二輪復習現(xiàn)代生物科技學案1x

［考綱要求11.基因工程的誕生（I）2.基因工程的原理及技術（U）3.基因工程

的應用（II）4.蛋白質(zhì)工程（1）5.植物的組織培養(yǎng)（II）6.動物的細胞培養(yǎng)與體

細胞克隆（H）7.細胞融合與單克隆抗體（II）8.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚

胎工程的理論基礎（I）9.胚胎干細胞的移植（I）10.胚胎工程的應用（II）11.

轉基因生物的安全性（I）12.生物武器對人類的威脅（I）13.生物技術中的倫

理問題（I）14.簡述生態(tài)工程的原理（II）15.生態(tài)工程的實例（I）的粗提取和

鑒定（II）

真題探究——深析真題明考向

I.（2020?全國卷I）為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料

設計了以下實驗流程。

制備單細胞,秋液

回答下列問題：

⑴上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是

⑵寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：

⑶為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中

篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于，使用該培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)的結果

是___________________________c圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原

理是_______________________________________O

(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖，可采用的方法

有(答出2

點即可)。

答案(1)誘導小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞

⑵取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液制成單

細胞懸液

(3)選擇培養(yǎng)基只有雜交瘤細胞能夠生存抗原與抗體的反應具有特異性

(4)將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細胞在體外培養(yǎng)

解析(D實驗前給小鼠甲注射病毒A,是為了誘導小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒

A抗體的B淋巴細胞。

(2)取小鼠的脾臟，剪碎組織，用胰蛋白酶處理使細胞分離，加入培養(yǎng)液可以制成

單細胞懸液。

(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胞，該過程要用到抗原一抗體雜交，故篩選所依

據(jù)的原理是抗原與抗體的反應具有特異性。

(4)獲得能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞后，可以在體外培養(yǎng)液中進

行培養(yǎng)，或在小鼠的腹腔中進行培養(yǎng)，使雜交瘤細胞大量增殖。

2.(202。全國卷H)植樹造林、“無廢棄物農(nóng)業(yè)”、污水凈化是建設美麗中國的

重要措施?；卮鹣铝杏嘘P生態(tài)工程的問題：

⑴在植樹造林時，一般認為，全部種植一種植物的做法是不可取的。因為與混合

種植方式所構建的生態(tài)系統(tǒng)相比，按照種植一種植物方式所構建的生態(tài)系統(tǒng)，其

抵抗力穩(wěn)定性o抵抗力穩(wěn)定性的含義是

(2)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”是我國利用生態(tài)工程的原理進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種模式，其

做法是收集有機物質(zhì)。包括人畜糞便、枯枝落葉等，采用堆肥和謳肥等多種方式，

把它們轉變?yōu)橛袡C肥料，再施用到農(nóng)田中C施用有機肥料的優(yōu)點是

______________________________________________________（答出3點即可）。在有

機肥料的形成過程中，微生物起到了重要作用，這些微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)組分中

的O

（3）在污水凈化過程中，除發(fā)揮污水處理廠的作用外，若要利用生物來回收污水中

的銅、鎘等金屬元素，請?zhí)峁┮粋€方案：

答案（1）低生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀或不受損

害的能力

（2）改善了土壤結構；培育了土壤微生物；實現(xiàn)，土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用分解者

（3）種植能吸收這些金屬元素的水生植物，再從植物中回收金屬

解析（1）生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性取決于生態(tài)系統(tǒng)中物種組成的復雜程度，種

植一種植物，生態(tài)系統(tǒng)的生物種類過少，抵抗力穩(wěn)定性較低；所謂抵抗力穩(wěn)定性

是指生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀或不受損害的能力。

（2）由于有機肥料中有機物較多，故施用有機肥料可以改善土壤結構、培育土壤微

生物、實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用。分解人畜糞便、枯枝敗葉中的有機物的微生

物屬于分解者。

⑶要利用生物來回收污水中的銅、鎘等金屬元素，可以通過種植能吸收這些金屬

元素的水生植物，來吸收污水中的金屬元素，然后再從植物中回收金屬元素。

3.（2019?全國卷H）植物組織培養(yǎng)技術在科學研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應

用。回答下列問題。

⑴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

繁殖技術的特點有（答出2點即可）。

⑵通過組織培養(yǎng)技術，可把植物組織細胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮（人工

