高考生物二轮专题7 选修3 现代生物科技专题（Word版含解析）

高考生物二轮专题7　
选修3　现代生物科技专题
1.根据基因工程和蛋白质工程的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。 (　×　)
分析:载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因。
(2)质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体。 (　√　)
(3)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在并表达。 (　√　)
(4)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。 (　×　)
分析:外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行转录。
(5)用PCR技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。 (　√　)
(6)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。 (　√　)
(7)应用DNA分子杂交技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达 (　×　)
分析:应用DNA分子杂交技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在,但是不能检测是否表达。
(8)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品,如人的血清白蛋白,这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。 (　×　)
分析:人的血清白蛋白基因导入了动物的受精卵中,发育形成转基因动物,该基因在乳腺细胞中进行了选择性表达。
(9)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构。 (　×　)
分析:蛋白质工程是通过对基因进行改造从而实现对蛋白质分子改造与设计的。
【易混对对碰】
易混1 A:DNA分子杂交技术用目的基因作探针检测是否导入成功。 (√)
B:核酸分子杂交技术可以检测目的基因有无转录和翻译。 (×)
易混2 A:基因表达载体上目的基因和标记基因的上下游都要添加启动子和终止子。 (×)
B:基因表达载体的构建是基因工程的核心。 (√)
易混3 A:乳腺生物反应器在构建表达载体时是用乳腺蛋白的启动子和药用蛋白基因等连接构建。 (×)
B:膀胱生物反应器不受性别和生殖期的限制。 (√)
易混4 A:蛋白质工程是通过直接改造蛋白质的分子结构实现的。 (×)
B:蛋白质工程是属于第二代基因工程,仍然是通过操作基因完成。 (√)
2.根据细胞工程的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 (　×　)
分析:只有离体的植物细胞才能表现出全能性。
(2)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。 (　×　)
分析:植物细胞只有去掉细胞壁才能诱导融合
(3)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。 (　√　)
(4)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理。 (　×　)
分析:动物细胞分散细胞时用胰蛋白酶处理,胃蛋白酶适合在强酸性环境中发挥作用。
(5)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。 (　×　)
分析:5%的二氧化碳的作用是维持培养液pH。
(6)克隆动物的性状与供体动物不完全相同。 (　√　)
(7)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、动物细胞培养和核移植技术。 (　√　)
(8)杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。 (　×　)
分析:杂交瘤细胞进行体内培养是为了获得大量单克隆抗体。
(9)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)。 (　√　)
【易混对对碰】
易混1 A:脱分化和再分化都需要在光照下进行。 (×)
B:再分化需要一定的光照条件诱导叶绿素和叶绿体的形成。 (√)
易混2 A:诱导细胞融合的目的是获得杂交个体。 (×)
B:动物细胞融合主要应用于单克隆抗体的制备。 (×)
易混3 A:可以向动物体中反复注射某种抗原获得大量单克隆抗体。 (×)
B:单克隆抗体是单个B淋巴细胞经过克隆化培养后获得化学性质单一、特异性强的抗体。 (√)
易混4 A:动物体细胞核移植比胚胎细胞核移植成功率低。 (√)
B:分化程度较低的胚胎细胞细胞核的全能性相对较低。 (×)
3.根据胚胎工程的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。 (　√　)
(2)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。 (　×　)
分析:胚胎分割时需将囊胚期的内细胞团均等分
割。
(3)雄性动物刚刚排出的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。 (　√　)
(4)胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点。 (　√　)
(5)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点。 (　×　)
分析:胚胎干细胞核仁较为明显。
(6)胚胎干细胞在分化诱导因子的作用下可以向不同类型的组织细胞分化。 (　√　)
(7)中国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆。 (　√　)
高频考点一　基因工程和蛋白质工程
1.熟记基因工程的四个操作步骤:
(1)目的基因的获取:
方法 具体操作
人工合成 化学方法 已知核苷酸序列的较小基因,直接利用DNA合成仪用化学方法合成,不需要模板
逆转录法 以mRNA为模板,在逆转录酶作用下人工合成
PCR技术扩增 ①原理:DNA双链复制
②条件:模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶
(2)基因表达载体(重组质粒)的构建:
①基因表达载体的组成:
②构建过程:
(3)将目的基因导入受体细胞:
植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 显微注射技术 Ca2+处理法
受体细胞 受精卵、体细胞 受精卵 原核细胞
(4)目的基因的检测与鉴定:
2.图解记忆蛋白质工程:
