专题15 现代生物科技专题.doc

限时规范训练十五 (建议用时：30分钟)

1．(2019·聊城市一模)基因工程自20世纪70年代兴起后，目前已成为生物科学的核心技术，并在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出了美好的前景。请回答下列问题：

(1)不同生物的基因可以“拼接”成功，从生物进化的角度说明________________________________；外源基因可以在不同物种的受体细胞内成功表达，说明了________________________________。人工合成的目的基因不能直接导入受体细胞，其原因是________________________________(答出两点即可)。

(2)利用转基因技术培育抗虫番茄时，需要利用PCR技术扩增抗虫毒蛋白基因，可以根据________序列合成引物。如图中A、B、C、D四种单链DNA片段中应选取________作为引物(DNA复制方向总是从5′向3′延伸)。将抗虫毒蛋白基因导入到番茄细胞最常用的方法是农杆菌转化法，该方法是利用Ti质粒上的T-DNA片段________________________的功能。

(3)人体的遗传性疾病很难用一般药物进行治疗，基因工程的兴起迎来了基因治疗的曙光。血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，其基因治疗的基本思路是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 解析：(1)不同生物的基因可以“拼接”成功，从生物进化的角度说明这些生物具有共同的原始祖先；外源基因可以在不同物种的受体细胞内成功表达，说明了生物共用一套遗传密码。由于人工合成的目的基因无复制原点、无表达所需的启动子等，因此人工合成的目的基因不能直接导入受体细胞。(2)利用PCR技术扩增目的基因，可以根据目的基因的核苷酸序列合成引物。DNA复制只能从5′到3′，因此构建前利用PCR技术扩增抗虫毒蛋白基因时，可以从图中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C作为引物。农杆菌转化法是利用Ti质粒上的T-DNA片段可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上的功能。(3)血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，其基因治疗是将正常的显性基因导入到血友病患者体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

答案：(1)这些生物具有共同的原始祖先 生物共用一套遗传密码 人工合成的目的基因无复制原点；无表达所需的启动子等 (2)目的基因的核苷酸 BC 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上 (3)将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能

2．(2019·聊城市二模)Ⅱ型干扰素是效应T细胞分泌的一种淋巴因子，可用于治疗病

毒感染和癌症，通常只能从人体内获得，产量小、体外保存相当困难。若将其分子上的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，在－70 ℃条件下可以保存半年。用现代生物工程技术生产该种单克隆Ⅱ型干扰素已成为一种发展趋势。回答下列问题：

(1)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________________，对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质。若将干扰素的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，所推测出的脱氧核苷酸序列不止一种，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (2)人工合成该种Ⅱ型干扰素基因后，可利用PCR技术对其扩增，该技术需要合成两种引

物

，

其

原

因

是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (3)诱导效应

T

细胞与骨髓瘤细胞融合的化学试剂是

__________________________________。杂交瘤细胞具有的特点是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (4)从融合的细胞中筛选出分泌该种Ⅱ型干扰素的杂交瘤细胞，所采用的技术是_________。体外培养杂交瘤细胞时，需要向培养液中添加动物血清，其作用是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 解析：(1)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因合成或基因修饰，对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质。由于密码子的简并性，若将干扰素的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，所推测出的脱氧核苷酸序列不止一种。(2)人工合成该种Ⅱ型干扰素基因后，可利用PCR技术对其扩增，由于基因的两条反向平行的链都可作为模板，其碱基序列不同。需要根据一段已知的目的基因的核苷酸序列合成两种引物，来进行子链延伸。(3)诱导效应T细胞与骨髓瘤细胞融合的化学试剂是聚乙二醇。该杂交瘤细胞是骨髓瘤细胞和效应T细胞融合产生的，故既能迅速大量繁殖，又能产生专一的淋巴因子。(4)需要经过抗原－抗体杂交即专一抗体检测，从融合的细胞中筛选出分泌该种Ⅱ型干扰素的杂交瘤细胞。体外培养杂交瘤细胞时，需要向培养液中添加动物血清，它可以补充合成培养基缺乏的营养物质和微量元素。

答案：(1)基因修饰或基因合成 密码子具有简并性(或：丝氨酸有多种密码子) (2)基因的两条反向平行的链都可作为模板，其碱基序列不同 (3)聚乙二醇(PEG) 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的淋巴因子 (4)抗原－抗体杂交 补充合成培养基缺乏的营养物质和微量元素

3．(2019·青岛市二模)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种糖蛋白，具有很高的药用价值，可以通过生物工程大量生产。下图为含htPA基因的表达载体。请回答下列相关问题：

(1)限制酶主要是从________中获得，其特点是能够识别DNA分子的_________，并在特定位点切割DNA。质粒DNA分子上有一个或至多个限制酶切割位点，其作用是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)构建基因组文库是获取目的基因的常用方法，与基因组文库相比，cDNA文库的基因

