2025屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試板塊六生物技術(shù)與工程專題十四細(xì)胞工程與基因工程_第1頁(yè)
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專題十四細(xì)胞工程與基因工程答案:①細(xì)胞的全能性②細(xì)胞增殖③細(xì)胞膜的流動(dòng)性④細(xì)胞核的全能性⑤獲能⑥桑葚胚、囊胚⑦將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割⑧限制酶⑨利用PCR獲取和擴(kuò)增⑩基因表達(dá)載體的構(gòu)建?分子水平?基因考點(diǎn)1植物細(xì)胞工程1.植物細(xì)胞工程的兩大技術(shù)2.植物組織培養(yǎng)的條件(1)植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓①條件:eq\o(□,\s\up1(2))________,一定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),激素(生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素)等。②培養(yǎng)基狀態(tài):固體培養(yǎng)基。加入的瓊脂不能被利用③體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因:基因的表達(dá)具有選擇性。(2)植物激素的使用生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值作用效果高促進(jìn)根分化、抑制eq\o(□,\s\up1(3))______形成低促進(jìn)芽分化、抑制根形成適中促進(jìn)eq\o(□,\s\up1(4))________________形成3.植物體細(xì)胞雜交的關(guān)鍵(1)酶解法——用eq\o(□,\s\up1(5))__________和eq\o(□,\s\up1(6))________去除細(xì)胞壁。不能利用病毒融合法(2)融合的方法——聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。(3)雜種細(xì)胞的形成標(biāo)志——eq\o(□,\s\up1(7))____________的形成。(4)培養(yǎng)雜種植株的技術(shù)——植物組織培養(yǎng)。(5)雜種植株培育成功的原理——細(xì)胞具有全能性。答案:eq\o(□,\s\up1(1))全能性eq\o(□,\s\up1(2))離體eq\o(□,\s\up1(3))芽eq\o(□,\s\up1(4))愈傷組織eq\o(□,\s\up1(5))纖維素酶eq\o(□,\s\up1(6))果膠酶eq\o(□,\s\up1(7))新細(xì)胞壁【真題研讀】1.(2023·廣東選擇考)人參皂苷是人參的主要活性成分。科研人員分別誘導(dǎo)人參根與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進(jìn)行細(xì)胞融合,以提高人參皂苷的產(chǎn)率。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A.細(xì)胞融合前應(yīng)去除細(xì)胞壁B.高Ca2+—高pH溶液可促進(jìn)細(xì)胞融合C.融合的細(xì)胞即為雜交細(xì)胞D.雜交細(xì)胞可能具有生長(zhǎng)快速的優(yōu)勢(shì)解析:植物細(xì)胞外面有一層細(xì)胞壁,這層細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交。因此,在進(jìn)行體細(xì)胞雜交之前,必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體,A正確。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法基本分為兩大類——物理法和化學(xué)法,物理法包括電融合法、離心法等;化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等,B正確。融合的細(xì)胞可能由一種細(xì)胞融合而成,也可能由兩種細(xì)胞融合而成(即雜交細(xì)胞),C錯(cuò)誤。雜交細(xì)胞可能具有生長(zhǎng)快速的優(yōu)勢(shì),D正確。2.(2024·浙江1月選考)山藥在生長(zhǎng)過(guò)程中易受病毒侵害導(dǎo)致品質(zhì)和產(chǎn)量下降。采用組織培養(yǎng)技術(shù)得到脫毒苗,可恢復(fù)其原有的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)特性,流程如圖。下列操作不可行的是(D)外植體→愈傷組織→叢生芽→試管苗A.選擇芽尖作為外植體可減少病毒感染B.培養(yǎng)基中加入抗生素可降低雜菌的污染C.將叢生芽切割后進(jìn)行繼代培養(yǎng)可實(shí)現(xiàn)快速繁殖D.提高生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值可促進(jìn)愈傷組織形成叢生芽解析:芽尖等分生組織分裂旺盛,病毒濃度很低甚至無(wú)病毒,故選擇芽尖作為外植體可減少病毒感染,A不符合題意。培養(yǎng)基中有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),容易被雜菌污染,加入抗生素可降低雜菌的污染,B不符合題意。將初代培養(yǎng)獲得的培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)稱為繼代培養(yǎng),其又可以分為第二代培養(yǎng)、第三代培養(yǎng)等。大多數(shù)植物每隔4~6周進(jìn)行一次繼代培養(yǎng),每繼代培養(yǎng)一次,培養(yǎng)物一般能增殖3~4倍。正因?yàn)榕囵B(yǎng)物可以不斷繼代培養(yǎng),所以離體繁殖速度比常規(guī)方法通常要快數(shù)萬(wàn)倍,可實(shí)現(xiàn)快速繁殖,C不符合題意。提高生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值可促進(jìn)愈傷組織形成根,D符合題意。[命題延伸]——判斷與填空(1)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,用同一植株體細(xì)胞離體培養(yǎng)獲得的再生苗不會(huì)出現(xiàn)變異。()(2)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中,需先脫分化再誘導(dǎo)融合。()(3)為了獲得高產(chǎn)淀粉酶的枯草芽孢桿菌,可利用現(xiàn)有菌種,通過(guò)________后再篩選獲得,或利用轉(zhuǎn)基因、_____________________________________________________等技術(shù)獲得。(4)在誘導(dǎo)形成愈傷組織階段時(shí)通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體,原因是________________________________________________________________________________________________________。(5)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過(guò)程如圖所示。步驟③切取的組織塊中要帶有形成層,原因是_________________________________________________________;從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基,其原因是____________________________________。步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng),其作用是_________________。(6)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)有___________________________(答出2點(diǎn)即可)。②用脫毒苗進(jìn)行繁殖,可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗,可以選取植物________進(jìn)行組織培養(yǎng)。提示:(1)×(2)×(3)人工誘變?cè)|(zhì)體融合(4)細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織(5)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織誘導(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(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同誘導(dǎo)葉綠素形成,使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(6)①能保持優(yōu)良品種的遺傳特性、繁殖速度快②莖尖【對(duì)點(diǎn)突破】1.“不是花中偏愛(ài)菊,此花開(kāi)盡更無(wú)花”,菊花因高潔的品質(zhì)備受人們喜愛(ài)。為實(shí)現(xiàn)菊花的快速繁殖,研究人員利用其外植體培養(yǎng)出大量幼苗,下列屬于該培養(yǎng)過(guò)程必需條件的是(A)A.外植體細(xì)胞具有完整的細(xì)胞核B.外植體需經(jīng)過(guò)徹底滅菌處理C.外植體需用酶分散成單個(gè)細(xì)胞D.外植體細(xì)胞處于未分化狀態(tài)解析:細(xì)胞核是遺傳和代謝的控制中心,是遺傳信息庫(kù),含有該種植物完整的遺傳信息,故將菊花細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗過(guò)程中外植體細(xì)胞必須具有完整的細(xì)胞核,A符合題意;植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,為防止雜菌污染,外植體需進(jìn)行消毒處理,B不符合題意;植物組織培養(yǎng)過(guò)程中外植體無(wú)需用酶分散成單個(gè)細(xì)胞,C不符合題意;植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性,其具體過(guò)程是外植體脫分化形成愈傷組織,再分化形成新植株,故外植體細(xì)胞無(wú)需處于未分化狀態(tài),D不符合題意。2.植物體細(xì)胞通常被誘導(dǎo)為愈傷組織后才能表現(xiàn)全能性。研究發(fā)現(xiàn),愈傷組織的中層細(xì)胞是根或芽再生的源頭干細(xì)胞,其在不同條件下,通過(guò)基因的特異性表達(dá)調(diào)控生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素的作用,表現(xiàn)出不同的效應(yīng)(見(jiàn)下表)。已知生長(zhǎng)素的生理作用大于細(xì)胞分裂素時(shí)有利于根的再生;反之,有利于芽的再生。下列推論不合理的是(C)條件基因表達(dá)產(chǎn)物和相互作用效應(yīng)①WOX5維持未分化狀態(tài)②WOX5+PLT誘導(dǎo)出根③WOX5+ARR2,抑制ARR5誘導(dǎo)出芽A.WOX5失活后,中層細(xì)胞會(huì)喪失干細(xì)胞特性B.WOX5+PLT可能有利于愈傷組織中生長(zhǎng)素的積累C.ARR5促進(jìn)細(xì)胞分裂素積累或提高細(xì)胞對(duì)細(xì)胞分裂素的敏感性D.體細(xì)胞中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用可能相互抑制解析:根據(jù)表格信息可知,WOX5能使細(xì)胞維持未分化狀態(tài),保持分裂能力強(qiáng)、全能性較高的狀態(tài),若WOX5失活后,中層細(xì)胞會(huì)喪失干細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、分化程度低的特性,A合理;由題干信息“生長(zhǎng)素的生理作用大于細(xì)胞分裂素時(shí)有利于根的再生”,再結(jié)合表格信息,WOX5+PLT可誘導(dǎo)出根,可推測(cè)WOX5+PLT可能有利于愈傷組織中生長(zhǎng)素的積累,B合理;由題意可知,生長(zhǎng)素的生理作用小于細(xì)胞分裂素時(shí)有利于芽的再生,而抑制ARR5能誘導(dǎo)出芽,可知ARR5被抑制時(shí)細(xì)胞分裂素較多,故可推測(cè)ARR5抑制細(xì)胞分裂素積累或降低細(xì)胞對(duì)細(xì)胞分裂素的敏感性,C不合理;由題干信息可知,出芽或出根都是生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素含量不均衡時(shí)才會(huì)發(fā)生,故可推測(cè)體細(xì)胞中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用可能相互抑制,D合理。