【典例】(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶,其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。
回答下列问题:
(1)常用的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中　　酶切割后的 DNA片段可以用E·coli DNA连接酶连接。上图中　　　酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。
(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是　　　　　　。
(3)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能　　　　　;质粒DNA分子上有　　便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是　 　。
(4)表达载体含有启动子,启动子是指 　。
关键信息 转化成解题突破口
常用的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶 这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,但这两种酶的作用有所差别。
质粒载体 质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。质粒DNA分子上常有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等,便于重组DNA分子的鉴定和选择。
【解析】本题主要考查基因工程的工具和操作程序。(1)E·coli DNA连接酶连接的是黏性末端,T4 DNA连接酶连接的是黏性末端和平末端,EcoRⅠ、PstⅠ酶切割后的 DNA片段是黏性末端,SmaⅠ、EcoRⅤ酶切割后的 DNA片段是平末端,所以EcoRⅠ、PstⅠ可以用E·coli DNA连接酶连接;EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是磷酸二酯键。(3)质粒DNA分子上的复制原点,可以使质粒在受体细胞中能够自我复制;质粒DNA分子上有一个至多个限制酶的识别和切割位点,便于外源DNA的插入;含有某种抗生素抗性基因的质粒载体的宿主细胞,在含有该种抗生素的培养基上培养能存活,起到筛选的作用。(4)启动子是位于基因首端的一段特殊DNA序列,是RNA聚合酶识别及结合的部位,能驱动转录过程。
答案:(1)EcoRⅠ、PstⅠ　EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ
(2)磷酸二酯键
(3)自我复制　一个至多个限制酶的识别和切割位点　用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞,能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞
(4)位于基因首端的一段特殊DNA序列,是RNA聚合酶识别及结合的部位,能驱动基因转录出mRNA
1.图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和Sau3AⅠ三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被　　　　　酶切后的产物连接,理由是　。
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有　　　　,不能表达的原因是　 　。
(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有　　和　　　,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是　　　。
【解析】(1)由题图可知,BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制性核酸内切酶可以形成相同的黏性末端,因此经BamHⅠ酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样目的基因才能顺利地转录,再完成翻译过程,即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入启动子的上游,丙所示目的基因插入终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录,因此目的基因不能表达。(3)常见的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,其中T4 DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
答案:(1)Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端　
(2)甲和丙　甲中目的基因插入启动子的上游,丙中目的基因插入终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录　
(3)E·coli DNA连接酶　T4 DNA连接酶
T4 DNA连接酶
2.(2021·全国甲卷)PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌,医生进行了相关操作:①分析PCR扩增结果;②从病人组织样本中提取DNA;③利用PCR扩增DNA片段;④采集病人组织样本。回答下列问题:
(1)若要得到正确的检测结果,正确的操作顺序应该是　　　　(用数字序号表示)。
(2)操作③中使用的酶是　　　　　,PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、三步,其中复性的结果是　 　。
(3)为了做出正确的诊断,PCR反应所用的引物应该能与　　　特异性结合。
(4)PCR(多聚酶链式反应)技术是指　　　　　　。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【解析】本题考查PCR的概念、原理、过程及在临床病原菌检测上的应用。(1)检测病人是否感染了某种病原菌,可以利用核酸检测原理:首先需要采集病人组织样本,其次提取病人样本中的DNA,以此为模板,通过特异性引物对病人样本DNA中可能存在的病原菌DNA进行PCR扩增,如果出现特异性扩增产物,说明病人感染该病原菌。因此,正确的操作顺序为④②③①;(2)(3)考查内容较为简单,PCR中用到的酶是热稳定的DNA聚合酶(Taq酶),每次循环可分为变性、复性、延伸三步,其中复性是指引物与模板链通过碱基互补配对特异性结合。为了准确诊断是否感染某病原菌,引物应能与病原菌DNA特异性结合;(4)PCR技术是指在生物体外,快速扩增特定DNA片段的核酸合成技术。
答案:(1)④②③①　(2)热稳定DNA聚合酶(Taq酶)　延伸　两种引物通过碱基互补配对与两条DNA单链结合　(3)该病原菌DNA(的两条链分别)
