高考生物二轮复习基础保分专题十二基因工程与克隆技术学案

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1、基础保分专题十二基因工程与克隆技术课前循图忆知 做真题明方向1(2018全国卷)回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2参与的_方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与_组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是_。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被

2、降解，在实验中应选用_的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_的抑制剂。解析：(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是转基因技术。该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物的基因可在原核细胞中表达等。(2)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca2参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA和外壳蛋白(或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被

3、降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。答案：(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达(2)转化外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)细菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶2(2018全国卷节选)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5末端，获得了L1GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两

4、种酶是_。使用这两种酶进行酶切是为了保证_，也是为了保证_。(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了_和_过程。(3)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的_(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。解析：(1)由题意可知，L1基因和GFP基因合成了L1GFP融合基因(简称为甲)，题图中显示了四个酶切位点，当将L1GFP融合基因插入质粒P0时，可用E1和E4限制酶进行酶切，用这两种酶进行酶切不会破坏甲的完整性，同时能保证甲按照正确的方向与载体

5、连接。(2)若在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1GFP融合基因得到表达，即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。(3)利用PCR技术扩增目的基因，可以检测目的基因是否存在。PCR扩增的模板是DNA。答案：(1)E1和E4甲的完整甲与载体正确连接(2)转录翻译(3)核DNA3(2017全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_。

6、(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_作为载体，其原因是_。(3)若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_。解析：(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子，基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生

7、物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，若以大肠杆菌作为受体细胞，由于不能切除内含子对应的RNA序列，所以无法表达出蛋白A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此应选择昆虫病毒作为载体，噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示

8、是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体4(2015全国卷)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质

9、的_进行改造。(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰_基因或合成_基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_和_，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。解析：(1)从题中所述资料可知，将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改

10、变了蛋白质的功能。(2)在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1基因。中心法则的内容如下图所示：由图可知，中心法则的全部内容包括：DNA以自身为模板进行的复制，DNA通过转录将遗传信息传递给RNA，最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制(如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA(如HIV)，这是对中心法则的补充。(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列合成DNA表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保

11、证其发挥正常作用。答案：(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能命题方向基础类第1题的(2)小题，第2题的(2)(3)小题，第3题的(3)(4)小题，第4题的(1)(2)小题理解类第1题的(1)(3)小题，第2题的(1)小题，第3题的(1)(2)(5)小题，第4题的(3)小题复习方向1.记忆基因的结构，基因工程的工具、过程，PCR技术的原理和步骤及注意事项，蛋白质工程的应用的相关知识。如第1题的(2)小题，第2题的(3)小题，第3题的(3)(4)

12、小题，第4题的(1)(2)小题2重点理解基因工程原理、过程、注意事项及应用的相关知识。第1题的(1)(3)小题，第2题的(1)小题，第3题的(1)(2)(5)小题，第4题的(3)小题理教材固根基1比较记忆基因工程的三种工具(填表)限制酶DNA连接酶载体作用切割目的基因和载体拼接DNA片段，形成重组DNA携带目的基因进入受体细胞作用部位两个核苷酸之间的磷酸二酯键作用特点(条件)识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列在特定位点上切割EcoliDNA连接酶只能连接黏性末端T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端能在宿主细胞内稳定存在并大量复制有一个至多个限制酶切割位点具有特殊的标记基因常用类型EcoR

13、限制酶Sma限制酶EcoliDNA连接酶、T4DNA连接酶质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等2熟记基因工程的四个操作步骤(填图)(1)目的基因的获取途径：方法具体操作直接分离从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取人工合成化学方法已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板逆转录法以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成PCR技术扩增原理：DNA复制条件：模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶(2)基因表达载体(重组质粒)的构建：基因表达载体的组成：构建过程：(3)将目的基因导入受体细胞：植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法、基因枪法、

