2021屆高考生物二輪復(fù)習(xí)專題十七基因工程與細(xì)胞工程學(xué)案

1、專題十七 基因工程與細(xì)胞工程考綱要求1基因工程的誕生()2.基因工程的原理及技術(shù)(含pcr技術(shù))()3.基因工程的應(yīng)用()4.蛋白質(zhì)工程()5.植物的組織培養(yǎng)()6.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆()7.細(xì)胞融合與單克隆抗體()授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第104頁(yè)細(xì)節(jié)拾遺1教材選修3 p4“尋根問(wèn)底”：限制酶為何不切割自身dna?提示：限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的堿基序列，并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割；限制酶不切割自身dna的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。2教材選修3 p10“生物技術(shù)資料卡”：cdna文庫(kù)的基因中為什么不含有啟動(dòng)子和內(nèi)含子？提示：cdna文庫(kù)

2、是以某一發(fā)育時(shí)期細(xì)胞中的mrna為模板反轉(zhuǎn)錄形成的，mrna中不含有啟動(dòng)子和內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的堿基序列。3教材選修3 p27“異想天開(kāi)”：為什么到目前為止還沒(méi)有生產(chǎn)出人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)？提示：因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，人們對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)及其在生物體內(nèi)如何行使功能知之甚少。4教材選修3 p36“小知識(shí)”：說(shuō)出植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基組成。提示：一般由無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。5教材選修3 p52“生物技術(shù)資料卡”：病毒滅活的含義是什么？提示：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)。易錯(cuò)診斷1用限制酶能切割煙草花葉病毒的核酸()

3、2如果要將人生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌，應(yīng)從cdna文庫(kù)中獲取目的基因，或用人工化學(xué)合成的方法獲取()3基因治療是指將缺陷基因誘變?yōu)檎；?；基因診斷依據(jù)的原理是dna分子雜交；一種基因探針能夠檢測(cè)水體中的各種病毒()4生物體內(nèi)dna 分子的解旋一定需要解旋酶，在體外則只需要高溫()5愈傷組織的細(xì)胞排列整齊而緊密，且為高度液泡化、無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞()6同一株綠色開(kāi)花植物不同部分的細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的愈傷組織細(xì)胞基因都是相同的()7在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)中，都需要對(duì)培養(yǎng)基滅菌，還都需要用到co2培養(yǎng)箱()8將b淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)融合，在培養(yǎng)液中融合后的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞()授課

4、提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第105頁(yè)考點(diǎn) 基因工程與蛋白質(zhì)工程1基因工程?？嫉?種基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶：識(shí)別雙鏈dna分子的某種特定核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)上切割dna分子。(2)dna連接酶：ecolidna連接酶只能連接黏性末端；t4dna連接酶能連接黏性末端和平末端。(3)運(yùn)載體：能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制；有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；具有特殊的標(biāo)記基因以便對(duì)含目的基因的受體細(xì)胞篩選。2.基因工程的4大操作程序(1)目的基因的獲取(三種方法)從基因文庫(kù)中獲取。利用pcr技術(shù)擴(kuò)增：其實(shí)質(zhì)是在體外對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制，其過(guò)程如下：用化學(xué)方法人工合成。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(此為“

5、核心步驟”)基因表達(dá)載體的組成基因表達(dá)載體目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)構(gòu)建過(guò)程注：目的基因插入位置：插入至啟動(dòng)子下游，終止子上游。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的“3大方法”導(dǎo)入植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(花粉管通道法、基因槍法)。導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞顯微注射法(一般導(dǎo)入受精卵)。導(dǎo)入微生物細(xì)胞使用ca2處理細(xì)胞。(4)理清目的基因的檢測(cè)與鑒定導(dǎo)入檢測(cè)：dna分子雜交技術(shù)(使用dna探針)。表達(dá)檢測(cè)a檢測(cè)轉(zhuǎn)錄：分子雜交技術(shù)檢測(cè)mrna。b檢測(cè)翻譯：用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。個(gè)體生物學(xué)水平鑒定：如對(duì)轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)行抗蟲(chóng)或抗病等的接種實(shí)驗(yàn)。3蛋白質(zhì)工程4dna的粗提取與鑒定特別提醒澄清基因工程的4個(gè)“”

