2020高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題十二 現(xiàn)代生物科技專題對對練（含解析）

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1、現(xiàn)代生物科技專題 高考命題規(guī)律 (1)以非選擇題進(jìn)行考查(15分),中低檔難度。 (2)全國高考有4個命題角度,分布如下表。 2020年高考必備 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 1卷 2卷 1卷 2卷 3卷 1卷 2卷 3卷 1卷 2卷 3卷 1卷 2卷 3卷 命題 角度1 基因工程與蛋白質(zhì)工程 40 40 40 40 40 38 38 38 38 38 命題 角度2 細(xì)胞工程綜合考查 40 38 38 38 38 命題 角

2、度3 胚胎工程 命題 角度4 生態(tài)工程 命題角度1基因工程與蛋白質(zhì)工程　 高考真題體驗(yàn)·對方向 1.(2019全國理綜1卷,38)基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉栴}。 (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括　　　　　和　　　　　。? (2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時,解開DNA雙鏈的酶是　　　　　。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時,使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是　。? 上述兩個

3、解鏈過程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的　　　　　。? (3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是? 　。? 答案　(1)基因組文庫　cDNA文庫 (2)解旋酶　加熱至90~95 ℃　氫鍵 (3)Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活 解析　本題考查基因文庫的種類、通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因與生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制的比較等。 (1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。 (2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時,由解旋酶解開DNA雙鏈。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時,使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是加熱至90~9

4、5 ℃。這兩個解鏈過程都破壞了DNA雙鏈分子中的氫鍵。 (3)溫度會影響酶的活性。PCR過程是在高溫條件下進(jìn)行的。Taq酶耐高溫,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會變性失活。 2.(2019天津理綜,9)B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細(xì)胞(2n)和精子中正常表達(dá),但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達(dá)對卵細(xì)胞的影響,設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)。 據(jù)圖回答下列問題。 (1)B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄,推測其可能的原因是卵細(xì)胞中　　　　(單選)。? A.含B基因的染色體缺失 B.DNA聚合酶失活 C.B基因發(fā)生基因突變 D.B基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄 (2)從水稻體細(xì)胞或　　　　中提取總

5、RNA,構(gòu)建　　　文庫,進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因(表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合基因(表達(dá)的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能),然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。? (3)在過程①②轉(zhuǎn)化篩選時,過程　　　　中T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上,過程　　　　在培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。? (4)獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中,以下鑒定篩選方式正確的是　　　　(多選)。? A.將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交 B.以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計探針進(jìn)行DNA分子雜交 C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交 D.檢測加入熒光素

6、的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光 (5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個染色體組,判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的,而一般情況下水稻卵細(xì)胞在未受精時不進(jìn)行發(fā)育,由此表明　。? 答案　(1)D　(2)精子　cDNA　(3)②?、佟?4)BCD　(5)B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚 解析　(1)通過題干信息可知,B基因可以在體細(xì)胞和精子中正常表達(dá),說明含B基因的染色體未缺失,也沒有發(fā)生基因突變,A、C項(xiàng)錯誤;基因表達(dá)過程中的轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶,不是DNA聚合酶,B項(xiàng)錯誤;B基因在卵細(xì)胞中不能轉(zhuǎn)錄,可能是B基因的啟動子在卵細(xì)胞中不能啟動轉(zhuǎn)錄,D項(xiàng)正確。 (2)通過

7、題干信息可知,水稻的體細(xì)胞和精子中B基因可表達(dá),故可從水稻的體細(xì)胞和精子中提取RNA。通過逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生DNA,從而構(gòu)建cDNA文庫,進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。 (3)圖示中過程①表示篩選含有目的基因的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌,圖示中質(zhì)粒有抗卡那霉素標(biāo)記基因和抗潮霉素標(biāo)記基因,如果選擇培養(yǎng)基中加入的是卡那霉素,起作用的是抗卡那霉素標(biāo)記基因。過程②表示將篩選出含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌,將其T-DNA整合到水稻細(xì)胞染色體DNA上。 (4)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)是由編碼區(qū)和非編碼區(qū)兩部分組成的,編碼區(qū)是由外顯子和內(nèi)含子,內(nèi)含子將外顯子分隔開間隔的。編碼區(qū)的外顯子是能夠編碼蛋白質(zhì)的序列,內(nèi)含子是一般不能夠編碼蛋白

8、的序列。隨機(jī)斷裂的B基因片段可能是非編碼區(qū)和編碼區(qū)的內(nèi)含子,都不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列,A項(xiàng)錯誤;轉(zhuǎn)基因植株,鑒定篩選方式有:①DNA分子雜交技術(shù),即以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計探針進(jìn)行DNA分子雜交,②用標(biāo)記目的基因作探針與mRNA雜交,即以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交,③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),由題干信息可知B基因與Luc基因連接形成B-Luc融合基因,即可通過Luc基因表達(dá),檢測加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光,故B、C、D三項(xiàng)正確。 (5)當(dāng)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含有一個染色體組,推斷該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的,而一般情

9、況下水稻卵細(xì)胞在未受精時不進(jìn)行發(fā)育,由此表明B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成胚。 3.(2019江蘇,33)圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程示意圖,載體質(zhì)粒P0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)。請回答下列問題。 圖1 (1)EcoRⅤ酶切位點(diǎn)為…GAT↓ATC……CTA↑TAG…,EcoRⅤ酶切出來的線性載體P1為　　　　末端。? (2)用Taq DNA聚合酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得的目的基因片段,其兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理,在兩端各添加了一個堿基為　　　　的脫氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在　　　　酶作用

10、下,形成重組質(zhì)粒P3。? (3)為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板進(jìn)行篩選,得到A、B、C三類菌落,其生長情況如下表(“+”代表生長,“-”代表不生長)。根據(jù)表中結(jié)果判斷,應(yīng)選擇的菌落是　　　　(填表中字母)類,另外兩類菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是　　　　、　　　　。? 　　　　菌落類型 平板類型　　　　 A B C 無抗生素 + + + 氨芐青霉素 + + - 四環(huán)素 + - - 氨芐青霉素+四環(huán)素 + - - (4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒,擬設(shè)計引物進(jìn)行PCR鑒定。圖2所示的甲、乙、丙3條引物

