专题13 现代生物科技专题原卷版.docx

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专题13现代生物科技专题原卷版

专题13现代生物科技专题

1．（2021届江苏省南京市盐城市高三一模）下图为单克隆抗体制备过程示意图。

下列有关叙述正确的是（）

A．X细胞是从脾脏中提取的已免疫的B淋巴细胞

B．Y细胞是杂交瘤细胞，通常取用培养10代以内的细胞

C．图中筛选过程至少两次且方法不同，最终保留抗体检测呈阳性的细胞

D．图中能产生单克隆抗体的细胞在培养过程中不会出现接触抑制的现象

2．（2021届江苏省南京市盐城市高三一模）图1表示利用基因工程制备某种病毒单克隆抗体的操作流程，过程①的mRNA序列为5-AUCUAUGCGCUCAUCAG．．．（中间省略3n个核苷酸序列）…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'图2表示遗传信息传递过程中发生碱基配对的部分片段示意图。

请回答下列问题：

（1）图1中，过程①需要的酶是__________，所用的mRNA只能从病毒感染者的__________细胞中提取。

过程②需要的酶是__________。

在重组质粒中，目的基因两侧必须具有__________。

的核苷酸序列，以保证目的基因在受体细胞中成功表达。

过程③⑤⑦中，需要依赖于生物膜的结构特点而完成的是__________

（2）图2所示物质可存在于图1中的过程__________（填序号），该物质彻底水解，可获得__________种不同的小分子物质。

（3）为扩增目的基因，某同学设计了如下六种PCR引物，其中可选用的引物是__________。

①5'-ATCTATGCGCTCATCAG-3'

②5'-GACTACTCGCGTATCTA-3'

③5'-CGCAGCAATGAGTAGCG-3'

④5'-GCGATGAGTAACGACGC-3'

⑤5'-TAGATACGCGAGTAGTC-3'

⑥5'-CGCTACTCATTGCTGCG-3'

（4）科研人员发现，某次制备获得的单克隆抗体比mRNA序列编码的抗体种少了两个氨基酸。

检测发现，目的基因在复制过程中有一对碱基发生了替换，该对碱基对应于mRNA已知序列中，则发生替换的碱基对是__________（请将模板链碱基写在前面，已知起始密码子是AUG，终止密码子是UAA、UAG、UGA）

3．（广东省揭阳市2020-2021学年高三质量测试）科研人员在烟草中获得了抗病基因，拟用该基因作为目的基因培育转基因抗病棉花。

据此分析回答下列问题。

（1）将该抗病基因转人棉花细胞时，所选用的基因运载体应具有_____________以便对目的基因进行筛选。

（2）构建含抗病基因的基因表达载体时需要用到的两种酶是限制性核酸内切酶和_____________两种酶中限制性核酸内切酶作用于图中的处_____________（填“a”或“b”）。

（3）将构建的基因表达载体导人棉花受体细胞的方法有花粉管通道法、基因枪法和______________法。

（4）经转化处理后的细胞通过组织培养可以形成幼苗，这是利用了植物细胞的_____________此过程中细胞会通过_____________形成愈伤组织，后经再分化形成新的棉花幼苗，这些幼苗经个体生物学水平的_____________实验鉴定后可知其是否具有抗病特性。

经前述实验鉴定，发现某株幼苗没有抗病特性，其可能的原因是_____________（不考虑基因突变）。

4．（2021·江苏南通市高三一模）大丽轮枝菌（一种丝状真菌）是引起棉花黄萎病的主要病原菌。

为观察大丽轮枝菌对棉花根侵染路径，研究人员利用绿色荧光蛋白基因（sGFP）转染大丽轮枝菌，培育出表达绿色荧光蛋白的转基因菌株，主要过程如下（图中a链和b链分别是相应基因转录模板链）。

分析回答：

（1）过程①中，PCR扩增sGFP的原理是______，该过程除需要根据______设计特异性引物序列外，为保证sGFP正确插入到质粒中，还需要在引物的5′端添加限制酶识别序列，图中b链的黏性末端碱基序列（5′→3′）为______。