6、(1)dna連接酶dna聚合酶：dna連接酶連接兩個(gè)dna片段，而dna聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上。(2)限制酶dna酶解旋酶：限制酶切割某種特定的脫氧核苷酸序列，并使兩條鏈在特定的位置斷開(kāi)；dna酶可將dna水解為其組成單位；解旋酶將dna的兩條鏈間的氫鍵打開(kāi)形成兩條單鏈。(3)啟動(dòng)子起始密碼子，終止子終止密碼子起始密碼子和終止密碼子位于mrna上，分別控制翻譯過(guò)程的啟動(dòng)和終止；啟動(dòng)子和終止子位于dna上，分別控制轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)和終止。(4)基因治療基因診斷基因治療：將正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，以達(dá)到治療的目的其原理為基因重組及基因表達(dá)。基因

7、診斷：制作特定dna探針與病人樣品dna混合，分析雜交帶情況其原理為dna分子雜交。1(2020新高考山東卷)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(duì)直鏈淀粉合成酶基因(wx基因)啟動(dòng)子序列的定點(diǎn)編輯，從而獲得了3個(gè)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(shí)，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(guò)程稱為_(kāi)。(2)根據(jù)啟動(dòng)子的作用推測(cè)，wx基因啟動(dòng)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(gè)突變品系中wx基因控制合成的直鏈淀粉合

8、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(cè)啟動(dòng)子變化對(duì)wx基因表達(dá)的影響，科研人員需要檢測(cè)wx基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mrna(wx mrna)的量。檢測(cè)時(shí)分別提取各品系胚乳中的總rna，經(jīng)_過(guò)程獲得總cdna。通過(guò)pcr技術(shù)可在總cdna中專一性的擴(kuò)增出wx基因的cdna，原因是_。(4)各品系wx mrna量的檢測(cè)結(jié)果如圖所示，據(jù)圖推測(cè)糯性最強(qiáng)的品系為_(kāi)，原因是_。解析：(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶，可以對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切割和連接，重組載體進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化。(2)rna聚合酶與啟動(dòng)子識(shí)別和結(jié)合后啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)子的

9、序列改變會(huì)影響與rna聚合酶的識(shí)別和結(jié)合，從而改變基因的轉(zhuǎn)錄，3個(gè)突變品系中改變的是啟動(dòng)子的序列，影響mrna的轉(zhuǎn)錄，而編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含有啟動(dòng)子的序列，所以編碼合成的直鏈淀粉酶的氨基酸序列不發(fā)生改變。(3)通過(guò)mrna獲得cdna是逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)過(guò)程。pcr過(guò)程中需要模板、原料、酶、引物等，其中引物是根據(jù)已知基因上的一段序列合成的，這樣要從總cdna中專一性的擴(kuò)增出wx基因的cdna，關(guān)鍵是要根據(jù)wx基因的一段已知序列合成出相應(yīng)的引物。(4)據(jù)題中信息可知，水稻胚乳中直鏈淀粉所占比例越小，糯性越強(qiáng)，題圖中品系3中wx的mrna量最少，這樣合成的直鏈淀粉合成酶的量最少，則合

10、成的直鏈淀粉所占比例最小，糯性最強(qiáng)。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(dòng)子的識(shí)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(dòng)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wx 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)2基因工程可以按照人們的意愿賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。圖甲是基因工程的基本操作流程，圖乙是定量pcr技術(shù)中的一種常用探針。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)圖中、所需酶在作用上的主要區(qū)別是_

11、(答出一點(diǎn)即可)。與基因組文庫(kù)中的基因相比，cdna文庫(kù)中的基因在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是_。(2)圖中過(guò)程需要借助pcr技術(shù)，該過(guò)程所需的酶為_(kāi)。若利用pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過(guò)程中消耗了126個(gè)引物分子，則該過(guò)程dna擴(kuò)增了_次。圖乙的taq man探針是定量pcr技術(shù)中的一種常用探針，其5末端連接熒光基團(tuán)(r)，3末端連接淬滅劑(q)。當(dāng)探針完整時(shí)，r發(fā)出的熒光信號(hào)被q吸收而不發(fā)熒光。在定量pcr擴(kuò)增過(guò)程中，當(dāng)擴(kuò)增dna遇到探針時(shí)，探針就會(huì)被水解而釋放出游離的r和q，隨pcr擴(kuò)增次數(shù)的增加，熒光信號(hào)_。(3)若過(guò)程為將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法選擇ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體的

