高考生物二轮复习十二现代生物科技学案

专题十二现代生物科技

［考纲要求］

1.基因工程的诞生(I)2.基因工程的原理及技术(H)3.基因工程的应用

(H)4.蛋白质工程(I)5.植物的组织培养(H)6.动物的细胞培养与体细胞克

隆(II)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(1)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)16.DNA的粗提取

和鉴定(II)

网络前测——主干知识再回顾

基础理论和技术的发展催生广¥因I程・细胞「.樗的发屣历科

来源和特点：限制性核酸内切脚一|

DNA连接脚+D'AiR组技术的牖小IHJ_「植物组织培养技术

T技t植物体细胞杂交技术

共令条件；M内进入受体细胞的莪体•।

术

从

从掂闪文作中於取H的基因二遇「植物繁殖的新途径

利用PCR技术扩增H的基因一卜11的基因的强取一因匚£一卜作物新品种的培育

厂E

通过D、A合成仪人工合成H的基因」|程律H

川」细袍产物的T.厂化生产

的

将H的基因导入植物细胞］拓因友达巧的构建一基

厂动物细胞培推

将H的基因与入动物细胞一卜将H的基伏呼人盲体细胞一本

一动物体细胞核移植和克降动物

操

格目的M因恃入做牛物细则」

作一动物细胞融合

步

一玳克隆抗体

分子水T的检溶—|_的基因的检测与鉴定一骤

M-

个体小物学水平的鳖定一杯厂►胚给I.程的建1

一体内受精和r期胚胎发育

植物基因1二秤候果累米一|胎

--体外受精和状期胚胎培养

动物基因I：程前景广圈一

一M因I：程的应用_一胚胎「.程的应用及前景

UIMI.程药物廿军突起一

手因治疗阴光初熙一I生态।程的兴起

白质理♦

atI一关注生态1程建设

生物技术引发的社会争论《—物质循环再生陈理

生

性

t的

物

态

和

转M因成果令人叹为现止一|基种多样性蟆理

技

工

伦

对转M因生物安全性的争论+转柱因牛物的安全性--—本

程

术

理谢U平街原再

遵

何

理性乔待转基因技术」的•'?.

体性颇现

循

眩

安)'|'

关注，I物技术的伦理问题《＜—全系统学和I.程学原理

禁止土物武器―生态工程的实例和发收前状

［链接高考］

考点1基因工程及蛋白质工程

1.(2019・全国卷I)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列

问题。

(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。

基因文库包括和O

(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是°在

体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条

件是o上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分

子中的o

(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原

因是

答案(1)基因组文库cDNA文库

(2)解旋酶加热至90〜95c氢键

(3)7?应酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活

解析(1)基因工程中的基因文库包括基因组文库和部分基因文库(或cDNA

文库)。

(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，通过解旋酶解开DNA双链。在体外

利用PCR技术扩增目的基因时，通过高温(90〜95C)使反应体系中的模板DNA

解链为单链。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的氢键。

(3)大肠杆菌DNA聚合酶不耐高温，在高温下会失活，而PCR反应体系中

加入的聚合酶需耐高温，故在PCR反应中要用能耐高温的预酶。

2.(2018•全国卷I)回答下列问题：

(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Coben)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

(2)转化外壳蛋白(噬菌体蛋白)细菌

(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶

解析(1)将非洲爪蟾核精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。

(2)用Ca2+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。

3.(2018.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L1基因CFP基因终止子

1

ElE2E3E4

回答下列问题：

(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制筋，这两种酶

是。使用这两种酶进行前切是为了保证,也是为了

保证。

(2)将P1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

(3)细胞核去核卵母细胞

(4)核DNA

解析(1)甲是将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5'末端

而获得的LI-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和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E1和E4。

