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文档简介
1、 高考三大高频考点例析高考三大高频考点例析 考点一考点一考点二考点二考点三考点三 返回返回 返回返回 考情分析考情分析 “基因工程基因工程”在现代生物科技专题模块中占有举足轻重的地位在现代生物科技专题模块中占有举足轻重的地位 ,是学习的重点,也属于高考命题的热点之一。主要内容包括基,是学习的重点,也属于高考命题的热点之一。主要内容包括基 因工程特殊工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程因工程特殊工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程 在工农业生产和实践方面的作用,其中限制酶的种类和作用,是在工农业生产和实践方面的作用,其中限制酶的种类和作用,是 该考点的难点。从近年高考看,该考
2、点主要以信息材料的形式结该考点的难点。从近年高考看,该考点主要以信息材料的形式结 合细胞工程和胚胎工程综合考查,所以学习时应注意加强横向联合细胞工程和胚胎工程综合考查,所以学习时应注意加强横向联 系。系。“生物技术的安全性和伦理问题生物技术的安全性和伦理问题”在考纲中的要求均为在考纲中的要求均为,高,高 考题涉及较少,难度不大,学习时要在正确理解转基因技术、克考题涉及较少,难度不大,学习时要在正确理解转基因技术、克 隆人、设计试管婴儿、基因检测等生物技术的安全性和伦理问题隆人、设计试管婴儿、基因检测等生物技术的安全性和伦理问题 的基础上,将现代技术的产生、发展和应用与生活实践联系起来的基础上,
3、将现代技术的产生、发展和应用与生活实践联系起来 ,实现生物技术与情感态度价值观的统一。,实现生物技术与情感态度价值观的统一。 返回返回 典例印证典例印证 (2011北京高考北京高考)TDNA可随机插入植物基因组内,导致被可随机插入植物基因组内,导致被 插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如 下:种植野生型拟南芥,待植株形成花蕾时,将地上部分浸入下:种植野生型拟南芥,待植株形成花蕾时,将地上部分浸入 农杆菌农杆菌(其中的其中的TDNA上带有抗除草剂基因上带有抗除草剂基因)悬浮液中以实现转悬浮液中以实现转 化。在适宜条件下培养,
4、收获种子化。在适宜条件下培养,收获种子(称为称为T1代代)。 (1)为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾,需要去除为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾,需要去除 _,因为后者产生的,因为后者产生的_会抑制侧芽的生长。会抑制侧芽的生长。 (2)为筛选出已转化的个体,需将为筛选出已转化的个体,需将T1代播种在含代播种在含_的的 培养基上生长,成熟后自交,收获种子培养基上生长,成熟后自交,收获种子(称为称为T2代代)。 返回返回 (3)为筛选出具有抗盐性状的突变体,需将为筛选出具有抗盐性状的突变体,需将T2代播种在含代播种在含 _的培养基上,获得所需个体。的培养基上,获得所需个体。 (4)经过多代种植获
5、得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗 盐性状是否由单基因突变引起,需将该突变体与盐性状是否由单基因突变引起,需将该突变体与_植株植株 进行杂交,再自交进行杂交,再自交_代后统计性状分离比。代后统计性状分离比。 (5)若上述若上述TDNA的插入造成了基因功能丧失,从该突变体的插入造成了基因功能丧失,从该突变体 的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性 _。 返回返回 (6)根据根据TDNA 的已知序列,利用的已知序列,利用 PCR技术可以扩增出被插入的基因片段,技术可以扩增出被插入的基因片段,
6、其过程是:提取其过程是:提取_植株的植株的DNA, 用限制酶处理后,再用用限制酶处理后,再用_将获得的将获得的 DNA片段连接成环片段连接成环(如右图如右图),以此为模板,以此为模板 ,从图中,从图中A、B、C、D 四种单链四种单链DNA片片 段中选取段中选取_作为引物进行扩增,得作为引物进行扩增,得 到的片段将用于获取该基因的全序列信息到的片段将用于获取该基因的全序列信息 。 返回返回 解析解析本题综合考查顶端优势的原理及其应用以及基因工本题综合考查顶端优势的原理及其应用以及基因工 程的相关知识,意在考查运用所学知识解决实际问题的能力。程的相关知识,意在考查运用所学知识解决实际问题的能力。
7、(1)要使侧枝发育,需摘掉顶芽破坏其顶端优势,减少顶芽产生要使侧枝发育,需摘掉顶芽破坏其顶端优势,减少顶芽产生 的生长素对侧芽的抑制作用。的生长素对侧芽的抑制作用。(2)(3)要筛选出符合要求的个体就要筛选出符合要求的个体就 需要在相应的条件下培养,筛选抗除草剂的个体就需在培养基需要在相应的条件下培养,筛选抗除草剂的个体就需在培养基 中添加一定浓度的除草剂,筛选抗盐的个体就需在培养基中添中添加一定浓度的除草剂,筛选抗盐的个体就需在培养基中添 加一定浓度的盐溶液。加一定浓度的盐溶液。(4)若是单基因突变体引起性状改变,则若是单基因突变体引起性状改变,则 突变体与野生型个体进行杂交产生的子一代都为
