二轮复习现代生物科技学案1x

［考纲要求11.基因工程的诞生（I）2.基因工程的原理及技术（U）3.基因工程

的应用（II）4.蛋白质工程（1）5.植物的组织培养（II）6.动物的细胞培养与体

细胞克隆（H）7.细胞融合与单克隆抗体（II）8.动物胚胎发育的基本过程与胚

胎工程的理论基础（I）9.胚胎干细胞的移植（I）10.胚胎工程的应用（II）11.

转基因生物的安全性（I）12.生物武器对人类的威胁（I）13.生物技术中的伦

理问题（I）14.简述生态工程的原理（II）15.生态工程的实例（I）的粗提取和

鉴定（II）

真题探究——深析真题明考向

I.（2020•全国卷I）为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料

设计了以下实验流程。

制备单细胞,秋液

回答下列问题：

⑴上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是

⑵写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：

⑶为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中

筛选1所采用的培养基属于，使用该培养基进行细胞培养的结果

是___________________________c图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原

理是_______________________________________O

(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法

有(答出2

点即可)。

答案(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞

⑵取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单

细胞悬液

(3)选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的反应具有特异性

(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养

解析(D实验前给小鼠甲注射病毒A,是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒

A抗体的B淋巴细胞。

(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理使细胞分离，加入培养液可以制成

单细胞悬液。

(3)图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了

获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原一抗体杂交，故筛选所依

据的原理是抗原与抗体的反应具有特异性。

(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进

行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。

2.(202。全国卷H)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的

重要措施。回答下列有关生态工程的问题：

⑴在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合

种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其

抵抗力稳定性o抵抗力稳定性的含义是

(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其

做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和讴肥等多种方式，

把它们转变为有机肥料，再施用到农田中C施用有机肥料的优点是

______________________________________________________（答出3点即可）。在有

机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中

的O

（3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中

的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：

答案（1）低生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损

害的能力

（2）改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现，土壤养分的循环利用分解者

（3）种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属

解析（1）生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种

植一种植物，生态系统的生物种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性

是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。

（2）由于有机肥料中有机物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微

生物、实现了土壤养分的循环利用。分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物的微生

物属于分解者。

⑶要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，可以通过种植能吸收这些金属

元素的水生植物，来吸收污水中的金属元素，然后再从植物中回收金属元素。

3.（2019•全国卷H）植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应

用。回答下列问题。

⑴植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型

繁殖技术的特点有（答出2点即可）。

⑵通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工

薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人

工种皮具备透气性的作用是_________________________o人工胚乳能够为胚状体

生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、和等几类物质。

人工种皮

胚状体

人工胚乳

(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物

的进行组织培养。

(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基

因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是

_(用流程图表示)。

答案(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快

⑵有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖

(3)茎尖

(4)含目的基因的细胞超养愈伤组织诱导会化小植株

解析(1)植物微型繁殖属于植物组织培养技术，其优点是能保持植物原有的遗

传特性、繁殖速度快等。

(2)人工种皮具备透气性，使胚状体易获得氧气，有利于胚状体进行呼吸作用。植

物的生长需要有机物和无机物等营养，人工胚乳中应含有植物激素、矿质元素和

糖等几类物质，这些物质都是胚状体生长所必需的。

(3)植物的茎尖含病毒较少，适合用其进行组织培养获得脱毒苗。

(4)植物组织培养中主要包含脱分化和再分化两个过程，结合基因工程，培育转基

因植株的过程为：含目的基因的细胞整愈伤组织诱导分化小植株。

4.(2019.全国卷III)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。

切取

切取IcnP左诱导组织诱导愈伤

胡

的对根段接种

右带后形成块形成愈组织形成

段

根进行消堂组织块

层的组织块伤组织试管苗

①②③④⑤⑥

回答下列问题。

⑴利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养

成完整的植株，这是因为植物细胞具有O

(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是____________________。

⑶从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是

___________________________________________________________________。在新的

培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。

(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是_________________________________

⑸经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的,这种繁殖方式属于

________繁殖。

答案(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)

(2)形成层容易诱导形成愈伤组织

(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂

素的比例不同分化(或再分化)

