1、第第1515讲讲 基因工程和细胞工程基因工程和细胞工程 专题六专题六 2021 内 容 索 引 01 02 03 重做真题重做真题 感悟考情感悟考情 梳理网络梳理网络 强基固本强基固本 核心考点核心考点 能力突破能力突破 重做真题重做真题 感悟考情感悟考情 1.(2020山东,13)两种远缘植 物的细胞融合后会导致一方 的染色体被排出。若其中一 个细胞的染色体在融合前由 于某种原因断裂,形成的 染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合 到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐 盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下
2、图所示。 下列说法错误的是( ) A.过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞 B.过程的目的是使中间偃麦草的染色体断裂 C.过程中常用灭活的病毒诱导原生质体融合 D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段 答案 C 解析 由题图可知,为去掉细胞的细胞壁获得原生质体的过程,去掉细胞壁一般 用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A项正确;由题干可知,两种远缘植物的细胞融合 后会导致一方的染色体被排出,因此需要将中间偃麦草细胞的染色体断裂,故 用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草细胞的染色体,B项正确;图 中为两种原生质体的融合,常用的融合手段为物理法和化学法,灭活的病毒通 常用来融合动物细胞,C
3、项错误;普通小麦不具有耐盐性状,因此筛选出的耐盐小 麦中控制耐盐性状的基因来自中间偃麦草的染色体片段,D项正确。 解读 以利用体细胞杂交技术培育耐盐小麦新品种为情境,引导考生综合运用所 学知识解释生产实践中遇到的实际问题,体现了考查的基础性、应用性。 2.(2020山东,14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的 相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是 ( ) A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子 B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理 C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植 D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得 答案
4、C 解析 为获得更多卵子,需要用促性腺激素处理雌性个体使其超数排卵,A 项正确;刚排出的精子不能与卵子受精,必须进行获能处理即发生相应的生 理变化后才能获得受精能力,因此在体外受精前要对小鼠的精子进行获能 处理,B项正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,一般动物胚胎在桑椹胚或囊胚 阶段移植,小鼠胚胎可在更早的阶段移植,C项错误;可通过转基因技术对小 鼠胚胎干细胞进行遗传改造,D项正确。 解读 以小鼠胚胎干细胞的应用为情境,综合考查胚胎工程方面的知识,体 现了考查的基础性、综合性。 3.(2019江苏,23)(多选)下图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺 乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT -
5、),在HAT筛选培养液中不能正常合成 DNA,无法生长。下列叙述正确的是( ) A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合 B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长 C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产 D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础 答案 ACD 解析 动物细胞融合的诱导方法有物理法、化学法和病毒法(如灭活的仙 台病毒),A项正确;细胞融合是随机发生的,融合后会出现免疫B细胞与免疫 B细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、免疫B细胞与骨髓瘤细胞融 合,其中只有免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合既能无限增殖又能在HAT筛选 培养液中生长,其他两种则不能同时具备这两种条件而无法生长,B项错误; 不同免疫
