2020高三生物二轮复习学案专题七现代生物和科技含答案.doc

第1讲基因工程和细胞工程考纲要求1.基因工程的诞生()。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)()。3.基因工程的应用()。4.蛋白质工程()。5.植物的组织培养()。6.动物细胞培养与体细胞克隆()。7.细胞融合与单克隆抗体()。8.实验：DNA的粗提取与鉴定。1基因工程(1)基因工程的3种基本工具限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。DNA连接酶：a.Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。(2)获取目的基因的途径：从基因文库中获取；利用PCR技术扩增；化学方法直接人工合成。(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。(4)将目的基因导入受体细胞植物：体细胞或受精卵常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。动物：受精卵显微注射技术。微生物：细菌(常用大肠杆菌)感受态细胞法(钙离子处理法)。(5)目的基因的检测与鉴定方法检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原抗体杂交技术。个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。易混辨析限制酶DNA酶解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。DNA连接酶DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。启动子(DNA片段)起始密码子(位于mRNA上)；终止子(DNA片段)终止密码子(位于mRNA上)。2细胞工程(1)植物组织培养培养基的组成：大量元素、微量元素、有机物、蔗糖及植物激素、琼脂等。添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。若生产人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产物，则一般培养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培养到试管苗阶段。(2)植物体细胞杂交的关键酶解法用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。促融剂常用聚乙二醇。杂种细胞的形成标志新细胞壁的形成。培养杂种植株的技术植物组织培养。杂种植株培育成功的原理离体的植物细胞具有全能性。 (3)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。(4)原代培养与传代培养的区别区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。细胞贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常称为传代培养。(5)克隆动物时选择受体细胞为去核卵母细胞的原因营养丰富；体积大，易操作；含有激发细胞核全能性表达的物质。1借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来()2启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用()3转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测()4重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接()5细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行()6乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养()7PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合()8用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂()答案1.2.3.4.5.6.7.81基因表达载体的构建过程中，使用两种识别序列不同的限制酶切割目的基因和质粒的目的是避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接。2核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：卵母细胞的细胞质中含有少量的遗传物质；发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；外界环境可能引起不遗传的变异。考点一基因工程1真核生物的cDNA文库与基因组文库文库类型cDNA文库基因组文库基因中启动子和内含子无有文库大小小大基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因物种间的基因交流可以部分基因可以2.PCR技术扩增(1)原理：DNA双链复制。(2)条件：模板DNA、引物、游离的dNTP(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)、热稳定DNA聚合酶。(3)过程3限制酶的选择方法(1)选择的限制酶的切点不能位于目的基因内部，也不能位于标记基因内部，否则会破坏目的基因或标记基因，上图中不能选择Sma。(2)应选择切点位于目的基因两端的限制酶，同时质粒上也有其切点，如上图中可选择Pst。(3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如上图也可选择用Pst和EcoR两种限制酶。4.蛋白质工程5DNA的粗提取与鉴定考向一基因工程的基本流程分析1(2019甘肃张掖质检)请回答下列有关基因工程及其应用的问题：(1)多种限制酶、_及逆转录酶的发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。(2)基因工程的核心步骤是_；重组Ti质粒载体结构中TDNA的作用是_。(3)科学家设法使烟草细胞形成微创伤，受伤部位细胞产生的乙酰丁香酮可吸引农杆菌向受伤部位集中，这时农杆菌可携带某种目的基因进入烟草细胞。获得的转基因烟草细胞通过_技术最终获得转基因烟草，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因的方法是_。(4)利用_处理植物体细胞可得到原生质体，将目的基因导入原生质体的方法中，除题(3)所述方法外，还可采用_。答案(1)DNA连接酶(2)构建基因表达载体携带目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞中染色体的DNA上(3)植物组织培养DNA分子杂交技术(4)纤维素酶和果胶酶基因枪法解析(1)切割目的基因需要用限制酶，利用反转录法获得目的基因需要用到逆转录酶，而将目的基因与载体相连需要用到DNA连接酶。