⑷诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用

(5)遗传特性无性

解析(1)植物细胞具有全能性，故用分化的植物细胞可以培养成完整的植株。

(2)形成层细胞分化程度低、全能性高，易培养成功，所以要选取含有形成层的组

织块进行组织培养。

(3)培养愈伤组织过程中，需要一定的营养和激素诱导等条件，步骤⑤为脱分化过

程，步骤⑥为再分化过程，两者在培养过程中需要的生长素和细胞分裂素的比例

不同，所以，从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基。在培养基上愈伤组织通过

细胞的分化(再分化)过程，最终可形成试管苗。

⑷试管苗需要照光培养，以便诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用，

培养成正常的植株。

⑸通过组织培养获得的植株是在离体植物器官、组织、细胞等的基础上获得的，

其理论基础是植物细胞具有全能性，一般可以保持优良品种的遗传特性。植物组

织培养技术没有经过两性生殖细胞的融合，属于无性繁殖。

5.（2018•全国卷I）回答下列问题：

（1）博耶（H.Royer）和科恩（SCoben）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入

大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了

____________________________________________________________________（答出

两点即可）。

（2）体外重组的质粒可通过Ca2+参与的方法导入大肠杆菌细胞，而体外

重组的噬菌体DNA通常需与组装成完整噬菌体后，才能通过侵

染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，

可作为重组噬菌体宿主细胞的是____________o

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被

降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用的大肠杆菌作

为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加的抑制剂。

答案（1）体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表

达

⑵转化外壳蛋白（噬菌体蛋白）细菌

⑶蛋白酶缺陷型蛋白酶

解析（1）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了

表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在原核

细胞中表达等。

⑵用Ca?+处理大肠杆菌细胞，可以增大细胞膜的通透性，使重组的质粒更容易

导入到受体细胞内，因此体外重组的质粒可通过Ca2+参与的转化方法导入大肠

杆菌细胞。体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后,

才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞。噬菌体侵染的是细菌,

而不能寄生在其他细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。

（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被

降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷型细菌以及使用

能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶

缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。

6.(20国全国卷II)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，

这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白

(L1)基因连接在GFP基因的5'末端，获得了L1-GFP融合基因(简称为甲)，并

将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如

下，图中E1〜E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

启动子CFPM因|终止子

~I~I

ElE2E3E4

回答下列问题：

⑴据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是

O使用这两种酶进行酶切是为了保证_,也是为了保

iiE________________o

(2)将Pl转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说

明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了和________过程。

(3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的

移入牛的中、体外培养、胚胎移植等。

(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴

定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的(填“mRNA”“总RNA”

或“核DNA”)作为PCR模板。

答案(1)E1和E4甲的完整甲与载体正确连接

(2)转录翻译

⑶细胞核去核卵母细胞

⑷核DNA

解析(1)甲是将某种病毒的外壳蛋白(口)基因连接在GFP基因的5'末端而获

得的L1-GFP融合基因，据此结合题意并分析图示可知：该团队在将甲插入质

粒P0时，如果用E2或E3,则目的基因不完整，而使用E1天口E4这两种限制酶

进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种

限制酶是El和E4。

(2)构建的真核表达载体Pl中含有GFP基因，而GFP基因的表达产物“某种荧

光蛋白(GFP)”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，故GFP基因可以作为标

记基因，若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛

的皮肤细胞中完成了表达。基因的表达过程包括转录和翻译。

(3)若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞

核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成重组胚

胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。

(4)PCR是多聚酶链式反应的缩写,是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸

合成技术。若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应

分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。

7.(202()■山东等级考)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，过程如下图所示。下列说法错误的是()

普通小麦细胞普通小麦原生质体、③杂种

中间假麦草细胞工中间假冬草原生质体一“曙

不同剂械的紫外线照射⑤[外界

耐盐小麦出■盆

A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞

B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂

C.过程③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

解析过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分

解，A正确；根据题干信息及紫外线的作用可推断出过程②通过紫外线照射是使

中间偃麦草的染色体断裂，B正确；灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法,

诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，C错误；实验最终将不抗盐的普通

小麦和耐盐性强的中间偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了

中间偃麦草的染色体片段，D正确。

8.（202。山东等级考）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序歹J转入水稻，实现了

对直链淀粉合成酶基因（敝基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变

品系。

⑴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组胞内维持稳定和表

达的过程称为o

⑵根据启动子的作用推测，肽基因启动子序列的改变影响了

____________________________________,从而改变了淞基因的转录水平。与

野生型水稻相比，3个突变品系中肽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肽基因表达的影响，科研人员需要检测死基因转录产

生的mRNA（淞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cDNAo通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出依

