考點三　胚胎工程、生物技術(shù)的安全性 和倫理問題及生態(tài)工程
【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 知識串聯(lián)】
①DNA連接酶　②基因表達載體的構(gòu)建?、刍颉?br/>④植物細胞的全能性、細胞膜的流動性　
⑧產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞　
⑤細胞增殖?、迍游锛毎说娜苄寓呓o小鼠注射抗原　　
⑨輸卵管和子宮　⑩桑椹胚、囊胚　?培養(yǎng)法和化學誘導法　?早期胚胎在相同生理條件下空間位置的轉(zhuǎn)移　?桑椹胚或囊胚　?早期胚胎或原始性腺　?具有發(fā)育的全能性　
【教材深挖 表達訓練】
1.[教材選修3 P4“尋根問底”改編]限制酶為何不切割原核生物自身DNA?2.[教材選修3 P10“生物技術(shù)資料卡”]cDNA文庫的基因中為什么不含有啟動子和內(nèi)含子?
提示 原核生物自身DNA分子中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。
提示 cDNA文庫是以某一發(fā)育時期細胞中的mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄形成的,mRNA中不含有與啟動子和內(nèi)含子對應(yīng)的序列。
3.[教材選修3 P26“旁欄思考”]對天然蛋白質(zhì)的改造中,為什么不能直接對蛋白質(zhì)進行操作?4.[教材選修3 P36“小知識”]說出植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基的組成。
提示 任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的,如果對蛋白質(zhì)直接改造,即便成功,改造的蛋白質(zhì)也無法遺傳。
提示 植物培養(yǎng)基一般由無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。
5.[教材選修3 P44“旁欄思考”]動物細胞培養(yǎng)時用胃蛋白酶分散細胞行嗎?為什么?6.[教材選修3 P63“討論”2]排卵是指卵子從卵泡中排出,還是指卵泡從卵巢中排出?
提示 不行。胃蛋白酶適于在較強的酸性條件下發(fā)揮作用,而較強的酸性條件會對貼壁細胞造成傷害。
提示 指卵子從卵泡中排出。
7.[教材選修3 P71“正文內(nèi)容”]精子獲能就是獲得能量嗎?8.[教材選修3 P79“旁欄思考”]對囊胚階段的胚胎進行分割時,為什么要將內(nèi)細胞團均等分割?
提示 不是獲得能量,是指精子獲得受精“能力”。
提示 內(nèi)細胞團一般到囊胚階段才出現(xiàn),它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細胞,其他細胞為滋養(yǎng)層細胞,只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細胞團均等分割,會出現(xiàn)含內(nèi)細胞團多的部分正常發(fā)育的能力強,少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問題。
9.[教材選修3 P108“資料分析”討論3]如何理解“污染物是放錯地方的資源”這句話?
提示 對環(huán)境造成危害的污染物,采用一定的措施和技術(shù),就能進行回收和循環(huán)利用,這樣不但能夠減少環(huán)境污染,而且提高了資源的利用效率,減少了資源的浪費。例如,對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進行回收再利用。因此說,污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。
10.[教材選修3 P110“資料分析”討論1]為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐,幾十億株楊樹會毀于一旦?而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?
提示 純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低,食物鏈短而簡單,缺少松毛蟲、天牛的天敵,而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源,因而會導致樹林的毀壞。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高,食物鏈復雜,不同的生物占據(jù)了不同的時間位、空間位和資源位,因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如,氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地被循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)。
1.基因工程的3種基本工具
E·cli DNA連接酶
2.基因工程的操作流程(1)目的基因的獲取
(2)基因表達載體的構(gòu)建——重組質(zhì)粒的構(gòu)建
(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞
(4)目的基因的檢測與鑒定
4.DNA的粗提取與鑒定
題組一　精典對練——拿高分?角度1　基因工程的基本工具、操作程序及應(yīng)用1.(2021全國卷乙,38)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)切酶的切割位點如圖所示。
回答下列問題。(1)常用的DNA連接酶有E·cli DNA連接酶和T4 DNA連接酶。上圖中　　　　　　　酶切割后的 DNA片段可以用E·cli DNA連接酶連接。上圖中　　　　　　酶切割后的?DNA片段可以用T4 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分子上有復制原點,可以保證質(zhì)粒在受體細胞中能　　　　　　　;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)粒載體的宿主細胞,方法是　? 　。?(4)表達載體含有啟動子,啟動子是指?? 　。?
答案 (1)EcRⅠ、PstⅠ　EcRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcRⅤ　(2)磷酸二酯鍵　(3)自我復制　一個至多個限制酶切割位點　用含有該種抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細胞,能存活的細胞含有質(zhì)粒載體　(4)一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位
解析 (1)E·cli DNA連接酶只能連接黏性末端,故EcRⅠ、PstⅠ酶切割后的DNA片段可以用E·cli DNA連接酶連接;T4 DNA連接酶可以連接黏性末端和平末端,故EcRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcRⅤ酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶可催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成磷酸二酯鍵。(3)復制原點可以確保質(zhì)粒在受體細胞中能自我復制。質(zhì)粒DNA分子上有一個至多個限制酶切割位點,酶切后可以產(chǎn)生不同的末端,便于外源DNA插入。標記基因有助于篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細胞,方法是用含有該種抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細胞,不含質(zhì)粒載體的細胞被抗生素殺死,能存活的細胞含有質(zhì)粒載體。(4)啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。
2.(2021湖南長沙二模)有研究表明CDKN2B基因與小鼠的壽命有關(guān),科學家將該基因?qū)胄∈篌w內(nèi),統(tǒng)計其壽命是否高于正常小鼠。圖1表示CDKN2B基因與相關(guān)限制酶酶切位點,該基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與A鏈的堿基序列相同(T、U視為相同的堿基),圖2為質(zhì)粒簡圖,請回答下列有關(guān)問題。
(1)科學家首先采用PCR技術(shù)對目的基因進行擴增。PCR過程中每一次循環(huán)有兩次升溫一次降溫,其中降溫的目的是　　 　　。?(2)科學家在構(gòu)建基因表達載體過程時,目的基因應(yīng)插在　　　　　　和　　　　　　之間才能正常表達。單獨使用限制酶Hind Ⅲ分別切割目的基因和載體后產(chǎn)生黏性末端。攜帶CDKN2B基因的重組質(zhì)粒成功導入細胞后,發(fā)現(xiàn)約一半的細胞中沒有檢測到CDKN2B蛋白,原因是　　　　　　　　　　　　　　。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)對以上方法進行改進,改進措施為　　　　　　　　　。?(3)若想讓一個轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成多個個體,可以采用　　　　　　　　　技術(shù),操作時應(yīng)注意做到　　　　　　　　　　　。?