薄膜）包裝得到人工種子（如圖所示），這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人

工種皮具備透氣性的作用是_________________________o人工胚乳能夠為胚狀體

生長提供所需的物質(zhì)，因此應含有植物激素、和等幾類物質(zhì)。

人工種皮

胚狀體

人工胚乳

(3)用脫毒苗進行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物

的進行組織培養(yǎng)。

(4)植物組織培養(yǎng)技術可與基因工程技術相結合獲得轉基因植株。將含有目的基

因的細胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是

_(用流程圖表示)。

答案(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快

⑵有利于胚狀體進行呼吸作用礦質(zhì)元素糖

(3)莖尖

(4)含目的基因的細胞超養(yǎng)愈傷組織誘導會化小植株

解析(1)植物微型繁殖屬于植物組織培養(yǎng)技術，其優(yōu)點是能保持植物原有的遺

傳特性、繁殖速度快等。

(2)人工種皮具備透氣性，使胚狀體易獲得氧氣，有利于胚狀體進行呼吸作用。植

物的生長需要有機物和無機物等營養(yǎng)，人工胚乳中應含有植物激素、礦質(zhì)元素和

糖等幾類物質(zhì)，這些物質(zhì)都是胚狀體生長所必需的。

(3)植物的莖尖含病毒較少，適合用其進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。

(4)植物組織培養(yǎng)中主要包含脫分化和再分化兩個過程，結合基因工程，培育轉基

因植株的過程為：含目的基因的細胞整愈傷組織誘導分化小植株。

4.(2019.全國卷III)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。

切取

切取IcnP左誘導組織誘導愈傷

胡

的對根段接種

右?guī)Ш笮纬蓧K形成愈組織形成

段

根進行消堂組織塊

層的組織塊傷組織試管苗

①②③④⑤⑥

回答下列問題。

⑴利用胡蘿卜根段進行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養(yǎng)

成完整的植株，這是因為植物細胞具有O

(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是____________________。

⑶從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是

___________________________________________________________________。在新的

培養(yǎng)基上愈傷組織通過細胞的________過程，最終可形成試管苗。

(4)步驟⑥要進行照光培養(yǎng)，其作用是_________________________________

⑸經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的,這種繁殖方式屬于

________繁殖。

答案(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)

(2)形成層容易誘導形成愈傷組織

(3)誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂

素的比例不同分化(或再分化)