基因的cDNA,原因是_____________________________o

（4）各品系VKvmRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为

,原因是O

答案（1）限制性核酸内切酶和DNA连接酶转化

(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M基因的一段已知序列设计合成的(或引物

能与微基因的cDNA特异性结合)

(4)品系3品系3的WxmRNA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)将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目

的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接，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叫做转化。

(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA

聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平，在真核生物中，编码蛋白质

的序列是基因中的编码区，编码区中不包括启动子序列，因此3个突变品系中

的基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列不发生改变。

⑶以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录，利用PCR技术扩增以基因的

cDNA,需要合成散基因的引物，这样引物能够在总cDNA中与以基因的

cDNA特异性结合，从而利用PCR扩增技术特异性扩增出基因的cDNAo

(4)识图分析可知，图中品系3的泯基因的mRNA的含量最少，那么合成的直

链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例

最小，糯性最强。

9.(2020•天津等级考)I型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引

起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗

原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用I型糖尿病模型小鼠进行动物实验,

使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路

线如下。

据图回答：

(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰

岛素B链编码序列的起始30个核昔酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中,

该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有个。

第一个核仟酸

改造前单能TTT（；TMAA（：（：AACA

TAACA

改造后单搓TTTCBACCATCACAr

(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达

AsB肽链。下列有关分析正确的是_______。

A.引入短肽编码序列不能含终止子序列

B.引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列

C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列

D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性

(3)在重组表达载体中，SacI和Xba\限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶

充分酶切重组表达载体，可形成种DNA片段。

(4)检测转化的乳酸菌发现，信号肽一重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，

信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是o

(5)用转化的乳酸菌饲喂I型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛

素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有。

A.B细胞B.T细胞

C.吞噬细胞D.浆细胞

答案(1)6

(2)ABCD

(3)3

(4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁

(5)AB

解析(1)从图示可知，改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苔酸序列

有7个核苔酸发生了替换，则其转录形成的mRNA中，也会有7个核昔酸发生

改变，一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成，由图可知这7个核苜酸应

该存在于6个密码子中，所以该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数

有6个。

(2)要确保等比例表达A、B肽链，则需A、B肽链一起合成，即启动子和终止子

在人胰岛素A、B链编码序列两端，在其中间加入一段短肽编码序列后，序列中

间不能出现终止子，所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子，同时不

能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综上，答案选A、B、C、Do

⑶在重组表达载体中，SacI和XbaI的酶切位点分别有2个和1个，当将重组

表达载体用SacI和Xbal限制酶充分酶切后，会形成3个缺口，得到3种不同

的DNA片段。

(4)乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质基质

中加工，冉将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。

⑸人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，在特异性免疫过程中，B细胞和T细

胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能识别抗原，但不是特异性识别，浆细胞不能

识别抗原。

|考情分析

全国I卷5年考情分析

考点201202热度

201620172018

90

T38

获取目的

U5★

基因

分］

基因

基因表达T40

工程★

载体构建［15分］

基因工程T38T38

★★

操作程序［15分］［15分］

蛋白质工程

细胞植物组织

工程培养

植物体

细胞杂交

138

动物细胞

[15★

培养

分]

核移植

胚胎工程

生态工程

DNA的粗提

取和鉴定

全国II卷5年考情分析热度

20162017201820192020

获取目的T38(l)

★

基因[5分1

基因基因表达

工程载体构建

基因工程T38T38(2)★

操作程序[15分][2分]★

蛋白质工程

TJ8

植物组织

[15★

培养

分]

植物体

细胞

细胞杂交

工程

动物细胞

培养

T40T38⑶(4

核移植★★

[15分])

[8分]

胚胎工程

T38

生态工程[15★

分1

DNA的粗提取和鉴

定

全国HI卷5年考情分析热度

20162017201820192020

获取目的

基因

基因基因表达T40

★

工程载体构建[15分]

基因工程T38(l)(2)

★

操作程序[6分]

蛋白质工程

「8

植物组织

[15★

培养

分]

植物体

细胞细胞杂交

工程动物细胞138⑶

★

培养[9分]

T38

核移植[15★

分]

