高考生物二輪復(fù)習(xí)十二現(xiàn)代生物科技學(xué)案

專題十二現(xiàn)代生物科技

［考綱要求］

1.基因工程的誕生(I)2.基因工程的原理及技術(shù)(H)3.基因工程的應(yīng)用

(H)4.蛋白質(zhì)工程(I)5.植物的組織培養(yǎng)(H)6.動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克

隆(II)7.細(xì)胞融合與單克隆抗體(II)8.動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與胚胎工程

的理論基礎(chǔ)(I)9.胚胎干細(xì)胞的移植(I)10.胚胎工程的應(yīng)用(II)11.轉(zhuǎn)基因

生物的安全性(I)12.生物武器對(duì)人類的威脅(1)13.生物技術(shù)中的倫理問(wèn)題

(I)14.簡(jiǎn)述生態(tài)工程的原理(II)15.生態(tài)工程的實(shí)例(I)16.DNA的粗提取

和鑒定(II)

網(wǎng)絡(luò)前測(cè)——主干知識(shí)再回顧

基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生廣￥因I程?細(xì)胞「.樗的發(fā)屣歷科

來(lái)源和特點(diǎn)：限制性核酸內(nèi)切腳一|

DNA連接腳+D'AiR組技術(shù)的牖小IHJ_「植物組織培養(yǎng)技術(shù)

T技t植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

共令條件；M內(nèi)進(jìn)入受體細(xì)胞的莪體??

術(shù)

從

從掂閃文作中於取H的基因二遇「植物繁殖的新途徑

利用PCR技術(shù)擴(kuò)增H的基因一卜11的基因的強(qiáng)取一因匚￡一卜作物新品種的培育

廠E

通過(guò)D、A合成儀人工合成H的基因」|程律H

川」細(xì)袍產(chǎn)物的T.廠化生產(chǎn)

的

將H的基因?qū)胫参锛?xì)胞］拓因友達(dá)巧的構(gòu)建一基

廠動(dòng)物細(xì)胞培推

將H的基因與入動(dòng)物細(xì)胞一卜將H的基伏呼人盲體細(xì)胞一本

一動(dòng)物體細(xì)胞核移植和克降動(dòng)物

操

格目的M因恃入做牛物細(xì)則」

作一動(dòng)物細(xì)胞融合

步

一玳克隆抗體

分子水T的檢溶—|_的基因的檢測(cè)與鑒定一驟

M-

個(gè)體小物學(xué)水平的鱉定一杯廠?胚給I.程的建1

一體內(nèi)受精和r期胚胎發(fā)育

植物基因1二秤候果累米一|胎

--體外受精和狀期胚胎培養(yǎng)

動(dòng)物基因I：程前景廣圈一

一M因I：程的應(yīng)用_一胚胎「.程的應(yīng)用及前景

UIMI.程藥物廿軍突起一

手因治療陰光初熙一I生態(tài)?程的興起

白質(zhì)理?

atI一關(guān)注生態(tài)1程建設(shè)

生物技術(shù)引發(fā)的社會(huì)爭(zhēng)論《—物質(zhì)循環(huán)再生陳理

生

性

t的

物

態(tài)

和

轉(zhuǎn)M因成果令人嘆為現(xiàn)止一|基種多樣性蟆理

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對(duì)轉(zhuǎn)M因生物安全性的爭(zhēng)論+轉(zhuǎn)柱因牛物的安全性--—本

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理性喬待轉(zhuǎn)基因技術(shù)」的?'?.