6、B细胞分泌的特异性抗体不同,因此可根据抗原抗体特异性结合 的原理在HAT筛选培养液中筛选出所需要的特定抗体,从而把能分泌需要 特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来,C项正确;动物细胞融合是以细胞膜的流 动性为基础的,D项正确。 4.(2020山东,25)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越 小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实 现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了 3个突变品系。 (1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需 的酶是 ,重组载体进入水稻细胞并在细 胞内维持稳定和表达的过程称为 。 (
7、2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响 了 ,从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水 稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列 (填“发生”或“不发生”)改变,原因是 。 (3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响,科研人员需要检测Wx基因转录产生 的mRNA(Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经 过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的 cDNA,原因是 。 (4)各品系Wx mRNA量的检测结果如下图所示,据图推测糯性最强的品系 为 ,原因是 。 答案 (1)限制性核酸内切酶和DNA连接
8、酶 转化 (2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合 不发生 编码直链淀粉合成酶的 碱基序列中不含启动子 (3)逆转录(或:反转录) 引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的 (或:引物能与Wx基因的cDNA特异性结合) (4)品系3 品系3的Wx mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链 淀粉合成量最少,糯性最强 解析 (1)将目的基因和质粒构建成重组载体时,需要使用的酶是限制性核酸内切 酶和DNA连接酶,将重组载体导入受体细胞内并维持稳定表达的过程称为转化。 (2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,Wx基因启动子序列的改变会影响 RNA聚合酶与启动子识别和结合,从而影响基因的转录
9、过程。根据题意可知,该 基因工程中编辑的是启动子序列,而启动子序列不参与编码直链淀粉的氨基酸, 因此3种突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉的氨基酸序列不发生改变。(3) 以细胞中的RNA为原料合成cDNA的过程需经逆转录过程,PCR技术能扩增DNA 分子中特定片段的目的基因(Wx基因)的原因是引物是根据Wx基因的一段已知 序列合成的,而PCR技术扩增的是处于两种引物之间的DNA序列。(4)根据图示 可知,品系3的mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最 少,糯性最强。 解读 以通过改变水稻直链淀粉合成酶基因的表达水平来培育糯性水稻品 系为情境,综合考查基因工程的原理、工具
10、和基本操作程序,启动子的含义 和功能,PCR技术的原理等知识,并引导考生运用创新性思维解释通过修改 启动子培育糯性水稻品系的原理,体现了考查的基础性、综合性、应用性。 梳理网络梳理网络 强基固本强基固本 【构建网络构建网络填一填填一填】 A.限制酶 B.体外基因治疗 C.体内基因治疗 D.将目的基因导入受体细胞 E.标记基因 F.启动子 G.DNA分 子杂交 H.DNA与 RNA杂交 I.抗原 抗体杂交 J.植物细胞的全能性 K.植物组织培养 L.核移植 M.特异性强 N.可大量制备 【应知应会应知应会记一记记一记】 1.限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序列,并在特定的 位点上
11、进行切割。 2.质粒是常用的载体,它是一种小型的环状DNA分子,具有一个至多个限制 酶切割位点及标记基因。 3.目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法。 4.基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 5.目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;目的基因导入动物细胞常用 显微注射技术;目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法。 6.植物组织培养需要各种营养成分和植物激素,动物细胞培养也需要各种 营养成分及血清、血浆等一些天然成分。 7.植物体细胞杂交可用于作物育种,动物细胞融合可用于单克隆抗体的制 备。 8.产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞,它既能产生单克隆抗体又能无限 增