14、花粉管通道法显微注射技术Ca2处理法受体细胞受精卵、体细胞受精卵原核细胞(4)目的基因的检测与鉴定：3图解记忆蛋白质工程(填图)练热点会迁移1将某种植物中的耐盐基因，转入水稻细胞中培育出耐盐水稻新品系。如图是培育过程简图，请回答下列问题：(1)阶段1的核心步骤是_，在这个过程中，理论上一般需用同种限制酶切割_个磷酸二酯键。(2)为保证耐盐基因的正常转录，重组质粒b上耐盐基因的首端必须含有_，它是_识别和结合的位点，尾端应含有_。(3)由b到c常用的方法是_，检测转基因植株是否培育成功的最简便方法是_。(4)阶段2的培养基中除了必要的营养物质和琼脂外，还必须添加_。解析：(1)阶段1属于基因工程

15、操作过程，基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。若用同种酶切割质粒和含目的基因的DNA片段，则在获取目的基因时，需要从目的基因两端切割，每个DNA分子有两条链，因此需要切开4个磷酸二酯键；对于质粒来说，只要切开一个切口即可，这样需切开2个磷酸二酯键，因此整个过程理论上一般需要切开6个磷酸二酯键。(2)转录是从基因的启动子部位开始的，因此必须保证基因首端有启动子。RNA聚合酶在转录时能识别并与启动子结合，在基因的尾端应有终止子，在此处RNA聚合酶与基因分离，转录停止。(3)常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。本实验的目的是培育耐盐植物，因此可将转基因植物种植在盐碱地上观察其是否能正常生长。

16、(4)在植物组织培养过程中，还必须在培养基中加入一定量的细胞分裂素和生长素。答案：(1)基因表达载体的构建6(2)启动子RNA聚合酶终止子(3)农杆菌转化法将其种植在盐碱地上观察是否能正常生长(用一定浓度的盐水浇灌，观察其是否能正常生长)(4)植物激素(细胞分裂素和生长素)2MAP30蛋白是一种能使型核糖体失活的蛋白质，存在于苦瓜果实和种子中。MAP30蛋白具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年来引起人们的广泛关注。(1)人们已经清楚MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用_方法获得MAP30蛋白的基因。利用PCR技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含：_、_、_、_、扩增缓冲液(

17、含Mg2)和水等。(2)科学家用MAP30蛋白的基因与某种病毒的DNA构建基因表达载体，导入南瓜细胞中，在这个过程中，需要使用到的酶是_。为了避免出现“目的基因自我环化”、“目的基因在运载体上反向连接”的问题，请提出一种解决该问题的思路：_。(3)可用_方法得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，用_方法检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。(4)弧菌是克氏原螯虾养殖中重要的致病菌，大规模暴发会给水产养殖带来巨大的经济损失。科研人员为了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果，用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，绘制弧菌生长曲线如图：由图可以得出的结论是_。解析：(1)在已知氨基酸排列顺序的

18、情况下，可以用化学合成的方法来合成相应的基因。PCR反应体系的主要成分应该包含进行DNA复制的原料即4种脱氧核糖核苷酸，进行复制的模板DNA，引物对和热稳定DNA聚合酶(Taq酶)等。(2)构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶，如果用两种限制酶分别去切割目的基因和运载体，这样目的基因两端的黏性末端和运载体两端的黏性末端都不同，就不会自身环化，也不会出现目的基因在运载体上反向连接的情况了。(3)愈伤组织的获得需要用植物组织培养技术。检测目的基因是否表达可用抗原抗体杂交方法。(4)分析此图，要分析在横坐标相同时不同曲线的差异。从图中曲线变化趋势可知，在相同的培养时间内，随着MAP30蛋白浓

19、度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强。当MAP30蛋白浓度达到或高于500 g/mL时，弧菌生长完全被抑制。答案：(1)化学合成(人工合成)4种脱氧核糖核苷酸模板DNA引物对热稳定DNA聚合酶(Taq酶)(2)限制酶、DNA连接酶分别使用两种限制酶去剪切目的的基因和运载体(3)植物组织培养抗原抗体杂交(4)随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500 g/mL时，弧菌生长完全被抑制3过氧化氢酶广泛存在于自然界的生物体中，其能够将过氧化氢分解为水和分子氧，在纺织、造纸、食品、临床分析及医疗诊断等行业中也具有重要的应用价值。