11、在正確重組質(zhì)粒中的相應(yīng)位置,PCR鑒定時應(yīng)選擇的一對引物是　　　　。某學(xué)生嘗試用圖中另外一對引物從某一菌落的質(zhì)粒中擴(kuò)增出了400 bp片段,原因是　　　　。? 圖2 答案　(1)平　(2)胸腺嘧啶(T)　DNA連接　(3)B　A類菌落含有P0　C類菌落未轉(zhuǎn)入質(zhì)?！?4)乙丙　目的基因反向連接 解析　(1)由題圖可知,EcoRⅤ酶識別的序列和切點(diǎn)為…GAT↓ATC……CTA↑TAG…,因此切出來的線性載體P1為平末端。 (2)由題可知,目的基因片段兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,需要在載體P1的兩端需要個加一個胸腺嘧啶(T)脫氧核苷酸,形成載體P2,再用DNA

12、連接酶將P2與目的基因連接起來形成重組質(zhì)粒P3。 (3)由圖可知,重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因被破壞,而氨芐青霉素抗性基因完整,因此含有重組質(zhì)粒P3的菌落在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能存活,而在氨芐青霉素的培養(yǎng)基中能正常存活,結(jié)合表格分析可得,應(yīng)該選擇B類菌落。根據(jù)表格分析,A類菌落在氨芐青霉素和四環(huán)素的培養(yǎng)基中都能夠生長,說明其導(dǎo)入的是P0;C類菌落在任何抗生素的培養(yǎng)基中都不能生長,說明其沒有導(dǎo)入任何質(zhì)粒。 (4)據(jù)圖分析,根據(jù)目的基因插入的位置和PCR技術(shù)的原理分析,PCR鑒定時應(yīng)該選擇的一對引物是乙和丙;根據(jù)題意和圖形分析,某同學(xué)用圖中的另外一對引物(甲、乙)從某一菌落的質(zhì)粒中擴(kuò)增出了400

13、bp的片段,說明其目的基因發(fā)生了反向連接。 4.(2018全國理綜1卷,38)回答下列問題。 (1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)粒可以作為載體外,還證明了? ? (答出兩點(diǎn)即可)。 (2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的　　　　　方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與　　　　　　　　　組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是　　　　。? (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌

14、細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時,表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用　　　　　　　　　的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加　　　　　　的抑制劑。? 答案　(1)體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá) (2)轉(zhuǎn)化　外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)　 細(xì)菌 (3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 解析　本題主要考查基因工程的操作步驟及應(yīng)用。(1)該實(shí)例可以說明很多問題,比如體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞,真核細(xì)胞的基因也可以在原核細(xì)胞中表達(dá),真核生物和原核生物共用同一套密碼子,質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是DNA等。(2)目的基因?qū)爰?xì)菌可以用Ca2+處理細(xì)菌,從而將目的基因

15、導(dǎo)入受體細(xì)胞。噬菌體由DNA和蛋白質(zhì)外殼組成,噬菌體屬于細(xì)菌病毒,即其宿主細(xì)胞為細(xì)菌,所以需要將重組噬菌體導(dǎo)入細(xì)菌中。為了防止目的基因所表達(dá)的蛋白質(zhì)被細(xì)菌內(nèi)的蛋白酶所降解,所以要選擇蛋白酶缺陷型大腸桿菌,即不能產(chǎn)生蛋白酶的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。同時,在純化蛋白質(zhì)的過程中可以加入蛋白酶抑制劑,以降低蛋白酶的活性。 5.(2018全國理綜2卷,38)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá),某科研團(tuán)隊將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5'末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡稱為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1

16、,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。 回答下列問題。 (1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊在將甲插入質(zhì)粒P0時,使用了兩種限制酶,這兩種酶是　　　　　　,使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證　　　　　　,也是為了保證　　　　　　　　　　。? (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了　　　　和　　　　過程。? (3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的　　　　移入牛的　　　　　　　　中,體外培養(yǎng)、胚胎移植等。? (4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞

17、中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的　　　　(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。? 答案　(1)E1和E4　甲的完整　甲與載體正確連接　(2)轉(zhuǎn)錄　翻譯　(3)細(xì)胞核　去核卵母細(xì)胞　(4)核DNA 解析　本題考查基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程的相關(guān)內(nèi)容。 (1)由題意可知,E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同,將甲(L1-GFP)插入質(zhì)粒時,使用E1和E4兩種限制酶進(jìn)行酶切,既保證了甲的完整,又防止了甲的自身環(huán)化,保證了甲與載體的正確連接。 (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明該細(xì)胞中合

18、成了熒光蛋白,即L1基因在牛皮膚細(xì)胞中完成了遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。 (3)為了獲得含有甲的牛,可通過體細(xì)胞核移植技術(shù)、體外培養(yǎng)和胚胎移植來實(shí)現(xiàn)。 (4)克隆牛的不同組織細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá),轉(zhuǎn)錄出的mRNA不同,總RNA也不同,但不同組織細(xì)胞中的核DNA相同,因此檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,用PCR方法進(jìn)行鑒定時,應(yīng)以核DNA作為模板。 6.(2017全國理綜1卷,38)真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}。 (1)某

19、同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A,其原因是? ? ? 　。? (2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用　　　　　作為載體,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比,大腸桿菌具有　　　　　　　　　　　　　(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。? (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質(zhì)是　　　　　　　　　　　(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。? (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn),

20、也可以說是基因工程的先導(dǎo),如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 答案　(1)基因A有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除,無法表達(dá)出蛋白A (2)噬菌體　噬菌體的宿主是細(xì)菌,而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng) (4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 解析　(1)人的基因A含有內(nèi)含子,其轉(zhuǎn)錄出的RNA需切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列后才能翻譯出蛋白A,大腸桿菌是原核生物,其沒有切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制,故將人的基因A導(dǎo)