8、显性性状的个突变体与野生型个体进行杂交产生的子一代都为显性性状的个 体,再自交一代后,子二代会发生性状分离。体,再自交一代后,子二代会发生性状分离。(5)插入插入TDNA可可 破坏原有的基因结构,多代培养获得能稳定遗传的抗盐突变破坏原有的基因结构,多代培养获得能稳定遗传的抗盐突变 返回返回 体,体,可见原野生型基因的存在导致植物抗盐性降低。可见原野生型基因的存在导致植物抗盐性降低。(6)目的基目的基 因需从突变体植株中提取,目的基因与载体的结合需要因需从突变体植株中提取,目的基因与载体的结合需要DNA连连 接酶,接酶,PCR扩增时需要引物,由图中箭头方向以及两条链反向扩增时需要引物,由图中箭头
9、方向以及两条链反向 可知,选取引物可知,选取引物B(环的内链为模板环的内链为模板)、C(环的外链为模板环的外链为模板)可以可以 确保被插入的基因片段得到复制。确保被插入的基因片段得到复制。 答案答案(1)顶芽生长素顶芽生长素(2)(一定浓度的一定浓度的)除草剂除草剂 (3)(一定浓度的一定浓度的)盐盐(4)野生型野生型1(5)降低降低 (6)突变体突变体DNA连接酶连接酶B、C 返回返回 针对训练针对训练 内蒙古大学生命科学学院实验动物研究中心的科研人员成功内蒙古大学生命科学学院实验动物研究中心的科研人员成功 育成了国际上规模最大的一批转基因克隆绒山羊。研究过程育成了国际上规模最大的一批转基因
10、克隆绒山羊。研究过程 中,科研人员首先成功构建了对绒毛生长有促进作用的转胰中,科研人员首先成功构建了对绒毛生长有促进作用的转胰 岛素样生长因子岛素样生长因子(IGFI)基因载体,并利用该载体成功转染基因载体,并利用该载体成功转染 了绒山羊胎儿成纤维细胞,建立起转基因细胞系。再利用转了绒山羊胎儿成纤维细胞,建立起转基因细胞系。再利用转 基因细胞进行体细胞克隆,从而获得转基因绒山羊。请回答基因细胞进行体细胞克隆,从而获得转基因绒山羊。请回答 下列问题:下列问题: (1)科研人员构建转胰岛素样生长因子科研人员构建转胰岛素样生长因子(IGFI)基因载体的过基因载体的过 程中必须用到的工具酶有程中必须用
11、到的工具酶有_。 1 返回返回 (2)用绒山羊胎儿成纤维细胞建立转基因细胞系必须用动物细胞用绒山羊胎儿成纤维细胞建立转基因细胞系必须用动物细胞 培养技术,动物细胞培养基中除含有葡萄糖、氨基酸、无机盐培养技术,动物细胞培养基中除含有葡萄糖、氨基酸、无机盐 、维生素外,还必须加入的成分是、维生素外,还必须加入的成分是_。在动物细胞培养。在动物细胞培养 过程中要不停地使用的一种酶是过程中要不停地使用的一种酶是_,目的是使,目的是使 细胞分散开。细胞分散开。 (3)转基因绒山羊的培育过程大致为:将转基因细胞的转基因绒山羊的培育过程大致为:将转基因细胞的_ 注入普通绒山羊的注入普通绒山羊的_卵细胞中,经
12、过某种刺激和培养后卵细胞中,经过某种刺激和培养后 ,可形成胚胎,将该胚胎移入代孕山羊的子宫中,通过培育可,可形成胚胎,将该胚胎移入代孕山羊的子宫中,通过培育可 达到目的。达到目的。 (4)胚胎移植是胚胎工程及其他工程的最后一道工序,可以充分胚胎移植是胚胎工程及其他工程的最后一道工序,可以充分 发挥发挥_。供体的主要职能是。供体的主要职能是_, 返回返回 而受体则承担妊娠和育仔的任务。在实施该技术时,要用激素而受体则承担妊娠和育仔的任务。在实施该技术时,要用激素 对供、受体进行处理,使它们对供、受体进行处理,使它们_ 。为了提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割移植技术,用于分。为了提高胚胎的利用率,
13、可采用胚胎分割移植技术,用于分 割的胚胎应是割的胚胎应是_阶段的胚胎阶段的胚胎 。 解析:解析:(1)由题意可知,构建转胰岛素样生长因子由题意可知,构建转胰岛素样生长因子(IGFI)基因基因 载体的过程即将目的基因和运载体的结合的过程,该过程中要载体的过程即将目的基因和运载体的结合的过程,该过程中要 用到限制酶和用到限制酶和DNA连接酶两种工具酶。连接酶两种工具酶。(2)动物细胞培养液中必动物细胞培养液中必 须有动物血清,在培养过程中为使细胞分散开,常用胰蛋白酶须有动物血清,在培养过程中为使细胞分散开,常用胰蛋白酶 处理。处理。(3)要培育出转基因绒山羊,应将转基因细胞的细胞核移要培育出转基因
14、绒山羊,应将转基因细胞的细胞核移 入去核的卵细胞内,经体外培养形成早期胚胎后再移入代孕山入去核的卵细胞内,经体外培养形成早期胚胎后再移入代孕山 返回返回 羊的子宫内发育。羊的子宫内发育。(4)在胚胎移植技术中,供体的作用是提供具在胚胎移植技术中,供体的作用是提供具 有优良遗传特性的胚胎,而受体则承担妊娠和育仔的任务。用有优良遗传特性的胚胎,而受体则承担妊娠和育仔的任务。用 于分割的胚胎一般是发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚,因于分割的胚胎一般是发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚,因 为此时的细胞还没有分化,仍然具有发育成完整个体的能力。为此时的细胞还没有分化,仍然具有发育成完整个体的能力。 答案