（2）过程①中，若1个sGFP片段连续扩增4次，则会形成______个两条链等长的sGFP片段。

（3）过程②需要的工具酶是______。

研究中将sGFP插入到构巢曲霉启动子和终止子之间的目的是______。

（4）过程③中需要配制细菌培养基，配制时要在培养基灭菌并冷却到80℃左右后，加入用______配制的适宜浓度的潮霉素溶液，潮霉素不能与培养基一同灭菌的原因是______。

（5）选择过程③筛选培养得到的不同农杆菌菌落，分别提取细菌质粒DNA，并用BamHⅠ和HindⅢ完全酶切后电泳，请在答题纸相应位置画出可能得到的电泳条带。

______

（6）将导入重组质粒的农杆菌加入大丽轮枝菌的孢子细胞悬液中，在适宜条件完成转染后利用滤膜过滤得到孢子细胞，再在真菌培养基上培养获得菌落，最终通过检测______筛选出绿色荧光蛋白旺盛表达的大丽轮枝菌。

5．（河北省秦皇岛市2020-2021学年高三模拟）如图是将乙肝病毒表面主蛋白基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程图。

巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母，能将甲醇作为其唯一碳源。

该酵母菌体内无天然质粒，科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。

已知当甲醇作为唯一碳源时，该酵母菌中AOX1基因受到诱导而表达（5′AOX1和3′AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子）。

请分析回答：

（1）为实现HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该选择_____切割质粒，并在HBsAg基因两侧的A和B位置接上_____，这样设计的优点是_____。

（2）酶切获取HBsAg基因后，需用_____将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒。

（3）步骤3中应选用限制酶_____来切割重组质粒以获得重组DNA，然后再将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。

（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入_____以便筛选：

若要检测转化后的细胞中是否含有HBsAg基因转录产物，可以用_____方法进行检测。

（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入_____以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。

6．（江苏省连云港市2020-2021学年高三调研）因工程可以按照人们的意愿赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

图甲是基因工程的基本操作流程，图乙是定量PCR技术中的一种常用探针。

回答下列问题：

（1）图甲中①过程所需的酶是_________②过程所需的酶是_________

（2）图甲中③过程需要借助PCR技术，该过程在TaqDNA聚合酶的作用下，DNA的合成方向总是从子链的_________向_________延伸。

若利用PCR技术扩增目的基因的过程中消耗了126个引物分子，则该过程DNA扩增了_________次。

（3）图中⑤过程是_________要检测目的基因是否成功表达，首先从转基因生物个体中提取蛋白质，用相应的抗体进行________杂交。

（4）图乙的Taq-Man探针是定量PCR技术中的一种常用探针，其5'末端连接荧光基团（R），3'末端连接淬灭剂（Q）。

当探针完整时，R发出的荧光信号被Q吸收而不发荧光。

在定量PCR扩增时，TaqDNA聚合酶在子链延伸过程中遇到与模板结合的探针，将探针切断，使R远离Q。

随PCR扩增次数的增加，荧光信号_________

（5）若图甲④过程为将目的基因导入植物细胞，最常用的方法是农杆菌转化法，该方法选择Ti质粒作为运载体的原因是________

7．（重庆市西南大学附中2020-2021学年高三模拟）类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫病，致残性强。

研究表明，该病的病理改变与肿瘤坏死因子-α（TNF-α）密切相关，而一种抗TNF-α的单克隆抗体能有效治疗RA。

下图为该单克隆抗体制备过程示意图。

（1）__________技术是单克隆抗体技术的基础，该技术需要使用合成培养基，需添加__________等天然成分。

（2）图中（）内应填写__________，抗原A是__________，常用的促融剂是__________。

（3）杂交瘤细胞的优点是______________________________，细胞融合完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有骨髓瘤细胞自身融合细胞、淋巴细胞自身融合细胞。

体系中出现多种类型细胞的原因是___________________________。

（4）单克隆抗体主要的用途有：

__________________________________（至少答出两点）。

8．（重庆市实验中学2020-2021学年高三模拟）目前，科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α—抗胰蛋白酶等重要医药产品。

结合我国第一头转基因牛“滔滔”的培育程序，回答下列问题：

（1）哺乳动物的c过程通常采用_____________，将药用蛋白与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起导入受精卵中。

