2019高考生物大二輪復習 專題十六 基因工程和細胞工程學案.doc

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專題十六　基因工程和細胞工程 考點 考情 1．基因工程的誕生(Ⅰ) 2．基因工程的原理及技術(含PCR)(Ⅱ) 3．基因工程的應用(Ⅱ) 4．蛋白質(zhì)工程(Ⅰ) 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(Ⅰ) 7．細胞融合與單克隆抗體(Ⅱ) 1．近五年的全國卷高考試題中對于基因工程的考查頻度較高，側(cè)重考查操作工具的種類、功能以及操作基本程序的應用等。動物細胞工程技術中的核移植技術及單克隆抗體的制備也有所考查。 2．題目常借助簡潔的文字材料或模式圖等考查有關基因工程、動物細胞工程的原理、技術手段等，尤為注重對教材中一些關鍵詞的填充及對結論性語句的準確表述等。 3．備考時，應從以下四個方面入手復習： (1)列表比較法掌握限制酶、DNA連接酶和運載體的作用。 (2)實例分析法理解基因工程的原理和過程。 (3)列表比較法理解兩個不同，即植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的不同、植物體細胞雜交與動物細胞融合的不同。 (4)圖解法分析并掌握單克隆抗體制備過程。 H　 (1)質(zhì)粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，并且具有自我復制能力的很小的環(huán)狀DNA分子。(√) (2)DNA分子經(jīng)限制酶切割后產(chǎn)生的DNA片段末端一定是黏性末端。() (3)基因表達載體組成除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標記基因等。(√) (4)啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位。(√) (5)基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程則可對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)。(√) (6)微型繁殖技術既能保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。(√) (7)動物細胞培養(yǎng)中需用胃蛋白酶或膠原蛋白酶將組織細胞分散成單個細胞。() (8)原代培養(yǎng)的細胞遺傳物質(zhì)沒有改變，而傳代培養(yǎng)的細胞有的已經(jīng)發(fā)生突變，獲得了不死性。(√) (9)動物體細胞核移植技術獲得的克隆動物在遺傳性狀上與供核母體完全一致。() (10)動物細胞融合技術和植物體細胞雜交技術類似，也可獲得雜種動物。() 考向一　基因工程 Z　 1．(2018全國卷Ⅰ)回答下列問題： (1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)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__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__(答出兩點即可)。 (2)體外重組的質(zhì)粒可通過Ca2＋參與的__轉(zhuǎn)化__方法導入大腸桿菌細胞；而體外重組的噬菌體DNA通常需與__外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)__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__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，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。 [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中，該過程利用的技術是基因工程。該研究除了證明質(zhì)?？勺鳛檩d體外，還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。 (2)重組質(zhì)粒導入大腸桿菌細胞可采用Ca2＋參與的轉(zhuǎn)化方法；體外重組噬菌體要通過將體外重組的噬菌體DNA和外殼蛋白(或噬菌體蛋白)進行組裝獲得；因為噬菌體是專門寄生在細菌中的病毒，所以宿主細胞選用細菌。 (3)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)純化過程中，為防止目的蛋白質(zhì)被降解，需要添加蛋白酶的抑制劑。 2．(2017全國卷Ⅰ)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A，其原因是__基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應的RNA序列不能被切除，無法表達出蛋白A__。 (2)若用家蠶作為表達基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用__噬菌體__作為載體，其原因是__噬菌體的宿主是細菌，而不是家蠶__。 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體，因為與家蠶相比，大腸桿菌具有__繁殖快、容易培養(yǎng)__(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是__蛋白A的抗體__(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻，也可以說是基因工程的先導，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是__DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體__。 [解析]　(1)人為真核生物，從人的基因組文庫中獲取的基因A含有內(nèi)含子，基因A轉(zhuǎn)錄出的產(chǎn)物中有與內(nèi)含子對應的RNA序列。大腸桿菌為原核生物，沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應的RNA序列的機制，因此以大腸桿菌作為受體細胞，不能切除內(nèi)含子對應的RNA序列，無法表達出蛋白A。(2)噬菌體和動物病毒均可作為基因工程的載體，但它們的宿主細胞不同。題中受體為家蠶，是一種昆蟲，因此，選擇昆蟲病毒作為載體，噬菌體的宿主是細菌，不適合作為該實驗的載體。(3)大腸桿菌具有繁殖快、容易培養(yǎng)、單細胞、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點，因此，常作為基因工程的受體細胞。(4)常用抗原——抗體雜交的方法檢測目的基因是否表達，故能用于檢測蛋白A的物質(zhì)為蛋白A的抗體。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA轉(zhuǎn)移到了R型菌體內(nèi)，其對基因工程理論的建立提供的啟示是DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。 3．(2017全國卷Ⅱ)幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}： (1)在進行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料，原因是__嫩葉組織細胞易破碎__。