歷年高考生物知識清單-專題15 基因工程與細胞工程（講）（原卷+解析版）

1專題15基因工程與細胞工程考情解讀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。重點知識梳理【知識網絡】知識點一、基因工程1．基因工程的基本工具限制酶DNA連接酶(運)載體2作用切割目的基因和載體拼接DNA片段形成重組DNA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①E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端②T4DNA連接酶能連接黏性末端和平(口)末端①能在宿主細胞內穩(wěn)定存在并大量復制②有一個或多個限制酶切割位點③具有特殊的標記基因2．基因工程的操作步驟(1)目的基因的獲?。孩購幕蛭膸熘蝎@取。②利用PCR技術擴增。③用化學方法直接人工合成。(2)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。②基因表達載體的構建方法：(3)將目的基因導入受體細胞：植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術感受態(tài)細胞法(用Ca2＋處理)受體細胞受精卵、體細胞受精卵原核細胞(4)目的基因的檢測與鑒定：①目的基因插入檢測：DNA分子雜交。3②目的基因轉錄檢測：(核酸)分子雜交。③目的基因翻譯檢測：抗原—抗體雜交。④個體生物學水平檢測：根據目的基因表達出的性狀判斷。知識點二、細胞工程1．動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)前處理無菌、用胰蛋白酶處理，使組織細胞相互分散開無菌、離體培養(yǎng)基成分葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素等培養(yǎng)基狀態(tài)液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基項目動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)過程動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細胞群離體的植物器官、組織或細脫分化再分化胞――→愈傷組織――→根、芽―→植物體能否培養(yǎng)成個體不能能應用舉例大規(guī)模生產有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；皮膚移植；檢測有毒物質的毒性等生產藥物；制造人工種子；培育轉基因作物等2．植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體的制備)理論基礎(原理)細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖融合前處理酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶等)注射特定抗原，免疫小鼠，獲取(效應)B淋巴細胞促融①物理法：離心、振動、電激等；①物化法：與植物細胞融合相同；②生物4②化學法：聚乙二醇(PEG)法：滅活的仙臺病毒過程第一步：原生質體的制備；第二步：原生質體的融合；第三步：雜種細胞的篩選與培養(yǎng)；第四步：雜種植株的誘導與鑒定第一步：正常小鼠免疫處理；第二步：動物細胞融合；第三步：雜交瘤細胞篩選與培養(yǎng)；第四步：單克隆抗體的提純用途①克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交親本的組合范圍；②克服有性雜交的母系遺傳，獲得細胞質基因的雜合子，研究細胞質遺傳①制備單克隆抗體；②診斷、治療疾病，如生物導彈3．動物細胞核移植和單克隆抗體(1)動物細胞核移植：供體體細胞→細胞培養(yǎng)→體細胞(核)↓注入卵母細胞→減Ⅱ中期去核→無核卵母細胞→重組細胞→重組胚胎→代孕母?！雠c供體遺傳性狀相同的個體。(2)單克隆抗體：①單克隆抗體的制備過程： 融合 融合――→多種雜交細胞→在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng)→克隆篩選出的雜免疫小鼠→B淋巴細胞交細胞→將不同種雜交細胞分開，并克隆專一抗體，檢驗陽性細胞→注射到小鼠體內或體外培養(yǎng)→獲得單克隆抗體。②雜交瘤細胞的特點：既能迅速大量繁殖，又能產生專一性抗體。③單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、產量大。高頻考點突攻高頻考點一基因工程例12019全國卷Ⅰ·38）基因工程中可以通過PCR技術擴增目的基因?；卮鹣铝袉栴}。（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得?；蛭膸彀ê汀_______（2）生物體細胞內的DNA復制開始時，解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術擴增目的基因時，使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的。（3）目前在PCR反應中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是?！九e一反三】真核生物基因中通常有內含子，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含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)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。_______________________________________________________________________________________(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，不選用作為載體，其原因是。(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 (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，可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻，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。____________________________________________________________________________________________【變式探究】為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C（圖1擬將其與質粒（圖2）重組，再借助農桿菌導入菊花中。下列操作與實驗目的不符的是()A．用限制性核酸內切酶EcoRI和連接酶構建重組質粒B．用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因導入細胞6C．在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉化的菊花細胞D．用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上【變式探究】某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用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化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有(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；并且和的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是。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粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于?！