从遗传学原理看转基因牛“滔滔”与亲本A、B的最根本的区别是含有_____________

（2）获取目的基因首先用到的是_____________，它能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特殊部位的___________断开，暴露出____________（末端）；DNA连接酶和DNA聚合酶都是通过形成磷酸二酯键而连接DNA缺口，不同之处是：

①DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯键，DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键；②______________________________________________。

（3）转基因后的受精卵在体外培养时需要有糖、氨基酸等营养物质，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入_____________________等一些天然成分。

在实际操作过程中为了得到大量的卵，通常采用给雌性牛注射_________________激素的方法，引起超数排卵。

9．（山东实验中学2020-2021学年高模拟）大肠杆菌β-半乳糖苷酶（Z酶）可催化底物（X-gal）水解产生蓝色物质。

在pUC18质粒中，lacZ′编码Z酶氨基端的一个片段（称为α-肽），该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示。

已知α-肽、缺失α-肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性。

利用图乙中的DNA片段与pUC18质粒进行基因工程操作。

（1）限制酶能催化双链DNA分子中___（填化学键名称）的断裂。

本实验可使用限制酶___处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段，再通过DNA连接酶连接，获得含目的基因的重组质粒。

（2）用重组质粒转化大肠杆菌，然后将大肠杆菌接种到含氨苄青霉素的固体培养基上进行培养，由于未发生转化的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有___，在该培养基上不能生长。

从功能上划分，该培养基属于___培养基。

（3）当上述培养基中含有X-gal时，生长出的菌落有蓝色和白色两种类型，其中含有重组质粒的大肠杆菌的菌落颜色为___，这是因为___。

为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是___。

10．（江苏省扬州市2020-2021学年高三调研）干扰素（IFN）是一类糖蛋白，具有抗病毒、抗肿瘤等作用，其中重组人IFN-a1b是我国自主知识产权基因工程I类新药，已实现批量生产，被广泛应用于临床。

在国家卫健委发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊断方案》的第二至第七版中均推荐使用干扰素。

I．利用大肠杆菌生产干扰素

（1）外源基因在大肠杆菌中表达时，目标蛋白往往在细胞内凝集，形成无活性的固体颗粒，为此科研人员将ST-II信号肽基因与目的基因拼接形成融合基因，构建了重组分泌表达载体，请推测ST-II信号肽基因的作用有________。

（2）人IFN-a1b原始基因在工程菌中表达量偏低，科研人员将编码区前7个密码子中的3个改造成大肠杆菌中含量较高的tRNA对应的密码子类型，极大地提高了产量，改造之后的IFN-a1b基因合成的干扰素中氨基酸序列是否发生改变并说明理由________。

（3）如图1所示，选用________对质粒pBR322和由ST-II信号肽基因和改造后的IFN-a1b基因形成的融合基因进行酶切。

对大肠杆菌的筛选操作为：

将细菌涂布到含有________的选择培养基上，从长出的每个单菌落中挑取部分细菌转涂到含有________的培养基上，不能生长的绝大部分是导入成功的大肠杆菌。

II．利用乳腺生物反应器生产干扰素

（1）图2中的干扰素基因从基因组文库中获取，应与________启动子重组在一起，从而确保干扰素定位表达于动物乳腺。

（2）在进行过程④之前，需对早期胚胎进行筛选和鉴定，科研人员取囊胚________的细胞，利用探针分别进行了两组鉴定：

A．利用干扰素基因的cDNA制备探针进行分子杂交，得到如图3所示的结果，说明干扰素基因已成功导入，请分析出现甲、乙、丙、丁等结构的原因________。

B．利用SRY基因（位于Y染色体上）探针进行检测，将检测反应呈________（填“阳”或“阴”）性的胚胎进行移植。

（3）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产干扰素的优势除了不需要进行上述B组的鉴定，还不受转基因动物________的限制。

11．（江苏省扬州中学2020-2021学年高三模拟）阅读下面关于“利用转基因西瓜生产人胰岛素的方法”的专利摘要的内容简述，回答问题。

本发明利用转基因西瓜作为生物反应器生产人胰岛素。

所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。

将该基因置于CaMV35S启动子和果实专性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入西瓜中，在西瓜的果实中表达人胰岛素。

（1）根据上述专利摘要，木发明中所用的人胰岛素基因是采用_____的方法获得的，并采用PCR技术扩增人胰岛素基因，在PCR扩增仪中添加模板、引物、4种脱氧核苷、____以及酶促反应所需的离子等物质。

（2）构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构?