数

相

对

要

少

，

原

因

是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (3)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的URA3基因可作为________，供鉴定和选择；为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基________(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶。

(4)若要在羊乳中获得htPA，为了获得转基因母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。若在转htPA基因羊的羊乳中检测到________，说明目的基因成功表达。

解析：(1)限制酶主要是从原核生物(或原核细胞)中分离纯化出来的。每一种限制性酶可以识别特定的(脱氧)核苷酸序列。质粒DNA分子可用作载体，其上有一个至多个限制酶切割位点，其作用是供外源DNA片段(基因)插入。(2)cDNA文库只能收集到生物发育到某时期已发生转录的基因(而基因组文库能收集到全部基因)，故与基因组文库相比，cDNA文库的基因数相对要少。(3)图示表达载体上的URA3基因可作为标记基因，供鉴定和选择；由于缺失URA3基因的酵母菌必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，重组质粒中含有URA3基因，为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基不需要添加尿嘧啶，如果能存活，说明导入成功；如不能存活，说明没有导入成功。(4)只有母羊能分泌乳汁，为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA(或人组织纤溶酶原激活物)，说明目的基因成功表达。

答案：(1)原核生物(或原核细胞) 特定的(脱氧)核苷酸序列 供外源DNA片段(基因)插入 (2)cDNA文库只能收集到生物发育到某时期已发生转录的基因(而基因组文库能收集到全部基因) (3)标记基因 不需要 (4)性别鉴定 htPA(或人组织纤溶酶原激活物)

4．(2019·大连二模)马铃薯是一种“高性价比农作物”。2015年我国启动马铃薯主粮化战略，让马铃薯逐渐成为水稻、小麦、玉米外的又一主粮。但是目前生产上应用的马铃薯

均为无性繁殖品种，连年种植产量降低。现采用植物细胞工程解决这一问题。

(1)

植

物

细

胞

工

程

最

基

本

技

术

的

理

论

基

础

是

________________________________________________________________________。

(2)研究人员常在热处理马铃薯母株后，剥离并接种 ________到培养基，经细胞的________过程形成脱毒苗。热处理温度(40 ℃)下并不能杀死病毒，但可以使马铃薯母株内的病毒________，失去传染能力。

(3)马铃薯幼苗是否脱毒可以使用________观察，检查是否有病毒粒子的存在；还可以运用________的方法，用已知病毒的抗血清来鉴定未知病毒的种类。

(4)利用植物细胞工程可以培育马铃薯新品种。用甲基磺酸乙酯对________进行处理，经诱导分化和筛选，可培育出抗病、高产的突变体。二倍体马铃薯野生种有许多优良基因，与四倍体栽培种很难杂交成功，可以通过________技术，培育出六倍体新品种。

解析：(1)植物细胞工程最基本技术是植物组织培养，植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。(2)由于茎尖或根尖几乎无病毒，故可以取茎尖经脱分化和再分化过程形成脱毒苗。热处理温度(40 ℃)下并不能杀死病毒，但可以使马铃薯母株内的病毒增殖缓慢或停止增殖，失去传染能力。(3)马铃薯幼苗是否脱毒可以使用电子显微镜观察，检查是否有病毒粒子的存在；还可以运用抗原－抗体杂交的方法，用已知病毒的抗血清(含抗体)来鉴定未知病毒的种类。(4)用甲基磺酸乙酯对愈伤组织进行处理，经过再分化和筛选，可培育出抗病、高产的突变体。二倍体马铃薯野生种有许多优良基因，与四倍体栽培种存在生殖隔离，很难杂交成功，可以通过植物体细胞杂交技术，培育出六倍体新品种。因为植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。

答案：(1)植物细胞的全能性 (2)茎尖(分生组织) 脱分化和再分化 增殖缓慢或停止增殖 (3)电子显微镜 抗原—抗体杂交 (4)愈伤组织(处于不断分生状态的细胞) 植物体细胞杂交

5．(2019·广东佛山二质检)回答下列问题：

(1)用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，有核的一半能分裂，无核的一半不能分裂。当有核的一半分裂到16～32个细胞时，科学家将其中一个细胞的细胞核挤到无核的一半，结果发现这一半也开始分裂，并且像有核的那一半一样，最终发育成正常的胚胎。科学家通过这个实验证明了___________，从而为核移植技术的发展奠定了理论基础。

(2)进行体细胞核移植前，从具有优良性状的动物体中取体细胞进行培养，培养条件除营养、温度和pH适宜外，还应保证___________(答出3点)。核移植前还需对受体卵母细胞

进

行

去

核

操

作

，

其

目

的

是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (3)经核移植得到重组细胞后，一般还需经过___________等技术环节，才能获得克隆动