咀兪教骄俊繄D(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內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EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。根據基因工程的有關知識，回答下列問題：(1)經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子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有，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?！九e一反三】HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問題：(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的，以其作為模板，在 的作用下合成，獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。(2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是。_________________________(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)人的免疫系統(tǒng)有癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。高頻考點二細胞工程例2、（2019江蘇卷·23）下圖為雜交瘤細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT-在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是A．可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合B．兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長C．雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產D．細胞膜的流動性是細胞融合的基礎【舉一反三】牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是()A．H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌B．應選用原腸胚做雌雄鑒別8C．鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D．用H-Y抗原免疫母?？色@得相應抗體【變式探究】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?；卮鹣铝袉栴}：(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，則小鼠最少需要經過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淋巴細胞的是小鼠，理由是。______________________(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,___________________________________________體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是。(3)雜交瘤細胞中有個細胞核，染色體數(shù)目最多是條。(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是?！咀兪教骄俊靠茖W家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，其培育過程如圖所示：(1)植物體細胞雜交依據的生物學原理有。(2)過程①常用的酶是，細胞融合完成的標志是。(3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑誘導融合，在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察，根據細胞膜表面熒光的不同可觀察到種不同的原生質體，當觀察到時可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。9(4)過程③和過程④依次為，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是。(5)若番茄細胞內含m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于植株。真題感悟1.（2019江蘇卷·16）下列生物技術操作對遺傳物質的改造，不會遺傳給子代的是A．將胰島素基因表達質粒轉入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌B．將花青素代謝基因導入植物體細胞，經組培獲得花色變異植株C．將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛D．將腺苷酸脫氨酶基因轉入淋巴細胞后回輸患者，進行基因治療2.（2019江蘇卷·16）下列生物技術操作對遺傳物質的改造，不會遺傳給子代的是A．將胰島素基因表達質粒轉入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌B．將花青素代謝基因導入植物體細胞，經組培獲得花色變異植株C．將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛D．將腺苷酸脫氨酶基因轉入淋巴細胞后回輸患者，進行基因治療3.（2019江蘇卷·23）下圖為雜交瘤細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT-在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是A．可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合B．兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長C．雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產D．細胞膜的流動性是細胞融合的基礎4.（2019全國卷II·38）植物組織培養(yǎng)技術在科學研究和生產實踐中得到了廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}。（1）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）。（2）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 。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質，因此應含有植物激素、 和等幾類物質（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）。5.（2019江蘇卷·29）利用基因編輯技術將病毒外殼蛋白基因導入豬細胞中，然后通過核移植技術培育基因編輯豬，可用于生產基因工程疫苗。下圖為基因編輯豬培育流程，請回答下列問題：（1）對1號豬使用處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處在時期的卵母細胞用于核移植。（2）采集2號豬的組織塊，用處理獲得分散的成纖維細胞，放置于37℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是。（3）為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對胚胎進行。產出的基因編輯豬的性染色體來自于號豬。