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高考大题训练1

1．面对2019新型冠状病毒在全球的肆虐，包括我国在内的各国都在想方设法积极应对。下图为科研人员研发冠状病毒疫苗的几种技术思路。

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（1）途径Ⅰ和Ⅱ都需要通过动物细胞培养获得足够数量的病毒株。在动物细胞培养中，除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要控制气体条件是____________与5%二氧化碳的混合气体，二氧化碳的主要作用是____________。途径Ⅰ与途径Ⅱ相比，生产的疫苗安全性更高的是途径____________。

（2）途径Ⅲ中，过程①的操作需要____________酶。途径Ⅲ中所示技术的核心是________（用图中数字做答）。

（3）途径Ⅳ生产的DNA疫苗在动物细胞中表达引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有优势，这是因为mRNA不需要进入____________，无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且易被____________水解，不会遗传给子细胞。

（4）该病毒表面蛋白A为主要抗原，由病毒的A基因控制合成，为进一步获得更符合治疗要求的单克隆抗体，科研人员对抗体结构进行精细研究，找到既不影响抗体空间结构又降低免疫反应的____________序列，通过基因工程技术对抗体结构进行人源化改造。这种人源单克隆抗体属于____________工程的产物。

（5）研究发现人体在感染新冠病毒后可引发“细胞因子风暴”（机体感染病原体后，体液中多种细胞因子迅速大量产生的现象），进而伤害正常的宿主细胞，从而造成免疫攻击行为。“细胞因子风暴”引发的免疫功能异常称为________________________。

2．人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下面是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题：

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（1）制备单克隆抗体过程中要用到________________和________________技术。

（2）制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于________，使小鼠产生分泌相应________的B淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的________免疫。

（3）在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。

①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的__________具有筛选杂交瘤细胞的作用。

②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是___________________________________________。

（4）此过程生产的单克隆抗体可以与________________特异性结合，从而诊断早孕。

3．Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如下。

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据图回答：

（1）为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________个。

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（2）在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。

A．引入短肽编码序列不能含终止子序列

B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列

C．引入短肽不能改变A链氨基酸序列

D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性

（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成________种DNA片段。

（4）检测转化的乳酸菌发现，信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是________________________________。

（5）用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有________。

A．B细胞 B．T细胞 C．吞噬细胞 D．浆细胞

4．水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。

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（1）将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是______， 重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为_____________。

（2）根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了______，从而改变了 Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列___ (填：发生或不发生)改变，原因是_____________。

（3）为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA （Wx mRNA）的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经_____过程获得总 cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出 Wx基因的cDNA，原因是_____________。

（4）各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为_____，原因是_____________。

5．某课题组用生物技术制备转基因小鼠的过程，如图所示。

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回答下列问题。

（1）通常把目的基因转入雄原某某而不是雌原某某，从两者形态差异上分析，原因是_______________。

（2）把桑椹胚植入假孕母鼠子宫前，需要对胚胎进行性别鉴定，目前最有效的方法是SRY-PCR法。操作的基本程序是：先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体的性别决定基因，即SRY基因的一段碱基设计__________，以胚胎细胞中的DNA作为模板，进行PCR扩增，最后用SRY特异性探针检测扩增产物。出现阳性反应者，胚胎为_________；出现阴性反应者，胚胎为_________。

（3）若目的基因的表达产物是某种特定的蛋白质，检测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达，常用的分子检测方法是______________，检测的基本思路是_________________。

6．枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。

（1）纤维素属于__________糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是__________。

（2）对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同，这是因为____________________。

（3）C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma I和BamH I的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是__________。

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（4）将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为____________________。

（5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用__________。（举一例）

7．新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：

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（1）图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被__________细胞表面的受体识别后激活该细胞。

（2）B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的__________，形成__________细胞。

（3）为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的__________；采集血液样本主要用于血清学检查，检测__________。

（4）据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射__________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得__________细胞。因为同一种抗原可能激活__________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。

参考答案

1．95%空气 维持培养液的pH Ⅱ 逆转录 ③ 细胞核 RNA（水解）酶 氨基酸 蛋白质 自身免疫病

【分析】

1、自身免疫病：是由于免疫系统异常敏感，反应过度“敌我不分”将自身物质当做外来异物进行攻击而引起的，这类疾病就是自身免疫病。如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病等。