T

胚胎工程38★

H5

分］

生态工程

DNA的粗提取和鉴

定

素养提升

1.中国科学院神经科学研究所的三个研究团队经过三年努力，利用基因编辑技

术(CRISPR/Cas9),敲除了体外受精狒猴胚胎中的生物节律核心基因,产

生了一批BMAL1基因缺失的瑞猴。并利用克隆技术，首次成功构建了一批遗传

背景一致的生物节律紊乱猫猴模型。目前这些软猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、

焦虑和精神分裂症等表型，这为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键的一步。

回答以下问题：

⑴新一代基因编辑工具由Cas9和向导RNA(一段能特异性引导Cas9到靶序列处

的RNA)构成。该复合体能与DNA分子上的特定序列结合，并在合适位点切断

DNA双链,由此可知Cas9属于基因工程中的酶，切开的是________键。

一般来说，在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时，应使用Cas9和

(填“相同”或“不同”)的向导RNA进行基因的相关编辑。

⑵从分子水平上分析，科研人员可采用技术检测是否成功敲除了猱猴

的BMALX基因。

⑶体细胞克隆猴产生过程中涉及的生物工程技术有

_____________________________________________(至少答三点)。

(4)选物猴作实验对象的优点很多，例如：羽猴除了具有昼行性这一特性外，在

_____________________上与人类高度相似，可以用来研究脑疾病和高级认知功能。

(5)上述成果表明我国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代，

这有助于一些重大疾病早期诊断与干预，缩短药物,提高药物研发成功

率，加快我国新药创制与研发的进程。

答案(1)限制磷酸二酯不同

(2)DNA分子杂交

⑶动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等

(4)脑的结构和功能

⑸研发周期

解析⑴由题干可知，向导RNA可特异性引导Cas9到靶序列处，一般来说，

在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时，应使用Cas9和不同的向导RNA

进行基因的相关编辑。

2.女性怀孕后会分泌一种糖蛋白一绒毛膜促性腺激素(HCG),尿液中会检出

HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。如图是

抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答：

HCC迎L卜鼠-J帮-1融合选择培养.检测一大规模抗HCG单

件髓瘤细胞-"培养’克隆抗体

⑴制备单克隆抗体利用的生物学技术有和O给小鼠注

射的HCG相当于:注射后小鼠体内发生的特异性免疫反应类型是

⑵促进动物细胞融合得到乙，常采用的诱导因素有

⑶用特定的选择培养基对乙筛选，得到的细胞丙的特点是

(4)对丙检测筛选得到丁，采用的方法是________________________________o生产

的单克隆抗体可以与特异性结合，从而诊断早孕。

⑸将验孕试纸标有MAX标志线的一端插入待测尿液中(尿液不能没过MAX标

志线)，片刻后取出试纸平放，若尿液中含有HCG,其会随尿液向右扩散，与包

埋在标志线右侧区域的被显色剂标记的抗HCG抗体1发生特异性结合，形成的

复合体继续随尿液向右扩散至检测线处，又可以与固定在该区域的抗体2结合形

成新的复合体，并不断积累，从而在此处显示出颜色。对照线区域固定着另外一

种抗体3,可以捕获被显色剂标记的抗体1,因而当尿液继续扩散到对照线时，

也会显示出颜色。

显色剂,记的抗体I

।iii■»—

tn

M\X检对

标测照

志线线

线

据此判断：

若检测线和对照线均显示颜色，表示；

若仅有对照线显示颜色，表示；

若检测线和对照线均不显示颜色，表示O

答案(1)动物细胞培养动物细胞融合抗原体液免疫

(2)PEG、电激、灭活的病毒

(3)既能无限增殖，又能产生专一抗体

⑷抗原一抗体杂交人绒毛膜促性腺激素(或HCG)

(5)待测女性已怀孕未怀孕操作不正确或试纸条已失效

解析(1)制备单克隆抗体利用的生物学技术有动物细胞融合和动物细胞培养。

HCG是蛋白质类激素，对小鼠来说，相当于抗原，主要分布在体液中，不会侵

染组织细胞，所以机体产生体液免疫。

⑵促进动物细胞融合得到乙，常采用的诱导因素有PEG、灭活的病毒、电激等。

⑶用特定的选择培养基对乙筛选，得到的杂交瘤细胞丙的特点是既能无限增殖

又能产生专一抗体。

⑷利用抗原一抗体杂交的方法筛选的丁是可以产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

生产的单克隆抗体可以与抗原——人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合。

(5)准确获取题干信息，并解读信息可知：验孕试纸利用了双抗夹心法的原理，进

行检测是否怀孕。有HCG时检测线和对照线均显示颜色,表示已怀孕;没有HCG

时检测线不显示颜色，对照线显示颜色，表示未怀孕；检测线和对照线均不显示

颜色时，表示操作不正确或试纸条已无效。

3.2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生！这是我国科学家

历经五年攻关取得的重大突破。回答下列问题：

⑴体细胞克隆技术也叫o用于该技术的痛猴胎儿体细胞

通常选用传代10代以内的细胞，其原因是___________________________o目前

该技术中普遍通过_______去除卵母细胞中的核。传统上常用方法激活

受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。

(2)科学家建立阿尔兹海默症转基因克隆欷猴模型，用于人类阿尔兹海默症治疗

的研究。狒猴模型比鼠更适合用作研究人类疾病和进行药物试验，其意义体现在:

