現(xiàn)代生物科技-沖刺2022年高考生物大題提分攻略（原卷版）

專題06現(xiàn)代生物科技專題

高考頻度：★★★★☆難易程度：★★★☆☆

考情分析與預(yù)測

從近幾年的新課標(biāo)卷的考查知識點(diǎn)來看，第38題主要考查基因工程、細(xì)胞工程、胚胎工程知識。

基因工程的流程和應(yīng)用是高考的必考點(diǎn)，且?？汲Ｐ拢A(yù)計2022年高考也不例外，依然會對其進(jìn)行考查,

有可能與新的科研實事結(jié)合，綜合考查基因工程的流程和應(yīng)用，比如新冠病毒疫苗的研發(fā)，還可能與細(xì)胞

工程、胚胎工程等綜合起來考查。

真題再現(xiàn)

1.（2021?全國乙卷高考真題）用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生

物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)如圖所示。

▼▼▼▼

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAGGGGCCCGACGTCCTATAG

A

I

限制酶：EcoRISmalPstlEcoRV

回答下列問題：

（1）常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T&DNA連接酶。上圖中酶切割后的DNA片

段可以用E.coliDNA連接前連接。上圖中酶切割后的DNA片段可以用T&DNA連接酶連接。

（2）DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是。

（3）DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受

體細(xì)胞中能;質(zhì)粒DNA分子上有,便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有

標(biāo)記基因（如某種抗生素抗性基因），利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是。

（4）表達(dá)載體含有啟動子，啟動子是指。

【答案】EcoRI、PstlEcoRLPstLSmal和EcoRV磷酸二酯鍵自我復(fù)制一至多個限制酶

切位點(diǎn)用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞位于基

因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程

【分析】

基因工程至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶（限制的）、DNA連接酶、運(yùn)載體。

【詳解】

（1）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶Smal和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA

連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而T4DNA連

接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRI和PstI切割后的

DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶Smal

和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA連接酶連接。

（2）DNA連接酶將兩個DNA片段連接形成磷酸二酯鍵。

（3）質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因表達(dá)的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點(diǎn)，能保證質(zhì)粒在受

體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上有一個至多個限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)，便于目的基因的導(dǎo)入。

質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿

主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。

（4）啟動子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它

才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得需要的蛋白質(zhì)。

【點(diǎn)睛】

本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要

注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。

2.（2021?全國甲卷高考真題）PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌，醫(yī)

生進(jìn)行了相關(guān)操作：①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果：②從病人組織樣本中提取DNA；③利用PCR擴(kuò)增DNA片段：

④采集病人組織樣本?；卮鹣铝袉栴}：

（1）若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是（用數(shù)字序號表示）。

（2）操作③中使用的酶是,PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、________三步，其中復(fù)

性的結(jié)果是。

（3）為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與特異性結(jié)合。

（4）PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面.

【答案】④②③①Taq醐（熱穩(wěn)定DNA聚合酶）延伸Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成

兩條單鏈DNA一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)

【分析】

PCR是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。通過這一技術(shù)，可以在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的

基因。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根據(jù)這一序列合

成引物。

【詳解】

（I）PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測，若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是④采集病人組

織樣本一②從病人組織樣本中提取DNA一③利用PCR擴(kuò)增DNA片段一①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果。

（2）在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似，操作③中使用的酶是Taq

酶（熱穩(wěn)定DNA聚合酶），PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步，其中復(fù)性的結(jié)果是Taq

酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。

（3）DNA復(fù)制需要引物，為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與兩條單鏈DNA特異性結(jié)合。

（4）據(jù)分析可知，PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指?項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。

【點(diǎn)睛】

本題考查PCR技術(shù)及應(yīng)用，難度較小，解答本題的關(guān)鍵是明確PCR技術(shù)的原理，具體反應(yīng)過程，以及在臨

床病原菌檢測中的應(yīng)用。

3.（2020新課標(biāo)2卷）為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。

回答下列問題：

（1）上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是o

（2）寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實驗步驟：.