(2)构建的真核表达载体P1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。

4.(2017•全国卷II)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化

几J.质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的

能力。回答下列问题：

(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质药的mRNA,常选

用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是“提取

RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是o

(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是

____________________________________________________________________O

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目

的基因导入受体细胞，原因是

(答出两点即可)。

(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是

O

(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌

病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是

答案(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解

⑵在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合

成cDNA

(3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子

(4)磷酸二酯键

(5)目的基因的转录或翻译异常

解析(1)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的

mRNAo提取RNA时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催

化降解。

(2)以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过

逆转录(反转录)可以获得cDNAo

(3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体

细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也

不能遗传下去。

(4)构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个

DNA片段之间形成磷酸二酯键。

(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没

有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。

5.(2016・全国卷I)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到4叼/或Tef

中会导致相应的基因失活(4〃伊表示氨苇青霉素抗性基因，Tef表示四环素抗性

基因)。有人将此质粒载体用反如HI酶切后，与用切mHI前切获得的目的基

因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。

结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含

有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。

回答下列问题：

启动子

(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有

(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件

外，还需具有启动子和终止子。

(2)如果用含有氨节青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中,

未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是

____________________________________________________;并且_____________和

________________________________________________的细胞也是不能区分的，其原

因是。在上述筛选的基础

上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有

_________________的固体培养基。

(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原

料来自于o

答案(1)能自我复制、具有标记基因

(2)二者均不含有氨年青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长含有质粒

载体含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)二者均含有氨节

青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素

(3)受体细胞

解析(1)质粒作为载体应具备的基本条件有：能自我复制、具有标记基因、

含有一至多个限制酶切割位点等。

(2)由题意可知，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞中均不含有氧节青

霉素抗性基因，所以在含有氨羊青霉素的培养基上均不能生长。质粒载体上含有

氨羊青霉素抗性基因和四环素抗性基因，插入了目的基因的重组质粒中仅含有氨

节青霉素抗性基因(四环素抗性基因被破坏)，所以含有质粒载体和含有插入了目

的基因的重组质粒的细胞均能在含有氨节青霉素的培养基上生长，但前者可以在

含有四环素的培养基上生长而后者不能，所以可用含有四环素的培养基，筛选出

含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落。

(3)噬菌体属于病毒，通常病毒增殖过程中所需的原料、酶等均来自于受体

细胞。

6.(2015•全国卷H)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋

白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位

的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P。不但保留P的功能，而且具有了

醐的催化活性。回答下列问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的

_____________进行改造。

(2)以P基因序列为基础，获得Pi基因的途径有修饰________基因或合成

________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包

括的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能

出发，通过和,进而确定相对应的脱氧

核昔酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质

的生物进行鉴定。

答案（1）氨基酸序列（或结构）

（2）PPiDNA和RNA（或遗传物质）

DNA-RNA、RNA-DNA、RNA-

蛋白质（或转录、逆转录、翻译）

（3）设计蛋白质的结构推测氨基酸序列，功能

解析（1）从题中所述资料可知，将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，

240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过

对构成蛋白质的氨基酸序列进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋

白质的功能。

（2）在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P

基因进行修饰，也可以人工合成新的Pi基因。所获得的基因表达时是遵循中心

法则的，中心法则的全部内容包括DNA和RNA复制，以及遗传信息在不同分

子之间的流动，即DNAfRNA、RNA-DNA、RNA-蛋白质。

（3）蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能一设计预期的蛋白质结构一推

测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核甘酸序列（基因）一表达出蛋白质，经

过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。

考点2细胞工程

1.（2019.全国卷n）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。

（1）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）。

（2）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。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。

（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。

⑷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

(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖

(3)茎尖

培养诱导分化

(4)含目的基因的细胞一一＞愈伤组织一一＞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

培养诱导分化

育转基因植株的过程为：含目的基因的细胞一一^愈伤组织一小植株。

2.(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。

切取洁净切取1cm。左诱导组织诱导愈伤

对根段接种

的胡萝卜右带右.形成»块形成愈组织形成

'进行消毒~组织块

根段层的组织块伤组织试管苗

①②③④⑤⑥

回答下列问题。

(1)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o

(3)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o

(5)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(或答：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(或答：再分化)