(3)转基因克隆动物细胞、组织、器官可以用作异种移植的供体。请结合基因工程

埋论，写出培育尢免疫排斥反应的转基因克隆猪器官的思路：

(4)若考虑环境承载力，克隆猴不能大量放置到自然环境中，这遵循了生态工程的

________原理。

答案(1)体细胞核移植能保持正常的二倍体核型(能保持遗传物质不变)显

微操作物理或化学

(2)猴与人在进化上亲缘关系很近，有利于更准确地评估药效

(3)向器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除

去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器

官

⑷协调与平衡

解析(1)体细胞克隆技术也叫体细胞核移植。动物细胞克隆过程中，被克隆的细

胞一定要选择传代培养10代以内的细胞，因为这种细胞遗传物质没有发生改变,

培养得到的细胞才能保证遗传物质的稳定性。动物细胞克隆过程中常用显微操作

去除卵母细胞中的核。常用物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白

酶合成抑制剂等)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。

⑶异种移植的过程中会发生免疫排斥反应，原因是供体的抗原可引起受体产生

特异性免疫，若要使转基因克隆动物细胞、组织、器官用作异种移植的供体，可

向器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去

抗原决定基因，再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。

(4)要考虑环境承载力，处理好生物与环境的协调与平衡，这体现了生态工程的协

调与平衡原理。

4.研究人员发现，从锥形蜗牛体内提取出的毒液有望帮助人类开发出超级速效

的胰岛素。他们研究表明锥形蜗牛毒蛋白(Con-InsGI)能加速受体细胞信号转换,

比人类胰岛素更加快速的发挥作用。因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基

因技术实现批量生产成为I型糖尿病治疗的新思路。请回答下列问题：

(1)利用基因工程制造这种速效胰岛素过程中，构建基因表达的载体一般包括目

的基因、启动子、、和复制原点，标记基因的作用是

⑵为了获得目的基因可以通过提取分析毒蛋白中的序列推知毒蛋白基

因的核苜酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接

酶，根据酶的来源不同分为和T&DNA连接酶两类。

⑶将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用药物处理大肠杆菌使之

成为细胞，再将重组DNA溶于中与该类细胞融合，在一定温

度下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。

⑷经过目的基因的检测和表达，获得的Con-InsGI毒蛋白活性未能达到期待的

“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是

答案(1)标记基因终止子鉴别和筛选含有目的基因的细泡

(2)氨基酸Eco/iDNA连接衡

⑶感受态缓冲液

⑷大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未加工

解析(4)经过目的基因的检测和表达，获得的Con-InsGI毒蛋白活性未能达到

期待的“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是大肠杆菌属于原

核生物，其细胞中不含内质网和高尔基体，基因表达获得的蛋白质未加工。

5.在互联网高度发达的今天，你一定知道什么是“关键词”。利用关键词，在

互联网上你可以轻松地查找所需要的信息。关键词承载着所要表达的关键信息。

⑴请写出教材介绍基因工程的基本操作步骤（程序）中的五个“关键词”：

⑵简述将生长速度较快的奇努克三文鱼生长激素基因转入大西洋三文鱼基因组

中，生产转基因三文鱼的基本过程：

⑶分析⑵中获得的转基因三文鱼对生态环境可能造成的影响。

答案（1）目的基因、表达载体、限制酶、DNA连接酶、受体细胞等

（2）包含获取目的基因、构建基因表达载体、导入受体细胞、筛选导入目的基因的

受体细胞、筛选目的基因表达的个体（或出现相应的性状的个体）等过程（表述符合

原理、逻辑通顺即可）

⑶有利：

资源消耗：转基因三文鱼生长迅速，因此每单位产出消耗的资源更少；物种多

样性：可以缓解重度捕捞野生三文鱼的压力，保护生物多样性。

可能的危害：

基因扩散：扩散到野生品种中，破坏生态平衡；外来物种入侵：形成优势种，与

本地种形成竞争，造成捕食对象的生存压力等，威胁生态系统中其他生物生存。

解析（2）通过基因工程将生长速度较快的奇努克三文鱼生长激素基因转入大西

洋三文鱼基因组中，并通过动物细胞培养和早期胚胎培养等技术生产出转基因三

文鱼。具体步骤如下：首先获取生长速度较快的史努克三文鱼的生长激素基因，

