新高考2017届高考生物二轮复习考点考法训练专题4现代生物科技专题资料

高频考点一　基因工程及蛋白质工程　

考法一　　基因工程操作的基本工具和流程

1．(2016湖北5月模拟，40)

我国拥有自主知识产权的抗虫棉，是将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因导入到棉花的叶肉细胞中培育而成。回答下列问题：

(1)在该基因工程中，Bt毒蛋白基因属于________，离体棉花叶肉细胞属于__________。Bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取，也可从cDNA文库中获取，含有基因中启动子的文库是____________文库。

(2)获取的Bt毒蛋白基因需要与载体结合构建基因表达载体。在基因工程中使用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、____________等，其中质粒的化学成分是________。

(3)科学家最初做抗虫棉实验时，虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因，但让棉铃虫食用棉花叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明Bt毒蛋白基因____________。为此，科学家对棉植株中的Bt毒蛋白基因进行了修饰，结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了，从变异类型分析，这种对Bt毒蛋白基因的修饰属于____________。

(4)转基因植物存在一定的安全性问题，为避免Bt毒蛋白基因通过花粉传播进入其他植物，一般将Bt毒蛋白基因转入棉花细胞的________(填“细胞核”或“叶绿体”)。

【答案】(1)目的基因　受体细胞　基因组

(2)动植物病毒　DNA

(3)没有成功表达　基因突变

(4)叶绿体

【解析】(1)在该基因工程中，Bt毒蛋白基因属于目的基因，离体棉花叶肉细胞属于受体细胞。Bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取，也可从cDNA文库中获取，含有基因中启动子的文库是基因组文库。(2)在基因工程中使用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等，其中质粒的化学本质是小型环状DNA。(3)科学家最初做抗虫棉实验时，虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因，但让棉铃虫食用棉花叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明Bt毒蛋白基因没有成功表达。因为目的基因能否表达受到基因结构中非编码区上游的序列的控制，因此，要想解除非编码区上游对基因表达的抑制，必须对非编码区上游的序列进行修饰，所以从变异的角度分析，基因修饰使基因得到表达属于基因突变。

考法二　　基因工程的应用及蛋白质工程

2．下图是某种动物蛋白质工程示意图，请据图回答下列问题：

(1)目前，蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示的过程，实现③过程的依据有_________________________________________________。

(2)在⑤过程中，________连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端。

(3)为获得较多的受精卵进行研究，⑥过程需用激素做________处理。若⑥过程所得的卵母细胞是从屠宰母畜的卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示在体外人工培养卵母细胞到______________期。

(4)为提高培育成功率，进行⑩过程之前，需对胚胎进行质量检查，应取部分滋养层细胞，以________为探针进行DNA分子杂交检测。对受体动物需要用特定的激素进行__________处理。

【答案】(1)①　氨基酸与密码子的对应关系；mRNA与DNA间的碱基互补配对原则　(2)T4DNA　(3)超数排卵　减数第二次中　(4)目的基因　同期发情

高频考点二　细胞工程　

考法一　　植物细胞工程

3．(2016河北邯郸一中二模，40)我国菊花主要有杭菊、亳菊、怀菊、贡菊等8种，是药食兼优的代表性植物。研究发现杭菊具有明显的抗炎作用，怀菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。结合所学知识回答下列问题：

(1)欲培育兼有明显抗炎、抗病毒疗效的菊花新品种，用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的，原因是________________________________。

(2)基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性，在实施基因工程过程中，最关键的步骤是____________________________。受体细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质，我们一般选取未开花的幼枝的芽尖，理由有____________________、__________________(写出两个)。若想确定杭菊的受体细胞中是否导入了怀菊的抗病毒基因，常用的检测方法是____________________。

(3)如果利用植物体细胞杂交的方法培育“杭菊怀菊”杂种植株，首先要获得这两种植物细胞的__________，用聚乙二醇诱导处理后，诱导实验材料再生出____________，再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。

(4)理论上利用植物体细胞杂交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的优良菊花，这两项技术的共同特点有____________________________________________。

【答案】(1)二者存在生殖隔离

(2)基因表达载体的构建　不带病毒或带病毒极少　分化程度低或易诱导脱分化和再分化(答案必须是两个方面)　DNA分子杂交技术

(3)原生质体　细胞壁

(4)定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和障碍)

【解析】(1)杭菊和怀菊属于两个不同的物种，二者之间存在生殖隔离，所以二者之间不能进行有性杂交。(2)基因工程的关键步骤是基因表达载体的构建；由于幼枝的芽尖具有不带病毒或带病毒极少、分化程度低或易诱导脱分化和再分化的特点，所以通常选取未开花的幼枝的芽尖作受体细胞；可用DNA分子杂交技术检测怀菊的抗病毒基因(目的基因)是否导入了受体细胞。(3)植物体细胞杂交技术首先要获得这两种植物细胞的原生质体，用聚乙二醇诱导处理后，诱导实验材料再生出细胞壁，再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)植物体细胞杂交技术和基因工程的共同特点是定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和障碍)。

