2021新高考生物二輪總復(fù)習(xí)學(xué)案第15講基因工程和細(xì)胞工程

第15講基因工程和細(xì)胞工程重做真題感悟考情1.(2020山東,13)兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個細(xì)胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂,形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會被全部排出,未排出的染色體片段可以整合到另一個細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理,將普通小麥與耐鹽性強(qiáng)的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種,過程如下圖所示。下列說法錯誤的是()A.過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞B.過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂C.過程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D.耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段解讀以利用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育耐鹽小麥新品種為情境,引導(dǎo)考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解釋生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的實(shí)際問題,體現(xiàn)了考查的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性。2.(2020山東,14)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚,通過胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說法錯誤的是()A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得解讀以小鼠胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用為情境,綜合考查胚胎工程方面的知識,體現(xiàn)了考查的基礎(chǔ)性、綜合性。3.(2019江蘇,23)(多選)下圖為雜交瘤細(xì)胞制備示意圖。骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT),在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA,無法生長。下列敘述正確的是()A.可用滅活的仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合B.兩兩融合的細(xì)胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長C.雜交瘤細(xì)胞需進(jìn)一步篩選才能用于生產(chǎn)D.細(xì)胞膜的流動性是細(xì)胞融合的基礎(chǔ)4.(2020山東,25)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉,直鏈淀粉所占比例越小糯性越強(qiáng)?？蒲腥藛T將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉(zhuǎn)入水稻,實(shí)現(xiàn)了對直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動子序列的定點(diǎn)編輯,從而獲得了3個突變品系。(1)將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時,所需的酶是,重組載體進(jìn)入水稻細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為。

(2)根據(jù)啟動子的作用推測,Wx基因啟動子序列的改變影響了,從而改變了Wx基因的轉(zhuǎn)錄水平。與野生型水稻相比,3個突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列(填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)改變,原因是。

(3)為檢測啟動子變化對Wx基因表達(dá)的影響,科研人員需要檢測Wx基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA(WxmRNA)的量。檢測時分別提取各品系胚乳中的總RNA,經(jīng)過程獲得總cDNA。通過PCR技術(shù)可在總cDNA中專一性地?cái)U(kuò)增出Wx基因的cDNA,原因是。

(4)各品系WxmRNA量的檢測結(jié)果如下圖所示,據(jù)圖推測糯性最強(qiáng)的品系為,原因是

。

解讀以通過改變水稻直鏈淀粉合成酶基因的表達(dá)水平來培育糯性水稻品系為情境,綜合考查基因工程的原理、工具和基本操作程序,啟動子的含義和功能,PCR技術(shù)的原理等知識,并引導(dǎo)考生運(yùn)用創(chuàng)新性思維解釋通過修改啟動子培育糯性水稻品系的原理,體現(xiàn)了考查的基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性。梳理網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)基固本構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)——填一填A(yù),B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N。

應(yīng)知應(yīng)會——記一記1.限制酶具有特異性,即一種限制酶只能識別特定的堿基序列,并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割。2.質(zhì)粒是常用的載體,它是一種小型的環(huán)狀DNA分子,具有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)及標(biāo)記基因。3.目的基因的獲取有從基因文庫中獲取和人工合成兩類方法。4.基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。5.目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用顯微注射技術(shù);目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法。6.植物組織培養(yǎng)需要各種營養(yǎng)成分和植物激素,動物細(xì)胞培養(yǎng)也需要各種營養(yǎng)成分及血清、血漿等一些天然成分。7.植物體細(xì)胞雜交可用于作物育種,動物細(xì)胞融合可用于單克隆抗體的制備。8.產(chǎn)生單克隆抗體的細(xì)胞是雜交瘤細(xì)胞,它既能產(chǎn)生單克隆抗體又能無限增殖。概念辨析——判一判1.目的基因就是指編碼蛋白質(zhì)的基因。()2.用PCR方法擴(kuò)增目的基因時需要設(shè)計(jì)兩種引物。()3.為培育抗除草劑的作物新品種,導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體。()4.抗蟲基因即使成功地插入植物細(xì)胞染色體上,也未必能正常表達(dá)。()5.檢測目的基因是否成功表達(dá)可用抗原—抗體雜交技術(shù)。()6.應(yīng)用DNA探針技術(shù),可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完成表達(dá)。()7.在愈傷組織形成幼苗的再分化過程中,不會發(fā)生細(xì)胞的增殖。()8.用鹽酸水解法可去掉細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體。()9.離體的植物細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的愈傷組織,包上人工種皮可得到人工種子。()10.肝細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸。()11.動物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞必須是卵細(xì)胞。()12.B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后有三種細(xì)胞類型(只考慮兩個細(xì)胞間融合)。()13.植物原生質(zhì)體融合與動物細(xì)胞融合原理相同。()核心考點(diǎn)能力突破考點(diǎn)1基因工程及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性熱考內(nèi)容練析考向一基因工程操作的基本工具及PCR技術(shù)