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是__防止RNA降解__。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是__在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA__。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是__目的基因無復制原點；目的基因無表達所需啟動子__(答出兩點即可)。 (4)當幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是__磷酸二酯鍵__。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是__目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常__。 [解析]　(1)在進行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料，原因是相對于老葉而言嫩葉組織細胞更容易被破碎。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA為材料獲得cDNA的原理是在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是目的基因無復制原點且目的基因無表達所需啟動子。(4)DNA連接酶催化形成的化學鍵是磷酸二酯鍵。(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株不具備所期望的性狀表現(xiàn)，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常。 4．(2017全國卷Ⅲ)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個片段組成，編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成，如圖1所示。 回答下列問題： (1)先要通過基因工程的方法獲得蛋白乙，若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，則所構建的表達載體轉(zhuǎn)入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙，原因是__編碼乙的DNA序列起始端無ATG，轉(zhuǎn)錄出的mRNA無起始密碼子__。 (2)某同學在用PCR技術獲取DNA片段B或D的過程中，在PCR反應體系中加入了DNA聚合酶、引物等，還加入了序列甲作為__模板__，加入了__dNTP__作為合成DNA的原料。 (3)現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白，要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細胞增殖的作用，某同學做了如下實驗：將一定量的含T淋巴細胞的培養(yǎng)液平均分成四組，其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一組作為對照，培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細胞濃度，結果如圖2。 ①由圖2可知，當細胞濃度達到a時，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加，此時若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖，可采用的方法是__進行細胞傳代培養(yǎng)__。細胞培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是__維持培養(yǎng)液的pH__。 ②僅根據(jù)圖1、圖2可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，若缺少__C__(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段，則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。 [解析]　(1)若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，則轉(zhuǎn)錄出的mRNA上缺少起始密碼子，故不能翻譯出蛋白乙。(2)使用PCR技術獲取DNA片段時，應在PCR反應體系中添加引物、耐高溫的DNA聚合酶、模板、dNTP作為原料。(3)T淋巴細胞濃度之所以不再增加，是因為細胞間出現(xiàn)接觸抑制，因此若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖，需要對貼滿瓶壁的細胞使用胰蛋白酶處理，然后分瓶培養(yǎng)，即細胞傳代培養(yǎng)。細胞培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，以維持培養(yǎng)液的pH。據(jù)圖分析，蛋白丙與對照接近說明B、D片段對于T淋巴細胞增殖不是非常重要，蛋白甲和乙對T淋巴細胞的增殖都有較大影響，甲、乙兩種蛋白中共同的片段是C，所以缺少C片段會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。 H　 1．理清基因工程3種操作工具的作用與特點 項目 限制酶 DNA連接酶 運載體 作用 切割__目的基因和運載體__ 拼接DNA片段，形成__重組DNA分子__ 攜帶目的基因進入__受體細胞__ 作用部位 兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 作用特 點(條件) ①識別特定的核苷酸序列； ②在特定位點上切割DNA分子 ①　EcoliDNA　　連接酶只能連接黏性末端； ②__T4DNA__連接酶能連接黏性末端和平末端 ①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量__復制__； ②有一個至多個__限制酶切割位點__； ③具有特殊的__標記基因__ 2．掌握獲取目的基因的3種途徑 (1)直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從__基因文庫__中獲取。 (2)人工合成目的基因(常用方法如下) ①化學合成法：已知核苷酸序列的較小基因，直接利用__DNA合成儀__用化學方法合成，不需要模板。 ②人工合成法：以__RNA__為模板，在__逆轉(zhuǎn)錄酶__的作用下人工合成。 (3)利用__PCR__技術擴增。 3．牢記基因表達載體的構建 (1)基因表達載體的組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋__標記基因__＋復制原點。 (2)啟動子和終止子：啟動子是__RNA聚合酶__識別和結合的部位，啟動轉(zhuǎn)錄；終止子是__終止轉(zhuǎn)錄__的位點。 (3)基因表達載體的構建過程 4．將目的基因?qū)胧荏w細胞 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(zhuǎn)化__法、基因槍法、花粉管通道法等 __顯微注射__技術 __感受態(tài)細胞__法(Ca2＋處理法) 受體細胞 體細胞 受精卵 原核細胞 5．