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專題18基因工程和細胞工程,【高考這樣考】 (2015全國卷ⅡT4015分)已知生物體內有一種蛋白質(P)，該 蛋白質是一種轉運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位 的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋 白質(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問 題： (1)從上述資料可知，若要改變蛋白質的功能，可以考慮對蛋白質的 ___________________進行改造。,氨基酸序列(或結構),(2)以P基因序列為基礎，獲得P1基因的途徑有修飾__基因或合成__基 因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內容包 括_____________________的復制；以及遺傳信息在不同分子之間的 流動，即：_________________________________________________ ______。 (3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白 質功能出發(fā)，通過_________________和_______________，進而確 定相對應的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達、純化獲得 蛋白質，之后還需要對蛋白質的生物_____進行鑒定。,P,P1,DNA和RNA(或遺傳物質),DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(或轉錄、逆轉錄、,翻譯),設計蛋白質的結構,推測氨基酸序列,功能,【考綱考頻】 1.基因工程的誕生 Ⅰ(5年2考) 2.基因工程的原理及技術 Ⅱ(5年15考) 3.基因工程的應用 Ⅱ(5年10考) 4.蛋白質工程 Ⅰ(5年7考) 5.植物的組織培養(yǎng) Ⅱ(5年9考) 6.動物細胞培養(yǎng)與核移植技術 Ⅰ(5年6考) 7.動物細胞融合與單克隆抗體 Ⅱ(5年8考),【考查特點】 1.基因工程：基因工程一直是生命科學研究和爭論的焦點，圍繞其基本工具和操作步驟而展開的高考命題更是考查的熱點。多與蛋白質工程、細胞工程結合命題。以非選擇題形式考查。 2.細胞工程：考查重點是植物組織培養(yǎng)技術和制備單克隆抗體，主要涉及二者的基本概念及原理、培養(yǎng)過程及條件等。以非選擇題形式考查。,一、基因工程 1.基本工具： (1)限制性核酸內切酶(限制酶)。 ①作用：獲取_____________和切割_________，斷開兩個核苷酸 之間的_______________。 ②特點：_________特定的核苷酸序列，并在特定的位點進行 _________。 ③結果：形成_________末端或平末端。,目的基因,載體,磷酸二酯鍵,識別,切割,黏性,(2)DNA連接酶。 ①種類： a.EcoliDNA連接酶：來源于大腸桿菌，連接黏性末端。 b.T4DNA連接酶：來源于T4噬菌體，連接黏性末端或平末端。 ②作用：恢復被限制酶切開的磷酸二酯鍵，用于構建_____________。,基因表達載體,(3)載體的特點和作用。 ①能夠在細胞內自我復制：穩(wěn)定保存。 ②具有一個至多個限制酶切割位點：__________________________。 ③具有特定的標記基因：__________________________。,供外源DNA片段插入其中,供重組DNA的鑒定和選擇,2.基本操作程序： (1)目的基因的獲取。 (2)_______________________。 (3)將目的基因導入受體細胞。 (4)目的基因的_______________。,基因表達載體的構建,檢測與鑒定,二、蛋白質工程 1.步驟： (1)預期蛋白質_________；(2)設計蛋白質_________； (3)推測_______________；(4)確定___________________； (5)鑒定蛋白質的_____________。 2.產(chǎn)物：產(chǎn)生自然界中從來沒有的_______________。,功能,結構,氨基酸序列,脫氧核苷酸序列,生物功能,新的蛋白質,三、細胞工程 1.植物細胞工程： (1)理論基礎：_________________。 (2)植物組織培養(yǎng)的重要步驟：___________和___________。 2.動物細胞工程： (1)常用技術手段：動物細胞培養(yǎng)、_____________________、 動物細胞融合、制備單克隆抗體等。,細胞的全能性,脫分化,再分化,動物體細胞核移植,(2)動物細胞培養(yǎng)。 ①常用的酶：_____________。 ②培養(yǎng)基：_______________。 (3)動物細胞融合。 ①原理：___________________。 ②誘導因素：_____________、滅活的病毒、電激等。,胰蛋白酶,液體培養(yǎng)基,細胞膜的流動性,聚乙二醇,考點一 基因工程 【典例1】(2015全國卷ⅠT40)HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的 病原體?