听课答案-第十二单元-现代生物科技专题

参考答案 / 听课手册第十二单元现代生物科技专题第36讲基因工程【基础知识巩固】一、1.(1)人们的愿望DNA重组转基因(2)生物类型生物产品(3)DNA分子2(1)原核生物特定的核苷酸特定部位磷酸二酯键黏性平(2)大肠杆菌黏性末端或平末端(3)限制酶标记基因质粒动植物病毒二、1.基因文库PCR启动子标记基因目的表达发挥作用农杆菌转化显微注射Ca2DNA分子杂交分子杂交抗原抗体杂交是否表达2Taq酶单链相应序列脱氧核苷酸39095解旋5560引物7075Taq酶三、1.抗病抗逆2生长速度药物3(1)工程菌4(1)正常基因(3)体内基因治疗体外基因治疗四、修饰合成新的蛋白质功能蛋白质的结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列【考点互动探究】考点一1(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的DNA片段末端相同(3)EcoliT4(4)噬菌体的衍生物动植物病毒解析 (1)经限制性核酸内切酶切割后能形成两种类型的末端，即平末端和黏性末端。(2)为了便于相连，两种不同限制酶切割之后所产生的黏性末端必须相同。(3)DNA连接酶分为两类：Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4 DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。(4)基因工程常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。2(1)4磷酸二酯(2)能切割后露出的黏性末端相同(3)D(4)mRNA不完全相同不同组织细胞中基因会进行选择性表达解析 (1)图中的DNA含有两个BamH酶的切割位点，含有一个Hind酶的切割位点，所以用Hind、BamH完全酶切中的DNA后，反应管中有4种DNA片段；过程两片段通过磷酸二酯键相连。(2)据图分析，由于BamH和Bcl切割DNA后露出的黏性末端相同，质粒原来BamH识别位点的碱基序列变为能被限制酶Bcl识别的碱基序列，用Bcl和Hind 切割质粒，用BamH和Hind 切割目的基因，仍能获得重组质粒。(3)质粒和目的基因都被Hind 切割，形成相同的黏性末端，则形成的重组质粒还能被Hind 切割；质粒原来BamH识别位点的碱基序列变为了能被另一种限制酶Bcl识别的碱基序列，则形成的黏性末端是，而目的基因被BamH切割，则形成的黏性末端，则形成的重组DNA片段是，则不能被BamH识别切割；根据酶切位点和识别的碱基序列可知，重组质粒能被Hind切开但不能被BamH切开。(4)从图乙可知，链是以DNA一条链作为模板进行转录形成的mRNA分子；不同组织细胞的相同DNA在转录时，相同基因一般转录起点相同，不同的基因转录起点不同，原因是基因的选择性表达。考点二1(1)启动子终止子(2)引物耐热性的DNA聚合酶(3)农杆菌转化Ti质粒抗原抗体杂交解析 (1)构建基因表达载体时，抗冻蛋白基因片段(目的基因)应插入基因表达载体的启动子和终止子之间。(2)PCR的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。(3)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入Ti质粒的TDNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上；检测目的基因是否翻译形成相应的蛋白质，可采用抗原抗体杂交法。2(1)小于(2)限制性核酸内切反转录(逆转录)(3)PCR技术DNA复制(4)基因表达载体的构建启动子、终止子、目的基因(5)农杆菌转化法目的基因是否整合到植物细胞的染色体上DNA分子杂交解析 (1)基因组文库包括了该种生物所有的基因，而cDNA文库只包含一种生物的部分基因，因此cDNA文库小于基因组文库。(2)从酵母菌细胞中提取目的基因，需用到限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录。(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，采用该技术能在短时间内获得大量目的基因；PCR技术的原理是DNA复制。(4)基因工程的核心操作步骤是基因表达载体的构建；其组成必须有启动子、终止子、目的基因以及标记基因等。(5)将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法；检测目的基因是否整合到植物细胞的染色体上可采用DNA分子杂交技术。3(1)DNA复制(2)使DNA的两条链彼此分开(或解旋)解旋氢(3)两单链DNA100%(4)2520解析 (1)PCR技术的原理是模拟生物体内DNA分子复制的过程。(2)PCR扩增过程中通过95 高温处理，使DNA分子的双螺旋结构打开，形成单链DNA分子；在生物体内，DNA分子解旋形成单链是在解旋酶的作用下打开氢键完成的。