2014年安徽高考生物复习题《现代生物科技专题》（新人教版）

1.基因工程的工具

限制性核酸内切酶：能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上断开磷酸二酯键(特异性识别、切断DNA)。

DNA连接酶：连接被限制酶切开的磷酸二酯键，对脱氧核苷酸序列没有专一性。

运载体：必须具备的条件有①能在宿主细胞中保存并大量复制;②有一个至多个限制酶切割位点;③有一定的标记基因，便于筛选;④载体DNA必须是安全的;⑤载体DNA大小适中。

2.基因工程的基本操作程序

【例1】(2012·新课标卷)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有______________和________________。

(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：

AATTC……G

G……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是___________________________。

(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________________DNA连接酶和__________DNA连接酶。

(4)反转录作用的模板是____________________，产物是________________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用______________技术。

(5)基因工程中除质粒外，____________和____________也可作为运载体。

(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________________。

【解析】本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，即平末端和黏性末端。两种不同酶切割之后为便于连接，所产生的黏性末端必须相同。大肠杆菌连接酶可以连接黏性末端，T4DNA连接酶可以连接两种末端。反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，然后再利用PCR技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒、噬菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca2+处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。

【答案】(1)平末端　黏性末端　(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同　(3)大肠杆菌　T4　Ecoli　(4)mRNA　cDNA　PCR(聚合酶链式反应)　(5)动植物病毒　噬菌体　(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱

【变式训练1】(2012·福建卷)肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。

请回答：

(1)进行过程①时，需用　限制(限制性核酸内切)　酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为　启动子　。

(2)进行过程②时，需用　胰蛋白　酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。

(3)研究发现，如let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取　RNA　进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中　RAS蛋白质　(RAS mRNA/RAS蛋白质)含量减少引起的。

【解析】本题主要考查基因工程的相关知识。切开载体以插入目的基因需要用限制酶，限制酶能在特定的序列中的特定位点上将DNA切断;启动子位于目的基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位。在动物细胞培养的过程中，要用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶将组织细胞分散开，有利于细胞直接从培养基中吸取营养物质并排出代谢废物，同时解除接触抑制，有利于细胞增殖。

【解析】如果let-7基因进行转录，细胞中就会出现miRNA，用基因探针检测细胞中是否出现miRNA来判断let-7基因是否进行转录，那么应该提取细胞所有的RNA与相应的基因探针进行分子杂交。由图可知肺癌细胞受到抑制的机理是let-7基因转录形成的miRNA与癌基因RAS转录形成的RAS mRNA进行配对，从而阻止RAS mRNA的翻译，从而减少RAS蛋白质的含量。

2.细胞工程(易错考点)

1.植物组织培养与动物细胞培养的比较

2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较

【例2】(2012·西安一模)如图为细胞融合的简略过程，请据图回答：

(1)若A、B是动物细胞，通常用__________处理获得分散的单个细胞。A、B到C的过程中，动物细胞融合常用的诱导方法是__________。

(2)若该图是生产抗甲型流感病毒的单克隆抗体的制备过程。A为从小鼠体内获取的__________，在获得此细胞之前，小鼠需注射__________，图中B细胞是小鼠骨髓瘤细胞，符合要求的D细胞具有的特点是________________________________________________________________________。

(3)若A、B是植物细胞，则之前已用__________去除了细胞壁。常用来诱导细胞融合的化学试剂是__________。

(4)若A是番茄原生质体，B为马铃薯原生质体，D会再生出__________。通过植物组织培养技术把D培养成杂种植株，D个体__________(填“可育”或“不育”)。这种育种方式的优点是______________________________。利用上图原理，育种工作者还可以进行__________育种。

(5)若A、B分别是将优良奶牛的精子和卵细胞进行体外受精，一般要把B培养到__________期。若要通过A、B获得多个遗传物质相同的且能产奶的个体，实际操作中用到的技术有______________________________(至少写四种)。

【解析】动物细胞培养的过程是：先制备培养液，然后取胚胎或幼龄动物的器官或组织细胞，用胰蛋白酶等处理使组织分散成单个细胞，将单个细胞配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将悬浮液加入培养瓶中，在培养箱中培养。动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。对于诱导方法来说，除动物细胞的融合还常用灭活的病毒做诱导剂外，其他是基本相同的。不同的是：①植物细胞融合前要用酶解法去掉细胞壁;②动物细胞融合除物理法、化学法外，还用到生物方法，即灭活的病毒;

【解析】③培养基成分不同，动物细胞培养是用液体培养基，其成分中有动物血清;④培养目的和结果等方面也有区别，如植物体细胞杂交可获得杂种植株，这种育种方式可以按照人们的意愿改变生物的遗传物质，克服了远缘杂交不亲和的障碍。由于马铃薯和番茄各自都是可育的，因此杂种植株D个体可进行正常的减数分裂，因此也是可育的。处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，才具有与精子受精的能力。通过A、B获得多个遗传物质相同的且能产奶的个体，实际上就是通过胚胎工程培育试管牛的过程，外加对早期胚胎进行胚胎分割，这样可以获得多个遗传物质相同的个体。