；卮鹣铝袉栴}： (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中 的____，以其作為模板，在_________的作用下合成____________， 獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。,RNA,逆轉錄酶,cDNA(或DNA),(2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體 后，刺激機體產(chǎn)生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是_____。該分 泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是_____________ _________________________。 (3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中 卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部 分___________細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有___________癌細胞的功能，艾滋病患者由于免疫 功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。,抗體,抗原抗體特異,性結合(其他合理答案也可),T(或T淋巴),監(jiān)控和清除,【解題技法】 (1)關鍵詞1：目的蛋白。 ①合成途徑：RNA→________________→_____________________→ 受體細胞→目的蛋白。 ②作為抗原：可刺激機體產(chǎn)生抗體，抗體可與目的蛋白(抗原) ___________結合。,cDNA(或DNA),構建基因表達載體,特異性,(2)關鍵詞2：免疫系統(tǒng)的功能。 ①防衛(wèi)功能：體液免疫和細胞免疫，主要借助于T細胞→____________ 會大大降低防衛(wèi)功能。 ②監(jiān)控和清除功能：艾滋病患者免疫功能缺陷→監(jiān)控和清除癌細胞能 力降低→惡性腫瘤。,破壞T細胞,【知識方法誤區(qū)】 1.獲取目的基因的3種途徑： (1)從基因文庫中獲取。 (2)PCR技術擴增。 (3)化學方法人工合成。 2.基因表達載體的組成： 目的基因+啟動子+終止子+標記基因+復制原點。,3.啟動子、終止子： (1)啟動子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA)。 (2)終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)。 4.使用限制酶的注意點： (1)一般用同一種限制酶切割載體和獲取目的基因。 (2)不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。,5.目的基因導入受體細胞的方法： (1)導入植物細胞。 ①農(nóng)桿菌轉化法；②基因槍法；③花粉管通道法。 (2)導入動物細胞：顯微注射法。 (3)導入微生物細胞：Ca2+處理法(感受態(tài)細胞法)。,6.目的基因的檢測與鑒定的方法： (1)檢測目的基因是否導入受體細胞：DNA分子雜交法。 (2)檢測目的基因是否轉錄出mRNA：分子雜交技術。 (3)檢測目的基因是否翻譯出蛋白質：抗原—抗體雜交技術。 (4)個體生物學水平鑒定：根據(jù)表達性狀判斷。,7.基因工程的?？键c： (1)目的基因插入位置：啟動子與終止子之間。 (2)將目的基因導入受體細胞沒有堿基互補配對現(xiàn)象。 (3)常用的受體細胞。 ①植物：受精卵、體細胞。 ②動物：受精卵。 ③微生物：大腸桿菌、酵母菌等。 (4)原核生物作為受體細胞的優(yōu)點：多為單細胞、繁殖快、遺傳物質相對較少。,【題組過關】 1.(2014新課標全國卷Ⅱ)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關，若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 回答下列問題： (1)理論上，基因組文庫含有生物的 基因；而cDNA文庫含有生物的 基因。 (2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中 出所需的耐旱基因。,(3)將耐旱基因導入農(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉化法將其導入植物___ 的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認 該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因 的 ，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的 是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱 植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了___________ (填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”),【解題指導】解答本題的關鍵點： (1)題干關鍵詞：“自交”“子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1”。 (2)關鍵知識：基因文庫類型、基因工程操作流程。,【解析】(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉錄后構建的，只含有已經(jīng)表達的基因(并不是所有基因都會表達)，即部分基因。 (2)從基因文庫中獲取目的基因需要進行篩選。,(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用農(nóng)桿菌轉化法將耐旱基因導入植物乙的體細胞中。要檢測目的基因(耐旱基因)是否表達應該用抗原抗體雜交法檢測目的基因(耐旱基因)的表達產(chǎn)物(即耐旱的相關蛋白質)；個體水平檢測可以通過田間試驗，觀察檢測其耐旱情況。 (4)如果耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉基因植株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因，_表示另一條染色體上沒有相應的基因)，A_自交后代基因型為AA∶A_∶_ _=1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱=3∶1，與題意相符；如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，則子代將全部表現(xiàn)耐旱，不會出現(xiàn)性狀分離。,答案：(1)全部 部分 (2)篩選 (3)乙 表達產(chǎn)物 耐旱性 (4)同源染色體的一條上,2.(2015海南高考)在體內，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內質網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段C后，產(chǎn)生A、B兩條肽鏈，再經(jīng)酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術可大量生產(chǎn)胰島素?；卮鹣铝袉栴}：,(1)人體內合成前胰島素原的細胞是 ，合成胰高血糖素 的細胞是 。 (2)可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的 序列，用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重 組表達載體。再經(jīng)過細菌轉化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成 的基因工程菌。 (3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時，培養(yǎng)液無抗原抗體反 應，菌體有抗原抗體反應，則用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應從 中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉變 為胰島素。,【解題指導】解答本題的關鍵點： (1)題干關鍵信息：“基因工程技術可大量生產(chǎn)胰島素”。 (2)關鍵知識：基因工程的操作流程和目的基因產(chǎn)物的分離、純化。,【解析】(1)由題干信息可知，前胰島素原在細胞內經(jīng)加工后成為胰島素，人體合成胰島素的細胞是胰島B細胞，所以合成前胰島素原的細胞也是胰島B細胞；而胰島A細胞合成的激素是胰高血糖素。 (2)真核生物的目的基因可用人工合成的方法合成，可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的DNA序列(即目的基因)；合成的DNA序列經(jīng)過修飾與質粒構建胰島素原基因表達載體，導入細菌體內，經(jīng)轉化后篩選鑒定，最終得到能穩(wěn)定合成胰島素原的基因工程菌。,(3)由題目信息可知，培養(yǎng)液無抗原抗體反應，菌體有抗原抗體反應，所合成的胰島素原存在于菌體內，所以用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應從菌體中分離、純化胰島素原，經(jīng)酶處理便可轉變?yōu)橐葝u素。 答案：(1)胰島B細胞 胰島A細胞 (2)DNA 胰島素原 (3)菌體,3.(2015江蘇高考)胰島素A、B鏈分別表達法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體，圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題：,(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是 。 (2)圖1中啟動子是 酶識別和結合的部位，有了它才能啟動 目的基因的表達；氨芐青霉素抗性基因的作用是________________ 。 (3)構建基因表達載體時必需的工具酶有________________________ 。