2019高考生物大二轮复习专题十六基因工程和细胞工程学案.doc

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1、1专题十六 基因工程和细胞工程考点 考情1基因工程的诞生()2基因工程的原理及技术(含 PCR)()3基因工程的应用()4蛋白质工程()5植物的组织培养()6动物的细胞培养与体细胞克隆()7细胞融合与单克隆抗体()1近五年的全国卷高考试题中对于基因工程的考查频度较高，侧重考查操作工具的种类、功能以及操作基本程序的应用等。动物细胞工程技术中的核移植技术及单克隆抗体的制备也有所考查。2题目常借助简洁的文字材料或模式图等考查有关基因工程、动物细胞工程的原理、技术手段等，尤为注重对教材中一些关键词的填充及对结论性语句的准确表述等。3备考时，应从以下四个方面入手复习：(1)列表比较法掌握限制酶、DNA

2、连接酶和运载体的作用。(2)实例分析法理解基因工程的原理和过程。(3)列表比较法理解两个不同，即植物组织培养和动物细胞培养的不同、植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同。(4)图解法分析并掌握单克隆抗体制备过程。2H 核 心 判 断 exinpanduan(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA之外，并且具有自我复制能力的很小的环状 DNA分子。()(2)DNA分子经限制酶切割后产生的 DNA片段末端一定是黏性末端。()(3)基因表达载体组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。()(4)启动子是一段有特殊结构的 DNA片段，位于基因的首端，是 RNA聚合酶识别和结

3、合的部位。()(5)基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程则可对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。()(6)微型繁殖技术既能保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。()(7)动物细胞培养中需用胃蛋白酶或胶原蛋白酶将组织细胞分散成单个细胞。()(8)原代培养的细胞遗传物质没有改变，而传代培养的细胞有的已经发生突变，获得了不死性。()(9)动物体细胞核移植技术获得的克隆动物在遗传性状上与供核母体完全一致。()(10)动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术类似，也可获得杂种动物。()考向一 基因工程Z 真 题 回 放 hentihuifang1(2018

4、全国卷)回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)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_体外重组的质3粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达_(答出两点即可)。(2)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；而体外重组的噬菌体 DNA通常需与_外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)_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_细菌_。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，

5、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_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。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中，该过程利用的技术是基因工程。该研究除了证明质粒可作为载体外，还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)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用 Ca2 参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体 DNA和外壳蛋白(或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺

6、陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。2(2017全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA序列的机制。已知在人体中基因 A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白 A)。回答下列问题：(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因 A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_基因 A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的 RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白 A_。(2)若用家蚕作为表达基因 A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_噬菌体

7、_作为载体，其原因是_噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕_。(3)若要高效地获得蛋白 A，可选用大肠杆菌作为受体，因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_繁殖快、容易培养_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因 A是否翻译出蛋白 A，可用的检测物质是_蛋白 A的抗体_(填“蛋白 A的基因”或“蛋白 A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明 DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体_。解析 (1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因 A含有内含子，基因 A

8、转录出的产物中有与内含子对应的 RNA序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的 RNA序列，无法表达出蛋白 A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作为载体，噬菌体4的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白 A的物质为蛋白 A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，

9、S 型菌的 DNA转移到了 R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示是 DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。3(2017全国卷)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。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酶的 mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是_嫩叶组织细胞易破碎_。提取 RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是_防止 RNA降解_。(2)以 mRNA为材料可以获得 cDNA，其原理是_在逆转录酶的作用下，以 mRNA为模板按照碱基互补配对的

10、原则可以合成 cDNA_。(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_目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子_(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_磷酸二酯键_。(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_目的基因的转录或翻译异常_。解析 (1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取 RNA时，提取液

11、中需添加 RNA酶抑制剂，其目的是防止 RNA降解。(2)以 mRNA为材料获得 cDNA的原理是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)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，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)DNA 连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。4(2017全国卷)编码蛋白甲的 DNA序列(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

12、段组成，如图 1所示。回答下列问题：5(1)先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序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，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_编码乙的 DNA序列起始端无 ATG，转录出的 mRNA无起始密码子_。(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_模板_，加入了_dNTP_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：