⑷誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用

(5)遺傳特性無性

解析(1)植物細胞具有全能性，故用分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株。

(2)形成層細胞分化程度低、全能性高，易培養(yǎng)成功，所以要選取含有形成層的組

織塊進行組織培養(yǎng)。

(3)培養(yǎng)愈傷組織過程中，需要一定的營養(yǎng)和激素誘導等條件，步驟⑤為脫分化過

程，步驟⑥為再分化過程，兩者在培養(yǎng)過程中需要的生長素和細胞分裂素的比例

不同，所以，從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基上愈傷組織通過

細胞的分化(再分化)過程，最終可形成試管苗。

⑷試管苗需要照光培養(yǎng)，以便誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用，

培養(yǎng)成正常的植株。

⑸通過組織培養(yǎng)獲得的植株是在離體植物器官、組織、細胞等的基礎上獲得的，

其理論基礎是植物細胞具有全能性，一般可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。植物組

織培養(yǎng)技術沒有經(jīng)過兩性生殖細胞的融合，屬于無性繁殖。

5.（2018?全國卷I）回答下列問題：

（1）博耶（H.Royer）和科恩（SCoben）將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入

大腸桿菌細胞中進行了表達，該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了

____________________________________________________________________（答出

兩點即可）。

（2）體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的方法導入大腸桿菌細胞，而體外

重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后，才能通過侵

染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中，

可作為重組噬菌體宿主細胞的是____________o

（3）真核生物基因（目的基因）在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被

降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應選用的大腸桿菌作

為受體細胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應添加的抑制劑。

答案（1）體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞；真核生物基因可在原核細胞中表

達

⑵轉化外殼蛋白（噬菌體蛋白）細菌

⑶蛋白酶缺陷型蛋白酶

解析（1）將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了

表達，該過程證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞，真核生物基因可在原核

細胞中表達等。

⑵用Ca?+處理大腸桿菌細胞，可以增大細胞膜的通透性，使重組的質(zhì)粒更容易

導入到受體細胞內(nèi)，因此體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的轉化方法導入大腸

桿菌細胞。體外重組的噬菌體DNA通常需與蛋白質(zhì)外殼組裝成完整的噬菌體后,

才能通過侵染的方法將重組噬菌體DNA導入受體細胞。噬菌體侵染的是細菌,

而不能寄生在其他細胞中，因此可作為重組噬菌體宿主細胞的是細菌。

（3）真核生物基因（目的基因）在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被

降解，為防止蛋白質(zhì)被降解，可以選用不能產(chǎn)生該蛋白酶的缺陷型細菌以及使用

能夠抑制蛋白酶活性的藥物，因此為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應選用蛋白酶

缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應添加蛋白酶的抑制劑。

6.(20國全國卷II)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，

這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白

(L1)基因連接在GFP基因的5'末端，獲得了L1-GFP融合基因(簡稱為甲)，并

將其插入質(zhì)粒P0,構建了真核表達載體P1,其部分結構和酶切位點的示意圖如

下，圖中E1?E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。

啟動子CFPM因|終止子

~I~I

ElE2E3E4

回答下列問題：

⑴據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是

O使用這兩種酶進行酶切是為了保證_,也是為了保

iiE________________o

(2)將Pl轉入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說

明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了和________過程。

(3)為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的

移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。

(4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒

定。在鑒定時應分別以該牛不同組織細胞中的(填“mRNA”“總RNA”

或“核DNA”)作為PCR模板。

答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接

(2)轉錄翻譯

⑶細胞核去核卵母細胞

⑷核DNA

解析(1)甲是將某種病毒的外殼蛋白(口)基因連接在GFP基因的5'末端而獲

得的L1-GFP融合基因，據(jù)此結合題意并分析圖示可知：該團隊在將甲插入質(zhì)

粒P0時，如果用E2或E3,則目的基因不完整，而使用E1天口E4這兩種限制酶

進行酶切保證了甲的完整，而且也保證了甲與載體正確連接，因此，使用的兩種

限制酶是El和E4。

(2)構建的真核表達載體Pl中含有GFP基因，而GFP基因的表達產(chǎn)物“某種熒

光蛋白(GFP)”在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，故GFP基因可以作為標

記基因，若在導入P1的牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛

的皮膚細胞中完成了表達?；虻谋磉_過程包括轉錄和翻譯。

(3)若要獲得含有甲的牛，可采用核移植技術，即將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的細胞

核移入牛的去核卵母細胞中獲得重組細胞，并將該重組細胞在體外培養(yǎng)成重組胚

胎，再經(jīng)過胚胎移植等獲得含有甲的牛。

(4)PCR是多聚酶鏈式反應的縮寫,是一種在生物體外復制特定DNA片段的核酸

合成技術。若利用PCR方法檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，則應

分別以該牛不同組織細胞中的核DNA作為PCR模板。

7.(202()■山東等級考)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。

若其中一個細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胞的染色

體上而留存在雜種細胞中。依據(jù)該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進

行體細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()

普通小麥細胞普通小麥原生質(zhì)體、③雜種

中間假麥草細胞工中間假冬草原生質(zhì)體一“曙

不同劑械的紫外線照射⑤[外界

耐鹽小麥出■盆

A.過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞

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

答案C

解析過程①是獲得植物細胞的原生質(zhì)體，需要用纖維素酶和果膠酶將細胞壁分

解，A正確；根據(jù)題干信息及紫外線的作用可推斷出過程②通過紫外線照射是使

中間偃麥草的染色體斷裂，B正確；滅活的病毒誘導是動物細胞融合特有的方法,

誘導植物原生質(zhì)體融合常用物理法、化學法，C錯誤；實驗最終將不抗鹽的普通

小麥和耐鹽性強的中間偃麥草整合形成耐鹽小麥，說明耐鹽小麥染色體上整合了

中間偃麥草的染色體片段，D正確。

8.（202。山東等級考）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?？蒲腥藛T將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序歹J轉入水稻，實現(xiàn)了

對直鏈淀粉合成酶基因（敝基因）啟動子序列的定點編輯，從而獲得了3個突變

品系。

⑴將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構建重組載體時，所需的

酶是,重組載體進入水稻細胞并在組胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表

達的過程稱為o

⑵根據(jù)啟動子的作用推測，肽基因啟動子序列的改變影響了

____________________________________,從而改變了淞基因的轉錄水平。與

野生型水稻相比，3個突變品系中肽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肽基因表達的影響，科研人員需要檢測死基因轉錄產(chǎn)

生的mRNA（淞mRNA）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cDNAo通過PCR技術可在總cDNA中專一性的擴增出依

基因的cDNA,原因是_____________________________o

（4）各品系VKvmRNA量的檢測結果如圖所示，據(jù)圖推測糯性最強的品系為

,原因是O

答案（1）限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶轉化

(2)RNA聚合酶與啟動子的識別和結合不發(fā)生編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序

列中不含啟動子

(3)逆轉錄(或反轉錄)引物是根據(jù)M基因的一段已知序列設計合成的(或引物

能與微基因的cDNA特異性結合)