21、入大腸桿菌無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒,無法寄生在家蠶中。(3)大腸桿菌繁殖快、容易培養(yǎng),常用作基因工程的受體。(4)在分子水平檢測目的基因是否表達(dá)應(yīng)用抗原—抗體雜交法,即用蛋白A與蛋白A的抗體進(jìn)行雜交。(5)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理是基因重組,通過重組使得S型細(xì)菌的DNA在R型細(xì)菌中表達(dá),這種思路為基因工程理論的建立提供了啟示。 典題演練提能·刷高分 1.水稻具有較強(qiáng)的分蘗能力,但只有早期的分蘗才是有效分蘗,才能夠成穗。某農(nóng)科所科技人員欲通過對水稻某種蛋白質(zhì)的改造,提升水稻早期分蘗,促進(jìn)水稻高產(chǎn)。請回答下列問題。 (1)科技人員先從“促早蘗”這一

22、功能出發(fā),預(yù)期構(gòu)建出“促早蘗”　　　　　　　　的結(jié)構(gòu),再推測出目的基因?qū)?yīng)的　　　　　　　　序列,從而　　　　　　　　出“促早蘗”基因。? (2)科技人員為獲得大量的“促早蘗”基因,在體外通過　　　　　　　　對該基因進(jìn)行了大量擴(kuò)增。? (3)“促早蘗”基因只有導(dǎo)入水稻細(xì)胞的　　　　　　　　中,才能確?！按僭缣Y”基因在水稻細(xì)胞中得以穩(wěn)定遺傳,科技人員利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,將“促早蘗”基因插入　　　　　　　　　　　　　中,實(shí)現(xiàn)了上述目標(biāo)。? (4)在通過基因工程獲得“促早蘗”植株后,為了確保育種成功,科研人員不僅要采取　　　　　　　　技術(shù)檢測“促早蘗”基因是否導(dǎo)入,還要通過　　　　　　　　　　　

23、　　　　　　　　從個體水平加以鑒定。? 答案　(1)蛋白質(zhì)　脫氧核苷酸　人工合成　(2)PCR技術(shù)　(3)染色體DNA　Ti質(zhì)粒的T-DNA　(4)DNA分子雜交　觀察“促早蘗”植株早期的分蘗情況 解析　(1)科技人員先從“促早蘗”這一功能出發(fā),預(yù)期構(gòu)建出“促早蘗”蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),再推測出目的基因?qū)?yīng)的脫氧核苷酸序列,從而人工合成“促早蘗”基因。 (2)可利用PCR技術(shù)在體外對目的基因進(jìn)行大量擴(kuò)增。 (3)“促早蘗”基因只有導(dǎo)入水稻細(xì)胞的染色體DNA中,才能確?！按僭缣Y”基因在水稻細(xì)胞中得以穩(wěn)定遺傳,利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,將“促早蘗”基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA中,可實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。 (4

24、)為了確保育種成功,可用DNA分子雜交技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因水稻的DNA上是否插入了“促早蘗”基因;除了分子檢測外,還需要通過觀察“促早蘗”植株早期的分蘗情況從個體水平加以鑒定。 2.我國科學(xué)家屠呦呦及其團(tuán)隊從青蒿中分離出青蒿素用于瘧疾的治療,這一措施至今挽救了全球數(shù)百萬人的生命。青蒿中青蒿素的含量很低,科研工作者一直致力于提高青蒿素含量的研究。某研究小組給青蒿轉(zhuǎn)入青蒿素合成的關(guān)鍵基因fps,通過該基因的過量表達(dá)來提高青蒿素的產(chǎn)量。請回答相關(guān)問題。 (1)提取青蒿的總RNA,在　　　　　　　　酶作用下獲得青蒿的cDNA。? (2)根據(jù)基因fps的編碼序列設(shè)計　　　　,通過　　　　　　　　得到

25、目的基因,然后構(gòu)建含有fps基因的表達(dá)載體。為了便于篩選,表達(dá)載體中應(yīng)含有　　　　　　　　。? (3)將表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞中,用此農(nóng)桿菌侵染無菌青蒿苗葉片,培養(yǎng)侵染后的葉片獲得幼苗,培養(yǎng)過程中細(xì)胞發(fā)生的主要變化是　　　　　　　和　　　　　　　　。? (4)將獲得的22株生長健壯的轉(zhuǎn)基因青蒿苗移栽到大田里,待其生長到現(xiàn)蕾期后收獲植株地上部分,測定青蒿素的含量,得到的結(jié)果如圖所示:測定結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)基因青蒿植株中青蒿素含量最多約是對照組的　　　　倍。不同植株中青蒿素的含量　　　　,這可能是由于T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置,使外源基因的　　　　　　　引起的。? 答案　(1)逆轉(zhuǎn)錄

26、(2)引物　PCR擴(kuò)增技術(shù)　標(biāo)記基因 (3)細(xì)胞分裂　細(xì)胞分化 (4)2　不同　選擇性表達(dá) 解析　(1)提取青蒿的總RNA,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下獲得cDNA。 (2)根據(jù)基因fps的編碼序列設(shè)計引物,通過PCR擴(kuò)增技術(shù)得到目的基因,然后構(gòu)建含有fps基因的表達(dá)載體。為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來,在表達(dá)載體上應(yīng)含有標(biāo)記基因。 (3)離體葉片獲得幼苗,必須通過植物的組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成再生植株,該過程需要經(jīng)過脫分化和再分化,即培養(yǎng)過程中細(xì)胞發(fā)生的主要變化是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化。 (4)據(jù)圖分析,對照組青蒿素含量為5 mg/g干重,第22株轉(zhuǎn)基因青蒿苗中

27、青蒿素含量最多,為10 mg/g干重左右,大約是對照組的2倍。由圖可知,不同植株中青蒿素的含量不同,這可能是由于T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置,使外源基因選擇性表達(dá)的結(jié)果引起的。 3.Bar基因存在于青麻、黑麥草等生物體內(nèi),其編碼的酶可使除草劑草丁膦失去毒害作用。培育轉(zhuǎn)Bar基因大豆,對于控制豆田雜草有重要意義。為了把Bar基因?qū)氪蠖辜?xì)胞,需將Bar基因插入pUC18質(zhì)粒中構(gòu)建中間表達(dá)載體,然后與Ti質(zhì)粒重組為重組表達(dá)載體系統(tǒng)。如圖為pUC18質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)示意圖,回答下列問題。 (1)不能利用黑麥草與大豆進(jìn)行有性雜交的方法讓大豆獲得Bar基因,原因是　　　　　　　　　　　　　。?