答案 (1)讓兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合　(2)啟動子　終止子部分基因反向連接　同時用PstⅠ、EcRⅠ分別對目的基因和載體進行酶切　(3)胚胎分割　將囊胚的內(nèi)細胞團均等分割
解析 (1)PCR過程中每次循環(huán)有兩次升溫(變性和延伸)和一次降溫(復性),其中降溫(復性)的目的是讓兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。(2)基因表達載體包括標記基因、目的基因、啟動子和終止子等,科學家在構(gòu)建基因表達載體過程時,目的基因應(yīng)插在啟動子和終止子之間才能正常表達。單獨使用限制酶Hind Ⅲ切割目的基因和載體后,由于部分基因反向連接,導致攜帶CDKN2B基因的重組質(zhì)粒成功導入細胞后,約一半的細胞中沒有檢測到CDKN2B蛋白。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,可以同時用PstⅠ、EcRⅠ分別對目的基因和載體進行酶切。(3)來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此要讓一個受精卵發(fā)育成多個個體,可采用胚胎分割技術(shù),然后經(jīng)移植獲得多胎。分割時應(yīng)注意將囊胚的內(nèi)細胞團均等分割。
題后點撥基因工程中?？嫉娜齻€易錯點
?角度2　蛋白質(zhì)工程及其應(yīng)用3.干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì),可以用于治療病毒感染和癌癥,但體外保存相當困難,如果將其分子中的一個半胱氨酸變成絲氨酸,就可以在-70 ℃條件下保存半年,給廣大患者帶來了福音。蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的,因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是新型干擾素生產(chǎn)的關(guān)鍵,依據(jù)以上技術(shù)原理,回答下列問題。
(1)圖中所示流程屬于　　　　　　工程的范疇。A是　　　　　　　　　　　　　,B是　　　　　　　　　。?
(2)基因工程在原則上只能生產(chǎn)　　　　　　　　　　　　的蛋白質(zhì),而該工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ),通過　　　　　　　　或　　　　　　　　,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得　　　　基因,再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對蛋白質(zhì)的生物活性進行鑒定。從而制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。?(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大,原因是蛋白質(zhì)具有十分復雜的　　　　結(jié)構(gòu)。?(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造,應(yīng)該直接通過對　　　　(填“蛋白質(zhì)分子”或“基因”)的操作來實現(xiàn)。?
答案 (1)蛋白質(zhì)　預期的蛋白質(zhì)功能　應(yīng)有的氨基酸序列　(2)自然界已存在　基因修飾　基因合成　功能　(3)空間(或高級)　(4)基因解析 (1)題圖所示流程屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。流程中的A是預期的蛋白質(zhì)功能,B是應(yīng)有的氨基酸序列。(2)基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì),而該工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造,進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得功能基因,再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對蛋白質(zhì)的生物活性進行鑒定。從而制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大,原因是蛋白質(zhì)具有十分復雜的空間(或高級)結(jié)構(gòu)。(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造,應(yīng)該直接通過對基因的操作來實現(xiàn)。
題后點撥界定基因工程與蛋白質(zhì)工程
注:對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過基因修飾或基因合成來實現(xiàn)。
?角度3　PCR技術(shù)4.(2020湖南衡陽期中)微衛(wèi)星DNA是廣泛分布于真核生物基因組中的簡單重復序列。由于重復單位和重復次數(shù)在個體間表現(xiàn)出一定的遺傳性和差異性,因此微衛(wèi)星DNA可以作為分子標記,并有著廣泛應(yīng)用。請回答下列問題。(1)可以用標記的　　　　　　　　　　　　為探針,與基因組文庫進行雜交篩選,然后再經(jīng)多個步驟獲取微衛(wèi)星DNA。?
(2)擴增微衛(wèi)星DNA序列A710的PCR反應(yīng)體系中含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物及耐熱的DNA聚合酶。其中dNTP的作用是　　　　　　　　;PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是　　　　　　　　　　　,以便根據(jù)這一序列合成引物,所以引物應(yīng)選用下圖中的　　　　　　　　　(填圖中標號)。PCR的基本反應(yīng)步驟為　　　　　　　　,其產(chǎn)物以　　　　　　　　形式擴增。?
