【二轮复习课件】高考生物冲刺提分训练及解析：第16讲 现代生物科技专题(共37张PPT)

(共37张PPT)
第16讲 现代生物科技专题
高考生物冲刺提分训练及解析
1.[2021湖北黄石5月模拟] 研究发现， 亚型禽流感病毒能突破种间屏障感染人类。科研人员针对人流感病毒 以及禽流感病毒 进行了相关研究。回答下列问题：
（1） 科研人员要通过PCR扩增两种病毒的DNA前，首先要通过两种病毒的RNA得到两种病毒的DNA，这一步骤所需的关键酶是___________。PCR技术扩增DNA的过程中，复性是指____________________________________________________________________。PCR中需要添加引物的原因是_________________________________________________________________。
逆转录酶
当温度下降到 左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的 端开始延伸DNA
[解析] 由RNA合成DNA需要逆转录酶。PCR技术扩增DNA的过程包括高温变性、低温复性和中温延伸三步，其中复性是指温度下降到 左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合形成氢键的过程。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的 端开始延伸DNA，因此PCR过程中需要添加引物才能完成复制过程。
（2） 研究人员利用p质粒构建 共表达的重组质粒（如图），设计思路是：先将 基因整合到p质粒（仅含有 Ⅰ和 Ⅰ酶切位点）上，再将 基因插入，获得重组质粒。为达到实验目的，需要在目的基因两端引入酶切位点，在 基因两端需要引入哪些酶切位点？__________________________。
Ⅰ、 Ⅰ、 Ⅰ
[解析] 分析图解可知，步骤中先将 基因整合到p质粒上，该质粒上仅含有 Ⅰ和 Ⅰ酶切位点，即用 Ⅰ和 Ⅰ两种酶切割目的基因构建重组质粒；而将 基因插入获得重组质粒，需要 基因右端含有 Ⅰ酶切位点，因此需要在 基因两端引入 Ⅰ、 Ⅰ、 Ⅰ酶切位点。
（3） 重组质粒 中的启动子是___________酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。除图中所示的组成外，重组质粒 中还应有
___________________等（至少答两个）。
RNA聚合
终止子、标记基因
[解析] 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，重组质粒由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成。
（4） 研究人员将重组质粒 直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达出抗原蛋白，不断进行体液免疫和细胞免疫，达到预防的目的。上述研究表明，通过将_______________________________，可以实现一种基因疫苗预防多种疾病的目标。
多个抗原基因插入同一个质粒中
[解析] 将重组质粒 直接导入人或动物体内，经过基因表达能够合成抗原蛋白，用于体液免疫和细胞免疫，达到预防的目的。显然该过程通过将多个抗原基因插入同一个质粒中，实现了一种基因疫苗对多种疾病的预防。
2.[2021陕西榆林四模] 马铃薯是重要的粮食作物，病毒感染对马铃薯块茎产量的影响很大。下图为转基因抗病毒马铃薯培育过程示意图。回答下列问题：
（1） 利用PCR技术扩增目的基因时，温度呈现周期性变化，其中加热到 与DNA复制时_______酶所起的作用相同。由于子链的延伸方向为 ，因此应选将图中的引物________（填字母）与模板DNA结合；该过程所需要的酶与马铃薯细胞内功能相同的酶相比，其最突出的特点是_________。
解旋
B、C
耐高温
[解析] PCR技术扩增目的基因时加热到 与DNA复制时解旋酶所起的作用相同。子链的延伸是在DNA聚合酶的作用下，将单个的脱氧核苷酸依次连接在引物的末端，且方向为 ，因此应选择题图中的引物B、C与模板DNA结合；该过程所需要的DNA聚合酶是耐高温的DNA聚合酶。
（2） 在重组质粒中，目的基因的首端和尾端所含的_________________是目的基因准确表达所必需的。
启动子、终止子
[解析] 在重组质粒中，应包括启动子和终止子，且分别处于目的基因的首端和尾端，从而保证目的基因在受体细胞中准确表达。
（3） 重组细胞经过脱分化、再分化等过程，发育成抗病毒植株，说明重组细胞具有_________；图中的X表示___________。
全能性
愈伤组织
[解析] 重组细胞经过脱分化、再分化等过程，发育成抗病毒植株，说明重组细胞具有全能性；题图中的X为重组细胞经过脱分化过程形成的愈伤组织。
（4） 马铃薯脱毒苗不会或极少感染病毒，有利于增产。借助组织培养技术获得脱毒苗时，常切取马铃薯茎尖等分生组织进行离体培养，原因是_________________________________________。
分生组织的细胞中病毒极少，甚至不含病毒
[解析] 由于分生组织的细胞中病毒极少，甚至不含病毒，因此在进行植物组织培养时，常切取马铃薯茎尖等分生组织进行离体培养，从而获得无毒苗。
