高考生物试题分类解析选修三—《现代生物科技专题》

高考生物试题分类解析：选修三—《现代生物科技专题》6.1基因工程1．（2012浙江）6．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞【答案】A【命题透析】通过特定的实例考查基因工程的相关概念及操作要领。【思路点拨】控制蓝色色素合成的基因B即为我们所需要的目的基因，可通过逆转录法获得基因B，再进行扩增以增加其数量；基因文库中保存的是各基因片段，提取时无须使用限制性核酸内切酶；为使目的基因在受体细胞中稳定存在且能向下一代遗传，应先在体外使用DNA连接酶构建基因表达载体，然后再导入大肠杆菌。2．（2012福建）32.[生物一现代生物科技专题]必答题(10分)肺细胞中的let7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导人肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。请回答：(1)进行过程①时，需用酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为。(2)进行过程e委时，需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。(3)研究发现，如let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取.进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中(RASmRNA／RAS蛋白质)含最减少引起的。答案：⑴限制（限制性核酸内切）启动子⑵胰蛋白酶⑶RNARAS蛋白质解析：本题主要考查基因工程的相关知识。切开载体以插入目的基因需要用限制酶，限制酶能在特定的系列中的特定位点上将DNA切断；启动子是位于目的基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位。在动物细胞培养的过程中，要用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶将组织细胞分散开，有利于细胞直接从培养中吸取营养物质并派出代谢废物，同时解除接触抑制有利于细胞增殖。如果let-7基因进行转录，细胞中就会出现miRNA，用基因探针检测细胞中是否出现miRNA来判断let-7基因是否进行转录，那么应该提取细胞所有的RNA与相应的基因探针进行分子杂交。由图可知癌细胞受到抑制的机理是let-7基因转录形成miRNA与癌基因RAS转录形成的RASRNA进行配对，从而阻止RASRNA的翻译，从而减少RAS蛋白质的含量。3.（2012安徽）31．（24分）甲型血友病是由X染色体上的隐性基因导致的遗传病（H对h为显性）。图1中两个家系都有血友病发病史。Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成是XXY的非血友病儿子（Ⅳ2），家系中的其他成员性染色体组成均正常。（1）根据图1，＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）确定Ⅳ2两条X染色体的来源；Ⅲ4与正常女子结婚，推断其女儿患血友病的概率是＿＿＿＿＿。（2）两个家系的甲型血友病均由凝血因子Ⅷ（简称F8，即抗血友病球蛋白）基因碱基对缺失所致。为探明Ⅳ2的病因，对家系的第Ⅲ、Ⅳ代成员F8基因的特异片段进行了PCR扩增，其产物电泳结果如图2所示，结合图1，推断Ⅲ3的基因型是＿＿＿＿＿。请用图解和必要的文字说明Ⅳ2非血友病XXY的形成原因。（3）现Ⅲ3再次怀孕，产前诊断显示胎儿（Ⅳ3）细胞的染色体为46，XY；F8基因的PCR检测结果如图2所示。由此建议Ⅲ3＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）补给F8可治疗甲型血友病。采用凝胶色谱法从血液中分离纯化F8时，在凝胶装填色谱柱后，需要用缓冲液处理较长时间，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若F8比某些杂蛋白先收集到，说明F8的相对分子质量较这些杂蛋白＿＿＿＿＿。（5）利用转基因猪乳腺生物反应器可生产F8。要使乳腺细胞合成F8，构成表达载体时，必须将F8基因cDNA与猪乳腺蛋白基因的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等调控组件重组在一起。F8基因cDNA可通过克隆筛选获得，该cDNA比染色体上的F8基因短，原因是该cDNA没有＿＿＿＿＿＿＿＿。（6）为获得更多的转基因母猪，可以采用体细胞克隆技术，将纯合转基因母猪的体细胞核注入＿＿＿＿＿，构建重组胚胎进行繁殖。【命题透析】【思路点拨】（1）由图1不难得出，Ⅲ2和Ⅲ3的基因型分别为XhY和XHX＿，故无法推知Ⅳ2两条X染色体的来源；Ⅲ4基因型为XHY，其女儿基因型为XHX＿，不患病。（2）由电泳结果Ⅲ3有两个条带，其基因型为XHXh。（3）Ⅲ3基因型为XHXh，其儿子Ⅳ3从电泳图中可知基因型为XhY，患有血友病，应终止妊娠。（4）凝胶色谱法在装填凝胶色谱柱后需用缓冲液冲洗，使其装填均匀。该法利用的原理是大分子蛋白质运动路径短，速度快，而小分子蛋白质运动路径长，速度慢的特点。故先收集到的应是大分子蛋白质。（5）基因表达载体的构建，需将提取到的目的基因与含有启动子、终止子、标记基因的运载体进行体外重组，便于目的基因的表达及后续操作。cDNA通过逆转录形成，故其不包含基因的启动子和内含子。（6）去核的卵母细胞可以为移植的转基因母猪的体细胞核提供适宜的条件。【参考答案】（1）不能0（2）XHXh见图解（3）终止妊娠（4）洗涤并平衡凝胶，使凝胶装填紧密大（5）启动子、终止子、标记基因启动子和内含子（6）去核卵母细胞5.（2012全国新课程）40．（15分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（１）限制性内切酶切割ＤＮＡ分子后产生的片段，其末端类型有和。（２）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是。（３）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接酶。（４）反转录作用的模板是，产物是。若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术。（５）基因工程中除质粒外，和也可作为运载体。（６）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是。【解析】本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端。两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同。ＥcoliDNA连接酶可以连接黏性末端，Ｔ４DNA连接酶可以连接两种末端，反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用ＰＣＲ技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒，噬菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca+处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。