专题九 现代生物科技专题
(时间：50分钟　满分：100分)
一、选择题(每小题5分，共30分)
1．(2010•全国Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是 (　　)。
A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
解析　基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使目的基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。所以B为基因工程，而A为动物细胞工程，C为诱变育种，D无人为因素不属于基因工程。
答案　B
2．(2010•浙江理综)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 (　　)。
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析　限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，C项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正确。
答案　A
3．(2010•江苏生物)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β­淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β­淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是 (　　)。
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术
C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
解析　根据题意可知，治疗老年痴呆症的途径有：导入正常的基因(基因治疗技术)；提供和修复受损伤的神经元(胚胎干细胞技术)；降低β­淀粉样蛋白体的含量(单克隆抗体技术)。而胚胎移植是为了获得优良个体，不能用于治疗该病。
答案　A
4．(2010•上海生物)图中a表示基因工程，c表示发酵工程，d表示克隆技术，
则e和b分别表示 (　　)。
A．胚胎移植和细胞培养
B．显微注射技术和细胞培养
C．细胞培养和花粉离体培养
D．显微注射技术和花粉离体培养
解析　基因工程、发酵工程和克隆技术中都涉及细胞培养，因而可确定e表示细胞培养；b可以表示花粉离体培养。
答案　C
5．(2010•江苏生物)下列关于转基因植物的叙述，正确的是 (　　)。
A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
解析　抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过花粉传入环境中；转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；转基因技术打破了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后可以表达；来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术存在着安全性问题。
答案　A
6．(2010•上海综合)运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是 (　　)。
①可再生　②不显著增加碳排放　③不排放含硫废气 ④不会对生态环境造成负面影响
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．②③④
解析　转基因生物柴油来自“工程硅藻”，其成分是脂质，与矿物柴油比较优点是：可再生，不显著增加碳排放，不会排放含硫废气，减少环境污染；对生态环境是否造成负面影响还不确定。
答案　A
二、非选择题(共70分)
7．(12分)(2010•天津理综)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。

请据图回答下面的问题。
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用____________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A．启动子 B．tetR
C．复制原点 D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
A．农杆菌转化 B．大肠杆菌转化
C．显微注射 D．细胞融合
(4)过程②采用的生物技术是_____________________________________________。
(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交 B．基因序列分析
C．抗原—抗体杂交 D．PCR
解析　(1)由图示可知：需用HindⅢ和BamHⅠ限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因，因酶切后tetR四环素抗性基因结构被破坏而ampR结构完好，故用含氨苄青霉素的选择培养基可筛选含有重组载体的大肠杆菌。(2)启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，可调控基因的特异性表达。(3)过程①表示把重组载体导入受体细胞的过程，当受体细胞为动物细胞时，常采用显微注射法。(4)过程②表示把早期胚胎移植到代孕母牛子宫的过程，属于胚胎移植技术。(5)经过程②得到新个体是细胞全能性的体现。(6)人乳铁蛋白基因是否成功表达，关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白，可用抗原—抗体杂交法检测该蛋白是否存在。
答案　(1)HindⅢ和BamHⅠ　氨苄青霉素　(2)A　(3)C (4)胚胎移植技术　
(5)全能　(6)C
8．(10分)(2014•北京宣武一模)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，请据图回答相应的问题。
(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶
芽等处的分生组织，其原因_________________________
________________________________________________。
(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如紫杉醇，可将①________________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过________________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于________________、________________、________________等育种过程中。
解析　(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。
(2)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
(3)植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。
(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。
(5)植物组织培养技术广泛应用于花卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程。
答案　(1)这些部位病毒极少　(2)脱分化和再分化　(3)愈伤组织　细胞分裂　(4)染色体结构与数目　(5)植物体细胞杂交育种　基因工程育种　单倍体育种
9．(8分)(2014•苏北四市二模)下图为单克隆抗体制备流程示意图。

(1)单克隆抗体制备技术的基础是_____________________________________________。
(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是________________。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的________________，以保证生命活动的正常进行。
(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是____________________________。
(4)若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是____________________________________________________________。
解析　(1)单克隆抗体利用了动物细胞融合和动物细胞培养的原理。
(2)HAT是选择培养基，该培养基是为了将杂交瘤细胞筛选出来。
(3)从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，使得到的抗体纯度更高。(4)参与单克隆抗体的合成、加工和分泌过程的细胞结构依次是核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。
答案　(1)动物细胞培养　(2)筛选杂交瘤细胞　种类和数量(浓度)　(3)使每个孔内不 多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)　(4)核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜
▲(2014•江苏徐州学情分析)已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答下面的问题。