（3）為了得到能產(chǎn)生抗病毒A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）。

【答案】（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細(xì)胞，加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液（3）.選擇培養(yǎng)基（4）.只有雜交瘤細(xì)胞

能夠生存（5）.抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性（6）.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)

【解析】

【分析】

由圖可知，篩選1指用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞，篩選2指進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測，篩選出

能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。

【詳解】（1）實驗前給小鼠甲注射病毒A,是為「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）取小鼠的脾臟，剪碎組織，用胰蛋白酶處理獲得單個細(xì)胞，加入培養(yǎng)液可以制成單細(xì)胞懸液。

（3）圖中篩選1需要用到選擇培養(yǎng)基，只有雜交瘤細(xì)胞可以存活。篩選2是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜

交瘤細(xì)胞，該過程要用到抗原抗體雜交，故篩選所依據(jù)的原理是抗原-抗體反應(yīng)具有特異性。

（4）獲得能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞后，可以在體外培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)，或在小鼠的腹腔

中進(jìn)行培養(yǎng)，使雜交瘤細(xì)胞大量增殖。

【點(diǎn)睛】制備單克隆抗體的過程中，需要用到動物細(xì)胞融合和動物細(xì)胞培養(yǎng)，需要用到兩次篩選，第一次

篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選的目的是獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。

4.（2020新課標(biāo)3卷）W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研

究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W,基本過程如圖所示。

（1）步驟①中需要使用的工具酶有.步驟②和③所代表的操作分別是

和o步驟④稱為O

（2）與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動物的（答

出2點(diǎn)即可）的限制。

（3）一般來說，在同一動物個體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信

息（填相同或不同），原因是_________o

（4）從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有（答

出2點(diǎn)即可）。

【答案】（1）.限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶（2）.顯微注射（3）.體外培養(yǎng)（4）.胚胎移植

（5）.性別、年齡（6）.相同（7）.兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來源于同一個受精卵（8）.體外受精、

胚胎移植

【解析】

【分析】

1、膀胱反應(yīng)器有著和乳腺反應(yīng)器一樣的優(yōu)點(diǎn)：收集產(chǎn)物蛋白比較容易，不會對動物造成傷害。此外,該系統(tǒng)

可從動物一出生就收集產(chǎn)物，不論動物的性別和是否正處于生殖期。膀胱生物反應(yīng)器最顯著的優(yōu)勢在于從尿

中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡便、高效。

2、基因工程技術(shù)的基本步驟包括：目的基因的獲取：基因表達(dá)載體的構(gòu)建，是基因工程的核心步驟，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；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測與鑒

定。

3、分析題圖可知，步驟①為將W基因與運(yùn)載體結(jié)合，構(gòu)建基因表達(dá)載體；步驟②為將重組表達(dá)載體導(dǎo)入

受精卵，常用顯微注射法；步驟③為體外培養(yǎng)；步驟④為胚胎移植。

【詳解】(1)由分析可知，步驟①為構(gòu)建基因表達(dá)載體，需使用同種限制酶切割目的基因和運(yùn)載體，再由

DNA連接酶連接粘性末端，形成重組表達(dá)載體；步驟②為顯微注射；步驟③為體外培養(yǎng)；步驟④為胚胎移

植。

(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W,可從動物一出生就收集產(chǎn)物，不受動物的性別和

年齡的限制。

(3)在同一動物個體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞是由同一個受精卵有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞，其細(xì)胞

核中染色體DNA所含的遺傳信息相同。

(4)由分析可知，步驟③為體外培養(yǎng)，步驟④為胚胎移植，均屬于胚胎工程。

【點(diǎn)睛】本題考查基因工程和胚胎工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的基本工具和操作步驟，掌握

胚胎工程各項技術(shù)的相關(guān)細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查。

典例引領(lǐng)

豬瘟病毒能與豬細(xì)胞膜上的LamR受體蛋白結(jié)合，進(jìn)而侵入細(xì)胞引起豬瘟。利用基因編輯技術(shù)改變LamR

受體蛋白基因，使LamR受體蛋白不能與豬瘟病毒正常結(jié)合，但不影響生理功能，從而培育出抗豬瘟病毒

豬?；蚓庉嬙硎怯梢粭l人為設(shè)計的單鏈向?qū)NA(sgRNA)引導(dǎo)Cas9蛋白到特定的DNA位點(diǎn)進(jìn)行切

割，從而完成對目的基因的編輯。基因編輯過程如下圖所示。

（1）據(jù)上圖，Cas9蛋白功能是；向?qū)NA依靠與特定的DNA位點(diǎn)結(jié)合，其堿基序

列具有高度特異性，這可以避免,Cas9蛋白與向?qū)NA的復(fù)合物在功能上類似于

（2）通過基因編輯技術(shù)改造前后的兩種LamR基因之間的關(guān)系是。

（3）培育抗豬瘟病毒豬，一般選擇作為基因編輯的受體細(xì)胞；改造后的受體細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)發(fā)