(3)根據(jù)微衛(wèi)星DNA的特點判斷,應(yīng)用這種標記可進行的研究有　　　　　　　　(填字母)。?①人類親子鑒定?、谡{(diào)查某地大熊貓種群數(shù)量　③誘導基因突變?、芄跔畈《具z傳物質(zhì)測序A.①②B.②③C.③④D.①④
答案 (1)微衛(wèi)星DNA(或重復序列)　(2)合成DNA的原料、提供能量　有一段已知目的基因的核苷酸序列?、窈廷簟NA解鏈→引物結(jié)合到互補鏈→互補鏈的合成(或變性、復性/退火、延伸)　約為2n(或指數(shù))　(3)A解析 (1)由于微衛(wèi)星DNA是真核生物基因組中的簡單重復序列,而且在個體間表現(xiàn)出一定的遺傳性和差異性,因此可以用標記的微衛(wèi)星DNA(重復序列)為探針,與基因組文庫進行雜交篩選,然后再經(jīng)多個步驟獲取微衛(wèi)星DNA。(2)PCR反應(yīng)體系中含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物及耐熱的DNA聚合酶,其中緩沖液模擬的是細胞中DNA復制的環(huán)境,dNTP是合成DNA的原料,并能提供能量,引物為子鏈的合成提供起始點,DNA聚合酶催化DNA的復制過程;
PCR技術(shù)擴增目的基因的首要條件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物;引物能夠與模板DNA鏈進行堿基互補配對,而后在DNA聚合酶的作用下,單個的脫氧核苷酸連接到引物的3'端,所以引物應(yīng)選用圖中的Ⅰ和Ⅳ。PCR的步驟包括DNA解鏈(高溫變性)→引物結(jié)合到互補鏈(低溫復性)→互補鏈的合成(中溫延伸),其產(chǎn)物大約以2n(指數(shù))形式擴增。(3)由于微衛(wèi)星DNA在個體間表現(xiàn)出一定的遺傳性和差異性,因此可以用于人類親子鑒定;可利用微衛(wèi)星DNA的特性進行某地大熊貓種群數(shù)量的調(diào)查;誘導基因突變的因素有物理因素、化學因素和生物因素,與微衛(wèi)星DNA的特性無關(guān);冠狀病毒遺傳物質(zhì)是RNA,其測序過程與微衛(wèi)星DNA無關(guān)。
提示 羊的成熟紅細胞沒有細胞核,因此不可作為提取DNA的材料。
(2)[2021廣東卷,T22]非細胞合成技術(shù)是一種運用合成生物學方法,在細胞外構(gòu)建多酶催化體系,獲得目標產(chǎn)物的新技術(shù),其核心是各種酶基因的挖掘、表達等。中國科學家設(shè)計了4步酶促反應(yīng)的非細胞合成路線如下圖所示,可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇(重要的醫(yī)藥食品原料),以期解決高溫強酸水解方法造成的嚴重污染問題,并可以提高生產(chǎn)率。
回答下列問題。①研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴增得到目標酶基因。此外,獲得酶基因的方法還有　　　　　　　　　　(答出兩種即可)。?②高質(zhì)量的 DNA模板是成功擴增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時必須除去蛋白質(zhì),方法有　　　　　　　　　　　　　。(答出兩種即可)?③研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細胞、pET20b為表達載體分別進行4種酶的表達。表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時,首先應(yīng)制備　　　　　　細胞。為了檢測目的基因是否成功表達出酶蛋白,需要采用的方法有　　　　　　　　　　　　　。?
④依據(jù)題圖所示流程,在一定的溫度、pH等條件下,將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應(yīng)體系。若這些酶最適反應(yīng)條件不同,可能導致的結(jié)果是　　　　　　　　　　　　　　。在分子水平上,可以通過改變　　　　　　　,從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。?(3)[2018全國卷Ⅰ,T38(1)]博耶(H.Byer)和科恩(S.Chen)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)。(4)[2017全國卷Ⅰ,T38(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　　　　　　　　　。?
(5)[2018全國卷Ⅲ,T38(1)]“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指??　　　　　　　　　　　。?(6)[2017全國卷Ⅱ,T38(2)]以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是?　。?(7)[2017全國卷Ⅱ,T38(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　　　　　　　　　　　　　(答出兩點即可)。?
答案(2)①從基因文庫中獲取、人工合成?、谟玫鞍酌杆獾鞍踪|(zhì)、用一定濃度的NaCl溶解DNA、用冷酒精溶解蛋白質(zhì)?、鄹惺軕B(tài)抗原—抗體雜交　④反應(yīng)產(chǎn)生的肌醇量少基因的結(jié)構(gòu)(3)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(4)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體(5)將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已去掉細胞核的卵母細胞(6)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(7)目的基因無復制原點;目的基因無表達所需的啟動子
2.易錯辨析(1)某科研小組利用質(zhì)粒(圖甲)和目的基因(圖乙)構(gòu)建重組DNA,判斷下列敘述的正誤。
①用限制酶Hind Ⅲ和Pst Ⅰ切割質(zhì)粒,可得到2個DNA片段。(　　)②不能用限制酶Alu Ⅰ切割質(zhì)粒和外源DNA的原因是限制酶Alu Ⅰ會破壞目的基因。(　　)③構(gòu)建重組DNA時,需選擇限制酶Sma Ⅰ和限制酶Pst Ⅰ同時切割質(zhì)粒和外源DNA。(　　)④導入重組DNA的細菌能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而不能在含氯霉素的培養(yǎng)基上生長。(　　)
提示 選擇限制酶Sma Ⅰ和限制酶Pst Ⅰ同時切割質(zhì)粒和外源DNA,質(zhì)粒中的兩個標記基因均會被破壞。
(2)有關(guān)基因工程的正誤判斷。①在基因工程中為了獲得重組質(zhì)粒,必須用相同的限制酶,黏性末端可不相同。(　　)②若要生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗病水稻,可將目的基因先導入大腸桿菌中,再轉(zhuǎn)入水稻細胞。(　　)
提示 為了獲得重組質(zhì)粒,一般使用同一種限制酶切割目的基因和運載體,從而露出相同的黏性末端。
提示 基因槍法是將目的基因?qū)雴巫尤~植物的常用方法,水稻是單子葉植物,因此,利用基因槍法可將目的基因直接導入水稻細胞。而且大腸桿菌是不能侵染水稻細胞的,因此不能將目的基因帶入水稻細胞。
提示 由于基因的選擇性表達,小鼠不同器官和組織中的mRNA不同,因此用小鼠不同器官和組織構(gòu)建的cDNA文庫不同。
易錯點撥構(gòu)建基因表達載體三個易錯點
1.植物組織培養(yǎng)的過程(1)原理:植物細胞的　　　　　　。?(2)過程
(3)植物組織培養(yǎng)四個提醒
2.植物體細胞雜交技術(shù)(1)原理:植物細胞的　　　　　　,細胞膜的流動性。?(2)過程
3.動物細胞培養(yǎng)(1)原理:細胞增殖。(2)過程:
4.動物體細胞核移植技術(shù)(1)原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)過程
5.單克隆抗體的制備(1)原理:細胞膜的流動性、細胞的增殖。(2)過程
題組一　精典對練——拿高分?角度1　植物細胞工程及其應(yīng)用
1.(2021湖南長沙模擬)現(xiàn)代科技的發(fā)展加快了作物育種的進程,利用高新技術(shù)可以培育出以前不可能培育出來的雜交作物新品種。下圖是植物體細胞雜交過程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。
(1)植物體細胞雜交技術(shù)依據(jù)的原理是　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　。?(2)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　　　　　　　　　　　　(填兩種酶)分解植物細胞的細胞壁。?(3)②過程的發(fā)生,必須進行人工誘導。人工誘導原生質(zhì)體融合的化學方法一般是用　　　　　　　　　作為誘導劑誘導細胞融合。?(4)④⑤過程為　　　　　　和　　　　　　的過程。可通過控制培養(yǎng)基中　　　　　　　(填兩種激素名稱)的含量與比例影響⑤過程的結(jié)果。?(5)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價值,其突出的優(yōu)點是　 。?