考點(diǎn)2動(dòng)物細(xì)胞工程與胚胎工程1.3.動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)(核移植技術(shù))eq\o(\s\up7(),\s\do5(原理:動(dòng)物細(xì)胞核的全能性))4.(1)操作流程(2)生理學(xué)基礎(chǔ)5.胚胎分割答案:eq\o(□,\s\up1(1))特定抗原eq\o(□,\s\up1(2))特定抗體eq\o(□,\s\up1(3))MⅡ期eq\o(□,\s\up1(4))去核eq\o(□,\s\up1(5))重構(gòu)胚eq\o(□,\s\up1(6))超數(shù)排卵eq\o(□,\s\up1(7))妊娠eq\o(□,\s\up1(8))桑葚胚或囊胚eq\o(□,\s\up1(9))動(dòng)物的無(wú)性繁殖或克隆【真題研讀】1.(2023·廣東選擇考)科學(xué)家采用體外受精技術(shù)獲得紫羚羊胚胎,并將其移植到長(zhǎng)角羚羊體內(nèi),使后者成功妊娠并產(chǎn)仔,該工作有助于恢復(fù)瀕危紫羚羊的種群數(shù)量。此過(guò)程不涉及的操作是(C)A.超數(shù)排卵 B.精子獲能處理C.細(xì)胞核移植 D.胚胎培養(yǎng)解析:試管動(dòng)物的培育過(guò)程主要包括:①精子的采集與體外獲能處理,卵子的采集(為獲得更多卵子可進(jìn)行超數(shù)排卵處理)與成熟培養(yǎng);②卵子與精子的體外受精;③胚胎的早期培養(yǎng);④待胚胎生長(zhǎng)到一定階段后,進(jìn)行胚胎移植。綜上,C符合題意。2.(2024·黑吉遼選擇考)從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細(xì)胞進(jìn)行貼壁培養(yǎng),在傳代后的不同時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)細(xì)胞數(shù)目,結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(D)A.傳代培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)皿需密封防止污染B.選?、俚募?xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)比②更合理C.直接用離心法收集細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)D.細(xì)胞增長(zhǎng)進(jìn)入平臺(tái)期可能與細(xì)胞密度過(guò)大有關(guān)解析:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要O2、CO2等氣體,因此傳代培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)皿不能密封,A錯(cuò)誤;原代培養(yǎng)的細(xì)胞出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后,需要分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng),①的細(xì)胞處于增長(zhǎng)初期,細(xì)胞還未出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,因此選?、诘募?xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)比①更合理,B錯(cuò)誤;由于成纖維細(xì)胞貼壁生長(zhǎng),進(jìn)行傳代培養(yǎng)時(shí),需用胰蛋白酶等處理,使其分散成單個(gè)細(xì)胞后再用離心法收集,C錯(cuò)誤;細(xì)胞密度過(guò)大時(shí),產(chǎn)生的代謝廢物較多,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗較快,可能導(dǎo)致細(xì)胞增長(zhǎng)進(jìn)入平臺(tái)期,D正確。[命題延伸]——判斷與填空(1)甘加藏羊是甘肅高寒牧區(qū)的優(yōu)良品種,是季節(jié)性發(fā)情動(dòng)物,每年產(chǎn)羔一次,每胎一羔,繁殖率較低。為促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展,研究人員通過(guò)體外受精、胚胎移植等胚胎工程技術(shù)提高藏羊的繁殖率,流程如下圖。藏羊乙的獲能精子能與剛采集到的藏羊甲的卵母細(xì)胞受精。()(2)研究人員通過(guò)肺上皮干細(xì)胞誘導(dǎo)生成肺類器官,可自組裝或與成熟細(xì)胞組裝成肺類裝配體。肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營(yíng)養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH,無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境以及含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境等基本條件。()(3)研究者制備單克隆抗體用于快速檢測(cè)甲狀旁腺激素(PTH),制備過(guò)程中能篩選分泌多種抗體的單個(gè)雜交瘤細(xì)胞。()(4)胚胎分割技術(shù)提高了移植胚胎的成活率。()(5)某興趣小組開(kāi)展小鼠原代神經(jīng)元培養(yǎng)的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其培養(yǎng)的原代神經(jīng)元生長(zhǎng)緩慢,其原因不可能是血清經(jīng)過(guò)高溫處理后加入培養(yǎng)基。()(6)將骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞混合,經(jīng)誘導(dǎo)后融合的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞。()(7)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中用鹽酸溶解細(xì)胞間物質(zhì)使細(xì)胞分離。()(8)①添加脂溶性物質(zhì)PEG可促進(jìn)細(xì)胞融合,該過(guò)程中PEG對(duì)細(xì)胞膜的作用是___________________________________________________________。②在雜交瘤細(xì)胞篩選過(guò)程中,常使用特定的選擇培養(yǎng)基(如HAT培養(yǎng)基),該培養(yǎng)基對(duì)__________和_______________________________________________________________生長(zhǎng)具有抑制作用。③單克隆抗體篩選中,將抗體與該病毒外殼蛋白進(jìn)行雜交,其目的是________________________________________________________________________________________。(9)①為了實(shí)現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液,精液保存的方法是________。在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,其原因是___________________________________________。②請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(jìn)行操作,以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是____________________________________________________________________________________________。提示:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)①使細(xì)胞接觸處細(xì)胞膜的脂類分子發(fā)生疏散和重組,從而導(dǎo)致細(xì)胞膜相互親和,促進(jìn)融合②未融合的(親本)細(xì)胞融合的具有同種核的細(xì)胞③通過(guò)抗體檢測(cè)呈陽(yáng)性來(lái)獲得分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞(9)①冷凍保存剛排出的精子不能與卵子受精,只有獲能后才具備受精能力(合理即可)②對(duì)受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理,將保存的囊胚進(jìn)行胚胎移植【對(duì)點(diǎn)突破】題點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)及核移植1.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)在某些誘導(dǎo)劑作用下可分化成心肌細(xì)胞,在心臟類疾病的治療中擁有廣闊的應(yīng)用前景。在細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程中,通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞中基因的表達(dá)產(chǎn)物可以判斷細(xì)胞的分化方向??蒲腥藛T研究丹酚酸B(丹參提取物)對(duì)BMSC分化的影響,從大鼠體內(nèi)分離BMSC并進(jìn)行多代培養(yǎng),用一定濃度的丹酚酸B處理一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組中與分化為心肌細(xì)胞相關(guān)的關(guān)鍵基因的mRNA含量明顯增加。下列敘述錯(cuò)誤的是(B)A.在使用丹酚酸B和生理鹽水處理細(xì)胞前,需對(duì)兩種試劑進(jìn)行滅菌處理B.原代培養(yǎng)的BMSC出現(xiàn)接觸抑制時(shí),需要用胃蛋白酶處理并進(jìn)行分瓶培養(yǎng)C.BMSC與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞都是具有分裂能力的細(xì)胞,且具有一定的分化潛能D.推測(cè)丹酚酸B是通過(guò)促進(jìn)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄來(lái)促進(jìn)BMSC分化為心肌細(xì)胞解析:動(dòng)物細(xì)胞工程中,應(yīng)注意無(wú)菌操作,在使用丹酚酸B和生理鹽水處理細(xì)胞前,需對(duì)兩種試劑進(jìn)行滅菌處理,A正確;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此條件下會(huì)變性失活,故原代培養(yǎng)的BMSC出現(xiàn)接觸抑制時(shí),需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理并進(jìn)行分瓶培養(yǎng),B錯(cuò)誤;BMSC與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞都是具有分裂能力的細(xì)胞,且具有一定的分化潛能,C正確;基因轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程,分析題意可知,用一定濃度的丹酚酸B處理一段時(shí)間后,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組中與分化為心肌細(xì)胞相關(guān)的關(guān)鍵基因的mRNA含量明顯增加,故據(jù)此推測(cè)丹酚酸B是通過(guò)促進(jìn)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄來(lái)促進(jìn)BMSC分化為心肌細(xì)胞,D正確。2.線粒體腦肌病是由線粒體DNA異常而引起的人類遺傳病,“三親嬰兒”技術(shù)的應(yīng)用可避免該遺傳病基因傳遞給子代,培育過(guò)程如下圖,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A.該過(guò)程涉及細(xì)胞核移植、體外受精、胚胎移植等技術(shù)B.卵母細(xì)胞在MⅡ期與獲能后的精子受精C.“三親嬰兒”胚胎早期發(fā)育依次經(jīng)歷了受精卵、囊胚、桑葚胚、原腸胚階段D.