2011高考生物二轮复习 第一讲　基因工程、克隆技术

1、第一部分 知识落实篇专题九 现代生物科技第1讲 基因工程、克隆技术1(2010·北京宣武一模)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因_。(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体_。(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将_放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过_即可获得大量细胞。(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生_异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。(5

2、)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于_、_、_等育种过程中。解析：(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。(2)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(3)植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。(5)植物组织培养技术广泛应用于花卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程。答案：(1)这些部位病毒极少(2)脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂(

3、4)染色体结构与数目(5)植物体细胞杂交育种基因工程育种单倍体育种2(2010·苏北四市二模)图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)单克隆抗体制备技术的基础是_。(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是_。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的_，以保证生命活动的正常进行。(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到710个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是_。(4)若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是_。解析：(1)单克隆抗体利用了细胞融合和动物

4、细胞培养的原理。(2)HAT是选择培养基，该培养基是为了将杂交瘤细胞筛选出来。(3)从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到710个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，使得到的抗体纯度更高。(4)参与单克隆抗体的合成、加工和分泌过程的细胞结构依次是核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。答案：(1)动物细胞培养(2)筛选杂交瘤细胞种类和数量(浓度)(3)使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)(4)核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜3(2010·江苏徐州学情分析)已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室

5、(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。(1)图过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成_，再分化形成幼苗，该过程依据的原理是_。(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在_的条件下培养。(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行、有关实验，则过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是_。植物体C的基因型有_。(4)图、过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是_。(5)在图中过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是_。解析：(1)中高度分化

6、的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。(3)中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物体C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A后，以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym、ym

7、。这样融合细胞A可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A全能性的体现，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物体C的基因型是YYmm、yymm、Yymm。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5)是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物体D是由细胞B经组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物体D的基因型。故植物体D

8、与细胞B一样具有两亲本的遗传物质。答案：(1)愈伤组织植物细胞的全能性(2)无菌(3)有丝分裂YYmm、Yymm、yymm(4)纤维素酶(纤维素酶和果胶酶)(5)具有两个亲本的遗传物质4(2010·福建四县市高三联考)甲流感(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出甲型H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流感的抗体，请据图回答有关问题：(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的_细胞，促进d过程的常用诱导剂是_。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成_种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出_(填

9、特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是_。(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流感免疫，试分析原因_。(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有_来等突出的优点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用：_。解析：(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流感的单克隆抗体，所以B细胞只能是取自感染甲型H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等诱导融合，得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流感的单克隆抗体。(2)仅考虑两个细胞的融合，则可形成A细胞A细胞、B细胞B细胞、A细胞B细胞3种类型的C细胞，为了从中筛选出A细胞B细胞，必须用特定的选择培

10、养基进行筛选，筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)因为单链RNA容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。(5)单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。答案：(1)B淋巴细胞(效应B)聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒)(2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞(杂交细胞)(3)引起甲流感的病毒不断发生变异(意思相同即可)(4)目的性强；克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生殖隔离界限，意思相同即可)(任写一点)(5)作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可)5(2010·山东聊城一模)人的血清白蛋白(HAS)

11、在临床上需求量很大，通常从血中提取。但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：(1)以上过程中涉及的现代生物技术，属于细胞水平的有：_。(2)在基因工程中，我们称为目的基因，请你举出获取目的基因的主要方法：_。在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有_，实现进入的常用方法是_。(3)图中一般经过_处理可以得到，从到的过程中一般利用未受

12、精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在_时期进行。(4)把送入的最佳时期是_。解析：(1)图中涉及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割移植技术，只有动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术属于细胞水平上的。(2)获取目的基因的方法很多，目前常用的方法主要有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。一个完整的表达载体必须含有目的基因、启动子、终止子、标记基因四个部分。将目的基因导入动物受体细胞最常用和最有效的方法是显微注射法。(3)进行动物细胞培养时，首先要将组织分散成许多单个细胞。方法是取出组织块，剪碎