育到適宜階段時，可將其進(jìn)行冷凍保存或。為保證胚胎成活率，接受胚胎的母豬應(yīng)進(jìn)行

處理。獲得的抗豬瘟病毒豬最后還要進(jìn)行,以判斷改造是否成功。

【答案】切割DNA堿基互補(bǔ)配對識別非目標(biāo)位點(diǎn)限制性核酸內(nèi)切酶等位基因受精卵

胚胎移植同期發(fā)情基因測序

【分析】

1、通過分析基因編輯的原理，可以發(fā)現(xiàn)是sgRNA的作用是引導(dǎo)Cas9蛋白到達(dá)特定的DNA位點(diǎn)，所以sgRNA

與特定位點(diǎn)的DNA序列能夠按照堿基互補(bǔ)配對原則準(zhǔn)確配對。再結(jié)合圖畫，可以發(fā)現(xiàn)Cas9蛋白的作用可

以切割DNA。

2、等位基因是指同源染色體上相同的位置，控制相對性狀的一對基因。

3、基因工程的基本操作流程：獲取目的基因-構(gòu)建表達(dá)載體—導(dǎo)入受體細(xì)胞一目的基因的檢測與鑒定。

【詳解】

（1）根據(jù)基因編輯的原理和圖畫所示過程，向?qū)NA是通過堿基互補(bǔ)配對原則準(zhǔn)確地識別并結(jié)合到DNA

的特定位點(diǎn)，從而引導(dǎo)Cas9蛋臼到達(dá)準(zhǔn)確位置進(jìn)行DNA的切割。兩者合起來的作用類似限制性核酸內(nèi)切

酶的作用，都能準(zhǔn)確識別DNA特定序列并進(jìn)行切割。

（2）等位基因是指同源染色體上相同位置控制相對性狀的一對基因。改造后的LamR基因與改造前的基因

位置相同，控制的性狀不同，兩者是等位基因。

（3）培育抗豬瘟病毒豬，一般選擇受精卵作為基因編輯的受體細(xì)胞，這樣獲得的個體的所有細(xì)胞都無法被

豬瘟病毒感染。改造后的受精卵開始進(jìn)行胚胎發(fā)育，當(dāng)發(fā)育到適宜階段時，可將其取出向受體進(jìn)行胚胎移

植或冷凍保存。進(jìn)行胚胎移植時，為了保證胚胎成活率，需要對接受胚胎的母豬進(jìn)行同期發(fā)情處理，保證

受體母豬是代孕狀態(tài)。獲得的改造后的抗豬瘟病毒豬還要進(jìn)行基因測序，判斷其細(xì)胞中的LamR基因是否

編輯成功。

【點(diǎn)睛】

本題考場內(nèi)容比較多，增加了試題的難度。對于基因編輯的理解要抓住題干中對其原理的描述及圖示，以

此理解是sgRNA和Cas9蛋白的作用。對于胚胎移植的內(nèi)容，需要在記憶的基礎(chǔ)進(jìn)行理解，加深印象。

提分技巧

1、幾種目的基因獲取方法的比較

從基因文庫中獲取人工合成

方法從基因組文從部分基因文庫，如

化學(xué)合成法反轉(zhuǎn)錄法

庫中獲取cDNA文庫中獲取

供體細(xì)胞中的

DNA。目的基因的mRNA+

J偃制41反轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)的氨

許多DNA片段＜施廷DNA。基酸序列P

1括入31合成。1推測P目的基因mRNA*

載體。雙挺DNA。mRNA的核答1反轉(zhuǎn)錄。

過

1導(dǎo)入"J.括入。酸序列。膻鋌DNAP

程

受體菌群"載體。1推測，1合成，

（基因組文庫）。1導(dǎo)入。結(jié)構(gòu)基因的核雙挺DNA即日的，

受體菌群+，昔酸序列，基因Q

外源DNA擴(kuò)增（cDNA文庫》J化學(xué)合成，

產(chǎn)生特定性狀。

1分離。目的基因2

1分需。目的基因。

目的基因。

2.限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的分析比較

名稱作用部位作用底物形成產(chǎn)物

帶黏性末端或平末端

限制酶磷酸二酯鍵DNA分子

的DNA片段

DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段重組DNA分子

DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核甘酸子代DNA分子

熱穩(wěn)定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核甘酸子代DNA分子

DNA（水解）酶磷酸二酯鍵DNA分子游離的脫氧核甘酸

解旋酶堿基對間的氫鍵DNA分子脫氧核昔酸長鏈

RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核甘酸單鏈RNA分子

3.基因表達(dá)載體中啟動子、終止子的來源

（1）如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來的，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，不需要在質(zhì)粒上