13、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。由图 2可知，当细胞浓度达到 a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_进行细胞传代培养_。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的 CO2浓度，CO 2的作用是_维持培养液的 pH_。仅根据图 1、图 2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少_C_(填“A” “B”“C”“D”或“E”)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。解析 (1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的

14、DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，则转录出的 mRNA上缺少起始密码子，故不能翻译出蛋白乙。(2)使用 PCR技术获取 DNA片段时，应在 PCR反应体系中添加引物、耐高温的 DNA聚合酶、模板、dNTP 作为原料。(3)T 淋巴细胞浓度之所以不再增加，是因为细胞间出现接触抑制，因此若要使 T淋巴细胞继续增殖，需要对贴满瓶壁的细胞使用胰蛋白酶处理，然后分瓶培养，即细胞传代培养。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的 CO2浓度，以维持培养液的 pH。据图分析，蛋白丙与对照接近说明 B、D 片段对于 T淋巴细胞增殖不是非常重要，蛋白甲和乙对 T淋巴细胞的增殖都有较大影响，甲、

15、乙两种蛋白中共同的片段是 C，所以缺少 C片段会降低其刺激 T淋巴细胞增殖的效果。H 核 心 知 识 exinzhishi1理清基因工程 3种操作工具的作用与特点项目 限制酶 DNA连接酶 运载体作用切割_目的基因和运载体_拼接 DNA片段，形成_重组 DNA分子_携带目的基因进入_受体细胞_作用部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键作用特点(条件)识别特定的核苷酸序列；在特定位点上切割DNA分子 EcoliDNA 连接酶只能连接黏性末端；_T 4DNA_连接酶能连接黏性末端和平能在宿主细胞内稳定存在并大量_复制_；有一个至多个_限制酶切割位点_；6末端 具有特殊的_标记基因_2掌握获

16、取目的基因的 3种途径(1)直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从_基因文库_中获取。(2)人工合成目的基因(常用方法如下)化学合成法：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。人工合成法：以_RNA_为模板，在_逆转录酶_的作用下人工合成。(3)利用_PCR_技术扩增。3牢记基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成：目的基因启动子终止子_标记基因_复制原点。(2)启动子和终止子：启动子是_RNA 聚合酶_识别和结合的部位，启动转录；终止子是_终止转录_的位点。(3)基因表达载体的构建过程4将目的基因导入受体细胞生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞

17、常用方法_农杆菌转化_法、基因枪法、花粉管通道法等_显微注射_技术_感受态细胞_法(Ca 2处理法)受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞5理清目的基因的检测与鉴定(1)导入检测：_DNA 分子_杂交技术(使用 DNA探针)(2)表达检测Error!(3)个体生物学水平鉴定：如对转基因作物进行抗虫或抗病等的接种实验。T 题 型 突 破 ixingtupo题型 1 基因工程的操作工具和流程1(2016全国卷)某一质粒载体如图所示，外源 DNA插入到 Ampr或 Tett中会导致相应的基因失活( Ampr表示氨苄青霉素抗性基因， Tett表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用 BamHI酶切后，与用

18、 BamHI酶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7的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_能自我复制、具有标记基因_(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)如果用含有氨苄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_二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长

19、_；并且_含有质粒载体_和_含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)_的细胞也是不能区分的，其原因是_二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长_。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_四环素_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运载体，其 DNA复制所需的原料来自于_受体细胞_。解析 (1)作为运载体的质粒上应有一个至多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，并含有特殊的标记基因。(2)未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌中均未导入质粒载体，而质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，因此这样的大肠杆菌在含

20、有氨苄青霉素的培养基中不能生长。含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，二者在含有氨苄青霉素的培养基中都能生长，因此无法区分二者。由题图可知，用 BamHI切割质粒后将四环素抗性基因破坏，因此可将经氨苄青霉素培养基筛选出的菌落置于含有四环素的培养基上再次筛选，能在含四环素培养基上生存的是含有质粒载体的大肠杆菌，不能生存的是含有插入目的基因的重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体为病毒，经改造后作为载体时，其 DNA复制所需原料来自受体细胞。2(2018河北省衡水中学一模)转基因抗病香蕉的培育过程如图 1所示，图 2表示Pst、Sma、EcoR和 Apa四种限制

