2019创新设计高考生物一轮复习教师用书：模块检测卷（四）

（时间：60分钟　满分：100分）1.（12分）研究人员利用小鼠（2N＝40）的单倍体ES细胞（只含一个染色体组），成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示：注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶，箭头指向的位置为限制酶的切割位置；Ampr是氨苄青霉素抗性基因，Neor是G418抗性基因。（1）重组质粒上的抗生素抗性基因可作为_________________________，其作用是有利于筛选出含有目的基因的细胞。氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neor的小鼠细胞，结合上图推测，过程①选用的两种限制酶是　　　　（选填图中的编号），图中③处的培养液应添加　　　　（填“氨苄青霉素”或“G418”）。（2）若图中过程①选用的两种限制酶识别序列和切割位置分别是，则经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是　　　　，此时，图中过程②应选用　　　　（填“E·coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”）。（3）据图分析，细胞乙内除线粒体DNA外，还有　　　　个DNA分子；细胞乙发育成桑椹胚的过程中细胞分裂方式是　　　　，将细胞乙培养成桑椹胚的技术称为　　　　技术。2.（12分）下图是转基因猕猴培养过程示意图，请据图回答：（1）获取绿色荧光蛋白基因的方法包括　　　　、利用PCR技术扩增和用化学方法直接人工合成等。基因工程的核心步骤是　　　　（用图中数字表示），②过程常用的方法是_______________________________________。（2）利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知的目的基因核苷酸序列，根据这一序列设计并合成___________________________________________。（3）图中过程⑦称为　　　　，所用的早期胚胎通常是发育至　　　　期的胚胎，受体雌猴对移入子宫的外来胚胎不会发生　　　　反应，这为胚胎在受体雌猴体内的存活提供了可能。3.（12分）甘蓝自花传粉后，花粉在雌蕊柱头上的萌发受阻会导致自交不亲和，这与甘蓝柱头细胞中MLPK基因的表达有关。科研人员将反义MLPK基因表达载体导入甘蓝细胞，转录出的反义mRNA与甘蓝细胞中的MLPK基因转录出的mRNA互补，阻止mRNA的翻译，可增加甘蓝自交结籽数量。相关操作过程如图所示，回答下列问题：（1）图中①表示　　　　；PCR过程需要　　　　酶。（2）在构建基因表达载体时，应将反义MLPK基因与　　　　细胞中特异表达的启动子等调控组件重组在一起。（3）科研人员依据重组载体的结构特点，用添加　　　　的培养基筛选出导入载体的甘蓝细胞。组织培养时，诱导细胞脱分化形成　　　　，通过提高培养基中　　　　（填“生长素”或“细胞分裂素”）的含量诱导再分化和芽原基的形成，最终获得甘蓝植株。（4）要在个体生物学水平上鉴定反义MLPK基因是否发挥作用，方法是__________________________________。4.（12分）运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研究发现：用人体细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂过程中仅保留小鼠的染色体而人的染色体逐渐丢失，最后只剩一条或几条染色体。如图是人的缺乏HGPRT酶的突变细胞株（HGPRT－）和小鼠的缺乏TK酶的细胞株（TK－）融合后在HAT培养液中培养的过程，结果表明，最终人的染色体在融合细胞中仅存有3号染色体或17号染色体或两者都有。已知只有同时具有HGPRT酶和TK酶的融合细胞才可在HAT培养液中长期存活与繁殖。请回答下列相关问题：（1）体细胞杂交克服了　　　　的障碍，过程①常用的生物方法是　　　　。（2）过程②中，为了防止细菌的污染，所用培养液应该添加一定量的　　　　，此外，还要定期用　　　　处理细胞，使贴壁生长的细胞脱落，形成细胞悬液。（3）从培养过程看，HAT培养液不仅能提供养料，还起　　　　作用。（4）从图示结果看，可以确定人的　　　　基因位于　　　　号染色体上。5.（12分）利用细胞工程技术制备抗人绒毛膜促性腺激素（HCG）单克隆抗体，其主要流程如下：→→→回答下列问题：（1）制备抗HCG单克隆抗体过程中，用到的动物细胞工程技术有　　　　和　　　　。（2）细胞DNA合成有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。在HAT培养基中加入了氨基嘌呤，杂交瘤细胞能连续增殖，未融合细胞以及同种融合细胞因不能增殖而死亡。由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在　　　　（填“D”“S”或“D和S”）途径。（3）步骤③需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测，该过程一般在多孔细胞培养板上进行。先将细胞悬液稀释到7～10个细胞/mL，再在每个培养孔中滴人0.1 mL细胞稀释液，其目的是______________________________。（4）用抗HCG单克隆抗体作出诊断试剂，能在妊娠初期即可作出诊断，主要是因为该抗体具有________________________________________的优点。6.