12、原因是_。(4)圖中過(guò)程是_。要檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)，首先從轉(zhuǎn)基因生物個(gè)體中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行_雜交。解析：(1)圖甲中參與過(guò)程的逆轉(zhuǎn)錄酶的作用是促進(jìn)形成磷酸二酯鍵，參與過(guò)程的限制性核酸內(nèi)切酶的作用是促進(jìn)磷酸二酯鍵的水解/斷裂；cdna文庫(kù)來(lái)源于這種生物體內(nèi)的mrna的逆轉(zhuǎn)錄，而mrna實(shí)質(zhì)上來(lái)源于基因的轉(zhuǎn)錄，基因不包括內(nèi)含子和非編碼區(qū)(啟動(dòng)子和終止子等)序列。(2)pcr技術(shù)過(guò)程中所需的酶為taq酶，即熱穩(wěn)定dna聚合酶。若pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過(guò)程中消耗了126個(gè)引物分子，說(shuō)明dna復(fù)制產(chǎn)生了(1262)264個(gè)dna分子，6426，因此dna擴(kuò)增了6次。隨著pcr次數(shù)的增

13、加，r與q不斷被水解釋放，熒光信號(hào)不斷增強(qiáng)。(3)目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時(shí)，由于ti質(zhì)粒上的tdna可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體的dna上，以保證目的基因穩(wěn)定存在和表達(dá)，故選擇ti質(zhì)粒作為載體。(4)過(guò)程為目的基因的檢測(cè)與鑒定；從轉(zhuǎn)基因生物個(gè)體中提取蛋白質(zhì)，可通過(guò)抗原抗體雜交檢測(cè)目的基因是否表達(dá)成功。答案：(1)參與過(guò)程的酶催化形成磷酸二酯鍵，參與過(guò)程的酶催化磷酸二酯鍵的水解沒(méi)有內(nèi)含子、啟動(dòng)子和終止子等序列(2)taq酶(熱穩(wěn)定dna聚合酶)6(逐漸)增強(qiáng)(3)ti質(zhì)粒上的tdna可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體的dna上，以保證目的基因穩(wěn)定存在和表達(dá)(4)目的基因的檢測(cè)

14、與鑒定抗原抗體3人體內(nèi)的tpa蛋白能高效降解由纖維蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和腦血栓的急救藥，但是大劑量使用會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血。如果將tpa蛋白第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。先對(duì)天然的tpa基因進(jìn)行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達(dá)改造后的基因，可制造出性能優(yōu)異的改良tpa蛋白。下圖表示通過(guò)重疊延伸pcr技術(shù)獲取tpa改良基因和構(gòu)建含tpa改良基因重組質(zhì)粒的過(guò)程示意圖。圖中重疊延伸pcr過(guò)程中，引物a、b被用來(lái)擴(kuò)增含有突變位點(diǎn)及其上游序列的dna片段，引物c、d被用來(lái)擴(kuò)增含突變位點(diǎn)及其下游序列的dna片段。請(qǐng)回答：(1)已知tpa蛋白第84位是半胱氨酸，相應(yīng)的基因模板

15、鏈(圖中tpa基因的上鏈)上的堿基序列是aca，絲氨酸的密碼子是ucu。重疊延伸pcr示意圖中的黑點(diǎn)表示突變部位的堿基，引物b中該部位的堿基是_，引物c該部位的堿基是_。pcr中需要引物的原因是_。(2)重疊延伸pcr中，pcr1和pcr2分別進(jìn)行，產(chǎn)物混合后再進(jìn)行pcr3。pcr1和pcr2需要分別進(jìn)行的原因是_。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，選用的限制酶是_。重組質(zhì)粒中的新霉素抗性基因的作用是_。(4)在加入新霉素的培養(yǎng)基中形成菌落的受體細(xì)胞并非都是目的菌株，需選擇呈_色的菌落，進(jìn)一步培養(yǎng)、檢測(cè)和鑒定，以選育出能生產(chǎn)改良tpa蛋白的工程菌株。上述生產(chǎn)改良tpa蛋白的技術(shù)屬于_工程。解析：(1)已知