答案 (1)細胞膜的流動性　植物細胞的全能性　(2)纖維素酶、果膠酶　(3)聚乙二醇　(4)脫分化　再分化　生長素、細胞分裂素　(5)可克服遠緣雜交不親和的障礙
解析 (1)原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B融合依賴于細胞膜的流動性,雜種細胞可發(fā)育為雜種植株利用了植物細胞的全能性。(2)植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,植物體細胞雜交的第①步是去掉細胞壁,根據(jù)酶的特性,可在溫和的條件下用纖維素酶和果膠酶分解植物細胞的細胞壁。(3)人工誘導原生質(zhì)體融合的化學方法一般是用聚乙二醇作為誘導劑誘導細胞融合。(4)④⑤過程為脫分化和再分化的過程。可通過控制培養(yǎng)基中生長素、細胞分裂素的含量與比例影響⑤過程的結(jié)果,細胞分裂素含量較多時利于生芽,生長素較多時利于生根,二者比例適中適于愈傷組織的形成。(5)不同物種之間存在生殖隔離,不能通過有性雜交獲得可育后代,植物體細胞雜交可克服遠緣雜交不親和的障礙,培育種間甚至屬間雜種。
?角度2　動物細胞工程及其應(yīng)用2.(2021湖南懷化一模)針對腫瘤細胞相關(guān)的異常分子和基因,可設(shè)計和研制特異性的靶點藥物,靶向殺傷腫瘤細胞。
(1)圖1所示轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TfR)與轉(zhuǎn)鐵蛋白(Tf)結(jié)合,通過胞吞方式,將鐵元素運輸至胞內(nèi)。腫瘤細胞由于增長快速,需要更多的鐵元素,因此腫瘤細胞表面TfR表達量　　　　(填“上升”或“下降”)。利用單克隆抗體技術(shù),可研制相應(yīng)的抗TfR抗體,它們與TfR特異性結(jié)合,　? 進而影響腫瘤細胞增長。
(2)若想獲得抗TfR的單克隆抗體,可將　　　　　　　　　　　的小鼠的B細胞與　　　　　　　　　　　融合,繼而篩選出　　　　　　　　　　　　　　　　　　的雜交瘤細胞,大量培養(yǎng)獲得相應(yīng)抗體,由于該抗體來源于小鼠,稱為鼠源單克隆抗體。?(3)將該鼠源單克隆抗體與人癌細胞混合后培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)單獨使用抗體對人癌細胞的增殖無顯著影響,可能的原因是抗體與細胞表面TfR結(jié)合后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,為探究該假說成立與否,采用熒光標記定位的方法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)抗體出現(xiàn)在細胞膜上和細胞內(nèi),則此實驗結(jié)果支持該假說。?
(4)由于在本實驗中單獨使用抗體效果不佳,考慮利用抗體介導殺傷細胞對靶細胞的裂解作用來抑制癌細胞,該過程如圖2所示。若無論何種抗體,殺傷細胞都可與之結(jié)合,最終使靶細胞裂解死亡,則說明抗體Fc段在不同種類的抗體中　　　　　(填“相同”或“不同”)。?
(5)人的殺傷細胞無法識別鼠源單克隆抗體的Fc段,科學家為此構(gòu)建了人—鼠嵌合抗體。該過程基本流程排序為　　　　　　　　　　。?A.逆轉(zhuǎn)錄獲得Fab基因編碼區(qū)B.從分泌鼠源單克隆抗體的雜交瘤細胞中提取總RNAC.將其導入細胞中進行表達D.對基因的表達產(chǎn)物進行鑒定E.將Fab段的基因編碼區(qū)與人的Fc段基因進行拼接,構(gòu)建含人—鼠嵌合抗體基因的質(zhì)粒
答案 (1)上升　阻止了Tf與TfR結(jié)合,抑制鐵元素的攝取　(2)免疫接種過TfR　骨髓瘤細胞　既能無限增殖又能分泌抗體　(3)同樣會被內(nèi)吞進細胞,TfR最終會返回細胞膜表面,以至于抗體無法達到抑制細胞鐵攝取的目的,所以無法影響細胞增長　(4)相同　(5)BAECD
解析 (1)腫瘤細胞表面TfR表達量上升,能夠與Tf結(jié)合,運輸更多的鐵元素,適應(yīng)腫瘤細胞的快速增長?？筎fR抗體與TfR特異性結(jié)合,阻止了其與Tf的結(jié)合,鐵元素運輸受阻,腫瘤的生長受到抑制。(2)若要獲得抗TfR的單克隆抗體,可將免疫接種過TfR的小鼠的B細胞與骨髓瘤細胞融合,繼而篩選出既能無限增殖又能分泌抗TfR抗體的雜交瘤細胞,大量培養(yǎng)獲得該抗體。(3)抗體與細胞表面TfR結(jié)合后,同樣會被內(nèi)吞進細胞,TfR最終會返回細胞膜表面,以至于抗體無法起到抑制細胞鐵攝取的目的,所以無法影響細胞增長。(4)由圖2可知,殺傷細胞與抗體的Fc段結(jié)合,若無論何種抗體,殺傷細胞都可與之結(jié)合,說明抗體Fc段在不同種類的抗體中相同。(5)由基因工程的基本操作流程可知,構(gòu)建人—鼠嵌合抗體的基本流程排序為BAECD。
3.(2021湖南卷,22)M基因編碼的M蛋白在動物A的肝細胞中特異性表達?，F(xiàn)設(shè)計實驗,將外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通過核移植、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)獲得M基因失活的轉(zhuǎn)基因克隆動物A,流程如右圖所示?；卮鹣铝袉栴}。
(1)在構(gòu)建含有片段F的重組質(zhì)粒過程中,切割質(zhì)粒DNA的工具酶是　　　　　　　,這類酶能將特定部位的兩個核苷酸之間的　　　　　斷開。?