1.(2020山東德州6月模擬)(多選)農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的TDNA可以轉(zhuǎn)移并隨機(jī)插入到被侵染植物的染色體DNA中。研究者將下圖中被侵染植物的DNA片段連接成環(huán),并以此環(huán)為模板進(jìn)行PCR,擴(kuò)增出TDNA插入位置兩側(cè)的未知序列,以此可確定TDNA插入的具體位置。下列說法不正確的是()注子鏈從引物的3'端開始延伸A.PCR擴(kuò)增依據(jù)的是DNA分子雙鏈復(fù)制的原理B.進(jìn)行PCR擴(kuò)增需要的酶有解旋酶和熱穩(wěn)定DNA聚合酶C.利用圖中的引物②③組合可擴(kuò)增岀兩側(cè)的未知序列D.通過與受體細(xì)胞的基因組序列比對,可確定TDNA的插入位置2.(2020山東威海4月一模)(多選)PCR是一種在生物體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù),被廣泛應(yīng)用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、基因克隆等方面。下列關(guān)于PCR反應(yīng)的敘述,錯誤的是()A.PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖液中進(jìn)行B.PCR反應(yīng)需要的能量由ATP直接提供C.用新形成的DNA鏈作模板再次復(fù)制時,不需要引物D.PCR反應(yīng)中每次循環(huán)均可分為變性、復(fù)性和延伸三步考向二基因工程在生產(chǎn)、科技中的應(yīng)用

3.(2020山東濟(jì)南5月二模)(多選)血清白蛋白對于治療由肝炎引發(fā)的肝硬化和肝腹水等疾病具有顯著療效,之前只能從血液中提取。我國某生物科技公司利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將血清白蛋白基因?qū)胨九呷榧?xì)胞,一段時間后成功提取的植物源重組人血清白蛋白,已通過臨床前實(shí)驗(yàn)。下列說法錯誤的是()A.利用從血液中提取的血清白蛋白治療疾病,存在使人感染傳染病的隱患B.添加糖類化合物有利于吸引農(nóng)桿菌進(jìn)入水稻胚乳受體細(xì)胞C.構(gòu)建植物源重組人血清白蛋白基因表達(dá)載體的目的是使農(nóng)桿菌TDNA中的目的基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞并穩(wěn)定表達(dá)D.水稻胚乳細(xì)胞可以對植物源重組人血清白蛋白基因表達(dá)的初始翻譯產(chǎn)物進(jìn)行加工4.(2020山東青島6月二模)基因沉默是真核生物細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)節(jié)的一種重要手段。下圖甲是由雙鏈RNA(dsRNA)介導(dǎo)的、由特定酶參與的特異性基因沉默現(xiàn)象,最終阻斷基因的表達(dá)。圖乙為利用基因工程反向插入目的基因來抑制目的基因表達(dá)的示意圖。下列說法正確的是()A.基因沉默一定是通過mRNA的降解來實(shí)現(xiàn)的B.圖甲中的降解過程需要解旋酶和RNA聚合酶C.反向插入目的基因和目的基因二者轉(zhuǎn)錄的模板相同D.mRNA1和mRNA2上的A+U占全部堿基的比例是相同的考向三轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性