15、:答案:(1)限制酶、限制酶、DNA连接酶连接酶(2)动物血清胰蛋白酶动物血清胰蛋白酶(3)细细 胞核去核胞核去核(4)雌性个体的繁殖潜力产生具有优良遗传特性雌性个体的繁殖潜力产生具有优良遗传特性 的胚胎同期发情发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚的胚胎同期发情发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚 返回返回 普通牛奶赖氨酸含量低。为了提高牛奶中赖氨酸的含量,某大普通牛奶赖氨酸含量低。为了提高牛奶中赖氨酸的含量,某大 学研究人员利用现代生物工程技术,得到了一头导入赖氨酸合学研究人员利用现代生物工程技术,得到了一头导入赖氨酸合 成酶基因的奶牛,预计将来其分泌的乳汁中含有更多的赖氨酸成酶基因的奶牛,预计将来
16、其分泌的乳汁中含有更多的赖氨酸 。下面为培育转基因奶牛的技术流程图,据图回答下列问题:。下面为培育转基因奶牛的技术流程图,据图回答下列问题: (1)获得外源赖氨酸合成酶基因所需要的工具酶是获得外源赖氨酸合成酶基因所需要的工具酶是_。该。该 基因不能从人体细胞中获得,原因是基因不能从人体细胞中获得,原因是_ 。 2 返回返回 (2)右图是基因表达载体示意图,构建基因表达右图是基因表达载体示意图,构建基因表达 载体的目的是载体的目的是 _,图中的,图中的A片段表示片段表示 _,B片段表示片段表示_。 其中,抗生素抗性基因的作用是其中,抗生素抗性基因的作用是_。 (3)将赖氨酸基因表达载体导入奶牛受
17、体细胞的方法是将赖氨酸基因表达载体导入奶牛受体细胞的方法是 _。 (4)已知该奶牛培育过程中所用受体细胞为一只雌性奶牛胎儿的已知该奶牛培育过程中所用受体细胞为一只雌性奶牛胎儿的 成纤维细胞,把该含有外源基因的受体细胞培育成为一头奶牛成纤维细胞,把该含有外源基因的受体细胞培育成为一头奶牛 还需要用到的技术有还需要用到的技术有_、_、_ 。 返回返回 解析:解析:基因工程的工具酶有限制酶和基因工程的工具酶有限制酶和DNA连接酶。赖氨酸是必连接酶。赖氨酸是必 需氨基酸,在人体内不能合成。根据复制的方向可确定需氨基酸,在人体内不能合成。根据复制的方向可确定B是启动是启动 子,子,A是终止子。目的基因导
18、入动物细胞一般采用显微注射技是终止子。目的基因导入动物细胞一般采用显微注射技 术。术。 答案:答案:(1)限制酶人体内没有催化赖氨酸合成的相关酶的基因限制酶人体内没有催化赖氨酸合成的相关酶的基因 (2)使目的基因在受体细胞内稳定存在并可以遗传给下一代,同使目的基因在受体细胞内稳定存在并可以遗传给下一代,同 时使目的基因能够表达和发挥作用终止子启动子作为标时使目的基因能够表达和发挥作用终止子启动子作为标 记基因记基因(有利于对含有目的基因的细胞进行鉴别和筛选有利于对含有目的基因的细胞进行鉴别和筛选)(3)显显 微注射法微注射法(4)核移植技术早期胚胎培养技术胚胎移植技术核移植技术早期胚胎培养技术
19、胚胎移植技术 返回返回 (2012山东高考山东高考)毛角蛋白毛角蛋白型中间丝型中间丝(KIF)基因与绒山羊的基因与绒山羊的 羊绒质量密切相关。获得转羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单基因的高绒质绒山羊的简单 流程如图,据图回答:流程如图,据图回答: 3 (1)过程中最常用的运载工具是过程中最常用的运载工具是_,所需要的酶是限制,所需要的酶是限制 酶和酶和_。 (2)在过程中,用在过程中,用_处理将皮肤组织块分散成单个成纤处理将皮肤组织块分散成单个成纤 维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5% CO2的气体环的气体环 境中,境中,CO2
20、的作用是的作用是_。 返回返回 (3)在过程中,用在过程中,用_处理以获取更多的卵处理以获取更多的卵(母母)细胞。成细胞。成 熟卵熟卵(母母)细胞在核移植前需要进行细胞在核移植前需要进行_处理。处理。 (4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是 _。在胚胎移植前,通过。在胚胎移植前,通过_技术可获得较多胚胎技术可获得较多胚胎 。 解析:解析:(1)图中为重组载体的构建过程,最常用的运载工具为图中为重组载体的构建过程,最常用的运载工具为 质粒,所需要的工具酶是限制酶和质粒,所需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶。连接酶。(2)图中为动图中为动
21、 物细胞培养过程,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理皮肤组织块可物细胞培养过程,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理皮肤组织块可 将其分散成单个成纤维细胞;在培养过程中,将成纤维细胞置将其分散成单个成纤维细胞;在培养过程中,将成纤维细胞置 于于5%CO2的气体环境中,的气体环境中,CO2的作用是维持培养液的的作用是维持培养液的pH。 (3) 过程常采用促性腺激素处理,以获取更多的卵过程常采用促性腺激素处理,以获取更多的卵(母母)细胞;成细胞;成 返回返回 熟卵熟卵(母母)细胞在核移植前需要进行去核处理。细胞在核移植前需要进行去核处理。(4)从重组细从重组细 胞到早期胚胎过程中所运用的胚胎工程技术是早期胚胎培胞到