“三親嬰兒”的遺傳物質(zhì)來(lái)自自己的父親、母親和捐獻(xiàn)者解析:試管嬰兒技術(shù)是指通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精,并通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后,再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù),圖示表示“三親嬰兒”的培育過(guò)程,由題圖可知,“三親嬰兒”的培育采用了細(xì)胞核移植、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù),A正確;精子與卵子結(jié)合前,受精過(guò)程若想順利進(jìn)行必須滿足兩個(gè)條件:來(lái)自父方的精子要進(jìn)行精子獲能,來(lái)自母方的卵母細(xì)胞要培養(yǎng)至MⅡ期,B正確;胚胎發(fā)育的過(guò)程為受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體,所以“三親嬰兒”胚胎的早期發(fā)育依次經(jīng)歷受精卵、桑葚胚、囊胚、原腸胚等不同發(fā)育階段,C錯(cuò)誤;分析題意可知,“三親嬰兒”的細(xì)胞核基因一半來(lái)自母親,一半來(lái)自父親,線粒體基因來(lái)自卵母細(xì)胞捐獻(xiàn)者,D正確。題點(diǎn)2動(dòng)物細(xì)胞融合及單克隆抗體3.CD47是一種在多種細(xì)胞中廣泛表達(dá)的跨膜糖蛋白,能夠與巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,并抑制其吞噬作用。結(jié)腸癌等多種腫瘤細(xì)胞表面的CD47含量比正常細(xì)胞高1.6~5倍??蒲腥藛T嘗試合成抗CD47的單克隆抗體,并進(jìn)一步探究其對(duì)巨噬細(xì)胞吞噬作用的影響。過(guò)程如下圖所示,下列分析正確的是(B)A.可用滅活病毒誘導(dǎo)②過(guò)程兩種細(xì)胞融合,該方法也適用于誘導(dǎo)植物體細(xì)胞的融合B.③過(guò)程可利用CD47糖蛋白篩選出目標(biāo)雜交瘤細(xì)胞C.抗CD47單克隆抗體與巨噬細(xì)胞結(jié)合,增強(qiáng)其吞噬作用D.在腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)液中加入抗CD47抗體將抑制腫瘤細(xì)胞的增殖解析:誘導(dǎo)植物體細(xì)胞融合可用物理或化學(xué)法,但不能用滅活的病毒,滅活病毒可誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞的融合,A錯(cuò)誤;③過(guò)程可利用CD47糖蛋白特異性結(jié)合的功能篩選目標(biāo)雜交瘤細(xì)胞,B正確;加入抗CD47單克隆抗體后,抗CD47單克隆抗體與腫瘤細(xì)胞表面的CD47發(fā)生特異性結(jié)合,從而解除CD47對(duì)巨噬細(xì)胞的抑制作用,巨噬細(xì)胞的吞噬作用增強(qiáng),C錯(cuò)誤;利用抗CD47抗體與腫瘤細(xì)胞表面的CD47蛋白結(jié)合,可促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬腫瘤細(xì)胞,但不能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖,D錯(cuò)誤。4.為減少鼠源單克隆抗體可能引起的副作用,某研究團(tuán)隊(duì)對(duì)鼠源單克隆抗體F進(jìn)行改造,制備了人—鼠嵌合抗體F′,具體流程:提取鼠源雜交瘤細(xì)胞RNA,逆轉(zhuǎn)錄后通過(guò)PCR擴(kuò)增抗體F的基因序列,將其部分序列用人的相應(yīng)抗體基因序列進(jìn)行替換,再構(gòu)建表達(dá)載體,在體外制備人—鼠嵌合抗體F′。為檢測(cè)抗體性質(zhì),他們測(cè)定了F′單獨(dú)與抗原作用時(shí)對(duì)抗原的結(jié)合能力以及F′和F同時(shí)與抗原作用(F′與F初始濃度相同)時(shí)F′對(duì)抗原的結(jié)合能力,結(jié)果如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A.向小鼠體內(nèi)注入抗原后提取B淋巴細(xì)胞,與骨髓瘤細(xì)胞融合獲得雜交瘤細(xì)胞B.可通過(guò)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠細(xì)胞制備嵌合抗體F′C.據(jù)圖推測(cè),抗體基因序列被替換后改變了與抗原的結(jié)合位點(diǎn)D.在共同作用實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)F′濃度較高時(shí),抗原更多與F′結(jié)合解析:用特定的抗原對(duì)小鼠進(jìn)行免疫,并從小鼠體內(nèi)提取能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞,與骨髓瘤細(xì)胞融合獲得雜交瘤細(xì)胞,A正確;基因的表達(dá)載體可導(dǎo)入小鼠細(xì)胞,并在小鼠細(xì)胞內(nèi)表達(dá),產(chǎn)生嵌合抗體F′,B正確;由于抗原、抗體的結(jié)合具有特異性,故抗體基因序列被替換后并沒(méi)有改變與抗原的結(jié)合位點(diǎn),C錯(cuò)誤;由題圖可知,在共同作用實(shí)驗(yàn)中,F(xiàn)′的稀釋度小時(shí),F(xiàn)′對(duì)抗原的結(jié)合能力較強(qiáng),F(xiàn)′的稀釋度增大時(shí),F(xiàn)′對(duì)抗原的結(jié)合能力減小,即當(dāng)F′濃度較高時(shí),抗原更多與F′結(jié)合,D正確。題點(diǎn)3胚胎工程綜合應(yīng)用5.(2024·肇慶高三二模)通過(guò)體外受精培育小鼠的過(guò)程如下圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(D)A.①過(guò)程是先用雌激素使雌鼠超數(shù)排卵,再?gòu)妮斅压芑蚵殉仓胁杉炎覤.②過(guò)程發(fā)生了有性生殖,此過(guò)程中常見(jiàn)的變異類型有基因突變和基因重組C.③過(guò)程是體外胚胎早期發(fā)育,④過(guò)程是將培養(yǎng)至囊胚或原腸胚階段的胚胎進(jìn)行胚胎移植D.②過(guò)程發(fā)生受精作用,受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核解析:①過(guò)程是卵母細(xì)胞的采集,此時(shí)可以用促性腺激素使雌鼠超數(shù)排卵,A錯(cuò)誤;②代表受精過(guò)程,此過(guò)程中不會(huì)發(fā)生基因重組,常見(jiàn)的變異類型有基因突變和染色體變異,B錯(cuò)誤;④過(guò)程是胚胎移植,將培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚階段的胚胎進(jìn)行胚胎移植,C錯(cuò)誤;②過(guò)程發(fā)生受精作用,受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核,D正確。6.第三代試管嬰兒技術(shù)(PGD/PGS)是對(duì)早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行基因診斷和染色體檢測(cè)后再進(jìn)行胚胎移植,流程如下圖所示。圖中檢測(cè)包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因診斷,PGS是指胚胎植入前的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)檢測(cè))。下列敘述正確的是(B)A.采集的卵子需培養(yǎng)至MⅠ期才能與獲能的精子進(jìn)行受精B.PGD和PGS技術(shù)可分別用于篩選紅綠色盲和唐氏綜合征C.將成熟的精子放入ATP溶液中進(jìn)行獲能處理D.“理想胚胎”需培養(yǎng)至桑葚胚或原腸胚才能植入子宮解析:體外受精時(shí),需要將采集到的卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)到MⅡ期,才可以與獲能的精子完成受精作用,A錯(cuò)誤。PGD是指胚胎植入前的基因診斷,PGD可用于篩選紅綠色盲;PGS是指胚胎植入前的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)檢測(cè),PGS可用于篩選唐氏綜合征,B正確。將精子放在一定濃度的肝素或Ca2+溶液中,用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能,C錯(cuò)誤。“理想胚胎”需培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚才能植入子宮,D錯(cuò)誤??键c(diǎn)3基因工程、生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題1.基因工程的操作流程(1)目的基因的篩選與獲取(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——重組質(zhì)粒的構(gòu)建(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定2.蛋白質(zhì)工程3.生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題(1)理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)①需要以完備的相關(guān)科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ),即清晰地了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理和操作規(guī)程。②應(yīng)看到人們的觀點(diǎn)受到許多復(fù)雜的政治、經(jīng)濟(jì)和文化等因素的影響。③要靠確鑿的證據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬤M(jìn)行思考和辯論。(2)治療性克隆與生殖性克隆的關(guān)系項(xiàng)目類型治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的用于醫(yī)學(xué)研究和治療疾病用于生育,獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞、組織或器官水平個(gè)體水平聯(lián)系都屬于無(wú)性生殖;產(chǎn)生的新個(gè)體或新組織遺傳信息相同(3)區(qū)分試管嬰兒和“設(shè)計(jì)試管嬰兒”①“設(shè)計(jì)試管嬰兒”比試管嬰兒多出的是過(guò)程eq\o(□,\s\up1(9))________。②試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問(wèn)題,“設(shè)計(jì)試管嬰兒”可用于致命血液病等疾病的治療。答案:eq\o(□,\s\up1(1))Ca2+處理法eq\o(□,\s\up1(2))PCReq\o(□,\s\up1(3))PCReq\o(□,\s\up1(4))抗原—抗體eq\o(□,\s\up1(5))基因合成eq\o(□,\s\up1(6))新的蛋白質(zhì)eq\o(□,\s\up1(7))蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)eq\o(□,\s\up1(8))脫氧核苷酸序列eq\o(□,\s\up1(9))d【真題研讀】1.(2024·廣東選擇考)駒形桿菌可合成細(xì)菌纖維素(BC)并將其分泌到胞外組裝成膜。作為一種性能優(yōu)異的生物材料,BC膜應(yīng)用廣泛。研究者設(shè)計(jì)了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表達(dá)載體,將其轉(zhuǎn)入駒形桿菌后構(gòu)建出一株能合成BC膜并可實(shí)現(xiàn)光控染色的工程菌株,為新型紡織原料的綠色制造及印染工藝升級(jí)提供了新思路(圖一)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)研究者優(yōu)化了培養(yǎng)基的________________(答兩點(diǎn))等營(yíng)養(yǎng)條件,并控制環(huán)境條件,大規(guī)模培養(yǎng)工程菌株后可在氣液界面處獲得BC菌膜(菌體和BC膜的復(fù)合物)。(2)研究者利用T7噬菌體來(lái)源的RNA聚合酶(T7RNAP)及藍(lán)光光敏蛋白標(biāo)簽,構(gòu)建了一種可被藍(lán)光調(diào)控的基因表達(dá)載體(光控原理見(jiàn)圖二a,載體的部分結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖二b)。構(gòu)建載體時(shí),選用了通用型啟動(dòng)子PBAD(被工程菌RNA聚合酶識(shí)別)和特異型啟動(dòng)子PT7(僅被T7RNAP識(shí)別)。為實(shí)現(xiàn)藍(lán)光控制染色,啟動(dòng)子①②及③依次為_(kāi)_________,理由是_____________________________________________________________________________________________。(3)光控表達(dá)載體攜帶大觀霉素(抗生素)抗性基因。