(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

解析(1)將目的基因與Ti質(zhì)粒構建基因表達載體時，需要限制酶的切割，將目

的基因插入載體時需要DNA連接酶的連接，重組載體進入水稻細胞并在細胞內(nèi)

維持穩(wěn)定和表達的過程叫做轉化。

(2)啟動子是RNA聚合酶識別并結合的位點，如果啟動子序列改變將會影響RNA

聚合酶與之結合和識別，進而影響基因的轉錄水平，在真核生物中，編碼蛋白質(zhì)

的序列是基因中的編碼區(qū)，編碼區(qū)中不包括啟動子序列，因此3個突變品系中

的基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列不發(fā)生改變。

⑶以mRNA為模板合成cDNA的過程為逆轉錄，利用PCR技術擴增以基因的

cDNA,需要合成散基因的引物，這樣引物能夠在總cDNA中與以基因的

cDNA特異性結合，從而利用PCR擴增技術特異性擴增出基因的cDNAo

(4)識圖分析可知，圖中品系3的泯基因的mRNA的含量最少，那么合成的直

鏈淀粉合成酶最少，直鏈淀粉合成量最少，因此該水稻胚乳中含的直鏈淀粉比例

最小，糯性最強。

9.(2020?天津等級考)I型糖尿病是因免疫系統(tǒng)將自身胰島素作為抗原識別而引

起的自身免疫病。小腸黏膜長期少量吸收胰島素抗原，能誘導免疫系統(tǒng)識別該抗

原后應答減弱，從而緩解癥狀?？蒲腥藛T利用I型糖尿病模型小鼠進行動物實驗,

使乳酸菌在小鼠腸道內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生人胰島素抗原，為此構建重組表達載體，技術路

線如下。

據(jù)圖回答：

(1)為使人胰島素在乳酸菌中高效表達，需改造其編碼序列。下圖是改造前后人胰

島素B鏈編碼序列的起始30個核昔酸序列。據(jù)圖分析，轉錄形成的mRNA中,

該段序列所對應的片段內(nèi)存在堿基替換的密碼子數(shù)有個。

第一個核仟酸

改造前單能TTT（；TMAA（：（：AACA

TAACA

改造后單搓TTTCBACCATCACAr

(2)在人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列，確保等比例表達

AsB肽鏈。下列有關分析正確的是_______。

A.引入短肽編碼序列不能含終止子序列

B.引入短肽編碼序列不能含終止密碼子編碼序列

C.引入短肽不能改變A鏈氨基酸序列

D.引入短肽不能改變原人胰島素抗原性

(3)在重組表達載體中，SacI和Xba\限制酶僅有圖示的酶切位點。用這兩種酶

充分酶切重組表達載體，可形成種DNA片段。

(4)檢測轉化的乳酸菌發(fā)現(xiàn)，信號肽一重組人胰島素分布在細胞壁上。由此推測，

信號肽的合成和運輸所經(jīng)歷的細胞結構依次是o

(5)用轉化的乳酸菌飼喂I型糖尿病模型小鼠一段時間后，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)人胰島

素抗原，能夠特異性識別它的免疫細胞有。

A.B細胞B.T細胞

C.吞噬細胞D.漿細胞

答案(1)6

(2)ABCD

(3)3

(4)核糖體、細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞膜、細胞壁

(5)AB

解析(1)從圖示可知，改造前后人胰島素B鏈編碼序列的起始30個核苔酸序列

有7個核苔酸發(fā)生了替換，則其轉錄形成的mRNA中，也會有7個核昔酸發(fā)生

改變，一個密碼子由mRNA上三個連續(xù)的堿基組成，由圖可知這7個核苜酸應

該存在于6個密碼子中，所以該段序列所對應的片段內(nèi)存在堿基替換的密碼子數(shù)

有6個。

(2)要確保等比例表達A、B肽鏈，則需A、B肽鏈一起合成，即啟動子和終止子

在人胰島素A、B鏈編碼序列兩端，在其中間加入一段短肽編碼序列后，序列中

間不能出現(xiàn)終止子，所轉錄得到的mRNA中間也不能出現(xiàn)終止密碼子，同時不

能改變肽鏈的氨基酸序列和它的功能，綜上，答案選A、B、C、Do

⑶在重組表達載體中，SacI和XbaI的酶切位點分別有2個和1個，當將重組

表達載體用SacI和Xbal限制酶充分酶切后，會形成3個缺口，得到3種不同

的DNA片段。

(4)乳酸菌屬于原核細胞，其細胞壁上的信號肽在核糖體上合成后，到細胞質(zhì)基質(zhì)