（4）為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導入4號豬并正常表達，可采用的方法有（填序號）。①DNA測序②染色體倍性分析③體細胞結構分析④抗原—抗體雜交6.（2019全國卷III·38）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?；卮鹣铝袉栴}。（1）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。（2）步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是。（3）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。（5）經組織培養(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。72019江蘇卷·338分）圖1是某基因工程中構建重組質粒的過程示意圖，載體質粒P0具有四環(huán)素抗性基因（tetr）和氨芐青霉素抗性基因（ampr）。請回答下列問題：（1）EcoRV酶切位點為，EcoRV酶切出來的線性載體P1為未端。（2）用TaqDNA聚合酶進行PCR擴增獲得的目的基因片段，其兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理，在兩端各添加了一個堿基為的脫氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在酶作用下，形成重組質粒P3。（3）為篩選出含有重組質粒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，另外兩類菌落質粒導入情況分別是、。菌落類型平板類型ABC無抗生素﹢﹢﹢氨芐青霉素﹢﹢﹣四環(huán)素﹢﹣﹣氨芐青霉素+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粒，擬設計引物進行PCR鑒定。圖2所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質粒中的相應位置，PCR鑒定時應選擇的一對引物是。某學生嘗試用圖中另外一對引物從某一菌落的質粒中擴增出了400bp片段，原因是。8.（2019北京卷·31）光合作用是地球上最重要的化學反應，發(fā)生在高等植物、激類和光合細菌中。（1）地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應吸收的，在碳（暗）反應中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2與RuBP（C5）結合，生成2分子C3，影響該反應的外部因素，除光照條件外還包括（寫出兩個）；內部因素包括（寫出兩個）。__________________________（2）R酶由8個大亞基蛋白（L）和8個小亞基蛋白（S）組成。高等植物細胞中L由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成，S由細胞核基因編碼并在中由核糖體合成后進入葉綠體，在葉綠體的 中與L組裝成有功能的酶。（3）研究發(fā)現(xiàn)，原核生物藍藻（藍細菌）R酶的活性高于高等植物，有人設想通過基因工程技術將藍藻R酶的S、L基因轉入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人員將藍藻S、L基因轉入某高等植物（甲）的葉綠體DNA中，同時去除甲的L基因。轉基因植株能夠存活并生長。檢測結果表明，轉基因植株中的R酶活性高于未轉基因的正常植株。①由上述實驗能否得出“轉基因植株中有活性的R酶是由藍藻的S、L組裝而成”的推測？請說明理由。②基于上述實驗，下列敘述中能夠體現(xiàn)生物統(tǒng)一性的選項包括。a．藍藻與甲都以DNA作為遺傳物質b．藍藻與甲都以R酶催化CO2的固定c．藍藻R酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成d．在藍藻與甲的葉肉細胞中R酶組裝的位置不同9.（2019全國卷Ⅰ·38）基因工程中可以通過PCR技術擴增目的基因。回答下列問題。（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括和。________（2）生物體細胞內的DNA復制開始時，解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術擴增目的基因時，使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的。（3）目前在PCR反應中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是。1．(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的基因表達。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～E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同。回答下列問題：(1)據圖推斷，該團隊在將甲插入質粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是，使用這兩種酶進行酶切是為了保證，也是為了保證。(2)將P1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：將能夠產生綠色熒光的細胞的移入牛的 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。2.(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?？梢宰鳛檩d體外，還證明了 (答出兩點即可)。(2)體外重組的質?？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。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內表達時，表達出的蛋白質可能會被降解。為防止蛋白質被降解，在實驗中應選用的大腸桿菌作為受體細胞，在蛋白質純化的過程中應添加的抑制劑。3．(2018·江蘇高考)為生產具有特定性能的α-淀粉酶，研究人員從某種海洋細菌中克隆了α-淀粉酶基因(1656個堿基對)，利用基因工程大量制備α-淀粉酶，實驗流程如圖。請回答下列問題：(1)利用PCR技術擴增α-淀粉酶基因前，需先獲得細菌的。(2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接，需在引物的端加上限制性酶切位點，且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點，主要目的是。(3)進行擴增時，反應的溫度和時間需根據具體情況進行設定，下列選項中的設定與引物有關， 的設定與擴增片段的長度有關。(填序號)①變性溫度②退火溫度③延伸溫度④變性時間⑤退火時間⑥延伸時間(4)如圖表示篩選獲得的工程菌中編碼α-淀粉酶的mRNA的部分堿基序列：圖中虛線框內mRNA片段包含個密碼子，如虛線框后的序列未知，預測虛線框后的第一個密碼子最多有種。(5)獲得工程菌表達的α-淀粉酶后，為探究影響酶活性的因素，以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性，結果如表所示：根據上述實驗結果，初步判斷該α-淀粉酶活性最高的條件為。12017年江蘇卷，11）牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是()A．H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌B．應選用原腸胚做雌雄鑒別C．鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D．用H-Y抗原免疫母?？色@得相應抗體22017年新課標Ⅱ卷，38）幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質酶可催化幾丁質水解。