22、早期胚胎过程中所运用的胚胎工程技术是早期胚胎培 养,为获得更多的胚胎可采用胚胎分割技术。养,为获得更多的胚胎可采用胚胎分割技术。 答案:答案:(1)质粒质粒DNA连接酶连接酶 (2)胰蛋白酶胰蛋白酶(或胶原蛋白酶或胶原蛋白酶)维持培养基维持培养基(液液)的的pH (3)促性腺激素促性腺激素(或促滤泡素、孕马血清或促滤泡素、孕马血清)去核去核 (4)(早期早期)胚胎培养胚胎分割胚胎培养胚胎分割 返回返回 随着科学技术的发展,人们可以根据不同的需求来改造生物的随着科学技术的发展,人们可以根据不同的需求来改造生物的 性状,并在许多领域取得了可喜的成果,下面是应用基因工程性状,并在许多领域取得了可喜的
23、成果,下面是应用基因工程 技术获得生物新品种和新产品的示意图。请回答:技术获得生物新品种和新产品的示意图。请回答: 4 返回返回 (1)在培育转人生长激素基因牛过程中,过程需要的限制酶如在培育转人生长激素基因牛过程中,过程需要的限制酶如 图所示,则应为图所示,则应为_。在基因表达载体中,人生。在基因表达载体中,人生 长激素基因的首端必须含有长激素基因的首端必须含有_。过程常用的方法是。过程常用的方法是 _,过程培育到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用,过程培育到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用 _ 技术,培育出多头相同的转基因牛犊。技术,培育出多头相同的转基因牛犊。 返回返回 (2)prG基因能激发细胞不断
24、分裂,通过基因工程导入该调控基基因能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基 因来制备单克隆抗体时,因来制备单克隆抗体时,最可能是最可能是_细胞,细胞,代表的代表的 细胞具有细胞具有_的特点,其中的特点,其中prG基因相基因相 当于制备单克隆抗体过程中当于制备单克隆抗体过程中_细胞。细胞。 (3)在抗虫棉的培育过程中:在抗虫棉的培育过程中: 抗虫棉若经过程获得,过程中的受体细胞如果采用愈抗虫棉若经过程获得,过程中的受体细胞如果采用愈 伤组织细胞,则与采用叶肉细胞相比较,其优点是伤组织细胞,则与采用叶肉细胞相比较,其优点是 _,过程采用的技术是,过程采用的技术是 _。检测目的基因是否插入到受体
25、细胞。检测目的基因是否插入到受体细胞 染色体染色体DNA上,最好的方法是上,最好的方法是_。 返回返回 检测目的基因导入受体细胞后是否表达,在分子水平上鉴定的检测目的基因导入受体细胞后是否表达,在分子水平上鉴定的 方法是方法是_,在个体水平上鉴定的方法是,在个体水平上鉴定的方法是_ 。 利用基因工程技术培育抗虫棉,与诱变育种和杂交育种方法利用基因工程技术培育抗虫棉,与诱变育种和杂交育种方法 相比,具有相比,具有_和和_等突出等突出 优点,但是目前基因工程育种仍不能取代杂交育种和诱变育种优点,但是目前基因工程育种仍不能取代杂交育种和诱变育种 ,后者主要具有,后者主要具有_的优点。的优点。 (4)
26、上述基因工程中的核心步骤是上述基因工程中的核心步骤是_, 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以 _给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。 返回返回 解析:解析:(1)由图可知切割目的基因需要由图可知切割目的基因需要Pst、EcoR,基因表,基因表 达载体要想正常表达,其首端必须含有启动子,动物常用显微达载体要想正常表达,其首端必须含有启动子,动物常用显微 注射法导入构建的基因表达载体,要想培育出多头相同的转基注射法导入构建的基因表达载体,要想培育出多头相同的转基 因牛犊就用胚胎分割移植
27、技术。因牛犊就用胚胎分割移植技术。(2)能产生抗体的应为浆细胞,能产生抗体的应为浆细胞, 其导入其导入prG基因后具有杂交瘤细胞的特点,既能无限增殖又能基因后具有杂交瘤细胞的特点,既能无限增殖又能 产生特定抗体。产生特定抗体。prG基因的表达相当于小鼠的骨髓瘤细胞的无基因的表达相当于小鼠的骨髓瘤细胞的无 限增殖作用。限增殖作用。(3)愈伤组织细胞比叶肉细胞全能性高,愈伤组织细胞比叶肉细胞全能性高,过程过程 采用的技术是植物组织培养,检测目的基因是否插入到受体细采用的技术是植物组织培养,检测目的基因是否插入到受体细 胞染色体胞染色体DNA上可采用上可采用DNA分子杂交技术,检测目的基因导入分子杂
28、交技术,检测目的基因导入 受体细胞后是否表达,在分子水平上的鉴定是抗原受体细胞后是否表达,在分子水平上的鉴定是抗原抗体杂交抗体杂交 返回返回 法,在个体水平上的鉴定是病原体感染法,在个体水平上的鉴定是病原体感染(接种实验接种实验)法。法。基因基因 工程技术比诱变育种和杂交育种有目的性强、克服远缘杂交不工程技术比诱变育种和杂交育种有目的性强、克服远缘杂交不 亲和性的优点,相反后者操作简便易行。亲和性的优点,相反后者操作简便易行。(4)基因工程中的核心基因工程中的核心 步骤是基因表达载体的构建,其目的是使目的基因在受体细胞步骤是基因表达载体的构建,其目的是使目的基因在受体细胞 中稳定存在,并可遗传