5.(2020山東菏澤4月一模)轉(zhuǎn)基因生物培育成功的關(guān)鍵是保證目的基因在受體中的正常表達(dá)或抑制特定基因的表達(dá)。在這個過程中,根據(jù)獲得的目的基因不同、采取的措施不同等,培育時選擇的方法也不相同?；卮鹣铝袉栴}。(1)利用乳腺生物反應(yīng)器獲得胰島素的過程中,為保證通過反轉(zhuǎn)錄法獲得的胰島素基因能正常表達(dá),在構(gòu)建基因表達(dá)載體時需將獲得的含目的基因的片段連接在之間,然后通過的方法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入中。

(2)為降低耐除草劑轉(zhuǎn)基因水稻通過花粉傳播而引起的環(huán)境生物安全問題,一是利用轉(zhuǎn)入的耐除草劑基因的位置進(jìn)行控制,如;二是將耐除草劑基因拆分為兩部分,只有兩部分片段同時存在才具有耐除草劑的特性,請?zhí)岢隹尚械拇胧?

。

(3)下圖中插入顛倒的轉(zhuǎn)錄區(qū)的目的是,其原理可能是顛倒的轉(zhuǎn)錄區(qū)與轉(zhuǎn)錄區(qū)形成的RNA通過原則形成雙鏈而無法使轉(zhuǎn)錄區(qū)形成的RNA與核糖體結(jié)合。

辨清易錯易混1.有關(guān)基因工程概念及其工具的8個易錯易混點(diǎn)(1)限制酶是一類酶,而不是一種酶。(2)限制酶的成分為蛋白質(zhì),其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件,高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。(3)在切割目的基因和載體時要求用同一種限制酶,目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將一個基因從DNA分子上切割下來,需要切兩處,同時產(chǎn)生4個末端。(5)不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同,同一個DNA分子用不同的限制酶切割,產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外,不能破壞標(biāo)記基因,以便于進(jìn)行檢測。(7)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械妮d體是DNA分子,能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi);膜載體是蛋白質(zhì),與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。(8)基因工程中有3種工具,但工具酶只有2種。2.有關(guān)基因工程操作過程的4個易錯易混點(diǎn)(1)基因表達(dá)需要啟動子與終止子的調(diào)控,所以目的基因應(yīng)插入啟動子與終止子之間的部位。(2)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程,稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。(3)標(biāo)記基因的作用——篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。(4)受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞(經(jīng)組織培養(yǎng)培養(yǎng)成新個體)、動物受精卵(一般不用體細(xì)胞)、微生物(大腸桿菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌);一般不用支原體,原因是它營寄生生活;一定不能用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞,原因是它無細(xì)胞核,不能合成蛋白質(zhì)。3.有關(guān)基因工程應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程的2個易錯易混點(diǎn)(1)基因治療后,缺陷基因沒有改變。基因治療是把正?；?qū)胧荏w細(xì)胞中,以表達(dá)正常產(chǎn)物從而治療疾病,對原來細(xì)胞中存在缺陷的基因沒有清除或改變。(2)對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行改造,其本質(zhì)是改變其基因組成。如果對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造,即使改造成功,被改造的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳?？键c(diǎn)2細(xì)胞工程熱考內(nèi)容練析考向一植物細(xì)胞工程