(3)分析题图可知，该图经过一次循环形成了2个DNA分子，如果引物都用3H标记，从理论上计算，所得2个DNA分子中含有3H标记。(4)DNA片段含200对脱氧核苷酸，经3次扩增，形成了8个DNA分子，其中只有两条DNA单链上没有引物，因此该过程中需要的游离的脱氧核糖核苷酸数是2002(81)14202520(个)。考点三1(1)氨基酸序列(或结构)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)DNARNA、RNADNA、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 本题考查蛋白质工程的相关知识。(1)若要改变蛋白质的功能，就要对蛋白质的结构进行改造，而从材料中的内容，可以看出是改造了氨基酸的序列。(2)获得P1基因的途径有对原基因(P)进行修饰或者根据氨基酸序列直接合成目的基因(P1)。中心法则即遗传信息的传递途径，包括遗传物质(DNA或RNA)的复制和转录、翻译、逆转录的过程。(3)蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列。该目的基因表达产生相应的蛋白质，为确定该蛋白质是否符合需要，还需对蛋白质的生物功能进行鉴定。【考例考法直击】1(1)能自我复制、具有标记基因(2)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)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞解析 本题考查基因工程中质粒作为运载体的特点、基因表达载体的构建与筛选等相关知识，主要考查学生的灵活应用能力。(1)质粒载体作为基因工程的运载工具，需要有一个至多个限制酶切位点、能够在宿主细胞中进行自我复制、有标记基因。(2)未被转化的和仅含环状目的基因的细胞都不含有氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培养基上都不能生长，所以不能区分出来；含有质粒载体的细胞和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞都含有氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长，所以也不能区分出来。由于含有质粒的大肠杆菌中有四环素抗性基因，在含四环素的培养基上能生长，而重组质粒的四环素抗性基因被破坏，所以含重组质粒的大肠杆菌在含四环素的培养基上不能生长，由此区分出含质粒载体的大肠杆菌和含重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体不能独立完成代谢，其DNA复制在大肠杆菌细胞中进行，需大肠杆菌细胞提供原料、酶和能量等。2(1)Sau3A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在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(3)Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶T4 DNA连接酶解析 本题考查基因工程的操作工具及操作步骤等方面的知识。(1)由于限制酶BamH与Sau3A切割后的黏性末端相同，所以经BamH酶切后得到的目的基因可以与表达载体被Sau3A酶切后的产物连接。(2)基因表达载体的启动子和终止子应分别位于目的基因的首端和尾端，甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录。(3)常见的DNA连接酶有Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4 DNA 连接酶。3(1)RNA逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除解析 (1)由于HIV属于逆转录病毒，其遗传物质为RNA，因此用基因工程方法制备HIV的某蛋白时，可先提取HIV中的RNA，以其作为模板，在逆转录酶的作用下合成DNA，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)抗原注入机体后，可刺激机体产生抗体。抗体会和抗原发生特异性结合，利用该方法可检测受试者血清中的HIV。(3)HIV主要感染和破坏患者的部分T细胞，降低患者免疫系统的防卫功能。(4)人体免疫系统可监控和清除癌细胞，由于艾滋病患者免疫功能缺陷，所以容易发生恶性肿瘤。4(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上解析 (1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库，基因组文库包含生物基因组的全部基因，cDNA文库是以mRNA反转录后构建的，只含有已经表达的基因，即部分基因。