,(4)β-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達，可將胰島素肽鏈上蛋 白酶的切割位點隱藏在內部，其意義在于_______________________ 。 (5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，用溴化氰處理相應 的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈，且β-半乳糖苷酶被切成多個肽 段，這是因為 。 (6)根據(jù)圖2中胰島素的結構，請推測每個胰島素分子中所含游離氨基 的數(shù)量。你的推測結果是 ， 理由是 。,【解題指導】解答本題的關鍵： (1)基因表達載體的組成和構建過程。 (2)圖中利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程中溴化氰的處理原理。,【解析】(1)基因表達載體包含啟動子、終止子、目的基因和標記基因。(2)啟動子是RNA聚合酶的識別和結合位點。氨芐青霉素抗性基因可作為標記基因。(3)基因工程使用的工具酶包括限制酶和DNA連接酶。(4)胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏起來，將無法被菌體內的蛋白酶所識別，防止被降解。(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，而β-半乳糖苷酶中含有多個甲硫氨酸，并且胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸，所以溴化氰只水解β-半乳糖苷酶不水解胰島素A、B鏈，從而能獲得完整的A鏈或B鏈。(6)胰島素分子含有兩條鏈，至少有2個游離氨基分別位于2條肽鏈的一端，并且R基團中可能也含有游離的氨基。,答案：(1)終止子 (2)RNA聚合 作為標記基因，將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來 (3)限制酶和DNA連接酶 (4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解 (5)β-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸，而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸 (6)至少2個 兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基，氨基酸R基團中可能還含有游離的氨基,4.(2015安慶一模)常用DNA拼接技術研究生物性狀的遺傳。下圖所示的酶M和酶N是兩種限制酶，圖中DNA片段只注明了黏性末端處的堿基種類，其他堿基的種類未作注明。,(1)酶M特異性剪切的DNA片段是 ，則酶N特異性剪切的DNA 片段是 。 (2)多個片段乙和多個片段丁混合在一起，用DNA連接酶拼接得到環(huán) 狀DNA，其中只由兩個DNA片段連接成的環(huán)狀DNA分子有 種。,【解析】(1)據(jù)圖可知，酶M切割的切口在片段乙和丙之間，則酶N切 割的切口一定是片段甲和乙之間，其識別的DNA序列為 (2)觀察片段乙和丁，它們具有相同的黏性末端，多個片段乙和多個 片段丁混合在一起時，片段會兩兩連接成3種環(huán)狀DNA分子：乙-乙、 丁-丁和乙-丁。,答案：(1) (2)3,5.(2015四川高考)將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因導入棉花細胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉基因棉，其過程如下圖所示(注：農(nóng)桿菌中Ti質粒上只有T-DNA片段能轉移到植物細胞中)。,(1)過程①需用同種 酶對含Bt基因的DNA和Ti質粒 進行酶切。為將過程②獲得的含重組質粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應使 用 培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓________ 進入棉花細胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉接到含卡那霉素 的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是 。,(3)若過程④僅獲得大量的根，則應在培養(yǎng)基中增加______________ 以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng) 基上的芽也能長根，原因是 。 (4)檢驗轉基因棉的抗蟲性狀，常用方法是 。種植轉基因 抗蟲棉能減少 的使用，以減輕環(huán)境污染。,【解題指導】解答本題需明確： (1)題干關鍵信息：只有T-DNA片段能轉移，“Bt”代表“Bt基因”，“KmR”代表“卡那霉素抗性基因”。 (2)關鍵知識：基因工程、植物組織培養(yǎng)。,【解析】(1)過程①需用同種限制性核酸內切酶對含Bt基因的DNA和 Ti質粒進行酶切，以產(chǎn)生相同的黏性末端，有利于連接。使用含卡那 霉素的選擇培養(yǎng)基，可將過程②獲得的含重組質粒的農(nóng)桿菌篩選出 來。