16、tpa蛋白第84位是半胱氨酸，相應(yīng)的基因模板鏈(圖中tpa基因的上鏈)上的堿基序列是aca，絲氨酸的密碼子是ucu。由此可知基因模板鏈第84位發(fā)生了堿基替換，即acaaga，則tpa基因的上鏈中相應(yīng)位置的acaaga，圖中顯示引物b與tpa基因的下鏈互補(bǔ)，故其中相應(yīng)部位的堿基與上鏈相同，即該部位的堿基是g，引物c與tpa基因的上鏈互補(bǔ)，故其中相應(yīng)部位的堿基與下鏈相同，即該部位的堿基是c。由于dna聚合酶不能從頭開(kāi)始合成dna，而只能從3端延伸dna鏈，因此 pcr中需要加入合適的引物來(lái)完成子鏈延伸。(2)圖中信息顯示，引物b和引物c可以互補(bǔ)配對(duì)，因此，如果pcr1和pcr2同時(shí)進(jìn)行，無(wú)法達(dá)到預(yù)

17、期目的。(3)根據(jù)圖中目的基因兩端的黏性末端以及各種限制酶的切割位點(diǎn)可知，在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，選用限制酶xma和bgl切割質(zhì)粒，才能與目的基因tpa改良基因高效連接。在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，其中的新霉素抗性基因沒(méi)有被破壞，因此可以根據(jù)對(duì)新霉素的抗性將成功導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)，即該基因的作用是便于將成功導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)。(4)在加入新霉素的培養(yǎng)基中形成菌落的受體細(xì)胞應(yīng)該包含兩種類型，一類是導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌，這類大腸桿菌細(xì)胞因?yàn)楹衜lacz基因而呈藍(lán)色；一類是導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，因?yàn)槠渲胁缓琺lacz基因，該細(xì)菌表現(xiàn)為白色，因此需選擇呈白色的菌落，進(jìn)一步培養(yǎng)、檢測(cè)和鑒定，以選育出能

18、生產(chǎn)改良tpa蛋白的工程菌株。上述生產(chǎn)改良tpa蛋白的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程。答案：(1)gcdna聚合酶不能從頭開(kāi)始合成dna，而只能從3端延伸dna鏈(2)引物b和引物c可以互補(bǔ)配對(duì)，導(dǎo)致引物失效(3)xma和bgl便于將導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)(4)白蛋白質(zhì)考點(diǎn) 細(xì)胞工程1植物組織培養(yǎng)過(guò)程(1)植物組織培養(yǎng)的2個(gè)關(guān)鍵(2)針對(duì)三類目標(biāo)(試管苗、人工種子、細(xì)胞產(chǎn)物)的培養(yǎng)流程2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)酶解方法：用纖維素酶和果膠酶處理。(2)促融方法：物理法：離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法：聚乙二醇(peg)。(3)植物體細(xì)胞雜交即將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育

19、成新的植物體的過(guò)程，雜種細(xì)胞中不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組數(shù)都采用直接相加的方法。3動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)培養(yǎng)流程(2)營(yíng)養(yǎng)條件加入動(dòng)物血清、血漿等。通入氧氣以滿足代謝的需要。通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的ph。(3)胰蛋白酶的兩次使用：首先用胰蛋白酶處理動(dòng)物的器官或組織，以制備細(xì)胞懸液；培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)生接觸抑制時(shí)，同樣要用胰蛋白酶使細(xì)胞分散開(kāi)。(4)避免雜菌污染的措施：培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具滅菌處理，加入一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液。4動(dòng)物體細(xì)胞核移植5制備單克隆抗體(1)三種細(xì)胞特點(diǎn)不同免疫后的b淋巴細(xì)胞：能分泌抗體，不能大量增殖。骨髓瘤細(xì)胞：能大量增殖，不能分泌抗體。雜交瘤細(xì)胞：既能分泌抗體，又