3.[2021云南师大附中高考适应性月考] 如图表示利用生物工程技术获得人们所需要的新品种或新产品的过程：回答下列问题：
（1） ①过程表示_____________________。限制性核酸内切酶 Ⅰ、 Ⅰ的识别序列和酶切位点分别为 、 ，若要以图中质粒上的抗性基因作为标记基因，则①过程应选用的限制酶是___________。筛选时，含目的基因的大肠杆菌将不能在含抗生素_____的培养基上生长。
Ⅰ
A
[解析] 据图可知，①过程表示基因表达载体的构建。限制酶 Ⅰ、 Ⅰ的识别序列和酶切位点分别为 、 ，若要以图中质粒上的抗性基因作为标记基因，且启动子应在目的基因的上游，故①过程应选用的限制酶是 Ⅰ。在 Ⅰ酶的作用下，抗生素 基因被破坏，故筛选时，含目的基因的大肠杆菌将不能在含抗生素 的培养基上生长。
基因表达载体的构建
（2） 图中进行②过程时，用 处理大肠杆菌，使其成为_________细胞。③过程获得的“人胰岛素”不具有正常的生物活性，从细胞结构的角度分析其原因可能是_____________________________________________________________________________________________________。
感受态
具有正常生物活性的人胰岛素需要内质网和高尔基体进行加工，而大肠杆菌没有内质网和高尔基体（合理即可）
[解析] 将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。图中进行②过程时，用 处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。由于具有正常生物活性的人胰岛素需要内质网和高尔基体进行加工，而大肠杆菌（原核细胞）没有内质网和高尔基体，故③过程获得的“人胰岛素”不具有正常的生物活性。
（3） ④过程常用农杆菌转化法，其原理是：农杆菌中的__________________________________________________________________________。根据农杆菌的这种特点，如果将____________________________________，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以维持稳定和表达。⑤过程获得的抗虫棉还需通过___________实验进行个体生物学水平的鉴定。
质粒上的 可转移至受体细胞，并且能整合到受体细胞染色体的DNA上
目的基因插入到 质粒的 上
抗虫接种
[解析] 由于农杆菌中的 质粒上的 可转移至受体细胞，并且能整合到受体细胞染色体的DNA上，故将目的基因导入植物细胞的方法常用农杆菌转化法。目的基因（抗虫基因）是否表达，可通过抗虫接种实验对⑤过程获得的抗虫棉进行个体生物学水平的鉴定。
4.[2021辽宁丹东二模] 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。回答下列问题：
（1） 培养时，通常选择新生营养芽作为外植体，其主要原因是_________________________________________________；①和②分别表示_________和_________过程。
新生营养芽细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织
脱分化
再分化
[解析] 新生营养芽细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织，故适合作为外植体；①为脱分化，②为再分化。
（2） 微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术不受季节气候等环境因素的限制，繁殖速度_____，且能_________________________。
快
保持植物原有的遗传特性
[解析] 微型繁殖繁殖速度快，且能保持植物原有的遗传特性。
（3） 多倍体的植物细胞产生的辣椒素的量常高于二倍体。为了获得更多的辣椒素，科研人员常利用___________（试剂）处理二倍体愈伤组织细胞，使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的染色体数目，通常需制作装片，进行显微镜观察，此过程中需要对染色体染色，常用的染色剂是_____________________________。
秋水仙素
龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）
[解析] 秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，故可以用于处理二倍体愈伤组织细胞，引起细胞中染色体数目的加倍。常用龙胆紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色，染色体可以被染成深色。
（4） 辣椒在幼苗期易受真菌感染，对农作物的产量造成很大影响。因此科学家将含几丁质酶基因的重组质粒导入到辣椒细胞中，再利用植物组织培养技术最终培育出抗真菌的辣椒幼苗。此过程中，基因表达载体的构建需要用___________________酶，将基因表达载体导入辣椒细胞中最常用的方法是_______________。