(2)過程③中將棉花細胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓T-DNA 進入棉花細胞，實現(xiàn)目的基因的轉移；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉接到含 卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是篩選獲得T-DNA片段的植物細 胞進行植物組織培養(yǎng)。(3)植物組織培養(yǎng)中生長素濃度高于細胞分裂 素時用于誘導根的分化，細胞分裂素濃度高于生長素時用于誘導不定 芽的產(chǎn)生，所以若過程④僅獲得大量的根，則應在培養(yǎng)基中增加細胞,分裂素濃度以獲得芽；芽頂端合成的生長素向基部運輸，可促進根的分化。(4)檢驗轉基因棉的抗蟲性狀，常用方法是投放棉鈴蟲，使其食用看效果。種植轉基因抗蟲棉能減少農(nóng)藥的使用，以減輕環(huán)境污染。,答案：(1)限制性核酸內切 選擇 (2)T-DNA 篩選獲得T-DNA片段的植物細胞 (3)細胞分裂素濃度 芽頂端合成的生長素向基部運輸，促進根的分化 (4)投放棉鈴蟲 農(nóng)藥,考點二 細胞工程 【典例2】(2015山東高考T36)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應具有重要意義。流程如下：,(1)過程①采用的是細胞工程中的_______________技術，過程②采 用的是胚胎工程中的_______________技術。 (2)體細胞進行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作 用是維持培養(yǎng)液(基)的_____________。 (3)如果克隆過程中需進行基因改造，在構建基因表達載體(重組載體) 時必須使用_____________________________和__________兩種工具 酶。基因表達載體上除目的基因外，還需有_____基因，以便選出成 功導入基因表達載體的細胞。,(體細胞)核移植,(早期)胚胎培養(yǎng),pH(或酸堿度),限制性(核酸)內切酶(或限制酶),DNA連接酶,標記,(4)胚胎干細胞可以來自囊胚中的_________。在一定條件下，胚胎 干細胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移 植給個體__(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應。,內細胞團,B,【解題技法】 (1)圖中①過程：_________________。 該過程獲得的組織器官：主要性狀與提供___________的個體相同。 (2)圖中②過程：_________________。 (3)動物細胞培養(yǎng)過程中需創(chuàng)造氣體環(huán)境。 O2的作用：_________________。 CO2的作用：___________________。,體細胞核移植,細胞核,早期胚胎培養(yǎng),維持細胞代謝,維持培養(yǎng)液的pH,(4)基因工程的基本工具：___________、______________和 _________。 (5)胚胎干細胞的來源：_____________________________和 _____________。,限制酶,DNA連接酶,載體,囊胚的內細胞團(早期胚胎),原始性腺,【知識方法誤區(qū)】 1.細胞工程概念的常考點： (1)定向性：按照人的意愿。 (2)目的：改變細胞內的遺傳物質和獲得細胞產(chǎn)品。 2.植物組織培養(yǎng)易錯點： (1)條件：無菌、離體。 (2)培養(yǎng)基組成：無機營養(yǎng)、有機營養(yǎng)、激素、瓊脂。,3.植物體細胞雜交常考點： (1)制備原生質體：用纖維素酶和果膠酶處理。 (2)原生質體融合：離心、振動、電激、聚乙二醇。 (3)雜種細胞形成的標志：新細胞壁的形成。 4.動物細胞培養(yǎng)常考點： (1)條件。 ①無菌、無毒；②特殊營養(yǎng)：血清、血漿；③適宜的溫度和pH；④氣體環(huán)境：含95%的空氣加5%CO2的混合氣體。 (2)兩大階段：原代培養(yǎng)→細胞株；傳代培養(yǎng)→細胞系。,5.動物細胞核移植易錯點： (1)受體細胞：去核的卵母細胞。 (2)原因：①營養(yǎng)豐富；②體積大，易操作；③含有刺激細胞核恢復分裂能力的物質。 6.核移植獲得的克隆動物與提供細胞核的親本性狀可能不同： (1)克隆動物遺傳物質來自兩個親本。 (2)發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變或染色體變異。 (3)外界環(huán)境條件可能引起不遺傳的變異。,7.制備單克隆抗體?？键c： (1)3種細胞特點不同。 ①B淋巴細胞：能分泌抗體，不能大量增殖。 ②骨髓瘤細胞：能大量增殖，不能分泌抗體。 ③雜交瘤細胞：既能分泌抗體，又能大量增殖。 (2)2次篩選目的不同。 ①第1次：獲得能分泌抗體的雜種細胞。 ②第2次：獲得能分泌所需特異性抗體的雜交瘤細胞。,【題組過關】 1.(2014新課標全國卷Ⅰ)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù))，結果如下圖所示。