體性頗現(xiàn)

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安)'|'

關(guān)注，I物技術(shù)的倫理問(wèn)題《＜—全系統(tǒng)學(xué)和I.程學(xué)原理

禁止土物武器―生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)收前狀

［鏈接高考］

考點(diǎn)1基因工程及蛋白質(zhì)工程

1.(2019?全國(guó)卷I)基因工程中可以通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。回答下列

問(wèn)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(kù)中獲得。

基因文庫(kù)包括和O

(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時(shí)，解開DNA雙鏈的酶是°在

體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條

件是o上述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分

子中的o

(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原

因是

答案(1)基因組文庫(kù)cDNA文庫(kù)

(2)解旋酶加熱至90?95c氫鍵

(3)7?應(yīng)酶熱穩(wěn)定性高，而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會(huì)失活

解析(1)基因工程中的基因文庫(kù)包括基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)(或cDNA

文庫(kù))。

(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時(shí)，通過(guò)解旋酶解開DNA雙鏈。在體外

利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，通過(guò)高溫(90?95C)使反應(yīng)體系中的模板DNA

解鏈為單鏈。上述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的氫鍵。

(3)大腸桿菌DNA聚合酶不耐高溫，在高溫下會(huì)失活，而PCR反應(yīng)體系中

加入的聚合酶需耐高溫，故在PCR反應(yīng)中要用能耐高溫的預(yù)酶。

2.(2018?全國(guó)卷I)回答下列問(wèn)題：

(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Coben)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后

導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)，該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明

了(答出兩

點(diǎn)即可)。

(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)Ca2+參與的方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)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(guò)侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)

胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是O

(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能

會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的大腸桿

菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過(guò)程中應(yīng)添加的抑制劑。

答案(1)體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞；真核生物基因可在原核細(xì)胞

中表達(dá)

(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(噬菌體蛋白)細(xì)菌

(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶

解析(1)將非洲爪蟾核精體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)

行了表達(dá)，該過(guò)程證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞，真核生物基因可在

原核細(xì)胞中表達(dá)等。

(2)用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，可以增大細(xì)胞膜的通透性，使重組的質(zhì)粒更

容易導(dǎo)入到受體細(xì)胞內(nèi)，因此體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)Ca2+參與的轉(zhuǎn)化方法導(dǎo)入

大腸桿菌細(xì)胞。體外重組的噬菌體DNA通常需與蛋白質(zhì)外殼組裝成完整的噬菌

體后，才能通過(guò)侵染的方法將重組噬菌體DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。噬菌體侵染的是

細(xì)菌，而不能寄生在其他細(xì)胞中，因此可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是細(xì)菌。

(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能

會(huì)被降解，為防止蛋白質(zhì)被降解，可以選用不能產(chǎn)生該蛋白酶的缺陷型細(xì)菌以及

使用能夠抑制蛋白酶活性的藥物，因此為防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用蛋

白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過(guò)程中應(yīng)添加蛋白酶的抑

制劑。

3.(2018.全國(guó)卷II)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒

光，這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)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(jiǎn)稱為甲),

并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)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。

啟動(dòng)子L1基因CFP基因終止子

1

ElE2E3E4

回答下列問(wèn)題：

(1)據(jù)圖推斷，該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí)，使用了兩種限制筋，這兩種酶

是。使用這兩種酶進(jìn)行前切是為了保證,也是為了

保證。

(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后，若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，

則說(shuō)明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過(guò)程。

(3)為了獲得含有甲的牛，該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光

細(xì)胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。

(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，某同學(xué)用PCR方法進(jìn)

行鑒定。在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填“mRNA”“總

RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。

答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接

(2)轉(zhuǎn)錄翻譯

(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞

(4)核DNA

解析(1)甲是將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5'末端

而獲得的LI-GFP融合基因，據(jù)此結(jié)合題意并分析圖示可知：該團(tuán)隊(duì)在將甲插

入質(zhì)粒P0時(shí)，如果用E2或E3,則目的基因不完整，而使用E1和E4這兩種限

制酶進(jìn)行酶切保證了甲的完整，而且也保證了甲與載體正確連接，因此，使用的

兩種限制酶是E1和E4。

(2)構(gòu)建的真核表達(dá)載體P1中含有GFP基因，而GFP基因的表達(dá)產(chǎn)物“某

種熒光蛋白(GFP)”在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光，故GFP基因可以作

為標(biāo)記基因，若在導(dǎo)入P1的牛皮膚細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，則說(shuō)明L1基因

在牛的皮膚細(xì)胞中完成了表達(dá)?；虻谋磉_(dá)過(guò)程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。

