高考生物二轮专题训练第20讲现代生物科技专题选修Ⅲ.docx

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高考生物二轮专题训练第20讲现代生物科技专题选修Ⅲ

技能训练3难题夺分技巧训练1

专题跟踪训练（二十）

一、单选题

1．（2018·北京市东城区二模）下列关于生物技术应用的叙述，正确的是（　　）

A．可利用动物体细胞核移植技术制备单克隆抗体

B．可利用植物组织培养技术突破物种间的生殖隔离

C．可利用DNA重组技术定向改造生物的遗传性状

D．可利用PCR技术对蛋白质分子进行体外扩增

[解析]　动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合等，可利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体，A错误；植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交技术，可利用植物体细胞杂交技术突破物种间的生殖隔离，B错误；基因工程的原理是基因重组，属于定向的生物变异，可利用DNA重组技术定向改造生物的遗传性状，C正确；可利用PCR技术对DNA分子进行体外扩增，原理是双链DNA分子的复制，D错误。

[答案]　C

2．（2018·安徽省芜湖市模拟）CRISPR/Cas9基因编辑技术可对基因进行定点编辑。

其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。

通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．Cas9蛋白能断裂目标DNA分子中的磷酸二酯键

B．单链向导RNA双链区中嘌呤数等于嘧啶数

C．该过程可以对基因进行定向改造

D．单链向导RNA可识别、切割DNA上的目标位点

[解析]　Cas9蛋白为核酸内切酶，能断裂目标DNA分子中的磷酸二酯键，A正确。

单链向导RNA双链区中遵循碱基互补配对原则，嘌呤数等于嘧啶数，B正确。

该过程的原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割，因此能对基因进行定向改造，C正确。

单链向导RNA可识别目标位点，而DNA由核酸内切酶Cas9负责切割，D错误。

[答案]　D

3．（2018·江苏省大联考）下列关于生物工程技术的叙述正确的是（　　）

A．DNA连接酶催化目的基因和载体的黏性末端的碱基之间形成氢键

B．用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞壁后便于脱分化形成愈伤组织

C．灭活的病毒能诱导植物原生质体融合形成杂种细胞

D．胚胎移植时不需要使用免疫抑制剂来防止子宫对外来胚胎的排斥反应

[解析]　DNA连接酶催化目的基因和载体的DNA片段间形成磷酸二酯键，A错误；用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞壁后便于诱导获得的原生质体融合，B错误；诱导植物原生质体融合的方法是物理法和化学法，灭活的病毒诱导动物细胞融合，不能诱导植物原生质体融合，C错误；受体子宫对外来胚胎不会发生免疫排斥反应，因此不需要使用免疫抑制剂，D正确。

[答案]　D

4．（2018·上海市青浦区二模）如图所示为培育农作物新品种的一种方式。

下列说法正确的是（　　）

A．②③过程分别称为细胞分裂和细胞分化

B．该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快

C．该育种过程说明已分化细胞中不表达的基因仍具有表达的潜能

D．该育种方式涉及到转基因技术、胚胎移植技术

[解析]　图中①表示基因工程技术，②③表示植物组织培养技术，其中②表示脱分化，③表示再分化，④表示在胚状体外面加入人工胚乳和人工种皮制备人工种子的过程，A错误；该育种方法为基因工程育种，其最大的优点是目的性强，B错误；该技术依据的原理主要是细胞的全能性，已分化的细胞仍然能发育成完整的个体，说明其中一部分不表达的基因又开始表达，C正确；该育种过程不涉及胚胎工程，D错误，所以选C。

[答案]　C

5．（2018·天津市和平区质量调查）基因疫苗由病毒核酸的一段无毒序列制成，由编码能引起保护性免疫反应的病原体抗原的基因片段和载体构建而成。

以下叙述错误的是（　　）

A．被导入细胞后，能与宿主染色体整合

B．接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会产生大量抗体

C．基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程

D．将疫苗基因转移到植物，可以生产可食用的疫苗

[解析]　病毒感染宿主细胞后，其基因可以高效的整合到宿主染色体中，因此可以在宿主细胞内持续稳定的表达外源基因，A正确；接种疫苗后人体产生针对该病原体的特异性免疫，若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会迅速增殖分化成浆细胞，浆细胞产生大量抗体，B错误；疫苗中的病毒基因片段能编码引起保护性免疫反应的病原体抗原，其化学本质是蛋白质，所以基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程，C正确；将疫苗基因转移到水果和西红柿等植物细胞，可生产可食用疫苗，D正确。

