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现代生物科技专题 模块达标检测
一、选择题(每小题2.5分，共20分)
1．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
解析：考查基因工程中目的基因的检测和表达。受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程；尽管检测到了目的基因的存在，并不代表它一定会表达，还要经过一系列的修饰。
答案：D
2．科学家将含有人的胰岛素基因的DNA片段注入牛的受精卵中，该受精卵发育的牛能分泌人的胰岛素。下列对这一过程的叙述，错误的是( )
A．如果用逆转录法人工合成人的胰岛素基因，应从人的胰腺组织中获得相应的RNA
B．人的胰岛素基因在牛的细胞内复制、转录和翻译
C．该牛称为“克隆牛”，其细胞内会发生RNA的复制
D．该过程定向地改造了生物的遗传性状
解析：逆转录法需要模板，而人体中胰岛B细胞中会含有转录出的RNA，人的胰岛素基因导入到牛的细胞中可以发生复制、转录和翻译，但不会发生逆转录和RNA的复制。此牛为基因工程的产物，是由受精卵发育而成的，属于有性生殖，而非“克隆牛”。该过程能使牛分泌出人的胰岛素，即定向地改变了牛的遗传性状。
答案：C
3．在现代生物科技的应用中，不需要进行检测与筛选的是( )
A．对植物的离体组织进行培养，大规模培育优良品种
B．将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，制备单克隆抗体
C．利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜—甘蓝”
D．将抗虫基因导入植物细胞，培育具有抗虫特性的新植株
解析：植物组织培养技术不需要进行检测和筛选；利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜—甘蓝”时，需筛选出杂种细胞；制备单克隆抗体至少两次筛选；用基因工程技术培育抗虫植株需进行检测。
答案：A
4．下列关于细胞工程的叙述，错误的是( )
A．电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B．去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理
C．小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体
D．某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同
解析：通过植物细胞工程中的植株体细胞杂交技术得到的甲、乙两品种的体细胞杂交后的杂种植株，其细胞内的染色体数目是甲、乙体细胞染色体之和；而通过有性杂交得到的甲、乙两品种杂交后代的染色体数目，与甲或乙体细胞染色体数相同。
答案：D
5．制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括( )
①细胞培养 ②细胞融合 ③胚胎移植 ④细胞核移植
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
解析：制备单克隆抗体时，首先采用细胞融合技术得到杂交瘤细胞，再采用动物细胞培养技术获得能产生所需抗体的细胞群。
答案：A
6．单克隆抗体(单抗)实质上是单个效应B细胞通过克隆形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的免疫球蛋白。下列有关叙述中，错误的是( )
A．单抗作为生物导弹能定向到达癌细胞所在部位
B．单抗制备的过程要用到动物细胞培养和细胞融合技术
C．在单抗制备的过程中必须经过至少两次细胞筛选
D．只有用物理或化学方法的诱导，才能促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞
解析：诱导B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞的融合有三类方法：生物方法、物理方法和化学方法。
答案：D
7．某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是( )
A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理
B．细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞的呼吸
C．甲、乙细胞在持续的原代培养过程中，乙会出现停止增殖的现象
D．仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒
解析：胃蛋白酶最适pH值接近于2，呈酸性，而细胞培养液的pH值接近于中性，所以不能用胃蛋白酶处理。CO2的作用是调节细胞培养液的pH值。由于存在细胞接触抑制现象，在原代培养过程中，会出现停止增殖的现象，需要传代培养获得细胞株和细胞系；病毒在活细胞内才能增殖，不能用培养细胞的培养液进行培养。
答案：C
8．截止到2009年年底，我国最大的生态保护项目——三江源生态工程共完成投资约27亿元。自工程实施4年来，三江源地区生态环境逐渐改善，生态治理取得了初步成效。下列不属于生态工程建设目的的是( )
A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B．防止环境污染
C．单纯追求粮食产量
D．促进人类社会和自然环境的和谐发展
解析：由生态工程的概念可知，防止环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展，甚至打破生态系统的稳定性。
答案：C
二、非选择题(共80分)
9．(10分)(2008年高考广东理综)天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是________________，用________将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子________，以完成工程菌的构建。
(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是__________；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用____________检测；将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈。请解释该现象发生的原因。
(3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？
(4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？
解析：该工程菌的构建包括目的基因的获取，基因表达载体的构建和导入以及目的基因的检测与鉴定等步骤，相同条件下淀粉酶的活性或酒精产量可反映出该菌利用淀粉能力的大小。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 导入酿酒酵母菌细胞