21、酶的识别序列及酶切位点。请据图回答下列问题：8(1)质粒的化学本质是_DNA_。(2)利用基因工程培育转基因抗病香蕉的核心步骤是形成重组质粒，即_基因表达载体的构建_；将目的基因导入受体细胞的方式是_农杆菌转化法_。(3)将抗病基因从含抗病基因的 DNA中切割下来，使用的限制酶是_Pst和EcoR_，一个质粒被限制酶 Pst、Sma、EcoR同时切割后得到的 DNA片段和黏性末端分别为_3、3_个。单独用 Apa切割质粒后的片段是_ 和 _。GGGCCC CCCGGG(4)转基因抗病香蕉的培育发生了_基因重组_(变异类型)。卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，根据这一原理可利用含卡那霉素的培

22、养基筛选已导入重组质粒的香蕉细胞。由此推断，重组质粒中应含有_卡那霉素抗性_基因作为标记基因。解析 (1)质粒是一种小型的环状 DNA分子。(2)基因工程的操作分四个步骤，其中构建目的基因的表达载体是核心步骤。图中将 B的基因导入受体细胞的方法是农杆菌转化法。(3)从图 1中的目的基因的三种限制酶的切割位点可以看出，不能使用 Sma，否则会破坏目的基因的结构，只有利用另外两种限制酶才能将目的基因切割下来。用三种限制酶切割环状 DNA，能得到 3个 DNA片段和 3个黏性末端。根据图 2中的 Apa识别的碱基序列及切割位点可知，该酶切割质粒后得到的黏性末端是 和 。GGGCCC CCCGGG(4

23、)基因工程的原理是基因重组，利用含卡那霉素的培养基能筛选出抗卡那霉素的细胞，由此可以推断重组质粒中的标记基因是卡那霉素抗性基因。易错警示有关基因工程概念及其工具的 8个错混点(1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。(2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3)在切割目的基因和运载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。(4)将一个基因从 DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生 4个黏性末端。(5)不同 DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个 DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割

24、位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。(7)基因工程中的运载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的运载体是 DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。(8)基因工程中有 3种工具，但工具酶只有 2种。题型 2 基因工程在生产科技中的应用3(2018河北衡水中学一模)科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的 DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答下列问题。9(1)在该过程中，研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因)，并采用_PCR(聚合酶链式反应)_技术

25、对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是_引物_、酶、原料、模板，该技术必须用_耐高温的 DNA聚合或热稳定 DNA聚合_酶；然后构建基因表达载体，基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有_标记基因_。(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用 Sma酶切割，原因是_ Sma会破坏质粒的抗性基因和外源 DNA中的目的基因_。图中过程为防止质粒和含目的基因的外源 DNA片段自身环化，应选用_ BamH和 Hind_酶对外源 DNA、质粒进行切割。(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_抗盐基因(或目的基因)_作探针进行分子杂交检测，又要在个体水

26、平上鉴定，后者具体过程是_将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态_。4(2018东北三省三校高考生物一模)马铃薯是重要的经济作物，在基因育种方面取得丰硕成果。(1)马铃薯是双子叶植物，常用_农杆菌转化_方法将目的基因导入马铃薯体细胞中。构建好的基因表达载体基本结构有：目的基因、_启动子_、_终止子_、_标记基因_、复制原点五部分。(2)马铃薯易患多种疾病，导致产量下降。基因工程中常用的抗病基因为_病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因、抗毒素合成基因、几丁质酶基因_(写一种即可)。(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯，主要从两个方面进行设计：修饰除草剂作用的靶蛋白，