中加工，冉將其運輸?shù)郊毎ど?，進而轉移到細胞壁。

⑸人胰島素抗原能引起小鼠的特異性免疫，在特異性免疫過程中，B細胞和T細

胞能特異性識別抗原，而吞噬細胞能識別抗原，但不是特異性識別，漿細胞不能

識別抗原。

|考情分析

全國I卷5年考情分析

考點201202熱度

201620172018

90

T38

獲取目的

U5★

基因

分］

基因

基因表達T40

工程★

載體構建［15分］

基因工程T38T38

★★

操作程序［15分］［15分］

蛋白質(zhì)工程

細胞植物組織

工程培養(yǎng)

植物體

細胞雜交

138

動物細胞

[15★

培養(yǎng)

分]

核移植

胚胎工程

生態(tài)工程

DNA的粗提

取和鑒定

全國II卷5年考情分析熱度

20162017201820192020

獲取目的T38(l)

★

基因[5分1

基因基因表達

工程載體構建

基因工程T38T38(2)★

操作程序[15分][2分]★

蛋白質(zhì)工程

TJ8

植物組織

[15★

培養(yǎng)

分]

植物體

細胞

細胞雜交

工程

動物細胞

培養(yǎng)

T40T38⑶(4

核移植★★

[15分])

[8分]

胚胎工程

T38

生態(tài)工程[15★

分1

DNA的粗提取和鑒

定

全國HI卷5年考情分析熱度

20162017201820192020

獲取目的

基因

基因基因表達T40

★

工程載體構建[15分]

基因工程T38(l)(2)

★

操作程序[6分]

蛋白質(zhì)工程

「8

植物組織

[15★

培養(yǎng)

分]

植物體

細胞細胞雜交

工程動物細胞138⑶

★

培養(yǎng)[9分]

T38

核移植[15★

分]

T

胚胎工程38★

H5

分］

生態(tài)工程

DNA的粗提取和鑒

定

素養(yǎng)提升

1.中國科學院神經(jīng)科學研究所的三個研究團隊經(jīng)過三年努力，利用基因編輯技

術(CRISPR/Cas9),敲除了體外受精狒猴胚胎中的生物節(jié)律核心基因,產(chǎn)

生了一批BMAL1基因缺失的瑞猴。并利用克隆技術，首次成功構建了一批遺傳

背景一致的生物節(jié)律紊亂貓猴模型。目前這些軟猴具有晝夜活動紊亂、睡眠障礙、

焦慮和精神分裂癥等表型，這為模擬人的節(jié)律紊亂相關疾病邁出了關鍵的一步。

回答以下問題：

⑴新一代基因編輯工具由Cas9和向?qū)NA(一段能特異性引導Cas9到靶序列處

的RNA)構成。該復合體能與DNA分子上的特定序列結合，并在合適位點切斷

DNA雙鏈,由此可知Cas9屬于基因工程中的酶，切開的是________鍵。

一般來說，在使用基因編輯工具對不同DNA進行編輯時，應使用Cas9和

(填“相同”或“不同”)的向?qū)NA進行基因的相關編輯。

⑵從分子水平上分析，科研人員可采用技術檢測是否成功敲除了猱猴

的BMALX基因。

⑶體細胞克隆猴產(chǎn)生過程中涉及的生物工程技術有

_____________________________________________(至少答三點)。

(4)選物猴作實驗對象的優(yōu)點很多，例如：羽猴除了具有晝行性這一特性外，在

_____________________上與人類高度相似，可以用來研究腦疾病和高級認知功能。

(5)上述成果表明我國正式開啟了批量化、標準化創(chuàng)建疾病克隆猴模型的新時代，

這有助于一些重大疾病早期診斷與干預，縮短藥物,提高藥物研發(fā)成功

率，加快我國新藥創(chuàng)制與研發(fā)的進程。

答案(1)限制磷酸二酯不同

(2)DNA分子雜交

⑶動物細胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等

(4)腦的結構和功能

⑸研發(fā)周期

解析⑴由題干可知，向?qū)NA可特異性引導Cas9到靶序列處，一般來說，

在使用基因編輯工具對不同DNA進行編輯時，應使用Cas9和不同的向?qū)NA

進行基因的相關編輯。

2.女性懷孕后會分泌一種糖蛋白一絨毛膜促性腺激素(HCG),尿液中會檢出

HCG的存在。用抗HCG單克隆抗體制備的試紙可以測試女性是否懷孕。如圖是

抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答：

HCC迎L卜鼠-J幫-1融合選擇培養(yǎng).檢測一大規(guī)模抗HCG單

件髓瘤細胞-"培養(yǎng)’克隆抗體

⑴制備單克隆抗體利用的生物學技術有和O給小鼠注

射的HCG相當于:注射后小鼠體內(nèi)發(fā)生的特異性免疫反應類型是

⑵促進動物細胞融合得到乙，常采用的誘導因素有

⑶用特定的選擇培養(yǎng)基對乙篩選，得到的細胞丙的特點是

(4)對丙檢測篩選得到丁，采用的方法是________________________________o生產(chǎn)