目的基因的前后端接上特定的啟動子、終止子，因為目的基因中已含有啟動子、終止子。

（2）如果目的基因是通過人工方法合成的，或通過cDNA文庫獲得的，則目的基因是不含啟動子和終

止子的。若只將基因的編碼序列導(dǎo)入受體生物中，目的基因沒有啟動子、終止子，是無法轉(zhuǎn)錄的，

因此，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動子、

終止子。

2.基因工程中的幾種檢測方法

4、基因工程操作過程中的5個易錯點(diǎn)

（1）目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：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)插入到

啟動子與終止子之間的部位。

（2）基因工程操作過程中只有第三步（將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞）沒有堿基互補(bǔ)配對現(xiàn)象：第一步存

在逆轉(zhuǎn)錄法獲得DNA,第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象，第四步存在檢測分子水平雜交。

（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理：農(nóng)桿菌易感染植物細(xì)胞，并將其Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞

染色體DNA上。

（4）標(biāo)記基因的種類和作用：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。

（5）受體細(xì)胞的選擇：受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞（經(jīng)組織培養(yǎng)）、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，也沒有核糖體等細(xì)胞器，不能合成蛋白質(zhì)。

5、蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較

(1)區(qū)別

項目蛋白質(zhì)工程基因工程

預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計預(yù)期的蛋白獲取目的基因T基因表達(dá)載體的構(gòu)

過程質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有的氨基酸序列一建一將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞一目

找到相對應(yīng)的脫氧核甘酸序列的基因的檢測與鑒定

定向改造生物的遺傳特性，以獲得

實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)

人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品

結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)

(2)聯(lián)系

①蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。

②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。

6、動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物體細(xì)胞核移植的比較

項目動物細(xì)胞培養(yǎng)動物體細(xì)胞核移植

原理細(xì)胞增殖動物細(xì)胞核的全能性

從卵巢中取

動物組織塊。卵母細(xì)胞

供體,細(xì)胞Mil中期

1剪碎、胰蛋白酶處理P［?細(xì)胞培養(yǎng)A.

供體體細(xì)胞I

細(xì)胞懸液"I....1

-----去核卵母細(xì)胞

1轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中。］細(xì)胞融合

原代培養(yǎng)“

過程重組細(xì)胞

1胰蛋白酶處理。1

早期胚胎

細(xì)胞懸液，

I胚胎移植

1分瓶、轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中"代孕雌性個體

［生出

傳代培養(yǎng)。

與供體遺傳物質(zhì)

基本相同的個體

獲得細(xì)胞群

結(jié)果獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個體

7、制備單克隆抗體過程中兩次篩選的方法及目的

項目第一次篩選第二次篩選

篩選誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,另外還有由于小鼠在生活中還受到其他抗原的

原因未融合的細(xì)胞刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交

瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞

用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細(xì)胞用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一

篩選和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞（“BB”細(xì)個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培

方法胞、“瘤瘤”細(xì)胞）都會死亡，只有融合的養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)

雜交瘤細(xì)胞（“B瘤”細(xì)胞）能生長生特異性抗體的細(xì)胞群

篩選

得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞

目的

胚胎的早期培養(yǎng)的培養(yǎng)液與動物細(xì)胞培養(yǎng)液成分的比較

（1）區(qū)別

項目動物胚胎培養(yǎng)液動物細(xì)胞培養(yǎng)液

鹽類無機(jī)鹽、有機(jī)鹽無機(jī)鹽、微量元素

營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸、核甘酸糖、氨基酸

調(diào)節(jié)物質(zhì)維生素、激素促生長因子

特有成分血清血清、血漿

胚胎的早期培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液類似，但是二者所依據(jù)的原理和培養(yǎng)目的不同。

（2）巧記方法：胚胎早期培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分巧記為兩“鹽”、兩“素”和兩“酸”。兩“鹽”：無機(jī)鹽和有機(jī)鹽；

兩“素”：維生素和激素；兩“酸”：氨基酸和核甘酸。另外還有水和血清等。

宴戰(zhàn)演練

1.動物基因工程的應(yīng)用前景十分廣闊。比如，可以利用基因工程技術(shù)構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器，使哺乳動物本