理清目的基因的檢測與鑒定 (1)導入檢測：__DNA分子__雜交技術(使用DNA探針) (2)表達檢測 (3)個體生物學水平鑒定：如對轉(zhuǎn)基因作物進行抗蟲或抗病等的接種實驗。 T　 題型1　基因工程的操作工具和流程 1．(2016全國卷Ⅰ)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tett中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tett表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHI酶切后，與用BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問題： (1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有__能自我復制、具有標記基因__(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是__二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長__；并且__含有質(zhì)粒載體__和__含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)__的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是__二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長__。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有__四環(huán)素__的固體培養(yǎng)基。 (3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為運載體，其DNA復制所需的原料來自于__受體細胞__。 [解析]　(1)作為運載體的質(zhì)粒上應有一個至多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復制，并含有特殊的標記基因。(2)未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導入質(zhì)粒載體，而質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，二者在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中都能生長，因此無法區(qū)分二者。由題圖可知，用BamHI切割質(zhì)粒后將四環(huán)素抗性基因破壞，因此可將經(jīng)氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選，能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的是含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒，經(jīng)改造后作為載體時，其DNA復制所需原料來自受體細胞。 2．(2018河北省衡水中學一模)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖1所示，圖2表示PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ和ApaⅠ四種限制酶的識別序列及酶切位點。請據(jù)圖回答下列問題： (1)質(zhì)粒的化學本質(zhì)是__DNA__。 (2)利用基因工程培育轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的核心步驟是形成重組質(zhì)粒，即__基因表達載體的構建__；將目的基因?qū)胧荏w細胞的方式是__農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法__。 (3)將抗病基因從含抗病基因的DNA中切割下來，使用的限制酶是__PstⅠ和EcoRⅠ__，一個質(zhì)粒被限制酶PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ同時切割后得到的DNA片段和黏性末端分別為__3、3__個。單獨用ApaⅠ切割質(zhì)粒后的片段是__和__。 (4)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育發(fā)生了__基因重組__(變異類型)?？敲顾貢种葡憬队鷤M織細胞的生長，根據(jù)這一原理可利用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選已導入重組質(zhì)粒的香蕉細胞。由此推斷，重組質(zhì)粒中應含有__卡那霉素抗性__基因作為標記基因。 [解析]　(1)質(zhì)粒是一種小型的環(huán)狀DNA分子。(2)基因工程的操作分四個步驟，其中構建目的基因的表達載體是核心步驟。圖中將B的基因?qū)胧荏w細胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)從圖1中的目的基因的三種限制酶的切割位點可以看出，不能使用SmaⅠ，否則會破壞目的基因的結構，只有利用另外兩種限制酶才能將目的基因切割下來。用三種限制酶切割環(huán)狀DNA，能得到3個DNA片段和3個黏性末端。根據(jù)圖2中的ApaⅠ識別的堿基序列及切割位點可知，該酶切割質(zhì)粒后得到的黏性末端是和。 (4)基因工程的原理是基因重組，利用含卡那霉素的培養(yǎng)基能篩選出抗卡那霉素的細胞，由此可以推斷重組質(zhì)粒中的標記基因是卡那霉素抗性基因。 易錯警示 有關基因工程概念及其工具的8個錯混點 (1)限制酶是一類酶，而不是一種酶。 (2)限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，高溫、強酸或強堿均易使之變性失活。 (3)在切割目的基因和運載體時要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。 (4)將一個基因從DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生4個黏性末端。 (5)不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個DNA分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。 (6)限制酶切割位點應位于標記基因之外，不能破壞標記基因，以便于進行檢測。 (7)基因工程中的運載體與細胞膜上物質(zhì)運輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械倪\載體是DNA分子，能將目的基因?qū)胧荏w細胞內(nèi)；膜載體是蛋白質(zhì)，與細胞膜的通透性有關。 (8)基因工程中有3種工具，但工具酶只有2種。 題型2　基因工程在生產(chǎn)科技中的應用 3．(2018河北衡水中學一模)科學家從某細菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請分析回答下列問題。 (1)在該過程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因)，并采用__PCR(聚合酶鏈式反應)__技術對目的基因進行擴增，該技術需要的條件是__引物__、酶、原料、模板，該技術必須用__耐高溫的DNA聚合或熱穩(wěn)定DNA聚合__酶；然后構建基因表達載體，基因表達載體中除了具有目的基因、啟動子和終止子之外，還需具有__標記基因__。 (2)用圖中的質(zhì)粒和目的基因構建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是__SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因__。圖中①②過程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，應選用__BamHⅠ和HindⅢ__酶對外源DNA、質(zhì)粒進行切割。 (3)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位素標記的__抗鹽基因(或目的基因)__作探針進行分子雜交檢測，又要在個體水平上鑒定，后者具體過程是__將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)__。 4．(2018東北三省三校高考生物一模)馬鈴薯是重要的經(jīng)濟作物，在基因育種方面取得豐碩成果。 (1)馬鈴薯是雙子葉植物，常用__農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化__方法將目的基因?qū)腭R鈴薯體細胞中。構建好的基因表達載體基本結構有：目的基因、__啟動子__、__終止子__、__標記基因__、復制原點五部分。 (2)馬鈴薯易患多種疾病，導致產(chǎn)量下降?；蚬こ讨谐Ｓ玫目共』驗開_病毒外殼蛋白基因、病毒復制酶基因、抗毒素合成基因、幾丁質(zhì)酶基因__(寫一種即可)。 (3)科學家還培育出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，主要從兩個方面進行設計： ①修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對除草劑__不敏感(抵抗)__，或使靶蛋白過量表達，植物吸收除草劑后仍能正常代謝。 ②引入酶或酶系統(tǒng)，在除草劑發(fā)生作用前__被降解(分解)不敏感(抵抗)__。 (4)將目的基因?qū)胧荏w細胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進行__檢測和鑒定__。 [解析]　(1)馬鈴薯是雙子葉植物，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)腚p子葉植物體細胞中。構建好的基因表達載體基本結構有目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復制原點五部分。(2)基因工程中常用的抗病基因為病毒外殼蛋白基因、病毒復制酶基因、抗毒素合成基因、幾丁質(zhì)酶基因。(3)①除草劑只能作用于雜草，不能作用于馬鈴薯，因此需要修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對除草劑不敏感(抵抗)，或使靶蛋白過量表達，植物吸收除草劑后仍能正常代謝。②也可以引入酶或酶系統(tǒng)，在除草劑發(fā)生作用前被降解(分解)。(4)將目的基因?qū)胧荏w細胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進行檢測和鑒定。 易錯警示 有關基因工程操作過程的4個錯混點 (1)基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位。 (2)目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是目的基因整合到受體細胞染色體基因組中。 (3)標記基因的作用——篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。 (4)受體細胞常用植物受精卵或體細胞(經(jīng)組織培養(yǎng)培養(yǎng)成新個體)、動物受精卵(一般不用體細胞)、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胞，原因是它無細胞核，不能合成蛋白質(zhì)。 考向二　細胞工程 Z　 1．(2018全國卷Ⅲ)2018年《細胞》期刊報道，中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}： (1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指__將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中__。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細胞的染色體數(shù)目__不變__(填“減半”“加倍”或“不變”)。 (2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度__小于__(填“大于”或“小于”)體細胞核移植，其原因是__胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易__。 (3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目__相同__(填“相同”或“不同”)，性染色體組合__不同__(填“相同”或“不同”)。 [解析]　(1)核移植是指將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中，形成重組細胞。重組細胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進一步發(fā)育，最終分娩得到克隆動物。因為染色體在細胞核中，所以克隆動物體細胞的染色體數(shù)目與提供細胞核的個體的體細胞相同。 (2)由于動物的胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易，而動物的體細胞分化程度高，恢復全能性十分困難，因此，動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。 (3)哺乳動物雌雄個體的體細胞中，細胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，則得到的克隆動物的體細胞中常染色體的數(shù)目相同，性染色體組合不同。 2．(2014全國卷Ⅰ)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù))，結果如下圖所示。 若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。 回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過__4__次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是__Y__小鼠，理由是__Y小鼠的血清抗體效價最高__。 (2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有__B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞__，體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是__細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%__。 (3)雜交瘤細胞中有__1__個細胞核，染色體數(shù)目最多是__100__條。 (4)未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是__不能無限增殖__。 [解析]　本題考查雜交瘤細胞的制備過程和特性。(1)據(jù)圖分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價均達到16000以上，小鼠Y的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體效價最高，最適用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外，還有骨髓瘤細胞和B淋巴細胞的自身融合產(chǎn)物；由于細胞融合具有隨機性，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。(3)雜交瘤細胞形成后，由于核膜具有流動性，小鼠的免疫B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個雜交的細胞核，正常情況下融合后的細胞核中的染色體數(shù)目為100條。(4)未融合的B淋巴細胞在不發(fā)生突變的情況下經(jīng)過多次分裂后會衰老死亡，不能無限增殖。 H　 1．理清3種細胞的區(qū)別 (1)雜種細胞：植物體細胞雜交過程中，兩種細胞去掉細胞壁之后形成的__原生質(zhì)體__融合，融合的原生質(zhì)體出現(xiàn)細胞壁之后形成的細胞叫雜種細胞。 (2)重組細胞：__體__細胞的細胞核移植到去核卵母細胞之后形成的細胞叫重組細胞。 (3)雜交細胞：動物細胞融合形成的細胞常稱為雜交細胞。 2．關注植物體細胞雜交與動物細胞融合的4個易錯點 (1)植物體細胞雜交與動物細胞融合中酶的作用對象不同，__纖維素酶__和果膠酶作用于細胞壁，而__胰蛋白酶__等作用于細胞間的蛋白質(zhì)。 (2)滅活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。 (3)植物雜交細胞在激素誘導下能表達出全能性，但動物雜交細胞的全能性不能表達。 (4)克隆動物的起點是經(jīng)過核__移植__后形成的__重組__細胞，其遺傳物質(zhì)主要來自供體，因此形成的個體性狀主要同供體，但也有部分性狀同受體。 3．規(guī)避克隆動物與試管動物的3個誤區(qū) (1)誤區(qū)一：試管動物與克隆動物的產(chǎn)生都是無性生殖。糾正：試管動物的產(chǎn)生是__有性__生殖，克隆動物的產(chǎn)生是__無性__生殖。 (2)誤區(qū)二：試管動物(哺乳類)的產(chǎn)生是在__體外__進行的，克隆動物(哺乳類)的產(chǎn)生是在__體內(nèi)__進行的。糾正：試管動物(哺乳類)和克隆動物(哺乳類)早期胚胎之前都是在體外進行的，早期胚胎經(jīng)過__胚胎移植__之后是在體內(nèi)進行的。 (3)誤區(qū)三：胚胎移植的優(yōu)勢是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，因此胚胎移植的胚胎只能來自體內(nèi)受精的胚胎。糾正：胚胎移植的胚胎有三個來源：體內(nèi)正常__受精__產(chǎn)生的胚胎、核移植產(chǎn)生的重組細胞培養(yǎng)而來的胚胎、體外受精產(chǎn)生的早期胚胎。 4．易錯警示 (1)制備人工種子需要植物組織培養(yǎng)到叢芽或胚狀體階段。 (2)正確認識3類細胞的來源： ①雜種細胞：植物體細胞雜交。 ②重組細胞：核移植。 ③雜交細胞：動物細胞融合。 (3)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的區(qū)別：是否進行了分瓶培養(yǎng)。 (4)核移植技術獲得的動物與供核動物的性狀并不完全相同。 (5)動植物的體細胞進行離體培養(yǎng)都需要在無菌條件下進行。 (6)植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓。 T　 題型1　植物細胞工程 1．(2018陜西省西安市高考生物一模)白菜、甘藍均為二倍體，體細胞染色體數(shù)目分別為20、18。“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。如圖是“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖，回答以下問題： (1)為了得到原生質(zhì)體需先用__纖維素酶__和__果膠酶__來處理白菜細胞和甘藍細胞。 (2)誘導原生質(zhì)體融合的方法有多種，常用的物理方法是__離心、振動、電激__，融合完成的標志是__再生出新的細胞壁__。由雜種細胞得到白菜—甘藍還需要經(jīng)過組織培養(yǎng)技術，其中需要避光培養(yǎng)的步驟是__脫分化__。 (3)如圖通過植物體細胞雜交技術獲得的“白菜—甘藍”體細胞染色體數(shù)為__38__；通常情況下，白菜和甘藍有性雜交是不能成功的，原因是__存在生殖隔離__，若對白菜和甘藍采用雜交育種方法能成功的話，得到的后代應含__19__條染色體。 (4)植物體細胞雜交技術和傳統(tǒng)雜交技術相比的優(yōu)點是__克服遠緣雜交不親和的障礙，培育作物新品種__。 [解析]　(1)植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性原理，可采用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。(2)誘導原生質(zhì)體融合的方法包括：物理方法(離心、振動、電激)和化學方法(聚乙二醇)；融合完成的標志是再生出新的細胞壁；將雜種細胞培育成雜種植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術，包括脫分化和再分化兩個階段，其中脫分化過程要避光，再分化過程需光。(3)如圖通過植物體細胞雜交技術獲得的“白菜一甘藍”體細胞染色體數(shù)為20＋18＝38；通常情況下，由于白菜和甘藍之間存在生殖隔離，因此白菜和甘藍有性雜交是不能成功的；若對白菜和甘藍采用雜交育種方法能成功的話，得到的后代應含＋＝19條染色體。(4)植物體細胞雜交技術和傳統(tǒng)雜交技術相比的優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和的障礙，培育作物新品種。 2．(2018河北邯鄲一中二模)我國菊花主要有杭菊、亳菊、懷菊、貢菊等8種，是藥食兼優(yōu)的代表性植物。研究發(fā)現(xiàn)杭菊具有明顯的抗炎作用，懷菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。結合所學知識回答下列問題： (1)欲培育兼有明顯抗炎、抗病毒療效的菊花新品種，用杭菊和懷菊雜交的方法是做不到的，原因是__二者存在生殖隔離__。 (2)基因工程方法為培育上述新品種提供了可能性，在實施基因工程過程中，最關鍵的步驟是__基因表達載體的構建__。受體細胞的選擇直接關系到實驗的成功與否以及新生植株的品質(zhì)，我們一般選取未開花的幼枝的芽尖，理由有__不帶病毒或帶病毒極少__、__分化程度低或易誘導脫分化和再分化(答案必須是兩個方面)__(寫出兩個)。若想確定杭菊的受體細胞中是否導入了懷菊的抗病毒基因，常用的檢測方法是__DNA分子雜交技術__。 (3)如果利用植物體細胞雜交的方法培育“杭菊懷菊”雜種植株，首先要獲得這兩種植物細胞的__原生質(zhì)體__，用聚乙二醇誘導處理后，誘導實驗材料再生出__細胞壁__，再利用植物組織培養(yǎng)技術培育出雜種植株。 (4)理論上利用植物體細胞雜交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的優(yōu)良菊花，這兩項技術的共同特點有__定向改造生物(或克服了遠緣雜交不親和障礙)__。 [解析]　(1)杭菊和懷菊屬于兩個不同的物種，二者之間存在生殖隔離，所以二者之間不能進行有性雜交。(2)基因工程的關鍵步驟是基因表達載體的構建；由于幼枝的芽尖具有不帶病毒或帶病毒極少、分化程度低或易誘導脫分化和再分化的特點，所以通常選取未開花的幼枝的芽尖做受體細胞；可用DNA分子雜交技術檢測懷菊的抗病毒基因(目的基因)是否導入了杭菊受體細胞。(3)植物體細胞雜交技術首先要獲得這兩種植物細胞的原生質(zhì)體，用聚乙二醇誘導處理后，誘導實驗材料再生出細胞壁，再利用植物組織培養(yǎng)技術培育出雜種植株。(4)植物體細胞雜交技術和基因工程的共同特點是定向改造生物(或克服了遠緣雜交不親和障礙)。 易錯警示 辨析有關植物細胞工程的3個錯混點 (1)植物體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。 (2)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細胞產(chǎn)物時，有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。 (3)人工種子發(fā)育初期需要的營養(yǎng)物質(zhì)由人工胚乳提供。 題型2　動物細胞工程 3．(2018遼寧大連二模)白細胞介素4(IL－4)是具有多種免疫學調(diào)節(jié)功能的細胞因子，臨床及研究中需要大量高純度的IL－4，以及其高效檢測試劑。下圖是利用單克隆抗體技術制備抗IL－4特異性抗體的過程?；卮鹣嚓P問題。 (1)在免疫系統(tǒng)組成中，IL－4屬于__免疫活性__物質(zhì)。研究人員從外周血中提取到IL－4蛋白分子的mRNA。將其反轉(zhuǎn)錄成__cDNA__，構建特定表達載體，利用工程菌獲得用于臨床及研究需要的高純度的IL－4蛋白。 (2)圖中所示的a培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的是__骨髓瘤__細胞，其與M細胞融合產(chǎn)生雙核或多核細胞。再經(jīng)__有絲分裂__，進一步形成兩個新的單核雜交細胞。 (3)b培養(yǎng)瓶所示過程中，要用特定的選擇性培養(yǎng)基進行細胞篩選，得到的__融合的雜種(雜交瘤)__細胞能在體外培養(yǎng)增殖生長。經(jīng)b獲得的細胞，還需要進行__克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(或答“克隆化培養(yǎng)和專一抗體陽性檢測”)__。 (4)c培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的細胞是__分泌抗IL－4抗體(答出此意即可)__的雜交瘤細胞。制備IL－4單克隆抗體的過程中，細胞培養(yǎng)瓶通常置于特定培養(yǎng)箱中進行細胞培養(yǎng)，要求培養(yǎng)瓶松蓋，主要目的是__讓O2進入培養(yǎng)瓶以供細胞代謝、使CO2進入培養(yǎng)瓶維持培養(yǎng)液的pH__。 4．回答下列與動物細胞工程有關的問題： (1)動物細胞培養(yǎng)中，在細胞發(fā)生貼壁生長過程中會出現(xiàn)__接觸__抑制。貼滿瓶壁的細胞一般用__胰蛋白酶或膠原蛋白__酶處理后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這種培養(yǎng)過程稱為__傳代__培養(yǎng)。 (2)在細胞核移植過程中常用到卵母細胞，通常情況下，采集到的卵母細胞在體外培養(yǎng)到__減數(shù)第二次分裂中__期。在核移植之前，應去除卵母細胞的__細胞核__，原因是__若不去掉卵母細胞的細胞核，就會造成核移植后的卵母細胞中有兩個細胞核，使得遺傳物質(zhì)不穩(wěn)定__。 (3)如圖表示制備單克隆抗體的過程。在獲得B淋巴細胞之前，小鼠已被多次注射__相同__(填“相同”或“不同”)抗原，注射后小鼠體內(nèi)發(fā)生__體液__(填“細胞”或“體液”)免疫反應，生成能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞(漿細胞)。①過程中，如果細胞發(fā)生兩兩融合，融合后出現(xiàn)__三__種不同的融合細胞。②過程需在特定的__選擇__培養(yǎng)基上進行篩選，從而得到__雜交瘤__細胞。③過程培養(yǎng)細胞需要的氣體環(huán)境為__95%的空氣＋5%的CO2__。 [解析]　(1)動物細胞培養(yǎng)過程中會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象，貼滿瓶壁的細胞一般用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理后繼續(xù)培養(yǎng)，分瓶后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。(2)體細胞核移植過程中，卵母細胞一般培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期，并去除卵母細胞的細胞核，否則核移植后有兩個細胞核，遺傳物質(zhì)表達發(fā)生混亂。(3)制備單克隆抗體前，對小鼠先要多次用同種抗原刺激，從而能產(chǎn)生足夠的相應的漿細胞。B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合是隨機的，可能是兩個淋巴細胞之間融合或兩個骨髓瘤細胞之間融合，也可能是B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，因此有三種融合結果。為了得到雜交瘤細胞，需在特定的選擇培養(yǎng)基上進行篩選。動物細胞培養(yǎng)的氣體環(huán)境是95%的空氣＋5%的CO2混合氣體。 易錯警示 辨析有關動物細胞融合與單克隆抗體的3個錯混點 (1)滅活是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結構。 (2)除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活過程中還可能受到其他抗原的刺激，因此從小鼠體內(nèi)取出的多個B淋巴細胞可能產(chǎn)生多種不同抗體，所以進行第二次篩選是非常必要的。 (3)單克隆抗體制備過程中，進行了多次動物細胞培養(yǎng)的操作，說明動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎。 1．(2018深圳調(diào)研)葉綠體轉(zhuǎn)基因技術是將外源基因整合到葉綠體基因組中，該技術能有效改良植物的品質(zhì)。請回答： (1)轉(zhuǎn)基因技術的核心步驟是__基因表達載體的構建__，完成該步驟所需要的酶有__限制酶和DNA連接酶__。 (2)將植物體細胞處理得到原生質(zhì)體，再通過__農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法__或__基因槍__法，將目的基因?qū)朐|(zhì)體，使原生質(zhì)體再生出細胞壁之后，通過__植物組織培養(yǎng)__技術培養(yǎng)可得到相應的轉(zhuǎn)基因幼苗。 (3)來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達，就此分析，原因是__葉綠體DNA與原核生物DNA結構類似(由于葉綠體大多數(shù)基因的結構、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似)__。 (4)對大多數(shù)高等植物而言，與傳統(tǒng)的細胞核轉(zhuǎn)基因相比，葉綠體轉(zhuǎn)基因更穩(wěn)定，其遺傳方式__不遵循__(答“遵循”或“不遵循”)分離定律，不會隨__花粉__(“花粉”或“卵細胞”)傳給后代，從而保持了__母本__(“父本”或“母本”)的遺傳特性。 [解析]　(1)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，所需要的酶有限制酶和DNA連接酶；(2)植物細胞導入受體細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法。原生質(zhì)體再生細胞壁之后，通過植物組織培養(yǎng)獲取幼苗；(3)葉綠體DNA與原核生物DNA結構類似。(4)分離定律適用于有性生殖過程中細胞核遺傳，故葉綠體轉(zhuǎn)基因不遵循分離定律，為母系遺傳。 2．(2018天津市和平區(qū)生物一模)已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原。疫苗的生產(chǎn)和抗體的制備流程如圖1所示。請回答下列問題： (1)過程①代表的是__逆轉(zhuǎn)錄__，過程③構建A基因重組載體時，啟動子和終止子是重新構建的，它們應該能被受體細胞的__RNA聚合酶__所識別，以便于其催化轉(zhuǎn)錄過程。 (2)如圖2為A基因的結構示意圖，已知Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)是2000個，其中陰影區(qū)域堿基數(shù)是800個，空白區(qū)域中G和C的總數(shù)共有400個，則由該區(qū)域能指導蛋白質(zhì)合成的片段轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA中A和U總數(shù)是__400__個。 (3)在給小鼠皮下注射A蛋白時，要重復注射幾次的目的是通過二次免疫，增加小鼠體內(nèi)的__漿細胞__數(shù)目。 (4)在將X進行擴大培養(yǎng)前，至少需要經(jīng)過2次篩選，第一次是將__雜交瘤細胞__篩選出來，第二次是將__能分泌所需抗體的雜交瘤細胞__篩選出來。 (5)對健康人進行該傳染病免疫預防時，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的__A蛋白__來制備疫苗。對該傳染病疑似患者確診時，可以從疑似患者體內(nèi)分離出病毒與已知病毒進行核酸序列比較，或用圖中的__抗A蛋白的單克隆抗體__與分離出的病毒進行特異性檢測。 [解析]　(1)由以上分析可知①是逆轉(zhuǎn)錄。啟動子是RNA聚合酶識別和結合的位點，能啟動轉(zhuǎn)錄過程。(2)已知圖中Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)是2000個，其中陰影區(qū)域堿基數(shù)是800個，則空白區(qū)域中堿基總數(shù)為1200個，又已知空白區(qū)域中G和C的總數(shù)為400個，則A＋T總數(shù)為800個，每條鏈中A＋T總數(shù)為400個，根據(jù)堿基互補配對原則，由該區(qū)轉(zhuǎn)錄形成的成熟mRNA中A和U總數(shù)也是400個。(3)在給小鼠皮下注射A蛋白時，要重復注射幾次的目的是通過二次免疫，增加小鼠體內(nèi)的漿細胞數(shù)目。(4)在將X進行擴大培養(yǎng)前，至少需要經(jīng)過2次篩選，第一次是用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞，第二次是采用抗體陽性檢測法篩選出能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。(5)對健康人進行該傳染病免疫預防時，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的A蛋白所制備的疫苗。對該傳染病疑似患者確診時，可以從疑似患者體內(nèi)分離出病毒，與已知病毒進行核酸序列比較；或采用抗原—抗體雜交法，即用圖中的抗A蛋白的單克隆抗體進行特異性結合檢測。 3．如圖為三種質(zhì)粒和一個含目的基因的DNA片段，其中ApR為氨芐青霉素抗性基因，TcR為四環(huán)素抗性基因，lacZ為藍色顯色基因，EcoRⅠ(0.7kb)、PvuⅠ(0.8kb)等為限制酶和其切割位點及其與復制原點之間的距離。已知1kb＝1000個堿基對，請回答下列問題： (1)片段D為目的基因中的某一片段，則DNA聚合酶和DNA連接酶的作用形成的鍵依次是__②__(填圖中數(shù)字)。 (2)圖中作為目的基因運載體最理想的質(zhì)粒是__B__(填“A”“B”或“C”)，請據(jù)圖分析，其他兩種質(zhì)粒一般不能作為運載體的理由分別是__質(zhì)粒A不含有標記基因；質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復制原點會被破壞，使該質(zhì)粒無法進行復制__。 (3)用EcoRⅠ全酶切目的基因和質(zhì)粒B形成的重組質(zhì)粒，并進行電泳觀察，可出現(xiàn)長度分別為1．1kb和__5.6__kb的兩個片段，或者長度分別為__3.6_kb和3.1_kb__的兩個片段(重組質(zhì)粒上目的基因的插入位點與EcoRⅠ的識別位點之間的堿基對忽略不計)。 (4)將分別用限制酶PvuⅠ切開的質(zhì)粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶后，進行大腸桿菌受體細胞導入操作，則受體細胞的類型包含__ABD__(多選)。 A．ApR藍色　　 B．ApR白色 C．ApS、藍色　　 D．ApS白色 (5)動物基因工程通常以受精卵作為受體細胞的根本原因是__B__。 A．受精卵能使目的基因高效表達 B．受精卵可發(fā)育成動物個體 C．受精卵更易接受DNA的插入 D．受精卵體積較大，便于DNA導入操作 [解析]　(1)DNA聚合酶和DNA連接酶的作用形成的鍵均為磷酸二酯鍵，因此都應為②。(2)由題圖可知，切割目的基因應用PvuⅠ，但該限制酶會將c質(zhì)粒的復制原點破壞，使該質(zhì)粒無法進行復制，而質(zhì)粒A不含有標記基因，因此兩者都不能作為運載體。(3)根據(jù)題意，質(zhì)粒B長度為2.7kb，目的基因長度為4.0kb，所以重組質(zhì)粒長度為6.7kb，如果出現(xiàn)長度為1．1kb的一個片段，則另外一個片段的長度為5.6kb。若目的基因與運載體反向連接，可形成長度分別為3.1kb和3.6kb的兩個片段。(4)將分別用限制酶PvuⅠ切開的質(zhì)粒B溶液與目的基因溶液混合，加入DNA連接酶后，可得到質(zhì)粒自身環(huán)化形成的普通質(zhì)粒、重組質(zhì)粒和目的基因自身連接的DNA環(huán)三種類型。如果導入的是普通質(zhì)粒，受體細胞的類型為A(ApR、藍色)，如果導入的是重組質(zhì)粒，受體細胞的類型為B(ApR、白色)，如果導入的是DNA環(huán)，受體細胞的類型為D(ApS、白色)。(5)動物基因工程通常選用受精卵作為受體細胞的根本原因是受精卵可發(fā)育成動物個體。 4．