(2)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物A成纖維細胞的原代和傳代培養(yǎng)時,需要定期更換培養(yǎng)液,目的是　　　　　　。?(3)與胚胎細胞核移植技術(shù)相比,體細胞核移植技術(shù)的成功率更低,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。從早期胚胎中分離獲得的胚胎干細胞,在形態(tài)上表現(xiàn)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出兩點即可),功能上具有　　　　　　　　　　　　　。?(4)鑒定轉(zhuǎn)基因動物:以免疫小鼠的　　　淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合,篩選融合雜種細胞,制備M蛋白的單克隆抗體。簡要寫出利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活的實驗思路:　　　　　　　　　　　　　。
答案 (1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)　磷酸二酯鍵　(2)清除代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害　(3)動物胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易,而動物體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難　細胞體積小、細胞核大、核仁明顯(任選兩點作答)　發(fā)育的全能性　(4)B　取動物A和克隆動物A的肝組織細胞,分別提取蛋白質(zhì)進行抗原—抗體雜交
解析 (1)在構(gòu)建含有片段F的重組質(zhì)粒過程中,切割質(zhì)粒DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)。限制性核酸內(nèi)切酶作用于其所識別序列中兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物A成纖維細胞的原代和傳代培養(yǎng)時,需要定期更換培養(yǎng)液,目的是清除代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。(3)由于動物胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易,而動物體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難,故與胚胎細胞核移植技術(shù)相比,體細胞核移植技術(shù)的成功率更低。胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細胞體積小,細胞核大,核仁明顯;在功能上具有發(fā)育的全能性,可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。
(4)先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應(yīng),之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細胞;誘導B細胞和骨髓瘤細胞融合,利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞,制備M蛋白的單克隆抗體。若要利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活,可利用抗原—抗體雜交技術(shù)進行檢測,如果M基因已經(jīng)失活,則克隆動物A中無法產(chǎn)生M蛋白,反之,則未失活。故實驗思路為:取動物A和克隆動物A的肝組織細胞,分別提取蛋白質(zhì)進行抗原—抗體雜交。
題組二　易錯防范——不失分1.真題速覽(1)[2021浙江1月選考,T18]下圖為動物成纖維細胞的培養(yǎng)過程示意圖。判斷下列敘述的正誤。
①步驟a的操作不需要在無菌環(huán)境中進行。(　　)②步驟b中用鹽酸溶解細胞間物質(zhì)使細胞分離。(　　)③步驟c到d的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理。(　　)④步驟d培養(yǎng)過程中不會發(fā)生細胞轉(zhuǎn)化。(　　)
提示 動物細胞培養(yǎng)過程需要無菌操作,故步驟a的操作需要在無菌環(huán)境中進行。
提示 動物細胞培養(yǎng)過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動物組織,使之分散成單個細胞,制成細胞懸液。
提示 步驟d為傳代培養(yǎng)過程,該過程中部分細胞可能發(fā)生細胞轉(zhuǎn)化,核型改變。
(2)[2020全國卷Ⅰ,T38]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(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　 。?②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:　　　　　　　　　　　。?③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(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?、谌⌒∈蠹灼⑴K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(yīng)具有特異性?、軐㈦s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)
2.易錯辨析(1)有關(guān)植物組織培養(yǎng)及應(yīng)用的正誤判斷。①可用植物的葉肉細胞作外植體,通過組織培養(yǎng)大量繁殖無病毒的植株。(　　)②胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成愈傷組織的過程中需要適宜的溫度和光照。(　　)
提示 植物分生區(qū)附近的病毒極少,甚至無病毒,因此用植物的分生區(qū)(如莖尖)作外植體,通過組織培養(yǎng)大量繁殖無病毒的植株。
提示 胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成愈傷組織的過程中需要適宜的溫度,并避光處理。
③用人工薄膜將胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等分別包裝可制成人工種子。(　　)
(2)下圖為植物體細胞雜交過程示意圖。判斷下列相關(guān)敘述的正誤。
①細胞A和細胞B必須來源于同種植物。(　　)
提示 植物體細胞雜交技術(shù)可以克服遠緣雜交不親和的障礙,因此細胞A和細胞B可以來源于同種植物,也可以來源于不同種的植物。
②1過程的方法有物理法、化學法、生物法三大類。(　　)③3和4過程分別稱為脫分化和再分化。(　　)④該技術(shù)培育出的新品種均為四倍體。(　　)
提示 1過程為誘導原生質(zhì)體融合的過程,該過程中促進細胞融合的方法有物理法、化學法兩大類。
提示 該技術(shù)培育出的新品種不一定是四倍體,這取決于植物A和植物B細胞中的染色體組數(shù)。
(3)下圖為單克隆抗體制備過程示意圖。判斷下列有關(guān)敘述的正誤。
①X細胞是從脾臟中提取的已免疫的B淋巴細胞。(　　)②Y細胞是雜交瘤細胞,通常取用培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞。(　　)
提示 Y細胞是骨髓瘤細胞。
③圖中篩選過程至少兩次且方法不同,最終保留抗體檢測呈陽性的細胞。(　　)④圖中能產(chǎn)生單克隆抗體的細胞在培養(yǎng)過程中不會出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象。(　　)
易錯點撥(1)界定原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)