13、，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间。M中期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，其细胞质能支持胚胎的全程发育，所以卵母细胞的去核处理一般选择在这一时期进行。(4)牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植。答案：(1)核移植技术、动物细胞培养(2)基因文库中提取，PCR技术扩增，人工化学合成(至少答对2项)启动子、终止子、标记基因(缺一不可)显微注射法(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(答出一种即可)减数第二次分裂中期(4)桑椹胚或囊胚6(2010·辽宁沈阳二测，40)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答：甲,导入 侵染乙(1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙

14、图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为_。图中过程与细胞中DNA复制过程相比，该过程不需要_酶。是在_(填酶的名称)作用下进行延伸的。(2)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有_、_。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是_。C过程的培养基除含有必要的营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_。(3)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是_，该技术的原理是_。(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法

15、是使用_与提取出的_做分子杂交。(5)科学家将植物细胞培养到_，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。解析：(1)图甲是利用目的基因作为模板的基因体外扩增过程，即利用了PCR技术扩增目的基因。图甲中过程利用高温使DNA双链解旋，因是在高温环境下合成DNA，故所需的DNA聚合酶是热稳定性较高的Taq酶。(2)图乙中A过程是获得重组质粒的过程，该过程需要用限制性内切酶对质粒、目的基因进行切割，再在DNA连接酶的催化作用下形成重组质粒。因土壤农杆菌易侵染植物细胞，故一般用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。培养基中加入卡那霉素是为了筛选导入重组质粒的受体细胞。(3)利用植

16、物组织培养技术可以将带有目的基因的植物细胞培育成转基因植株，该技术依据的原理是植物细胞的全能性原理。(4)因mRNA碱基可以与目的基因模板链碱基互补配对，故可用标记的目的基因作探针对细胞中的mRNA进行检测，以确定目的来基因是否转录。(5)将培养到分化出不定芽的胚状体包上人工种皮，可以获得人工种子。答案：(1)利用PCR技术扩增目的基因解旋热稳定DNA聚合酶(Taq酶)(2)限制性核酸内切酶DNA连接酶农杆菌转化法卡那霉素(3)植物组织培养细胞的全能性(4)标记的目的基因mRNA分子(5)胚状体(或答“不定芽”“顶芽”“腋芽”也可)7(山东省泰安市英雄山中学高三第二次质检)以下是有关DNA粗提

17、取实验的材料：A核酸极不稳定，在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。在制备DNA时要加入DNA酶的抑制剂柠檬酸钠，以除去Mg，防止DNA酶的激活。B核酸中的DNA和RNA在生物体内均以核蛋白的形式存在，DNA核蛋白在1 mol/L NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14 mol/L NaCl溶液。C用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来；此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成团取出。DDNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺

18、酸性溶液反应，能生成蓝色化合物。E实验材料与器械：柠檬酸钠溶液、石英砂、0.14 mol/L NaCl溶液、1 mol/L NaCl溶液、蒸馏水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、烧杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。F实验步骤：研磨的匀浆过滤的滤液滤液稀释6倍离心处理的沉淀物沉淀物再溶解加苯酚静置后去上清液提取出DNADNA鉴定。据以上材料回答下列问题：(1)研磨时，取10 g花椰菜，加入适量的石英砂、_和_。(2)将滤液稀释6倍，其目的是_。(3)取沉淀物，置于2 mL 1 mol/L NaCl溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，再加入2 mL苯酚充分震荡后静置，待其分层后弃其上层的苯酚。该步骤的目的是除去_。(4)如何将剩余溶液中的DNA提取出来？(5)如何证明提取物是DNA分子？解析：本题考查DNA的粗提取和鉴定。(1)从材料A中可以看出，DNA单独存在时不稳定，易被DNA酶分解，但柠檬酸钠可以防止DNA酶的激