29、给下一代。中稳定存在,并可遗传给下一代。 答案:答案:(1)Pst、EcoR (乳腺蛋白基因的乳腺蛋白基因的)启动子显微注射启动子显微注射 法法 胚胎分割移植胚胎分割移植(胚胎分割和胚胎移植胚胎分割和胚胎移植) (2)浆既能无限增殖又能产生特定抗体小鼠的骨髓瘤浆既能无限增殖又能产生特定抗体小鼠的骨髓瘤(3) 全能性高植物组织培养全能性高植物组织培养DNA分子杂交技术抗原分子杂交技术抗原抗体杂抗体杂 交法病原体感染交法病原体感染(接种实验接种实验)法法 目的性强克服远缘杂交不亲和性目的性强克服远缘杂交不亲和性(或能有效打破物种的生殖或能有效打破物种的生殖 隔离界限隔离界限)操作简便易行操作简便易
30、行(4)基因表达载体的构建遗传基因表达载体的构建遗传 返回返回 考情分析考情分析 细胞工程是现代生物工程技术的重要内容,可分为细胞工程是现代生物工程技术的重要内容,可分为“植物细植物细 胞工程胞工程”和和“动物细胞工程动物细胞工程”两个考点。近几年高考多涉及单克隆两个考点。近几年高考多涉及单克隆 抗体及其制备、动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合等内容抗体及其制备、动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合等内容 ,常与基因工程和必修模块的相关知识相联系,以信息材料的,常与基因工程和必修模块的相关知识相联系,以信息材料的 形式综合考查对细胞工程基础知识的识记和理解以及考生获取形式综合考查对细胞工程基础知
31、识的识记和理解以及考生获取 信息、分析问题的能力。本专题的学习应注重教材基础知识的信息、分析问题的能力。本专题的学习应注重教材基础知识的 掌握和理解,在此基础上通过类比的方法辨析细胞工程各技术掌握和理解,在此基础上通过类比的方法辨析细胞工程各技术 手段之间的区别和联系,加强知识间的横向和纵向联系,构建手段之间的区别和联系,加强知识间的横向和纵向联系,构建 知识网络。知识网络。 返回返回 典例印证典例印证 如图所示为动物细胞培养过程中,动物细胞增殖情况的变如图所示为动物细胞培养过程中,动物细胞增殖情况的变 化曲线化曲线(图中图中B、D两点表示经筛选后继续培养两点表示经筛选后继续培养)。据图回答问
32、题。据图回答问题 : (1)OA段的培养称为段的培养称为_培养,培养,AB段可能发生了段可能发生了 _现象,需要用现象,需要用_酶处理使组织细胞分散开来。酶处理使组织细胞分散开来。 返回返回 (2)动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分 化来说,动植物细胞都要进行化来说,动植物细胞都要进行_,不同的是,不同的是 植物细胞还要进行植物细胞还要进行_。 (3)为制备单克隆抗体,需将为制备单克隆抗体,需将_注射到小鼠体内,以注射到小鼠体内,以 此获取此获取_细胞,同时可选取图中细胞,同时可选取图中_点的细胞点的细胞 与该细胞融合形成杂交细胞,
33、所选取的细胞,其细胞膜上的与该细胞融合形成杂交细胞,所选取的细胞,其细胞膜上的 _比正常细胞显著减少。为筛选能够产生单克隆抗体的比正常细胞显著减少。为筛选能够产生单克隆抗体的 杂交细胞,可用杂交细胞,可用_培养基达到目的。培养基达到目的。 解析解析本题考查动物细胞的培养与单克隆抗体的制备。本题考查动物细胞的培养与单克隆抗体的制备。 动物细胞培养的初次培养称原代培养,分瓶后的培养称传代培动物细胞培养的初次培养称原代培养,分瓶后的培养称传代培 返回返回 养;当动物细胞接触时,会发生接触抑制现象。动植物细胞培养;当动物细胞接触时,会发生接触抑制现象。动植物细胞培 养都必然发生细胞增殖,从而使细胞数目
34、增多;另外,植物组养都必然发生细胞增殖,从而使细胞数目增多;另外,植物组 织培养一般都要发生脱分化和再分化的过程。制备单克隆抗体织培养一般都要发生脱分化和再分化的过程。制备单克隆抗体 时,需要将产生单一抗体的效应时,需要将产生单一抗体的效应B细胞与能够无限增殖的细胞杂细胞与能够无限增殖的细胞杂 交。欲获得效应交。欲获得效应B细胞必须先注射抗原,检测到有相应抗体的存细胞必须先注射抗原,检测到有相应抗体的存 在才可以提取到相应的效应在才可以提取到相应的效应B细胞,而癌细胞表面的糖蛋白减少细胞,而癌细胞表面的糖蛋白减少 ,黏着性降低,近似球形,易于扩散。筛选一般用选择培养基,黏着性降低,近似球形,易
35、于扩散。筛选一般用选择培养基 来进行。来进行。 答案答案(1)原代接触抑制胰蛋白原代接触抑制胰蛋白(2)增殖或分裂脱增殖或分裂脱 分化和再分化分化和再分化(3)抗原效应抗原效应BD糖蛋白选择糖蛋白选择 返回返回 针对训练针对训练 细胞融合技术可用于制备抗细胞融合技术可用于制备抗X病毒的单克隆抗体。请分析回答病毒的单克隆抗体。请分析回答 : (1)将小鼠等分为两组,甲组定期间隔注射将小鼠等分为两组,甲组定期间隔注射X病毒,其目的是病毒,其目的是 _,乙组注射,乙组注射_,作为阴性血,作为阴性血 清对照。清对照。 (2)免疫一段时间后,取甲组小鼠脾脏细胞与小鼠骨髓瘤细胞融免疫一段时间后,取甲组小鼠