20、某科研小组用PCR技术得到嗜热脂肪芽孢杆菌过氧化氢酶基因perA，转化大肠杆菌得到了耐热过氧化氢酶基因工程菌，工程菌的制备流程如图所示。请回答下列问题：(1)基因工程操作的核心步骤是_，将目的基因导入大肠杆菌细胞的常用方法是_。(2)PCR技术体外扩增DNA的原理是_，从酶的角度比较PCR技术和人体内DNA复制的不同：_。若通过PCR技术对perA扩增5代，共需要消耗引物的数量为_个。(3)从分子水平检测大肠杆菌工程菌内是否产生了耐高温的过氧化氢酶的方法是_，将原核细胞作为基因工程的受体细胞的突出优点是_。(4)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径：从提高酶的活性出发，设计预期的蛋白质结构，

21、推测应有的氨基酸序列，找到相对应的_。解析：(1)基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建。将目的基因导入大肠杆菌细胞常用的方法是用钙离子处理大肠杆菌制备感受态细胞。(2)PCR技术体外扩增DNA的原理是DNA双链复制，从酶的角度分析，人体内DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，PCR技术不需要解旋酶，但需要能耐高温的DNA聚合酶。若通过PCR技术对perA扩增5代，由于每条新合成的链都需要引物，因此共需要的引物数量为248163262(个)。(3)从分子水平检测大肠杆菌工程菌内是否产生了耐高温的过氧化氢酶的方法是抗原抗体杂交法。原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，因此常用作基因

22、工程的受体细胞。(4)蛋白质工程的步骤是预期蛋白质的功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列。答案：(1)基因表达载体的构建钙离子处理法(2)DNA双链复制人体内DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，PCR技术不需要解旋酶，但需要能耐高温的DNA聚合酶(合理即可)62(3)抗原抗体杂交法繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少(4)脱氧核苷酸序列考点二克隆技术做真题明方向1(2018全国卷)2018年细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题：(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是

23、指_。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是_。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_(填“相同”或“不同”)，性染色体组合_(填“相同”或“不同”)。解析：(1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。将重组细胞形成的早期胚胎移植到受体子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆

24、动物。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞与提供细胞核的个体的体细胞的染色体数目相同。(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植获得克隆动物的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。答案：(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易(3)相同不同2(2017全国

25、卷)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。回答下列问题：(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是_。(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为_，加入了_作为合成DNA的原料。(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验

26、：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。由图2可知：当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是_。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是_。仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少_(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。解析：(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，则转录出的mRN

27、A上缺少起始密码子，故不能翻译出蛋白乙。(2)使用PCR技术获取DNA片段时，应在PCR反应体系中添加引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、原料dNTP。(3)T淋巴细胞浓度之所以不再增加，是因为细胞间出现接触抑制，因此若要使T淋巴细胞继续增殖，需要对贴满瓶壁的细胞使用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养，即对细胞进行传代培养。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，以维持培养液的pH。据图分析，蛋白丙与对照接近说明B、D片段对于T淋巴细胞增殖不是非常重要，蛋白甲和乙对T淋巴细胞的增殖都有较大影响，甲、乙两种蛋白中共同的片段是C，所以缺少C片段会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。答案：(1)编码乙

28、的DNA序列起始端无ATG(TAC)，转录出的mRNA无起始密码子(2)模板dNTP(脱氧核苷酸)(3)进行细胞传代培养维持培养液的pHC3(2016全国卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。(2)经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成

29、功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。解析：(1)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。(2)一般来说，动物细胞在传代培养到1050代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选10代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克

30、隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。答案：(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性4(2013全国卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_酶和_酶去