(2)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体；重组Ti质粒载体结构中TDNA为可转移DNA，可以携带目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞中染色体的DNA上。(3)将获得的转基因烟草细胞最终培养成转基因烟草需要用到植物组织培养技术；检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，可以采用DNA分子杂交技术。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此利用纤维素酶和果胶酶处理植物体细胞可得到原生质体；将目的基因导入原生质体的方法中，除了农杆菌转化法，还有基因枪法。2(2019全国，38)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题：(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括_和_。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是_。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的_。(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_。答案(1)基因组文库cDNA文库(2)解旋酶加热至9095 氢键(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活解析(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至9095 进行解旋的，二者都破坏了DNA双链分子中的氢键。(3)在PCR反应中，要加热至9095 ，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。考向二基因工程的实践应用分析3(2019广东珠海一模)抗胰蛋白酶可以治疗肺气肿等疾病。下图是科学家培育含人抗胰蛋白酶基因(mAAT)的转基因山羊的流程图，请据图回答下列相关问题：获取mAAT基因构建基因表达载体显微注射导入山羊受精卵形成胚胎将胚胎移入受体母羊发育成转基因山羊(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的_。扩增过程中，该物质与DNA模板链的3端结合，理由是_。(2)目的基因可以直接从生物体分离得到，也可以通过人工合成获取。请推测由mRNA反转录合成mAAT基因的大致过程：_(用文字和箭头表述)。(3)构建基因表达载体的目的是_。为了使mAAT基因只在山羊乳腺细胞中表达，需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺细胞中特异性表达的_，同时还需要有标记基因，其作用是_。(4)胚胎移植中，应选择有_的个体作为受体母羊，并对受体母羊进行同期发情处理。答案(1)引物DNA合成只能从3端延伸(2)mRNADNA、RNA杂交双链单链DNAmAAT基因(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用启动子为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来(4)健康体质和正常繁殖能力解析(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的引物。由于DNA合成时只能从3端延伸，因此扩增过程中，该物质应与DNA模板链的3端结合。(2)由mRNA反转录合成mAAT基因的大致过程：mRNADNA、RNA杂交双链单链DNAmAAT基因。(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。启动子是转录过程中RNA聚合酶的识别位点，为了使mAAT基因只在山羊乳腺细胞中表达，需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺细胞中特异性表达的启动子；标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)胚胎移植中，应选择有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体母羊，并对受体母羊进行同期发情处理。4(2019山东烟台模拟)用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示。据图回答下列问题：(1)过程所需的酶是_。在构建基因表达载体过程中，构建的重组质粒上启动子的本质和作用分别是_。(2)实现过程常用PCR技术，该技术的前提是要有_，以便合成引物。(3)过程将基因表达载体导入大肠杆菌时，首先用Ca2处理大肠杆菌，目的是_。然后将_溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合，在一定温度下完成转化。答案(1)逆转录酶启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段；作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录(2)一段已知目的基因的核苷酸序列 (3)使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态重组表达载体DNA分子(或重组质粒)解析(1)题图中过程表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA的过程，需要逆转录酶的催化；基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等，其中启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录。(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。(3)在将目的基因导入大肠杆菌时，需要先用Ca2处理大肠杆菌，使得大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组质粒溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合，在一定温度下完成转化。考向三蛋白质工程及DNA的粗提取与鉴定过程分析5(2019宝鸡期中)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，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在70 条件下保存半年，给广大患者带来了福音。蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是新型干扰素生产的关键，依据以上技术原理，回答下列问题：(1)图中所示流程属于_工程的范畴。A是_，B是_。(2)基因工程在原则上只能生产_的蛋白质，而该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_，对现有蛋白质进行改造，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活性进行鉴定。从而制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的_结构。(4)对天然蛋白质进行改造，应该直接通过对_(填“蛋白质分子”或“基因”)的操作来实现。答案(1)蛋白质预期的蛋白质功能应有的氨基酸序列(2)自然界已存在基因修饰基因合成功能 (3)空间(或高级)(4)基因解析(1)题图所示流程属于蛋白质工程范畴。流程中的A是预期的蛋白质功能，B是应有的氨基酸序列。(2)基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而该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，对现有蛋白质进行改造，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得功能基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物活性进行鉴定。从而制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的空间(或高级)结构。(4)对天然蛋白质进行改造，应该直接通过对基因的操作来实现。6(2019柳州质检)如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，回答下列问题：(1)图示操作的正确顺序是_(用图中序号与箭头表示)。(2)在提取过程中使用不同浓度的NaCl溶液的目的是_。(3)步骤A的目的是_，其依据原理是_。(4)滴加_试剂，_后，如果出现_，则证明最终提取到的物质的主要成分为DNA。(5)实验室利用洋葱等植物样品提取DNA时，须先破碎细胞，此时需添加食盐和_进行研磨，添加该物质的目的是_。(6)某学生试图用羊血代替鸡血进行实验，结果没有成功，其原因最可能是_。答案(1)CBEDA(2)利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，去除杂质(3)析出并获得较纯净的DNADNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精(4)二苯胺沸水浴加热蓝色(5)洗涤剂溶解细胞膜(6)羊血含DNA太少(或成熟的红细胞没有细胞核)解析(1)题图中所示操作的正确顺序是CBEDA。(2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，可据此去除DNA溶液中的杂质。(3)步骤A的目的是利用DNA不溶于酒精的性质，除去细胞中溶于酒精的物质，得到较纯净的DNA。(4)滴加二苯胺试剂，在沸水浴加热后，如果出现蓝色，则证明最终提取到的物质的主要成分为DNA。(5)利用植物组织提取DNA时，须先破碎细胞，此时应添加食盐和洗涤剂进行研磨来溶解细胞膜。(6)羊是哺乳动物，血液中的红细胞没有细胞核和细胞器，因此几乎不含DNA，用羊血代替鸡血来进行该实验难以取得成功。考点二细胞工程1细胞工程技术的原理(1)植物组织培养：细胞的全能性。(2)植物体细胞杂交：细胞的全能性、细胞膜的流动性。(3)动物细胞培养：细胞的增殖。(4)动物体细胞核移植及克隆：动物细胞核的全能性。(5)动物细胞融合：细胞膜的流动性。(6)单克隆抗体的制备：细胞膜的流动性、细胞的增殖。2植物细胞工程两大技术(1)植物组织培养中植物激素的使用生长素与细胞分裂素的比值作用效果高促进根分化、抑制芽形成低促进芽分化、抑制根形成适中促进愈伤组织形成(2)植物体细胞杂交植物细胞A和植物细胞B杂交获得的杂种细胞的类型有三种(只考虑细胞的两两融合)：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体。杂种植株的变异类型属于染色体变异。3克隆动物的培育(1)所需技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植等。(2)克隆动物遗传物质的来源：绝大部分来自供体细胞核，少部分来自卵母细胞的细胞质。4单克隆抗体的制备(1)3种细胞的特点经免疫处理的B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)2次筛选的目的第1次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞(A为经免疫处理的B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)。第2次筛选：利用多孔板法和抗原抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。考向一植物细胞工程7(2019广西钦州三模)红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇对癌症的显著治疗效果而倍受关注。为了获得紫杉醇，可以先用植物外植体获得愈伤组织，然后在生物反应器中悬浮培养。请回答下列问题：(1)以该植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。研究发现，用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是幼嫩茎段细胞分化程度较_(填“低”或“高”)。(2)可采用_(部位)进行植物组织培养获得脱除病毒的红豆杉。与从红豆杉树皮中直接提取相比，先通过茎段组织培养获得愈伤组织细胞，然后悬浮培养生产紫杉醇的优点是_。(3)二倍体愈伤组织细胞经_处理，会产生染色体加倍的细胞。(4)不同有机溶剂及其组合作为浸提溶剂对紫杉醇得率的影响如下图所示。注：1.甲醇；2.乙醇；3.丙酮；4.二氯甲烷；5.乙酸乙酯；6.甲醇乙醇；7.甲醇丙酮；8.甲醇二氯甲烷；9.甲醇乙酸乙酯；10.乙醇丙酮；11.乙醇二氯甲烷；12.乙醇乙酸乙酯；13.丙酮二氯甲烷；14.丙酮乙酸乙酯；15.二氯甲烷乙酸乙酯。从溶剂单独和混合提取效果的角度分析，可得出的结论有：单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，_的提取效果最佳；溶剂混合浸提时，_作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好。