(2)動物的細胞培養(yǎng)時,需向培養(yǎng)箱中加入5%CO2(+95%空氣),加入CO2的目的是“維持培養(yǎng)液的pH”。(3)取供體動物的體細胞培養(yǎng),一般選用傳至10代以內(nèi)的細胞,因為10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型,保證了供體細胞正常的遺傳基礎(chǔ)。然而欲獲得“無限增殖”的“瘤細胞”則往往在“50代以后”,其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化,具“癌變”特性。
1.胚胎移植的操作流程及生理基礎(chǔ)(1)操作流程
特別提醒①精子獲能的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法。②卵母細胞須培養(yǎng)到MⅡ中期才能參與受精。③細胞分化開始于囊胚,桑椹胚的形成沒有經(jīng)過細胞分化。④囊胚的內(nèi)細胞團具有全能性,將來發(fā)育成胎兒的各種組織。⑤胚胎移植不在原腸胚階段移植,因為此時分化程度高,移植成功率很低。
3.胚胎干細胞(ES或EK細胞)
4.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的優(yōu)缺點
5.治療性克隆與生殖性克隆的關(guān)系
6.區(qū)分試管嬰兒和設(shè)計試管嬰兒(1)設(shè)計試管嬰兒比試管嬰兒多出的是過程　　　　(填①~④)。?(2)試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問題,設(shè)計試管嬰兒則主要用于白血病、貧血癥等的治療。
7.生態(tài)工程及相關(guān)原理歸納(1)生態(tài)工程的任務(wù)與目的
(2)生態(tài)工程基本原理的判斷方法
題組一　精典對練——拿高分?角度1　胚胎工程及其應(yīng)用1.(2021寧夏六盤山二模)請回答下列有關(guān)胚胎工程的問題。(1)胚胎工程是對動物　　　　　　　　或　　　　所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)。胚胎工程任何一項技術(shù)獲得的胚胎,都必須通過　　　　　　　　移植給受體才能獲得后代。?(2)哺乳動物的體外受精主要包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　、受精等幾個主要步驟。若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能,可給供體注射　　　　　　　　　　,使其排出更多的卵子。?
(3)卵子需要發(fā)育到　　　　　　　　　　　　　(時期),才具備受精能力。此時的卵子　　　　(填“能”或“不能”)與直接取自附睪尾部的精子受精,原因是　　　　　　　　　　。?(4)精子與卵子在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入　　　　　　　　　　中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。?
答案 (1)早期胚胎　配子　胚胎移植　(2)卵母細胞的采集和培養(yǎng)　精子的采集和獲能　促性腺激素　(3)減數(shù)第二次分裂中期　不能　精子未獲能　(4)發(fā)育培養(yǎng)液
題后歸納1.胚胎移植過程中的三條歸納
2.早期胚胎培養(yǎng)液成分的四個“兩”
?角度2　生態(tài)工程的原理及應(yīng)用2.(2019湖南長沙一模)下圖為某綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖。請據(jù)圖回答下列問題。
(1)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理、　　　　　　　　　　、系統(tǒng)學和工程學原理等。該工程主要運用了　　　　　　　、　　　　　　　和整體性原理。?(2)藍綠萍的代謝類型是　　　　　　　　　　　,在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是　　　　　　　　　　。?(3)一般來說,生態(tài)工程的主要任務(wù)是對　　　　　　　　進行修復,對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。?(4)在進行林業(yè)工程建設(shè)時,一方面要號召農(nóng)民種樹,另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題,如糧食、燒柴以及收入等問題。以上做法依據(jù)的生態(tài)工程原理是　　　　　。單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低,容易遭受害蟲危害,這體現(xiàn)了生態(tài)工程的　　　　　　　　原理。?
答案 (1)物種多樣性原理　物質(zhì)循環(huán)再生原理　物種多樣性原理　(2)自養(yǎng)需氧型　生產(chǎn)者　(3)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)環(huán)境)　(4)整體性原理　物種多樣性解析 (1)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、系統(tǒng)學和工程學原理等。圖中該綜合發(fā)展生態(tài)工程是以沼氣工程為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程,該生態(tài)工程主要運用了物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理和物種多樣性原理。(2)藍綠萍能進行光合作用和有氧呼吸,代謝類型是自養(yǎng)需氧型,屬于生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者。
(3)一般來說,生態(tài)工程的主要任務(wù)是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)環(huán)境)進行修復,對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。(4)在進行林業(yè)工程建設(shè)時,一方面要號召農(nóng)民種樹,另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題,如糧食、燒柴以及收入等問題。以上做法不但考慮到了自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還考慮到了經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力,因此依據(jù)的生態(tài)工程原理是整體性原理。單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低,容易遭受害蟲危害,這是忽略了物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性而導致的,體現(xiàn)了生態(tài)工程的物種多樣性原理。
題組二　易錯防范——不失分1.真題速覽[2020山東卷,T14]經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細胞注入囊胚,通過胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實驗小鼠。判斷下列說法的正誤。(1)用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子。(　　)(2)體外受精前要對小鼠的精子進行獲能處理。(　　)
(3)胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植。(　　)(4)遺傳改造的小鼠胚胎干細胞可以通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得。(　　)