[答案]　B

6．（2018·湖南省G10教育联盟联考）2018年3月14日物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”。

有研究表明该病是由于突变的基因使神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动；也有最新研究结果表明，利用诱导多功能干细胞（IPS细胞）制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。

下列相关描述错误的是（　　）

A．将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换，可以起到一定的治疗作用

B．植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，也可以起到一定的治疗作用

C．诱导多功能干细胞分化成多种细胞中核遗传物质不完全相同

D．诱导多功能干细胞的分化实质是基因的选择性表达，细胞种类增多

[解析]　替换毒蛋白基因，导致神经元不能合成破坏神经元的毒蛋白，从而达到治疗的目的，A项正确；植入神经干细胞，可增殖分化形成相应的运动神经元，使受损的运动功能得到恢复，B项正确；诱导多功能干细胞分化成多种细胞属于细胞分化过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞中的遗传物质不变，故C项错误，D项正确。

[答案]　C

7．（2018·天津市河北区质量检测）下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是（　　）

A．图中过程②表示再分化的过程

B．植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合

C．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体

D．人工种子是由发育到f过程的结构包裹上人工种皮制备而成的

[解析]　据图分析可知，②表示人工诱导原生质体融合的过程，A错误；植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，B错误；由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄－马铃薯”属于异源多倍体中的异源六倍体，C错误；人工种子是用胚状体包裹上人工种皮制成的，其中图中f阶段为胚状体阶段，D正确。

[答案]　D

8．（2018·江苏省冲刺预测卷）动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，①、②、③表示其结果，下列说法正确的是（　　）

A．若a是核移植技术，①反应了动物细胞也具有全能性

B．若c是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定相同

C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物

D．若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能

[解析]　若a是体细胞核移植技术，则①反应了动物体细胞的细胞核具有全能性，A错误；胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同，但表现型不一定完全相同，因为表现型还受环境的影响，B错误；①②③中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物，而受体只要健康和具有良好的繁殖能力即可，不需要是珍稀或存量少的雌性动物，C错误；若b是体外受精技术，则②为试管动物，这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能，D正确。

[答案]　D

9．（2018·江苏省冲刺预测卷）下列关于现代生物技术的叙述正确的是（　　）

A．在植物细胞与组织培养中，花药可以作为培养的材料

B．在动物细胞培养中，用胃蛋白酶处理小鼠肝组织可获得单个肝细胞

C．体外受精技术中获得的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理

D．从大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因说明目的基因已成功表达

[解析]　花药中含有精子，也含有该物种全部的遗传物质，具有全能性，可以作为植物组织培养的材料，A项正确；在动物细胞培养中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理小鼠肝组织可将肝组织分散成单个细胞，B项错误；“精子获能”是指获得受精能力，体外受精技术中获得的精子必须置于人工配制的获能溶液中进行获能处理，C项错误；从大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因只能说明相应的目的基因已经导入受体细胞，但不能说明已经成功表达，只有在大肠杆菌细胞中检测到胰岛素才能说明目的基因完成了表达，D项错误。

[答案]　A

10．（2018·江苏省冲刺预测卷）下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，错误的是（　　）