答案(1)幼茎、树皮、针叶的细胞都具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株低(2)茎尖可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件使培养细胞合成大量紫杉醇(3)秋水仙素(或低温)(4)甲醇乙醇二氯甲烷解析(1)以该植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，用到的技术为植物组织培养，其原理是幼茎、树皮、针叶的细胞都具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。研究发现，用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是幼嫩茎段细胞分化程度较低。(2)茎尖细胞分裂旺盛，感染病毒的概率低，因此可采用茎尖进行植物组织培养获得脱除病毒的红豆杉。与从红豆杉树皮中直接提取相比，先通过茎段组织培养获得愈伤组织细胞，然后悬浮培养生产紫杉醇的优点是可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件使培养细胞合成大量紫杉醇。(3)二倍体愈伤组织细胞经秋水仙素(或低温)处理，抑制前期纺锤体的形成，会产生染色体加倍的细胞。(4)分析柱形图15组，可知单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最佳；分析柱形图615组，溶剂混合浸提时，乙醇二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好。8(2019全国，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。 回答下列问题：(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_。(2)步骤切取的组织块中要带有形成层，原因是_。(3)从步骤到步骤需要更换新的培养基，其原因是_。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的_过程，最终可形成试管苗。(4)步骤要进行照光培养，其作用是_。(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的_，这种繁殖方式属于_繁殖。答案(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化(或再分化)(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用(5)遗传特性无性解析(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤(诱导组织块形成愈伤组织)和步骤(诱导愈伤组织形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤到步骤需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)植物组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。考向二动物细胞工程9(2019辽宁辽阳模拟)下图表示通过现代生物技术制备单克隆抗体的两种途径，其中表示相关过程。请分析并回答下列问题：(1)细胞A的名称是_。与通过传统方法获得的抗体相比，通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显著优点是_。(2)通过过程_可获得V1基因。用_技术可以获得更多的V1基因。(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的生物活性_(填“相同”或“不相同”)，原因是_。(4)除通过上述途径获得的单克隆抗体外，请再写出一种目前应用动物细胞工程技术生产的生物制品：_。答案(1)B淋巴细胞(或浆细胞)特异性强、灵敏度高、可大量制备(2)反转录PCR(3)不相同抗体2是大肠杆菌产生的，其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工；抗体1是杂交瘤细胞产生的，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等(写出一种即可)解析(1)依题意并分析图示可知：从免疫的小鼠体内分离出的细胞A是B淋巴细胞(或浆细胞)。单克隆抗体具有的显著优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。(2)过程是以mRNA为模板获得V1基因的逆转录过程。欲获得更多的V1基因，可采用PCR技术进行扩增。(3)大肠杆菌为原核生物，其细胞中没有内质网和高尔基体，因此大肠杆菌产生的抗体2形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工；杂交瘤细胞中有内质网和高尔基体，所以杂交瘤细胞产生的抗体1形成过程经过了内质网和高尔基体的加工。可见抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，但两者的生物活性不同。(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等许多有重要价值的生物制品，都可以应用动物细胞工程技术来生产。10(2019陕西榆林二模)人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。该传染性疾病疫苗的生产和抗体的制备流程如下图所示。请回答下列问题：(1)完成过程除了需要在适宜的温度条件下，还需要的物质有_。过程构建A基因重组载体时，目的基因的尾端必须含有终止子，它的作用是_。(2)在给小鼠皮下注射A蛋白时，要反复注射几次的目的是_。(3)过程常用的人工诱导方法除了物理方法和化学方法之外，还可采用_诱导细胞融合。(4)经细胞融合得到的杂种细胞需要进行_才可得到杂交瘤细胞，即X。在将X进行扩大培养之前，还需要进行_。(5)该实验操作过程中用到的技术有_(写出3种)。答案(1)逆转录酶、四种脱氧核苷酸、ATP、模板等使目的基因的转录停止(2)通过二次免疫，增加小鼠体内浆细胞的数量(产生足够量的浆细胞)(3)灭活的病毒(4)选择性培养抗体检测(5)基因工程技术、动物细胞融合技术、动物细胞培养技术解析(1)题图中表示反转录，需要以病毒的RNA为模板、四种脱氧核苷酸为原料，还需要逆转录酶的催化，并消耗能量(ATP)；基因表达载体中，终止子的作用是使目的基因的转录停止。(2)在给小鼠皮下注射A蛋白时，要反复注射几次，以增加小鼠体内浆细胞的数量。(3)是诱导动物细胞融合的过程，常用灭活的病毒作为诱导剂，也可以用物理方法或化学方法。(4)细胞融合获得的融合细胞有三种，需要经过筛选(选择性培养)才能获得杂交瘤细胞；在对杂交瘤细胞进行扩大培养之前还需要对其进行抗体检测，以确定其为可以产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(5)据题图分析可知，该过程涉及的生物技术有基因工程技术、动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。