(2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要确认目的基因是否表达，可检测是否产生了目的基因的表达产物，即耐旱的相关蛋白质；也可以通过个体的表现型来检测，即观察检测其耐旱性情况。(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上，相当于耐旱纯合子，则子代将全部表现为耐旱，不会出现性状分离；如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则转基因植株的基因型相当于杂合子，自交后代出现耐旱不耐旱31的性状分离比。教师备用习题12016吉林三模 回答利用农杆菌转化法培育转基因植物的相关问题：(1)培育转基因植物过程的核心步骤是构建基因表达载体，其目的是使目的基因在受体细胞中_，并且可以通过复制遗传给下一代，同时，使目的基因表达和发挥作用。(2)构建基因表达载体时，可利用DNA连接酶连接被限制酶切开的_键。(3)组成基因表达载体的单体是_。基因表达载体中的启动子是_识别和结合的部位，这种结合完成后才能驱动目的基因通过_(填过程)合成mRNA。(4)用两种限制酶Xba 和Sac (两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA，获得含目的基因的片段。若利用该片段构建基因表达载体，应选用下图中的何种Ti质粒？_。答案 (1)稳定存在(2)磷酸二酯(3)脱氧核苷酸RNA聚合酶转录(4)甲解析 (1)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以通过复制遗传给下一代，同时，使目的基因表达和发挥作用。(2)DNA连接酶的作用是在DNA片段之间形成磷酸二酯键。(3)基因表达载体的本质是DNA，其基本组成单位是脱氧核苷酸；基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，这种结合完成后才能驱动目的基因通过转录合成mRNA。(4)图甲中，该Ti质粒中含有限制酶Xba和Sac的切割位点，且用这两种酶切割可将目的基因插入TDNA中，正确；图乙中，该Ti质粒中不含限制酶Sac的切割位点，错误；图丙中，该Ti质粒中含有限制酶Xba和Sac的切割位点，但用这两种酶切割不会将目的基因插入TDNA中，错误；图丁中，该Ti质粒中不含限制酶Xba的切割位点，错误。2绒山羊所产山羊绒因其优秀的品质被专家称作“纤维宝石”，是纺织工业动物纤维纺织原料。毛角蛋白型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。图甲表示含KIF基因的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图乙是获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程图(Msp、BamH、Mbo、Sma四种限制性核酸内切酶识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG)。请分析回答：(1)用Sma完全切割图甲中DNA片段，其最短的产物长度为_bp。图甲中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子中分离出图甲对应的DNA片段，用Sma完全切割，产物中不同长度的DNA片段有_种。(2)上述工程中，KIF称为_；为了提高实验成功率，需要通过_技术对KIF基因进行扩增，以获得更多的KIF基因。(3)过程必须用到的工具酶是_；在过程中，为了获得更多的卵(母)细胞，需用_处理成年母绒山羊。(4)过程称为_，进行过程的最佳时期是_。答案 (1)5372(2)目的基因PCR(聚合酶链反应)(3)DNA连接酶促性腺激素 (4)核移植桑椹胚期或囊胚期解析 (1)Sma限制性核酸内切酶识别切割的碱基序列CCCGGG，由图可知在Sma的作用下完全切割可得到三个片段，最短的长度为537 bp，图甲中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，则CCCGGG的碱基序列就只有一个，所以Sma只能将DNA片段切为两段。(2)KIF属于目的基因，基因的扩增常用PCR技术。(3)工具酶包括限制酶、DNA连接酶，此处将目的基因拼接的运载体上，应该用DNA连接酶；促性腺激素能够促进排卵。(4)过程是将细胞核导入去核的卵母细胞属于细胞核移植技术；过程属于胚胎移植，胚胎移植的时期通常在桑椹胚期或囊胚期。第37讲细胞工程【基础知识巩固】一、分子生物学细胞器水平细胞内的遗传物质细胞产品植物动物二、1.