36、脾脏细胞与小鼠骨髓瘤细胞融 合,融合时需加入试剂合,融合时需加入试剂_诱导融合,细胞融合的原理是诱导融合,细胞融合的原理是 _。 (3)利用特殊的选择培养基培养融合细胞一定时间后,培养基上利用特殊的选择培养基培养融合细胞一定时间后,培养基上 生长的就仅有杂交瘤细胞,未融合的细胞和生长的就仅有杂交瘤细胞,未融合的细胞和_细胞都会细胞都会 死亡。杂交瘤细胞不同于小鼠脾脏细胞的特性是死亡。杂交瘤细胞不同于小鼠脾脏细胞的特性是_ 。 1 返回返回 (4)用多孔培养板培养杂交瘤细胞并收集上清液,收集上清液的用多孔培养板培养杂交瘤细胞并收集上清液,收集上清液的 原因是原因是_。将上清液加入到另一个预。将上
37、清液加入到另一个预 先包埋好先包埋好_的培养板上,进行抗体阳性检测。将阳性孔的培养板上,进行抗体阳性检测。将阳性孔 中的细胞继续进行培养,检测并选择单个产生抗体能力强和抗中的细胞继续进行培养,检测并选择单个产生抗体能力强和抗 体特异性强的杂交瘤细胞植入小鼠腹腔内进行体特异性强的杂交瘤细胞植入小鼠腹腔内进行_培养,培养, 可从腹水中提取到单克隆抗体。可从腹水中提取到单克隆抗体。 (5)为了保存有价值的杂交瘤细胞系,通常用超低温将其冻存,为了保存有价值的杂交瘤细胞系,通常用超低温将其冻存, 请分析原因:请分析原因:_。 解析:解析:制备单克隆抗体时,对小鼠应进行免疫处理,方法是注制备单克隆抗体时,
38、对小鼠应进行免疫处理,方法是注 射相应的抗原。诱导融合的化学试剂是聚乙二醇,融合原理是射相应的抗原。诱导融合的化学试剂是聚乙二醇,融合原理是 返回返回 细胞膜的流动性。在筛选时应选出杂交瘤细胞,淘汰细胞膜的流动性。在筛选时应选出杂交瘤细胞,淘汰 未融合或同种细胞融合的细胞。未融合或同种细胞融合的细胞。 答案:答案:(1)引起小鼠产生对引起小鼠产生对X病毒的免疫应答,产生相病毒的免疫应答,产生相 应的效应细胞和抗体等量生理盐水应的效应细胞和抗体等量生理盐水(2)PEG(聚乙聚乙 二醇二醇)细胞膜的流动性细胞膜的流动性(3)融合的具有同种核的融合的具有同种核的 能无限增殖能无限增殖(4)上清液中含
39、杂交瘤细胞分泌的单克上清液中含杂交瘤细胞分泌的单克 隆抗体隆抗体X病毒体内病毒体内(5)超低温抑制了酶的活性,超低温抑制了酶的活性, 有利于细胞长期保存有利于细胞长期保存 返回返回 马铃薯是种植广泛的农作物,病毒侵染后导致产量大幅下降,马铃薯是种植广泛的农作物,病毒侵染后导致产量大幅下降, 培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请分析培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请分析 并回答:并回答: (1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖接种马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖接种 在培养基中,经过人工培养获得脱毒苗。培养基中添加的生长在培养基中,经
40、过人工培养获得脱毒苗。培养基中添加的生长 素和细胞分裂素的作用是启动细胞进行素和细胞分裂素的作用是启动细胞进行_ ,诱导离体细胞经过,诱导离体细胞经过_完成组织培养过程,从而完成组织培养过程,从而 形成脱毒苗。为监控脱毒苗的质量,可采用形成脱毒苗。为监控脱毒苗的质量,可采用_的方法检的方法检 测病毒的基因,也可采用测病毒的基因,也可采用_的方法检测病毒的蛋白质。的方法检测病毒的蛋白质。 2 返回返回 (2)研究人员研究了茎尖外植体大小对成苗率和脱毒率的影响,研究人员研究了茎尖外植体大小对成苗率和脱毒率的影响, 实验结果如图。实验结果如图。 实验结果表明,茎尖越小,实验结果表明,茎尖越小,_,因
41、此马铃薯脱毒培养中,因此马铃薯脱毒培养中 茎尖外植体的适宜大小为茎尖外植体的适宜大小为_。 (3)若要通过转基因技术获得抗病毒的马铃薯植株,采用最多的若要通过转基因技术获得抗病毒的马铃薯植株,采用最多的 方法是将病毒复制酶基因插入到方法是将病毒复制酶基因插入到_中中Ti质粒的质粒的TDNA上上 ,构建出,构建出_后,将其导入马铃薯受体细胞,筛选出成功后,将其导入马铃薯受体细胞,筛选出成功 转化的马铃薯细胞后,再通过转化的马铃薯细胞后,再通过_技术形成完整植株。技术形成完整植株。 返回返回 解析:解析:(1)植物组织培养过程中,培养基中加入生长素和细胞分植物组织培养过程中,培养基中加入生长素和细
42、胞分 裂素可以促进细胞分裂,诱导脱分化和再分化,从而使外植体裂素可以促进细胞分裂,诱导脱分化和再分化,从而使外植体 形成幼苗。形成幼苗。(2)由图示可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越由图示可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越 低。茎尖外植体的大小为低。茎尖外植体的大小为0.27 mm时脱毒率高,成苗率也高。时脱毒率高,成苗率也高。 (3)植物细胞转基因过程常采用土壤农杆菌的植物细胞转基因过程常采用土壤农杆菌的Ti质粒作载体,导质粒作载体,导 入植物细胞后经植物组织培养获得目的植株。入植物细胞后经植物组织培养获得目的植株。 答案:答案:(1)有丝分裂脱分化和再分化核酸分子杂交抗原有丝分裂脱分化