的單克隆抗體可以與特異性結合，從而診斷早孕。

⑸將驗孕試紙標有MAX標志線的一端插入待測尿液中(尿液不能沒過MAX標

志線)，片刻后取出試紙平放，若尿液中含有HCG,其會隨尿液向右擴散，與包

埋在標志線右側區(qū)域的被顯色劑標記的抗HCG抗體1發(fā)生特異性結合，形成的

復合體繼續(xù)隨尿液向右擴散至檢測線處，又可以與固定在該區(qū)域的抗體2結合形

成新的復合體，并不斷積累，從而在此處顯示出顏色。對照線區(qū)域固定著另外一

種抗體3,可以捕獲被顯色劑標記的抗體1,因而當尿液繼續(xù)擴散到對照線時，

也會顯示出顏色。

顯色劑,記的抗體I

?iii■?—

tn

M\X檢對

標測照

志線線

線

據(jù)此判斷：

若檢測線和對照線均顯示顏色，表示；

若僅有對照線顯示顏色，表示；

若檢測線和對照線均不顯示顏色，表示O

答案(1)動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合抗原體液免疫

(2)PEG、電激、滅活的病毒

(3)既能無限增殖，又能產(chǎn)生專一抗體

⑷抗原一抗體雜交人絨毛膜促性腺激素(或HCG)

(5)待測女性已懷孕未懷孕操作不正確或試紙條已失效

解析(1)制備單克隆抗體利用的生物學技術有動物細胞融合和動物細胞培養(yǎng)。

HCG是蛋白質(zhì)類激素，對小鼠來說，相當于抗原，主要分布在體液中，不會侵

染組織細胞，所以機體產(chǎn)生體液免疫。

⑵促進動物細胞融合得到乙，常采用的誘導因素有PEG、滅活的病毒、電激等。

⑶用特定的選擇培養(yǎng)基對乙篩選，得到的雜交瘤細胞丙的特點是既能無限增殖

又能產(chǎn)生專一抗體。

⑷利用抗原一抗體雜交的方法篩選的丁是可以產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。

生產(chǎn)的單克隆抗體可以與抗原——人絨毛膜促性腺激素(或HCG)特異性結合。

(5)準確獲取題干信息，并解讀信息可知：驗孕試紙利用了雙抗夾心法的原理，進

行檢測是否懷孕。有HCG時檢測線和對照線均顯示顏色,表示已懷孕;沒有HCG

時檢測線不顯示顏色，對照線顯示顏色，表示未懷孕；檢測線和對照線均不顯示

顏色時，表示操作不正確或試紙條已無效。

3.2017年11月27日，世界上首個體細胞克隆猴在我國誕生！這是我國科學家

歷經(jīng)五年攻關取得的重大突破。回答下列問題：

⑴體細胞克隆技術也叫o用于該技術的痛猴胎兒體細胞

通常選用傳代10代以內(nèi)的細胞，其原因是___________________________o目前

該技術中普遍通過_______去除卵母細胞中的核。傳統(tǒng)上常用方法激活

受體細胞，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程。

(2)科學家建立阿爾茲海默癥轉基因克隆欷猴模型，用于人類阿爾茲海默癥治療

的研究。狒猴模型比鼠更適合用作研究人類疾病和進行藥物試驗，其意義體現(xiàn)在:

(3)轉基因克隆動物細胞、組織、器官可以用作異種移植的供體。請結合基因工程

埋論，寫出培育尢免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官的思路：

(4)若考慮環(huán)境承載力，克隆猴不能大量放置到自然環(huán)境中，這遵循了生態(tài)工程的

________原理。

答案(1)體細胞核移植能保持正常的二倍體核型(能保持遺傳物質(zhì)不變)顯

微操作物理或化學

(2)猴與人在進化上親緣關系很近，有利于更準確地評估藥效

(3)向器官供體基因組導入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除

去抗原決定基因，再結合克隆技術，培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆豬器

官

⑷協(xié)調(diào)與平衡

解析(1)體細胞克隆技術也叫體細胞核移植。動物細胞克隆過程中，被克隆的細

胞一定要選擇傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞，因為這種細胞遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變,