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內，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酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料，原因是。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的（2）以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是。（3）若要使目的基因在受體細胞中表達，需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞，原因是（答出兩點即可）。（4）當幾丁質酶基因和質粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是。___________________________（5）若獲得的轉基因植株（幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中）抗真菌病的能力沒有提高，根據中心法則分析，其可能的原因是。32017年北京卷，5）為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C（圖1擬將其與質粒（圖2）重組，再借助農桿菌導入菊花中。下列操作與實驗目的不符的是()A．用限制性核酸內切酶EcoRI和連接酶構建重組質粒B．用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因導入細胞C．在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉化的菊花細胞D．用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上42017年新課標Ⅲ卷，38）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）現(xiàn)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入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙，原因是。_________________________（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，加入了作為合成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。細胞培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO-2濃度，CO2的作用是。②僅根據圖、圖2可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，若缺少（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。1.（2016江蘇卷.339分）下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題：（1）用圖中質粒和目的基因構建重組質粒，應選用兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒，需將其轉入處于態(tài)的大腸桿菌。（2）為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中。（3）若BamHI酶切的DNA末端與BclI酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，對于該部位，這兩種酶（填“都能”、“都不能”或“只有一種能”）切開。（4）若用Sau3AI切圖1質粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。2.（2016課標1卷.40）某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活（Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因）。有人將此質粒載體用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化大腸桿菌，結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題：（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有（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，未被轉化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是；并且和的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是。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粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有是的固體培養(yǎng)基。（3）基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于3.（2016新課標Ⅲ卷.40）圖（a）中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖（b）為某種表達載體示意圖（載體上的EcoRI、Sau3AI的切點是唯一的）。根據基因工程的有關知識，回答下列問題：（1）經BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產物連接，理（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子，如圖（c）所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有，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。4.（2016天津卷.7）(12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值，只能從血漿中制備。下圖是以基因工程技術獲取重組HSA（rHSA）的兩條途徑。（1）獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出標出另一條引物的位置及擴增方向。（2）啟動子通常具有物種及組織特異性，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需要選擇的啟動子是（填寫字母，單選）。A.人血細胞啟動子B.水稻胚乳細胞啟動子C.大腸桿菌啟動子D.農桿菌啟動子（3）利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質，其目的是。（4）人體合成的初始HSA多肽，需要經過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結構才能有活性。與途徑II相比，選擇途徑I獲取rHSA的優(yōu)勢是。（5）為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與的生物學功能一致。6.（2016海南卷.31）基因工程又稱為DNA重組技術，回答相關問題：（1）在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即和從中分離。（2）利用某植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是。（3）在基因表達載體中，啟動子是聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，最常用的原核生物是。（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有和顆粒。7.（2016上海卷.九）回答下列有關遺傳信息傳遞與表達的問題。