(3)若要獲得含有甲的牛，可采用核移植技術(shù)，即將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞

的細(xì)胞核移入牛的去核卵母細(xì)胞中獲得重組細(xì)胞，并將該重組細(xì)胞在體外培養(yǎng)成

重組胚胎，再經(jīng)過(guò)胚胎移植等獲得含有甲的牛。

(4)PCR是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，是一種在生物體外復(fù)制特定DNA片段的

核酸合成技術(shù)。若利用PCR方法檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，

則應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的核DNA作為PCR模板。

4.(2017?全國(guó)卷II)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化

幾J.質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的

能力?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)藥的mRNA,常選

用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是“提取

RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是o

(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是

____________________________________________________________________O

(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目

的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是

(答出兩點(diǎn)即可)。

(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是

O

(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(méi)有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是

答案(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解

⑵在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合

成cDNA

(3)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子

(4)磷酸二酯鍵

(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常

解析(1)與老葉相比，嫩葉組織細(xì)胞易破碎，容易提取到幾丁質(zhì)酶的

mRNAo提取RNA時(shí)，提取液中添加RNA酶抑制劑可防止RNA被RNA酶催

化降解。

(2)以mRNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，通過(guò)

逆轉(zhuǎn)錄(反轉(zhuǎn)錄)可以獲得cDNAo

(3)因該目的基因是通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄形成的，無(wú)表達(dá)所需的啟動(dòng)子，也無(wú)在受體

細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制所需的復(fù)制原點(diǎn)等，所以在受體細(xì)胞內(nèi)不能穩(wěn)定存在和表達(dá)，也

不能遺傳下去。

(4)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，DNA連接酶能催化目的基因和質(zhì)粒載體這兩個(gè)

DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。

(5)轉(zhuǎn)基因植株的基因組中含有幾丁質(zhì)酶基因，但該植株抗真菌的能力并沒(méi)

有提高，可能是由于轉(zhuǎn)錄或翻譯異常，即幾丁質(zhì)酶基因未能正常表達(dá)。

5.(2016?全國(guó)卷I)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到4叼/或Tef

中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(4〃伊表示氨葦青霉素抗性基因，Tef表示四環(huán)素抗性

基因)。有人將此質(zhì)粒載體用反如HI酶切后，與用切mHI前切獲得的目的基

因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。

結(jié)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(wèn)題：

啟動(dòng)子

(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有

(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件

外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。

(2)如果用含有氨節(jié)青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,

未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是

____________________________________________________;并且_____________和

________________________________________________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原

因是。在上述篩選的基礎(chǔ)

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

_________________的固體培養(yǎng)基。

(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原

料來(lái)自于o

答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因

(2)二者均不含有氨年青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒

載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨節(jié)

青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素

(3)受體細(xì)胞

解析(1)質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、

含有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)等。

(2)由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞中均不含有氧節(jié)青

霉素抗性基因，所以在含有氨羊青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長(zhǎng)。質(zhì)粒載體上含有

氨羊青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨

節(jié)青霉素抗性基因(四環(huán)素抗性基因被破壞)，所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目

的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞均能在含有氨節(jié)青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但前者可以在

含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出

含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。

(3)噬菌體屬于病毒，通常病毒增殖過(guò)程中所需的原料、酶等均來(lái)自于受體

細(xì)胞。

6.(2015?全國(guó)卷H)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋

白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位

的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P。不但保留P的功能，而且具有了

醐的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的

_____________進(jìn)行改造。

(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得Pi基因的途徑有修飾________基因或合成

________基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包

括的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：

(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能

出發(fā)，通過(guò)和,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧

核昔酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)

的生物進(jìn)行鑒定。

答案（1）氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）

（2）PPiDNA和RNA（或遺傳物質(zhì)）

DNA-RNA、RNA-DNA、RNA-

蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）

（3）設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列，功能

解析（1）從題中所述資料可知，將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，

240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸后，該蛋白質(zhì)的功能發(fā)生了改變，此過(guò)程是通過(guò)