1(2019天津，9)B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。据图回答：(1)B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中_(单选)。A含B基因的染色体缺失BDNA聚合酶失活CB基因发生基因突变DB基因的启动子无法启动转录(2)从水稻体细胞或_中提取总RNA，构建_文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能)，然后构建重组表达载体。(3)在过程、转化筛选时，过程_中TDNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程_在培养基中应加入卡那霉素。(4)获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是_(多选)。A将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交B以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交C以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交D检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明_。答案(1)D(2)精子cDNA(3)(4)BCD(5)B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚解析(1)启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录，推测最可能的原因是卵细胞中B基因的启动子无法启动转录，D项符合题意。(2)B基因在体细胞和精子中正常表达，说明在水稻的体细胞和精子中有B基因转录而来的mRNA。从水稻体细胞或精子中提取总RNA，反转录产生多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体就叫做水稻的cDNA文库。(3)过程是指将含有目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌，过程是指将含有重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。为了检测含有目的基因的重组Ti质粒是否转入农杆菌，过程需在培养基中加入卡那霉素。(4)DNA分子杂交是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，将探针与基因组DNA杂交，看是否出现杂交带。将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交，不能用于筛选含目的基因的转基因植株，A项错误；BLuc融合基因中含有水稻B基因编码蛋白的序列和Luc基因，因此，以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交可达到实验目的，B项正确；转基因植株卵细胞中的B基因能够转录出mRNA，因此以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交可达到实验目的，C项正确；Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，因此检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光，可以达到实验目的，D项正确。(5)一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，而在转基因植株中能发现由未受精的卵细胞发育形成的胚，说明B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。2(2019全国，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题：(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有_(答出2点即可)。(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是_。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、_和_等几类物质。(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的_进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_(用流程图表示)。答案(1)能保持植物原有的遗传特性；繁殖速度快(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖 (3)茎尖(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株解析(1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是：含目的基因的细胞愈伤组织小植株。3(2019天津南开区模拟)研究表明，HER2/neu是一种原癌基因，它表达的H蛋白在多种癌细胞特别是乳腺癌细胞中过量表达。抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为治疗乳腺癌有效的生物制剂。(1)H蛋白在成年个体的正常组织中表达量_(填“低”或“高”)。H蛋白是一种跨膜蛋白，结构如图所示。制备免疫小鼠所需H蛋白(抗原)时，应构建_区基因，转入受体细胞表达并提纯。(2)为扩增出大量目的基因需用到PCR技术。常规PCR技术一般包括变性、复性、延伸等步骤，复性(5560 )时_碱基互补配对。设计引物是PCR技术的关键之一，某同学设计的两对引物如下表所示，其中引物对_(填“A”或“B”)设计不合理。引物对AP1GTCCGCTAGTGGCTGTGP2AGCTGGCGTTTAGCCTCG引物对BS1AAGCCGGGCGCGCCCGGAAS2TTCGGCCCGCGTTATGCGCG(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时，需将H蛋白注射到小鼠体内，这样做的目的是使小鼠体内产生_。(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，也可以将_结合制成“生物导弹”，杀死癌细胞。答案(1)低胞外(2)引物与模板DNA单链B(3)分泌抗H蛋白抗体的B淋巴细胞(或浆细胞)(4)抗H蛋白单克隆抗体与抗癌药物解析(1)由题意可知，H蛋白在多种癌细胞中过量表达，因此H蛋白在成年个体的正常组织中表达量低。H蛋白为跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，其中胞外区可被免疫系统识别，故制备免疫小鼠所需H蛋白时，应构建胞外区基因。