在圖27所示的質粒PZHZ11（總長為3.6kb，1kb=1000對堿基因）中，lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能將白色的大腸桿菌染成藍色。68.若先用限制酶BamHI切開pZHZ11，然后滅活BamHI酶，再加DNA連接酶進行連接，最后將連接物導入足夠數(shù)量的大腸桿菌細胞中，則含3.1kb質粒的細胞顏色為；含3.6kb質粒的細胞顏色為。69.若將兩端分別用限制酶BamHI和BglHI切開的單個目的基因片段置換pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重組質粒，則目的基因長度為kb。70.上述4.9kb的重組質粒有兩種形式，若用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段；那么聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質粒，則可獲得kb和kb兩種DNA片段。71.若將人的染色體DNA片段先導入大腸桿菌細胞中克隆并鑒定目的基因，然后再將獲得的目的基因轉入植物細胞中表達，最后將產物的藥物蛋白注入小鼠體內觀察其生物功能是否發(fā)揮，那么上述過程屬于。A.人類基因工程B.動物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程專題15基因工程與細胞工程考情解讀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。重點知識梳理【知識網絡】知識點一、基因工程1．基因工程的基本工具限制酶DNA連接酶(運)載體作用切割目的基因和載體拼接DNA片段形成重組DNA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①E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端②T4DNA連接酶能連接黏性末端和平(口)末端①能在宿主細胞內穩(wěn)定存在并大量復制②有一個或多個限制酶切割位點③具有特殊的標記基因2．基因工程的操作步驟(1)目的基因的獲取：①從基因文庫中獲取。②利用PCR技術擴增。③用化學方法直接人工合成。(2)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。②基因表達載體的構建方法：(3)將目的基因導入受體細胞：植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術感受態(tài)細胞法(用Ca2＋處理)受體細胞受精卵、體細胞受精卵原核細胞(4)目的基因的檢測與鑒定：①目的基因插入檢測：DNA分子雜交。②目的基因轉錄檢測：(核酸)分子雜交。③目的基因翻譯檢測：抗原—抗體雜交。④個體生物學水平檢測：根據目的基因表達出的性狀判斷。知識點二、細胞工程1．動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)前處理無菌、用胰蛋白酶處理，使組織細胞相互分散開無菌、離體培養(yǎng)基成分葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素等培養(yǎng)基狀態(tài)液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基項目動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)過程動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細胞群離體的植物器官、組織或細脫分化再分化胞――→愈傷組織――→根、芽―→植物體能否培養(yǎng)成個體不能能應用舉例大規(guī)模生產有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；皮膚移植；檢測有毒物質的毒性等生產藥物；制造人工種子；培育轉基因作物等2．植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體的制備)理論基礎(原理)細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖融合前處理酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶等)注射特定抗原，免疫小鼠，獲取(效應)B淋巴細胞促融①物理法：離心、振動、電激等；①物化法：與植物細胞融合相同；②生物②化學法：聚乙二醇(PEG)法：滅活的仙臺病毒過程第一步：原生質體的制備；第二步：原生質體的融合；第三步：雜種細胞的篩選與培養(yǎng)；第四步：雜種植株的誘導與鑒定第一步：正常小鼠免疫處理；第二步：動物細胞融合；第三步：雜交瘤細胞篩選與培養(yǎng)；第四步：單克隆抗體的提純用途①克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交親本的組合范圍；②克服有性雜交的母系遺傳，獲得細胞質基因的雜合子，研究細胞質遺傳①制備單克隆抗體；②診斷、治療疾病，如生物導彈3．動物細胞核移植和單克隆抗體(1)動物細胞核移植：供體體細胞→細胞培養(yǎng)→體細胞(核)↓注入卵母細胞→減Ⅱ中期去核→無核卵母細胞→重組細胞→重組胚胎→代孕母?！雠c供體遺傳性狀相同的個體。(2)單克隆抗體：①單克隆抗體的制備過程： 融合 融合――→多種雜交細胞→在具有篩選作用的培養(yǎng)基上培養(yǎng)→克隆篩選出的雜免疫小鼠→B淋巴細胞交細胞→將不同種雜交細胞分開，并克隆專一抗體，檢驗陽性細胞→注射到小鼠體內或體外培養(yǎng)→獲得單克隆抗體。②雜交瘤細胞的特點：既能迅速大量繁殖，又能產生專一性抗體。③單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、產量大。高頻者點突破高頻考點一基因工程例12019全國卷Ⅰ·38）基因工程中可以通過PCR技術擴增目的基因?；卮鹣铝袉栴}。（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括和。________（2）生物體細胞內的DNA復制開始時，解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術擴增目的基因時，使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的。（3）目前在PCR反應中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是?！敬鸢浮浚?）基因組文庫cDNA文庫（2）解旋酶加熱至90~95℃氫鍵（3）Taq酶熱穩(wěn)定性高，而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活【解析】（1）基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫（CDNA文庫前者包括一種生物的全部基因，后者只包括一種生物的部分基因。（2）體內進行DNA復制時，需要解旋酶和DNA聚合酶，解旋酶可以打開雙鏈之間的氫鍵，DNA聚合酶可以催化磷酸二酯鍵的形成。在體外進行PCR擴增時，利用高溫變性即加熱至90-95℃,破壞雙鏈之間的氫鍵，使DNA成為單鏈。解旋酶和高溫處理都破壞了DNA雙鏈中堿基對之間的氫鍵。（3）由于在PCR過程中，需要不斷的改變溫度，該過程中涉及較高溫度處理變性，大腸桿菌細胞內的DNA聚合酶在高溫處理下會變性失活，因此PCR過程中需要用耐高溫的TaqDNA聚合酶催化。【舉一反三】真核生物基因中通常有內含子，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含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)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。_______________________________________________________________________________________(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，不選用作為載體，其原因是。