2025版高考生物二輪復(fù)習(xí)課件 限時(shí)練25 單抗與雙抗、基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用

單抗與雙抗、基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用限時(shí)練25

(時(shí)間：40分鐘

分值：50分)1.(2024·湖南雅禮中學(xué)調(diào)研)雙特異性抗體可同時(shí)與癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞特異性結(jié)合，它一端與癌細(xì)胞結(jié)合，一端與T細(xì)胞結(jié)合，將T細(xì)胞拉近癌細(xì)胞，大大提高了殺滅癌細(xì)胞的效率。CD19是癌細(xì)胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受體位于T細(xì)胞表面，與抗體結(jié)合后，其免疫功能得到激活。如圖是研究人員通過雜交瘤細(xì)胞技術(shù)生產(chǎn)雙特異性單克隆抗體的部分過程?；卮鹣铝袉栴}。(1)給小鼠注射CD19蛋白，是為了從小鼠的脾臟中分離得到____________________；注射的抗原A是指___________。(2)過程②和④所用誘導(dǎo)方法與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合所用方法的不同之處是________。過程③培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí)需提供的氣體條件是95%空氣和5%CO2的混合氣體，其中CO2的主要作用是___________________________。免疫的B淋巴細(xì)胞CD3蛋白滅活病毒維持培養(yǎng)液的pH過程⑤篩選獲得的細(xì)胞具有的特點(diǎn)是__________________________________。(3)與從血清中提取的CD19抗體、抗A抗原的抗體相比，通過雙雜交瘤細(xì)胞得到雙特異性單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________。雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果往往優(yōu)于抗體CD19和A抗體的聯(lián)合使用，原因是_____________________________________。既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體雙特異性單克隆抗體可以識(shí)別兩種抗原既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量解析

(1)給小鼠注射CD19蛋白，是為了從小鼠的脾臟中獲得已免疫的B淋巴細(xì)胞，該細(xì)胞能夠產(chǎn)生特定抗體。分析題意，本過程的目的是得到雙特異性單克隆抗體，故為保證最終雙特異性單克隆抗體的產(chǎn)生，注射的抗原A應(yīng)是CD3蛋白。(2)過程②和④是誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合，該過程所用誘導(dǎo)方法與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合所用方法的不同之處是用滅活病毒誘導(dǎo)；過程③培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí)需提供的氣體條件是95%空氣和5%CO2的混合氣體，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH；過程⑤是融合細(xì)胞的篩選，篩選后得到的雜交瘤細(xì)胞，特點(diǎn)是既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)與從血清中提取的CD19抗體、抗A抗原的抗體相比，通過雙雜交瘤細(xì)胞得到雙特異性單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)識(shí)別CD19和A兩種抗原，作用效果更顯著。雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果往往優(yōu)于抗體CD19和A抗體的聯(lián)合使用，原因是該雙特異性單克隆抗體可以借助單克隆抗體的識(shí)別作用，將藥物帶到癌細(xì)胞位置，既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量。2.(2024·山東濰坊統(tǒng)考)CRISPR/Cas9系統(tǒng)可對(duì)基因組進(jìn)行定點(diǎn)編輯，其工作原理如圖1所示。該系統(tǒng)主要包含單鏈向?qū)NA(sgRNA)和Cas9酶兩個(gè)部分，能特異性識(shí)別并結(jié)合特定的DNA序列，從而引導(dǎo)Cas9酶到相應(yīng)位置并剪切DNA，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因序列的編輯。請(qǐng)回答下列問題。(1)圖1為CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖，該系統(tǒng)能精準(zhǔn)識(shí)別相關(guān)基因的原理是sgRNA與目標(biāo)DNA發(fā)生______________，Cas9酶可催化______________(化學(xué)鍵名稱)水解，剪切特定DNA片段。堿基互補(bǔ)配對(duì)磷酸二酯鍵(2)LMNA基因編碼的核纖層蛋白與維持細(xì)胞核正常形態(tài)有關(guān)?？蒲腥藛T利用CRISPR/Cas9技術(shù)對(duì)體外培養(yǎng)HepG2(人源肺癌細(xì)胞)細(xì)胞株進(jìn)行基因編輯，獲得了LMNA基因敲除的穩(wěn)定細(xì)胞系。①體外培養(yǎng)HepG2時(shí)需要一定比例的O2和CO2,其中CO2的主要作用是_____________；培養(yǎng)基除滅菌外還需要通過___________________________________________________來保證無菌無毒環(huán)境。維持培養(yǎng)液pH定期更換培養(yǎng)液(或添加一定量的抗生素，或無菌操作)②HepG2細(xì)胞中沒有編碼Cas9的基因，需將Cas9基因及sgRNA基因拼接形成拼接基因并與質(zhì)粒結(jié)合導(dǎo)入HepG2細(xì)胞，用圖2中的質(zhì)粒以及含Cas9－sgRNA拼接基因的DNA片段構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)選用________進(jìn)行酶切。EcoRⅠ③將構(gòu)建好的表達(dá)載體與用____________處理的細(xì)菌置于適宜反應(yīng)體系中培養(yǎng)。然后將培養(yǎng)的細(xì)菌涂布于含__________的平板培養(yǎng)基上，37℃培養(yǎng)，24h后挑取菌落，提取質(zhì)粒作為模板，選擇圖3中引物組合________和________，通過PCR和電泳技術(shù)鑒定是否重組成功。Ca2＋(CaCl2)嘌呤霉素ⅡⅢ④用鑒定成功的工程菌對(duì)HepG2細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染，培養(yǎng)三天后收集HepG2細(xì)胞，提取基因組，對(duì)其________序列進(jìn)行檢測(cè)，判斷Cas9－sgRNA拼接基因是否導(dǎo)入成功。若從細(xì)胞水平進(jìn)行檢測(cè)，可以檢測(cè)HepG2細(xì)胞數(shù)目增長(zhǎng)量或______________。核苷酸細(xì)胞核形態(tài)解析