(2)常规PCR技术一般包括变性、复性、延伸等步骤，复性(5560 )时，引物和模板DNA单链碱基互补配对，以便DNA子链延伸。引物对B的S1、S2存在大量可以互补配对的碱基对，可能会发生自身碱基互补配对或者S1和S2部分发生碱基互补配对，而失去与模板链结合的机会，因此其设计不合理。(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时，H蛋白为抗原，将H蛋白注射到小鼠体内，会发生特异性免疫反应，产生特异性的浆细胞，进而产生抗H蛋白的抗体。(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，通过抗原、抗体结合，最终清除癌细胞，也可以将抗H蛋白单克隆抗体和抗癌药物结合制成“生物导弹”，双重作用杀死癌细胞。第2讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程考纲要求1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()。2.胚胎干细胞的移植()。3.胚胎工程的应用()。4.转基因生物的安全性()。5.生物武器对人类的威胁()6.生物技术中的伦理问题()。7.简述生态工程的原理()。8.生态工程的实例()。1胚胎工程(1)受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，受精完成的标志是雌雄原核融合完成。(2)早期胚胎培养中培养液的成分：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，以及血清等物质。(3)用非激素处理法采集的卵母细胞需要在体外人工培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精。(4)胚胎移植仅属于一种技术，移植的是通过有性生殖或无性生殖产生的胚胎，其本身并不是一种生殖方式。(5)胚胎移植的生理学基础：供、受体生殖器官的生理变化相同；早期胚胎与母体子宫无组织上的联系；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系。(6)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次是对供受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。(7)胚胎移植过程中两次检查：第一次对收集的胚胎进行质量检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。2生物技术引发的伦理问题(1)关于设计试管婴儿的争论焦点把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎，无异于“谋杀”。(2)关于基因检测的争论焦点对个人隐私权提出挑战。制造基因歧视。3生态工程(1)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。(2)生态工程的研究对象为“社会经济自然”复合系统。(3)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。1小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用()2采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的()3培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质()4分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异()5注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育()6受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方()7顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的()8国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害()9转基因生物不改变生物原有的分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境()答案1.2.3.4.5.6.7.8.9.1对囊胚进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。2胚胎在受体内存活的最可能的生理基础是受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应。3生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。考点一胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题1胚胎工程的操作流程2试管婴儿和设计试管婴儿(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程。(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题；设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(3)两者都需体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。3转基因生物的安全性问题(1)食物安全方面：可能合成毒蛋白、出现新的过敏原、改变食物的营养成分等。(2)生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多样性。(3)环境安全方面：有可能打破物种的原有界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生危害动植物和人类的病原微生物。考向一胚胎工程及其应用1(2019山东菏泽一模)2018年11月，一对名为“露露”和“娜娜”的基因编辑婴儿的诞生引发了国内巨大的争议。基因编辑过程的实质是用特殊的引导序列将“基因剪刀Cas9酶”精准定位到所需修饰的基因上然后进行编辑。据此回答下列问题：(1)科学家用_法将特殊的引导序列与“基因剪刀Cas9酶”导入目的细胞，上述实例中目的细胞为_。(2)“露露”与“娜娜”其实也是试管婴儿，试管婴儿需让成熟且_的精子与成熟的卵细胞结合形成受精卵，然后进行早期胚胎培养。该时期所用培养液中含有的物质有无机盐和有机盐类、氨基酸、维生素、_、_，以及血清等。(3)胚胎干细胞在功能上具有_，通常可以从_中分离得到。早期胚胎中的干细胞，在许多领域有着广泛的应用，如用于_(答出一点即可)。答案(1)显微注射受精卵(2)获能激素核苷酸 (3)发育的全能性早期胚胎、原始性腺治疗人类疾病、培育用于器官移植的人造组织器官、研究体外细胞分化(任答一点)解析(1)将特殊的引导序列与“基因剪刀C