1.(2020山東威海4月一模)(多選)草莓是一種營養(yǎng)價值較高的水果,深受人們喜愛,但由于草莓是無性繁殖,感染的病毒很容易傳給后代,導(dǎo)致產(chǎn)量降低,品質(zhì)變差?？蒲腥藛T通過熱處理結(jié)合莖尖培養(yǎng)法,取得了較好的脫毒效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示(S代表成活率,D代表脫毒率)。下列敘述錯誤的是()莖尖長度/mm38℃熱處理時間/d102030400.3~0.5S:36.7%;D:81.8%S:40.0%;D:83.3%S:30.0%;D:100%S:16.7%;D:100%續(xù)表莖尖長度/mm38℃熱處理時間/d102030400.5~0.8S:60.0%;D:66.7%S:60.0%;D:72.2%S:50.0%;D:93.3%S:40.0%;D:100%0.8~1.0S:93.3%;D:57.1%S:85.7%;D:69.2%S:60.0%;D:94.4%S:46.7%;D:92.8%A.莖尖培養(yǎng)法運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)B.一般來說,莖尖越小,脫毒率越高C.熱處理時間越長,成活率越高D.適當(dāng)提高熱處理溫度,脫毒效果會更好2.(2020山東煙臺6月模擬)細(xì)菌或病毒感染植物時會借助輸導(dǎo)組織的導(dǎo)管通道、胞間連絲等結(jié)構(gòu)擴(kuò)散,導(dǎo)致其產(chǎn)量和品質(zhì)退化。但是被感染的植株莖尖分生組織的細(xì)胞中通常不含病毒,可以利用這些部位的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng),快速生產(chǎn)出脫毒苗。下列敘述正確的是()A.植物細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸和信息交流只能依靠胞間連絲B.細(xì)胞壁無選擇透過性,在抵御病原體侵害方面不起作用C.植株莖尖分生組織的細(xì)胞中不含病毒的原因可能是該部位輸導(dǎo)組織尚未發(fā)育完善且細(xì)胞間胞間連絲不發(fā)達(dá)D.生產(chǎn)脫毒苗的過程和培養(yǎng)克隆動物所依據(jù)的原理都是細(xì)胞的全能性考向二動物細(xì)胞工程及應(yīng)用

3.(2020山東一模)下列關(guān)于單克隆抗體制備的說法,正確的是()A.將特定抗原注射到小鼠體內(nèi),可以從小鼠血清中獲得單克隆抗體B.經(jīng)特定抗原免疫過的B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時可分泌單克隆抗體C.誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后,發(fā)生融合的細(xì)胞均為雜交瘤細(xì)胞D.篩選出雜交瘤細(xì)胞后,需利用特定抗原再次篩選分泌單克隆抗體的細(xì)胞規(guī)律總結(jié)單克隆抗體制備過程中兩次篩選分析第一次篩選:利用特定選擇培養(yǎng)基篩選,獲得雜交瘤細(xì)胞,即AB型細(xì)胞(A為B細(xì)胞,B為骨髓瘤細(xì)胞),不需要A、B、AA、BB型細(xì)胞。第二次篩選:利用多孔板法和抗原—抗體雜交法篩選,獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。4.(2020山東濱州三模)(多選)SIRT1基因被稱為長壽基因,SIRT1蛋白對于延緩內(nèi)皮細(xì)胞衰老,改善因衰老而引起的內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙方面具有重要作用?？茖W(xué)家研究白藜蘆醇對人內(nèi)皮細(xì)胞衰老凋亡、SIRT1基因的影響的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。其中P1~P35是指體外培養(yǎng)的人內(nèi)皮細(xì)胞的傳代次數(shù)。下列說法正確的是()圖1圖2圖3A.人內(nèi)皮細(xì)胞傳代培養(yǎng)時,需使用胰蛋白酶處理貼壁生長的內(nèi)皮細(xì)胞B.隨傳代次數(shù)增加,人內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)自由基減少,SIRT1基因相對表達(dá)水平降低C.對照組應(yīng)使用等量清水處理人內(nèi)皮細(xì)胞,溫度等與實(shí)驗(yàn)組保持一致D.適當(dāng)濃度的白藜蘆醇可以降低體外培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡率題圖分析圖1表示隨著細(xì)胞傳代次數(shù)增加,細(xì)胞凋亡百分率增加。圖2表示隨著細(xì)胞傳代次數(shù)增加,SIRT1基因的表達(dá)水平先是增加然后降低。圖3表示在白藜蘆醇的干預(yù)下,人內(nèi)皮細(xì)胞中SIRT1基因的表達(dá)水平升高。辨清易錯易混1.辨析有關(guān)植物細(xì)胞工程的3個易錯易混點(diǎn)(1)植物體細(xì)胞雜交即兩個細(xì)胞融合成一個細(xì)胞,不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。(2)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時,有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織,從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。(3)人工種子發(fā)育初期需要的營養(yǎng)物質(zhì)由人工胚乳提供。2.辨析有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞核移植的3個易錯易混點(diǎn)(1)植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)都存在細(xì)胞的培養(yǎng)過程,但植物細(xì)胞可以先分裂再分化,而動物細(xì)胞不分化只分裂。(2)區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵是是否分瓶培養(yǎng)。貼壁生長到一定程度需要用胰蛋白酶處理,然后再分瓶培養(yǎng),原代培養(yǎng)結(jié)束,開始了傳代培養(yǎng)。(3)核移植過程中供體理論上是提供細(xì)胞核,但操作過程中可以把整個體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中去,原因是體細(xì)胞體積相對較小,取核難度較大,另外細(xì)胞膜對核融合的障礙性較小。3.辨析有關(guān)動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的3個易錯易混點(diǎn)(1)滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力,但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。(2)除了受到注射的抗原的刺激,小鼠在生活過程中還可能受到其他抗原的刺激,因此從小鼠體內(nèi)取出的多個B淋巴細(xì)胞可能產(chǎn)生多種不同的抗體,所以進(jìn)行第二次篩選是非常必要的。(3)單克隆抗體制備過程中,進(jìn)行了多次動物細(xì)胞培養(yǎng)的操作,說明動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)?？键c(diǎn)3胚胎工程及其倫理問題熱考內(nèi)容練析考向一胚胎工程操作流程及應(yīng)用