12、殖。 【概念辨析概念辨析判一判判一判】 1.目的基因就是指编码蛋白质的基因。( ) 2.用PCR方法扩增目的基因时需要设计两种引物。( ) 3.为培育抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受 体。( ) 4.抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上,也未必能正常表达。( ) 5.检测目的基因是否成功表达可用抗原抗体杂交技术。( ) 6.应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及 其是否完成表达。( ) 7.在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中,不会发生细胞的增殖。( ) 8.用盐酸水解法可去掉细胞壁,获得原生质体。( ) 9.离体的植物细胞经脱分化形成的愈伤组织
13、,包上人工种皮可得到人工种 子。( ) 10.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。 ( ) 11.动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。( ) 12.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(只考虑两个细 胞间融合)。( ) 13.植物原生质体融合与动物细胞融合原理相同。( ) 核心考点核心考点 能力突破能力突破 考点考点1 基因工程及转基因技术的安全性基因工程及转基因技术的安全性 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 基因工程操作的基本工具及基因工程操作的基本工具及PCR技术技术 1.(2020山东德州6月模拟)(多选)农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转
14、移并随机插入到被 侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环,并以此环 为模板进行PCR,扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列,以此可确定T-DNA插入的具体 位置。下列说法不正确的是( ) 注 子链从引物的3端开始延伸 A.PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理 B.进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和热稳定DNA聚合酶 C.利用图中的引物组合可扩增岀两侧的未知序列 D.通过与受体细胞的基因组序列比对,可确定T-DNA的插入位置 答案 BC 解析 PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理,A项正确;进行PCR扩 增需要热稳定DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)
15、,利用高温变性解开双链,不需 要解旋酶,B项错误;DNA的两条链反向平行,子链从引物的3端开始延伸,则 利用图中的引物组合可扩增岀两侧的未知序列,C项错误;通过与受体 细胞的基因组序列比对,即可确定T-DNA的插入位置,D项正确。 2.(2020山东威海4月一模)(多选)PCR是一种在生物体外迅速扩增DNA片段的技 术,被广泛应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、基因克隆等方面。下列关于 PCR反应的叙述,错误的是( ) A.PCR反应需要在一定的缓冲液中进行 B.PCR反应需要的能量由ATP直接提供 C.用新形成的DNA链作模板再次复制时,不需要引物 D.PCR反应中每次循环均可分为变性、复性和延
16、伸三步 答案 BC 解析 PCR反应需要在一定的缓冲液中进行,A项正确;PCR反应不需要ATP直接 提供能量,B项错误;用新形成的DNA链作模板再次复制时,需要引物,C项错 误;PCR反应中每次循环均可分为变性、复性和延伸三步,可以快速扩增DNA,D 项正确。 考向二考向二 基因工程在生产、科技中的应用基因工程在生产、科技中的应用 3.(2020山东济南5月二模)(多选)血清白蛋白对于治疗由肝炎引发的肝硬化和肝 腹水等疾病具有显著疗效,之前只能从血液中提取。我国某生物科技公司利用 农杆菌转化法将血清白蛋白基因导入水稻胚乳细胞,一段时间后成功提取的植 物源重组人血清白蛋白,已通过临床前实验。下列
17、说法错误的是( ) A.利用从血液中提取的血清白蛋白治疗疾病,存在使人感染传染病的隐患 B.添加糖类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳受体细胞 C.构建植物源重组人血清白蛋白基因表达载体的目的是使农杆菌T-DNA中的目 的基因转入受体细胞并稳定表达 D.水稻胚乳细胞可以对植物源重组人血清白蛋白基因表达的初始翻译产物进行 加工 答案 BC 解析 由于血液中可能存在一些导致传染病发生的病原体(如HIV),故利用 从血液中提取的血清白蛋白治疗疾病,存在使人感染传染病的隐患,A项正 确;添加酚类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳受体细胞,B项错误;构 建植物源重组人血清白蛋白基因表达载体的目的是使人血