長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)時(shí)在培養(yǎng)液中加入大觀霉素,其作用為_(kāi)__________________________________________________________(答兩點(diǎn))。(4)根據(jù)預(yù)設(shè)的圖案用藍(lán)光照射已長(zhǎng)出的BC菌膜并繼續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間,隨后將其轉(zhuǎn)至染色池處理,發(fā)現(xiàn)只有經(jīng)藍(lán)光照射的區(qū)域被染成黑色,其原因是_________________。(5)有企業(yè)希望生產(chǎn)其他顏色圖案的BC膜。按照上述菌株的構(gòu)建模式提出一個(gè)簡(jiǎn)單思路:_________________________。解析:(1)培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源等,研究者培養(yǎng)工程菌,需要優(yōu)化培養(yǎng)基的碳源、氮源等營(yíng)養(yǎng)條件,并控制環(huán)境條件。(2)由題圖二a分析可知,藍(lán)光照射下,T7RNAPN端與T7RNAPC端結(jié)合,導(dǎo)致無(wú)活性的T7RNAP變成有活性的T7RNAP,結(jié)合圖一,藍(lán)光處理后,RNA聚合酶(T7RNAP)識(shí)別啟動(dòng)子①使基因1轉(zhuǎn)錄獲得相應(yīng)的mRNA,再以其為模板通過(guò)翻譯過(guò)程獲得酪氨酸酶,酪氨酸酶催化染色液中的酪氨酸形成黑色素,可見(jiàn)基因2和3正常表達(dá)無(wú)活性產(chǎn)物,被藍(lán)光激活后再啟動(dòng)基因1表達(dá),綜合上述分析可知,為實(shí)現(xiàn)藍(lán)光控制染色,啟動(dòng)子①②及③依次為PT7、PBAD和PBAD。(3)光控表達(dá)載體攜帶大觀霉素(抗生素)抗性基因。長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)時(shí)在培養(yǎng)液中加入大觀霉素,可起抑制雜菌、去除丟失質(zhì)粒的菌株的作用。(4)由小問(wèn)2分析可知,藍(lán)光照射處細(xì)胞中T7RNAP激活,酪氨酸酶表達(dá)并合成黑色素,故用藍(lán)光照射已長(zhǎng)出的BC菌膜并繼續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間,隨后將其轉(zhuǎn)至染色池處理,發(fā)現(xiàn)只有經(jīng)藍(lán)光照射的區(qū)域被染成黑色。(5)由小問(wèn)2分析可知,題干信息的設(shè)計(jì)思路最終BC膜被染成黑色,希望生產(chǎn)其他顏色圖案的BC膜,可將酪氨酸酶替換成催化其他色素合成的酶(或?qū)⒗野彼崦柑鎿Q成不同顏色蛋白)。答案:(1)碳源、氮源(2)PT7、PBAD和PBAD基因2和3正常表達(dá)無(wú)活性產(chǎn)物,被藍(lán)光激活后再啟動(dòng)基因1表達(dá)(3)抑制雜菌、去除丟失質(zhì)粒的菌株(4)該處細(xì)胞中T7RNAP激活,酪氨酸酶表達(dá)并合成黑色素(5)將酪氨酸酶替換成催化其他色素合成的酶(或?qū)⒗野彼崦柑鎿Q成不同顏色蛋白)2.(2023·廣東選擇考)種子大小是作物重要的產(chǎn)量性狀。研究者對(duì)野生型擬南芥(2n=10)進(jìn)行誘變,篩選到一株種子增大的突變體。通過(guò)遺傳分析和測(cè)序,發(fā)現(xiàn)野生型DA1基因發(fā)生一個(gè)堿基G到A的替換,突變后的基因?yàn)殡[性基因,據(jù)此推測(cè)突變體的表型與其有關(guān),開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)擬采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DA1基因轉(zhuǎn)入突變體植株,若突變體表型確由該突變?cè)斐?,則轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與__________植株的種子大小相近。(2)用PCR反應(yīng)擴(kuò)增DA1基因,用限制性內(nèi)切核酸酶對(duì)PCR產(chǎn)物和________進(jìn)行切割,用DNA連接酶將兩者連接。為確保插入的DA1基因可以正常表達(dá),其上下游序列需具備___________________________________________________________。(3)轉(zhuǎn)化后,T-DNA(其內(nèi)部基因在減數(shù)分裂時(shí)不發(fā)生交換)可在基因組單一位點(diǎn)插入也可以同時(shí)插入多個(gè)位點(diǎn)。在插入片段均遵循基因分離及自由組合定律的前提下,選出單一位點(diǎn)插入的植株,并進(jìn)一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株(如圖),用于后續(xù)驗(yàn)證突變基因與表型的關(guān)系。①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化T0代植株并自交,將T1代種子播種在選擇培養(yǎng)基上,能夠萌發(fā)并生長(zhǎng)的陽(yáng)性個(gè)體即表示其基因組中插入了___________________________________________________________。②T1代陽(yáng)性植株自交所得的T2代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基,選擇陽(yáng)性率約________%的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。③將②中選出的T2代陽(yáng)性植株____________(填“自交”“與野生型雜交”或“與突變體雜交”)所得的T3代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基,陽(yáng)性率達(dá)到________%的培養(yǎng)基中的幼苗即為目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株。為便于在后續(xù)研究中檢測(cè)該突變,研究者利用PCR擴(kuò)增野生型和突變型基因片段,再使用限制性內(nèi)切核酸酶X切割產(chǎn)物,通過(guò)核酸電泳即可進(jìn)行突變檢測(cè),相關(guān)信息見(jiàn)下圖,在電泳圖中將酶切結(jié)果對(duì)應(yīng)位置的條帶涂黑。解析:(1)據(jù)題干信息可知,突變體是由野生型DA1基因發(fā)生隱性突變形成的,采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DA1基因轉(zhuǎn)入突變體植株,若突變體表型確由隱性突變?cè)斐?,由于轉(zhuǎn)入的基因?yàn)轱@性基因,則轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與野生型植株的種子大小相近。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需要用限制性內(nèi)切核酸酶對(duì)經(jīng)過(guò)PCR擴(kuò)增的DA1基因和作為載體的Ti質(zhì)粒進(jìn)行切割。為確保插入的DA1基因可以正常表達(dá),DA1基因(目的基因)的上下游需具備啟動(dòng)子和終止子。(3)①卡那霉素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)。用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化T0代植株并自交,將T1代種子播種在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上,能夠萌發(fā)并生長(zhǎng)的陽(yáng)性個(gè)體即表示其基因組中插入了DA1基因(和卡那霉素抗性基因)。②假設(shè)DA1基因用A表示,結(jié)合題中信息知,T1代中能在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的植株的基因型為Aa或AA或多位點(diǎn)插入,T1代陽(yáng)性植株自交所得T2代種子按單株收種并播種于含有卡那霉素的培養(yǎng)基上,T1代陽(yáng)性植株基因型為Aa時(shí),該植株上所結(jié)種子有75%能夠萌發(fā)并長(zhǎng)成幼苗,因此,應(yīng)選擇陽(yáng)性率約為75%的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。③T2代陽(yáng)性植株的基因型為1/3AA、2/3Aa,將②中選出的T2代陽(yáng)性植株自交,所得的T3代種子按單株收種并播種于含有卡那霉素的培養(yǎng)基上,基因型為AA的植株自交,其后代不會(huì)發(fā)生性狀分離,在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上,所有種子都能夠萌發(fā)并生長(zhǎng),而基因型為Aa的植株自交,其后代會(huì)發(fā)生性狀分離,在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上部分種子不能萌發(fā),因此陽(yáng)性率達(dá)到100%的培養(yǎng)基中的幼苗為純合子(AA),即目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株。分析題圖可知,野生型相關(guān)基因中不含限制性內(nèi)切核酸酶X的識(shí)別序列,不能被該酶切割,已知DA1基因的長(zhǎng)度為150bp,因此,野生型相關(guān)基因被限制性內(nèi)切核酸酶X切割并電泳后得到的條帶為150bp。突變型相關(guān)基因中含有限制性內(nèi)切核酸酶X的識(shí)別序列,用該酶切割后,突變基因被切割成100bp、50bp兩種DNA片段,經(jīng)電泳后得到的條帶為100bp和50bp。突變型和野生型相關(guān)基因經(jīng)限制性內(nèi)切核酸酶X切割并電泳后得到的結(jié)果如圖所示。答案:(1)野生型(2)Ti質(zhì)粒啟動(dòng)子和終止子(3)①DA1基因(和卡那霉素抗性基因)②75③自交100如圖所示[命題延伸]——判斷與填空(1)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,驅(qū)動(dòng)基因翻譯。()(2)兩種引物分別與兩條模板鏈3′端的堿基序列互補(bǔ)配對(duì)。()(3)通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成,縮短啤酒的發(fā)酵周期。()(4)某實(shí)驗(yàn)利用PCR技術(shù)獲取目的基因,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示除目的基因條帶(引物與模板完全配對(duì))外,還有2條非特異條帶(引物和模板不完全配對(duì))。為了減少反應(yīng)非特異條帶的產(chǎn)生,可以提高復(fù)性的溫度。()(5)目的基因是基因工程的關(guān)鍵要素,必須從動(dòng)物、植物或微生物的基因組文庫(kù)中直接獲取。()(6)乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術(shù)獲得的乙肝病毒表面抗原(一種病毒蛋白)。回答下列問(wèn)題。①接種上述重組乙肝疫苗不會(huì)在人體中產(chǎn)生乙肝病毒,原因是______________________________________________。②若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白,請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路。_________________。(7)已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)。為了制備蛋白疫苗,可以通過(guò)基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?;蚬こ痰幕静僮髁鞒淌莀______________________________________________。(8)制備轉(zhuǎn)基因植物時(shí),用農(nóng)桿菌侵染植株葉片外植體,其目的是_______________________________________。(9)研究者構(gòu)建了一種表達(dá)載體pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因組合表達(dá)庫(kù),經(jīng)篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動(dòng)子、終止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是_________________________________,終止子的作用是____________________________________。