20、能大量增殖。(2)兩次篩選的目的不同第一次篩選：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淋巴細(xì)胞，b為骨髓瘤細(xì)胞)，該細(xì)胞既能分泌抗體又能大量增殖，篩選掉a、b、aa、bb型細(xì)胞。第二次篩選：利用多孔培養(yǎng)板法和抗原抗體雜交法篩選，獲得產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。特別提醒(1)雜種細(xì)胞重組細(xì)胞雜交細(xì)胞雜種細(xì)胞：植物體細(xì)胞雜交；重組細(xì)胞：核移植；雜交細(xì)胞：動(dòng)物細(xì)胞融合。(2)原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)區(qū)別是是否進(jìn)行了分瓶培養(yǎng)。1通過(guò)細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)(甲耐鹽、乙高產(chǎn))，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)流程并回答問(wèn)題：(1)a是_酶，b是_。d是具有耐鹽優(yōu)良性狀

21、的幼芽，d長(zhǎng)成的幼苗需要選擇的原因是_。(2)由c形成植株的過(guò)程利用了_技術(shù)，形成愈傷組織需要經(jīng)過(guò)_過(guò)程，愈傷組織再分化形成幼苗，整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程要在_的條件下進(jìn)行。(3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是_。目前，植物體細(xì)胞雜交還存在許多問(wèn)題沒(méi)有解決，如_，盡管如此，這項(xiàng)新技術(shù)在克服_等方面取得的重大突破還是震撼人心的。(4)已知甲、乙植物分別為四倍體、二倍體，則“甲乙植株”屬于_倍體植株。解析：(1)植物細(xì)胞壁的成分為纖維素和果膠，因此a過(guò)程用到纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁；b是甲、乙兩個(gè)原生質(zhì)體經(jīng)過(guò)融合產(chǎn)生的，所以b是融合的原生質(zhì)體；d是具有耐鹽優(yōu)良性狀的幼芽，d長(zhǎng)成后有耐鹽高產(chǎn)和耐鹽不高產(chǎn)兩種類型，

22、所以要進(jìn)行選擇。(2)由雜種細(xì)胞形成植株的過(guò)程利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)；形成愈傷組織需要經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程，再經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程，整個(gè)過(guò)程都要在無(wú)菌條件下進(jìn)行。(3)再生細(xì)胞壁的形成標(biāo)志著細(xì)胞融合的成功，這意味著兩個(gè)融合的原生質(zhì)體重新構(gòu)成了一個(gè)植物細(xì)胞；植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；不足之處是不能按照人的意愿表達(dá)兩個(gè)親本的性狀。(4)由于該項(xiàng)技術(shù)僅僅是對(duì)兩個(gè)原生質(zhì)體進(jìn)行了融合，則新形成的植物有6個(gè)染色體組，即六倍體植株。答案：(1)纖維素酶和果膠融合的原生質(zhì)體d長(zhǎng)成后有耐鹽高產(chǎn)和耐鹽不高產(chǎn)兩種性狀(2)植物組織培養(yǎng)脫分化無(wú)菌(3)再生出新的細(xì)胞壁不能按照人的意愿表達(dá)兩個(gè)親本的性狀遠(yuǎn)緣雜

23、交不親和障礙(4)六2(2020高考全國(guó)卷)為研制抗病毒a的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)上述實(shí)驗(yàn)前必須給小鼠甲注射病毒a，該處理的目的是_。(2)寫(xiě)出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實(shí)驗(yàn)步驟：_。(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒a的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞，需要進(jìn)行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于_，使用該培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是_。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是_。(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒a的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可采用的方法有_(答出2點(diǎn)即可)。解析：(1)利用小鼠制備單克隆抗體時(shí)，先要給小鼠注射相應(yīng)的抗原，目的是

24、獲得經(jīng)免疫的、能產(chǎn)生相應(yīng)抗體的b淋巴細(xì)胞。(2)利用小鼠的脾臟制備單細(xì)胞懸液的主要步驟：取小鼠甲的脾臟并剪碎；用胰蛋白酶處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞；利用培養(yǎng)液將分散的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液。(3)為了得到所需要的雜交瘤細(xì)胞，在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中要進(jìn)行篩選。第一次篩選(篩選1)是利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在選擇培養(yǎng)基上只有融合的雜種細(xì)胞才能生長(zhǎng)，未融合的、同種細(xì)胞融合的細(xì)胞都不能存活。后續(xù)過(guò)程還需要利用抗原與抗體反應(yīng)具有特異性的原理進(jìn)行多次篩選(篩選2)，目的是得到能產(chǎn)生所需要的抗體并能無(wú)限增殖的雜交瘤細(xì)胞。(4)若要將得到的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行大量培養(yǎng)，可以在體外條件下進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)，或?qū)⑵渥⑸涞叫∈蟾骨粌?nèi)增殖。答