18、清白蛋白基因 在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使人血清白蛋白基 因能够表达和发挥作用,C项错误;由于水稻为真核细胞,含有复杂的细胞器, 所以水稻胚乳细胞可以对植物源重组人血清白蛋白基因表达的初始翻译 产物进行加工,D项正确。 4.(2020山东青岛6月二模)基因沉默是真核生 物细胞基因表达调节的一种重要手段。下图 甲是由双链RNA(dsRNA)介导的、由特定酶 参与的特异性基因沉默现象,最终阻断基因的 表达。图乙为利用基因工程反向插入目的基 因来抑制目的基因表达的示意图。下列说法 正确的是( ) A.基因沉默一定是通过mRNA的降解来实现的 B.图甲中的降解过程需要解旋酶和R
19、NA聚合酶 C.反向插入目的基因和目的基因二者转录的模板相同 D.mRNA1和mRNA2上的A+U占全部碱基的比例是相同的 答案 D 解析 图甲表示通过目标mRNA被降解实现基因沉默,图乙表示通过互补 mRNA的形成,使目标mRNA与互补mRNA配对结合造成基因沉默,A项错 误;RNA聚合酶是合成RNA所需的酶,不用在RNA降解过程中,B项错误;反 向插入目的基因转录出的mRNA与目的基因转录出的mRNA互补,所以二 者转录模板应该互补,并不相同,C项错误;mRNA1和mRNA2是互补mRNA, 且在mRNA互补过程中,碱基A与U配对,所以两条mRNA上的A+U占全部 碱基的比例是相同的,D项
20、正确。 考向三考向三 转基因技术的安全性转基因技术的安全性 5.(2020山东菏泽4月一模)转基因生物培育成功的关键是保证目的基因在 受体中的正常表达或抑制特定基因的表达。在这个过程中,根据获得的目 的基因不同、采取的措施不同等,培育时选择的方法也不相同。回答下列 问题。 (1)利用乳腺生物反应器获得胰岛素的过程中,为保证通过反转录法获得的 胰岛素基因能正常表达,在构建基因表达载体时需将获得的含目的基因的 片段连接在 之间,然后通过 的方 法将基因表达载体导入 中。 (2)为降低耐除草剂转基因水稻通过花粉传播而引起的环境生物安全问题,一是 利用转入的耐除草剂基因的位置进行控制,如 ;二是将耐除
21、 草剂基因拆分为两部分,只有两部分片段同时存在才具有耐除草剂的特性,请提 出可行的措施: 。 (3)下图中插入颠倒的转录区的目的是 ,其原理可 能是颠倒的转录区与转录区形成的RNA通过 原则形成 双链而无法使转录区形成的RNA与核糖体结合。 答案 (1)(乳腺蛋白基因的)启动子和终止子 显微注射 (发育为)雌性个 体的受精卵 (2)将耐除草剂基因导入到叶绿体中 将拆分后的基因分别导入不同的个 体,获得纯合品系1和品系2,将两者杂交获得同时具有两个片段的个体(合 理即可) (3)抑制转录区基因的表达 碱基互补配对 解析 (1)在构建基因表达载体时需将获得的含目的基因的片段连接在乳 腺蛋白基因的启
22、动子和终止子之间;将目的基因转入动物细胞通常采用显 微注射法,受体细胞通常是雌性个体的受精卵。(2)为降低耐除草剂转基因 水稻通过花粉传播而引起的环境生物安全问题,一种方法是将耐除草剂基 因导入到叶绿体中,形成的花粉就不含有目的基因;另一种方法是将耐除草 剂基因拆分为两部分,只有两部分片段同时存在才具有耐除草剂的特性,可 将拆分后的基因分别导入不同的个体,获得纯合品系1和品系2,将两者杂交 获得同时具有两个片段的个体。(3)在启动子后插入颠倒的转录区可以抑 制基因的表达;颠倒的转录区与转录区形成的RNA通过碱基互补配对的原 则形成双链从而抑制翻译过程。 【辨清易错易混辨清易错易混】 1.有关基
23、因工程概念及其工具的8个易错易混点 (1)限制酶是一类酶,而不是一种酶。 (2)限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强 酸或强碱均易使之变性失活。 (3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性 末端。 (4)将一个基因从DNA分子上切割下来,需要切两处,同时产生4个末端。 (5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同,同一个 DNA分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。 (6)限制酶切割位点应位于标记基因之外,不能破坏标记基因,以便于进行 检测。 (7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载 体是D
24、NA分子,能将目的基因导入受体细胞内;膜载体是蛋白质,与细胞膜 的通透性有关。 (8)基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。 2.有关基因工程操作过程的4个易错易混点 (1)基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入启动子与终止子 之间的部位。 (2)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为转 化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。 (3)标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞,常见的有抗生 素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。 (4)受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养培养成新个体)、动物受精卵 (一般不用体