(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 (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，可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻，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。____________________________________________________________________________________________【解析】(1)人是真核生物，從人的基因組文庫中獲得的基因A有內含子，而受體細胞大腸桿菌是原核生物，原核生物基因中沒有內含子，相應的就沒有切除內含子對應的RNA序列的機制，故無法表達出蛋白A。(2)噬菌體是專一性侵染細菌的病毒，以細菌為宿主細胞，而昆蟲病毒侵染的是昆蟲，以昆蟲為宿主細胞。家蠶屬于昆蟲，故應選用昆蟲病毒作為載體。(3)與家蠶相比，大腸桿菌具有繁殖快、容易培養(yǎng)等優(yōu)點，故要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。(4)檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用抗原—抗體雜交法。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗中，S型細菌的DNA可以使R型細菌發(fā)生轉化，說明可調控多糖莢膜產生的基因整合到了R型細菌的DNA分子中并成功得以表達。也就是說DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體并進行表達，這就為基因工程理論的建立提供了啟示?！敬鸢浮?1)基因A有內含子，在大腸桿菌中，其初始轉錄產物中與內含子對應的RNA序列不能被切除，無法表達出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細菌，而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體【變式探究】為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C（圖1擬將其與質粒（圖2）重組，再借助農桿菌導入菊花中。下列操作與實驗目的不符的是()A．用限制性核酸內切酶EcoRI和連接酶構建重組質粒B．用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因導入細胞C．在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉化的菊花細胞D．用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上【答案】C【解析】用限制性核酸內切酶EcoRI處理目的基因和質粒，可以使目的基因兩側和質粒產生相同的黏性末端，再用連接酶把切口連起來就能構建成重組質粒，A正確；農桿菌轉化法適用于雙子葉植物或裸子植物，菊花屬于雙子葉植物，故可用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因導入細胞，B正確；質粒中只有潮霉素抗性基因，被轉化的菊花細胞只對潮霉素具有抗性，在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，不能篩選被轉化的菊花細胞，C錯誤；檢測目的基因是否整合到受體細胞的染色體上，可采用DNA分子雜交技術，D正確?！咀兪教骄俊磕骋毁|粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用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化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有(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；并且和的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是。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粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于?！窘馕觥?1)質粒作為載體，應具備的基本條件有：有一個至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受體細胞中能自我復制，或能整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行同步復制；有特殊的標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇等等。(2)在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素進行篩選，其中未被轉化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌，因不含氨芐青霉素抗性基因而都不能在此培養(yǎng)基上存活，二者不能區(qū)分。含有質粒載體的大腸桿菌和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，都能在此培養(yǎng)基上存活，二者也不能區(qū)分。若要將含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌進一步篩選出來，還需要使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基。(3)某些噬菌體經改造后作為載體，導入受體細胞后，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞?！敬鸢浮?1)能自我復制、具有標記基因(答出兩點即可)(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長含有質粒載體含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細胞【變式探究】圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內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EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。根據基因工程的有關知識，回答下列問題：(1)經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子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有，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?！窘馕觥?1)由題圖可知，BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種限制性內切酶的共同識別序列是——GATC——，——CTAG——二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經BamHⅠ酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達載體被Sau3AⅠ酶切后的產物連接。(2)在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的首端，終止子應位于目的基因的尾端，這樣基因才能順利地轉錄，再完成翻譯過程，即順利表達。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，丙所示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錄，因此目的基因不能表達。(3)常見的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端?！