2、蛋白质工程模板是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，最终通过基因完成，故基本流程是：预期蛋白质功能→蛋白质分子结构设计→推测多肽链氨基酸序列→根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列→DNA合成。

【详解】

（1）途径Ⅰ是制备灭活病毒的过程，途径Ⅱ是从病毒颗粒中获得抗原蛋白的过程，因此两种途径都需要通过动物细胞培养获得足够数量的病毒株。在动物细胞培养中，除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要95%空气与5%二氧化碳的气体条件，该气体条件不仅能满足细胞正常代谢过程中氧气的需求，还能调节培养液的pH，途径Ⅰ与途径Ⅱ两条生产疫苗的过程中，途径Ⅱ不会导致细胞感染，只能引起免疫反应，安全性更高。

（2）途径Ⅲ中，过程①为逆转录过程，该过程中需要逆转录酶的催化。途径Ⅲ是通过基因工程技术获得疫苗的过程，该技术的核心步骤是基因表达载体的构建，即图中的③。

（3）与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有优势，主要表现为mRNA不需要进入细胞核，不存在整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且易被RNA（水解）酶水解，更不会遗传给子细胞。

（4）该病毒表面蛋白A为主要抗原，病毒蛋白A可以引起强烈的免疫反应，科研人员对抗体结构进行精细研究，找到既不影响抗体空间结构又降低免疫反应的氨基酸序列，然后推测出相应的核苷酸序列，最后通过基因工程技术对抗体结构进行人源化改造，这种人源单克隆抗体的生产过程是蛋白质工程的技术流程，因此该人源单克隆抗体是蛋白质工程的产物。

（5）研究发现机体感染病原体后，体液中多种细胞因子迅速大量产生，进而伤害正常的宿主细胞，从而造成免疫攻击行为，该过程类似免疫功能过强导致的敌我不分引起的对正常细胞的攻击反应，据此可知“细胞因子风暴”引发的免疫功能异常属于自身免疫病。

【点睛】

本题考查细胞工程、基因工程、蛋白质工程的原理及操作要点，旨在考查考生能正确理解疫苗以及自身免疫病的概念，能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。

2．动物细胞培养 动物细胞融合 抗原 抗体 体液 氨基嘌呤 能无限增殖并分泌特异性抗体 人绒毛膜促性腺激素(或HCG)

【分析】

(1)单克隆抗体：由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体，具有特异性强、灵敏度高，并可大量制备的特点；

(2) 单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞，利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，在经过两次筛选：①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。

(3) 单克隆抗体的作用：①作为诊断试剂：(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点，②用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”。

【详解】

(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养技术培养骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞，动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞；

(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于抗原，使小鼠产生免疫产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的体液免疫；

(3)①利用DNA合成途径不同的特点：氨基嘌呤可以阻断合成DNA；次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下可合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。可知在配制的HAT培养基中添加的氨基嘌呤具有筛选杂交瘤细胞的作用。②杂交瘤细胞具有能无限增殖并分泌特异性抗体的特点。

(4) 人绒毛膜促性腺激素(HCG) 是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，单克隆抗体可以与它特异性结合，从而诊断早孕。

【点睛】

结合动物细胞融合及体液免疫的知识分析题干和题图。

3．6 ABCD 3 核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁 AB

【分析】

本题以自身免疫病和Ⅰ型糖尿病为背景，考查了基因工程的相关知识，乳酸菌是原某某细菌，要表达人体的人胰岛素抗原，必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造，再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列，进而构成重组表达载体。

【详解】

（1）从图示可知，改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换，则其转录形成的mRNA中，也会有7个核苷酸发生改变，一个***上三个连续的碱基组成，由此可知，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的***个。（2）要确保等比例表达A、B肽链，则需A、B肽链一起合成，即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端，在其中间加入一段短肽编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子，同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综上，答案选ABCD。（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶切位点分别有2个和1个，当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后，会形成3个缺口，得到3种不同的DNA片段。（4）乳酸菌属于原某某细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质基质中加工，再将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。（5）人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，在特异性免疫过程中，B细胞和T细胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能识别抗原，但不是特异性识别，浆细胞不能识别抗原。