28、 (2)構(gòu)建中間表達(dá)載體時,為了便于篩選出含有Bar基因的重組質(zhì)粒,需將Bar基因插入到pUC18質(zhì)粒的　　　　　　　　　中形成重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌,然后在添加　　　　　　　　　的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌,菌落呈白色的即為含中間表達(dá)載體的大腸桿菌。? (3)中間表達(dá)載體需插入到Ti質(zhì)粒的　　　　　　　中才能將Bar基因整合到植物細(xì)胞的染色體DNA上,原因是　。? (4)可通過　　　　　　　　　法直接將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞的原生質(zhì)體。導(dǎo)入Bar基因的原生質(zhì)體需　　　　　　　　　,經(jīng)脫分化形成　　　　　　　　　,再進(jìn)一步分化才能獲得轉(zhuǎn)Bar基因大豆植株。? 答案　(1)黑麥草與大豆之間存

29、在生殖隔離 (2)lacZ　氨芐青霉素和X-gal (3)T-DNA　T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上 (4)顯微注射　再生出細(xì)胞壁　愈傷組織 解析　(1)由于黑麥草與大豆之間存在生殖隔離,因此不能利用黑麥草與大豆進(jìn)行有性雜交的方法讓大豆獲得Bar基因。 (2)根據(jù)圖中信息可知,lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶可以將培養(yǎng)基中的X-gal水解,使菌落呈藍(lán)色,否則菌落呈白色。因此,構(gòu)建中間表達(dá)載體時,為了便于篩選出含有Bar基因的重組質(zhì)粒,需將Bar基因插入到pUC18質(zhì)粒的lacZ中形成重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌,然后在添加氨芐青霉素和X-gal的培

30、養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌,菌落呈白色的即為含中間表達(dá)載體的大腸桿菌。 (3)Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。根據(jù)這一特點(diǎn),如果將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上。 (4)可通過顯微注射法直接將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞的原生質(zhì)體。導(dǎo)入Bar基因的原生質(zhì)體需再生出細(xì)胞壁,經(jīng)脫分化形成愈傷組織,再進(jìn)一步分化才能獲得轉(zhuǎn)Bar基因大豆植株。 4.鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病,患者的血紅蛋白分子β-肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替,導(dǎo)致功能異常?；卮鹣铝袉栴}。 (1)異常血紅蛋

31、白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的　　　　　　　　序列發(fā)生改變。? (2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中,可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的,此操作　　　　　　　　(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程,理由是該操作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)用基因工程方法制備血紅蛋白時,可先提取早期紅細(xì)胞中的　　　　　,以其作為模板,在　　　酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和　　　　　　酶的作用下,拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體,導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。? (4)檢測受體菌是否已合成血紅蛋白,可從受體菌中提取　　　　　　,用相應(yīng)的抗體進(jìn)行　

32、　　　　　　雜交,若出現(xiàn)雜交帶,則表明該受體菌已合成血紅蛋白。? 答案　(1)堿基對(脫氧核苷酸) (2)不屬于　沒有對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(或沒有對基因進(jìn)行修飾) (3)mRNA　逆轉(zhuǎn)錄　DNA連接 (4)蛋白質(zhì)　抗原—抗體 解析　(1)患者的血紅蛋白分子β-肽鏈第六位的谷氨酸變成了纈氨酸,此氨基酸的變化是由于控制合成血紅蛋白分子的DNA的堿基序列發(fā)生了改變,從而導(dǎo)致了mRNA上密碼子的改變。 (2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中,可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的,此操作不屬于蛋白質(zhì)工程。屬于基因工程。蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作

33、為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。也就是說,蛋白質(zhì)工程是對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。 (3)用基因工程方法制備血紅蛋白時,可先提取早期紅細(xì)胞中的mRNA,以其作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和DNA連接酶的作用下,拼接構(gòu)建基因表達(dá)載體,導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。 (4)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白,用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體特異性雜交,若出現(xiàn)雜交帶,則表明該受體菌已合成血紅蛋白。 5.人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值,只能從血漿中制備。下圖為培育轉(zhuǎn)基因奶牛獲得人血清白蛋白(HSA)

34、的流程?；卮鹣铝袉栴}。 (1)為了在短時間內(nèi)獲得大量HSA基因,可以采用　　　　　　技術(shù)。? (2)過程①常用　　　　　　法。在過程②進(jìn)行之前,需對早期胚胎進(jìn)行性別鑒定,可取胚胎細(xì)胞進(jìn)行DNA分析,其采用的基因探針來自　　　　　(填“常”或“性”)染色體。? (3)為了使HSA基因只在轉(zhuǎn)基因奶牛乳腺細(xì)胞中表達(dá),則構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要借助DNA連接酶在HSA基因前接上　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)檢測牛奶中是否含有人血清白蛋白,可采用　　　　　　　　　　　　　技術(shù)。? 答案　(1)PCR　(2)顯微注射　性　(3)乳腺蛋白基因的啟動子　(4)抗原—抗體雜交 解析　

35、(1)PCR技術(shù)可以在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因,所以要在短時間內(nèi)獲得大量HSA基因,可以采用PCR技術(shù)。 (2)結(jié)合前面的分析可知,圖中操作①是將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞,最有效的方法是顯微注射法;在過程②進(jìn)行之前,需對早期胚胎進(jìn)行性別鑒定,可取胚胎細(xì)胞進(jìn)行DNA分析,其采用的基因探針來自性染色體。 (3)為了使HSA基因只在轉(zhuǎn)基因奶牛乳腺細(xì)胞中表達(dá),則構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要借助DNA連接酶在HSA基因前接上乳腺蛋白基因的啟動子。 (4)檢測目的基因是否表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì),可將表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)看作抗原,用特定的抗體進(jìn)行檢測,若出現(xiàn)抗原—抗體的特異性結(jié)合反應(yīng),則說明目的基因已經(jīng)成功表達(dá),反之

