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2019-2020年高考生物真題匯編 專題17 現(xiàn)代生物科技專題（含解析） 考點1 基因工程 （xx重慶卷，6，6分）6.下列有關(guān)人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是 A.表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得 B.表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原（起）點 C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來 D.啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用 【答案】C 【解析】由于胰島素基因只在胰島B細胞中表達，因此在肝細胞中無胰島素基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，A項錯誤；胰島素基因的轉(zhuǎn)錄啟動于啟動子，而不是復制原點，B項錯誤；抗生素抗性基因可作為標記基因在含有抗生素的培養(yǎng)基中將受體細胞篩選出來，C項正確；終止密碼子位于信使RNA，不位于DNA上，啟動子和終止子均在胰島素基因轉(zhuǎn)錄中起作用； （xx新課標卷Ⅱ，40，15分）40.【生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題】(15分) 已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問題： ⑴從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的 進行改造。 ⑵以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾 基因或合成 基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括 的復制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即： 。 ⑶蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過 和 ，進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物 進行鑒定。 【答案】（1）氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）（1分，其他答案合理也給分） （2）P P1 （每空2分，共4分） DNA和RNA（或遺傳物質(zhì)）（2分） DNA→RNA、 RNA→DNA RNA→蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）（3分） （3）設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 推測氨基酸序列（每空2分，共4分） 功能（1分） 【解析】本題考查蛋白質(zhì)工程相關(guān)知識，難度較小。 （1） 對蛋白質(zhì)的 氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）進行改造，可達到改變蛋白質(zhì)的功能的目的。 （2）以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因，可以對P基因進行修飾改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法則的全部內(nèi)容包括 DNA的復制、 DNA→ RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）。 （3）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列，推測相應(yīng)的核苷酸序列，并獲取基因。經(jīng)表達的蛋白質(zhì)，要對其進行生物功能鑒定。 （xx新課標卷Ⅰ，40，15分）40.[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題] HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問題： （1）用基因工程方法制備HIV的某蛋白（目的蛋白）時，可先提取HIV中的 ，以其作為模板，在 的作用下合成 。獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達載體，隨后導入受體細胞。 （2）從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是 。該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是 。 （3）已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分 細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 （4）人的免疫系統(tǒng)有 癌細胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。 【答案】（1）RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 cDNA（或DNA） （2）抗體 抗原抗體特異性結(jié)合 （3）T（或T淋巴） （4）監(jiān)控和清除 【解析】（1）HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，它的遺傳物質(zhì)是RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下可以逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，用于構(gòu)建基因表達載體，從而制備HIV的某蛋白。 （2）HIV的某蛋白作為抗原進入機體后，能刺激人體產(chǎn)生針對該抗原的一種特殊的分泌蛋白——抗體；可用該抗體進行抗原—抗體進行雜交來檢測血清中是否含有HIV。 （3）HIV病毒營寄生生活，寄生在T淋巴細胞內(nèi)，T細胞參與體液免疫和細胞免疫，因此少了T細胞，特異性免疫幾乎全部喪失，降低了機體的免疫功能。 （4）人體的免疫系統(tǒng)具有防衛(wèi)、監(jiān)控和清除的功能，可及時清除體內(nèi)產(chǎn)生的癌細胞，艾滋病患者的整個免疫功能缺陷，機體會發(fā)生一系列頑固性機會感染和腫瘤的發(fā)生。 （xx安徽卷，31Ⅱ，9分） Ⅱ（9分）科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如圖。 （1） 由過程①獲得的A為_____________________。 （2） 在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的核，目的是_______________________。受體應(yīng)選用___________期卵母細胞。 （3） 進行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生______________，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 （4）采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆，理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因為__________________________________________________。 31Ⅱ、[答案] （1）含目的基因的表達載體。 （2）保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞 MⅡ （3）免疫排斥反應(yīng) （4）整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng) [解析]（1）根據(jù)題意可知，要將人凝血因子IX基因?qū)刖d羊胎兒成纖維細胞，必須構(gòu)建基因表達載體，所以由過程①獲得的A為基因表達載體。 （2）為保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞，在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的核。受體應(yīng)選用減數(shù)第二次分裂中（MⅡ中）期卵母細胞。 （3）進行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 （4）采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆，理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因為整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng)。 考點2 細胞工程 (xx福建卷，33，10分)33.【生物-現(xiàn)代生物科技專題】（10分） GDNF是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子。對損傷的神經(jīng)細胞具有營養(yǎng)和保護作用。研究人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達載體（如圖1所示），并導入到大鼠神經(jīng)干細胞中，用于干細胞基因治療的研究。請回答： （1）在分離和培養(yǎng)大鼠神經(jīng)干細胞的過程中，使用胰蛋白酶的目的是 。 （2）構(gòu)建含GDNF基因的表達載體時，需選擇圖1中的 限制酶進行酶切。 （3）經(jīng)酶切后的載體和GDNF基因進行連接，連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有三種：單個載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接（如圖1所示）。為鑒定這3種連接方式，選擇HpaI酶和BamHI酶對篩選的載體進行雙酶切，并對酶切后的DNA片段進行電泳分析，結(jié)果如圖2所示。圖中第 泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。 （4）將正向連接的表達載體導入神經(jīng)干細胞后，為了檢測GDNF基因是否成功表達，可用相應(yīng)的 與提取的蛋白質(zhì)雜交。當培養(yǎng)的神經(jīng)干細胞達到一定的密度時，需進行 培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細胞，用于神經(jīng)干細胞移植治療實驗。 [答案] （1）使細胞分散開 （2）XhoⅠ （3）② （4）抗體 傳代 [命題立意]本題考查動物細胞培養(yǎng)和基因工程的相關(guān)知識，考查學生推理能力，運用所學知識分析問題和解決問題的能力。難度適中。 [解析]（1）動物細胞培養(yǎng)時，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶作用，使細胞分散開。 （2） 質(zhì)粒上有XhoⅠ識別位點，而且在啟動子之后，所以選用XhoⅠ限制酶進行酶切。 （3） 泳道①僅有一種條帶，屬于載體自連；泳道②有兩種條帶，且長度分別與質(zhì)粒和GDNF基因長度相同，為正向連接；泳道③有兩種條帶，長度與BamHⅠ酶切后結(jié)果相同，為反向連接。 （4） 檢測基因是否表達采用抗原抗體雜交法。培養(yǎng)動物細胞采用動物細胞培養(yǎng)法，當細胞密度達到一定程度，需要進行分瓶，進行傳代培養(yǎng)。 考點3 胚胎工程和生態(tài)工程 （xx重慶卷，8，20分）8.（20分）某課題組為解決本地奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進了具高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛。 （1）擬進行如下雜交： ♂A（具高產(chǎn)奶基因的純種）♀B（具適宜本地生長基因的純種）→C 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常 。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并不提高，說明高產(chǎn)奶是 性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是 ，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是 （假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上）。 （2）用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。 精子要具有受精能力，需對其進行 處理；卵子的成熟在過程 中完成。在過程4的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是 。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程5前應(yīng)鑒定胚胎的 。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程 的基因重組有關(guān)。 （3）為了提高已有胚胎的利用率，可采取 技術(shù)。 【答案】（1）生長發(fā)育或胚胎發(fā)育 隱性 ♂A♀C 1/8 （2）獲能或增強活力 ③ 供能 性別、高產(chǎn)奶和適宜生長的基因 ② （3）胚胎分割 【解析】（1）由于胚胎能在母體內(nèi)進行正常的胚胎發(fā)育，所以可選擇適宜當?shù)厣L的純種牛做母本。用純種高產(chǎn)奶牛與適宜當?shù)厣L的純種牛雜交，獲得了C牛，表現(xiàn)為適宜當?shù)厣L，但產(chǎn)奶量并沒提高，這說明不適宜當?shù)厣L是隱性性狀，適宜當?shù)厣L是顯性性狀，高產(chǎn)奶是隱性性狀，低產(chǎn)奶是顯性性狀。由于控制奶牛的產(chǎn)奶量的基因和對本地的適應(yīng)性的基因分別位于不同的染色體上，說明他們在遺傳時遵循基因的自由組合定律，若控制奶牛的產(chǎn)奶量的等位基因為A和a，對本地的適應(yīng)性的的等位基因為B和b，可推知雄牛A的基因型為aabb，雌牛B為AABB，C為AaBb，可見要獲得產(chǎn)奶量高且適宜當?shù)厣L的母牛（aaB ），最佳的實驗組合為♂A♀C，此時后代出現(xiàn)所需牛（aaBb）的概率為1/41/2=1/8。 （2）精子需獲能后才具備受精的能力；由于排卵時排出的卵子只發(fā)育到減數(shù)MⅡ，而減數(shù)第二次分裂形成卵細胞是在受精過程中完成的，即卵子的成熟是在體外受精過程中完成；在胚胎培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中的葡萄糖能為胚胎發(fā)育過程提供能量；為了篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，在胚胎移植之前需對胚胎的性別、高產(chǎn)奶和適宜生長的基因進行鑒定；母牛在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因重組，產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀基因的卵細胞，子代母牛的優(yōu)良性狀與此有關(guān)。 （3）通過胚胎分割技術(shù)可產(chǎn)生遺傳性狀相同的多個胚胎，從而提高胚胎的利用率。