提示:(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)①重組乙肝疫苗成分為蛋白質(zhì),無(wú)法在宿主體內(nèi)增殖②通過(guò)使用相應(yīng)抗體,利用抗原—抗體雜交技術(shù),檢測(cè)目的基因是否翻譯形成蛋白質(zhì)(7)獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定(8)通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞(9)作為標(biāo)記基因,篩選含有目的基因的受體細(xì)胞終止轉(zhuǎn)錄,使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來(lái)【對(duì)點(diǎn)突破】題點(diǎn)1基因工程的操作步驟及應(yīng)用1.(2024·湛江高三一模)他汀類藥物是目前應(yīng)用廣泛、效果理想的降脂藥物,醇脫氫酶是該藥物催化合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶。研究人員對(duì)釀酒酵母醇脫氫酶基因進(jìn)行PCR,并將其導(dǎo)入大腸桿菌BL-21中,構(gòu)建重組醇脫氫酶工程菌,利用LB培養(yǎng)基可大量生產(chǎn)醇脫氫酶。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)對(duì)釀酒酵母醇脫氫酶基因進(jìn)行PCR時(shí),需要先設(shè)計(jì)引物,引物應(yīng)選擇圖1中的__________________________。(2)PCR反應(yīng)過(guò)程如圖2所示,其中50℃復(fù)性45s的目的是________________。TaqDNA聚合酶在圖2中的____________過(guò)程中發(fā)揮作用。(3)pET-28b質(zhì)粒(圖3)中a區(qū)段表示的是______結(jié)構(gòu),其作用是__________________。構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)最好選用限制酶____________________________________________。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入BL-21中后,培養(yǎng)在含有__________________的LB固體培養(yǎng)基上,以達(dá)到篩選的目的。限制酶識(shí)別序列NcoⅠC↓CATGGXhoⅠC↓TCGAGEcoRⅠG↓AATTC(4)通常用________________的方法,檢測(cè)工程菌BL-21是否生產(chǎn)出了醇脫氫酶。解析:(1)PCR過(guò)程中,子鏈延伸方向?yàn)?′→3′,因此選用的引物為引物Ⅱ、引物Ⅲ。(2)PCR過(guò)程中復(fù)性的目的是使引物與模板鏈通過(guò)堿基之間形成氫鍵而結(jié)合。TaqDNA聚合酶的作用為催化形成磷酸二酯鍵,延伸子鏈,因此在延伸和后延伸過(guò)程中發(fā)揮作用。(3)目的基因要插入啟動(dòng)子和終止子之間,所以a區(qū)段為啟動(dòng)子,啟動(dòng)子的作用是與RNA聚合酶結(jié)合,啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)最好選用限制酶NcoⅠ和XhoⅠ以避免破壞標(biāo)記基因(卡那霉素抗性基因),若只選其中一個(gè)有可能出現(xiàn)目的基因的倒接或目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化。由于標(biāo)記基因是卡那霉素,故需要在含有卡那霉素的LB固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),以達(dá)到篩選的目的。(4)通常利用抗原與抗體的結(jié)合具有特異性的原理,用相應(yīng)的抗體檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì),由于醇脫氫酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),故通常采用抗原—抗體雜交的方法檢測(cè)是否生產(chǎn)出了醇脫氫酶。答案:(1)引物Ⅱ、引物Ⅲ(2)使引物與模板鏈結(jié)合延伸和后延伸(3)啟動(dòng)子與RNA聚合酶結(jié)合,啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄NcoⅠ和XhoⅠ卡那霉素(4)抗原—抗體雜交2.甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì),將甜蛋白基因?qū)敕芽商岣叻烟鹞叮纳乒麑?shí)品質(zhì),獲得超甜植株。下圖是甜蛋白基因和Ti質(zhì)粒上限制酶切割位點(diǎn)示意圖。回答下列相關(guān)問(wèn)題:(1)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得超甜番茄的核心步驟是____________,該過(guò)程需要選擇__________限制酶切割甜蛋白基因。(2)Ti質(zhì)粒上的啟動(dòng)子是____________識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),為了保證甜蛋白基因能夠在番茄細(xì)胞中表達(dá),應(yīng)將Ti質(zhì)粒上的啟動(dòng)子替換為_(kāi)____________________________。(3)農(nóng)桿菌侵染番茄細(xì)胞時(shí),T-DNA的作用是__________________________________________________,該過(guò)程發(fā)生的變異類型為_(kāi)_____________。然后在添加____________的培養(yǎng)基中培養(yǎng)番茄細(xì)胞,篩選轉(zhuǎn)化成功的愈傷組織。(4)若得到的超甜番茄體細(xì)胞中導(dǎo)入的是2個(gè)甜蛋白基因,則讓其自交,若子代表型及比例為_(kāi)___________,說(shuō)明2個(gè)甜蛋白基因插到了兩對(duì)同源染色體上(含有1個(gè)和2個(gè)甜蛋白基因的番茄甜味相同)。解析:(1)基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。切割目的基因時(shí),不能選擇限制酶BamHⅠ,因?yàn)槠鋾?huì)破壞目的基因,左側(cè)應(yīng)選擇用限制酶XbaⅠ切割,目的基因應(yīng)插入質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間,故不能選擇限制酶SalⅠ,綜合考慮,切割目的基因右側(cè)應(yīng)選擇用限制酶HindⅢ(HindⅢ靠近終止子,而EcoRⅠ靠近啟動(dòng)子)。(2)Ti質(zhì)粒上的啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),為了保證甜蛋白基因能夠在番茄細(xì)胞中表達(dá),應(yīng)將Ti質(zhì)粒上的啟動(dòng)子替換為番茄細(xì)胞中能表達(dá)的基因的啟動(dòng)子。(3)農(nóng)桿菌侵染番茄細(xì)胞時(shí),T-DNA的作用是攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并將其整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,該過(guò)程使受體細(xì)胞發(fā)生了基因重組。由于重組質(zhì)粒中含有卡那霉素的抗性基因,因此在添加卡那霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)番茄細(xì)胞,篩選出導(dǎo)入甜蛋白基因的細(xì)胞,進(jìn)而可獲得轉(zhuǎn)化成功的愈傷組織。(4)若2個(gè)甜蛋白基因插到了兩對(duì)同源染色體上,即相當(dāng)于雙雜合類型,遺傳上遵循基因的自由組合定律,則其自交,后代中只要含有甜蛋白基因,性狀就表現(xiàn)為超甜,則其自交產(chǎn)生的后代的表型及比例為超甜番茄∶普通番茄=15∶1。答案:(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建XbaⅠ和HindⅢ(2)RNA聚合酶番茄細(xì)胞中能表達(dá)的基因的啟動(dòng)子(3)攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并將其整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上基因重組卡那霉素(4)超甜番茄∶普通番茄=15∶1題點(diǎn)2蛋白質(zhì)工程基本原理及應(yīng)用3.水蛭是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥材,主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。擬通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu),提高其抗凝血活性?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示,物質(zhì)a是__________,物質(zhì)b是__________。在生產(chǎn)過(guò)程中,物質(zhì)b可能不同,合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同,原因是_____________________。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸,基因工程中獲取目的基因的常用方法有________________________、__________________________和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是______________________________。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后,分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性,結(jié)果如圖所示。推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的____________(填“種類”或“含量”)有關(guān),導(dǎo)致其活性不同的原因是________________________________________。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異,簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。_________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)蛋白質(zhì)工程的基本思路:從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。由此可知,物質(zhì)a是多肽鏈,物質(zhì)b是mRNA。在生產(chǎn)過(guò)程中,物質(zhì)b可能不同,合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同,原因是密碼子具有簡(jiǎn)并性,即一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸,基因工程中獲取目的基因的常用方法有通過(guò)構(gòu)建基因文庫(kù)獲取、通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是DNA半保留復(fù)制。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后,據(jù)題圖可知,水解產(chǎn)物中的肽含量隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)均上升,且兩種酶差別不大;而水解產(chǎn)物中抗凝血活性差異較大,經(jīng)酶甲處理后,隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng),抗凝血活性先上升后相對(duì)穩(wěn)定,經(jīng)酶乙處理后,隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng),抗凝血活性先上升后下降,且酶甲處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性最終高于經(jīng)酶乙處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性,差異明顯,據(jù)此推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān),導(dǎo)致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時(shí)間和酶的種類不同,導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、題述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:取3支試管,編號(hào)為1、2、3,分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、題述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素;用酒精消毒,用注射器取同一種動(dòng)物(如家兔)血液,立即將等量的血液加入1、2、3號(hào)3支試管中,靜置相同時(shí)間,統(tǒng)計(jì)3支試管中血液凝固時(shí)間。