（12分）下图是科学家利用现代生物科技生产某种蛋白质的示意图，请据图回答下列问题：（1）过程①②③④中难度最大的是　　　　（填数字序号）。基因表达载体被RNA聚合酶识别的部位称为　　　　。（2）过程⑦可从已屠宰母畜的　　　　中采集卵母细胞，还需要在体外培养至　　　　才能与获能的精子受精，精子获能的方法是　　　　和　　　　。过程⑨应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和　　　　。（3）图中用到了多种现代生物技术，请列举出两种技术：_________________________________________________。7.（14分）基因工程和胚胎工程都属于现代生命科学技术。它运用生命科学理论和工程技术手段，为人类生产提供所需的物质和产品。例如：材料一：从某细菌中获取抗虫基因与质粒运载体拼接成重组DNA，导入棉花的愈伤组织细胞内，经培养、筛选和培育获得抗虫棉品种。材料二：取转基因高产玉米幼叶组织细胞进行组织培养，先形成愈伤组织，再逐渐诱导成试管苗，移栽并在常规条件下长成植株。材料三：印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育。（1）材料一中获取目的基因的方法之一为PCR技术，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。 图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为　　　　。（2）设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。①第1组： ____________________________________； ②第2组： ___________________________________。（3）材料二中，植物组织培养成功的关键是____________________________。在愈伤组织的诱导阶段往往需要　　　　（光照条件）。（4）材料三中，步骤甲是_________________________________，所用的培养液为　　　　。8.（14分）下图是棉花种植中的重要举措。请根据所提供的相关资料，分析回答有关问题：资料1：赤眼蜂是棉铃虫的主要天敌。棉田放养赤眼蜂能将棉铃虫的数量控制在较低的水平。资料2：科学家通过基因工程，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功地实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示：（1）利用赤眼蜂防治棉铃虫属于　　　　（填“化学”“生物”或“机械”）防治，这是利用了二者之间具有（群落的种间关系）　　　　关系。这种治虫方法的突出优点是　　　　，有利于提高农田生态系统的稳定性。（2）基因操作的核心步骤是　　　　，图中将目的基因导入受体细胞的方法是　　　　法。从分子水平检测目的基因是否成功导入受体细胞的方法是          　　　　技术。（3）目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是____________________________________________________，试写出Bt毒蛋白基因在棉花叶肉细胞内成功表达的过程： _____________________________（用文字和箭头连接）。模块检测卷（四）参考答案1.解析　（1）重组质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，有利于筛选出含有目的基因的细胞。过程①用Ⅰ和Ⅱ分别处理质粒和目的基因，能够使Neor基因保持完整，含有重组质粒的细胞可以在G418溶液中存活，故图中③处的培养液应添加G418。（2）前一种序列酶切后形成的黏性末端是和，后一种序列酶切后形成的是平末端。T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端。（3）乙细胞的细胞核中含有的染色体来自经减数分裂之后的卵细胞和小鼠的单倍体ES细胞，共40条染色体，即40个DNA分子。受精卵通过有丝分裂发育成桑椹胚，将受精卵培养成桑椹胚的技术为早期胚胎培养。答案　（1）标记基因　Ⅰ和Ⅱ　G418　（2）和　T4DNA连接酶　（3）40　有丝分裂　早期胚胎培养2.解析　（1）获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PCR扩增和用化学方法直接合成等。基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，向动物受精卵细胞中导入目的基因常用显微注射法。（2）PCR技术实际上就是在体外进行DNA复制，扩增目的基因时，要有一段根据已知目的基因的核苷酸序列设计并合成的引物。（3）胚胎移植时的早期胚胎通常发育至囊胚或桑椹胚时期，雌猴对移入子宫的外来胚胎一般不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体体内的存活提供了可能。答案　（1）从基因文库中获取　①　显微注射法　（2）（成对的）引物　（3）胚胎移植　囊胚（或桑椹胚）　免疫排斥3.解析　（1）反转录的产物是cDNA，PCR过程需要热稳定DNA聚合酶。（2）分析题意，甘蓝柱头细胞中MLPK基因表达导致自交不亲和，所以将反义MLPK基因与该细胞中特异表达的启动子等重组成表达载体并导入该细胞，从而转录出反义mRNA，阻止MLPK基因的表达。（3）基因表达载体上有抗除草剂基因（标记基因），在培养基中添加除草剂可筛选出导入表达载体的甘蓝细胞。脱分化的结果是形成愈伤组织。细胞分裂素含量增加促进芽的分化。