27、使其对除草剂_不敏感(抵抗)_，或使靶蛋白过量表达，植物吸收除草剂后仍能正常代谢。引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前_被降解(分解)不敏感(抵抗)_。(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行_检测和鉴定_。解析 (1)马铃薯是双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因导入双子叶植物体细胞中。构建好的基因表达载体基本结构有目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点五部分。(2)基因工程中常用的抗病基因为病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因、抗毒素合成基因、几丁质酶基因。(3)除草剂只能作用于杂草，不能作用于马铃薯，因此需要修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感(抵抗)，或使靶蛋白过量表

28、达，植物吸收除草剂后仍能正常代谢。也可以引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前被降解(分解)。(4)将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行检测和鉴定。易错警示10有关基因工程操作过程的 4个错混点(1)基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。(2)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，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。(3)标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。(4)受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养培养成新个体)、动物受

29、精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。考向二 细胞工程Z 真 题 回 放 hentihuifang1(2018全国卷)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_将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中_。通过核移植方法获得的克隆猴，

30、与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_不变_(填“减半” “加倍”或“不变”)。(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_小于_(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是_胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易_。(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，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_相同_(填“相同”或“不同”)，性染色体组合_不同_(填“相同”或“不同”)。解析 (1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。重组细胞形成的早期胚胎可移植到受体

31、子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。2(2014全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫 3只同种小鼠(X、Y 和 Z)，每只小鼠免疫 5次，每次免疫一周后测定各小

32、鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。11若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的 B淋巴细胞(染色体数目 40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目 60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗 A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的 B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到 16000以上，则小鼠最少需要经过_4_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的 X、Y、Z 这 3只免疫小鼠中，最适合用于制备 B淋巴细胞的是_Y_小鼠，理由是_Y 小鼠的血清抗体效价最高_。(2)

33、细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞_，体系中出现多种类型细胞的原因是_细胞融合是随机的，且融合率达不到 100%_。(3)杂交瘤细胞中有_1_个细胞核，染色体数目最多是_100_条。(4)未融合的 B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_不能无限增殖_。解析 本题考查杂交瘤细胞的制备过程和特性。(1)据图分析，第四次注射后X、Y、Z 小鼠的血清抗体效价均达到 16000以上，小鼠 Y的 B淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有

34、骨髓瘤细胞和 B淋巴细胞的自身融合产物；由于细胞融合具有随机性，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞形成后，由于核膜具有流动性，小鼠的免疫 B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个杂交的细胞核，正常情况下融合后的细胞核中的染色体数目为100条。(4)未融合的 B淋巴细胞在不发生突变的情况下经过多次分裂后会衰老死亡，不能无限增殖。H 核 心 知 识 exinzhishi1理清 3种细胞的区别(1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的_原生质体_融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。(2)重组细胞：_体_细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的

35、细胞叫重组细胞。(3)杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。2关注植物体细胞杂交与动物细胞融合的 4个易错点(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，_纤维素酶_和果胶酶作用于细胞壁，而_胰蛋白酶_等作用于细胞间的蛋白质。(2)灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。12(3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。(4)克隆动物的起点是经过核_移植_后形成的_重组_细胞，其遗传物质主要来自供体，因此形成的个体性状主要同供体，但也有部分性状同受体。3规避克隆动物与试管动物的 3个误区(1)误区一：试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。纠正：试

36、管动物的产生是_有性_生殖，克隆动物的产生是_无性_生殖。(2)误区二：试管动物(哺乳类)的产生是在_体外_进行的，克隆动物(哺乳类)的产生是在_体内_进行的。纠正：试管动物(哺乳类)和克隆动物(哺乳类)早期胚胎之前都是在体外进行的，早期胚胎经过_胚胎移植_之后是在体内进行的。(3)误区三：胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，因此胚胎移植的胚胎只能来自体内受精的胚胎。纠正：胚胎移植的胚胎有三个来源：体内正常_受精_产生的胚胎、核移植产生的重组细胞培养而来的胚胎、体外受精产生的早期胚胎。4易错警示(1)制备人工种子需要植物组织培养到丛芽或胚状体阶段。(2)正确认识 3类细胞的来源：杂