1.(2020山東濟(jì)南4月一模)人體移植器官數(shù)量短缺是一個世界性難題。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家將病人的體細(xì)胞核放入去核的卵母細(xì)胞中,讓重組細(xì)胞發(fā)育為早期胚胎,利用胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為特定的器官,解決了這一難題。下列敘述正確的是()A.重組細(xì)胞體外培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)都加入CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定B.加入分化誘導(dǎo)因子可以誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞進(jìn)行定向分化C.誘導(dǎo)分化時加入激素使特定器官移植時不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.特定器官細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)與病人體細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同2.(2020山東青島4月一模)中國科學(xué)院動物研究所首席科學(xué)家、動物克隆與受精生物學(xué)學(xué)科帶頭人陳大元,曾主持科研攻關(guān)項(xiàng)目——“攀登”,進(jìn)行大熊貓的異種克隆。他們將大熊貓的體細(xì)胞核放入兔子的去核卵母細(xì)胞之中,并使其成功發(fā)育成囊胚,標(biāo)志著異種核質(zhì)相容的問題得到解決,異種克隆大熊貓邁過了第一道“坎”;然后至關(guān)重要的是選擇一種合適的“代孕母體”。下圖是該研究的理論流程圖。下列說法正確的是()A.步驟甲、乙分別是指大熊貓體細(xì)胞核移植、胚胎收集B.誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞C.重組細(xì)胞發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液D.步驟甲和步驟乙中的供體和受體需要同期發(fā)情處理考向二生物工程的綜合應(yīng)用