身變成“批量生產(chǎn)藥物的工廠“，還可以利用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體。

（1）基因工程中，cDNA文庫中的基因在基因組文庫中（填“都有”"都沒有'’或"有一部分”）。

（2）構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器時，科學(xué)家將藥用蛋白基因與等調(diào)控組建重組在一起，通過

的方法，導(dǎo)入哺乳動物的中。然后將其送入母體，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。

（3）人體器官移植短缺是一個世界性難題。而豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人的極為相似，而且豬體

內(nèi)的病毒遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于靈長類動物。所以，科學(xué)家將目光集中在小型豬身上，但實現(xiàn)這一目標(biāo)的最大難題是

o目前采用的方法是將器官供體基因組導(dǎo)入以抑制抗原決定基因的表達(dá)來培育出符

合條件的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。

（4）如果將某種抗性基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，僅一條染色體含抗性基因，該基因的傳遞（填“遵循”或“不

遵循”）孟德爾分離定律。試說明判斷依據(jù)：。

2.陳薇院士在新冠疫情防控中做出了突出貢獻(xiàn)，被國家授予“人民英雄''榮譽(yù)稱號，她的團(tuán)隊研發(fā)的我國首

個腺病毒載體新冠疫苗獲批附條件上市。重組新冠疫苗的制備流程如下圖所示。

復(fù)制

新冠病毒①-②瞥型腺病毒

RNA—>cDNA—>重組新冠疫苗

刺突

蛋白基因

回答下列問題：

（1）圖中①代表的過程是o基因工程的基本操作程序中步驟③是o

（2）上述疫苗制備中的目的基因是,作為運(yùn)載體的是。欲對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，

應(yīng)采用技術(shù)。

（3）志愿者接種重組新冠疫苗可預(yù)防新冠肺炎。請簡述重組新冠疫苗在機(jī)體發(fā)揮作用的機(jī)理

（4）為研究疫苗的注射劑量對志愿者產(chǎn)生的免疫效果，需進(jìn)一步試驗，請寫出實驗思路。

3.下圖是高產(chǎn)油菜的研制簡圖，請回答相關(guān)問題。

XbaI

Sac1ClaI

A炭B端C端D端

?D基因轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因

Ti質(zhì)粒

(1)體外獲取大量的酶D基因和轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因，可采取PCR技術(shù),該技術(shù)的原理是

(2)將酶D基因與轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因相連得到融合基因，結(jié)合圖分析需要用到的酶有

（3）融合基因插入Ti質(zhì)粒的中，構(gòu)建基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌中，將農(nóng)桿菌放入含有的培養(yǎng)基

中培養(yǎng)，即可得到含有融合基因的農(nóng)桿菌。

（4）含有融合基因的農(nóng)桿菌侵染油菜的葉肉細(xì)胞中，檢測受體細(xì)胞是否含有融合基因，可以采用的檢測方

法是。若要將含有融合基因的受體細(xì)胞培育成植株，可以采用的方法是。

4.核酸疫苗是指將含有編碼抗原蛋白的基因序列的質(zhì)粒載體，通過一定的方法遞送到宿主體內(nèi)，通過宿主

細(xì)胞表達(dá)抗原蛋白，從而誘發(fā)機(jī)體對該蛋白的免疫反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防疾病的目的。核酸疫苗包含DNA疫

苗和mRNA疫苗兩種，其中mRNA疫苗的安全性更高?；卮鹣铝袉栴}：

Q）在構(gòu)建抗原蛋白基因表達(dá)載體前，常通過技術(shù)擴(kuò)增該基因，擴(kuò)增該基因的前提是

(2)構(gòu)建的抗原蛋白基因表達(dá)載體除了含有目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及等。

其中，啟動子是位于基因首端的一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，是識別和結(jié)合的部位。

(3)將含有抗原蛋白基因的表達(dá)載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞中的方法有基因槍法、注射和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法。脂質(zhì)體轉(zhuǎn)

染法是將含有抗原蛋白基因的表達(dá)載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞的常用方法，該方法體現(xiàn)了細(xì)胞膜的特點(diǎn)。

注射核酸疫苗后能夠?qū)ο鄳?yīng)的病原體起到防衛(wèi)作用的機(jī)理是

(4)與DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更高，原因是。

5.人血清白蛋白(HSA)是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，具有重要的醫(yī)用價值。下圖是通過基因工程技術(shù)

獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。回答下列問題：

(1)為獲取HSA基因，首先提取人血細(xì)胞中的mRNA,利用法合成總cDNA。再利用

技術(shù)擴(kuò)增HSA基因，該技術(shù)所用到的關(guān)鍵酶是擴(kuò)增得到的HSA基因

(填"含有”或"不含有”)啟動子。

(2)HSA基因?qū)胧荏w細(xì)胞前，需要實施基因工程的核心步驟：。

(3)途徑H選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞具有繁殖快、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)。但相比于途徑1,利用大腸桿菌

獲得的rHSA存在無活性的缺點(diǎn)，試從細(xì)胞結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行分析。

6.干擾素是一種糖蛋白，具有抗病毒、抑制細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)免疫及抗腫瘤作用。每升人血液只能提取0.05

卜圾，且提取困難，所以價格昂貴?？茖W(xué)家利用基因工程的方法，將人干擾素基因?qū)胛⑸锛?xì)胞，利用工

程菌為人類生產(chǎn)干擾素，大大提高了產(chǎn)量和速度。下圖為某基因公司利用酵母菌生產(chǎn)干擾素的過程，試分

析回答下列問題：

?一干擾幺》鱉碧鹿干擾素

淋巴細(xì)胞細(xì)菌漏/s&W

酎母菌

(1)基因工程的優(yōu)點(diǎn)是。

(2)基因工程的核心步驟是一，該步驟通常使用的工具酶有。

(3)酵母菌等微生物作為工程菌的優(yōu)點(diǎn)有(答出2點(diǎn)即可)。將帶干擾素基因

的質(zhì)粒導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞常用Ca2+處理細(xì)胞，使其成為細(xì)胞。

（4）干擾素基因在酵母菌細(xì)胞中穩(wěn)定存在并完成表達(dá)的過程叫_。檢測干擾素基因在酵母菌是否翻譯出

干擾素，常用的檢測方法是。

（5）若利用大腸桿菌作為干擾素基因的受體細(xì)胞，則大腸桿菌分泌的干擾素不具備生物活性，理由是

7.B基因存在于水稻基因組中，其在體細(xì)胞和精子中正常表達(dá)，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)計并完成了如下實驗來獲取能夠在卵細(xì)胞中表達(dá)B基因的轉(zhuǎn)基因植株。請回答下列問題：

水稻B基因

編碼蛋白的序列Luc基因T-DNA

①-------

啟動子*B-Luc潮!合基因乂農(nóng)桿菌

轉(zhuǎn)基因

植株

*可在水稻卵細(xì)胞中啟動轉(zhuǎn)錄的啟動子

抗性基因

注：Luc基因表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光

（1）圖中所示的基因表達(dá)載體需含有啟動子，它是一識別并結(jié)合的位點(diǎn)。

（2）可利用—中的RNA構(gòu)建cDNA文庫，從中獲得B基因中編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因連

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)建基因表達(dá)載體。與基因組文庫相比，

cDNA文庫的基因數(shù)相對較少，原因是一。

（3）基因工程操作的核心步驟是一。

（4）要判斷T-DNA是否整合到水稻細(xì)胞染色體DNA上，可采用—的方法進(jìn)行檢測。

（5）可以通過檢測加入—后該植株卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光，鑒定和篩選出能表達(dá)B基因的轉(zhuǎn)基因植株。

8.下圖為轉(zhuǎn)基因抗蟲煙草的培育流程，①②③④表示過程，其中②表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞?；卮鹣?/p>

列相關(guān)問題：

四環(huán)素抗性基因

重組

Ti質(zhì)粒

青霉素抗性基因新植株試管苗

（1）在①過程構(gòu)建重組質(zhì)粒時，若用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理Ti質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，使

兩者形成黏性末端用于拼接，這種方法的明顯缺點(diǎn)是目的基因和質(zhì)粒（答出

2點(diǎn)即可）。另外，影響拼接效率的主要因素，除以上缺點(diǎn)和鹽離子濃度、滲透壓、溫度等環(huán)境因素外，還

有（答出2點(diǎn)即可）。

（2）在②過程中，將圖示重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌時，可用處理農(nóng)桿菌，以提高轉(zhuǎn)化效率。