(1)全部遗传信息潜能全能性(2)全部遗传信息(3)离体营养、激素2(1)全能性(2)无菌培养基培养条件(3)离体脱分化激素再分化无菌3(1)杂种细胞植物体(2)去除细胞壁获得具有活力的原生质体纤维素酶和果胶酶原生质体的融合细胞膜具有一定的流动性离心、振动、电激聚乙二醇(PEG)细胞壁植物组织培养植物细胞的全能性(3)克服了远缘杂交不亲和的障碍4(1)植物组织培养遗传特性大量繁殖组织培养(2)分生区茎尖无病毒增产(3)胚状体不定芽腋芽薄膜性状分离气候季节地域(4)花药单倍体稳定遗传缩短(5)分生状态培养条件外界压力人们有利的突变体(6)蛋白质药物植物组织培养三、1.动物细胞培养动物细胞核移植动物细胞融合生产单克隆抗体动物细胞培养2(1)细胞增殖(2)胰蛋白酶原代传代(3)培养液所有培养用具无菌抗生素防止培养过程中的污染防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害合成氨基酸促生长因子血清血浆36.57.27.495%的空气5%的CO2维持培养液的pH(4)生物制品基因工程有毒物质生理、病理、药理四、1.细胞核的全能性2细胞核细胞核卵母细胞胚胎克隆动物3体细胞体细胞细胞核去核卵母细胞细胞融合胚胎移植4(1)遗传改良进程优良畜群繁育(2)濒危(3)医用蛋白(4)供体(5)移植5(1)健康问题遗传缺陷(2)安全性问题五、1.灭活的病毒流动性有性杂交2(1)骨髓瘤体外体内(2)特异性强灵敏度高(3)高效快速运载药物【考点互动探究】考点一1(1)花药离体培养抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成(2)愈伤组织胚状体胚(3)聚乙二醇(PEG)细胞膜具有一定的流动性植物激素解析 (1)图中A过程表示单倍体育种，获取单倍体时常用花药离体培养的方法；若要使单倍体的染色体加倍，则需要在过程中用秋水仙素处理幼苗，以抑制纺锤体的形成。(2)在组织培养过程中获得突变体，一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织，再由愈伤组织经再分化形成突变植株；若要获得水稻的人工种子，则应选用图中的胚状体结构，该结构与正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过程。(3)聚乙二醇(PEG)可作为动物细胞融合的诱导剂，融合依据的原理是细胞膜具有一定的流动性，在融合细胞的培养过程中，培养基的成分通常包括琼脂、无机营养、有机营养和植物激素等。2(1)植物组织培养植物细胞的全能性(2)提供能量和维持渗透压(3)生长素和细胞分裂素的用量比例不同(4)茎(芽)尖茎(芽)尖分生区无病毒或低毒(5)光照解析 (1)题中应用的是植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖在培养基中，作为碳源，并为植物生长提供营养和维持一定的渗透压。(3)植物组织培养中需要添加生长素和细胞分裂素；不同植物激素的比例影响植物细胞发育方向，生长素与细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，故三种不同培养基中生长素和细胞分裂素的用量比例不同。 (4)在培育过程中，由于茎(芽)尖分生区无病毒或低毒，因此常被选为外植体。(5)植物生长需要进行光合作用，因此，外植体置于25 、无菌和光照条件下培养，当试管苗长到34片叶时即可移栽。考点二1(1)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)原动物血清等(2)有丝分裂细胞分化(3)不是不会(4)卵母细胞核移植 解析 (1)在动物细胞培养之前，需用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理以分散细胞，使细胞变成单层，细胞在培养皿中的培养过程属于原代培养；与植物组织培养的培养基相比，其培养基的主要不同点是含有动物血清等。(2)细胞数目大量增加，其增殖方式是有丝分裂；由这些细胞再形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过细胞分化。(3)基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，故新器官与老器官的“重组”不是基因重组；“新膀胱”是由患者自身细胞分化形成，移植后，不会引起免疫排斥反应。(4)可将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中，利用体细胞核移植技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。2(1)细胞核去核重组胚胎子宫(2)不足促性腺(3)动物体细胞核A两雌不同解析 (1)利用核移植技术制备克隆牛的基本步骤是对A品种牛的体细胞进行培养，取出细胞核注入B品种牛的去核卵母细胞，经过刺激和培养后获得重组胚胎，移入代孕母牛的子宫中，通过培育可达到目的。(2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量不足，为解决这一问题，可以用促性腺激素处理B品种母牛，使其超数排卵。