37、种细胞：植物体细胞杂交。重组细胞：核移植。杂交细胞：动物细胞融合。(3)原代培养与传代培养的区别：是否进行了分瓶培养。(4)核移植技术获得的动物与供核动物的性状并不完全相同。(5)动植物的体细胞进行离体培养都需要在无菌条件下进行。(6)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。T 题 型 突 破 ixingtupo题型 1 植物细胞工程1(2018陕西省西安市高考生物一模)白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为 20、18。 “白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图，回答以下问题：(1)为了

38、得到原生质体需先用_纤维素酶_和_果胶酶_来处理白菜细胞和甘蓝细胞。(2)诱导原生质体融合的方法有多种，常用的物理方法是_离心、振动、电激_，融合完成的标志是_再生出新的细胞壁_。由杂种细胞得到白菜 甘蓝还需要经过组织培养技术，其中需要避光培养的步骤是_脱分化_。13(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜甘蓝”体细胞染色体数为_38_；通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是_存在生殖隔离_，若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_19_条染色体。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是_克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种_。解析 (1)植物细

39、胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，可采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)诱导原生质体融合的方法包括：物理方法(离心、振动、电激)和化学方法(聚乙二醇)；融合完成的标志是再生出新的细胞壁；将杂种细胞培育成杂种植株还需要采用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化两个阶段，其中脱分化过程要避光，再分化过程需光。(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜一甘蓝”体细胞染色体数为 201838；通常情况下，由于白菜和甘蓝之间存在生殖隔离，因此白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的；若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含 19 条染色体。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相

40、比的优点是克服远缘杂202 182交不亲和的障碍，培育作物新品种。2(2018河北邯郸一中二模)我国菊花主要有杭菊、亳菊、怀菊、贡菊等 8种，是药食兼优的代表性植物。研究发现杭菊具有明显的抗炎作用，怀菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。结合所学知识回答下列问题：(1)欲培育兼有明显抗炎、抗病毒疗效的菊花新品种，用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的，原因是_二者存在生殖隔离_。(2)基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性，在实施基因工程过程中，最关键的步骤是_基因表达载体的构建_。受体细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质，我们一般选取未开花的幼枝的芽尖，理由有_不带病毒或带

41、病毒极少_、_分化程度低或易诱导脱分化和再分化(答案必须是两个方面)_(写出两个)。若想确定杭菊的受体细胞中是否导入了怀菊的抗病毒基因，常用的检测方法是_DNA 分子杂交技术_。(3)如果利用植物体细胞杂交的方法培育“杭菊怀菊”杂种植株，首先要获得这两种植物细胞的_原生质体_，用聚乙二醇诱导处理后，诱导实验材料再生出_细胞壁_，再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)理论上利用植物体细胞杂交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的优良菊花，这两项技术的共同特点有_定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和障碍)_。解析 (1)杭菊和怀菊属于两个不同的物种，二者之间存在生殖隔离，所以二者之间不能

42、进行有性杂交。(2)基因工程的关键步骤是基因表达载体的构建；由于幼枝的芽尖具有不带病毒或带病毒极少、分化程度低或易诱导脱分化和再分化的特点，所以通常选取未开花的幼枝的芽尖做受体细胞；可用 DNA分子杂交技术检测怀菊的抗病毒基因(目的基因)是否导入了杭菊受体细胞。(3)植物体细胞杂交技术首先要获得这两种植物细胞的原生质体，用聚乙二醇诱导处理后，诱导实验材料再生出细胞壁，再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)植物体细胞杂交技术和基因工程的共同特点是定向改造生物(或克服了远缘杂14交不亲和障碍)。易错警示辨析有关植物细胞工程的 3个错混点(1)植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色

43、体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。(2)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。(3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。题型 2 动物细胞工程3(2018辽宁大连二模)白细胞介素 4(IL4)是具有多种免疫学调节功能的细胞因子，临床及研究中需要大量高纯度的 IL4，以及其高效检测试剂。下图是利用单克隆抗体技术制备抗 IL4 特异性抗体的过程。回答相关问题。(1)在免疫系统组成中，IL4 属于_免疫活性_物质。研究人员从外周血中提取到IL4 蛋白分子的 mRNA。将其反转录成_cDNA_，构建特定表达载体，利用工程菌获得用于临