,若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。,回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過 次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是 小鼠，理由是 。 (2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有 ，體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是 。,(3)雜交瘤細胞中有 個細胞核，染色體數(shù)目最多是_______ 條。 (4)未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是____ 。,【解題指導】解答本題需明確： (1)題干關鍵詞：“效價”“雜交瘤細胞”“傳代培養(yǎng)”。 (2)隱含信息：柱形圖中效價越高，能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù)越大，說明免疫后小鼠的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體能力越強。 (3)關鍵知識：制備單克隆抗體的技術流程和動物細胞體外培養(yǎng)的過程。,【解析】(1)據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析，第四次免疫后Y、Z小鼠的血清抗體效價均達到16000以上，免疫后小鼠Y的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體效價最高，最適用于制備單克隆抗體。 (2)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞混合在一起時，可能發(fā)生B淋巴細胞之間的融合，骨髓瘤細胞之間的融合和B淋巴細胞與骨髓瘤細胞之間的融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。,(3)雜交瘤細胞形成后，小鼠的B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個細胞核。染色體可達100條，有絲分裂后期染色體數(shù)目最多為200條。 (4)未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后，仍然不是能惡性增殖的細胞，分裂次數(shù)是有限的。,答案：(1)四 Y Y小鼠的抗體效價最高 (2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞，骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的，沒有特異性且融合率達不到100% (3)1 200 (4)不能無限增殖,2.(2014廣東高考)鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應用組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實驗流程如下：,在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：,(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是 ， 誘導外植體形成PLBs的過程稱 。 (2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在____ ， ， 。,(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng)，推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學們擬開展探究實驗驗證該推測，在設計實驗方案時探討了以下問題： ①ABA的濃度梯度設置和添加方式：設4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應在各組液體培養(yǎng)基 后按比例加入。,②實驗進程和取樣：實驗50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知，實驗過程中還需測定的樣品數(shù)為 。 ③依所測定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間：當某3個樣品(重復樣)的 時，其對應的ABA濃度為適宜濃度，對應的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。,【解題指導】解答本題的突破法： (1)圖示信息：實驗流程中形成PLBs，聯(lián)系由植物離體組織形成愈傷組織的過程；坐標曲線圖中曲線的走勢表示生物堿含量和PLBs重量變化情況，光照影響PLBs重量。 (2)隱含知識：脫落酸的作用、細胞的全能性、脫分化、影響PLBs的因素。,【解析】(1)新生營養(yǎng)芽細胞分化程度低，容易形成PLBs；根據(jù)題干可知，PLBs類似愈傷組織，外植體形成愈傷組織的過程是脫分化。 (2)據(jù)圖分析可知，在光照條件下，PLBs約從15天時開始生長，早于黑暗條件下(約從第30天開始生長)；光照條件下PLBs生長時間約35天，長于黑暗條件下生長時間(約20天)；光照條件下最終PLBs重量高于黑暗條件下的PLBs重量。,(3)①由于ABA受熱易分解，所以各組液體培養(yǎng)基滅菌后冷卻，再加入ABA。②根據(jù)題干信息可知，實驗中4組ABA處理組加1組對照組，3次重復，測定10、20、30、40、50天共5組數(shù)據(jù)，共計75組樣品。③在適宜的ABA濃度、適宜的培養(yǎng)時間時，樣品中生物堿含量最大。 答案：(1)細胞分化程度低，分裂能力強，生長旺盛 脫分化 (2)生長起始較快 增重持續(xù)時間較長 PLBs產(chǎn)量較高 (3)①滅菌冷卻 ②75 ③生物堿含量最大,3.(2015遼南二模)下圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖曲線(甲)及細胞變化(乙)，請回答下列問題：,(1)圖甲中 點以后表示細胞的傳代培養(yǎng)，AB段可能發(fā)生了如圖乙 (填序號)所示的 現(xiàn)象，在進行B至C過程培養(yǎng)前，需要用 處理細胞。 (2)動物細胞培養(yǎng)，一般傳至 代以內細胞能保持正常的二倍體核型。,(3)為制備單克隆抗體，需將 注射到小鼠體內，以此獲取 ，同時將該細胞與圖乙 (填序號)所示的細胞融合形成雜交細胞，該雜交細胞的特點是 。 為篩選能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交細胞，可用 培養(yǎng)基來達到目的。,【解析】(1)B點之前是初次培養(yǎng)，稱為原代培養(yǎng)；AB段增殖速度緩慢，是因為發(fā)生了圖乙中②所示的接觸抑制現(xiàn)象，若要繼續(xù)進行傳代培養(yǎng)，需要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理使組織細胞分散開來。(2)傳代培養(yǎng)10代以上，細胞的二倍體核型可能會發(fā)生改變，10代以內的細胞仍然保持二倍體核型。(3)制備單克隆抗體時，需要將漿細胞和能無限增殖的細胞(如③中發(fā)生癌變的瘤細胞)融合，二者融合后形成的雜交瘤細胞，既能像瘤細胞那樣無限增殖，又能像漿細胞那樣產(chǎn)生專一抗體。需要利用特定的選擇性培養(yǎng)基將產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細胞篩選出來。,答案：(1)B ② 接觸抑制 胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) (2)10 (3)抗原 漿細胞 ③ 既能無限增殖，又能產(chǎn)生專一抗體 選擇性,4.(2015南昌一模)人的血清白蛋白(HAS)在臨床上需求量很大，通常從人血中提取。但由于艾滋病病毒等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增，使人們對血液制品顧慮重重。如果應用現(xiàn)代生物科學技術，將人的血清白蛋白基因轉入奶牛細胞中，那么利用牛的乳汁生產(chǎn)血清白蛋白就會安全、高效地滿足人類需求。下圖是利用牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，根據(jù)下圖回答：,(1)以上過程涉及的現(xiàn)代生物技術中，屬于細胞水平的有：_______ 。 (2)在基因工程中，我們稱①為目的基因，獲取目的基因時用到的工 具酶是 。檢測目的基因是否插入到受體細胞染色體DNA 中的具體方法是：將 作為探針，使探針與 進行分子雜交，若顯示出 ，則表明插入成 功。 (3)從③到④的過程中一般利用未受精的卵母細胞去核作為受體細胞 而不用普通體細胞的原因是 。,(4)⑧是⑦生出的后代，那么⑧的遺傳性狀和 (填圖中序號)最相似，為什么？ 。 (5)在轉基因生物的應用中，我們可以利用⑧大批量生產(chǎn)血清白蛋白，因此⑧被稱為 。,【解析】(1)圖解涉及的生物工程技術包括基因工程(屬于分子水 平)、細胞工程(屬于細胞水平)以及胚胎工程(屬于個體水平)。細胞 工程包括核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術。(2)基因工程的第一步， 需要用限制酶從DNA分子上識別并切割以獲取目的基因?；蚬こ痰?第四步，需要對目的基因進行檢測和鑒定，用放射性同位素或熒光 標記的目的基因制成的探針可以從分子水平檢測目的基因是否導入 細胞并整合到受體細胞染色體的DNA上。(3)動物克隆操作過程中要 將來源于體細胞的核移植到去核卵母細胞中，其原因是去核卵母細 胞內含有的細胞質成分更能促進細胞核的分化，并且卵母細胞體積 大，易操作。(4)克隆動物的核基因來自提供細胞核的供體細胞，,其主要性狀同供核動物。(5)乳汁中含有所需的目的基因產(chǎn)物——血清白蛋白，因此這類轉基因動物被形象地稱為乳腺(乳房)生物反應器。,答案：(1)核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術 (2)限制酶 用放射性同位素等標記的目的基因 受體基因組DNA 雜交帶 (3)卵母細胞體積大、易操作，卵母細胞中含有的細胞質成分更能促進細胞核的分化(合理即可) (4)② 因為⑧的細胞核來自②，而細胞核又是遺傳的控制中心(合理即可) (5)乳腺生物反應器(或乳房生物反應器),