36、,則沒有表達(dá);所采用的檢測技術(shù)稱為抗原—抗體雜交技術(shù)。 6.(2019湖南衡陽一模)胰島素是治療胰島素依賴糖尿病的特效藥物,但是天然胰島素在人體內(nèi)的壽命只有幾個小時,通過蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu),以延長胰島素的半衰期,可以得到長效胰島素。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計長效胰島素的生產(chǎn)過程。 回答下列問題。 (1)基因工程中限制酶切割后的運(yùn)載體與目的基因能再次拼接的理由是　　　　　　　　　。? (2)在基因工程中獲取目的基因的方法除圖中方法,還有利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和　　　　　　　　　。? (3)上述基因工程中除質(zhì)粒外,　　　　　　　　　也可作為運(yùn)載體。? (4)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是

37、蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是　　　　　　　　　。? (5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是　　　　　　　　　　　　。? (6)新的胰島素為什么還要加工、修飾?? 　。? 答案　(1)切割產(chǎn)生的末端相同 (2)從基因文庫中獲取 (3)噬菌體 (4)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 (5)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱 (6)大腸桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體無法加工胰島素 解析　(1)基因工程中用相同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,使其具有相同的末端,再依據(jù)堿基互補(bǔ)配對的原則進(jìn)行拼接。 (2)在基因工程中獲

38、取目的基因的方法除圖中人工合成的方法以外,還有利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和從基因文庫中獲取。 (3)上述基因工程的受體細(xì)胞是大腸桿菌,運(yùn)載體可以是質(zhì)粒,也可以是噬菌體。 (4)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質(zhì)的預(yù)期功能。 (5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱。 (6)新的胰島素是由大腸桿菌合成的,因?yàn)榇竽c桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,無法加工胰島素,所以新的胰島素還要加工、修飾。 命題角度2細(xì)胞工程綜合考查　 高考真題體驗(yàn)·對方向 1.(20

39、19全國理綜2卷,38)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比,這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2點(diǎn)即可)。? (2)通過組織培養(yǎng)技術(shù),可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體,再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示),這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長提供所需的物質(zhì),因此應(yīng)含有植物激素、　　　　　和　　　　　等幾類物質(zhì)。? (3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖,可以減少作物感染病

40、毒。為了獲得脫毒苗,可以選取植物的　　　　　進(jìn)行組織培養(yǎng)。? (4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用流程圖表示)。? 答案　(1)能保持植物原有的遺傳特性,繁殖速度快　(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用　礦質(zhì)元素　糖　(3)莖尖　(4)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株 解析　本題考查植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用。 (1)基于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的微型繁殖實(shí)現(xiàn)了植物克隆,屬于無性繁殖技術(shù)。與常規(guī)的種子繁殖方法(有性生殖)相比,微型繁殖技術(shù)可以保持植物原有的遺傳特性,快速實(shí)現(xiàn)種苗

41、的大量繁殖。 (2)人工種子的人工種皮要保證胚狀體正常的生命活動,一方面要有透氣性,使胚狀體能夠進(jìn)行呼吸作用;另一方面要有子葉或胚乳的功能,為胚狀體生長發(fā)育提供必需的植物激素、礦質(zhì)元素和糖等幾類物質(zhì)。 (3)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒很少,甚至無病毒。用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng),再生的植株就有可能不帶病毒,從而獲得脫毒苗。 (4)將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株,應(yīng)首先對含有目的基因的細(xì)胞進(jìn)行脫分化處理獲得愈傷組織,然后誘導(dǎo)其再分化,即可獲得試管苗(小植株)。 2.(2019全國理綜3卷,38)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過程如圖所示。 切取潔凈 的胡蘿卜 根段→

42、對根段進(jìn) 行消毒→切取1 cm3左 右?guī)в行纬蓪? 的組織塊→接種組 織塊→ ①　　　?、凇　　　　、邸　　　　、? 誘導(dǎo)組織塊形 成愈傷組織→誘導(dǎo)愈傷組織 形成試管苗 ?、荨　　?　　　⑥ 回答下列問題。 (1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株,這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在新的培養(yǎng)

43、基上愈傷組織通過細(xì)胞的　　　　　　　　過程,最終可形成試管苗。? (4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng),其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株,一般可保持原品種的　　　　　　　　,這種繁殖方式屬于　　　　　繁殖。? 答案　(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因) (2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織 (3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同　分化(或答:再分化) (4)誘導(dǎo)葉綠素的形成,使試管苗能夠進(jìn)行光合作用 (5)遺傳特性　無性 解析　本題以植物組織培養(yǎng)為依托,主要考查處理實(shí)

44、驗(yàn)材料與分析實(shí)驗(yàn)的能力。 (1)高度分化的植物細(xì)胞具有形成該物種完整植株的全部基因,具有發(fā)育成完整植株的潛能,即具有全能性,因此用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株。 (2)形成層細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)形成愈傷組織,因此步驟③切取的組織塊中要帶有形成層。 (3)步驟⑤為誘導(dǎo)形成愈傷組織,步驟⑥為誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗,形成不同組織、器官所需的植物激素的比例不同,且隨培養(yǎng)時間的增加,培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)不斷減少,有害代謝產(chǎn)物逐漸積累,會抑制植物的生長,因此需要更換培養(yǎng)基。 (4)形成試管苗后,葉片的形成使植物具備了進(jìn)行光合作用的條件,而葉片中葉綠素的形成需要光,因此要將試管苗在光下培養(yǎng)。