25、细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活 性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌);一般 不用支原体,原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞,原因是它 无细胞核,不能合成蛋白质。 3.有关基因工程应用与蛋白质工程的2个易错易混点 (1)基因治疗后,缺陷基因没有改变。基因治疗是把正常基因导入受体细胞 中,以表达正常产物从而治疗疾病,对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除 或改变。 (2)对蛋白质分子进行改造,其本质是改变其基因组成。如果对蛋白质直接 进行改造,即使改造成功,被改造的蛋白质分子还是无法遗传。 考点考点2 细胞工程细胞工程 【热考
26、内容练析热考内容练析】 考向一考向一 植物细胞工程植物细胞工程 1.(2020山东威海4月一模)(多选)草莓是一种营养价值较高的水果,深受人们喜爱,但由 于草莓是无性繁殖,感染的病毒很容易传给后代,导致产量降低,品质变差。科研人员通 过热处理结合茎尖培养法,取得了较好的脱毒效果,实验结果如下表所示(S代表成活 率,D代表脱毒率)。下列叙述错误的是( ) 茎尖长 度/mm 38 热处理时间/d 10 20 30 40 0.30.5 S:36.7%;D:81.8% S:40.0%;D:83.3% S:30.0%;D:100% S:16.7%;D:100% 0.50.8 S:60.0%;D:66.7
27、% S:60.0%;D:72.2% S:50.0%;D:93.3% S:40.0%;D:100% 0.81.0 S:93.3%; D:57.1% S:85.7%;D:69.2% S:60.0%;D:94.4% S:46.7%;D:92.8% A.茎尖培养法运用了植物组织培养技术 B.一般来说,茎尖越小,脱毒率越高 C.热处理时间越长,成活率越高 D.适当提高热处理温度,脱毒效果会更好 答案 CD 解析 由表格数据可知,随着根尖长度的增长,在相同处理时间下,S增大,D 减小。茎尖培养法运用了植物组织培养技术,原理是植物细胞的全能性,A 项正确;根据表格中的D值可知,一般来说,茎尖越小,脱毒率越高
28、,B项正确; 由表格数据可知,热处理时间越长,成活率越低,C项错误;根据表格信息,无 法确定提高热处理温度之后的脱毒效果,D项错误。 2.(2020山东烟台6月模拟)细菌或病毒感染植物时会借助输导组织的导管 通道、胞间连丝等结构扩散,导致其产量和品质退化。但是被感染的植株 茎尖分生组织的细胞中通常不含病毒,可以利用这些部位的细胞进行组织 培养,快速生产出脱毒苗。下列叙述正确的是( ) A.植物细胞间进行物质运输和信息交流只能依靠胞间连丝 B.细胞壁无选择透过性,在抵御病原体侵害方面不起作用 C.植株茎尖分生组织的细胞中不含病毒的原因可能是该部位输导组织尚 未发育完善且细胞间胞间连丝不发达 D.
29、生产脱毒苗的过程和培养克隆动物所依据的原理都是细胞的全能性 答案 C 解析 高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流,是细胞 间进行信息交流的方式之一,A项错误;细胞壁具有全透性,在抵御病原体侵 害方面有一定的作用,B项错误;植株茎尖分生组织的细胞中不含病毒的原 因可能是该组织细胞间胞间连丝不发达,C项正确;细胞的全能性是指已经 分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,分生组织细胞经组织培养生 产出脱毒苗过程的原理是植物细胞的全能性,但培养克隆动物所依据的原 理是动物细胞核的全能性,D项错误。 考向二考向二 动物细胞工程及应用动物细胞工程及应用 3.(2020山东一模)下列关于单克隆
30、抗体制备的说法,正确的是( ) A.将特定抗原注射到小鼠体内,可以从小鼠血清中获得单克隆抗体 B.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体 C.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,发生融合的细胞均为杂交瘤细胞 D.筛选出杂交瘤细胞后,需利用特定抗原再次筛选分泌单克隆抗体的细胞 答案 D 解析 小鼠受到多种抗原的刺激,机体会产生多种抗体。制备单克隆抗体 过程中,对杂交瘤细胞进行培养后,可在体外杂交瘤细胞的培养液中,或在 体内小鼠腹腔中,获得纯化的单克隆抗体,A项错误;免疫过的B淋巴细胞高 度分化,不能增殖,无法分泌单克隆抗体,B项错误;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤 细胞融合后,发生融合的
31、细胞可能有三种,即B淋巴细胞B淋巴细胞、B淋 巴细胞骨髓瘤、骨髓瘤骨髓瘤,C项错误;制备单克隆抗体时,需筛选两 次,第一次得到杂交瘤细胞,第二次得到既能无限增殖又能产生单一抗体的 杂交瘤细胞,D项正确。 规律总结 单克隆抗体制备过程中两次筛选分析 第一次筛选: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 B细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。 第二次筛选: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。 4.(2020山东滨州三模)(多选)SIRT1基因被称为长寿基因,SIRT1蛋白对于延缓内皮细胞 衰老,改善因衰老而引起的内皮细胞功能障碍方