答案:(1)多肽鏈mRNA密碼子具有簡(jiǎn)并性(2)通過(guò)構(gòu)建基因文庫(kù)獲取通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成DNA半保留復(fù)制(3)種類提取的水蛭蛋白的酶解時(shí)間和處理的酶的種類不同,導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞(4)取3支試管,編號(hào)為1、2、3,分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、題述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素;用酒精消毒,用注射器取同一種動(dòng)物(如家兔)血液,立即將等量的血液加入1、2、3號(hào)3支試管中,靜置相同時(shí)間,統(tǒng)計(jì)3支試管中血液凝固時(shí)間題點(diǎn)3生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題4.以哺乳動(dòng)物為研究對(duì)象的生物技術(shù)已獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。對(duì)生物技術(shù)應(yīng)用于人類,在安全與倫理方面有不同的觀點(diǎn),下列敘述正確的是(D)A.試管嬰兒技術(shù)應(yīng)全面禁止B.治療性克隆不需要監(jiān)控和審查C.生殖性克隆不存在倫理道德方面的風(fēng)險(xiǎn)D.我國(guó)不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)解析:試管嬰兒屬于有性生殖,合理范圍內(nèi),試管嬰兒技術(shù)是可以使用的,A錯(cuò)誤;治療性克隆要在嚴(yán)格監(jiān)管下進(jìn)行,B錯(cuò)誤;生殖性克隆會(huì)引起嚴(yán)重的道德、倫理、社會(huì)和法律問(wèn)題,C錯(cuò)誤。5.治療性克隆有望解決供體器官短缺和免疫排斥等問(wèn)題。下圖表示治療性克隆的過(guò)程,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.細(xì)胞A常采用去核卵母細(xì)胞作為移植的受體細(xì)胞B.該治療性過(guò)程應(yīng)用了核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)C.胚胎干細(xì)胞分化為多種體細(xì)胞是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果D.動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需提供95%空氣和5%CO2的混合氣體解析:細(xì)胞A常采用去核卵母細(xì)胞作為移植的受體細(xì)胞,因?yàn)槿ズ寺涯讣?xì)胞有激活動(dòng)物細(xì)胞全能性的物質(zhì),且細(xì)胞體積大,易操作,所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,A正確;①表示核移植,②表示胚胎干細(xì)胞的增殖分化,該治療性過(guò)程應(yīng)用了核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),并未涉及胚胎移植技術(shù),B錯(cuò)誤;細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),C正確;動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需提供95%空氣(有利于細(xì)胞呼吸,進(jìn)行正常代謝活動(dòng))和5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH)的混合氣體,D正確。事實(shí)概述類1.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(gè)完整植株的基本程序是__________________________________________________________________________________(用流程圖表示)。答案:含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(誘導(dǎo)分化))小植株2.在單克隆抗體制備過(guò)程中,有兩次篩選,其目的分別是_________________________________________________。答案:第一次是篩選出雜交瘤細(xì)胞(用選擇培養(yǎng)基);第二次是進(jìn)一步篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞(用抗原—抗體結(jié)合法)3.質(zhì)粒載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTC……GG……CTTAA為使載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一種限制性內(nèi)切核酸酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是___________________________________________________________________________________。答案:切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的DNA片段末端相同4.為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功,既要用放射性同位素標(biāo)記的________________作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè),又要在個(gè)體生物學(xué)水平上進(jìn)行鑒定,后者的具體過(guò)程是______________________________________________________________________________________________________。答案:抗鹽基因(或目的基因)將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中,觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài)5.用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí),從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白,該蛋白作為抗原注入機(jī)體后,刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是________________,該分泌蛋白可用于檢測(cè)受試者血清中的HIV,檢測(cè)的原理是__________________________。答案:抗體抗原與抗體特異性結(jié)合原因分析類6.若想利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培養(yǎng)出馬鈴薯—草莓雜種植物,以提高土地的利用率,____________(填“能”或“不能”)把兩物種細(xì)胞直接融合,理由是____________________________________________。答案:不能植物細(xì)胞外面有一層細(xì)胞壁,阻礙了細(xì)胞間的雜交(融合)7.動(dòng)物體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí),______________(填“需要”或“不需要”)脫分化過(guò)程,原因是___________________________________________________________________。答案:不需要高度分化的動(dòng)物細(xì)胞分化的潛能變窄,失去發(fā)育成完整個(gè)體的能力8.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___________________________________________________________。答案:未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱實(shí)驗(yàn)探究類9.蛋白質(zhì)NLP是擬南芥細(xì)胞內(nèi)的硝酸鹽受體,與硝酸鹽結(jié)合后會(huì)激活硝酸鹽響應(yīng)基因的啟動(dòng)子。科研人員通過(guò)構(gòu)建多種轉(zhuǎn)基因擬南芥研究NLP的功能,在NLP研究中利用硝酸鹽響應(yīng)基因的啟動(dòng)子與熒光素酶基因組成報(bào)告基因。(1)報(bào)告基因中添加熒光素酶基因的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________。報(bào)告基因的受體擬南芥須為NLP合成突變型,以避免________________________________________對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。(2)為獲得NLP的氨基端和羧基端以分別研究其功能,科研人員構(gòu)建了包含NLP片段的重組基因,如下圖所示,其中需要人為添加起始密碼子編碼序列的是__________________。若通過(guò)引物同時(shí)為NLP基因片段添加限制酶識(shí)別序列和起始密碼子編碼序列,起始密碼子編碼序列需添加在限制酶識(shí)別序列的__________(填“3′端”“5′端”或“3′端、5′端均可以”)。(3)利用報(bào)告基因與上述三種重組NLP基因分別制備轉(zhuǎn)基因擬南芥,并編號(hào)為1組、2組、3組,與對(duì)照組分別置于含KCl或KNO3的培養(yǎng)基中培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。對(duì)照組擬南芥的實(shí)驗(yàn)處理是_______________________________。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知激活硝酸鹽響應(yīng)基因表達(dá)的是________(填“氨基端”“羧基端”或“氨基端、羧基端均可以”);硝酸鹽存在時(shí),NLP激活硝酸鹽響應(yīng)基因表達(dá)的機(jī)制是___________________________________________________________。答案:(1)熒光素酶基因表達(dá)產(chǎn)物可催化熒光素氧化發(fā)出熒光,易于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)NLP(2)編碼羧基端的NLP基因片段3′端(3)導(dǎo)入報(bào)告基因,不導(dǎo)入重組NLP基因羧基端NLP的氨基端會(huì)抑制羧基端的激活作用,硝酸鹽能夠解除抑制作用一、選擇題1.馬鈴薯通過(guò)母株的塊莖進(jìn)行繁殖,易受到病毒侵襲,造成品種退化。下圖表示利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗的基本過(guò)程。下列敘述正確的是(C)外植體eq\o(→,\s\up7(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(果膠酶處理),\s\do5(再分化))胚狀體→脫毒苗A.外植體選擇馬鈴薯的葉肉組織更易獲得脫毒苗B.果膠酶的作用是將愈傷組織制備成原生質(zhì)體C.該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的快速繁殖從而提高產(chǎn)量D.