(4)(根据DNA半保留复制的原理,) 在生物体外,快速扩增特定DNA片段的核酸合成技术
3.(新情境挑战题)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序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。
(1)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细胞内维持稳定和表达的过程称为　　　　。
(2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响了　　　　,从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx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Wx基因表达的影响,科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(Wx 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cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA,原因是　。
【解析】(1)限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开;DNA连接酶能将DNA片段拼接起来。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,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的参与。转化是指目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。Wx基因启动子序列的改变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合,从而改变了Wx基因的转录水平,使直链淀粉合成酶基因的表达量改变。根据题干信息可知,基因编辑系统是对启动子序列进行定点编辑,由于编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子,所以与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列没有发生变化。(3)用从各品系胚乳中提取的总RNA合成总cDNA的过程为逆转录,需要逆转录酶的参与。由于引物能与Wx基因的cDNA特异性结合,故通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA。
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　引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)
高频考点二　细胞工程
1.比较植物组织培养与动物细胞培养:
项目 植物组织培养 动物细胞培养
取材 植物幼嫩部位 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
过程
结果 获得完整植株个体,可以体现全能性 获得新的细胞,不形成个体,无法体现全能性
条件 ①无菌②营养物质③适宜条件④植物激素 ①无菌、无毒②营养物质③适宜的温度和pH④气体环境:O2、CO2
应用 ①植株快速繁殖②脱毒植株的培养③人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育 ①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育③检测有毒物质④生理、病理、药理等方面的研究
2.明确克隆动物培育流程:
3.比较植物体细胞杂交与动物细胞融合:
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
过程 细胞A、B原生质体A、B融合的原生质体杂种细胞杂种植株 细胞A、B杂交细胞多个相同杂交细胞
相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
融合方法 物理法:离心、电激、振动;化学法:聚乙二醇等试剂诱导 除物理法和化学法外,还可以用灭活的病毒诱导
结果 杂种植株 杂交细胞
意义 克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株 突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能
4.记忆单克隆抗体的制备过程及其特点:
(1)制备过程:
(2)单克隆抗体的特点:
特异性强、灵敏度高、可大量制备。
【典例】(2021·浙江等级考节选)斑马鱼是一种模式动物,体外受精发育,胚胎透明、便于观察,可用于水质监测,基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。请回答:
(1)由于人类活动产生的生活污水日益增多,大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体　　　,导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼,可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。
(2)为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制,用DNA连接酶将该基因连接到质粒载体形成　　　　,导入到大肠杆菌菌株DH5α中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的DH5α阳性细胞克隆,质粒载体应含有　　　　　(答出2点即可)。提取质粒后,采用　　　法,将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中,培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。
(3)为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选,可用　　　分散斑马鱼囊胚的内细胞团,取分散细胞作为初始材料进行　　　　培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为　　　　,以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
关键信息 转化成已有知识
水华现象 当水体中富含N、P等无机物时,水体富含营养化,导致大量藻类繁殖。在淡水中形成水华现象,在海洋中造成赤潮现象。
基因工程常用载体 质粒作为基因工程的常用载体,需要与目的基因连接,并将含有目的基因的受体细胞筛选出来。其有与目的基因两侧相同的限制酶切割序列,其中的标记基因的表达有利于筛选出已成功导入目的基因的受体细胞。