31、除细胞壁，获得具有活力的_，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。解析：(1)要培育同时含有A和B的新型药用植物，可采用植物体细胞杂交技术。植物体细胞杂交技术的第一步是用纤维素酶和果胶酶去除两种植物细胞的细胞壁，获得具有活力的原生质体。诱导融合成功后获得的杂种细胞，经脱分化培养成愈伤

32、组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。由于甲与乙有性杂交的后代中分别含有甲植物和乙植物的一个染色体组，两个染色体组中的染色体互不相同，杂交后代细胞中无同源染色体，减数分裂过程中不能发生联会，无法产生正常的生殖细胞，故该植株不可育。而体细胞杂交获得的杂种植物分别含有甲植物和乙植物的两个染色体组，含有同源染色体，减数分裂过程中联会正常，能产生正常的生殖细胞，故该杂种植株可育。(3)制备人工种子的材料可以是经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等。答案：(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有

33、三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)命题方向基础类第1题的(1)(3)小题，第2题的(2)(3)小题，第3题的(1)(2)(4)小题，第4题的(1)(3)小题理解类第1题的(2)小题，第2题的(1)小题，第3题的(3)小题，第4题的(2)小题复习方向1.记忆植物组织培养的过程及原理、动物细胞培养的过程及原理、植物体细胞杂交的过程及原理、动物核移植的过程及原理、动物细胞融合和单克隆抗体的制备过程。如第1题的(1)(3)小题，第2题的(3)小题；第3题的(1)(2)(4)小题，第4题的(1)(3)

34、小题2.重点理解植物组织培养的结果分析、体细胞克隆和生殖细胞克隆的区别。第1题的(2)小题，第3题的(3)小题，第4题的(2)小题理教材固根基1比较记忆植物组织培养与动物细胞培养(填表)项目植物组织培养动物细胞培养取材植物幼嫩部位动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果获得植株个体，可以体现全能性获得新的细胞，不形成个体，不体现全能性条件无菌营养物质适宜条件植物激素无菌、无毒营养物质，血清等温度和pH气体环境：O2、CO2应用植株快速繁殖脱毒植株的培养人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生理、病理、药理学的研究2理清克隆动物培育流

35、程(填图)3比较记忆植物体细胞杂交与动物细胞融合(填表)项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能4准确记忆单克隆抗体的“一过程两特点”(填空)(1)制备过程：(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。练热点会迁移1回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，

36、细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，常用的酶是_。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞，这种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是_。(4)检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂到_期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞新

37、陈代谢的速率很低。(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤当作_进行攻击。解析：(1)在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞，这种细胞的细胞膜表面糖蛋白减少，细胞的黏着性降低。(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。(4)由于细胞分裂中期染色体

38、形态固定、数目清晰，因此最好选用分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。(5)由于在冷冻(或超低温、液氮)条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率很低，通常在此条件下保存细胞。(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击，会发生免疫排斥反应现象。答案：(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶(6)抗原2下图是通过两种途径制备抗体的流程图。请回答下列问题：(1)过程表示_，细胞乙称为_，

39、其特点是_。(2)过程需要_酶，过程需要用_处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使该细胞处于一种_的生理状态。(3)抗体1的特点是_；抗体1、2空间结构不同的原因是_。(4)若要检测过程中导入的目的基因是否转录出了mRNA，检测方法是_。解析：(1)图中过程表示小鼠骨髓瘤细胞和免疫后产生的B细胞(浆细胞)的融合过程。细胞乙增殖后能产生大量抗体，所以细胞乙是杂交瘤细胞，其特点是既能无限增殖，又能产生专一抗体。(2)过程表示以mRNA为模板获得目的基因的逆转录过程，需要逆转录酶。过程表示将基因表达载体导入受体细胞，需要用Ca2处理大肠杆菌使之成为能够吸收DNA分子的感受态细胞。(3)抗体1是单克隆抗