(4)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。

(4)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。

(5)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。

3.(2018.全国卷m)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用

体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。

回答下列问题：

(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指

_____________________________________________o通过核移植方法获得的克隆

猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目(填“减半”“加倍”

或“不变”)o

(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞

核移植获得克隆动物的难度(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其

原因是。

(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作

为核供体，通常，所得到的两人克隆动物体细胞的常染色体数目(填”相

同”或“不相同”)，性染色体组合(填“相同”或“不相同”)o

答案(1)将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞

中不变

(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易

(3)相同不相同

解析(1)核移植是指将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞

核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最后发育成为动物

个体。通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体，因此克隆猴体细胞的染

色体数目和供体一致。

(2)胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植，其原因是动物胚胎细胞分化

程度低，恢复其全能性相对容易。

(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体中常染色体数目相同，性

染色体前者是XX,后者是XY,因此分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为

核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同，性染色体组合

不同。

4.(2017•全国卷HI)编码蛋白甲的DNA序歹U(序列甲)由A、B、C、D、E五

个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。

(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码

蛋白乙的DNA序歹iJ(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转

入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是

(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系

中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为,加入了

作为合成DNA的原料°

(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是

否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋

巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一

组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。

①由图2可知：当细胞浓度达到。时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞

浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是

o细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,

CO2的作用是o

②仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少(填

“6”伊笛”“。喊乍”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效

果。

答案⑴编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码

子

⑵模板dNTP

(3)①进行细胞传代培养维持培养液的pH②C

解析(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列

(TTCGCTTCT.......CAGGAAGGA),则基因表达载体中编码乙的DNA序列起始

端无ATG,无论以DNA的哪条链为模板，转录出的mRNA都无起始密码子AUG,

使所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙。

(2)在PCR技术中，除了弓物和耐高温的DNA聚合酶外，还需要序列甲(DNA

片段)作为模板，dNTP(脱氧核糖核普三磷酸)作为原料。

(3)①当细胞浓度达到〃时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增

加，可能是由于发生了接触抑制，可用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，制成细胞

悬液分瓶继续传代培养。动物细胞培养中，CO2的作用是维持培养液的pH。

②对照分析图1和图2可知，能刺激T淋巴细胞增殖的甲和乙中都含有C

片段，而对T淋巴细胞增殖促进作用很弱的丙中没有C片段，据此可知，若缺

少C片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

［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),敲除了体外受精源猴胚胎中的生物节律核心基因

BMAL1,产生了一批3MAL1基因缺失的骄猴。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添猴模型。目前这些猫猴具有昼夜活动紊

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：

(1)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。

(2)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

狒猴的基因。

(3)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)选狒猴作实验对象的优点很多，例如：狮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

(3)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

(5)研发周期

解析(1)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属于基因工程中的限制晦，切开的是磷

酸二酯键。向导RNA可特异性引导Cas9到靶序列处，一敢来说，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)从分子水平上分析，和研人员可以采用DNA分子杂交技术，检测是否成

功敲除了软猴的8MAL1基因。

(3)体细胞克隆猴产生过程中涉及的生物工程技术有动物细胞培养、核移植、

早期胚胎培养、胚胎移植等。

(4)选物猴作实验对象的优点很多，例如：秣猴除了具有昼行性这一特性外,

在脑的结构和功能上与人类高度相似，可以用来作为研究脑疾病和高级认知功能

的模型动物。

(5)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，缩短药物研发周期，提高药物研发成功率，加

快我国新药创制与研发的进程。

2.女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——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：

HCG㈣小鼠一喘岩一|融锭选择培养检测大规模抗HCG单

骨髓瘤细胞‘~-"培养’克隆抗体

(1)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o

(2)促进动物细胞融合得到乙，常采用的方法有

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。

1t

y检

1AX测

标

线

志

线

(5)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。

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

(4)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(I)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。

(2)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。

(3)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。

(4)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