动物细胞培养 动物细胞培养需要将动物组织用胰蛋白酶处理分散为单个细胞,先进行原代培养。当细胞出现接触抑制后再进行传代培养。
【解析】(1)生活污水流入会导致水体含大量无机盐,称为富营养化。
(2)目的基因连接到质粒载体形成重组DNA分子。质粒载体应含有限制性核酸内切酶的识别序列以便切割,含有抗生素抗性基因以便筛选含目的基因的细胞。将目的基因导入动物受精卵细胞采用显微注射法。
(3)用胰蛋白酶分散动物细胞,从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞,初次培养称为原代培养,培养瓶中添加成纤维细胞作为饲养层细胞,以维持细胞不分化。
答案:(1)富营养化
(2)重组DNA分子　限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因　显微注射
(3)胰蛋白酶　原代　饲养层细胞
1.(2020·天津等级考)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。
品种B组织培养阶段 细胞分裂素浓度/(μmol·L-1) 生长素浓度/(μmol·L-1)
Ⅰ诱导形成愈伤组织 m1 n1
Ⅱ诱导形成幼芽 m2 n2
Ⅲ诱导生根 m3 n3
据表回答:
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是　　　　。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是　　　阶段。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μmol·L-1为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为　　　　μmol·L-1。
(4)Ⅲ阶段时,科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μmol·L-1的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果,原因是处理幼芽时,选用低浓度生长素时的处理方法为　　　　,选用高浓度生长素时的处理方法为　　　　　。
(5)在　　　阶段用秋水仙素对材料进行处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。
【解析】本题主要考查植物组织培养和植物激素调节。
(1)茎尖、幼叶分化程度低,分裂能力强,在组织培养中作为外植体,容易诱导产生愈伤组织。
(2)在组织培养的脱分化和再分化过程中,均会发生基因的选择性表达。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比,以0.5 μmol·L-1为梯度,设计5个浓度水平的实验,m1应为中间浓度,则最高浓度应为m1+1.0 μmol·L-1。
(4)生根效果与所用生长素浓度及处理方法、处理时间有关,用低浓度生长素处理时,可用浸泡法进行较长时间处理;用高浓度生长素处理时,可用沾蘸法进行短时间处理,二者可取得相同的处理效果。
(5)秋水仙素抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,Ⅰ阶段细胞分裂旺盛,秋水仙素作用较大,用秋水仙素处理容易获得由单个细胞形成的多倍体。
答案:(1)细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织　(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　(3)m1+1.0　(4)浸泡法(长时间处理)　沾蘸法(短时间处理)　(5)Ⅰ
2.(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。
回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是　　　　　。
(2)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:　　　　。
(3)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　　　　。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是　　　　。
(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)。
【解析】本题主要考查动物细胞培养、动物细胞融合与单克隆抗体的制备。
(1)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)制备单细胞悬液时可以取小鼠的脾脏,剪碎组织,用胰蛋白酶处理获得单个细胞,加入培养液即可。
(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—抗体杂交,故筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。
(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后,生产单克隆抗体的过程有体外培养和体内培养两条途径。体外培养是指在体外培养液中进行培养,从培养液中提取单克隆抗体;体内培养是指将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖,从小鼠腹水中提取单克隆抗体。
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
(2)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
3.(新情境挑战题)已知新型冠状病毒为RNA病毒,该病毒表面蛋白A为主要抗原,由病毒的A基因控制合成。现利用单克隆抗体的制备技术来生产预防和诊断新冠病毒的疫苗和抗体。回答下列问题:
(1)新型冠状病毒合成蛋白A的场所是　。
基因工程技术构建的A基因表达载体中启动子能被受体细胞中的　　　　　　所识别,进而催化A基因的转录。
(2)将制备的A蛋白重复注射到小鼠皮下细胞,目的是获得更多的　　　　　　　　　　　　　　细胞。然后将该种细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中,再加入　　　　诱导细胞融合。细胞融合后,融合体系中除了含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,还可能含有　　　　　　　　。
(3)经细胞融合获得的杂交细胞,还需进行　　　　　,才能得到所需的杂交瘤细胞。在将杂交瘤细胞进行扩大培养之前,还需要进行　　　　。
(4)在杂交瘤细胞体外培养过程中,通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气与5%二氧化碳的混合气体培养箱中进行培养,从氧气和二氧化碳的作用角度分析,这样做是因为 　。
【解析】(1)新型冠状病毒属于专性寄生的生物,其蛋白质A合成场所是宿主细胞的核糖体,启动子位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。