43、和再分化核酸分子杂交抗原 抗体杂交抗体杂交 (2)脱毒率越高,成苗率越低脱毒率越高,成苗率越低0.27 mm (3)农杆菌基因表达载体植物组织培养农杆菌基因表达载体植物组织培养 返回返回 从红豆杉的树皮和树叶中提炼出来的紫杉醇对多种癌症疗效突从红豆杉的树皮和树叶中提炼出来的紫杉醇对多种癌症疗效突 出,被称为出,被称为“治疗癌症的最后一道防线治疗癌症的最后一道防线”。传统方法获得紫杉醇。传统方法获得紫杉醇 的量有限,也不利于濒危的红豆杉的保护。研究发现,可取其的量有限,也不利于濒危的红豆杉的保护。研究发现,可取其 幼茎和针叶利用组织培养技术来生产紫杉醇。幼茎和针叶利用组织培养技术来生产紫杉醇。
44、下图是三种红豆下图是三种红豆 杉细胞培养过程中相关的实验数据,回答相关问题:杉细胞培养过程中相关的实验数据,回答相关问题: 3 返回返回 (1)将红豆杉细胞经组织培养形成将红豆杉细胞经组织培养形成_后方可接种到培养基后方可接种到培养基 中。中。 (2)培养的幼茎细胞也能产生紫杉醇,是因为幼茎细胞与树皮、培养的幼茎细胞也能产生紫杉醇,是因为幼茎细胞与树皮、 树叶处细胞具有相同的树叶处细胞具有相同的_。 (3)据图分析,在据图分析,在1535 d时间段内,时间段内,_红豆杉细胞增殖红豆杉细胞增殖 速率最快,速率最快,_红豆杉的紫杉醇的产量达到最高,说明紫红豆杉的紫杉醇的产量达到最高,说明紫 杉醇的
45、产量主要由杉醇的产量主要由_和和_决定。培养后期决定。培养后期 紫杉醇产量下降的原因包括紫杉醇产量下降的原因包括_等。等。 (4)在培养过程中,不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是在培养过程中,不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是 _和和_。 返回返回 解析:解析:利用植物组织培养工厂化生产药物时,细胞培养到愈伤利用植物组织培养工厂化生产药物时,细胞培养到愈伤 组织阶段方可接种到培养基中。为了提高培养效率,便于药物组织阶段方可接种到培养基中。为了提高培养效率,便于药物 的提取,一般采用液体培养基。由图可知,在相同时间内,虽的提取,一般采用液体培养基。由图可知,在相同时间内,虽 然南方红豆杉的细胞数
46、量比云南红豆杉多,但紫杉醇含量比云然南方红豆杉的细胞数量比云南红豆杉多,但紫杉醇含量比云 南红豆杉低,说明紫杉醇的产量不但与细胞的数目有关,还与南红豆杉低,说明紫杉醇的产量不但与细胞的数目有关,还与 单个细胞合成紫杉醇的量有关。单个细胞合成紫杉醇的量有关。 答案:答案:(1)愈伤组织愈伤组织(2)遗传物质遗传物质(遗传信息、基因遗传信息、基因)(3)南方南方 云南细胞数量单个细胞合成紫杉醇的量活细胞数量减少云南细胞数量单个细胞合成紫杉醇的量活细胞数量减少 、某些代谢产物的积累、某些代谢产物的积累(4)保证氧气供应充足使细胞与培养保证氧气供应充足使细胞与培养 液充分接触液充分接触 返回返回 动物
47、细胞培养技术是动物细胞工程的基础,在动物细胞工程的动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础,在动物细胞工程的 其他技术中都得到了广泛应用。下面是与动物细胞工程相关的其他技术中都得到了广泛应用。下面是与动物细胞工程相关的 问题,请分析回答:问题,请分析回答: 4 (1)在进行动物细胞培养时,首先要将动物组织剪碎,然后用在进行动物细胞培养时,首先要将动物组织剪碎,然后用 _处理,使其分散成单个细胞,制成细胞处理,使其分散成单个细胞,制成细胞 悬液。悬液。 返回返回 (2)动物细胞培养时,要保证细胞必需的营养、适宜的温度和动物细胞培养时,要保证细胞必需的营养、适宜的温度和 pH条件,还要提供无菌、无毒和
48、条件,还要提供无菌、无毒和_。 气体环境中气体环境中CO2的作用是的作用是_。 为达到无菌、无毒的环境条件,除了要对培养液和培养器具进为达到无菌、无毒的环境条件,除了要对培养液和培养器具进 行无菌处理外,还要行无菌处理外,还要_ 。 (3)应用于核移植的供体细胞一般选用传代应用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原代以内的细胞,原 因是因是_。 (4)制备单克隆抗体的基础是动物细胞培养技术,单克隆抗体技制备单克隆抗体的基础是动物细胞培养技术,单克隆抗体技 术是将在体外培养条件下能术是将在体外培养条件下能_的小鼠骨髓瘤的小鼠骨髓瘤 细胞与某种细胞与某种B淋巴细胞融合,筛选出能产生特定
49、抗体的融合细淋巴细胞融合,筛选出能产生特定抗体的融合细 胞,再大量培养,获得单克隆抗体。单克隆抗体的特点是胞,再大量培养,获得单克隆抗体。单克隆抗体的特点是 _。 返回返回 解析:解析:动物细胞培养应用胰蛋白酶处理使细胞分散开。培养动物细胞培养应用胰蛋白酶处理使细胞分散开。培养 条件为无菌、无毒的环境、适宜的温度和条件为无菌、无毒的环境、适宜的温度和pH以及气体环境,以及气体环境, 其中其中CO2的作用是维持溶液的的作用是维持溶液的pH。10代以内的细胞能保持正代以内的细胞能保持正 常的二倍体核型。常的二倍体核型。 答案:答案:(1)胰蛋白酶胰蛋白酶(胶原蛋白酶胶原蛋白酶)(2)适宜的气体环境