________。

（填编号）

①终止密码子②内含子滞留序列③CaMV35S启动子④果实专性启动子2A12

⑤标记基因⑥终止子⑦引物⑧复制原点⑨内质网滞留序列⑩目的基因

（3）本发明中，应用农杆菌转化法将目的基因导入西瓜细胞中所使用的载体是_______。

（4）根据农杆茵可将目的基因导入西瓜植株的机理，试推测农杆菌不能将目的基因导入小麦的原因__________，若想将目的基因导入小麦中，从理论上分析，你认为该怎样做?

________________。

（5）请从人体相关生理过程分析，吃这种转基因西瓜能否治疗人类的I型糖尿病?

为什么?

_________。

12．（辽宁省辽西地区2020-2021学年高三联考）干扰素是一种能抵御几乎所有病毒早期感染的糖蛋白，下图为通过基因工程生产干扰素的流程图。

回答下列问题：

（1）从相应的DNA上获得的干扰素基因通过__________技术进行扩增。

将重组后的目的基因导入牛受精卵最常用的是____________________技术。

（2）体外培养早期胚胎时，除了提供适宜的营养、温度和pH条件，还要为其提供____________________的环境和气体环境，培养液的成分除了无机盐、有机盐、激素和核苷酸等营养物质，还需要额外添加________等天然成分。

（3）③过程的操作一般选择发育良好、形态正常的____________________进行。

②③④过程相对于①过程的优点是______________________________。

（4）人们从受体所生母牛乳汁中提取干扰素，给患者注射，而不是将牛乳直接提供给患者食用，这是因为________________________________________。

9．（2021·福建龙岩市高三模拟）番茄果实在成熟的过程中，多聚半乳糖醛酸酶（PG）合成显著增加，以降解果胶使细胞壁破损，从而使果实变红变软，但不利于保鲜。

科学家利用基因工程得到转基因番茄，大大延长果实保质期。

操作流程如下，回答下列问题：

（1）利用RT—PCR技术即逆转录—多聚酶链式反应制备PG基因，最好从番茄的_____细胞中提取mRNA，此技术所需要的酶主要有_____。

（2）据图可知，转基因番茄主要通过抑制PG基因的_____过程，使PG合成量减少，从而延长果实保质期。

（3）图中的农杆菌。

能够在含_____的培养基中生存，而在含_____的培养基中不能生存的即为已转化的所需农杆菌。

（4）图中将反向连接PC基因导入番茄细胞的方法称为_____。

要检测感染农杆菌后的番茄细胞染色体DNA上是否插入了反向连接PC基因，_____（填“能”或“不能”）用标记的PG基因的单链作为探针进行检测，理由是_____。

（5）在将转化的番茄细胞通过植物组织培养技术形成番茄幼苗过程中，培养基_____（填“要”或“不要”）添加有机营养物质，原因是_____。

10．（2021·湖南长沙市高三模拟）由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品引发的“白色污染”一直是人类社会面临的一大难题。

聚羟基脂昉酸酯（PHA）是由细菌合成的一种胞内聚酯，它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后对环境无害并易被生物降解，因此被称为“绿色塑料”。

科学家利用基因工程等技术对野生嗜盐细菌进行改造，作为高效生产PHA的底盘微生物。

（1）基因工程常用原核生物作为受体细胞，原因是_________________________________。

基因工程的核心步骤是______________________。

（2）新疆的艾丁湖湖水盐浓度高达200g/L，此地酷热干燥，科学家从中找到了能用来生产PHA的菌种——野生型LS21。

从艾丁湖中找到的野生型LS21不会被海水中的噬菌体所侵染，从细胞成分和结构角度分析原因：

_________________________________。

（3）对微生物细胞形态的改造可提高PHA合成。

例如：

过表达SulA基因可以阻遏细胞的正常分裂，使得细胞变成狭长的线形，由此可知SulA蛋白是细胞分裂___________（填“抑制”或“促进”）因子；或敲除细胞骨架蛋白基因MreB，当胞内有PHA积累时则撑大了细胞体积，从而增加PHA的积累空间，此处体现了细胞骨架的_______________功能。