(2)将制备的A蛋白(相当于抗原)重复注射到小鼠皮下细胞,可引起小鼠的特异性免疫,目的是获得更多的能产生抗A蛋白抗体的B淋巴细胞。将该种细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合。由于细胞融合是随机的,所以细胞融合后,融合体系中除了含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,还可能含有骨髓瘤细胞与B淋巴细胞各自自身融合的细胞。
(3)经细胞融合得到的杂交细胞需要进行选择性培养才可得到杂交瘤细胞,在将杂交瘤细胞进行扩大培养之前,还需要进行抗体检测,以获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(4)在杂交瘤细胞体外培养过程中,培养液中的氧气是细胞进行有氧呼吸所必需的,而二氧化碳则用于维持培养液pH相对稳定。
答案:(1)宿主细胞的核糖体　RNA聚合酶　
(2)能产生抗A蛋白抗体的B淋巴　聚乙二醇(PEG)　骨髓瘤细胞与B淋巴细胞各自自身融合的细胞　(3)选择性培养　抗体检测　
(4)氧气是细胞进行有氧呼吸所必需的,二氧化碳用于维持培养液pH相对稳定
高频考点三　胚胎工程
1.记住早期胚胎发育过程:
2.熟知胚胎工程的操作流程:
(1)胚胎移植过程中两次使用激素,第一次常用孕激素对供、受体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。
(2)胚胎移植过程中的两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的(有性生殖),还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成或胚胎分割形成的(无性生殖)。
3.试管婴儿和设计试管婴儿:
(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④(填序号)。
(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题;设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(3)两者都需体外受精,并进行体外早期胚胎培养,都要经过胚胎移植,都是有性生殖。
4.转基因生物的安全性问题:
(1)食物安全方面:可能合成毒蛋白、出现新的过敏原、改变食物的营养成分等。
(2)生物安全方面:有可能造成“基因污染”,危害生物的多样性。
(3)环境安全方面:有可能打破物种的原有界限,改变生态系统的能量流动和物质循环;造成二次污染或产生危害动植物和人类的病原微生物。
【典例】(2020·山东等级考)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是 (　　)
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
关键信息 转化成解题突破口
用促性腺激素处理雌鼠 选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。供体和受体是同一物种,并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
体外受精 体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精过程。
胚胎移植 胚胎移植的基本程序: 对供、受体的选择和处理→配种或人工授精→对胚胎的收集、检查、 培养或保存→对胚胎进行移植→移植后的检查。
【解析】选C。本题主要考查胚胎工程。为了获得更多卵子,需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵,A项正确;刚排出的精子不能与卵子受精,必须进行获能处理即发生相应的生理变化后才能获得受精能力,因此在体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理,B项正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,一般动物在桑椹胚或囊胚阶段移植,C项错误;可以通过转基因技术对小鼠胚胎干细胞进行遗传改造,D项正确。
　何为超数排卵 其意义是什么
超数排卵是应用外源促性腺激素诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。超数排卵可以增加优良种畜的繁殖数量。
　(2020·三亚模拟)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为　　　　,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为　。
(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为　　　　;也可从灰鼠体内取出卵子,通过　　　　后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过　　　　技术移入白鼠子宫内继续发育,此项技术在生产实践中的主要意义是　　　　　。暂不移入的胚胎可使用　　　　方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的　　　　　分离培养获得。这类细胞的形态特征有　。
iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向　　　后用于疾病的细胞治疗。
【解析】(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为原代培养,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为接触抑制。(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为冲卵;也可从灰鼠体内取出卵子,培养到一定时期再通过体外受精(或核移植)后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育;胚胎移植的意义是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力;暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。iPS与ES细胞在功能上都具有发育全能性,因此有望对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗,这种技术称为治疗性克隆。
答案:(1)原代培养　接触抑制　(2)冲卵　体外受精(或核移植)　(3)胚胎移植　充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力　冷冻(或低温)　(4)内细胞团细胞　体积小、细胞核大、核仁明显　诱导分化
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