再分化過(guò)程用天然的植物激素比人工合成的激素類似物效果更好解析:培育脫毒苗需要利用植物頂端分生區(qū)附近的細(xì)胞,該部分細(xì)胞病毒極少,甚至無(wú)病毒,A錯(cuò)誤;果膠酶的作用是使愈傷組織細(xì)胞分散開(kāi),而不是獲得原生質(zhì)體,B錯(cuò)誤;植物組織培養(yǎng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的快速繁殖從而提高產(chǎn)量,C正確;人工合成的激素類似物因?yàn)樵谥参矬w內(nèi)一般沒(méi)有與其對(duì)應(yīng)的酶而更加穩(wěn)定,D錯(cuò)誤。2.中國(guó)航天文創(chuàng)(CASCI)于2021年農(nóng)歷七夕節(jié)前銷售200枝太空玫瑰,1秒內(nèi)售空。這些玫瑰花朵直徑與大拇指寬度相當(dāng),花期特別長(zhǎng),最初的種子搭載神舟四號(hào)飛船進(jìn)入太空,返回地球后經(jīng)過(guò)多年的選育,利用植物組織培養(yǎng)等技術(shù)培育而成。下列敘述正確的是(D)A.太空中的宇宙射線輻射、微重力和弱地磁等因素,可誘發(fā)種子發(fā)生基因重組B.接種外植體→誘導(dǎo)愈傷組織→誘導(dǎo)生芽→生成試管苗,都在同一個(gè)錐形瓶?jī)?nèi)完成C.從接種外植體到誘導(dǎo)愈傷組織的過(guò)程,是再分化過(guò)程D.生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是植物組織培養(yǎng)中影響植物細(xì)胞發(fā)育方向的關(guān)鍵激素解析:太空中的宇宙射線輻射、微重力和弱地磁等因素,可誘發(fā)種子發(fā)生基因突變,A錯(cuò)誤;接種外植體→誘導(dǎo)愈傷組織→誘導(dǎo)生芽→生成試管苗,這一系列過(guò)程中所需要的培養(yǎng)基中的成分和激素等不同,故不能在同一個(gè)錐形瓶?jī)?nèi)完成,B錯(cuò)誤;從接種外植體到誘導(dǎo)愈傷組織的過(guò)程,是脫分化過(guò)程,C錯(cuò)誤;生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是植物組織培養(yǎng)中影響植物細(xì)胞發(fā)育方向的關(guān)鍵激素,如生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例高時(shí),可促進(jìn)生根,D正確。3.(2024·茂名高三一模)我國(guó)科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴,轟動(dòng)了全世界,此研究一般需要用到的技術(shù)是(C)①動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)②動(dòng)物細(xì)胞融合③細(xì)胞去核④體外受精⑤胚胎培養(yǎng)⑥胚胎分割⑦胚胎移植A.①②③④⑦ B.①③⑤⑥⑦C.①②③⑤⑦ D.①③④⑤⑦解析:培育體細(xì)胞克隆猴,首先需要對(duì)獲取的細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),卵母細(xì)胞通過(guò)顯微操作進(jìn)行去核,將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞,通過(guò)電融合法使兩細(xì)胞融合,形成重構(gòu)胚,接著進(jìn)行胚胎培養(yǎng)和胚胎移植才能成功獲得克隆猴,故此研究一般需要用到的技術(shù)是①②③⑤⑦,C符合題意。4.科學(xué)家在研究基因定位時(shí),將人的不能利用次黃嘌呤的突變細(xì)胞株(HGPRT-)和小鼠不能利用胸腺脫氧核苷的突變細(xì)胞株(TK-)進(jìn)行融合,然后利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,得到3株能在選擇培養(yǎng)基上增殖的穩(wěn)定的細(xì)胞株(如下表所示)。據(jù)此分析,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)細(xì)胞株編號(hào)123所含人染色體編號(hào)11,14,17,227,11,14,175,7,17,21A.可用PEG誘導(dǎo)人和小鼠細(xì)胞融合B.在選擇培養(yǎng)基上增殖的細(xì)胞株1中最多有4條人的染色體C.該選擇培養(yǎng)基中應(yīng)該添加次黃嘌呤和胸腺脫氧核苷D.由表中信息可推測(cè)人的TK基因可能位于17號(hào)染色體上解析:誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有電融合法、PEG融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法等,A正確;在選擇培養(yǎng)基上增殖的細(xì)胞株1中,如果細(xì)胞處于有絲分裂后期,則一個(gè)細(xì)胞中含有8條人的染色體,B錯(cuò)誤;結(jié)合題干“將人的不能利用次黃嘌呤的突變細(xì)胞株(HGPRT-)和小鼠不能利用胸腺脫氧核苷的突變細(xì)胞株(TK-)進(jìn)行融合,然后利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,得到3株能在選擇培養(yǎng)基上增殖的穩(wěn)定的細(xì)胞株”可知,該選擇培養(yǎng)基上應(yīng)添加次黃嘌呤和胸腺脫氧核苷以篩選出成功融合的細(xì)胞,C正確;分析題表數(shù)據(jù)可知,細(xì)胞株1、2、3均含有人的17號(hào)染色體,結(jié)合題干“與小鼠不能利用胸腺脫氧核苷的突變細(xì)胞株(TK-)進(jìn)行融合”可推測(cè),人的TK基因可能位于17號(hào)染色體上,D正確。5.(2024·梅州高三二模)醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常應(yīng)用胚胎工程技術(shù),相關(guān)敘述正確的是(D)A.為使雌性動(dòng)物超數(shù)排卵,可在其飼料中添加適量的促性腺激素B.可以使用雄性動(dòng)物新鮮的精子與處于MⅡ期卵母細(xì)胞完成受精作用C.我國(guó)政府允許在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用生殖性克隆人胚胎解決不孕不育D.為提高胚胎利用率,可采用胚胎分割等繁殖技術(shù)解析:促性腺激素屬于蛋白質(zhì)類激素,在飼料中添加的促性腺激素會(huì)在動(dòng)物的消化道中被分解而失去作用,A錯(cuò)誤;雄性動(dòng)物新鮮的精子獲能后才具備受精能力,B錯(cuò)誤;我國(guó)政府不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn),我國(guó)允許應(yīng)用試管嬰兒技術(shù)解決不孕不育,C錯(cuò)誤;為提高胚胎利用率,可采用胚胎分割、胚胎移植等無(wú)性繁殖技術(shù),D正確。6.“篩選”是生物工程中常用的技術(shù)手段,下列關(guān)于篩選的敘述,錯(cuò)誤的是(D)A.單克隆抗體制備過(guò)程中,在完成細(xì)胞融合后,第一次篩選出的是雜交瘤細(xì)胞B.基因工程中通過(guò)標(biāo)記基因篩選出的細(xì)胞不一定含有重組質(zhì)粒C.植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中,原生質(zhì)體融合后獲得的細(xì)胞需要進(jìn)行篩選D.用選擇培養(yǎng)基對(duì)微生物進(jìn)行篩選時(shí),實(shí)驗(yàn)組接種微生物,對(duì)照組不接種微生物解析:?jiǎn)慰寺】贵w制備過(guò)程中,在完成細(xì)胞融合后,第一次篩選出的是雜交瘤細(xì)胞,第二次篩選出的是既能無(wú)限增殖又能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,A正確;基因工程中通過(guò)標(biāo)記基因篩選出的細(xì)胞不一定含有重組質(zhì)粒,可能只含有普通質(zhì)粒,B正確;植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中,原生質(zhì)體融合后獲得的細(xì)胞需要進(jìn)行篩選,選出雜種細(xì)胞,C正確;用選擇培養(yǎng)基對(duì)微生物進(jìn)行篩選時(shí),實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均接種相同數(shù)量的微生物,若實(shí)驗(yàn)組菌落數(shù)少于對(duì)照組菌落數(shù),說(shuō)明選擇培養(yǎng)基具有篩選作用,D錯(cuò)誤。7.現(xiàn)代生物工程的操作常常涉及下面的流程,下列說(shuō)法正確的是(B)A.若圖為核移植過(guò)程,則②從卵巢中獲取的卵母細(xì)胞直接作為受體細(xì)胞和①供體細(xì)胞融合B.若圖為單克隆抗體的制備過(guò)程,需要篩出產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞C.若圖為試管動(dòng)物的培育過(guò)程,需培育到原腸胚才能進(jìn)行胚胎分割與胚胎移植D.若圖為植物體細(xì)胞雜交過(guò)程,則形成③常用滅活的病毒直接處理兩種植物細(xì)胞解析:若題圖為核移植過(guò)程,在體細(xì)胞核移植過(guò)程中,應(yīng)選擇處于MⅡ期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞,因此需要將卵母細(xì)胞培養(yǎng)至MⅡ期,而不是直接作為受體,A錯(cuò)誤;若題圖為單克隆抗體的制備過(guò)程,則①和②分別是B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞,形成融合細(xì)胞需要經(jīng)過(guò)篩選,篩出產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞,B正確;若題圖為試管動(dòng)物的培育過(guò)程,需培育到桑葚胚或者囊胚才能進(jìn)行胚胎分割與胚胎移植,C錯(cuò)誤;誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法包括電融合法、離心法等,化學(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑進(jìn)行融合,滅活病毒誘導(dǎo)法是誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法,D錯(cuò)誤。8.紅細(xì)胞生成素(EPO)是人體內(nèi)促進(jìn)紅細(xì)胞生成的一種糖蛋白,可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來(lái)源極為有限,某科研團(tuán)隊(duì)采用基因工程培育轉(zhuǎn)基因羊作為乳腺生物反應(yīng)器,使其能合成EPO。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(A)A.構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)需將EPO基因插入乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子的上游B.一般情況下,該轉(zhuǎn)基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細(xì)胞中表達(dá)C.可用顯微注射技術(shù)將含有EPO基因的表達(dá)載體導(dǎo)入羊的受精卵中D.用PCR擴(kuò)增人EPO基因,需要一段已知的EPO基因核苷酸序列解析:?jiǎn)?dòng)子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的上游,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,故構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需將EPO基因(目的基因)插入乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子的下游,A錯(cuò)誤;結(jié)合題干“某科研團(tuán)隊(duì)采用基因工程培育轉(zhuǎn)基因羊作為乳腺生物反應(yīng)器,使其能合成EPO”可知,該轉(zhuǎn)基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細(xì)胞中表達(dá),到合適時(shí)期收集羊的乳汁進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)物的檢測(cè)與鑒定,B正確;將目的基因?qū)雱?dòng)物受精卵最常用的方法是利用顯微注射法將目的基因注入動(dòng)物的受精卵(全能性高)中,整個(gè)受精卵發(fā)育成為具有新性狀的動(dòng)物,C正確;用PCR擴(kuò)增人EPO基因,前提是需要一段已知的EPO基因核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物,D正確。9.(2024·梅州高三二模)光敏色素基因在調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)發(fā)育中具有重要作用。