【答案】（１）平末端和粘性末端（２）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同（３）Ｔ４Ｅcoli（４）mRNA单链ＤＮＡＰＣＲ（聚合酶链式反应）（５）动植物病毒λ噬菌体的衍生物（６）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱5.（2012四川）2．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶解析：因人生长激素不是大肠杆菌生长和繁殖所必需的物质，所以不是大肠杆菌的初级代谢产物，故A错；将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，属于基因工程中的人工基因重组，属于可遗传的变异，故B正确；大肠杆菌质粒是小型环状DNA分子，不含尿嘧啶，故C错；生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA聚合酶，而不需要DNA连接酶，故D错。答案：B。6.（2012天津）8.（20分）黄曲霉毒素B1（AFB1）存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起瘤变。某些微生物能表达AFB1解毒酶．将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，清除其毒性。(1)AFB1属于类致癌因子。(2)AFB1能结合在DNA的G上．使该位点受损伤变为G'，在DNA复制中，G'会与A配对。现有受损伤部位的序列为，经两次复制后，该序列突变为。(3）下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图据图回答问题：①在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株．经测定．甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶：乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶．过程l应选择菌液的细胞提取总RNA，理由是②过程Ⅱ中，根据图示，可以看出与引物结合的模版是③检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用方法。(4）选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料，探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果间下表：据表回答问题：①本实验的两个自变量，分别为。②本实验中．反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是。③经测定，某污染饲料中AFB1含量为100μg/kg，则每千克饲料应添加克AFB1解毒酶．解毒效果最好．同时节的了成本。（5）采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高每的活性出发，设计语气的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的。【答案】(1)化学(2)（3）①甲因为甲菌液细胞含解毒酶，意味着完成了基因的表达，所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA②cDNA.③抗原-抗体杂交(4）①AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量。②B组③5(5）脱氧核苷酸序列。【解析】黄曲霉毒素B1（AFB1）存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起瘤变。某些微生物能表达AFB1解毒酶．将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，清除其毒性。(1)黄曲霉毒素B1（AFB1）是化学物质，AFB1属于化学类致癌因子。(2)AFB1能结合在DNA的G上．使该位点受损伤变为G'，在DNA复制中，G'会与A配对。现有受损伤部位的序列为，经两次复制后，该序列突变为（3）①在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株．经测定．甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶：乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶．过程l应选择甲菌液的细胞提取总RNA，理由是因为甲菌液细胞含解毒酶，意味着完成了基因的表达，所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA②过程Ⅱ中，根据图示，可以看出与引物结合的模版是cDNA.③检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用抗原-抗体杂交方法。（4）①本实验的两个自变量，分别为AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量。②本实验中．反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是B组。③经测定，某污染饲料中AFB1含量为100μg/kg，则每千克饲料应添加5克AFB1解毒酶．解毒效果最好．同时节的了成本。（5）采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高每的活性出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列。6.2克隆技术1.（2012广东）2、培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是A.组织培养B.细胞杂交C.显微注射D.核移植【答案】Ａ【解析】草莓植株分生区的细胞含病毒的量比较少，可以利用植物组织培养技术培养出脱毒幼苗。2.（2012浙江）31．（12分）请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。（要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜）（1）实验思路：①取培养瓶若干个，分组如下：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。每组设置若干个重复样品。②各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入＿＿＿＿，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。③重复②若干次。④＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）预测