限制酶和DNA连接
农杆菌转化法
[解析] 构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶的参与，常用农杆菌转化法将基因表达载体导入辣椒细胞中。
5.[2021百师联盟高三冲刺卷五] 北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失。它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性；在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。结合相关知识回答下列问题：
（1） 为了快速繁殖北方白犀牛，可采用___________（技术手段）。具体的步骤是：首先对这两头雌性北方白犀牛注射促性腺激素进行___________处理，以获得更多的卵母细胞。第二步：获得的卵母细胞培养到一定时期后与经过_____的北方白犀牛的精子在体外的受精液中完成受精，形成受精卵。
超数排卵
获能
[解析] 为快速繁殖动物，可以采用体外受精技术。对两头雌性北方白犀牛注射促性腺激素进行超数排卵处理；获得的卵母细胞培养到一定时期后，与经过获能处理的北方白犀牛的精子在体外的受精液中完成受精，形成受精卵。
体外受精
（2） 将受精卵培养在营养全面、温度适宜、 和渗透压正常的培养液中，培养过程中需要_____________的环境和气体环境；受精卵一般培养到_______________阶段，然后移植到___________________相同的雌性动物体内生产后代，这样繁殖的牛就是试管牛。
无菌、无毒
桑椹胚或囊胚
同种的、生理状态
[解析] 培养动物细胞需要无菌、无毒的环境和气体环境，把受精卵一般培育到桑椹胚或囊胚，然后移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内生产后代，这样繁殖的牛就是试管牛。
（3） 若北方白犀牛的精子没有保存，为了繁衍北方白犀牛可采用_______________技术手段，具体的操作流程是：从雌性北方白犀牛体内取出体细胞在体外进行培养，再取出卵母细胞在体外培养到 Ⅱ通过显微操作去核，将供体细胞注入去核的卵母细胞，通过_________法使两细胞融合，让细胞核进入卵母细胞，形成重构胚，该胚具有发育成___________的能力，再将该胚通过胚胎移植技术培养出的牛叫克隆牛。
体细胞核移植
电刺激
完整胚胎
[解析] 若北方白犀牛的精子没有保存，为了繁衍北方白犀牛可采用体细胞核移植技术，通过电刺激使两细胞融合，让细胞核进入卵母细胞，形成重构胚，该胚具有发育成完整胚胎的能力。
（4） 试管牛和克隆牛的最本质的区别是_________________________________________________。
试管牛的培育为有性生殖，克隆牛的培育为无性生殖
[解析] 试管牛的培育采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，属于有性生殖，而克隆牛的培养采用了核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，属于无性生殖。
6.[2021贵州毕节第二次诊断] 请回答下列有关生物技术的安全性和伦理问题：
（1） 一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在___________，同时花粉的传播距离和___________有限，转基因农作物很难与其他植物杂交，因而不太可能对生物多样性造成威胁。
生殖隔离
存活时间
[解析] 一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在生殖隔离，同时花粉的传播距离和存活时间有限，转基因农作物很难与其他植物杂交，因而也不太可能对生物多样性造成威胁。
（2） 在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德。例如，把重组DNA的转移限制在遗传上具有___________的生物上；对外源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或过敏的_________。
特定缺陷
蛋白质
[解析] 在转基因生物或产品研究过程中，为保证转基因生物的安全，要把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上；对外源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或过敏的蛋白质等等。
（3） 一些持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子。但是支持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、___________和_____________等方法得到解决。
基因诊断
染色体检查
[解析] 支持克隆人的科学家认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决。