操作之后，需要特定的培養(yǎng)基對農(nóng)桿菌進(jìn)行篩選，其原因是,最終篩選到的對象在相應(yīng)選

擇培養(yǎng)基上的存活情況是o

（3）在③過程常通過調(diào)節(jié)植物激素的適當(dāng)配比，從愈傷組織誘導(dǎo)出胚狀體或根芽，并由此再生出新植株。

愈傷組織特點(diǎn)（寫出兩點(diǎn)）

（4）為誘導(dǎo)愈傷組織產(chǎn)生不定芽，通常應(yīng)在培養(yǎng)基中加入兩類植物激素，其中起主要作用的是

9.我國通過自主研發(fā)，利用水稻胚乳細(xì)胞表達(dá)平臺及蛋白質(zhì)純化平臺，獲得高效表達(dá)的高純度的重組人乳

鐵蛋白和重組人溶菌酶。全球首創(chuàng)、備受關(guān)注的“稻米造血”技術(shù)，明年也有望在光谷量產(chǎn)。血清白蛋白這一

治療燒傷、肝硬化等疾病的“黃金救命藥”的量產(chǎn)，將有望極大地緩解血荒。

（1）要構(gòu)建重組人乳鐵蛋白基因、重組人溶菌酶基因表達(dá)的載體，需在目的基因的上游和下游分別引入

（2）在造血稻米的培育過程中，研究人員利用水稻外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是由具有

能力的細(xì)胞組成。若對水稻使用法導(dǎo)入重組質(zhì)粒則需要在愈傷組織中加入適量

的酚類化合物，目的是：以促進(jìn)轉(zhuǎn)化。對于篩選后獲得的轉(zhuǎn)基因植株自交，若某植株所結(jié)種子中

具有重組人血清白蛋白的占,則判斷該植株為T-DNA單拷貝插入（只插入了一個目的基因）。

（3）某些重組蛋白的使用不會發(fā)生藥物引發(fā)的免疫排斥反應(yīng)。方法是通過設(shè)法除去該蛋白基因中與抗原決

定有關(guān)的DNA序列而使該藥物不含有。不對相應(yīng)蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造而對其基因進(jìn)行改造的原

因是________

10.根瘤農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種細(xì)菌，能在自然條件下趨化性地感染雙子葉植物受傷部位，并

誘導(dǎo)產(chǎn)生冠瘦瘤。圖甲表示該細(xì)菌的Ti質(zhì)粒，可利用其T-DNA進(jìn)行抗蟲水稻（單子葉植物）培育。

（1）冠瘦瘤是一種“植物腫瘤”，因與冠瘦堿的合成代謝有關(guān)而得名。其形成原因為：雙子葉植物損傷細(xì)胞

分泌大量的,吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，誘導(dǎo)vir基因表達(dá)，使T-DNA轉(zhuǎn)移并且整合到植物

細(xì)胞的;T-DNA上的激素基因表達(dá)產(chǎn)物使植物細(xì)胞不斷從而形成冠瘦瘤。冠瘦瘤

內(nèi)冠瘦堿合成的原料來自o

T-DNA區(qū)域

（2）為使水稻具有抗蟲性狀而不產(chǎn)生冠瘦瘤，需對Ti質(zhì)粒進(jìn)行如圖乙所示改造，改造需要的工具酶是

=改造的T-DNA必須具備才能使目的基因正常表達(dá)。

野生型T-DNA

左邊界產(chǎn)生激素和冠瘦堿的基因右通界

工程改造的T-DNA

抗蟲基因抗生素抗性基因

圖乙

（3）從供體細(xì)胞中通過PCR技術(shù)可擴(kuò)增出抗蟲基因，其前提是,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增抗蟲基

因需要來催化合成子鏈。

（4）利用以下材料，寫出培育抗蟲水稻的方案：

材料：攜帶抗蟲基因的Ti載體，農(nóng)桿菌，優(yōu)良水稻品種的愈傷組織，必要的化學(xué)藥品。

11.甘蔗是我國重要的糖料作物，近年來由于高產(chǎn)、高糖甘蔗品種的大面積種植，甘蔗蟲害日益嚴(yán)重?？?/p>

研工作者將抗蟲基因Bt導(dǎo)入甘蔗細(xì)胞，最終獲得抗蟲轉(zhuǎn)基因甘蔗，主要過程如下圖。請回答下列問題：

（1）PCR擴(kuò)增Bt基因時需要根據(jù)設(shè)計引物，PCR反應(yīng)體系種需要同時加入兩種引物的原因

是。據(jù)圖可知需要用酶（填名稱）切割Bt基因和運(yùn)載體。若Bt基因兩端原本沒

有相應(yīng)的酶切位點(diǎn)，（填“可以”或"不可以”）通過在引物的5,端添加相應(yīng)的限制酶識別序列后

由PCR擴(kuò)增出相應(yīng)序列。

（2）圖中將Bt基因?qū)敫收峒?xì)胞所用的方法是。將含有Bt基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株