3.(2020山東泰安四模)據(jù)媒體報道,《自然》子刊雜志發(fā)表了一篇最新論文,介紹了一種能夠阻斷新型冠狀病毒感染的全人源單克隆抗體。下列敘述錯誤的是()A.人B細(xì)胞在超免疫缺陷鼠體內(nèi)受到抗原刺激會增殖分化產(chǎn)生抗體B.人抗體基因克隆前需要進(jìn)行多次篩選和檢測C.產(chǎn)生的重組抗體,需要細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助才能釋放到細(xì)胞外D.全人源單克隆抗體能有效降低人體的免疫排斥反應(yīng)4.(2020山東青島5月模擬)單克隆抗體的應(yīng)用前景廣闊,下圖是某科研所獲取單克隆抗體的示意圖。下列說法不正確的是()A.PCR過程中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)B.為了便于構(gòu)建基因表達(dá)載體,可在引物的5'端加上限制性酶切位點(diǎn)C.檢測篩選的目的是篩選出能夠無限增殖又能產(chǎn)生專一抗體的細(xì)胞D.A細(xì)胞通常是對實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行特定抗原注射后獲取的B淋巴細(xì)胞辨清易錯易混1.辨析體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的5個易錯易混點(diǎn)(1)成熟的精子并不具有受精能力,必須獲能后才具備受精能力。(2)卵細(xì)胞形成過程中,減數(shù)第一次分裂在排卵前后完成,而減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成。(3)排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。(4)受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個極體;而受精過程完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。(5)精子的發(fā)生場所——睪丸的曲細(xì)精管;卵子的發(fā)生場所——卵巢;受精場所——輸卵管;受精卵的發(fā)育場所——輸卵管和子宮;精子發(fā)生的時間及特點(diǎn)——初情期后,減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂連續(xù)進(jìn)行;卵子發(fā)生的時間及特點(diǎn)——胚胎性別分化以后,減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂不連續(xù)進(jìn)行。2.辨析胚胎移植和胚胎分割移植的7個易錯易混點(diǎn)(1)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必須在原腸胚之前,不能直接移植受精卵。(2)兩次檢查:①收集胚胎檢查;②移植后是否妊娠檢查。(3)沖卵含義:沖出早期胚胎,不是沖出卵子。(4)胚胎移植的供體和受體必須是同種生物。(5)同期發(fā)情處理用雌性激素,超數(shù)排卵處理用促性腺激素。(6)試管動物的性別和性狀由父本、母本決定,而克隆動物的性別和性狀與核供體相同。(7)胚胎的產(chǎn)生過程一般是有性生殖,但胚胎分割是無性生殖方式。第15講基因工程和細(xì)胞工程重做真題·感悟考情1.C解析由題圖可知,①為去掉細(xì)胞的細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程,去掉細(xì)胞壁一般用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞,A項(xiàng)正確;由題干可知,兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出,因此需要將中間偃麥草細(xì)胞的染色體斷裂,故②用不同劑量的紫外線照射的目的是斷裂中間偃麥草細(xì)胞的染色體,B項(xiàng)正確;圖中③為兩種原生質(zhì)體的融合,常用的融合手段為物理法和化學(xué)法,滅活的病毒通常用來融合動物細(xì)胞,C項(xiàng)錯誤;普通小麥不具有耐鹽性狀,因此篩選出的耐鹽小麥中控制耐鹽性狀的基因來自中間偃麥草的染色體片段,D項(xiàng)正確。2.C解析為獲得更多卵子,需要用促性腺激素處理雌性個體使其超數(shù)排卵,A項(xiàng)正確;剛排出的精子不能與卵子受精,必須進(jìn)行獲能處理即發(fā)生相應(yīng)的生理變化后才能獲得受精能力,因此在體外受精前要對小鼠的精子進(jìn)行獲能處理,B項(xiàng)正確;胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量,一般動物胚胎在桑椹胚或囊胚階段移植,小鼠胚胎可在更早的階段移植,C項(xiàng)錯誤;可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳改造,D項(xiàng)正確。