32、面具有重要作用。科学家研究白藜芦 醇对人内皮细胞衰老凋亡、SIRT1基因的影响的部分实验结果如下图。其中P1P35是 指体外培养的人内皮细胞的传代次数。下列说法正确的是( ) 图1 图2 图3 A.人内皮细胞传代培养时,需使用胰蛋白酶处理贴壁生长的内皮细胞 B.随传代次数增加,人内皮细胞内自由基减少,SIRT1基因相对表达水平降低 C.对照组应使用等量清水处理人内皮细胞,温度等与实验组保持一致 D.适当浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的内皮细胞的凋亡率 答案 AD 解析 人内皮细胞传代培养时,需使用胰蛋白酶处理贴壁生长的内皮细胞,使其分 散,A项正确;细胞衰老的假说之一是自由基学说,随传代次数增
33、加,人内皮细胞凋 亡率增加,说明细胞衰老增加,即细胞内自由基增加,SIRT1基因表达水平先增加 后降低,B项错误;对照组应使用等量生理盐水处理人内皮细胞,温度等与实验组 保持一致,C项错误;结合图1和2可知,SIRT1基因表达水平高时,细胞凋亡率低,由 图3可知,干预组的细胞内SIRT1基因表达水平升高,说明适当浓度的白藜芦醇可 以降低体外培养的内皮细胞的凋亡率,D项正确。 题图分析 图1表示随着细胞传代次数增加,细胞凋亡百分率增加。图2表示随着 细胞传代次数增加,SIRT1基因的表达水平先是增加然后降低。图3表示在白藜 芦醇的干预下,人内皮细胞中SIRT1基因的表达水平升高。 【辨清易错易混
34、辨清易错易混】 1.辨析有关植物细胞工程的3个易错易混点 (1)植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管是染色体数、基因型 还是染色体组都采用直接相加的方法。 (2)利用植物组织培养生产细胞产物时,有时只需将外植体培养到愈伤组织, 从愈伤组织中获取产物。 (3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。 2.辨析有关动物细胞培养与体细胞核移植的3个易错易混点 (1)植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以 先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。 (2)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。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,原代培养结束,
35、开始了传代培养。 (3)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个体细 胞注入去核的卵母细胞中去,原因是体细胞体积相对较小,取核难度较大, 另外细胞膜对核融合的障碍性较小。 3.辨析有关动物细胞融合与单克隆抗体的3个易错易混点 (1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但是并不破坏 这些病原体的抗原结构。 (2)除了受到注射的抗原的刺激,小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的 刺激,因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同的抗体,所 以进行第二次筛选是非常必要的。 (3)单克隆抗体制备过程中,进行了多次动物细胞培养的操作,说明动物细 胞培养是动物细胞工程的
36、基础。 考点考点3 胚胎工程及其伦理问题胚胎工程及其伦理问题 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 胚胎工程操作流程及应用胚胎工程操作流程及应用 1.(2020山东济南4月一模)人体移植器官数量短缺是一个世界性难题。随着生物 技术的发展,科学家将病人的体细胞核放入去核的卵母细胞中,让重组细胞发育 为早期胚胎,利用胚胎干细胞诱导分化为特定的器官,解决了这一难题。下列叙 述正确的是( ) A.重组细胞体外培养和微生物培养都加入CO2的作用是维持培养液的pH稳定 B.加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化 C.诱导分化时加入激素使特定器官移植时不会发生免疫排斥反应 D.特定器官细胞中的
37、遗传物质与病人体细胞遗传物质相同 答案 B 解析 细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培 养液的pH,微生物培养加入CO2的作用是充当碳源,A项错误;加入分化诱导 因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化,B项正确;若要避免在器官移植时 发生排斥反应,应进行自体移植,即用患者的体细胞核与去核卵细胞融合, 构建重组细胞,在体外培养,形成胚胎干细胞,再在培养液中添加分化诱导 因子,使其形成特定的器官,这样一般不会发生免疫排斥反应,移植器官细 胞中的核遗传物质与病人体细胞核遗传物质相同,C、D两项错误。 2.(2020山东青岛4月一模)中国科 学院动物研究所首席科学家、动 物克