45、 (5) 植物組織培養(yǎng)過程中細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂和再分化,能夠保持原品種的遺傳特性。植物組織培養(yǎng)沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的融合,這種繁殖方式屬于無性繁殖。 3.(2018全國理綜3卷,38)2018年《細(xì)胞》期刊報道,中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)行克隆,獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}。 (1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指? ? 　。? 通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目　　　　　(填“減半”“加倍”或“不變”)。? (2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植,胚胎細(xì)胞核移植獲得克

46、隆動物的難度　　　　　(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植,其原因是　? ? 　　　　　　　　　　。? (3)在哺乳動物核移植的過程中,若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體,通常,所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目　　　(填“相同”或“不同”),性染色體組合　　　　　(填“相同”或“不同”)。? 答案　(1)將動物的一個細(xì)胞核,移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中　不變 (2)小于　胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)全能性相對容易 (3)相同　不同 解析　本題以克隆動物為背景考查動物細(xì)胞工程的操作及應(yīng)用。(1)克隆動物過程中涉及的動物細(xì)胞工程技術(shù)有核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等,其

47、中核移植技術(shù)是指將供體細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個去核的卵母細(xì)胞中,構(gòu)建重組細(xì)胞,使其發(fā)育成一個胚胎,將來發(fā)育成一個動物個體。在整個過程中,細(xì)胞只進(jìn)行有絲分裂,細(xì)胞中染色體數(shù)目不變。(2)胚胎細(xì)胞比體細(xì)胞分化程度低,故胚胎細(xì)胞核移植比體細(xì)胞核移植成功的難度小。(3)通過核移植獲得克隆動物的過程中,細(xì)胞中染色體數(shù)目不變。雌、雄動物的常染色體數(shù)目相同,而性染色體組合不同。 4.(2017全國理綜3卷,38)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個片段組成,編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成,如圖1所示。 圖1 圖2 回答下列問題。 (1)現(xiàn)要通過基因工程的方法獲得

48、蛋白乙,若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是? 　。? (2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過程中,在PCR反應(yīng)體系中加入了DNA聚合酶、引物等,還加入了序列甲作為　　　　,加入了　　　　作為合成DNA的原料。? (3)現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細(xì)胞增殖的作用,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):將一定量的含T淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對照,培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖

49、2。 ①由圖2 可知:當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時,添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加,此時若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是　　　　　　　　　　　　　。細(xì)胞培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。? ②僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少　　　(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。? 答案　(1)編碼乙的DNA序列起始端無ATG,轉(zhuǎn)錄出的mRNA無起始密碼子 (2)模板　dNTP (3)①進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)　維持培養(yǎng)液的pH　②C 解析　(1)由基因

50、乙的堿基序列可知,由該序列轉(zhuǎn)錄出的mRNA無起始密碼子,所以在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列后,所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙。(2)PCR反應(yīng)體系中除了加入了DNA聚合酶、引物等,還應(yīng)加入序列甲作為模板,加入四種脫氧核苷酸(dNTP)作為合成DNA的原料。(3)當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時,T淋巴細(xì)胞的濃度不再增加,是因?yàn)槌霈F(xiàn)了接觸抑制現(xiàn)象,所以可以進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng),使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖;培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是維持培養(yǎng)液中的pH。根據(jù)圖2可知,甲、乙兩組的T淋巴細(xì)胞數(shù)量多,丙組的T淋巴細(xì)胞數(shù)量少,根據(jù)圖1比較可知,丙組T淋巴細(xì)胞少的原因是蛋白丙缺

51、少C片段所編碼的肽段。 典題演練提能·刷高分 1.科學(xué)家將蜘蛛的蛛絲蛋白基因?qū)肷窖蝮w內(nèi),得到轉(zhuǎn)基因“蜘蛛羊”,該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白,高強(qiáng)度的蛛絲蛋白可用于許多重要的特種工業(yè)領(lǐng)域,生產(chǎn)流程見下圖。請回答下列問題。 (1)將蛛絲蛋白基因和載體通過甲過程形成的X為　　　　　　　　,該過程通常用相同的限制酶進(jìn)行切割,原因是　? 　。? (2)為了獲得蛛絲蛋白,圖中的受體細(xì)胞應(yīng)該選擇　　　　　(填性別)羊的ES細(xì)胞,這是因?yàn)镋S細(xì)胞在功能上具有　。? (3)受體細(xì)胞在體外培養(yǎng)時,采用的培養(yǎng)基是　　　　　　　　(填“固體”或“液體”)培養(yǎng)基。在培養(yǎng)環(huán)境中的空氣必須加5%的CO2,目的

52、是　　　　　　　　　　　。? (4)轉(zhuǎn)基因山羊的性狀除能產(chǎn)生蛛絲蛋白外,與提供ES細(xì)胞的個體不完全相同的原因有? ? 　。(答出兩點(diǎn)即可)? 答案　(1)基因表達(dá)載體　使目的基因和運(yùn)載體有相同的黏性末端,便于連接　(2)雌性　發(fā)育的全能性　(3)液體　維持培養(yǎng)液的pH　(4)轉(zhuǎn)基因山羊的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞;性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果;個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變 解析　(1)根據(jù)以上分析已知,圖中X表示基因表達(dá)載體;構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中,通常需要用相同的限制酶進(jìn)行切割,使目的基因和運(yùn)載體具有相同的黏性末端,便于連接。(2)根據(jù)題干信息已知,蛛絲蛋白存在于雌性動

53、物的乳汁中,且ES細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的全能性,因此為了獲得蛛絲蛋白,圖中的受體細(xì)胞應(yīng)該選擇雌羊的ES細(xì)胞。(3)培養(yǎng)動物細(xì)胞一般用液體培養(yǎng)基,且培養(yǎng)需要一定的氣體條件,其中加入5%CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH。(4)轉(zhuǎn)基因山羊的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞,且生物的性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果,此外個體發(fā)育過程中還可能發(fā)生基因突變,因此轉(zhuǎn)基因山羊的性狀除能產(chǎn)生蛛絲蛋白外,與提供ES細(xì)胞的個體不完全相同。 2.科學(xué)家擬采用基因敲除技術(shù)將小鼠的lg基因敲除,代之以人的lg基因,然后用H7N9病毒感染小鼠,得到對H7N9病毒具有免疫力的小鼠,再經(jīng)單克隆抗體技術(shù)生產(chǎn)大量的人源化抗體用于診斷、