25、案：(1)誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒a抗體的b淋巴細(xì)胞(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞，加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液(3)選擇培養(yǎng)基只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性(4)將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第108頁(yè)素養(yǎng)提升點(diǎn)基因工程及細(xì)胞工程相關(guān)的核心術(shù)語(yǔ)與長(zhǎng)句表達(dá)(2019高考海南卷)人的t細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)值的蛋白質(zhì)(y)，該蛋白質(zhì)由一條多肽鏈組成。目前可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)y?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)若要獲得y的基因，可從人的t細(xì)胞中提取_作為模板，在_催化下合成cdna，再利用_技術(shù)在體外擴(kuò)增獲得大

26、量y的基因。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。若將上述所得y的基因插入農(nóng)桿菌ti質(zhì)粒上的_中，得到含目的基因的重組ti質(zhì)粒，則可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將該基因?qū)肽撤N植物的葉肉細(xì)胞中。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)y的愈傷組織，則說(shuō)明y的基因已經(jīng)_。(3)天然的y通常需要在低溫條件下保存。假設(shè)將y的第6位氨基酸甲改變?yōu)榘被嵋铱商岣咂錈岱€(wěn)定性，若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對(duì)y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，具體思路是_。答案：(1)mrna逆轉(zhuǎn)錄酶pcr(2)tdna整合到葉肉細(xì)胞染色體dna上(3)找到第6位氨基酸中的堿基所在的基因位置，參照密碼子表，將第6位氨基酸甲的堿基替換

27、為氨基酸乙的堿基1(概念辨析類)dna連接酶和dna聚合酶的作用相同嗎？試簡(jiǎn)要說(shuō)明。提示：不相同。dna連接酶連接的是兩個(gè)dna片段，而dna聚合酶連接的是單個(gè)的脫氧核苷酸。2(思維拓展類)你能推測(cè)出mrna反轉(zhuǎn)錄形成crna的過(guò)程大致分為哪些步驟嗎？提示：第1步：mrna在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下形成rnadna雜交分子；第2步：在核酸酶的作用下將rnadna雜交分子中的rna水解掉，形成dna單鏈；第3步：以dna單鏈為模板，在dna聚合酶的作用下形成雙鏈的dna。3(原因分析類)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造，為什么不能直接操作？提示：任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即便成功，改造

28、的蛋白質(zhì)也無(wú)法遺傳。4(概念辨析類)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)。提示：能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快5(程序表述類)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)。提示：含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株6(原因推測(cè)類)為什么“番茄馬鈴薯”沒(méi)有想象的那樣，地上結(jié)番茄，地下長(zhǎng)馬鈴薯？提示：生物基因之間相互調(diào)控、相互影響。7(原因分析類)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)用胃蛋白酶分散細(xì)胞行嗎？為什么？提示：不行。胃蛋白酶適于在較強(qiáng)的酸性條件下發(fā)揮作用，而較強(qiáng)的酸性

29、條件會(huì)對(duì)貼壁細(xì)胞造成傷害。8哺乳動(dòng)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)胞核移植獲得克隆動(dòng)物的難度_(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是_。提示：小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對(duì)容易專題演練鞏固提高 分冊(cè)裝訂 方便實(shí)用授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第165頁(yè)1基因工程又稱基因拼接技術(shù)和dna重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段。如圖是基因工程示意圖，回答下列問(wèn)題：(1)通過(guò)pcr技術(shù)進(jìn)行目的基因擴(kuò)增時(shí)，要有一段已知目的基因的核苷酸序列為前提，其作用是_。(2)人工合成的目的基因必須拼接_后才可能在宿主細(xì)胞中得以表達(dá)。進(jìn)行過(guò)程時(shí)，需要