(3)克隆牛的产生说明动物体细胞核具有全能性；由于克隆牛的细胞核来自于A品种牛，因此其性状主要表现A品种牛的特征；由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛是通过精子和卵细胞受精后发育而来，因此细胞核的遗传物质来自两个亲本，细胞质来自雌性亲本，因此克隆牛和杂交牛的遗传物质组成不同。考点三1(1)癌胚抗原(CEA)B淋巴(或浆细胞)细胞膜的流动性随机既能产生CEA抗体，又能无限增殖(2)特异性强、灵敏度高、可大量生产(3)抗原和抗体的特异性结合解析 (1)制备CEA的单克隆抗体时，首先将癌胚抗原(CEA)注入小鼠体内，使小鼠产生免疫反应；然后从产生免疫反应小鼠脾脏中获取B淋巴细胞(或浆细胞)，将其与骨髓瘤细胞融合，该融合过程依赖于细胞膜的流动性，因为融合率不是100%，且融合过程具有随机性，所以要对融合后的细胞进行筛选，筛选出的杂交瘤细胞还要经过多次筛选，最终获得的杂交瘤细胞既能产生CEA抗体，又能无限增殖。(2)获得杂交瘤细胞后，将其注射到小鼠腹腔内增殖，之后从中提取大量CEA抗体；CEA单克隆抗体具有的三个主要优点是特异性强、灵敏度高、可大量生产。(3)CEA单克隆抗体与抗癌药物偶联后，可以使抗癌药物定向作用于癌细胞，该过程所利用的免疫学原理为抗原和抗体的特异性结合。2(1)植物组织培养、植物体细胞杂交动物细胞培养(2)纤维素酶、果胶酶细胞壁PEG诱导再生出细胞壁(3)灭活的病毒(4)经免疫的B细胞骨髓瘤细胞选择培养基克隆化培养和抗体阳性检验 (5)节约培养基(成本)，易于控制培养条件等解析 (1)植物细胞工程常用的技术手段有植物组织培养、植物体细胞杂交；动物细胞工程的各技术手段中的基础是动物细胞培养。(2)植物体细胞杂交前，先采用酶解法去除细胞壁，即采用纤维素酶、果胶酶处理除去细胞壁；诱导细胞融合常用的化学方法是PEG诱导；原生质体融合完成的标志是再生出细胞壁。(3)诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)，诱导动物细胞融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)和生物法(灭活的病毒)，故与植物细胞相比，动物细胞融合特有的诱导融合的方法是用灭活的病毒处理。(4)若利用动物细胞融合技术来生产单克隆抗体，应将经免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合，融合后需经多次筛选，以得到能产生特异抗体的杂交瘤细胞，第一次筛选一般利用选择培养基进行，第二次筛选需对细胞进行反复的克隆化培养和抗体阳性检验，以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(5)少量生产单克隆抗体时，可将筛选得到的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内繁殖，该方法的优点是节约培养基(成本)，易于控制培养条件等。【考例考法直击】1(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性解析 (1)二倍体哺乳动物的性别决定方式为XY型，A的性别未知，其性染色体组成可能为XX，也可能为XY。核移植时，要通过显微操作去除卵母细胞中的核。早期胚胎可通过胚胎移植移入受体子宫中。(2)一般来说，细胞传代培养至1050代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。(3)克隆动物的遗传物质主要来自于供体核，但卵母细胞的线粒体中也含有一部分遗传物质。(4)克隆动物的成功获得证明动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。2(1)四YY小鼠的血清抗体效价最高(2)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细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1100(4)不能无限增殖解析 (1)据图分析，第四次免疫后小鼠Y的血清抗体效价达到 16 000 以上。达到要求后的 X、Y、Z 这3只小鼠中，小鼠 Y 的 B 淋巴细胞产生抗体效价最高，最适合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，还有骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞的自身融合产物，由于细胞融合是随机的，且融合率达不到100%，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，故小鼠的免疫B淋巴细胞细胞核与其骨髓瘤细胞细胞核会融合形成一个杂交的细胞核，因此染色体数目最多是100条。