對(duì)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸序列進(jìn)行改造，進(jìn)而改變了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而改變了蛋

白質(zhì)的功能。

（2）在蛋白質(zhì)工程中，目的基因可以以P基因序列為基礎(chǔ)，對(duì)生物體內(nèi)原有P

基因進(jìn)行修飾，也可以人工合成新的Pi基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心

法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括DNA和RNA復(fù)制，以及遺傳信息在不同分

子之間的流動(dòng)，即DNAfRNA、RNA-DNA、RNA-蛋白質(zhì)。

（3）蛋白質(zhì)工程的基本途徑是預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推

測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列一找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基因）一表達(dá)出蛋白質(zhì)，經(jīng)

過(guò)該過(guò)程得到的蛋白質(zhì)，需要對(duì)其生物功能進(jìn)行鑒定，以保證其發(fā)揮正常作用。

考點(diǎn)2細(xì)胞工程

1.（2019.全國(guó)卷n）植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛

的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題。

（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(shù)的特點(diǎn)有________________________________________（答出2點(diǎn)

即可）。

（2）通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體,再通過(guò)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(zhǎng)。

人工種皮具備透氣性的作用是。人工胚乳能夠?yàn)榕郀?/p>

體生長(zhǎng)提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、________和等幾類物質(zhì)。

（3）用脫毒苗進(jìn)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(jìn)行組織培養(yǎng)。

⑷植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目

的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的基本程序是_____________________(用流

程圖表示)。

答案(1)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(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖

(3)莖尖

培養(yǎng)誘導(dǎo)分化

(4)含目的基因的細(xì)胞一一＞愈傷組織一一＞小植株

解析(1)植物微型繁殖屬于植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是能保持植物原有

的遺傳特性、繁殖速度快等。

(2)人工種皮具備透氣性，使胚狀體易獲得氧氣，有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作

用。植物的生長(zhǎng)需要有機(jī)物和無(wú)機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)，人工胚乳中應(yīng)含有植物激素、礦質(zhì)

元素和糖等幾類物質(zhì)，這些物質(zhì)都是胚狀體生長(zhǎng)所必需的。

(3)植物的莖尖含病毒較少，適合用其進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。

(4)植物組織培養(yǎng)中主要包含脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程，結(jié)合基因工程，培

培養(yǎng)誘導(dǎo)分化

育轉(zhuǎn)基因植株的過(guò)程為：含目的基因的細(xì)胞一一^愈傷組織一小植株。

2.(2019?全國(guó)卷III)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過(guò)程如

圖所示。

切取潔凈切取1cm。左誘導(dǎo)組織誘導(dǎo)愈傷

對(duì)根段接種

的胡蘿卜右?guī)в?形成?塊形成愈組織形成

'進(jìn)行消毒~組織塊

根段層的組織塊傷組織試管苗

①②③④⑤⑥

回答下列問(wèn)題。

(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以

培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有O

(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是o

(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(guò)細(xì)胞的過(guò)程，最終可形成試管苗。

(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是o

(5)經(jīng)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。

答案(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)

(2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織

(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞

分裂素的比例不同分化(或答：再分化)

(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用

(5)遺傳特性無(wú)性

解析(1)植物細(xì)胞具有全能性，故用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植

株。

(2)形成層細(xì)胞分化程度低、全能性高，易培養(yǎng)成功，所以要選取含有形成

層的組織塊進(jìn)行組織培養(yǎng)。

(3)培養(yǎng)愈傷組織過(guò)程中，需要一定的營(yíng)養(yǎng)和激素誘導(dǎo)等條件，步驟⑤為脫

分化過(guò)程，步驟⑥為再分化過(guò)程，兩者在培養(yǎng)過(guò)程中需要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素

的比例不同，所以，從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基上愈傷組

織通過(guò)細(xì)胞的分化(再分化)過(guò)程，最終可形成試管苗。

(4)試管苗需要照光培養(yǎng)，以便誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合

作用，培養(yǎng)成正常的植株。

(5)通過(guò)組織培養(yǎng)獲得的植株是在離體植物器官、組織、細(xì)胞等的基礎(chǔ)上獲

得的，其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有全能性，一般可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的融合，屬于無(wú)性繁殖。