【答案】(1)胰蛋白酶　灭活的病毒　(2)浆细胞　灭活甲流病毒　既能分泌抗甲流病毒抗体又能无限增殖　(3)纤维素酶、果胶酶(酶解法)　聚乙二醇　(4)细胞壁　可育　按照人们的意愿改变了生物的遗传物质，克服了远缘杂交不亲和的障碍　多倍体　(5)次级卵母细胞减数第二次分裂中　体外受精技术、早期胚胎培养技术、性别鉴定、胚胎分割、胚胎移植技术等

【变式训练2】(2011·金华模拟)下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是( )

A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体

B.诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞

C.植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物

D.植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍

【解析】去除植物细胞壁可以用纤维素酶和果胶酶;原生质体融合后再产生出细胞壁标志着杂种细胞的形成;植物体细胞杂交的目的是为了获得杂种植株;植物体细胞杂交不经过有性生殖过程，所以可以克服远缘杂交不亲和的障碍。

三、胚胎工程

1.精子和卵子的发生

2.受精作用

(1)条件：精子获能、卵子发育到减Ⅱ中期。

(2)卵子完成受精的标志：卵黄膜和透明带的间隙可见到两个极体;受精完成的标志：雌、雄原核融合。

(3)受精过程的三大反应：顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用。

3.核移植技术和胚胎分割移植技术的比较

【例3】(2012·浙江卷)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是(　　)

A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性

B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大

C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性

D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层

【解析】本题结合受精作用及早期胚胎的发育综合考查胚胎工程。同种动物精子、卵细胞表面存在的特异性受体蛋白，决定了只有同种动物精卵才能结合;受精卵随着分裂的进行，其细胞的体积在逐渐变小;囊胚期的细胞开始出现分化，其外表的一层细胞即滋养层，将发育成胚胎的附属结构或胚外结构，不具有发育的全能性;囊胚可继续分化为具有三个胚层的原肠胚。

【答案】A

【变式训练3】(2012·江苏卷)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )

A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理

B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行

C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植

D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低

【解析】本题考查胚胎移植的相关知识。胚胎移植要求供体和受体同期发情，要用同种激素处理;为了获得更多的卵细胞，还要用促性腺激素对供体进行超数排卵处理;胚胎移植一般选择是桑椹胚阶段或囊胚阶段的胚胎，或更早时期的胚胎。

四、生态工程

【例4】(2012·襄阳调研)南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的__________、__________和__________。

(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示，如果将“无机物→农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响?________________________________________________________________________。

(3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是(　　)

【解析】(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的目的，即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。

【解析】(3)能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括每个生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比大大增加。

【答案】(1)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性原理　协调与平衡原理　系统学和工程学原理(任答三个即可)　(2)土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降　(3)C

【变式训练4】下面图甲、图乙分别表示稻—鱼—蛙共生农业生态系统和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。请据图回答问题：

(1)分析说明鱼和蛙在该生态系统中物质循环中的积极作用是什么?　鱼、蛙是消费者，加速生态系统的物质循环　。

(2)分析说明稻—鱼—蛙共生生态系统的生态优势。

在原有食物链中引入新的环节(将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品)，有利于实现物质循环再生和能量的多级利用，并减轻了环境污染　。

(3)上述两个生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于　绿色植物的光合作用　，生命活动所需的能量归根到底都来自　太阳光能　。

(4)甲和乙相比，抵抗力稳定性较强的是　甲　，原因是　生物种类较多，营养结构复杂，自动调节能力较强　。

(5)从能量流动的角度看，建立甲生态系统的目的是　调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分　。

(6)为了使水稻获得高产，稻田乙需要经常使用农药，而甲则不需要，原因是　引入害虫天敌——蛙，有效控制了害虫数量　。

(7)一般来说，农田生态系统的　抵抗力　稳定性较低，弃耕农田上会发生群落演替，该演替的类型是　次生演替　。

【解析】(1)作为消费者，在生态系统中的作用是加速生态系统的物质循环。(2)与传统农业相比，生态农业实现了物质循环再生和能量的多级利用，并减少了农药、化肥的使用，减轻了环境污染。(3)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，各种生物所需的有机物都依赖于绿色植物的光合作用，生命活动所需的能量归根到底都来自太阳光能。(4)由于甲生态系统生物种类较多，营养结构复杂，自动调节能力较强，故甲和乙两个生态系统相比较，甲的抵抗力稳定性更强。

【解析】(5)从能量流动的角度分析，设置生态农业的目的是调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(6)由于甲生态系统引入害虫天敌——蛙，有效控制了害虫数量，因而不需要经常使用农药。(7)一般来说，农田生态系统的生物种类单一，营养结构简单，抵抗力稳定性较低。弃耕农田上发生的群落演替是次生演替。

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