A．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

B．转基因植物合成的蛋白质，可能成为某些人群新的过敏原

C．克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念

D．运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器

[解析]　如转基因植物的外源基因来源于自然界，存在安全性问题，A错误。

转基因植物合成的蛋白质，可能成为某些人群新的过敏原，B正确。

克隆人可冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念，C正确。

运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器，D正确。

[答案]　A

11．（2018·江苏省镇江市模拟）下列关于生物工程的叙述，正确的是（　　）

A．种植转基因植物不会因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性

B．中国政府对于克隆人的态度是不反对治疗性克隆，禁止生殖性克隆

C．三北防护林松毛虫肆虐主要是由于违背了协调与平衡的原理

D．沼气池实现了物质和能量的多级利用，提高了能量传递效率

[解析]　种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性，A错误；中国政府对于克隆人的态度是不反对治疗性克隆，禁止生殖性克隆，不接受生殖性克隆人的实验，B正确；三北防护林松毛虫肆虐主要是由于违背了物种多样性的原理，C错误；沼气池利用了物质循环再生的原理，实现了物质和能量的多级利用，没有提高生态系统营养级间的能量传递效率，D错误。

[答案]　B

12．（2018·福建省三明市测试）《四千年的农民》一书中记载了中国农民几千年来的耕作方法：

积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中。

这种做法的优点是（　　）

①改善了土壤结构　②培育了土壤微生物　③实现了土壤养分的循环利用　④改变了土壤酸碱性

A．①②B．①②③

C．①②③④D．②③

[解析]　“无废弃物农业”能改善土壤结构，①正确；种植能够固氮的豆科作物，收集一切可能的有机物质等措施能培育土壤微生物，②正确；“无废弃物农业”实现了土壤养分如氮、磷、钾的循环利用，③正确；“无废弃物农业”不会改变土壤酸碱性，④错误。

[答案]　B

二、非选择题

13．（2018·预测押题卷）已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。

现利用该病毒通过基因工程和单克隆抗体制备技术来生产预防和诊断该疾病的疫苗和抗体。

请回答下列问题：

（1）由该RNA病毒获得A基因过程中发生的碱基互补配对为________________________。

获得A基因后，可以利用________技术进行扩增，该技术要用到一种特殊的________________酶。

（2）制备A蛋白过程的核心是构建A基因表达载体，启动子和终止子也需要重新构建，以能被受体细胞的________所识别，便于其催化转录过程。

（3）将提取的A蛋白重复注射到小鼠皮下细胞，目的是获得更多的__________________，从而使获得________细胞的几率大大增加，再通过扩大培养提取单克隆抗体。

（4）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用提取的________来制备疫苗。

对该传染病疑似患者确诊时，可以用________与分离出的病毒进行特异性检测。

[解析]　解答本题需熟记并理解生产单克隆抗体的过程、基因工程的基本操作程序、基因工程的应用等相关知识并形成清晰的知识网络。

在此基础上，结合问题情境，从题意中提取有效信息进行相关问题的解答。

（1）该RNA病毒的遗传物质是RNA。

由该RNA病毒获得A基因过程中，首先通过逆转录获得相应的DNA单链，此过程发生的碱基互补配对为A—T、U—A、G—C、C—G；之后，以获得的DNA单链为模板，合成A基因（双链的DNA），此过程发生的碱基配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G。

综上分析，由该RNA病毒获得A基因过程中发生的碱基互补配对为A—T、U—A、G—C、C—G、T—A。

获得A基因后，可以利用PCR技术进行扩增，该技术要用到热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。

（2）RNA聚合酶能识别和结合启动子，催化转录过程。

（3）将提取的A蛋白（该病毒表面的主要抗原）重复注射到小鼠皮下细胞，目的是获得更多的浆细胞，从而使其与骨髓瘤细胞融合而获得杂交瘤细胞的几率大大增加，再通过扩大培养提取单克隆抗体。

（4）由题意“该病毒表面的A蛋白为主要抗原”可知：

对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用提取的A蛋白来制备疫苗。

对该传染病疑似患者确诊时，可以采用抗原—抗体杂交技术，即用抗A蛋白的单克隆抗体与分离出的病毒进行特异性检测。

[答案]　

（1）A—T，U—A，G—C，C—G，T—A　PCR　热稳定（耐高温）的DNA聚合（Taq）

（2）RNA聚合酶

（3）浆细胞（效应B细胞、经过免疫的B淋巴细胞）　杂交瘤细胞

（4）A蛋白　（抗A蛋白的）单克隆抗体

14．（2018·广东省茂名市五大联盟学校联考）科研人员利用基因工程、细胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子Ⅸ医用蛋白的二倍体转基因绵羊，简易流程如图所示。