提示 胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量,一般動物在桑椹胚或囊胚階段移植,小鼠胚胎可在更早的階段移植。
(1)動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎(chǔ),如圖所示, a、b、c表示現(xiàn)代工程技術(shù),A、B、C分別表示其對應(yīng)的結(jié)果,請據(jù)圖判斷下面說法的正誤。①若a是胚胎分割技術(shù),則產(chǎn)生的A中,所有個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同。(　　)
提示 利用胚胎分割技術(shù)得到的個體是由同一個受精卵分裂發(fā)育的,所有個體的基因型是相同的,但表現(xiàn)型由基因和環(huán)境共同決定,故表現(xiàn)型不一定相同。
②若b是體外受精技術(shù),則形成B的過程屬于克隆。(　　)③若c是核移植技術(shù),則形成C的過程體現(xiàn)了動物體細胞也具有全能性。(　　)④A、B、C生產(chǎn)過程中的代孕母必須與供體母畜同期發(fā)情。(　　)
提示 體外受精屬于有性生殖,而克隆屬于無性生殖。
提示 核移植技術(shù)體現(xiàn)了動物細胞核具有全能性。
(2)治療性克隆有望解決供體器官短缺和器官移植出現(xiàn)的排異反應(yīng),下圖表示治療性克隆的部分過程。據(jù)圖判斷下列說法的正誤。
①過程a表示細胞核移植。(　　)②細胞A常用受精卵。(　　)③過程b表示脫分化過程。(　　)④胚胎干細胞不再增殖。(　　)
提示 核移植過程中的受體細胞通常為去核的卵母細胞。
提示 過程②表示胚胎干細胞的分裂和分化過程。
提示 胚胎干細胞具有增殖和分化的能力。
(3)判斷下列關(guān)于哺乳動物生殖細胞的發(fā)生、受精作用及胚胎早期發(fā)育過程的敘述的正誤。①卵子發(fā)生時,MⅠ和MⅡ過程是不連續(xù)的,MⅠ是在排卵前后完成的。(　　)②精子細胞在變形的過程中,中心體發(fā)育為頭部的頂體,細胞核變?yōu)榫宇^的主要部分。(　　)
提示 精子細胞在變形的過程中,中心體發(fā)育為精子的尾。
③精子獲能的本質(zhì)就是使已經(jīng)成熟的精子獲得與卵子結(jié)合所需的足夠的能量。(　　)④卵子形成時的兩次分裂均在卵巢內(nèi)完成,排出成熟卵子的過程即為排卵。(　　)
提示 精子獲能的本質(zhì)就是使已經(jīng)成熟的精子獲得與卵子結(jié)合的能力,而不是獲得能量。
提示 減數(shù)第一次分裂發(fā)生在排卵前后,場所是卵巢,而減數(shù)第二次分裂發(fā)生在受精作用過程中,場所是輸卵管。
⑤卵母細胞可從活體輸卵管及屠宰母畜的卵巢中獲取。(　　)⑥只有在精子的刺激下,次級卵母細胞才能發(fā)育為成熟卵子。(　　)⑦隨卵裂期細胞分裂次數(shù)的增加,細胞數(shù)目和體積、有機物總量不斷增大。(　　)⑧用于動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常需加入血清,而早期胚胎培養(yǎng)不需要加入。(　　)
提示 隨卵裂期細胞分裂次數(shù)的增加,細胞數(shù)目不斷增多,但細胞體積減小,有機物總量也不斷減少。
提示 用于動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常需加入血清,早期胚胎培養(yǎng)時也需要加入血清。
(4)有關(guān)生態(tài)工程的正誤判斷。①小流域綜合治理模式應(yīng)用了生態(tài)工程的整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、工程學原理等。(　　)②在濕地周圍建立緩沖帶,可減少人類的干擾,使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴然謴推渖鷳B(tài)功能。(　　)③在對城市進行規(guī)劃和布局時,要進行城市生態(tài)分區(qū)。(　　)
大題分析與表達(九)　基因工程類大題突破
【題型突破】[典例]圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列與切割位點,圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。
根據(jù)基因工程的有關(guān)知識,回答下列問題。(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被　　　　　酶切后的產(chǎn)物連接,理由是　　　　　　　　　　。?(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組DNA分子,如圖(c)所示,這三種重組DNA分子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有　　　　　,不能表達的原因是　　　　　　。?
(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有　　　　和　　　,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是　　　。?
答案 (1)Sau3AⅠ　兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端　(2)甲、丙　甲中目的基因插入在啟動子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄　(3)E·cli DNA連接酶　T4 DNA連接酶　T4 DNA連接酶
答題模板限制酶選擇的三大依據(jù)依據(jù)一:根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點確定限制酶的種類。
(1)應(yīng)選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶,以便將目的基因“切出”,上圖中可選擇PstⅠ。(2)不能選擇切割位點位于目的基因內(nèi)部的限制酶,以防破壞目的基因,上圖中不能選擇SmaⅠ。(3)為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,如上圖中也可選擇用PstⅠ和EcRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點,而且這兩種切割位點不能完全破壞標記基因)。
依據(jù)二:根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類。
依據(jù)三:根據(jù)Ti質(zhì)粒的T-DNA片段選擇限制酶,圖中甲、乙、丁Ti質(zhì)粒均不宜選取,而丙Ti質(zhì)粒宜選取(設(shè)切割目的基因的限制酶為XbaⅠ和SacⅠ)。
1.(2021湖南邵陽期末)蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然蛋白纖維,其強度高于制作防彈衣的凱夫拉纖維,有廣泛的應(yīng)用前景,但如何大量獲取蜘蛛絲的問題一直難以解決。2018年8月,中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心利用基因工程技術(shù)成功地在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達蜘蛛絲蛋白?；卮鹣铝袉栴}。
(1)構(gòu)建基因表達載體時(如上圖所示),需要在目的基因前后兩端分別引入　　　　　　　　的酶切位點,該方法比用同一種酶進行酶切的優(yōu)勢是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一點即可)。?(2)利用PCR技術(shù)擴增蜘蛛絲基因前,需根據(jù)目的基因的核苷酸序列設(shè)計　　　　種引物,進行PCR時需加熱至90~95 ℃然后冷卻至55~60 ℃,此操作的目的是　　　　　　　　　。?(3)為能從蠶絲中提取蛛絲蛋白,基因表達載體中目的基因的首段必須含有使其僅能在蠶的絲腺細胞中特異性表達的　　　　　　　　。當其與　　　　　　　　識別和結(jié)合,才能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程,最終翻譯成功。?