培養(yǎng)得到的細胞才能保證遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。動物細胞克隆過程中常用顯微操作

去除卵母細胞中的核。常用物理或化學方法(如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白

酶合成抑制劑等)激活受體細胞，使其完成細胞分裂和發(fā)育進程。

⑶異種移植的過程中會發(fā)生免疫排斥反應，原因是供體的抗原可引起受體產(chǎn)生

特異性免疫，若要使轉基因克隆動物細胞、組織、器官用作異種移植的供體，可

向器官供體基因組導入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去

抗原決定基因，再結合克隆技術,培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆豬器官。

(4)要考慮環(huán)境承載力，處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的協(xié)

調(diào)與平衡原理。

4.研究人員發(fā)現(xiàn)，從錐形蝸牛體內(nèi)提取出的毒液有望幫助人類開發(fā)出超級速效

的胰島素。他們研究表明錐形蝸牛毒蛋白(Con-InsGI)能加速受體細胞信號轉換,

比人類胰島素更加快速的發(fā)揮作用。因此制造這類“速效胰島素”以及利用轉基

因技術實現(xiàn)批量生產(chǎn)成為I型糖尿病治療的新思路。請回答下列問題：

(1)利用基因工程制造這種速效胰島素過程中，構建基因表達的載體一般包括目

的基因、啟動子、、和復制原點，標記基因的作用是

⑵為了獲得目的基因可以通過提取分析毒蛋白中的序列推知毒蛋白基

因的核苜酸序列，再用DNA合成儀直接大量合成?；蚬こ讨行枰狣NA連接

酶，根據(jù)酶的來源不同分為和T&DNA連接酶兩類。

⑶將人工合成的目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)，一般先用藥物處理大腸桿菌使之

成為細胞，再將重組DNA溶于中與該類細胞融合，在一定溫

度下促進細胞吸收重組DNA分子完成轉化過程。

⑷經(jīng)過目的基因的檢測和表達，獲得的Con-InsGI毒蛋白活性未能達到期待的

“速效胰島素”的生物活性，導致這種差異的原因可能是

答案(1)標記基因終止子鑒別和篩選含有目的基因的細泡

(2)氨基酸Eco/iDNA連接衡

⑶感受態(tài)緩沖液

⑷大腸桿菌中基因表達獲得的蛋白質(zhì)未加工

解析(4)經(jīng)過目的基因的檢測和表達，獲得的Con-InsGI毒蛋白活性未能達到

期待的“速效胰島素”的生物活性，導致這種差異的原因可能是大腸桿菌屬于原

核生物，其細胞中不含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，基因表達獲得的蛋白質(zhì)未加工。

5.在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達的今天，你一定知道什么是“關鍵詞”。利用關鍵詞，在