(1)圖1為CRISPR/Cas9系統(tǒng)作用示意圖，該系統(tǒng)能精準(zhǔn)識(shí)別相關(guān)基因是根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則實(shí)現(xiàn)的，即為sgRNA與目標(biāo)DNA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)，同時(shí)Cas9酶可催化磷酸二酯鍵的水解，從而剪切特定DNA片段。(2)①培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí)，需要一定比例的O2和CO2，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液pH，由于細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞具有毒害作用，所以培養(yǎng)基除滅菌外還需要通過定期更換培養(yǎng)液來保證無毒環(huán)境，同時(shí)可通過添加一定量的抗生素保證無菌環(huán)境。②用圖2中的質(zhì)粒以及含Cas9－sgRNA拼接基因的DNA片段構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)選用EcoRⅠ進(jìn)行酶切，因?yàn)樵谫|(zhì)粒和目的基因的兩端均含有該酶的切割位點(diǎn)，而BamHⅠ的酶切位點(diǎn)正好在標(biāo)記基因內(nèi)，因此不能選擇BamHⅠ。③將構(gòu)建好的表達(dá)載體與用Ca2＋(CaCl2)處理的細(xì)菌(增加細(xì)菌的通透性，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài))置于適宜反應(yīng)體系中培養(yǎng)。然后將培養(yǎng)的細(xì)菌涂布于含嘌呤霉素的平板培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選，凡是能正常生長(zhǎng)的菌落即為帶有質(zhì)粒的細(xì)菌，37℃培養(yǎng)，24h后挑取菌落，提取質(zhì)粒作為模板，根據(jù)圖中目的基因兩側(cè)的堿基序列以及引物的堿基順序，結(jié)合堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可選擇圖3中引物組合Ⅱ和Ⅲ進(jìn)行體外DNA復(fù)制，通過PCR和電泳技術(shù)鑒定是否重組成功。④用鑒定成功的工程菌對(duì)HepG2細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染，培養(yǎng)三天后收集HepG2細(xì)胞，提取基因組，由于DNA具有特異性，可對(duì)其堿基(或核苷酸)序列進(jìn)行檢測(cè)，判斷Cas9－sgRNA拼接基因是否導(dǎo)入成功。若從細(xì)胞水平進(jìn)行檢測(cè)，可以檢測(cè)HepG2細(xì)胞數(shù)目增長(zhǎng)量或細(xì)胞核形態(tài)是否變化。3.(2024·河北卷，22)新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病，我國(guó)科學(xué)家將該病毒相關(guān)基因改造為r2HN，使其在水稻胚乳特異表達(dá)，制備獲得r2HN疫苗，并對(duì)其免疫效果進(jìn)行了檢測(cè)。

回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)所用載體的部分結(jié)構(gòu)及其限制酶識(shí)別位點(diǎn)如圖1所示。其中GtP為啟動(dòng)子，若使r2HN僅在水稻胚乳表達(dá)，GtP應(yīng)為____________________________啟動(dòng)子。Nos為終止子，其作用為________________________________。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識(shí)別位點(diǎn)。因此，可選擇限制酶________和________對(duì)r2HN基因與載體進(jìn)行酶切，用于表達(dá)載體的構(gòu)建。在胚乳中特異性表達(dá)的基因使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來HindⅢEcoRⅠ(2)利用______________方法將r2HN基因?qū)胨居鷤M織。為檢測(cè)r2HN表達(dá)情況，可通過PCR技術(shù)檢測(cè)____________________，通過______________________技術(shù)檢測(cè)是否翻譯出r2HN蛋白。(3)獲得轉(zhuǎn)基因植株后，通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)行研究。此類植株自交一代后，r2HN純合體植株的占比為________。選擇純合體進(jìn)行后續(xù)研究的原因是_______________________________________________________。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是否轉(zhuǎn)錄出mRNA抗原—抗體雜交1/4純合體自交后代不發(fā)生性狀分離(4)制備r2HN疫苗后，為研究其免疫效果，對(duì)實(shí)驗(yàn)組雞進(jìn)行接種，對(duì)照組注射疫苗溶劑。檢測(cè)兩組雞體內(nèi)抗新城疫病毒抗體水平和特異應(yīng)答的CD8＋T細(xì)胞(細(xì)胞毒性T細(xì)胞)水平，結(jié)果如圖2所示。據(jù)此分析，獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的________免疫和________免疫。體液細(xì)胞(5)利用水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。水稻易于種植，容易獲得疫苗；水稻的產(chǎn)量較高，能夠獲得大量的疫苗解析