（4）目前，PHA中的P4HB已经作为手术缝线，在美国批准进入了临床。

此外，由于PHA具有多种结构，还被看好用于开发软骨修复材料、神经导管、人工食道等。

研究中可用动物细胞法研究其毒性。

基本研究思路是：

首先使被培养细胞处于___________的环境，将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，此类培养基称为____________，在此培养基中还需要加入___________，此外，通常还需要加入血清、血浆等一些天然成分。

在适宜环境条件下培养一段时间，根据变异细胞占全部细胞的百分数，可以判断PHA的毒性。

11．（2021·湖北武汉市高三模拟）EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。

人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢（CHO）细胞表达系统来获取产物，其过程如下。

请回答下列问题：

（1）从人体组织中提取EPO的mRNA，通过反（逆）转录得到_____________，再通过PCR技术获得大量EPO基因。

PCR反应体系中至少含有模板，原料、引物、__________、能量等。

（2）①过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中_____________能驱动基因的转录。

（3）采用_____________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。

当胚胎发育至____________时期，可向受体移植。

但是移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_________。

12．（2021·福建漳州市高三一模）白叶枯病是造成我国重要粮食作物——水稻严重减产的重要原因之一。

某科研团队将白叶枯病抗性基因Xa21与质粒重组（图1），利用人工破损处理的水稻幼苗细胞借助根癌农杆菌转化法获得抗白叶枯病的水稻品种，其中根癌农杆菌侵染植物细胞过程如图2所示，已知不同种限制酶识别序列不同。

请回答：

（1）构建图1基因表达载体时，使用BamHI、HindIII两种限制酶分别处理含Xa21基因的DNA片段和Ti质粒，可以避免处理后的白叶枯病抗性基因Xa21和Ti质粒_________。

基因表达载体上M抗生素抗性基因的作用是_________。

（2）由图2可知，水稻幼苗细胞受损后会产生某些用于激活农杆菌表达某些基因并吸引农杆菌移向受损水稻幼苗细胞的信号分子。

根据所学知识判断，这些信号分子可能是_________。

农杆菌细胞内形成的成熟T复合体借助细胞膜上的_________定向进入水稻幼苗细胞，最终将含有白叶枯病抗性基因Xa21的T-DNA整合到水稻细胞染色体基因组上。

分析图2可知，成熟T复合体所含的遗传物质是_______________。

（3）将含白叶枯病抗性基因Xa21的水稻幼苗细胞培养，经过_________等过程可发育成幼苗。

经检测，科研人员发现部分获得Xa21基因的水稻幼苗不具有抗白叶枯病的能力，原因可能是______________。

13．（2021·湖南永州市高三二模）M是一种具有特定功能的人体蛋白质。

某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，利用小鼠制备一种膀胱生物反应器来获得M，基本过程如图所示。

回答下列问题：

（1）基因表达载体导入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为__________。

小鼠常用的受体细胞是__________，原因是____________________。

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产M的优势是____________（答出2点即可）。

（3）如果将外源基因导入受体细胞，则外源基因会随机插入到受体细胞的DNA中，该受体细胞培养的胚胎有的可以发育成转基因动物，有的却死亡，请分析因外源基因插入导致胚胎死亡最可能的原因是______________________________。

（4）转基因小鼠的早期胚胎培养过程中，培养液成分除一些无机盐和有机盐外，还需添加_______________等物质。

14．（2021·辽宁大连市高三模拟）CRISPR/Cas系统是细菌在进化中形成的一种防御机制。

Cas蛋白能截取噬菌体的DNA片段，并将其插入到细菌自身的CRISPR基因中，整合有噬菌体DNA片段的CRISPR基因经转录产生RNA，此RNA与Cas蛋白共同构成CRISPR/Cas复合物，在此RNA引导下，该复合物能定点切割对应的噬菌体DNA片段。

科学家通过改造此系统，产生了CRISPR/Cas9基因编辑技术，可以实现对DNA的定点切割，其工作原理如下图所示。

2019年上海科研团队通过基因编辑技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1，再利用体细胞克隆技术，获得了5只BMAL1基因敲除的克隆猴。

这是国际上首次成功构建出的一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