互聯(lián)網(wǎng)上你可以輕松地查找所需要的信息。關鍵詞承載著所要表達的關鍵信息。

⑴請寫出教材介紹基因工程的基本操作步驟（程序）中的五個“關鍵詞”：

⑵簡述將生長速度較快的奇努克三文魚生長激素基因轉入大西洋三文魚基因組

中，生產(chǎn)轉基因三文魚的基本過程：

⑶分析⑵中獲得的轉基因三文魚對生態(tài)環(huán)境可能造成的影響。

答案（1）目的基因、表達載體、限制酶、DNA連接酶、受體細胞等

（2）包含獲取目的基因、構建基因表達載體、導入受體細胞、篩選導入目的基因的

受體細胞、篩選目的基因表達的個體（或出現(xiàn)相應的性狀的個體）等過程（表述符合

原理、邏輯通順即可）

⑶有利：

資源消耗：轉基因三文魚生長迅速，因此每單位產(chǎn)出消耗的資源更少；物種多

樣性：可以緩解重度捕撈野生三文魚的壓力，保護生物多樣性。

可能的危害：

基因擴散：擴散到野生品種中，破壞生態(tài)平衡；外來物種入侵：形成優(yōu)勢種，與

本地種形成競爭，造成捕食對象的生存壓力等，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物生存。

解析（2）通過基因工程將生長速度較快的奇努克三文魚生長激素基因轉入大西

洋三文魚基因組中，并通過動物細胞培養(yǎng)和早期胚胎培養(yǎng)等技術生產(chǎn)出轉基因三

文魚。具體步驟如下：首先獲取生長速度較快的史努克三文魚的生長激素基因，

再將生長速度較快的奇努克三文魚生長激素基因與載體在生物體外先構建基因

表達載體，然后將基因表達載體導入大西洋三文魚的受精卵中，篩選導入目的基

因的受體細胞并進一步培養(yǎng)，對轉基因個體進行檢測，以篩選目的基因表達的個

體。

核心考點—重點難點全突破

考點1基因工程與蛋白質(zhì)工程

1目的基因的獲取途徑

方法具體操作

直接

從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫中獲取

分離

化學核苦酸序列已知的較小基因，直接利用DNA合成儀用化

合成學方法合成，不需要模板

逆轉

以RNA為模板，在逆轉錄酶作用下人工合成

錄法

①原理：DNA雙鏈復制；

人工合

②條件：模板DNA、引物、脫氧核昔酸、熱穩(wěn)定的DNA

成

PCR聚合酶；

技術變性：90?95l,DNA解旋

擴增

……田復性：55?60'C,引物與單鏈DNA

③過程;結合

延伸：70?75匕，在熱穩(wěn)定的DNA

聚合酶作用下合成子鏈

2基因表達載體的構建---重組質(zhì)粒的構建

⑴基因表達載體的組成

C

g廠口的范因

z

及一啟動子：聚合醐識別和結合的部

達位,驅(qū)動基因轉錄

一終止子：RNA聚合酣脫離部位,終止轉玳

一標記基因：鑒別受體細胞中是否含有目的

堪因.從而將含有II的耘因的

細胞篩選出來

(2)構建過程

載體（質(zhì)位）DNA分子（含目的基曲

--同一種限制的切割-------->|

一個切口兩個切【I

兩個黏性末端獲得目的基因

II

DNA連接酶

重組DNA（環(huán)狀重組質(zhì)粒）

3將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法比較

生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞

常用方法農(nóng)桿菌轉化法顯微注射技術感受態(tài)細胞法

受體細胞體細胞受精卵原核細胞

將目的基因插入到將含有目的基因的Ca2+處理細胞f感

Ti質(zhì)粒的T-DNA上表達載體提純f取受態(tài)細胞一重組基

轉化f農(nóng)桿菌一導入植物卵（受精卵）f顯微注因表達載體與感受

過程細胞一整合到受體細射一受精卵發(fā)育一態(tài)細胞混合一感受

胞的染色體DNA上獲得具有新性狀的態(tài)細胞吸收DNA分

一表達動物子

4目的基因的檢測與鑒定

分子水平檢測

個體水平檢測

5DNA的粗提取與鑒定

⑴原理

①溶解性

DNA與蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。DNA不溶于

酒精，細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。

②DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性。

③鑒定

DNA+二苯胺試劑濰水浴藍色。

（2）操作流程

|材料的選取］一|選用DNA含量相對較高的生物組織|

HJ1典例分析

1.（2019.江蘇高考）圖1是某基因工程中構建重組質(zhì)粒的過程示意圖，載體質(zhì)粒

P0具有四環(huán)素抗性基因（39和氨芾青霉素抗性基因3叩’）。請回答下列問題：

圖?

???GATlATC???

（l）EcoRV酶切位點為???（ntTAG-,ECORV酶切出來的線性載體P1為

T-，山o

⑵用Th夕酶進行PCR擴增獲得的目的基因片段，其兩端各自帶有一個腺瞟吟脫

氧核昔酸。載體P1用酶處理，在兩端各添加了一個堿基為的脫氧

核苜酸，形成P2；P2和目的基因片段在___________酶作用下，形成重組質(zhì)粒

P3o

（3）為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板進行篩選，得

到A、B、C三類菌落，其生長情況如下表（“+”代表生長，“-”代表不生長）。

根據(jù)表中結果判斷，應選擇的菌落是_______（填表中字母）類，另外兩類菌落質(zhì)

粒導入情況分別是、

菌落類型

ABC

平板類型

無抗生素+++

氨茶青霉素++—

四環(huán)素+——

氨茉青霉素+四環(huán)素+——

(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒，擬設計引物

進行PCR鑒定。圖2中甲、乙、丙為與正確重組質(zhì)粒中的相應位置結合的三條

引物，PCR鑒定時應選擇的一對引物是_______o某學生嘗試用圖中另外一對引

物從某一菌落的質(zhì)粒中擴增出了400bp片段，原因是。

圖2

答案⑴平

(2)胸腺嘴癥(T)DNA連接

(3)BA類菌落含有P0C類菌落未轉入質(zhì)粒

(4)乙、丙目的基因反向連接

解析(1)從圖中可以看出，EcoRV酶切出來的載體質(zhì)粒為平末端。

(2)由題意可知，目的基因的兩端各有一個游離的腺噂吟脫氧核苗酸，由于載體P1

為平末端,所以載體P1的兩