再将生长速度较快的奇努克三文鱼生长激素基因与载体在生物体外先构建基因

表达载体，然后将基因表达载体导入大西洋三文鱼的受精卵中，筛选导入目的基

因的受体细胞并进一步培养，对转基因个体进行检测，以筛选目的基因表达的个

体。

核心考点—重点难点全突破

考点1基因工程与蛋白质工程

1目的基因的获取途径

方法具体操作

直接

从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取

分离

化学核苦酸序列已知的较小基因，直接利用DNA合成仪用化

合成学方法合成，不需要模板

逆转

以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成

录法

①原理：DNA双链复制；

人工合

②条件：模板DNA、引物、脱氧核昔酸、热稳定的DNA

成

PCR聚合酶；

技术变性：90〜95l,DNA解旋

扩增

……田复性：55〜60'C,引物与单链DNA

③过程;结合

延伸：70〜75匕，在热稳定的DNA

聚合酶作用下合成子链

2基因表达载体的构建---重组质粒的构建

⑴基因表达载体的组成

C

g厂口的范因

z

及一启动子：聚合醐识别和结合的部

达位,驱动基因转录

一终止子：RNA聚合酣脱离部位,终止转玳

一标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的

堪因.从而将含有II的耘因的

细胞筛选出来

(2)构建过程

载体（质位）DNA分子（含目的基曲

--同一种限制的切割-------->|

一个切口两个切【I

两个黏性末端获得目的基因

II

DNA连接酶

重组DNA（环状重组质粒）

3将目的基因导入受体细胞的方法比较

生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞

常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法

受体细胞体细胞受精卵原核细胞

将目的基因插入到将含有目的基因的Ca2+处理细胞f感

Ti质粒的T-DNA上表达载体提纯f取受态细胞一重组基

转化f农杆菌一导入植物卵（受精卵）f显微注因表达载体与感受

过程细胞一整合到受体细射一受精卵发育一态细胞混合一感受

胞的染色体DNA上获得具有新性状的态细胞吸收DNA分

一表达动物子

4目的基因的检测与鉴定

分子水平检测

个体水平检测

5DNA的粗提取与鉴定

⑴原理

①溶解性

DNA与蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。DNA不溶于

酒精，细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。

②DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。

③鉴定

DNA+二苯胺试剂潍水浴蓝色。

（2）操作流程

|材料的选取］一|选用DNA含量相对较高的生物组织|

HJ1典例分析

1.（2019.江苏高考）图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒

P0具有四环素抗性基因（39和氨芾青霉素抗性基因3叩’）。请回答下列问题：

图।

•••GATlATC•••

（l）EcoRV酶切位点为•••（ntTAG-,ECORV酶切出来的线性载体P1为

T-，山o

⑵用Th夕酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺瞟吟脱

氧核昔酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为的脱氧

核苜酸，形成P2；P2和目的基因片段在___________酶作用下，形成重组质粒

P3o

（3）为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得

到A、B、C三类菌落，其生长情况如下表（“+”代表生长，“-”代表不生长）。

根据表中结果判断，应选择的菌落是_______（填表中字母）类，另外两类菌落质

粒导入情况分别是、

菌落类型

ABC

平板类型

无抗生素+++

氨茶青霉素++—

四环素+——

氨茉青霉素+四环素+——

(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物

进行PCR鉴定。图2中甲、乙、丙为与正确重组质粒中的相应位置结合的三条

引物，PCR鉴定时应选择的一对引物是_______o某学生尝试用图中另外一对引

物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是。

图2

答案⑴平

(2)胸腺嘴症(T)DNA连接

(3)BA类菌落含有P0C类菌落未转入质粒

(4)乙、丙目的基因反向连接

解析(1)从图中可以看出，EcoRV酶切出来的载体质粒为平末端。

(2)由题意可知，目的基因的两端各有一个游离的腺噂吟脱氧核苗酸，由于载体P1

为平末端,所以载体P1的两