40、体，它的特点是特异性强、灵敏度高，并可以大量制备。大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工，所以抗体1、2空间结构不同。(4)检测目的基因是否转录出mRNA的方法是分子杂交技术。答案：(1)细胞融合杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一抗体(2)逆转录Ca2能够吸收周围环境中DNA分子(3)特异性强、灵敏度高，并可以大量制备抗体2形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程中经过内质网和高尔基体的加工(合理即可)(4)分子杂交技术课堂强化训练 1(2018保定一模)1抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺乏会引起肺气肿。某公司成功研制出转基因羊，进入泌乳期后，其乳

41、汁中含有人类的1抗胰蛋白酶，可用于治疗肺气肿。回答下列问题：(1)为获取目的基因，需要在肝细胞中提取_，通过逆转录产生cDNA，再通过_技术进行快速扩增。(2)将1抗胰蛋白酶基因与乳腺蛋白基因的_等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，然后通过_技术，导入羊的受精卵中。(3)受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到_阶段，通过胚胎移植进入受体子宫孕育。为选育出能泌乳的雌羊，移植前须从胚胎的_部位取样，做DNA分析鉴定性别。(4)1抗胰蛋白酶是一种结构较复杂的糖蛋白，因此用上述方法生产，相对传统的转基因大肠杆菌生产，优势在于_。解析：(1)1抗胰蛋白酶基因在肝细胞中表达，所以可以在肝细胞中提取mRNA

42、，通过逆转录产生相应cDNA，再通过PCR技术扩增。(2)为了使1抗胰蛋白酶基因在乳腺细胞中表达，需要将其与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组，构建基因表达载体，然后通过显微注射技术，导入受精卵中。(3)牛和羊的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚阶段，才进行胚胎移植；DNA分析鉴定性别须从胚胎的滋养层部位取样，这样既保证了遗传信息一致，又不影响内细胞团进一步发育。(4)糖蛋白的形成需要进行蛋白质的加工，相对原核细胞而言，羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工的能力。答案：(1)mRNAPCR(2)启动子(或启动子、终止子)显微注射(3)桑椹胚或囊胚滋养层(4)羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工

43、的能力2紫草为常用中药材，其主要成分紫草宁及其衍生物属于萘醌类化合物，具有抗肿瘤、消炎等作用。请回答下列问题：(1)若要通过植物组织培养的方法获得大量的紫草宁，该方法依据的原理是_。植物组织培养的两大步骤是_和_。(2)营养因子对紫草的组织培养有影响，实验表明：葡萄糖和蔗糖可明显促进紫草宁的生产。它们的最适浓度均为6%，但葡萄糖优于蔗糖，推测原因可能是_。(3)紫草怕涝，而像垂柳、紫穗槐等是最耐涝植物。有科学家设想要通过植物细胞工程的方法获得可生产紫草宁的耐涝紫草，并进行大面积种植。具体方法：第一步，选择垂柳的细胞和紫草的细胞用纤维素酶和果胶酶处理后获得_；第二步，二者融合后，诱导其再生出_，

44、获得杂种细胞；第三步，进行组织培养形成愈伤组织，再生出小植株，形成杂种植物，选育所需植株，移栽并推广。在选育的过程中，选择的植株需具备的两个条件是_、_。解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养需要经过脱分化和再分化过程。(2)葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，单糖更易被植物细胞吸收利用。(3)在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；原生质体融合之后，需要诱导其再生出细胞壁。根据题意，选育时应该选择可正常生长且耐涝的植株，并且还要能产生紫草宁。答案：(1)植物细胞的全能性脱分化再分化(2)葡萄糖为单糖，更容易被植物细胞吸收利用(合理

45、即可)(3)原生质体细胞壁可正常生长并且耐涝可以产生紫草宁3(2018临沂模拟)DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。亲本藻优势代谢类型生长速率g/(Ld)固体培养基上菌落直径DHA含量(%)A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答：(1)选育的融合藻应具有A藻_与B藻_的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得_。(3)通过以下a、b、c三步筛选融合藻，步骤_可淘汰B藻，步骤_可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过步骤_获取生产所需的融合藻。步骤a：观察藻落的大小；步骤b：用不含有机碳源(碳