敬鸢浮?1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和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錄(3)E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶【舉一反三】HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的，以其作為模板，在的作用下合成，獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。______(2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是。_________________________(3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)人的免疫系統(tǒng)有癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤?！窘馕觥?1)HIV的遺傳物質是RNA，所以要想獲得相應的目的基因，應以HIV的RNA為模板，在逆轉錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。(2)目的蛋白注入機體后相當于抗原。在抗原的刺激下，機體進行體液免疫，由漿細胞產生相應抗體(分泌蛋白)，由于該抗體能與目的蛋白(抗原)發(fā)生特異性結合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確定體內有無HIV。(3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細胞，從而降低機體免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)癌細胞在機體中屬于抗原，人體的免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)控和清除癌細胞。【答案】(1)RNA逆轉錄酶cDNA(或DNA)(2)抗體抗原抗體特異性結合(3)T(或T淋巴)(4)監(jiān)控和清除高頻考點二細胞工程例2、（2019江蘇卷·23）下圖為雜交瘤細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT-在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是A．可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合B．兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長C．雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產D．細胞膜的流動性是細胞融合的基礎【答案】ACD【解析】誘導動物細胞融合的方法有電激、聚乙二醇、滅活的病毒（如滅活的仙臺病毒）等，A正確；兩兩融合的細胞包括免疫B細胞與免疫B細胞融合的具有同種核的細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合的具有同種核的細胞、免疫B細胞與骨髓瘤細胞融合的雜交瘤細胞，骨髓瘤細胞雖然能無限增殖，但缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶，免疫B細胞雖然有次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶，但不具有無限增殖的本領，所以在HAT篩選培養(yǎng)液中，兩兩融合的具有同種核的細胞都無法生長，只有雜交瘤細胞才能生長，B錯誤；因每個免疫B細胞只分泌一種特異性抗體，因此在HAT篩選培養(yǎng)液中篩選出來的眾多的雜交瘤細胞所分泌的抗體，不一定都是人類所需要的，還需要進一步把能分泌人類所需要抗體的雜交瘤細胞篩選出來，C正確；動物細胞融合是以細胞膜的流動性為基礎的，D正確?！九e一反三】牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是()A．H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌B．應選用原腸胚做雌雄鑒別C．鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D．用H-Y抗原免疫母?？色@得相應抗體【答案】D【解析】單克隆抗體由雜交瘤細胞分泌，A錯誤；做雌雄性別鑒別應選擇囊胚期的滋養(yǎng)層細胞，B錯誤；由于是利用乳腺生物反應器進行生物制藥，則鑒別后的雌性胚胎可直接做胚胎移植，雄性胚胎沒有意義，C錯誤；H-Y抗原免疫母牛，使其體內產生體液免疫，產生相應的漿細胞，獲得相應抗體，D正確。【變式探究】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，則小鼠最少需要經過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淋巴細胞的是小鼠，理由是。______________________(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,___________________________________________體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是。(3)雜交瘤細胞中有個細胞核，染色體數(shù)目最多是條。(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是?！窘馕觥?1)分析題圖可知，經4次免疫后，小鼠Y的血清抗體效價就可達到16000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗體效價最高，故最適合用于制備B淋巴細胞。(2)細胞融合實驗中，由于細胞融合是隨機的，而且誘導融合率不可能達到100%，所以會有未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、融合的具有同種核的細胞和雜交瘤細胞三種類型。(3)雜交瘤細胞同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的核物質，但細胞核只有一個。由于雜交瘤細胞在分裂過程中染色體會丟失，故細胞核中染色體數(shù)目最多是40＋60＝100(條)。(4)B淋巴細胞已經分化，沒有無限增殖的潛能?！敬鸢浮?1)4YY小鼠的血清抗體效價最高(2)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細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%(4)不能無限增殖【變式探究】科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，其培育過程如圖所示：(1)植物體細胞雜交依據的生物學原理有。(2)過程①常用的酶是，細胞融合完成的標志是。(3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑誘導融合，在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察，根據細胞膜表面熒光的不同可觀察到種不同的原生質體，當觀察到時可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(4)過程③和過程④依次為，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是。(5)若番茄細胞內含m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于植株?！窘馕觥?1)植物體細胞雜交包括原生質體融合和培育雜種植株兩大步驟，兩者的原理分別是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。