【点睛】

本题综合考查细胞的结构和功能、免疫调节和基因工程等相关的知识点，考向灵活，各知识点联系紧密，需认真审题。

4．限制性核酸内切酶和DNA连接酶 转化 RNA聚合酶与启动子的识别和结合 不发生 编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子 逆转录（或：反转录） 引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的（或：引物能与Wx基因的cDNA特异性结合） 品系3 品系3的Wx mRNA最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强

【分析】

基因工程的操作步骤：

1、获取目的基因（从基因组文库中获取、利用PCR技术扩增目的基因、化学合成法）；

2、基因表达载体的构建（这也是基因工程的核心）；一个完整的基因表达载体包括：

（1）启动子：位于基因的首端，是RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动目的基因的转录；（2）目的基因：编码蛋白质的基因；（3）终止子：位于基因的尾端，其作用使转录在需要的地方停止；（4）标记基因：作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。

3、将目的基因导入受体细胞（植物、动物、微生物）：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。

4、目的基因的检测与鉴定 （DNA分子杂交技术,分子杂交技术、抗原抗体杂交）。

【详解】

（1）将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化。

（2）根据以上分析可知，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平。在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中编码区，编码区中不包括启动子序列，因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动子，因此3个突变品系中Wx基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变。

（3）以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录，利用PCR技术扩增Wx基因的cDNA，需要以Wx基因合成的引物，这样引物能够在总cDNA中与Wx基因的cDNA特异性结合，从而利用PCR扩增技术专一性扩增出Wx基因的cDNA。

（4）识图分析可知，图中品系3的Wx基因的mRNA的含量最少，那么合成的直链淀粉酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小，糯性最强。

【点睛】

本题考查基因工程的知识点，要求学生掌握基因工程的操作工具和操作步骤是解决问题的关键。识记并理解基因工程中工具酶的种类和作用，把握基因表达载体构建的过程，理解启动子的功能和编码蛋白质的基因的结构，这是该题考查的难点；把握PCR扩增技术的操作过程和引物的作用，这是突破第（3）问的关键。

5．雄性原某某较大，更容易容纳外源DNA 引物 雄性小鼠 雌性小鼠 抗原-抗体杂交技术 从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体（对抗体进行同位素标记）进行抗原抗体杂交，如果出现杂交带，表明目的基因已经表达成功

【分析】

根据题意和图示分析可知：图示首先通过转基因技术将目的基因导入到成熟精子的染色体中，再通过体外受精作用将目的基因移入到受精卵中，再通过早期胚胎培养和胚胎移植，最终获得转基因鼠。

【详解】

（1）通常来自精子的雄性原某某较大，更容易容纳外源DNA，，因此外源基因能够容易整合到精子的染色体上，这是提高转化率的关键。

（2）目前，对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY -PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体上的性别决定基因（即SRY基因）的一段碱基作引物，在热稳定DNA聚合酶（Taq酶）催化作用下，以胚胎细胞中的DNA作为模板，进行PCR扩增，再用SRY特异性探针检测扩增产物，与SRY特异性探针出现阳性反应者，说明其含有Y染色体，胚胎为雄性；出现 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 交瘤细胞，并进行克隆扩增；5、单克隆抗体的大量制备 单克隆抗体的大量制备重要采用动物体内诱生法和体外培养法。

【详解】

（1）据题图1可知，人体内抗原递呈细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给T细胞，被T细胞表面的受体识别后激活T细胞；（2）激活的T细胞释放淋巴因子，并将抗原呈递给B细胞，B细胞识别入侵的病毒后，迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞；（3）临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核酸，采集血液样本主要用于血清学检查，检测血清中是否产生抗新型冠状病毒的抗体；（4）据题中图2所示，结合单克隆抗体制备方法，要研制抗刺突蛋白单克隆抗体，需先注射新冠病毒的刺突蛋白（或S蛋白），以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，获得融合的、未融合的细胞，用HAT筛选培养基培养，未融合的B细胞不能长期生存而死亡，未融合的骨髓瘤细胞不能合成DNA而死亡，只有杂交瘤细胞能成活；由于同一种抗原可能激活多种B细胞，筛选出的融合的骨髓瘤细胞就可能分泌多种抗体，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞。

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