(2)DNA分子杂交 抗原—抗体杂交或淀粉酶活性 该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈。
(3)测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量。
(4)①工具酶的主要来源；②最重要的目的基因供体库之一；③目的基因的载体之一；④作为受体细胞；⑤提供用于发酵的工程菌。
10．(10分)医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
(1)该病的治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是________，目的基因是________，目的基因的受体细胞是________。
(2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了________，产生这种物质的两个基本步骤是________和________。
(3)人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是________；与大肠杆菌基因相比，其主要特点是_________________。
(4)该病的治疗方法属于基因工程运用中的________；这种治疗方法的原理是_____________________________。
解析：本题主要考查遗传和基因工程有关知识，要理解真核细胞和原核细胞的基因结构特点，掌握基因工程的基本内容，尤其是基因工程操作的基本步骤。本题为基因工程技术在医学临床的应用——基因治疗。其基本过程是用基因工程的方法，把健康的外源基因导入有基因缺陷的患者细胞，使其正常表达，从而达到治疗有关疾病的目的。
答案：(1)某种病毒 腺苷脱氨酶基因 白细胞 (2)腺苷脱氨酶(或抗体) 转录 翻译 (3)脱氧核苷酸排列顺序不同(或遗传信息不同或碱基的数目和排列顺序不同) 编码区是间隔的，不连续的(或编码区有外显子和内含子) (4)基因治疗 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞内从而达到治疗的目的
11．(10分)(2010年高考江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是_________________________________________________。
(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止___________________________________。
(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了______________________。
(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
解析：环状DNA分子中磷酸全部参与形成磷酸二酯键，被SmaⅠ限制酶切开后相当于一个正常的DNA分子，每个DNA分子单链各含有一个游离的磷酸基团；A—T碱基对有两个氢键，而G—C碱基对有三个氢键，G—C碱基对含量越多，热稳定性越高；从图中读出：SmaⅠ限制酶破坏目的基因和标记基因；用BamHⅠ和HindⅢ两种不同的限制酶处理，形成不同的黏性末端，能有效防止只用一种限制酶形成的相同的黏性末端的质粒或目的基因相互连接、环状化；将质粒与目的基因“缝合”应用DNA连接酶进行处理；标记基因的作用在于鉴别和筛选含有目的基因的细胞；大肠杆菌突变体丧失吸收蔗糖的能力，不能在只有蔗糖为碳源的选择培养基上存活，所以可以用该种选择培养基对导入的蔗糖转运蛋白基因是否表达进行初步检测。
答案：(1)0、2 (2)高 (3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因 (4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化 (5)DNA连接 (6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞 (7)蔗糖为唯一含碳营养物质
12．(10分)牛的生育率很低，应用现代科技手段可以实现良种牛的快速繁殖。请回答下列问题：
(1)欲使一头良种雄性黄牛在一年内繁殖数百头该公牛的后代，最简便的方法是采集该头黄牛足够的精液给数百头雌性黄牛进行________。
(2)现有一头良种雌性牛，采用胚胎移植的方法可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。具体操作过程：
①用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行________处理。
②用激素对供体母牛做________处理，并选择良种公牛进行配种或人工授精。
③对已经受孕母牛进行________收集早期胚胎。
④将发育到________阶段的胚胎移植到代孕母牛的子宫进行孕育和生产。
(3)试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。它主要包括_________________________等几个主要步骤。
解析：良种雄性黄牛大量繁殖后代的简便方法就是采集精子对雌性黄牛人工授精；胚胎移植时对供受体进行同情发情处理，并对供体做超数排卵处理；对已孕母牛进行冲卵收集早期胚胎，待发育到桑椹胚或囊胚即可进行胚胎移植；主要步骤包括卵母细胞的采集和培养，精子的采集和获能、受精、早期胚胎的培养。
答案：(1)人工授精 (2)①同期发情 ②超数排卵 ③冲卵 ④桑椹胚或囊胚 (3)卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精、早期胚胎的培养
13．(10分)(2011年宁波模拟)为大力发展我国奶牛养殖业，科学家们对育种途径进行了大胆探索，如图甲为相关构思过程。运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞)，如图乙。
(1)图甲过程中所涉及的现代生物技术有________、________和________等。
(2)目前使用的供体细胞一般都选择传代10代以内的细胞，原因是___________________________________________。
(3)在供体细胞核与受体卵母细胞结合之前，先要去掉受体卵母细胞的核的原因是：______________________________________。
(4)在图乙所示的培养过程中，必须用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。
(5)体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官？________________________。
为什么？___________________________________________。