请回答下列问题：

（1）图中①过程为基因工程的核心步骤，该步骤用到的工具有________________________。

该步骤得到的“A”中应具有一些特殊的DNA片段，其中________用于②过程。

（2）进行图中③过程前，卵母细胞要进行去核处理的原因是__________________________________。

（3）为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞，________（填“能”或“不能”）使用胃蛋白酶处理绵羊组织块，理由是_________________。

（4）图中④过程所用培养液的成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐，还需添加____________________________（答出三种即可）。

（5）在进行图中⑤过程前________（填“需要”或“不需要”）进行性别鉴定，理由是____________________________________。

[解析]　根据图中能分泌人凝血因子Ⅸ医用蛋白的二倍体转基因绵羊的培育流程分析，①为目的基因（人凝血因子Ⅸ基因）构建的基因表达载体，②为鉴定筛选含目的基因的成纤维细胞，③为含目的基因的细胞（核）与去核卵细胞形成重组细胞，④表示利用早期胚胎培养技术培养重组胚胎，⑤是通过胚胎移植技术完成对早期胚胎的移植。

据此分析各小题。

（1）图中①过程为基因表达载体的构建，涉及对载体的切割和目的基因与载体的连接，所以该步骤用到的工具有限制酶、DNA连接酶、载体。

该步骤得到的“A”即构建的基因表达载体，为了便于鉴定并筛选受体细胞（成纤维细胞）是否含有目的基因，需要在构建的重组载体中含有标记基因。

（2）为了保证③过程得到的重组细胞中含有的核遗传物质全部来自二倍体转基因绵羊，所以对移植用的卵母细胞要进行去核处理。

（3）为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞，应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶对绵羊组织块进行处理，而不能使用胃蛋白酶处理，因为胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性；如果将处理环境的pH变为2.0，则获得的成纤维细胞的生理活性又会受到严重影响。

（4）图中④过程是早期胚胎的培养过程，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸和动物血清等。

（5）根据子代个体的性别由重组细胞核内性染色体决定，由于该重组细胞的细胞核来自于雌性绵羊的体细胞，所以细胞内含有XX性染色体组成，最终发育的转基因绵羊一定是雌性，所以在进行图中⑤胚胎移植前不需要进行性别鉴定。

[答案]　

（1）限制酶、DNA连接酶、载体　标记基因

（2）保证二倍体转基因绵羊的核遗传物质全部来自含有目的基因的成纤维细胞

（3）不能　胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性

（4）维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清

（5）不需要　胎儿成纤维细胞来自雌绵羊，最终获得的转基因绵羊均为雌性

15．（2018·定州模拟）江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。

在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。

请分析该县农业生态系统结构（部分）示意图，回答问题：

（1）该农业生态系统的能量流动从桑等生产者______________开始，图中属于消费者的生物有____________。

（2）与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是________________被及时利用。

（3）该农业生态系统能提高经济效益的原因是实现了物质和能量的多级利用，提高了_______________，减少了__________________。

（4）根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出你的一条合理化建议：

__________________________________

__________________________________________________________。

（5）该生态工程的建设遵循了哪些基本原理？

_______________、____________________。

生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、多效益、__________等特点。

[解析]　

（1）生态系统的能量输入是生产者所固定的太阳能，图中的消费者有蚕、禽和畜。

（2）该农业生态系统能利用粪便等废弃物，所以能净化环境。

（3）该生态系统能提高农产品的产量，所以可以增加经济效益，实现了能量的多级利用提高了能量的利用率，减少了对化肥、农药的使用。

（4）水资源丰富可以进行桑基鱼塘的模式，即蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田。

（5）该生态工程遵循了物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理等。

生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、多效益、可持续等特点。

[答案]　

（1）固定太阳能　蚕、禽、畜

（2）粪便等废弃物

（3）农产品的产量　化肥、农药的使用（农业投入）

（4）蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田（只要合理均可）

（5）物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理（任答两项）　可持续