3.(2018.全國(guó)卷m)2018年《細(xì)胞》期刊報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家率先成功地應(yīng)用

體細(xì)胞對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。

回答下列問(wèn)題：

(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過(guò)程，核移植是指

_____________________________________________o通過(guò)核移植方法獲得的克隆

猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目(填“減半”“加倍”

或“不變”)o

(2)哺乳動(dòng)物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞

核移植獲得克隆動(dòng)物的難度(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其

原因是。

(3)在哺乳動(dòng)物核移植的過(guò)程中，若分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作

為核供體，通常，所得到的兩人克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目(填”相

同”或“不相同”)，性染色體組合(填“相同”或“不相同”)o

答案(1)將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞

中不變

(2)小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對(duì)容易

(3)相同不相同

解析(1)核移植是指將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞

核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)胚胎最后發(fā)育成為動(dòng)物

個(gè)體。通過(guò)核移植方法獲得的克隆猴的細(xì)胞核來(lái)自供體，因此克隆猴體細(xì)胞的染

色體數(shù)目和供體一致。

(2)胚胎細(xì)胞核移植的難度小于體細(xì)胞核移植，其原因是動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化

程度低，恢復(fù)其全能性相對(duì)容易。

(3)哺乳動(dòng)物雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞染色體中常染色體數(shù)目相同，性

染色體前者是XX,后者是XY,因此分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作為

核供體，通常所得到的兩個(gè)克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目相同，性染色體組合

不同。

4.(2017?全國(guó)卷HI)編碼蛋白甲的DNA序歹U(序列甲)由A、B、C、D、E五

個(gè)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。

(1)現(xiàn)要通過(guò)基因工程的方法獲得蛋白乙，若在啟動(dòng)子的下游直接接上編碼

蛋白乙的DNA序歹iJ(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)

入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙，原因是

(2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過(guò)程中，在PCR反應(yīng)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(guò)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(xì)胞增殖的作用，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將一定量的含T淋

巴細(xì)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(duì)照，培養(yǎng)并定期檢測(cè)T淋巴細(xì)胞濃度，結(jié)果如圖2。

①由圖2可知：當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到。時(shí)，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞

濃度不再增加，此時(shí)若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖，可采用的方法是

o細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,

CO2的作用是o

②僅根據(jù)圖1、圖2可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，若缺少(填

“6”伊笛”“。喊乍”)片段所編碼的肽段，則會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效

果。

答案⑴編碼乙的DNA序列起始端無(wú)ATG,轉(zhuǎn)錄出的mRNA無(wú)起始密碼

子

⑵模板dNTP

(3)①進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pH②C

解析(1)若在啟動(dòng)子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列

(TTCGCTTCT.......CAGGAAGGA),則基因表達(dá)載體中編碼乙的DNA序列起始

端無(wú)ATG,無(wú)論以DNA的哪條鏈為模板，轉(zhuǎn)錄出的mRNA都無(wú)起始密碼子AUG,

使所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙。

(2)在PCR技術(shù)中，除了弓物和耐高溫的DNA聚合酶外，還需要序列甲(DNA

片段)作為模板，dNTP(脫氧核糖核普三磷酸)作為原料。

(3)①當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到〃時(shí)，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增

加，可能是由于發(fā)生了接觸抑制，可用胰蛋白酶處理貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞，制成細(xì)胞

懸液分瓶繼續(xù)傳代培養(yǎng)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。

②對(duì)照分析圖1和圖2可知，能刺激T淋巴細(xì)胞增殖的甲和乙中都含有C

片段，而對(duì)T淋巴細(xì)胞增殖促進(jìn)作用很弱的丙中沒(méi)有C片段，據(jù)此可知，若缺

少C片段所編碼的肽段，則會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。

［素養(yǎng)提升］

1.中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所的三個(gè)研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三年努力，利用基因編