54、治療H7N9病毒感染。 (1)長期以來人們獲得抗體的方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原,然后從動物的　　　　　中分離出抗體,用這種方法制得抗體的缺點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)本次基因敲除技術(shù)的受體細(xì)胞不是小鼠的受精卵,而是　　　　　　細(xì)胞,再將處理過的該細(xì)胞重新植入小鼠脾臟中增殖。? (3)動物細(xì)胞融合技術(shù)常用的誘導(dǎo)因素有OPEG、電激和　　　　　　　　,培養(yǎng)液中共有　　　種類型的融合細(xì)胞(只考慮細(xì)胞兩兩融合的情況)。該技術(shù)最重要的應(yīng)用是:利用融合得到的　　　　　　　　　　　　　來制備單克隆抗體,可通過　　　　　　　　　培養(yǎng)獲得這種細(xì)胞。? (4)利用上述技術(shù)生產(chǎn)

55、的單克隆抗體可制作成診斷盒,用于準(zhǔn)確、快速診斷H7N9病毒感染者,這種診斷運(yùn)用了　　　　　　　　雜交技術(shù)。? 答案　(1)血漿　抗體產(chǎn)量低、特異性差　(2)B淋巴　(3)滅活病毒　3　特定的雜交瘤細(xì)胞　選擇　(4)抗原—抗體分子 解析　(1)長期以來人們利用抗原刺激小鼠,從小鼠的血漿中提取抗體;單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備。(2)此處基因敲除技術(shù)的受體細(xì)胞不是小鼠的受精卵,而是小鼠的B淋巴細(xì)胞,因?yàn)锽淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生抗體。(3)在誘導(dǎo)細(xì)胞融合時,常用的誘導(dǎo)因素有PEG、電激和滅活病毒,若考慮兩兩融合,則有AA、BB和AB三類細(xì)胞。該技術(shù)最重要的應(yīng)用是:利用融合得到特定的

56、雜交瘤細(xì)胞來制備單克隆抗體,可通過選擇培養(yǎng)基獲得這種細(xì)胞。(4)利用上述技術(shù)生產(chǎn)的單克隆抗體可制作成診斷盒,用于準(zhǔn)確、快速診斷H7N9禽流感病毒的感染者,這種診斷運(yùn)用了抗體—抗原雜交技術(shù)。 3.(2019陜西西安一模)草莓是人們經(jīng)常食用的一種水果,有較高的營養(yǎng)價值。草莓是無性繁殖的作物,長期種植會使病毒積累在體內(nèi),產(chǎn)量降低,品質(zhì)下降。如圖是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育草莓脫毒苗的過程,請據(jù)圖回答下列問題。 外植體愈傷 組織胚狀體→脫毒苗→草莓 植株 (1)外植體能夠形成幼苗所依據(jù)的原理是　　　　　　　　　。培育脫毒苗時,一般選取　　　　　　　　　作為外植體,其依據(jù)是　。? (2)①是脫

57、分化過程,細(xì)胞脫分化是指已經(jīng)分化的細(xì)胞,經(jīng)過誘導(dǎo)后,失去其　　　　　　　　　而轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只?xì)胞的過程。②是　　　　　　　　過程。? (3)研究表明,多倍體草莓產(chǎn)量高于二倍體,利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得多倍體草莓的方法有兩種:一是使用　　　　　　　　　(藥劑)處理草莓的愈傷組織,再經(jīng)培養(yǎng)獲得多倍體植株;二是利用　　　　　　　　　(藥劑)誘導(dǎo)草莓體細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞后,再經(jīng)組織培養(yǎng)獲得多倍體植株,這種育種技術(shù)被稱為　　　　　　　　　　　　技術(shù)。? 答案　(1)植物細(xì)胞的全能性　莖尖(或芽尖或根尖)　植物分生區(qū)附近(莖尖)病毒極少,甚至無病毒 (2)特有的結(jié)構(gòu)和功能　再分化 (3)秋水仙素　聚乙

58、二醇(PEG)　植物體細(xì)胞雜交 解析　(1)植物體的任何一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植株的潛能,稱為植物細(xì)胞的全能性。外植體能夠形成幼苗所依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。培育脫毒苗時,一般選取莖尖(或芽尖或根尖)作為外植體,其依據(jù)是植物分生區(qū)附近(莖尖)病毒極少,甚至無病毒。 (2)已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程叫脫分化。②是再分化過程,再分化是指已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下,再分化出胚狀體,形成完整植株。 (3)秋水仙素可以誘導(dǎo)產(chǎn)生多倍體,使用秋水仙素處理草莓的愈傷組織,再經(jīng)培養(yǎng)獲得多倍體植株;也可以利用聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)草莓體細(xì)胞融合形成雜種細(xì)

59、胞后,再經(jīng)組織培養(yǎng)獲得多倍體植株,這種育種技術(shù)被稱為植物體細(xì)胞雜交(技術(shù))。 4.我國科學(xué)家突破了體細(xì)胞克隆猴的世界難題,成功培育出世界上首個體細(xì)胞克隆猴——“中中”和“華華”。這標(biāo)志著我國將率先開啟以獼猴作為實(shí)驗(yàn)動物模型的時代。下圖為克隆猴的流程示意圖。請回答下列問題。 (1)我國克隆猴利用的是猴胎兒成纖維細(xì)胞,該細(xì)胞是一已分化的體細(xì)胞,從理論上分析,它具有細(xì)胞的全能性,這是因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? (2)上圖中,一般選擇處于　　　　　　　　　　　　　　　　　　時期的卵母細(xì)胞進(jìn)行“去核”操作,而后采用　　　　　　　　技術(shù)將體細(xì)胞核移