46、源生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养；步骤c：测定DHA含量。(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验，结果如下图。与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下_。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是_。解析：(1)由表格信息可知，选育的融合藻要具有A藻的自养且能产生DHA的特性，还要具有B藻的生长速率快的特点。(2)藻类具有细胞壁，用纤维素酶可除去其细胞壁又不会损伤原生质体，由此可推知用纤维素酶处理的目的是获得原生质体。(3)用不含有机碳源的培养基进行光照培养可淘汰B藻和BB融合型藻类，观察藻落的大小，可淘汰生长速率较慢的藻

47、落，再通过测定DHA含量的步骤获取生产所需的融合藻。(4)与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在光照、添加葡萄糖的培养条件下融合藻既能光能自养，又能异养。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，因为融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，同时也可防止杂菌生长(因为多数细菌是异养型的)。答案：(1)产生DHA、自养特性快速生长(2)原生质体(3)bac(4)融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需要添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长课后检测增分强训 1(2018南充模拟)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗

48、传病，患者的血红蛋白分子肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的_序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作_(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作_。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的_，以其作为模板，在_酶的作用下逆转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和_酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取_，用相应的抗体进行_杂交，若出

49、现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。解析：(1)患者的血红蛋白分子肽链第6位的谷氨酸变成了缬氨酸，此氨基酸的变化是由于控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变，从而导致了mRNA上密码子的改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作没有对现有的蛋白质进行改造，不属于蛋白质工程。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的RNA，以其作为模板，在逆转录酶的作用下合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和DNA连接酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，用相应的

50、抗体进行抗原抗体特异性杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。答案：(1)碱基(脱氧核苷酸)(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(3)mRNA逆转录DNA连接(4)蛋白质抗原抗体2(2018内江一模)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症。将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性只有天然产品的十分之一，且体外保存相当困难。研究发现若将第17位的半胱氨酸改变为丝氨酸，生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的100倍，并且在70 的条件下，可以保存半年，给广大患者带来福音。(1)从上述资料可知，若要改变干扰素的功能，可

51、以考虑对于扰素_进行改造。(2)对干扰素进行改造，应该直接对_(填“干扰素分子”或“干扰素的cDNA”)进行操作来实现，原因是_。(3)与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产_的蛋白质，不一定符合生产和生活的需要，而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过_或_，得到符合要求的_，再通过_(填生理过程)实现相应蛋白质的合成，满足生产和生活需要。解析：(1)从上述资料可知，若将第17位的半胱氨酸改变为丝氨酸，生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的100倍，故若要改变干扰素的功能，可以考虑对干扰素氨基酸序列进行改造。(2)对干扰素进行改造，应该直接对干扰素的cDNA进行

52、操作来实现，原因是蛋白质的结构由基因决定，蛋白质不能直接遗传，基因可以遗传；对基因的改造比对蛋白质的改造要容易。(3)与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，不一定符合生产和生活的需要，而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，得到符合要求的基因，再通过转录和翻译实现相应蛋白质的合成，满足生产和生活需要。答案：(1)氨基酸序列(2)干扰素的cDNA蛋白质的结构由基因决定，蛋白质不能直接遗传，基因可以遗传；对基因的改造比对蛋白质的改造要容易(3)自然界已存在基因修饰基因合成基因转录和翻译3(2018华南师大附中三模)华蟾素是我国经典抗肿瘤药物。研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌细胞的作用机理，进行了一系列实验。请回答下列问题：.肝癌细胞的培养：(1)培养肝癌细胞时，在培养基中加入适量的_以补充合成培养基中缺乏的物质，为防止培养过程发生污染要加入_。此外，每48 h更换1次培养液，目的是_；同时还要提供适宜的温度、_、氧气和二氧化碳等环境条件。.探究华蟾素药效作用机理的实验：(2)DNA拓扑异