（4） 对于克隆技术，中国政府的态度是_________________，但不反对_____________。
禁止生殖性克隆
治疗性克隆
[解析] 中国政府对于克隆技术的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。
7.[2021河南洛阳第二次统考] 党的十九大报告中，首次提出“美丽中国”的生态文明建设新思想。生态工程的发展和应用，将在美丽中国的建设中大有作为。以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领，“无废城市”建设的任务之一就是污水处理。请回答下列有关问题：
（1） 生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，充分发挥_________________，防止___________，达到经济效益和生态效益的同步发展。
资源的生产潜力
环境污染
[解析] 生态工程应遵循的原理主要有物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、系统整体性原理、协调与平衡原理。生态工程建设最终的目的是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，实现经济效益和生态效益同步发展。
（2） 居民生活污水的大量排放，导致部分淡水水系因蓝藻和绿藻等大量繁殖而出现让人讨厌的_______现象。这说明当外界干扰的强度超过了生态系统的
_______________时，生态系统的_______________降低，生态平衡会遭到破坏。
水华
自我调节能力
抵抗力稳定性
[解析] 居民生活污水的大量排放，污水经过分解者的作用之后使水体中 、 元素增多，导致部分淡水水系因蓝藻和绿藻等大量繁殖而出现让人讨厌的水华现象。这说明外界干扰的强度超过了生态系统的自我调节能力，使生态系统的抵抗力稳定性降低，生态平衡可能会被打破。
（3） 生活污水和工业废水的处理绝大多数采用微生物处理技术，这些微生物在生态系统中属于_________。此外在水体中，还会种植一些浮萍、荷等浮水和挺水植物。一方面，浮萍、荷可以与蓝藻等_________________，抑制藻类的大量繁殖；另一方面浮萍、荷可以吸收微生物降解产生的无机营养和污水中重金属离子。这种污水处理技术遵循了___________________________等生态工程原理。
分解者
竞争阳光等资源
物质循环再生、协调与平衡
[解析] 污水处理过程中有多种微生物参与，这些微生物在生态系统中属于分解者，能分解有机物为无机物，可供给植物吸收利用。此外在水体中，还会种植一些浮萍、荷等浮水和挺水植物。一方面，浮萍、荷可以与蓝藻等竞争阳光等资源，并且这些植物在竞争中占有优势，从而能抑制藻类的大量繁殖；另一方面浮萍、荷可以吸收并利用微生物降解产生的无机营养和污水中重金属离子，从而达到了净化污水的目的。污水处理工程的设计遵循了物质循环再生、协调与平衡等生态工程原理，同时也能提高经济和生态效益。
8.凝集素基因控制合成的某种蛋白质能与蚜虫肠道黏膜上的受体结合，从而抑制蚜虫吸收营养物质。通过基因工程将腊梅凝集素基因转入烟草，可增强其抗蚜虫的能力。请回答下列问题：
（1） 在逆转录酶的作用下，以腊梅凝集素基因转录的_________作为模板，按照_______________原则获得 片段，以获取目的基因。
mRNA
碱基互补配对
[解析] 在逆转录酶的作用下，能以腊梅凝集素基因转录的mRNA作为模板，按照碱基互补配对原则获得 片段，以获取目的基因。
（2） 将目的基因导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法。农杆菌的 质粒上的 具有_____________________________________________________的特点。筛选出成功导入目的基因的烟草细胞，再通过_______________技术获得转基因烟草植株。
可转移至受体细胞并且能整合到植物细胞中染色体的DNA上
植物组织培养
[解析] 农杆菌的 质粒上的 具有可转移至受体细胞并且能整合到植物细胞中染色体的DNA上的特点。筛选成功导入目的基因的烟草细胞，再通过植物组织培养才能获得转基因烟草植株。
（3） 将转基因烟草幼苗与非转基因烟草幼苗隔区种植，并接种等量的蚜虫，一定时间后用_______法统计蚜虫的种群密度，若转基因烟草幼苗区内的蚜虫密度_______（填“低于”或“高于”）非转基因烟草幼苗区，则说明转基因烟草具有抗蚜虫能力。
样方
低于
[解析] 将转基因烟草幼苗与非转基因烟草幼苗隔区种植，并接种等量的蚜虫，由于蚜虫的活动能力弱，活动范围小，一定时间后用样方法统计蚜虫的种群密度。若转基因烟草幼苗区内的蚜虫密度低于非转基因烟草幼苗区，则说明转基因烟草具有抗蚜虫能力。
（4） 上述方法获得的转基因烟草，抗虫基因可能会随_______（填“花粉”或“卵细胞”）扩散传播，产生基因污染，故可以通过基因枪法将_______________________导入烟草细胞叶绿体以实现转化，提高转基因烟草的安全性。
花粉
（抗虫）基因表达载体
[解析] 由于该植物存在有性生殖，因此上述方法获得的转基因烟草，抗虫基因可能会随花粉扩散传播，产生基因污染，故可以通过基因枪法将抗虫基因表达载体导入烟草细胞叶绿体以实现转化，提高转基因烟草的安全性。