輯技術(shù)(CRISPR/Cas9),敲除了體外受精源猴胚胎中的生物節(jié)律核心基因

BMAL1,產(chǎn)生了一批3MAL1基因缺失的驕猴。并利用克隆技術(shù)，首次成功構(gòu)建

了一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂添猴模型。目前這些貓猴具有晝夜活動(dòng)紊

亂、睡眠障礙、焦慮和精神分裂癥等表型，這為模擬人的節(jié)律紊亂相關(guān)疾病邁出

了關(guān)鍵的一步?；卮鹨韵聠?wèn)題：

(1)新一代基因編輯工具由Cas9和向?qū)NA(一段能特異性引導(dǎo)Cas9到靶序

列處的RNA)構(gòu)成。該復(fù)合體能與DNA分子上的特定序列結(jié)合，并在合適位點(diǎn)

切斷DNA雙鏈，由此可知Cas9屬于基因工程中的酶，切開的是

鍵。一般來(lái)說(shuō)，在使用基因編輯工具對(duì)不同DNA進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用

Cas9和(填“相同”或“不同”)的向?qū)NA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯。

(2)從分子水平上分析，科研人員可采用技術(shù)檢測(cè)是否成功敲除了

狒猴的基因。

(3)體細(xì)胞克隆猴產(chǎn)生過(guò)程中涉及的生物工程技術(shù)有(至

少答三點(diǎn))。

(4)選狒猴作實(shí)驗(yàn)對(duì)象的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：獅猴除了具有晝行性這一特性外,

在_____________________上與人類高度相似，可以用來(lái)研究腦疾病和高級(jí)認(rèn)知功

能。

(5)上述成果表明我國(guó)正式開啟了批量化、標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建疾病克隆猴模型的新

時(shí)代，這有助于一些重大疾病早期診斷與干預(yù)，縮短藥物,提高藥物研

發(fā)成功率，加快我國(guó)新藥創(chuàng)制與研發(fā)的進(jìn)程。

答案(1)限制磷酸二酯不同

(2)DNA分子雜交

(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等

(4)腦的結(jié)構(gòu)和功能

(5)研發(fā)周期

解析(1)新一代基因編輯工具由Cas9和向?qū)NA(一段能特異性引導(dǎo)Cas9

到靶序列處的RNA)構(gòu)成。該復(fù)合體能與DNA分子上的特定序列結(jié)合，并在合

適位點(diǎn)切斷DNA雙鏈，由此可知Cas9屬于基因工程中的限制晦，切開的是磷

酸二酯鍵。向?qū)NA可特異性引導(dǎo)Cas9到靶序列處，一敢來(lái)說(shuō)，在使用基因

編輯工具對(duì)不同DNA進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用Cas9和不同的向?qū)NA進(jìn)行基因的

相關(guān)編輯。

(2)從分子水平上分析，和研人員可以采用DNA分子雜交技術(shù)，檢測(cè)是否成

功敲除了軟猴的8MAL1基因。

(3)體細(xì)胞克隆猴產(chǎn)生過(guò)程中涉及的生物工程技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、

早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。

(4)選物猴作實(shí)驗(yàn)對(duì)象的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：秣猴除了具有晝行性這一特性外,

在腦的結(jié)構(gòu)和功能上與人類高度相似，可以用來(lái)作為研究腦疾病和高級(jí)認(rèn)知功能

的模型動(dòng)物。

(5)我國(guó)正式開啟了批量化、標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建疾病克隆猴模型的新時(shí)代，這有助

于一些重大疾病早期診斷與干預(yù)，縮短藥物研發(fā)周期，提高藥物研發(fā)成功率，加

快我國(guó)新藥創(chuàng)制與研發(fā)的進(jìn)程。

2.女性懷孕后會(huì)分泌一種糖蛋白——絨毛膜促性腺激素(HCG),尿液中會(huì)