30、的基本工具是_。(3)圖中已轉(zhuǎn)化的宿主細(xì)胞指的是_。若圖中宿主細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞，過(guò)程在操作時(shí)需采用_(填儀器名稱)進(jìn)行顯微注射；若圖中宿主細(xì)胞為大腸桿菌，一般情況下過(guò)程不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是_。(4)艾弗里等人的工作是基因工程的先導(dǎo)，艾弗里等人通過(guò)不同類型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了_(答出兩點(diǎn))。解析：(1)通過(guò)pcr技術(shù)進(jìn)行目的基因擴(kuò)增時(shí)，耐高溫的dna聚合酶只能從引物的末端連接單個(gè)脫氧核苷酸，故需要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。(2)目的基因是編碼蛋白質(zhì)的序列或調(diào)控因子，不包含非編碼序列的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，故人工合成的目的基因必須拼接啟動(dòng)子、終止子后，才可能

31、在宿主細(xì)胞中得以表達(dá)。過(guò)程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要將切割好的目的基因和質(zhì)粒連接，故進(jìn)行過(guò)程時(shí)，需要的基本工具是dna連接酶。(3)圖中已轉(zhuǎn)化的宿主細(xì)胞指的是已導(dǎo)入目的基因并且目的基因能穩(wěn)定遺傳和表達(dá)的細(xì)胞。若圖中宿主細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞，常用顯微注射法將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞，故過(guò)程在操作時(shí)需采用顯微注射儀進(jìn)行顯微注射；若圖中受體細(xì)胞是大腸桿菌(微生物)，由于未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源dna)的能力弱，則需要用鈣離子處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)艾弗里等人的工作是基因工程的先導(dǎo)，艾弗里等人通過(guò)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)中s型肺炎雙球菌的dna能使r型活菌轉(zhuǎn)化為s型活菌，說(shuō)明s型肺炎雙球

32、菌的dna能進(jìn)入r型活菌，并使其發(fā)生穩(wěn)定性轉(zhuǎn)化，證明了生物的遺傳物質(zhì)是dna，dna可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體。答案：(1)合成引物(2)啟動(dòng)子、終止子dna連接酶(3)已導(dǎo)入目的基因并且目的基因能穩(wěn)定遺傳和表達(dá)的細(xì)胞顯微注射儀未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源dna)的能力弱(4)生物的遺傳物質(zhì)是dna，dna可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體2crispr/cas 9系統(tǒng)基因編輯是一種對(duì)靶向基因進(jìn)行特定dna修飾的技術(shù)，其原理是由一個(gè)向?qū)na(sgrna)分子引導(dǎo)cas 9蛋白到一個(gè)特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割。受此機(jī)制啟發(fā)，科學(xué)家們通過(guò)設(shè)計(jì)sgrna中堿基的識(shí)別序列，即可人為選擇

33、dna上的任一目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(如圖)。(1)從crispr/cas9系統(tǒng)作用示意圖看，能夠行使特異性識(shí)別dna序列并切割特定位點(diǎn)功能的分子是_，其類似于基因工程中的_的作用。(2)ccr5基因是人體的正?；?，其編碼的細(xì)胞膜通道蛋白ccr5是hiv入侵t淋巴細(xì)胞的主要輔助受體之一?？蒲腥藛T依據(jù)_的部分序列設(shè)計(jì)sgrna序列，導(dǎo)入骨髓_細(xì)胞中，構(gòu)建sgrnacas9復(fù)合體，以實(shí)現(xiàn)對(duì)ccr5基因的定向切割，變異的ccr5蛋白無(wú)法裝配到細(xì)胞膜上，即可有效阻止hiv侵染新分化生成的t淋巴細(xì)胞。試分析與上述過(guò)程最接近的現(xiàn)代生物科技是_。(3)crisrp/cas9基因編輯技術(shù)有時(shí)存在編輯對(duì)象出錯(cuò)而造成