解析：由于传代10代以内的细胞的遗传物质未发生改变，因此可以作为供体细胞；在细胞重组之前，首先要把受体细胞的核去掉，保证重组细胞的遗传物质绝大部分来自于供体细胞；动物细胞在培养过程中，由于存在接触性抑制现象，因此需要用胰蛋白酶处理，使之分散成单个细胞；细胞体外培养的结果，只能使细胞的数量增加，而不是使细胞进行分化形成各种组织和器官。
答案：(1)动物细胞培养 核移植技术 胚胎移植
(2)传代10代以内的细胞的遗传物质未发生改变
(3)使所得犊牛的遗传物质基本上全部来自优质供体奶牛
(4)胰蛋白酶
(5)不能 胚胎干细胞在体外培养条件下只可以增殖而不发生分化
14．(8分)现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出________注入B品种牛的________卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为________，将该胚胎移入代孕母牛的________中，通过培育可达到目的。
(2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量________，为解决这一问题，可以用________激素处理B品种母牛。
(3)克隆牛的产生说明________具有全能性。克隆牛的性状主要表现________品种牛的特征，由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________(相同，不同)。
解析： 在核移植时，提供细胞核的是供体的体细胞，接受细胞核的是去核的卵母细胞，重组细胞经过刺激和培养后发育成的胚胎叫重组胚胎，胚胎需在代孕母牛的子宫中培育。自然状态下母牛产生的卵母细胞的数量有限，使用促性腺激素可以促进母牛超数排卵。克隆牛的产生说明动物细胞的细胞核具有全能性(因为一个动物细胞不能发育成完整的个体，故不能说动物细胞具有全能性)，克隆牛的核遗传物质来自供核的个体(A)，性状与A相同，与杂交牛相比，克隆牛属于无性繁殖，只有一个亲本的核基因，而杂交牛具备两个亲本的核基因，因此它们的遗传物质不同。
答案：(1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫
(2)不足 促性腺
(3)动物体细胞核 A 两 雌 不同
15．(10分)野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括___________________________________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_____________________。
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程：________________。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是________的表现。
(4)一般在培养基上培养24～48小时后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过__________________实验来鉴别细胞壁是否已经再生。
(5)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大的好处：________________________________________。
解析：植物细胞的细胞壁由纤维素和果胶组成，因此可以用纤维素酶和果胶酶将其水解得到原生质体，然后用聚乙二醇或物理方法诱导原生质体融合，再生细胞壁形成杂种细胞。由④～⑤是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过程，体现了植物细胞的全能性。有细胞壁的植物细胞可以发生质壁分离与复原。
答案：(1)纤维素酶、果胶酶 (2)诱导原生质体融合
(3)融合细胞――→脱分化愈伤组织――→再分化幼苗 植物细胞具有全能性 (4)植物细胞的质壁分离与复原 (5)可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍
16．(12分)如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题：
(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是________技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为前者是________，后者是________。
(2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理，用________激素处理受体牛以便接受胚胎。
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等物质。
(4)如果培养转基因荷斯坦奶牛，可采用________技术将药用蛋白基因导入到________中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是________技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。
(5)上述技术应用于人类所得到的婴儿通常叫______，在生育方面有什么积极意义？但在传统伦理道德观念上又有什么争论？ ____________________。
(6)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是______________________，在技术手段上的区别是_______________________________。
现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_______________________。
解析：动物克隆的技术手段主要是核移植，而图示技术手段为体外受精(其实质是有性生殖)。为使图示技术流程顺利完成，一般用促性腺激素处理供体牛使其多排卵，用孕激素处理受体牛使其易接受胚胎并利于胚胎着床。与试管婴儿相比，设计试管婴儿在操作技术上的特点是胚胎在移植前，需进行遗传学诊断。有些人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死，及滥用设计试管婴儿技术如设计婴儿性别等引起性别比例失调，违反了伦理道德。
答案：(1)核移植 无性生殖 有性生殖
(2)促性腺 孕 (3)动物血清
(4)显微注射 受精卵 DNA分子杂交
(5)试管婴儿 解决患不孕不育症夫妇的生育问题；冲击现有的婚姻、家庭和两性关系
(6)前者主要用于治疗不孕不育夫妇的不孕不育症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病 后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断 破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德