檢出HCG的存在。用抗HCG單克隆抗體制備的試紙可以測(cè)試女性是否懷孕。

如圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請(qǐng)分析回答：

HCG㈣小鼠一喘巖一|融錠選擇培養(yǎng)檢測(cè)大規(guī)模抗HCG單

骨髓瘤細(xì)胞‘~-"培養(yǎng)’克隆抗體

(1)制備單克隆抗體利用的生物學(xué)技術(shù)有和O給小

鼠注射的HCG相當(dāng)于,注射后小鼠體內(nèi)發(fā)生的特異性免疫

反應(yīng)類型是o

(2)促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合得到乙，常采用的方法有

⑶用特定的選擇培養(yǎng)基對(duì)乙篩選，得到的細(xì)胞丙的特點(diǎn)是

(4)對(duì)丙檢測(cè)篩選得到丁，采用的方法是o

生產(chǎn)的單克隆抗體可以與特異性結(jié)合，從而診斷早

孕。

1t

y檢

1AX測(cè)

標(biāo)

線

志

線

(5)將驗(yàn)孕試紙標(biāo)有MAX標(biāo)志線的一端插入待測(cè)尿液中(尿液不能沒(méi)過(guò)MAX

標(biāo)志線)，片刻后取出試紙平放，若尿液中含有HCG,其會(huì)隨尿液向右擴(kuò)散，與

包埋在標(biāo)志線右側(cè)區(qū)域的被顯色劑標(biāo)記的抗HCG抗體1發(fā)生特異性結(jié)合，形成

的復(fù)合體繼續(xù)隨尿液向右擴(kuò)散至檢測(cè)線處，又可以與固定在該區(qū)域的抗體2結(jié)合

形成新的復(fù)合體，并不斷積累，從而在此處顯示出顏色。對(duì)照線區(qū)域固定著另外

一種抗體3,可以捕獲被顯色劑標(biāo)記的抗體1,因而當(dāng)尿液繼續(xù)擴(kuò)散到對(duì)照線時(shí),

也會(huì)顯示出顏色。

據(jù)此判斷：

若檢測(cè)線和對(duì)照線均顯示顏色，表示;

若僅有對(duì)照線顯示顏色，表示;

若檢測(cè)線和對(duì)照線均不顯示顏色，表示O

答案(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合抗原體液免疫

(2)PEG、電激、滅活的病毒

(3)既能無(wú)限增殖，又能產(chǎn)生專一抗體

(4)抗原一抗體雜交人絨毛膜促性腺激素(或HCG)

(5)待測(cè)女性已懷孕未懷孕操作不正確或試紙條已失效

解析(I)制備單克隆抗體利用的生物學(xué)技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞融合和動(dòng)物細(xì)胞培

養(yǎng)。HCG是蛋白質(zhì)類激素，對(duì)小鼠來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于抗原，主要分布在體液中，不

會(huì)侵染組織細(xì)胞，所以機(jī)體產(chǎn)生體液免疫。

(2)促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合得到乙，常采用的誘導(dǎo)因素有PEG、滅活的病毒、電

激等。

(3)用特定的選擇培養(yǎng)基對(duì)乙篩選，得到的雜交瘤細(xì)胞丙的特點(diǎn)是既能無(wú)限

增殖又能產(chǎn)生專一抗體。

(4)利用抗原一抗體雜交的方法篩選的丁是可以產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)

胞。生產(chǎn)的單克隆抗體可以與抗原——人絨毛膜促性腺激素(或HCG)特異性結(jié)

合。

(5)準(zhǔn)確獲取題干信息，并解讀信息可知：驗(yàn)孕試紙利用了雙抗夾心法的原

理，進(jìn)行檢測(cè)是否懷孕。有HCG時(shí)檢測(cè)線和對(duì)照線均顯示顏色，表示已懷孕；

沒(méi)有HCG時(shí)檢測(cè)線不顯示顏色，對(duì)照線顯示顏色，表示未懷孕；檢測(cè)線和對(duì)照

線均不顯示顏色時(shí)，表示操作不正確或試紙條已無(wú)效。

3.2017年11月27日，世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴在我國(guó)誕生！這是我國(guó)科

學(xué)家歷經(jīng)五年攻關(guān)取得的重大突破?；卮鹣铝?/p>