為探討玉米中光敏色素基因A(含大約256個(gè)堿基對(duì))在棉花種質(zhì)資源創(chuàng)制中的利用價(jià)值,研究人員將A基因轉(zhuǎn)入到棉花中,對(duì)棉花受體細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè),并通過(guò)電泳技術(shù)分析結(jié)果。該過(guò)程所用質(zhì)粒與含光敏色素基因的DNA上相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)分別如圖甲、乙所示,電泳檢測(cè)結(jié)果如圖丙所示。下列相關(guān)敘述正確的是(C)A.為構(gòu)建正確連接的表達(dá)載體,應(yīng)選用BamHⅠ和HindⅢ這兩種限制酶B.PCR擴(kuò)增目的基因過(guò)程中每次循環(huán)都要經(jīng)歷一次升溫和兩次降溫C.表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞后,可用含四環(huán)素的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行初步篩選D.由圖丙電泳結(jié)果可知,1、2、3、4號(hào)轉(zhuǎn)基因棉花均培育成功解析:由題圖可知,構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),應(yīng)選用BclⅠ和HindⅢ這兩種限制酶,A錯(cuò)誤;PCR反應(yīng)過(guò)程中每次循環(huán)都要經(jīng)歷目的各不相同的兩次升溫(第一次使目的基因變性,第二次使目的基因延伸)和一次降溫(使目的基因復(fù)性),B錯(cuò)誤;在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過(guò)程中,卡那霉素抗性基因被破壞,而四環(huán)素抗性基因在目的基因表達(dá)載體中存在,因此,在表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞后,可用含四環(huán)素的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行初步篩選,C正確;光敏色素基因A含大約256個(gè)堿基對(duì),由題圖丙電泳結(jié)果可知,1、2、3、4號(hào)均成功導(dǎo)入光敏色素基因A,但轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功還需要進(jìn)行生物個(gè)體水平上的鑒定,D錯(cuò)誤。10.T-2毒素是一種常見(jiàn)的霉菌毒素,可通過(guò)污染飼料引起畜禽中毒。CYP3A是豬體內(nèi)降解T-2毒素的關(guān)鍵酶,T-2毒素可誘導(dǎo)其表達(dá)水平升高。CCAATbox和GCbox是CYP3A基因啟動(dòng)子的兩個(gè)調(diào)控序列。研究者將不同調(diào)控序列分別和CYP3A基因啟動(dòng)子及LUC基因(熒光素酶基因)連接構(gòu)建表達(dá)載體,導(dǎo)入豬肝細(xì)胞,在培養(yǎng)基中加入T-2毒素,24h后計(jì)算啟動(dòng)子活性相對(duì)值,結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是(C)A.④為對(duì)照組,把僅含LUC基因的表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞B.與④組相比,①組中加入T-2毒素的含量大大增加C.可通過(guò)檢測(cè)熒光素酶的活性來(lái)計(jì)算啟動(dòng)子活性相對(duì)值D.調(diào)控序列的缺失使T-2毒素不能誘導(dǎo)CYP3A基因表達(dá)解析:④為對(duì)照組,把含CYP3A基因啟動(dòng)子及LUC基因的表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞,A錯(cuò)誤;T-2毒素是無(wú)關(guān)變量,每組加入的含量要相同,因此與④組相比,①組中加入T-2毒素的含量相同,B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)的因變量是熒光素酶的活性,可通過(guò)檢測(cè)熒光素酶的活性來(lái)計(jì)算啟動(dòng)子活性相對(duì)值,熒光素酶的活性越大,啟動(dòng)子活性相對(duì)值就越大,C正確;由題圖可知,②③④這三組的啟動(dòng)子活性相對(duì)值都大于0,說(shuō)明調(diào)控序列的缺失使T-2毒素可以誘導(dǎo)CYP3A基因表達(dá),D錯(cuò)誤。二、非選擇題11.2017年,我國(guó)科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴。在培育過(guò)程中,我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)試驗(yàn),可以在10s之內(nèi)對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行去核操作,在15s之內(nèi)將體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中。培育克隆猴的流程如下圖所示,請(qǐng)結(jié)合下圖回答問(wèn)題。注:Kdm4d:組蛋白去甲基化酶;TSA:組蛋白脫乙酰酶抑制劑。(1)為獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞,采集前應(yīng)先用____________激素處理母猴,從卵巢采集到的卵母細(xì)胞經(jīng)成熟培養(yǎng)后進(jìn)行“去核”處理,這里的“核”是指____________。在對(duì)卵母細(xì)胞去核時(shí),還應(yīng)同時(shí)去除透明帶內(nèi)的____________(細(xì)胞)。(2)研究人員在將胎猴的體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞前,用滅活的仙臺(tái)病毒進(jìn)行了短暫處理。在此過(guò)程中,滅活的仙臺(tái)病毒所起的作用是____________________。將體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞比早期核移植中將核注入去核卵母細(xì)胞更有進(jìn)步意義,原因是______________________________。(3)研究人員將Kdm4d的mRNA注入了重構(gòu)胚,同時(shí)用TSA處理了重構(gòu)胚。這兩種物質(zhì)都是通過(guò)改變組蛋白的表觀遺傳修飾來(lái)調(diào)控基因表達(dá),即Kdm4d的mRNA的作用是____________________________________________;TSA的作用是_________________________________,最終調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),提高胚胎的發(fā)育率和妊娠率。(4)該項(xiàng)技術(shù)的成功使短期培育大批具有相同遺傳背景的克隆猴成為可能,有什么意義?___________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。解析:(1)用促性腺激素處理母猴,可獲得數(shù)量較多的卵母細(xì)胞。從卵巢采集到的卵母細(xì)胞經(jīng)成熟培養(yǎng)后進(jìn)行“去核”處理,這里的“核”是指紡錘體—染色體復(fù)合物,同時(shí)去除透明帶內(nèi)的第一極體。(2)滅活的仙臺(tái)病毒可以促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合。將體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞比早期核移植中將核注入去核卵母細(xì)胞更有進(jìn)步意義,原因是操作簡(jiǎn)便,對(duì)卵母細(xì)胞損傷小。(3)Kdm4d是組蛋白去甲基化酶,則Kdm4d的mRNA可以表達(dá)組蛋白去甲基化酶,降低組蛋白的甲基化水平。TSA是組蛋白脫乙酰酶抑制劑,可以抑制組蛋白脫乙酰,提高組蛋白的乙?;?,最終調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),提高胚胎的發(fā)育率和妊娠率。(4)該項(xiàng)技術(shù)的成功使短期培育出大批具有相同遺傳背景的克隆猴成為可能,對(duì)排斥反應(yīng)小的器官移植供體的研究、對(duì)個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制的研究、疾病致病機(jī)制的研究、疾病模型動(dòng)物的獲得、新藥的研發(fā)等具有重要意義。答案:(1)促性腺紡錘體—染色體復(fù)合物第一極體(或極體)(2)誘導(dǎo)細(xì)胞融合操作簡(jiǎn)便,對(duì)卵母細(xì)胞損傷小(3)可以表達(dá)組蛋白去甲基化酶,該酶能降低組蛋白的甲基化水平抑制組蛋白脫乙酰,提高組蛋白的乙?;?4)對(duì)排斥反應(yīng)小的器官移植供體的研究、對(duì)個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制的研究、疾病致病機(jī)制的研究、疾病模型動(dòng)物的獲得、新藥的研發(fā)等具有重要意義12.GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白。科研人員以GFP基因?yàn)椴牧?,利用基因工程技術(shù)獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白。豐富了熒光蛋白的顏色種類?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)構(gòu)建目的基因表達(dá)載體??蒲腥藛T從構(gòu)建的GFP突變基因文庫(kù)中提取目的基因(均為突變基因)構(gòu)建表達(dá)載體,其模式圖如下所示(箭頭為GFP突變基因的轉(zhuǎn)錄方向)。圖中①為_(kāi)_______;②為_(kāi)_______,其作用是________________________________;圖中氨芐青霉素抗性基因是一種標(biāo)記基因,其作用是___________________________________________。(2)目的基因的表達(dá)??蒲腥藛T將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá),發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光,有的發(fā)黃色熒光,有的不發(fā)熒光。請(qǐng)從密碼子特點(diǎn)的角度分析,發(fā)綠色熒光的可能原因是____________________________________(答出1點(diǎn)即可)。(3)新蛋白與突變基因的關(guān)聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后,對(duì)其所含的GFP突變基因進(jìn)行測(cè)序,發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同,將該GFP突變基因命名為YFP基因(黃色熒光蛋白基因)。若要通過(guò)基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá),實(shí)驗(yàn)思路是_________________________________________________。解析:(1)一個(gè)基因表達(dá)載體的組成,除了目的基因外,還必須有啟動(dòng)子、終止子以及標(biāo)記基因等。①為終止子,②為啟動(dòng)子。啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(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(lái)。(2)結(jié)合題中信息可知,將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá),發(fā)現(xiàn)有的大腸桿菌發(fā)綠色熒光,即GFP蛋白的熒光顏色,推測(cè)發(fā)綠色熒光的可能原因是GFP基因突變后編碼的蛋白質(zhì)與突變前相同。(3)基因工程的基本操作程序:①目的基因的獲??;②基因表達(dá)載體的構(gòu)建;③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;④目的基因的檢測(cè)與鑒定。欲通過(guò)基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá),可通過(guò)基因工程的方法將目的基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi),之后檢測(cè)酵母菌是否發(fā)黃色熒光,如果發(fā)黃色熒

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