34、脫靶，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)sgrna的序列越短脫靶率越高。試分析脫靶最可能的原因是_。(4)通過(guò)上述介紹，crispr/cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)在_(至少答出兩點(diǎn))等方面有廣闊的應(yīng)用前景。解析：(1)由題干信息“向?qū)na能識(shí)別并結(jié)合特定的dna序列，從而引導(dǎo)cas9蛋白結(jié)合到相應(yīng)位置并剪切dna”，說(shuō)明能夠行使特異性識(shí)別dna序列并切割特定位點(diǎn)功能的分子是向?qū)na(sgrna)分子和cas9蛋白，功能類似于基因工程中的限制酶。(2)根據(jù)題意，可利用cas9酶對(duì)ccr5基因進(jìn)行編輯，因此sgrna序列需要與ccr5基因上部分堿基互補(bǔ)配對(duì)，從而精準(zhǔn)定位到ccr5基因進(jìn)行編輯，故設(shè)計(jì)sgrna序列時(shí)需要根

35、據(jù)ccr5基因的核苷酸序列，導(dǎo)入骨髓造血干細(xì)胞中，構(gòu)建sgrnacas9復(fù)合體，以實(shí)現(xiàn)對(duì)ccr5基因的定向切割。crispr/cas9基因編輯技術(shù)是一種精準(zhǔn)改變目標(biāo)dna序列的技術(shù)，與其比較接近的是蛋白質(zhì)工程。(3)crisrp/cas9基因編輯技術(shù)有時(shí)存在編輯對(duì)象出錯(cuò)而造成脫靶，其原因是其他dna序列也含有與向?qū)na互補(bǔ)的序列，造成向?qū)na錯(cuò)誤結(jié)合而出現(xiàn)脫靶現(xiàn)象。(4)基于crispr/cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)在基因治療、基因水平進(jìn)行動(dòng)植物的育種、研究基因的功能等方面有廣闊的應(yīng)用前景。答案：(1)向?qū)na(sgrna)分子和cas9蛋白限制酶(2)ccr5基因造血干蛋白質(zhì)工程(3)其

36、他dna序列也含有與向?qū)na(sgrna)互補(bǔ)配對(duì)的序列，造成向?qū)na(sgrna)錯(cuò)誤結(jié)合而脫靶(4)基因治療、動(dòng)植物育種(基因水平)、研究基因功能3人絨毛膜促性腺激素(hcg)是妊娠后胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種糖蛋白，制備抗hcg單克隆抗體可用于檢測(cè)早孕。圖甲是抗hcg單克隆抗體的制備流程示意圖，其中x、y表示細(xì)胞，af表示操作過(guò)程。圖乙是醫(yī)學(xué)上定量檢測(cè)抗原的雙抗體夾心法原理示意圖，需先將抗體固定并與受檢抗原結(jié)合形成復(fù)合物，再加酶標(biāo)抗體和底物，加入酶反應(yīng)的底物后，底物被酶催化成為有色產(chǎn)物，產(chǎn)物的量與標(biāo)本中受檢抗原的量直接相關(guān)，根據(jù)顏色的深淺進(jìn)行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高，間接地

37、放大了免疫反應(yīng)的結(jié)果，從而使測(cè)定方法達(dá)到很高的敏感度?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)a過(guò)程中培養(yǎng)的y細(xì)胞是_，b過(guò)程中常用_、_、_等方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合，d所示操作的目的是_。(2)e過(guò)程培養(yǎng)的細(xì)胞，首先應(yīng)保證其處于_的環(huán)境，其次還需要提供充足的營(yíng)養(yǎng)等條件，其中加動(dòng)物血清的目的是_。(3)用雙抗體夾心法檢測(cè)抗原數(shù)量，酶標(biāo)抗體的作用是_和_。若現(xiàn)有三種抗hcg單克隆抗體，分別記為a、b、c。為檢測(cè)它們之中哪兩種適合用于雙抗體夾心法，科研人員需要進(jìn)行_組實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)并比較各組實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物量，以便得出結(jié)論。解析：(1)根據(jù)圖示可知，從小鼠體內(nèi)提取的x為經(jīng)過(guò)免疫的漿細(xì)胞，則y為骨髓瘤細(xì)胞，誘導(dǎo)二者融合形成雜交瘤細(xì)胞常用滅活的病毒、聚乙二醇、電激等方法。融合后的細(xì)胞需要經(jīng)過(guò)c過(guò)程的初次篩選和d過(guò)程的抗體檢測(cè)和克隆化培養(yǎng)