（4）要从个体水平检测目的基因是否表达，应对转基因甘蓝和非转基因甘蓝自交后的结籽数量进行统计和对比。答案　（1）cDNA（或“互补DNA”）　热稳定DNA聚合（或Taq）　（2）甘蓝柱头　（3）除草剂　愈伤组织　细胞分裂素　（4）统计转基因甘蓝植株自花传粉后的结籽数量，并与非转基因甘蓝植株比较4.解析　（1）将不同种生物的体细胞进行融合，可以打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍。动物体细胞融合过程中可以用灭活的病毒作促融剂。（2）在动物细胞培养过程中，可在培养液中添加抗生素，防止细菌的污染。动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长，需用胰蛋白酶定期处理使细胞从瓶壁上脱落下来，制成细胞悬液，继续培养。（3）由题干“只有同时具有HGPRT酶和TK酶的融合细胞才可在HAT培养液中长期存活与繁殖”可知，HAT培养液是一种特殊的选择培养基。（4）由图示结果可知，只要含有人的17号染色体，细胞就能够正常存活，说明人的TK酶基因位于17号染色体上。答案　（1）远缘杂交不亲和（或生殖隔离）　用灭活的（仙台）病毒诱导融合　（2）抗生素　胰蛋白酶　（3）选择（筛选）　（4）TK酶　175.解析　（1）制备单克隆抗体过程中，用到的动物细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养。（2）免疫后的B淋巴细胞不能分裂增植，鼠骨髓瘤细胞能不断分裂增殖。在HAT培养中加入氨基嘌呤，阻断了细胞DNA合成的D途径，但DNA合成的S途径没有被阻断，结果未融合的细胞（包括骨髓瘤细胞和淋巴细胞）以及同种融合细胞（包括骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、淋巴细胞与淋巴细胞融合）因不能增殖而死亡，由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在D途径。（3）在多孔细胞培养板上对选择培养的杂交瘤细胞进行培养时，先将细胞悬液稀释到7～10个细胞/mL，再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液的目的是使每个孔内不多于一个细胞，从而实现单克隆培养。答案　（1）动物细胞融合　动物细胞培养（2）D（3）使每个孔内不多于一个细胞达到单克隆培养的目的（4）特异性强、灵敏度高6.解析　（1）因为蛋白质的功能必须依赖于正确的高级结构，而科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够，因此，目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号①所示的过程。基因表达载体上启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位。（2）从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞，还需要在体外培养至减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精，精子获能的方法有化学诱导法和培养法。过程⑨应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。（3）图中有多种现代生物技术，如蛋白质工程、基因工程、体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。答案　（1）①　启动子　（2）卵巢　减数第二次分裂中期　化学诱导法　培养法　受精卵的发育能力　（3）蛋白质工程、基因工程、体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等7.（1）15/16（2）①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效②引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效（3）避免微生物污染　避光（4）受精作用　获能溶液或受精溶液8.解析　（1）生物防治就是利用生物来防治病虫害，生物防治常用的方法有以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫等；它利用了生物物种间的相互关系，以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物，主要利用的是捕食关系或寄生关系。它的最大优点是不污染环境，是农药等非生物防治病虫害方法所不能比的。另外生物防治还有利于提高该农田生态系统的稳定性。（2）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。将目的基因导入到植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法，本题所使用的是农杆菌转化法。从分子水平检测目的基因是否成功导入受体细胞的方法是DNA分子杂交技术；从个体水平上检测的方法是接种抗虫实验。（3）Ti质粒是可转移DNA，其上的T－DNA可以整合到植物细胞的染色体DNA上，故将目的基因借助Ti质粒导入植物细胞中。目的基因插入到受体细胞的染色体DNA分子上，就可实现稳定遗传。基因表达的过程包括转录和翻译两个步骤，但需要具体问题具体作答。答案　（1）生物　捕食　不会产生环境污染（不会污染环境）（2）基因表达载体的构建　农杆菌转化　DNA分子杂交（3）目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA分子上（合理给分）Bt毒蛋白基因mRNA毒蛋白