考法二　　动物细胞工程及应用

4．(2016河北衡水模拟调研四，40)血管内皮生长因子(VEGF)是目前发现的诱导肿瘤血管生成的最强烈的血锌生成因子，针对VEGF生产的抗肿瘤药物，是治疗癌症的一个方向；芝加哥大学的Katherine Knight博士成功地在转基因兔中获得骨髄瘤样肿瘤，经技术改进，能高产量地生产兔单克隆抗体；我国江苏省某公司首次在全球成功开发出人源化兔单抗药物“注射用人源化抗VEGF单克隆抗体”(SIM63)，有效打破了公司的技术垄断。人源化抗体可以大大减少异源抗体对人类机体造成的免疫副反应。请回答下列相关问题：

(1)动物细胞在体外培养的技术属于__________工程，由于人们对动物细胞所需的营养物质没有完全搞清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入__________等一些天然成分：在培养时除提供细胞所需的O2外，还需要CO2，其作用是____________________。

(2)在基因工程中，将目的基因导入动物细胞现今极常用、极有效的方法是__________，要在短时间内扩增大量的目的基因采用____________技术，这个技术中的关键酶是______________。

(3)当VEGF作为抗原进入动物体内时，动物体内的某些B细胞分化为浆细胞，这种浆细胞只分泌针对VEGF的一种抗体，但B细胞在体外培养不会无限增殖，解决这一问题的方法是通过动物细胞融合技术得到杂交瘤细胞，常用的化学诱导融合试剂为____________，要分离出杂交瘤细胞，应该用__________培养基进行筛选，单克隆抗体最主要的优点是它的______________________________，并可大量制备。

【答案】(1)动物细胞　血清(或血浆)　维持培养液的pH

(2)显微注射　PCR(多聚酶链式反应)　Taq酶(热稳定DNA聚合酶)

(3)聚乙二醇(PEG)　选择　特异性强、灵敏度高　高频考点三　胚胎工程　

考法一　　胚胎工程操作流程及应用

5．(2016湖北两校联考，40)下图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答有关问题：

(1)与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是__________________________。为提高良种奶牛的繁殖能力，在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是________。

(2)“转基因牛”D培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是________________。

(3)图中数字标号①代表的结构为__________，①将来发育为________________，c→d过程需对其均等分割的目的是__________________________。A、B牛基因型是否相同？______________。

(4)在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培养技术。在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的__________。

【答案】(1)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力　超数排卵

(2)受精卵的全能性易于表达

(3)内细胞团　胎儿的各种组织　有利于胚胎的恢复和进一步发育　相同   (4)抗生素

【解析】(1)与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵。(2)由于受精卵的全能性易于表达，因此良种牛培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞。(3)图中①为内细胞团，将来发育为胎儿的各种组织；c→d过程需对其均等分割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型，因此A、B牛的基因型相同。(4)在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的抗生素。

考法二　　生物工程的综合应用

6．(2016湖南五市十校模拟，40)下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。请据图回答下列问题：

(1)过程①至②所获取的抗体1称为____________，其中过程①是指细胞工程中的__________________技术。

(2)④过程需要__________________酶，⑤过程则需要的工具酶为____________________。

(3)②处需要筛选，其培养基称为______________(填“液体培养基”“选择培养基”或“鉴别培养基)。结构甲的组成必须包括启动子、__________及目的基因等(写两项)。

(4)如果想用棉花产生该种抗体，则⑥过程的受体细胞通常选用______________菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过____________技术获得能产抗体的转基因棉花植株。

【答案】(1)单克隆抗体　细胞融合

(2)逆转录　酶和DNA连接酶

(3)选择培养基　终止子、标记基因

(4)农杆　植物组织培养

【解析】(1)过程①至②所获取的抗体1称为单克隆抗体，其中过程①是指细胞工程中的细胞融合(或B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合)技术。(2)④是由mRNA形成DNA的过程，表示逆转录，需要逆转录酶；⑤过程为基因表达载体的构建，需要的工具酶为酶和DNA连接酶。(3)②过程表示杂交瘤细胞的培养，需要筛选，其培养基称为选择培养基，结构甲表示基因表达载体，其组成必须包括启动子、终止子、标记基因及目的基因等。(4)如果想用棉花产生该种抗体，则⑥导入受体细胞过程的受体细胞通常选用土壤农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过植物组织培养技术，即脱分化和再分化过程，获得能产抗体的转基因棉花植株。