的基本程序是（請用文字和箭頭表述）。

（3）圖中的甘蔗幼苗是否都具有抗蟲特性，在個體水平還需要進(jìn)行實驗。

12.p53基因是一種抑癌基因，在惡性腫瘤患者中突變率達(dá)50%以上。與人相比，大象體內(nèi)含有多對p53

基因，推測是其很少患腫瘤的主要原因。設(shè)計實驗探究人p53基因在乳腺腫瘤細(xì)胞中的作用?；卮鹣铝袉?/p>

題：

（1）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增p53基因。首先根據(jù)p53基因的核昔酸序列，設(shè)計并合成,其能

與變性p53基因單鏈結(jié)合，在催化作用下延伸，如此循環(huán)多次。

（2）p53基因表達(dá)載體的構(gòu)建。如圖所示，表達(dá)載體上除了標(biāo)注的DNA片段外，在p53基因上游還必須有

的DNA片段（箭頭所示）是,其作用是?

（3）乳腺腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)。完成倫理學(xué)審查和病人知情同意書簽署后，將患者乳腺腫瘤組織塊剪碎，制成細(xì)

胞懸液在適宜的條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)環(huán)境中所需的主要?dú)怏w包括細(xì)胞代謝必需的和維持培養(yǎng)

液pH值的。保持培養(yǎng)環(huán)境處于無菌無毒條件的操作包括

_______________________________（答出兩點(diǎn)即可）。

（4）檢測p53基因表達(dá)對乳腺腫瘤細(xì)胞增殖的影響。分別將空載體和p53表達(dá)載體轉(zhuǎn)入腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)，采

用特殊方法檢測細(xì)胞增殖情況，并從培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的（填“抗原”

或“抗體”）進(jìn)行雜交，檢測p53基因翻譯成蛋白質(zhì)的情況，探索雜交帶強(qiáng)度與細(xì)胞增殖率相關(guān)性。

13.2018年1月25日，我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶（Kd4d）的mRNA,經(jīng)體細(xì)胞核移植

技術(shù)培育出第一批靈長類動物——食蟹猴，流程如圖所示，①?⑥表示過程，該動物可作為研究癌癥等人類

疾病的動物模型.請分析回答：

體細(xì)胞核移植食蟹猴

（1）進(jìn)行過程①時，為了防止對細(xì)胞自身造成危害，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液；培養(yǎng)液通常加入抗生

素其目的是。

（2）據(jù)圖分析，過程③是利用技術(shù)，將成纖維細(xì)胞注入猴去核的MH中期卵母細(xì)胞的

之間。用于過程③的細(xì)胞通常是10代以內(nèi)的細(xì)胞其原因是。一般利用未受精的去核卵母細(xì)胞作

為受體細(xì)胞，而不用精子，其原因是。

（3）2001年，美國科學(xué)家己經(jīng)培育出胚胎細(xì)胞核移植猴。核移植是指?獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移

植技術(shù)難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植，原因是，恢復(fù)其全能性較難。通過核移植方法獲得的食蟹

猴，與核供體相比，食蟹猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目（填“減半”"加倍''或“不變”）

14.治療性克隆是動物細(xì)胞工程的綜合應(yīng)用，它對解決供體器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反應(yīng)具有重

要意義。其基本流程如下圖所示，請回答相關(guān)問題：

|個體-O

-----卵海)細(xì)胞

移植

個體B+@—?O

體細(xì)胞細(xì)胞核囊胚

(1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的技術(shù)，這個過程中，所用的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)

胞，原因是。

(2)動物細(xì)胞進(jìn)行分瓶傳代培養(yǎng)前，需要用胰蛋白酶處理貼滿瓶壁的細(xì)胞，因為此時細(xì)胞會出現(xiàn)現(xiàn)

象，如果不及時分瓶培養(yǎng)，細(xì)胞就會

(3)將患者的體細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中構(gòu)建重組細(xì)胞后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，而不是直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)

胞培養(yǎng)，原因是o

(4)經(jīng)核移植獲得的重組細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中通常要添加