(2)去除細胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶，細胞融合完成的標志是形成新的細胞壁。(3)化學促融劑是聚乙二醇，兩兩融合的原生質體有三種：番茄—番茄、番茄—馬鈴薯、馬鈴薯—馬鈴薯，其中雜種細胞的細胞表面有兩種顏色的熒光。(4)過程③和過程④分別表示脫分化和再分化，誘導細胞分化所用的植物激素主要是生長素和細胞分裂素。(5)“番茄—馬鈴薯”體細胞有m＋n條染色體，有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，由配子發(fā)育成的個體均為單倍體?！敬鸢浮?1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性(2)纖維素酶和果膠酶形成了新的細胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)3融合的細胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光(4)脫分化和再分化生長素和細胞分裂素(5)2(m＋n)單倍體真題感悟1.（2019江蘇卷·16）下列生物技術操作對遺傳物質的改造，不會遺傳給子代的是A．將胰島素基因表達質粒轉入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌B．將花青素代謝基因導入植物體細胞，經組培獲得花色變異植株C．將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛D．將腺苷酸脫氨酶基因轉入淋巴細胞后回輸患者，進行基因治療【答案】D【解析】將含胰島素基因表達載體的重組質粒轉入大腸桿菌獲得的轉基因菌，可以通過二分裂將胰島素基因傳給后代，A不符合題意；將花青素代謝基因導入植物體細胞，再經植物組織培養(yǎng)獲得的植株所有細胞均含有花青素代謝基因，花青素代謝基因會隨該植物傳給后代，B不符合題意；將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛所有細胞均含有腸乳糖酶基因，可以遺傳給后代，C不符合題意；該患者進行基因治療時，只有淋巴細胞含有該腺苷酸脫氨酶基因，性原細胞不含該基因，故不能遺傳給后代，D符合題2.（2019江蘇卷·16）下列生物技術操作對遺傳物質的改造，不會遺傳給子代的是A．將胰島素基因表達質粒轉入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌B．將花青素代謝基因導入植物體細胞，經組培獲得花色變異植株C．將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛D．將腺苷酸脫氨酶基因轉入淋巴細胞后回輸患者，進行基因治療【答案】D【解析】將含胰島素基因表達載體的重組質粒轉入大腸桿菌獲得的轉基因菌，可以通過二分裂將胰島素基因傳給后代，A不符合題意；將花青素代謝基因導入植物體細胞，再經植物組織培養(yǎng)獲得的植株所有細胞均含有花青素代謝基因，花青素代謝基因會隨該植物傳給后代，B不符合題意；將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛所有細胞均含有腸乳糖酶基因，可以遺傳給后代，C不符合題意；該患者進行基因治療時，只有淋巴細胞含有該腺苷酸脫氨酶基因，性原細胞不含該基因，故不能遺傳給后代，D符合題3.（2019江蘇卷·23）下圖為雜交瘤細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT-在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是A．可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合B．兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長C．雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產D．細胞膜的流動性是細胞融合的基礎【答案】ACD【解析】誘導動物細胞融合的方法有電激、聚乙二醇、滅活的病毒（如滅活的仙臺病毒）等，A正確；兩兩融合的細胞包括免疫B細胞與免疫B細胞融合的具有同種核的細胞、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合的具有同種核的細胞、免疫B細胞與骨髓瘤細胞融合的雜交瘤細胞，骨髓瘤細胞雖然能無限增殖，但缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶，免疫B細胞雖然有次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶，但不具有無限增殖的本領，所以在HAT篩選培養(yǎng)液中，兩兩融合的具有同種核的細胞都無法生長，只有雜交瘤細胞才能生長，B錯誤；因每個免疫B細胞只分泌一種特異性抗體，因此在HAT篩選培養(yǎng)液中篩選出來的眾多的雜交瘤細胞所分泌的抗體，不一定都是人類所需要的，還需要進一步把能分泌人類所需要抗體的雜交瘤細胞篩選出來，C正確；動物細胞融合是以細胞膜的流動性為基礎的，D正確。4.（2019全國卷II·38）植物組織培養(yǎng)技術在科學研究和生產實踐中得到了廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}。（1）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）。（2）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。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質，因此應含有植物激素、 和等幾類物質（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）?！敬鸢浮浚?）能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快（2）有利于胚狀體進行呼吸作用礦質元素糖（3）莖尖培養(yǎng)誘導分化（4）含目的基因的細胞———愈傷組織————小植株【解析】（1）植物微型繁殖是指用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術，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：保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。（2）人工種子的胚狀體在進行細胞呼吸時，需要從外界環(huán)境吸收O2，并將產生的CO2釋放到外界環(huán)境中，因此人工種皮具備透氣性的作用是：有利于胚狀體進行呼吸作用，以保持胚狀體的活力。人工胚乳的作用是為胚狀體的發(fā)育提供營養(yǎng)，因此應含有植物激素、礦質元素、糖等物質。（3）植物分生區(qū)附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒，因此為了獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進行組織培養(yǎng)。（4）將含有目的基因的植物細胞培養(yǎng)為一個完整的轉基因植物，需借助植物組織培養(yǎng)技術才能實現(xiàn)，其基本程序是：。5.（2019江蘇卷·29）利用基因編輯技術將病毒外殼蛋白基因導入豬細胞中，然后通過核移植技術培育基因編輯豬，可用于生產基因工程疫苗。下圖為基因編輯豬培育流程，請回答下列問題：（1）對1號豬使用處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處在時期的卵母細胞用于核移植。（2）采集2號豬的組織塊，用處理獲得分散的成纖維細胞，放置于37℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是。（3）為獲得更多基因編輯豬，可在胚胎移植前對胚胎進行。產出的基因編輯豬的性染色體來自于號豬。（4）為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導入4號豬并正常表達，可采用的方法有