3.ACD解析動物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)方法有物理法、化學(xué)法和病毒法(如滅活的仙臺病毒),A項(xiàng)正確;細(xì)胞融合是隨機(jī)發(fā)生的,融合后會出現(xiàn)免疫B細(xì)胞與免疫B細(xì)胞融合、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合、免疫B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,其中只有免疫B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合既能無限增殖又能在HAT篩選培養(yǎng)液中生長,其他兩種則不能同時具備這兩種條件而無法生長,B項(xiàng)錯誤;不同免疫B細(xì)胞分泌的特異性抗體不同,因此可根據(jù)抗原抗體特異性結(jié)合的原理在HAT篩選培養(yǎng)液中篩選出所需要的特定抗體,從而把能分泌需要特定抗體的雜交瘤細(xì)胞篩選出來,C項(xiàng)正確;動物細(xì)胞融合是以細(xì)胞膜的流動性為基礎(chǔ)的,D項(xiàng)正確。4.答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶轉(zhuǎn)化(2)RNA聚合酶與啟動子的識別和結(jié)合不發(fā)生編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動子(3)逆轉(zhuǎn)錄(或:反轉(zhuǎn)錄)引物是根據(jù)Wx基因的一段已知序列設(shè)計(jì)合成的(或:引物能與Wx基因的cDNA特異性結(jié)合)(4)品系3品系3的WxmRNA最少,控制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強(qiáng)解析(1)將目的基因和質(zhì)粒構(gòu)建成重組載體時,需要使用的酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶,將重組載體導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)并維持穩(wěn)定表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化。(2)啟動子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的位點(diǎn),Wx基因啟動子序列的改變會影響RNA聚合酶與啟動子識別和結(jié)合,從而影響基因的轉(zhuǎn)錄過程。根據(jù)題意可知,該基因工程中編輯的是啟動子序列,而啟動子序列不參與編碼直鏈淀粉的氨基酸,因此3種突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉的氨基酸序列不發(fā)生改變。(3)以細(xì)胞中的RNA為原料合成cDNA的過程需經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過程,PCR技術(shù)能擴(kuò)增DNA分子中特定片段的目的基因(Wx基因)的原因是引物是根據(jù)Wx基因的一段已知序列合成的,而PCR技術(shù)擴(kuò)增的是處于兩種引物之間的DNA序列。(4)根據(jù)圖示可知,品系3的mRNA最少,控制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強(qiáng)。梳理網(wǎng)絡(luò)·強(qiáng)基固本構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)——填一填A(yù).限制酶B.體外基因治療C.體內(nèi)基因治療D.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞E.標(biāo)記基因F.啟動子G.DNA分子雜交H.DNA與RNA雜交I.抗原—抗體雜交J.植物細(xì)胞的全能性K.植物組織培養(yǎng)L.核移植M.特異性強(qiáng)N.可大量制備概念辨析——判一判1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.×8.×9.×10.×11.×12.√13.√核心考點(diǎn)·能力突破考點(diǎn)1基因工程及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性1.BC解析PCR擴(kuò)增依據(jù)的是DNA分子雙鏈復(fù)制的原理,A項(xiàng)正確;進(jìn)行PCR擴(kuò)增需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶),利用高溫變性解開雙鏈,不需要解旋酶,B項(xiàng)錯誤;DNA的兩條鏈反向平行,子鏈從引物的3'端開始延伸,則利用圖中的引物①④組合可擴(kuò)增岀兩側(cè)的未知序列,C項(xiàng)錯誤;通過與受體細(xì)胞的基因組序列比對,即可確定TDNA的插入位置,D項(xiàng)正確。