(4)在研究過程中,發(fā)現(xiàn)目的基因已經(jīng)插入蠶絲腺細胞染色體的DNA上,蠶絲中卻未能提取到蜘蛛絲,請分析原因及檢測方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(5)研究人員發(fā)現(xiàn)若將蛛絲蛋白31號位的色氨酸替換為酪氨酸,蛛絲韌性可提高50%,此成果所用到的工程技術(shù)為　　　　　　　　　　。?
答案 (1)XbaⅠ和SacⅠ　能防止目的基因自身環(huán)化、能防止目的基因反向連接　(2)2　使DNA解鏈,然后使引物結(jié)合到互補DNA鏈上　(3)啟動子　RNA聚合酶　(4)蛛絲蛋白基因沒有進行轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后沒有進行翻譯;蛛絲蛋白基因是否正常進行轉(zhuǎn)錄可用分子雜交技術(shù)檢測,轉(zhuǎn)錄后是否進行正常翻譯可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測　(5)蛋白質(zhì)工程
解析 (1)分析圖形可知,切割質(zhì)粒使用了XbaⅠ和SacⅠ這兩種限制酶,則在目的基因的前后兩端也需引入XbaⅠ和SacⅠ的酶切位點,這樣才能保證切割后的質(zhì)粒和切割后的目的基因產(chǎn)生的末端相同,以構(gòu)建基因表達載體。用兩種限制酶切割產(chǎn)生的位點不同,這樣可以防止在構(gòu)建基因表達載體時出現(xiàn)目的基因的自身環(huán)化、目的基因的反向連接。(2)利用PCR技術(shù)擴增目的基因時,需要以DNA的兩條鏈為模板,因此需設(shè)計2種引物。該技術(shù)中加熱至90~95 ℃是為了使DNA解旋,然后冷卻至55~60 ℃的目的是使引物結(jié)合到互補DNA鏈上。
(3)為了能從蠶絲中提取蛛絲蛋白,基因表達載體中目的基因的首端必須含有使其特異性表達的啟動子。啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點,能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄。(4)蠶絲中未能提取到蛛絲蛋白,有可能是目的基因沒有進行轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后沒有進行翻譯,欲確定蛛絲蛋白基因是否轉(zhuǎn)錄,可用分子雜交法進行檢測,欲確定蛛絲蛋白基因是否翻譯可用抗原—抗體雜交法。(5)將蛋白質(zhì)的氧基酸序列進行改造從而使其功能發(fā)生相應(yīng)改變,所采用的工程技術(shù)為蛋白質(zhì)工程。
2.(2021江西六校聯(lián)考)研究人員利用小鼠的單倍體ES細胞(只有一個染色體組),成功培育出轉(zhuǎn)基因小鼠。其主要技術(shù)流程如下圖所示,請分析回答下列問題。
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四種限制酶。箭頭指向的位置為限制酶的切割位點:Ampr是氨芐青霉素抗性基因,Ner是G418抗性基因。
(1)利用PCR技術(shù)可以擴增目的基因,PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物外,還應(yīng)含有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;引物應(yīng)選用下圖中的　　　　　　(填圖中字母),至少需經(jīng)過　　　次循環(huán),才能分離得到所需要的DNA區(qū)段。?注:A、B、C、D是引物,箭頭是延伸方向。
(2)在基因工程操作步驟中,過程①②稱為　　　　　　　　　　　　　　。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細胞,而一定濃度的G418能有效殺死不具有Ner的小鼠細胞。結(jié)合上圖推測,過程①選用的2種限制酶是　　　　　　(填圖中的編號),③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加　　　　　　　(填“氨芐青霉素”或“G418”)。?(3)圖中桑椹胚需通過　　　　　　　　技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,進行該操作前需對受體小鼠進行　　　　　　　　處理。?

相關(guān)課件

高中生物高考第十五單元 現(xiàn)代生物科技專題（課件）：

這是一份高中生物高考第十五單元 現(xiàn)代生物科技專題（課件），共35頁。PPT課件主要包含了知識主線思維串聯(lián)，DNA連接酶，基因表達載體的構(gòu)建，細胞增殖，動物細胞核的全能性，給小鼠注射抗原，輸卵管和子宮，培養(yǎng)法和化學誘導法，早期胚胎或原始性腺，具有發(fā)育的全能性等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中生物高考第十五單元 現(xiàn)代生物科技專題（課件）：

這是一份高中生物高考第十五單元 現(xiàn)代生物科技專題（課件），共35頁。PPT課件主要包含了知識主線思維串聯(lián)，DNA連接酶，基因表達載體的構(gòu)建，細胞增殖，動物細胞核的全能性，給小鼠注射抗原，輸卵管和子宮，培養(yǎng)法和化學誘導法，早期胚胎或原始性腺，具有發(fā)育的全能性等內(nèi)容，歡迎下載使用。

2023屆高考生物二輪復習現(xiàn)代生物科技專題課件：

這是一份2023屆高考生物二輪復習現(xiàn)代生物科技專題課件，共60頁。PPT課件主要包含了構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)重溫教材，內(nèi)容索引，規(guī)范表述提升素養(yǎng)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

2023屆高考生物二輪復習現(xiàn)代生物科技專題課件

2023屆高考生物二輪復習現(xiàn)代生物科技專題課件
2023屆高考生物二輪復習現(xiàn)代生物科技專題課件

2023屆高考生物二輪復習現(xiàn)代生物科技專題課件
高考生物二輪復習板塊4實驗與探究專題15現(xiàn)代生物科技專題課件

高考生物二輪復習板塊4實驗與探究專題15現(xiàn)代生物科技專題課件
第16講 現(xiàn)代生物科技專題-2022屆二輪復習生物課件PPT

第16講 現(xiàn)代生物科技專題-2022屆二輪復習生物課件PPT
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護您的合法權(quán)益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部