌生殖克隆豬的技術(shù)流程,那么獲得核移植克隆豬的技術(shù)流程是過程(填序號(hào))。(2)孤雌生殖克隆豬由于缺失方親本基因,導(dǎo)致其生長(zhǎng)發(fā)育中出現(xiàn)多種問題,給研究者提出了很多研究課題。(3)孤雌激活處理其實(shí)質(zhì)是要激活卵母細(xì)胞,使其發(fā)育成早期胚胎,得到克隆豬。(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)中也會(huì)用到卵母細(xì)胞,需要選擇時(shí)期的卵母細(xì)胞,并用微型吸管吸出。(5)早期胚胎移植時(shí),必須移植到同種、的其他雌性動(dòng)物子宮中,才可能移植成功。解析:(1)核移植技術(shù)的操作過程:將體細(xì)胞的細(xì)胞核和去核卵母細(xì)胞結(jié)合形成重組細(xì)胞,然后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得早期胚胎并利用胚胎移植技術(shù)將早期胚胎移植入受體的子宮中孕育,最后獲得克隆動(dòng)物個(gè)體。據(jù)圖分析知,獲得核移植克隆豬的技術(shù)流程是過程。(2)據(jù)題意可知,孤雌生殖克隆豬是把豬卵母細(xì)胞進(jìn)行人為的孤雌激活處理,使其發(fā)育成胚胎,移植到代孕母豬體內(nèi)而獲得的,故缺乏父方的遺傳基因。(3)克隆技術(shù)(核移植技術(shù))的原理是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性,所以孤雌激活處理其實(shí)質(zhì)是要激活卵母細(xì)胞核的全能性,使其發(fā)育成早期胚胎,得到克隆豬。(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)中也會(huì)用到卵母細(xì)胞,需要選擇減中期的卵母細(xì)胞,并用微型吸管吸出次級(jí)卵母細(xì)胞的細(xì)胞核和第一極體。(5)胚胎移植的生理基礎(chǔ)之一是動(dòng)物發(fā)情排卵后,同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的(受體能為供體胚胎提供相同的生理環(huán)境,這是胚胎移植成功的關(guān)鍵)。答案:(1)(2)父(3)細(xì)胞核全能性(或增殖分化)(4)減數(shù)第二次分裂中期細(xì)胞核和第一極體(缺一不可)(5)生理狀態(tài)相同4.下圖是利用單克隆抗體技術(shù)制備三聚氰胺特異性抗體的過程,請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)單克隆抗體的制備過程中要用到和技術(shù)。(2)由于三聚氰胺相對(duì)分子質(zhì)量過小,不足以激活高等動(dòng)物的免疫系統(tǒng),因此在制備抗體前必須對(duì)其進(jìn)行過程,下列物質(zhì)中不適合作“擴(kuò)容”抗原分子的是()A.蛋白質(zhì)B.多糖C.磷脂D.核苷酸(3)過程會(huì)使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞,此過程屬于特異性免疫中的免疫。(4)單克隆抗體的制備所依據(jù)的免疫學(xué)基本原理是 。(5)過程動(dòng)物細(xì)胞特有的促融方法是用,過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,會(huì)使的細(xì)胞死亡;選出的雜交瘤細(xì)胞還需進(jìn)行,才能獲得產(chǎn)三聚氰胺抗體的雜交瘤細(xì)胞株。(6)制備的三聚氰胺單克隆抗體可用于檢測(cè)乳制品中存在的微量三聚氰胺,說明三聚氰胺單克隆抗體具有特征。解析:(1)分析圖示可知,單克隆抗體的制備過程中要用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)。(2)抗原具有大分子性,要想使三聚氰胺“擴(kuò)容”為抗原分子,所選物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量必須足夠大,蛋白質(zhì)和多糖是大分子物質(zhì),適合作“擴(kuò)容”抗原分子;磷脂相對(duì)分子質(zhì)量較大,也能滿足“擴(kuò)容”要求;核苷酸為有機(jī)小分子物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量非常小,不適合作“擴(kuò)容”抗原分子,D項(xiàng)正確。(3)過程是將抗原分子注射到小鼠體內(nèi),會(huì)使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞,此過程屬于特異性免疫中的體液免疫。(4)單克隆抗體的制備所依據(jù)的免疫學(xué)基本原理是:每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體,因此大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞可以得到單克隆抗體。(5)過程是誘導(dǎo)免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,動(dòng)物細(xì)胞特有的促融方法是用滅活的病毒。過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡。選出的雜交瘤細(xì)胞還需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),才能獲得產(chǎn)生三聚氰胺抗體的雜交瘤細(xì)胞。(6)由題干信息可知該抗體可檢測(cè)乳制品中存在的微量三聚氰胺說明單克隆抗體具有靈敏度高、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。答案:(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合(2)D(3)抗體體液(4)每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體(5)滅活的病毒未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)(6)靈敏度高(或“靈敏度高、特異性強(qiáng)”)5.在生產(chǎn)中,基因工程可以和胚胎工程相結(jié)合,可生產(chǎn)出人類需要的產(chǎn)品,如下圖所示。(1)在表達(dá)載體的建構(gòu)過程中,有兩種連接酶,其中T4DNA連接酶可“縫合”末端,EcoliDNA連接酶則只能“縫合”末端,兩者均可催化形成鍵。(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞,最常用法,其受體細(xì)胞通常為受精卵。(3)在上述過程中,受精卵要通過過程培養(yǎng)成胚胎后再進(jìn)行移殖。下列有關(guān)胚胎移植的敘述正確的有(多選)。A.沖卵指的是從子宮中沖出胚胎,而非沖出卵子B.只有供、受體生理環(huán)境高度一致,移入受體的胚胎才能被接受C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同,牛的胚胎移植最好在原腸胚時(shí)期進(jìn)行(4)若要同時(shí)獲得多頭產(chǎn)抗凝血酶蛋白的相同奶牛,可進(jìn)行胚胎分割。應(yīng)選擇發(fā)育到時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作,進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)注意將分割,通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體具有相同的 。解析:(1)連接酶可催化形成磷酸二酯鍵,不同種類的連接酶“縫合”的末端會(huì)有所不同。(2)常用顯微注射法向動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入目的基因。(3)移植后的胚胎能在受體子宮中成活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對(duì)外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng);牛的胚胎最好在桑椹胚或囊胚時(shí)移植。(4)進(jìn)行胚胎分割移植最好選桑椹胚或囊胚予以分割,對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。答案:(1)黏性末端和平黏性磷酸二酯(2)顯微注射(3)AB(4)桑椹胚或囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等遺傳物質(zhì)6.下圖表示利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)所作的一系列研究,請(qǐng)據(jù)圖分析回答。(1)上圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從和中分離獲取。(2)過程將胚胎干細(xì)胞置于射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上,并加入動(dòng)物血清、抗生素等物質(zhì),維持細(xì)胞不分化的狀態(tài)。在此過程中,飼養(yǎng)層提供干細(xì)胞增殖所需的,加入抗生素是為了。該過程對(duì)于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義。(3)過程得到的小鼠畸胎瘤中里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實(shí)驗(yàn)時(shí),必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,該過程研究的意義在于解決 問題。(4)該研究中,包含的生物技術(shù)有(至少寫出兩種)。(5)過程將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過組織化學(xué)染色,用于研究動(dòng)物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過程以及影響因素,這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有的特點(diǎn)。在哺乳動(dòng)物早期發(fā)育過程中,囊胚的后一個(gè)階段是。解析:(1)上圖中的胚胎干細(xì)胞可以來源于早期胚胎和原始性腺。(2)飼養(yǎng)層細(xì)胞可為干細(xì)胞分裂、增殖提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),加入抗生素是為了防止雜菌污染。