50、维持适宜的气体环境维持 培养液中的培养液中的pH在培养液中加入一定量的抗生素,定期更换在培养液中加入一定量的抗生素,定期更换 培养液培养液(3)10代以后的细胞的遗传物质可能发生突变代以后的细胞的遗传物质可能发生突变(或保证或保证 供体细胞有正常的二倍体核型供体细胞有正常的二倍体核型)(4)无限增殖特异性强、灵无限增殖特异性强、灵 敏性高敏性高 返回返回 考情分析考情分析 “胚胎工程胚胎工程”是一门新兴技术,应用广泛。该考点的主要内是一门新兴技术,应用广泛。该考点的主要内 容包括体内受精和早期胚胎发育、体外受精和早期胚胎培养、容包括体内受精和早期胚胎发育、体外受精和早期胚胎培养、 胚胎移植、胚
51、胎分割、胚胎干细胞等。其中胚胎移植是高频考胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞等。其中胚胎移植是高频考 点,并且常与基因工程、克隆技术及其他胚胎工程技术相结合点,并且常与基因工程、克隆技术及其他胚胎工程技术相结合 考查胚胎移植的原理和操作方法。学习时要在牢固识记和理解考查胚胎移植的原理和操作方法。学习时要在牢固识记和理解 基础知识的基础上,进一步理解胚胎工程与其他工程手段的联基础知识的基础上,进一步理解胚胎工程与其他工程手段的联 系,通过综合性试题训练提高知识的整合和迁移能力。系,通过综合性试题训练提高知识的整合和迁移能力。 返回返回 典例印证典例印证 我国已实现部分我国已实现部分“胚胎工程产业化胚
52、胎工程产业化”,如肉牛、奶牛胚胎工,如肉牛、奶牛胚胎工 程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过 程,程,ah为操作过程,请回答:为操作过程,请回答: (1)培育培育“试管牛试管牛C”技术的操作流程是技术的操作流程是_(填填 字母字母),d操作的名称是操作的名称是_,h操作的核心是操作的核心是_,受,受 精时受体的卵母细胞处于精时受体的卵母细胞处于_期。期。 返回返回 (2)图中数字标号代表的结构名称是:图中数字标号代表的结构名称是:_, _,_。若要获得遗传物质完全相同的两个。若要获得遗传物质完全相同的两个 新个体,可对发育
53、到新个体,可对发育到_阶段的早期胚胎进行分割处理,阶段的早期胚胎进行分割处理, 在进行胚胎分割时,应注意在进行胚胎分割时,应注意 _。 (3)图中用到的激素是图中用到的激素是_,移植后的胚胎能在受体子,移植后的胚胎能在受体子 宫中存活的生理基础是宫中存活的生理基础是_。 解析解析胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚 胎干细胞培养等多种技术。胎干细胞培养等多种技术。(1)培育试管牛培育试管牛C的流程包括体外受的流程包括体外受 精精胚胎移植胚胎移植后代后代(abfg);d操作是胚胎移植,操作是胚胎移植,h操作是操作是 基因工程技术,核心是基因表达
54、载体的构建,受精时受体的卵基因工程技术,核心是基因表达载体的构建,受精时受体的卵 返回返回 母母细胞处于细胞处于M中期中期(减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期)。(2)囊胚的结构包囊胚的结构包 括:内细胞团、滋养层和囊胚腔,胚胎分割时一般采用括:内细胞团、滋养层和囊胚腔,胚胎分割时一般采用 的是囊胚或桑椹胚,这个阶段的细胞分化程度相对比较低,分的是囊胚或桑椹胚,这个阶段的细胞分化程度相对比较低,分 割时要注意内细胞团的均等分割。割时要注意内细胞团的均等分割。(3)图中用到的激素是促性腺图中用到的激素是促性腺 激素,根据受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应的原理使胚胎激素,根据受体子宫对外来胚胎不
55、发生排斥反应的原理使胚胎 在受体子宫中存活。在受体子宫中存活。 答案答案(1)abfg胚胎移植基因表达载体的构建胚胎移植基因表达载体的构建 减数第二次分裂减数第二次分裂(M)中中(2)滋养层囊胚腔滋养层囊胚腔 内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割 (3)促性腺激素受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应促性腺激素受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 返回返回 针对训练针对训练 随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的 性状,在许多领域取得了可喜的成果,下图是利用奶牛乳汁生性状,在许多领域取得了可喜的成果,下图是利用奶牛乳汁生 产人类血清白蛋白的图解,回答下列问题:产人类血清白蛋白的图解,回答下列问题: 1 (1)在此生物工程中涉及的现代生物技术手段主要有
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