(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成________，再分化形成幼苗，该过程依据的原理是________________。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在________的条件下培养。
(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是________。植物体C的基因型有________________________________________________________________________。
(4)图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是________。
(5)在图中Ⅳ过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是____________________________________________________________________。
解析　(1)Ⅰ中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。(3)Ⅱ中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物体C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A后，以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym、ym。这样融合细胞A可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A全能性的体现，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物体C的基因型是YYmm、yymm、Yymm。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5)Ⅳ是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物体D是由细胞B经组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物体D的基因型。故植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质。
答案　(1)愈伤组织　植物细胞的全能性　(2)无菌
(3)有丝分裂　YYmm、Yymm、yymm　(4)纤维素酶(纤维素酶和果胶酶)　
(5)具有两个亲本的遗传物质
10．(12分)(2010•山东理综)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
卵母细胞??→采集良种母牛精子??→采集良种公牛?→受精卵??→培养早期胚胎??→A普通母牛子宫??→分娩试管牛
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________；获得转基因母牛后，如果________即说明目的基因已经表达。
解析　本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH稳定。(3)把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。
答案　(1)使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)　获能　(2)CO2　培养液(基)的pH　(3)胚胎移植　提高优良母畜的繁殖率　(4)显微注射法　牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
▲(10分)江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式(如图所示)。请据图回答下列问题。

(1)牛棚内产生的________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的________可扩散进入牛棚。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行________，腐熟的产物肥效提高，这是因为___________________________________________________________。
这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是___________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、________和________。
(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了________。
解析　(1)植物通过光合作用消耗二氧化碳产生氧气，动物则是消耗氧气产生二氧化碳，彼此有利。(2)通过微生物的发酵作用也可以分解有机物，产生二氧化碳和无机盐供给绿色植物。(3)这种养殖模式使冬季牛棚内温度较高，牛维持体温消耗的能量较少，自然生长速率明显提高。(5)生态农业的基本原理是物质的循环再生和能量的多级利用。
答案　(1)二氧化碳　氧气　(2)发酵　微生物将有机物分解为无机物　(3)牛棚内温度较高，因而牛维持体温消耗的能量较少　(4)太阳光能　发酵产热　(5)物质的循环利用和能量的高效利用

11．(16分)转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国，每年都从国外进口大量的转基因植物油。
(1)在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是________________。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有________，它是________的识别和结合位点。
(2)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法：________________。若受体细胞为植物体细胞，可采用________技术获得转基因植物体，该技术所依据的原理是__________________________________________________________________。
(3)若要检测(2)中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用________技术。而想要得知上述植物是否真的出油率高，应如何做？________________。
(4)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的________出发，设计预期的________结构，推测出应有的________________序列，然后找到相对应的________序列，再用转基因技术改变现有性状。我国在种植转基因油料植物的同时仍保留原来非转基因油料植物等其他原有品种，这是依据生态工程中的________原理。
解析　本题以新闻材料为背景综合考查了基因工程、蛋白质工程、生态工程等知识点，知识简单，注意识记。
答案　(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶　启动子　RNA聚合酶　(2)农杆菌转化(基因枪或花粉管通道)法　植物组织培养　植物细胞的全能性　(3)DNA分子杂交　将该植物制出的植物油与同等质量的非转基因植物制出的植物油称重比较　(4)蛋白质功能　蛋白质　氨基酸　脱氧核苷酸　生物多样性
12．(12分)英国纽卡斯尔大学约翰•伯恩教授领导的研究小
组宣布，他们已从人的皮肤细胞中提取出细胞核，然
后将其植入几乎被完全剔除了遗传信息的牛卵细胞
中，从而培育出半人半兽混合胚胎(如图所示)。该胚胎
在3 d时已含有三十二个细胞，研究人员希望它能继续
生长到六天，再从胚胎中取出干细胞供研究使用，这将有助于了解包括中风、糖尿
病等多种疾病的肇因，进而研发治疗方法。英国两个研究组织还表示：一旦干细胞
培育成功，他们会在14 d内将胚胎销毁，不会制造混合动物。
(1)题中所述研究涉及的生物工程技术有________、________。
(2)有人担心此项研究会培育出“牛头人身”式的怪物，而有人认为不可能，你的观点是________，理由是_____________________________________________________。
(3)与完全用人细胞来进行体细胞核移植培育干细胞相比，此项研究突出的意义是________________________________________________________________________。
(4)混合胚胎的基因组成有99%以上都是人类的，只有不到1%是牛的，这1%的牛基因位于________。
解析　把人皮肤细胞中的细胞核导入去核的牛卵细胞后进行动物细胞培养，得到半人半兽混合胚胎的过程需要核移植技术和胚胎的早期培养技术。此项技术不可能培育出“牛头人身”式的怪物，因为生物的多数性状是受细胞核中染色体上的基因控制的。但是由于细胞质中线粒体上也有DNA，能够控制生物的部分性状，因此也可能会使后代表现出某些牛的性状。此项研究可有效缓解研究用人类卵细胞供应不足的难题。
答案　(1)核移植技术　胚胎的早期培养技术　(2)不可能　生物的多数性状是受细胞核中染色体上的基因控制的(或答：可能　细胞质中线粒体上也有DNA，其上的基因也能够控制生物的性状)　(3)可有效缓解研究用人类卵细胞供应不足的难题　(4)卵细胞细胞质中的线粒体

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