44、床及研究需要的高纯度的 IL4 蛋白。(2)图中所示的 a培养瓶中培养的是_骨髓瘤_细胞，其与 M细胞融合产生双核或多核细胞。再经_有丝分裂_，进一步形成两个新的单核杂交细胞。(3)b培养瓶所示过程中，要用特定的选择性培养基进行细胞筛选，得到的_融合的杂种(杂交瘤)_细胞能在体外培养增殖生长。经 b获得的细胞，还需要进行_克隆化培养和抗体检测(或答“克隆化培养和专一抗体阳性检测”)_。(4)c培养瓶中培养的细胞是_分泌抗 IL4 抗体(答出此意即可)_的杂交瘤细胞。制备 IL4 单克隆抗体的过程中，细胞培养瓶通常置于特定培养箱中进行细胞培养，要求培养瓶松盖，主要目的是_让 O2进入培养瓶以供细

45、胞代谢、使 CO2进入培养瓶维持培养液的pH_。4回答下列与动物细胞工程有关的问题：(1)动物细胞培养中，在细胞发生贴壁生长过程中会出现_接触_抑制。贴满瓶壁的细胞一般用_胰蛋白酶或胶原蛋白_酶处理后分瓶继续培养，这种培养过程称为_传代_培养。(2)在细胞核移植过程中常用到卵母细胞，通常情况下，采集到的卵母细胞在体外培养15到_减数第二次分裂中_期。在核移植之前，应去除卵母细胞的_细胞核_，原因是_若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成核移植后的卵母细胞中有两个细胞核，使得遗传物质不稳定_。(3)如图表示制备单克隆抗体的过程。在获得 B淋巴细胞之前，小鼠已被多次注射_相同_(填“相同”或“不同”)

46、抗原，注射后小鼠体内发生_体液_(填“细胞”或“体液”)免疫反应，生成能产生抗体的 B淋巴细胞(浆细胞)。过程中，如果细胞发生两两融合，融合后出现_三_种不同的融合细胞。过程需在特定的_选择_培养基上进行筛选，从而得到_杂交瘤_细胞。过程培养细胞需要的气体环境为_95%的空气5%的 CO2_。解析 (1)动物细胞培养过程中会发生接触抑制现象，贴满瓶壁的细胞一般用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理后继续培养，分瓶后的培养称为传代培养。(2)体细胞核移植过程中，卵母细胞一般培养到减数第二次分裂中期，并去除卵母细胞的细胞核，否则核移植后有两个细胞核，遗传物质表达发生混乱。(3)制备单克隆抗体前，对小鼠先要多次

47、用同种抗原刺激，从而能产生足够的相应的浆细胞。B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合是随机的，可能是两个淋巴细胞之间融合或两个骨髓瘤细胞之间融合，也可能是 B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，因此有三种融合结果。为了得到杂交瘤细胞，需在特定的选择培养基上进行筛选。动物细胞培养的气体环境是 95%的空气5%的 CO2混合气体。易错警示辨析有关动物细胞融合与单克隆抗体的 3个错混点(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。(2)除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个 B淋巴细胞可能产生多种不同抗体，所以进行第二次筛

48、选是非常必要的。(3)单克隆抗体制备过程中，进行了多次动物细胞培养的操作，说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。1(2018深圳调研)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。请回答：(1)转基因技术的核心步骤是_基因表达载体的构建_，完成该步骤所需要的酶有_限制酶和 DNA连接酶_。(2)将植物体细胞处理得到原生质体，再通过_农杆菌转化法_或_基因枪_法，将目的基因导入原生质体，使原生质体再生出细胞壁之后，通过_植物组织培养_技术培养可得到相应的转基因幼苗。(3)来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，就此分析，原因是_叶绿体 DNA与原核生物 DNA结构类似(由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似)_。16(4)对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式_不遵循_(答“遵循”或“不遵循”)分离定律，不会随_花粉_(“花