(1)若使r2HN僅在水稻胚乳中表達(dá)，則GtP應(yīng)為在胚乳中特異性表達(dá)的基因啟動(dòng)子。終止子是基因下游的一端有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來。r2HN應(yīng)插入啟動(dòng)子GtP和終止子Nos之間，由于GtP中有限制酶KpnⅠ的識(shí)別序列，而SacⅠ的一個(gè)識(shí)別序列位于終止子之后，因此不能選擇這兩種限制酶切割，應(yīng)選擇HindⅢ和EcoRⅠ對(duì)r2HN和載體進(jìn)行酶切。(2)通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胨镜挠鷤M織。檢測(cè)r2HN是否表達(dá)，可以采用PCR技術(shù)檢測(cè)該基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，通過抗原—抗體雜交技術(shù)檢測(cè)是否翻譯出相關(guān)蛋白質(zhì)。(3)設(shè)r2HN為基因N，則單一位點(diǎn)插入目的基因的植株的基因型為Nn，其自交后代的基因型及比例為NN∶Nn∶nn＝1∶2∶1，r2HN純合體植株的比例為1/4。純合體自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離，因此選擇純合體進(jìn)行后續(xù)研究。(4)抗體參與體液免疫，CD8＋T細(xì)胞為細(xì)胞毒性T細(xì)胞，參與細(xì)胞免疫。分析題圖，實(shí)驗(yàn)組的抗體水平及CD8＋T細(xì)胞水平的相對(duì)值都高于對(duì)照組，說明獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的體液免疫和細(xì)胞免疫。(5)水稻屬于常見的農(nóng)作物，易于種植，其作為生物反應(yīng)器容易獲得疫苗；水稻的產(chǎn)量高，作為生物反應(yīng)器容易從胚乳中獲得大量疫苗。4.(2024·安徽卷，20)丁二醇廣泛應(yīng)用于化妝品和食品等領(lǐng)域。興趣小組在已改造的大腸桿菌中引入合成丁二醇的關(guān)鍵基因X，以提高丁二醇的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉栴}。 (1)擴(kuò)增X基因時(shí)，PCR反應(yīng)中需要使用TaqDNA聚合酶，原因是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。在PCR反應(yīng)中，需要利用高溫使DNA雙鏈解旋，普通的DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活，而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫，在高溫條件下依然具有活性(合理即可)(2)使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶處理質(zhì)粒和X基因，連接后轉(zhuǎn)化大腸桿菌，并涂布在無抗生素平板上(如圖)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步篩選含目的基因菌株的實(shí)驗(yàn)思路是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。在平板中添加氯霉素，再將在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的菌落利用影印法影印到添加四環(huán)素的培養(yǎng)基中，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能正常生長(zhǎng)的菌落由導(dǎo)入目的基因的菌株形成(3)研究表明，碳源和氮源的種類、濃度及其比例會(huì)影響微生物生長(zhǎng)和發(fā)酵產(chǎn)物積累。如果培養(yǎng)基中碳源相對(duì)過多，容易使其氧化不徹底，形成較多的________________，引起發(fā)酵液pH下降。興趣小組通過單因子實(shí)驗(yàn)確定了木薯淀粉和酵母粉的最適濃度分別為100g·L－1和15g·L－1。在此基礎(chǔ)上，設(shè)置不同濃度的木薯淀粉(90g·L－1、100g·L－1、110g·L－1)和酵母粉(12g·L－1、15g·L－1、18g·L－1)篩選碳源和氮源濃度的最佳組合，以獲得較高發(fā)酵產(chǎn)量，理論上應(yīng)設(shè)置________(填數(shù)字)組實(shí)驗(yàn)(重復(fù)組不計(jì)算在內(nèi))。乳酸或酒精和CO29(4)大腸桿菌在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行高密度發(fā)酵時(shí)，溫度會(huì)升高，其原因是_________________________________________________________________。(5)發(fā)酵工業(yè)中通過菌種選育、擴(kuò)大培養(yǎng)和發(fā)酵后，再經(jīng)__________________，最終獲得發(fā)酵產(chǎn)品。大腸桿菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸時(shí)會(huì)釋放大量熱量(合理即可)提取、分離和純化解析

(1)在PCR反應(yīng)中，需要利用高溫使DNA雙鏈解旋，普通的DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活，而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫，在高溫條件