2.BC解析PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖液中進(jìn)行,A項(xiàng)正確;PCR反應(yīng)不需要ATP直接提供能量,B項(xiàng)錯誤;用新形成的DNA鏈作模板再次復(fù)制時,需要引物,C項(xiàng)錯誤;PCR反應(yīng)中每次循環(huán)均可分為變性、復(fù)性和延伸三步,可以快速擴(kuò)增DNA,D項(xiàng)正確。3.BC解析由于血液中可能存在一些導(dǎo)致傳染病發(fā)生的病原體(如HIV),故利用從血液中提取的血清白蛋白治療疾病,存在使人感染傳染病的隱患,A項(xiàng)正確;添加酚類化合物有利于吸引農(nóng)桿菌進(jìn)入水稻胚乳受體細(xì)胞,B項(xiàng)錯誤;構(gòu)建植物源重組人血清白蛋白基因表達(dá)載體的目的是使人血清白蛋白基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時,使人血清白蛋白基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用,C項(xiàng)錯誤;由于水稻為真核細(xì)胞,含有復(fù)雜的細(xì)胞器,所以水稻胚乳細(xì)胞可以對植物源重組人血清白蛋白基因表達(dá)的初始翻譯產(chǎn)物進(jìn)行加工,D項(xiàng)正確。4.D解析圖甲表示通過目標(biāo)mRNA被降解實(shí)現(xiàn)基因沉默,圖乙表示通過互補(bǔ)mRNA的形成,使目標(biāo)mRNA與互補(bǔ)mRNA配對結(jié)合造成基因沉默,A項(xiàng)錯誤;RNA聚合酶是合成RNA所需的酶,不用在RNA降解過程中,B項(xiàng)錯誤;反向插入目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA互補(bǔ),所以二者轉(zhuǎn)錄模板應(yīng)該互補(bǔ),并不相同,C項(xiàng)錯誤;mRNA1和mRNA2是互補(bǔ)mRNA,且在mRNA互補(bǔ)過程中,堿基A與U配對,所以兩條mRNA上的A+U占全部堿基的比例是相同的,D項(xiàng)正確。5.答案(1)(乳腺蛋白基因的)啟動子和終止子顯微注射(發(fā)育為)雌性個體的受精卵(2)將耐除草劑基因?qū)氲饺~綠體中將拆分后的基因分別導(dǎo)入不同的個體,獲得純合品系1和品系2,將兩者雜交獲得同時具有兩個片段的個體(合理即可)(3)抑制轉(zhuǎn)錄區(qū)基因的表達(dá)堿基互補(bǔ)配對解析(1)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時需將獲得的含目的基因的片段連接在乳腺蛋白基因的啟動子和終止子之間;將目的基因轉(zhuǎn)入動物細(xì)胞通常采用顯微注射法,受體細(xì)胞通常是雌性個體的受精卵。(2)為降低耐除草劑轉(zhuǎn)基因水稻通過花粉傳播而引起的環(huán)境生物安全問題,一種方法是將耐除草劑基因?qū)氲饺~綠體中,形成的花粉就不含有目的基因;另一種方法是將耐除草劑基因拆分為兩部分,只有兩部分片段同時存在才具有耐除草劑的特性,可將拆分后的基因分別導(dǎo)入不同的個體,獲得純合品系1和品系2,將兩者雜交獲得同時具有兩個片段的個體。(3)在啟動子后插入顛倒的轉(zhuǎn)錄區(qū)可以抑制基因的表達(dá);顛倒的轉(zhuǎn)錄區(qū)與轉(zhuǎn)錄區(qū)形成的RNA通過堿基互補(bǔ)配對的原則形成雙鏈從而抑制翻譯過程?？键c(diǎn)2細(xì)胞工程1.CD解析由表格數(shù)據(jù)可知,隨著根尖長度的增長,在相同處理時間下,S增大,D減小。莖尖培養(yǎng)法運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),原理是植物細(xì)胞的全能性,A項(xiàng)正確;根據(jù)表格中的D值可知,一般來說,莖尖越小,脫毒率越高,B項(xiàng)正確;由表格數(shù)據(jù)可知,熱處理時間越長,成活率越低,C項(xiàng)錯誤;根據(jù)表格信息,無法確定提高熱處理溫度之后的脫毒效果,D項(xiàng)錯誤。2.C解析高等植物細(xì)胞之間通過胞間連絲進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸和信息交流,是細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的方式之一,A項(xiàng)錯誤;細(xì)胞壁具有全透性,在抵御病原體侵害方面有一定的作用,B項(xiàng)錯誤;植株莖尖分生組織的細(xì)胞中不含病毒的原因可能是該組織細(xì)胞間胞間連絲不發(fā)達(dá),C項(xiàng)正確;細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能,分生組織細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)生產(chǎn)出脫毒苗過程的原理是植物細(xì)胞的全能性,但培養(yǎng)克隆動物所依據(jù)的原理是動物細(xì)胞