60、植進(jìn)該細(xì)胞,得到重組細(xì)胞。再進(jìn)行人工激活使重組細(xì)胞分裂形成胚胎。? (3)科學(xué)家將79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴中,最終只有兩只母猴正常懷孕產(chǎn)下“中中”和“華華”,它倆的性別是否一致?　　　　;原因是　? ? 　。? (4)克隆動物技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn):①可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (5)1890年,英國劍橋大學(xué)的生物學(xué)家將純種的安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移入一只純種比利時兔的輸卵管內(nèi),成功地產(chǎn)下了兩只純種安哥拉子兔。這個實(shí)驗(yàn)首次證實(shí)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 答案　(1)成纖

61、維細(xì)胞的細(xì)胞核中含有發(fā)育成猴的全部遺傳信息　(2)減數(shù)第二次分裂中期(或MⅡ中期)　顯微注射　(3)是　“中中”和“華華”的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)相同,是經(jīng)過有絲分裂形成的　(4)可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實(shí)驗(yàn)動物模型研究人類疾病)　(5)同種動物的胚胎可以在異體動物體內(nèi)發(fā)育 解析　(1)由于猴的成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核中含有發(fā)育成猴的全部遺傳信息,因此其具有全能性,可以發(fā)育為克隆猴。 (2)核移植技術(shù)過程中一般選擇處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞,然后利用顯微注射的方法將體細(xì)胞核移植進(jìn)該細(xì)胞。 (3)根據(jù)題意分析,“中中”和“華華”都是體細(xì)胞核移植技術(shù)的產(chǎn)物,它們的細(xì)胞

62、核中遺傳物質(zhì)相同,是經(jīng)過有絲分裂形成的,因此兩者的性別是相同的。 (4)克隆動物技術(shù)可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育;還可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實(shí)驗(yàn)動物模型研究人類疾病)。 (5)根據(jù)題意分析,將純種的安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移入一只純種比利時兔的輸卵管內(nèi),成功地產(chǎn)下了兩只純種安哥拉子兔,該實(shí)驗(yàn)中胚胎和受體是兩種兔的,說明同種動物的胚胎可以在異體動物體內(nèi)發(fā)育。 5.(2019遼寧撫順一模)如圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法,設(shè)計生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌抗體的實(shí)驗(yàn)方案。請據(jù)圖回答下列問題。 (1)制備單克隆抗體的過程中用到的動物細(xì)胞工程的技術(shù)手段有　　　　　　　和　　　　

63、　　　。? (2)制備單克隆抗體的免疫學(xué)基本原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)該方案能達(dá)到預(yù)期效果嗎?　　　　　　,原因是? ? 　。? (4)圖中過程②中常用　　　　　　　　　作為誘導(dǎo)劑。如果能成功獲得理想的雜交瘤細(xì)胞,該細(xì)胞的特點(diǎn)是　(答兩點(diǎn))。? (5)破傷風(fēng)桿菌的抗體最終可從　　　　　　　　　和小鼠腹水中提取。? 答案　(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)　動物細(xì)胞融合　(2)每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體　(3)不能　沒有將抗原注入小鼠體內(nèi),無法獲得產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞　(4)滅活的病毒　既能產(chǎn)生專一抗體,又能迅速大量繁殖　(5)細(xì)胞培養(yǎng)液 解析　(1)

64、制備單克隆抗體的過程中用到的動物細(xì)胞工程的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合兩項(xiàng)生物技術(shù)。(2)制備單克隆抗體的免疫學(xué)基本原理是每一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。(3)要制備單克隆抗體,首先要將抗原注入到小鼠體內(nèi),從小鼠脾臟中獲得能夠產(chǎn)生單一抗體的B淋巴細(xì)胞,因此圖中實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期效果。(4)圖中過程②中常用滅活的仙臺病毒作為誘導(dǎo)劑。如果能成功獲得理想的雜交瘤細(xì)胞,該細(xì)胞具有雙親細(xì)胞的遺傳物質(zhì),既能產(chǎn)生專一抗體,又能迅速大量繁殖。(5)破傷風(fēng)桿菌的抗體最終可從細(xì)胞培養(yǎng)液和小鼠腹水中提取。 命題角度3胚胎工程　 高考真題體驗(yàn)·對方向 1.(2019江蘇,29)利用基因編輯技術(shù)將病毒

65、外殼蛋白基因?qū)胴i細(xì)胞中,然后通過核移植技術(shù)培育基因編輯豬,可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。下圖為基因編輯豬培育流程,請回答下列問題: (1)對1號豬使用　　　　處理,使其超數(shù)排卵,收集并選取處在　　　　時期的卵母細(xì)胞用于核移植。? (2)采集2號豬的組織塊,用　　　　處理獲得分散的成纖維細(xì)胞,放置于37 ℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),其中CO2的作用是　　　。? (3)為獲得更多基因編輯豬,可在胚胎移植前對胚胎進(jìn)行　　　　。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自于　　　　號豬。? (4)為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導(dǎo)入4號豬并正常表達(dá),可采用的方法有　　　　(填序號)。? ①DNA測序 ②染色體倍

66、性分析 ③體細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析 ④抗原-抗體雜交 答案　(1)促性腺激素　減數(shù)第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(膠原蛋白酶)　維持培養(yǎng)液的pH (3)分割　2 (4)①④ 解析　(1)由圖可知,1號豬提供的是卵母細(xì)胞,需要注射促性腺激素使其超數(shù)排卵,獲得的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能進(jìn)行核移植。 (2)用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理2號豬的組織塊可分散成單個的成纖維細(xì)胞,培養(yǎng)箱中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。 (3)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得更多的基因編輯豬;由圖可知,基因編輯豬的細(xì)胞核來自于2號豬,因此產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自于2號豬。 (4)檢測病毒外殼蛋白基因(目的基因)是否導(dǎo)入4號豬,可以采用DNA分子雜交法檢測目的基因的序列;目的基因表達(dá)的最終產(chǎn)物是蛋白質(zhì)(病毒外殼蛋白),可以利用抗原—抗體雜交法進(jìn)行檢測,①和④符合題意。 2.(2015山東理綜,36)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下: (1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的　　　　　　　　　　技術(shù),過程②采用的是胚胎工程中的　　　　　　　　　　　技術(shù)