38、隆与受精生物学学科带头人 陈大元,曾主持科研攻关项目 “攀登”,进行大熊猫的异种克隆。他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去 核卵母细胞之中,并使其成功发育成囊胚,标志着异种核质相容的问题得到解决, 异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”;然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母 体”。下图是该研究的理论流程图。下列说法正确的是( ) A.步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集 B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞 C.重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液 D.步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要同期发情处理 答案 B 解析 步骤甲、乙分别指的是核质融合、移植到代孕母体中,A项错误
39、;诱 导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B项正确;重组细 胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞,C项错误;此过程中供体为 兔子和大熊猫,重组胚胎是通过细胞核移植得到的,不是人工授精,不需要 同期发情处理,D项错误。 考向二考向二 生物工程的综合应用生物工程的综合应用 3.(2020山东泰安四模)据媒体报道, 自然子刊杂志发表了一篇最 新论文,介绍了一种能够阻断新型 冠状病毒感染的全人源单克隆抗 体。下列叙述错误的是( ) A.人B细胞在超免疫缺陷鼠体内受到抗原刺激会增殖分化产生抗体 B.人抗体基因克隆前需要进行多次筛选和检测 C.产生的重组抗体,需要细胞膜上载体蛋白的协助
40、才能释放到细胞外 D.全人源单克隆抗体能有效降低人体的免疫排斥反应 答案 C 解析 根据图示,人B细胞在超免疫缺陷鼠体内受到抗原刺激会增殖分化产 生抗体,A项正确;人抗体基因克隆前需要进行多次筛选和检测,B项正确;抗 体属于分泌蛋白,是通过胞吐作用释放出细胞,不需要载体蛋白,C项错误; 全人源单克隆抗体能有效降低人体的免疫排斥反应,D项正确。 4.(2020山东青岛5月模拟)单克隆抗体的应用前景广阔,下图是某科研所获 取单克隆抗体的示意图。下列说法不正确的是( ) A.PCR过程中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 B.为了便于构建基因表达载体,可在引物的5端加上限制性酶切位点
41、C.检测筛选的目的是筛选出能够无限增殖又能产生专一抗体的细胞 D.A细胞通常是对实验动物进行特定抗原注射后获取的B淋巴细胞 答案 A 解析 PCR反应中温度的周期性改变是为了变性、复性、延伸,A项错误; 在构建基因表达载体时,需要在引物的5端加上限制性酶切位点,且常在两 条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,使DNA片段能定向插入表达载 体,减少自连,B项正确;检测筛选的目的是筛选出能够无限增殖又能产生专 一抗体的细胞,进而制备单克隆抗体,C项正确;A细胞通常是对实验动物进 行特定抗原注射后获取的B淋巴细胞,即已免疫的B淋巴细胞,能产生特异 性抗体,但是不能无限繁殖,D项正确。 【辨清易错易混
42、辨清易错易混】 1.辨析体内受精和早期胚胎发育的5个易错易混点 (1)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。 (2)卵细胞形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂是在 精子和卵子结合的过程中完成。 (3)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。 (4)受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精过程完成的 标志是雌、雄原核的融合。 (5)精子的发生场所睾丸的曲细精管;卵子的发生场所卵巢;受精场所 输卵管;受精卵的发育场所输卵管和子宫;精子发生的时间及特点初 情期后,减数第一次分裂和减数第二次分裂连续进行;卵子发生的时间及特点 胚胎性别分化以后,减数第一次分裂和减数第二次分裂不连续进行。 2.辨析胚胎移植和胚胎分割移植的7个易错易混点 (1)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序,移植的胚胎必须在原肠胚之前, 不能直接移植受精卵。 (2)两次检查:收集胚胎检查;移植后是否妊娠检查。 (3)冲卵含义:冲出早期胚胎,不是冲出卵子。 (4)胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。 (5)同期发情处理用雌性激素,超数排卵处理用促性腺激素。 (6)试管动物的性别和性状由父本、母本决定,而克隆动物的性别和性状与 核供体相同。 (7)胚胎的产生过程一般是有性生殖,但胚胎分割是无性生殖方式。