人乳頭狀瘤病毒(HPV)與宮頸癌的發(fā)生密切相關，抗HPV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生，以下是以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)單克隆抗體制備過程中涉及的細胞工程技術有__動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合__。 (2)若要分析雜交瘤細胞中染色體，可通過__解離、漂洗、染色和制片__等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察。雜交瘤細胞中染色體數(shù)目與普通淋巴細胞相比具有的特點是__染色體數(shù)目加倍__，在HAT培養(yǎng)基上存活的細胞可能包括__①②③__(填下列序號)。 ①無抗體分泌的細胞 ②抗HPV抗體的分泌細胞 ③其他無關抗體的分泌細胞 (3)對于抗體檢測呈__陽__性的雜交瘤細胞應盡早進行克隆化，克隆化的方法最常用的是有限稀釋法，即稀釋細胞到3～10個/mL，每孔加入細胞稀釋液__0.1__mL，使每個孔內(nèi)不多于一個細胞，達到單克隆培養(yǎng)的目的。 (4)由上述過程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體，理由是__小鼠形成的抗體對人體來說是抗原，存在著排異反應__。 (5)科學家從某些無限增殖細胞的細胞質(zhì)中分離出了無限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)動物細胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更多的思路。除本題描述的制備單克隆抗體技術外，請再簡要寫出一種制備單克隆抗體的思路。 __通過基因工程向漿細胞中導入prG；利用核移植技術將漿細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中(答對其一即可)__。 [解析]　(2)利用顯微鏡觀察有絲分裂過程中的染色體，需先制作臨時裝片；雜交瘤細胞中含有漿細胞和骨髓瘤細胞的染色體，所以比普通淋巴細胞的染色體數(shù)目多一倍；在HAT培養(yǎng)基上生存的細胞均為雜交細胞，這些雜交細胞中有分泌HPV抗體的細胞，有分泌其他抗體的細胞，也有不能分泌抗體的細胞。(3)抗體檢驗呈陽性，說明該雜交瘤細胞可產(chǎn)生所需抗體；為保證每個小孔不多于一個細胞，根據(jù)濃度可推斷加入細胞稀釋液的量：設加入細胞稀釋液的最大量是X，則10個/mLX＝1個，X＝0.1mL。(4)小鼠形成的抗體與人體抗體不同，故在人體內(nèi)可引起免疫反應，所以上述過程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體。(5)根據(jù)所給信息可知，還可通過轉(zhuǎn)基因技術或核移植技術獲得既能大量增殖，又能產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞。 5．(2017陜西西安長安一中第一次檢測)下圖是植物體細胞雜交過程示意圖，請據(jù)圖回答： (1)植物體細胞雜交的第①步是去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。目前此步驟最常用的方法是酶解法，也就是在溫和的條件下用__纖維素酶、果膠酶__等分解植物的細胞壁。 (2)②過程的發(fā)生，必須進行人工誘導。人工誘導原生質(zhì)體融合常用的化學方法是用__聚乙二醇__試劑作為誘導劑誘導融合。動物細胞融合還常用到__滅活的病毒__作為誘導劑。 (3)與過程③密切相關的具有單層膜結構的細胞器為__高爾基體__。 (4)④過程稱為__脫分化__，⑤過程稱為__再分化__。若利用此技術生產(chǎn)治療癌癥的藥物——紫杉醇，培養(yǎng)將進行到__e__(填字母編號)即可。 (5)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應用價值，其突出的優(yōu)點是可以__克服遠緣雜交不親和的障礙__。 [解析]　(1)植物體細胞雜交的第①步是用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。(2)人工誘導原生質(zhì)體融合常用的化學方法是用聚乙二醇試劑作為誘導劑誘導融合。動物細胞融合還常用到滅活的病毒作為誘導劑。(3)過程⑧是雜種細胞生出細胞壁，高爾基體與植物細胞壁形成有關。(4)④⑤過程分別為脫分化和再分化，治療癌癥的藥物——紫杉醇是從紫杉細胞中提取的，只需將植物組織培養(yǎng)進行到愈傷組織階段即可。(5)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應用價值，其突出的優(yōu)點是可以克服遠緣雜交不親和障礙，大大擴展可用于雜交的親本組合范圍。 6．(2018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。 回答下列問題： (1)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__E1和E4__。使用這兩種酶進行酶切是為了保證__甲的完整__，也是為了保證__甲與載體正確連接__。 (2)將P1轉(zhuǎn)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__轉(zhuǎn)錄__和__翻譯__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__細胞核__移入牛的__去核卵母細胞__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__核DNA__(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。 [解析]　(1)由題意可知，L1基因和GFP基因合成了L1－GFP融合基因(簡稱為甲)，題圖中顯示了四個酶切位點，當將L1－GFP融合基因插入質(zhì)粒P0時，可用E1和E4限制酶進行酶切，用這兩種酶進行酶切不會破壞甲的完整性，同時能保證甲按照正確的方向與載體連接。 (2)若在牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1－GFP融合基因得到表達，即目的基因在受體細胞中通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了熒光蛋白。 (3)為了獲得含有甲的牛，可將含有目的基因的細胞的細胞核移入牛的去核卵母細胞中，然后進行體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)利用PCR技術擴增目的基因，可以檢測目的基因是否存在。PCR擴增的模板是DNA。 7．(2018天津卷)甲型流感病毒為RNA病毒，易引起流感大規(guī)模流行。我國科學家在2017年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法，主要環(huán)節(jié)如下。 (1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主細胞內(nèi)的增殖能力。以病毒RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成對應DNA后，利用__PCR__技術擴增，并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內(nèi)個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比，改造后的基因表達時不