(3)由于胸腺是起免疫排斥的T淋巴細(xì)胞的發(fā)育場(chǎng)所。因此該過程研究可解決器官移植后免疫排斥問題。(4)從上圖分析有動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng),褐毛基因的轉(zhuǎn)基因過程,早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植的過程。(5)胚胎干細(xì)胞具有全能性,通過組織化學(xué)染色,用來研究動(dòng)物體器官形成時(shí)間、過程及其影響因素的研究。早期胚胎發(fā)育過程中囊胎期之后為原腸胚時(shí)期。答案:(1)早期胚胎原始性腺(2)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)防止雜菌污染(3)臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥等(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(5)全能性原腸胚7.生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、優(yōu)良動(dòng)物繁育、疾病診治等方面,展現(xiàn)出誘人的前景。請(qǐng)根據(jù)以下材料回答相關(guān)問題:材料一:經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,植物細(xì)胞工程技術(shù)解決了人類生存的關(guān)鍵問題(如糧食問題、花卉苗木生產(chǎn)等),為人類創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。(1)用植物花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí),要經(jīng)過過程才能培養(yǎng)成單倍體幼苗。(2)優(yōu)質(zhì)石榴、長(zhǎng)紅棗等植物的生產(chǎn)都可通過微型繁殖技術(shù)來提供試管苗,其優(yōu)點(diǎn)是不僅可以,還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)無病毒種苗的大量繁殖。材料二:中科院動(dòng)物研究所和福州大熊貓研究中心合作,通過將大熊貓的細(xì)胞核植入去核的兔子的卵母細(xì)胞中,在世界上最早克隆出一批大熊貓?jiān)缙谂咛?這表明我國(guó)的大熊貓繁殖研究再次走在世界前列。(3)克隆大熊貓過程中使用的生物技術(shù)手段有(至少寫兩種)。(4)如果多個(gè)供體細(xì)胞來自同一只大熊貓,培育的這些大熊貓?jiān)谛誀钌弦膊煌耆嗤?分析其原因,下列正確的是(多選)。A.性狀變異可由環(huán)境條件引起B(yǎng).基因可能會(huì)發(fā)生突變C.受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因不同D.細(xì)胞核基因發(fā)生了重組材料三:利用乳腺生物發(fā)生器生產(chǎn)出的人類胰島素,具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等優(yōu)點(diǎn),該項(xiàng)技術(shù)的誕生可有效地緩解臨床上胰島素不足的難題,從而為糖尿病患者帶來福音。(5)在乳腺生物發(fā)生器的操作過程中,人的胰島素基因能夠成功插入牛細(xì)胞的染色體上原因是;能合成出人的胰島素的原因是。解析:(1)植物花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)過程就是植物組織培養(yǎng)技術(shù),需要經(jīng)過脫分化和再分化兩個(gè)階段。(2)微型繁殖技術(shù)是一種無性繁殖技術(shù),所以它能保持優(yōu)良母本品種的遺傳特性。(3)克隆動(dòng)物首先需要核移植技術(shù)得到重組細(xì)胞,然后通過早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)重組細(xì)胞為早期胚胎,再通過胚胎移植技術(shù)把早期胚胎移植到發(fā)情的受體動(dòng)物子宮內(nèi)完成后期的胚胎發(fā)育,直至幼體的產(chǎn)生。(4)由于卵母細(xì)胞中所含的細(xì)胞質(zhì)基因不完全相同,或者克隆個(gè)體生長(zhǎng)環(huán)境條件不同或者基因發(fā)生了不同的突變等都可能導(dǎo)致克隆個(gè)體表現(xiàn)型不完全相同。(5)能跨物種將一種生物的基因?qū)氩⒉迦胧荏w生物細(xì)胞的染色體上,原因是目的基因和受體DNA的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相同,最終能在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)成功,說明二者還是共同一套遺傳密碼。答案:(1)脫分化、再分化(2)保持優(yōu)良品種的遺傳特性(3)核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)(4)ABC(5)遺傳物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相同所有生物共用一套遺傳密碼