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后，仍然是不能无限增殖的细胞，同时 B淋巴细胞不可能渡过原代培养和传代培养过程中的两次“危机”而达到细胞系水平。3(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽解析 本题考查的是植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的相关知识。(1)若培育同时含有A和B的新型植物，可以选用植物体细胞杂交技术。由于细胞壁阻碍不同种细胞间的杂交，而其主要成分是纤维素和果胶，因此先用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除，得到的结构称作原生质体。诱导融合成功后，在固体培养基上培养，可形成愈伤组织，之后进行再分化(或分化)培养，可再生出小植株，即可获得杂种植株。(2)多倍体的细胞中含有三个或三个以上的染色体组，此杂种植株有来自甲和乙的全部染色体，甲、乙均为二倍体，因此杂种植株共四个染色体组，是多倍体植物。杂种植株具有甲、乙两种植株的全部染色体，其中有来自甲的同源染色体和来自乙的同源染色体，减数分裂时可发生联会，因此可育，而二者有性杂交的后代只含有甲的一组染色体和乙的一组染色体，互不相同，没有同源染色体，减数分裂中联会异常，因此不育。(3)人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料经人工薄膜包装得到的。教师备用习题1科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_。(2)过程常用的酶是_，细胞融合完成的标志是_。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到_种不同的原生质体，当观察到_时可判断该原生质体是由番茄原生质体和马铃薯原生质体融合而成的。(4)过程和过程依次为_，过程的培养基中常添加的植物激素是_。(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于_植株。答案 (1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶酶形成了新的细胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)3原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素(5)2(mn)单倍体解析 (1)植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁。(3)化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄番茄、马铃薯番茄、马铃薯马铃薯，其中杂种原生质体表面有两种颜色的荧光。(4)过程和过程分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)“番茄马铃薯”体细胞有mn条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍。由配子发育成的个体均为单倍体。2如图是制备抗埃博拉病毒(EBOV)VP40蛋白单克隆抗体的过程，请据图回答问题： (1)通过PCR技术获取目的基因的过程中，反应体系中除了加入含有EBOV VP40基因的DNA、dNTP，还应该有_酶和根据目的基因的核苷酸序列设计的_。(2)选用EcoR和Xho双酶切的优点是_。(3)大肠杆菌获得重组质粒A，从而发生稳定遗传变化的过程可称为_。该过程首先需要用_处理大肠杆菌，使其更易吸收环境中的DNA分子。(4)过程常用的不同于诱导植物原生质体融合的方法是用_处理，该过程能产生的两两融合的细胞有_种。若把在HAT选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中，并从中提取出的抗体_(填“是”或“不是”)单克隆抗体。(5)体内培养是指把能产生特异性抗体的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内进行培养，一段时间后，从_中提取单克隆抗体。图示过程应用了哪些生物技术：_。答案 (1)Taq/热稳定的DNA聚合引物(2)防止酶切产物之间的随意连接，提高连接成功率(其他合理答案也可)(3)转化Ca(4)灭活的病毒3不是(5)腹水基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合解析 (1)PCR扩增目的基因需要热稳定的DNA聚合酶和引物。(2)EcoR和Xho切割形成的黏性末端不同，而DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此为了防止目的基因反向连接或自身环化，酶切时可同时选用EcoR和Xho，提高连接成功率。(3)大肠杆菌获得重组质粒，从而发生稳定遗传变化的过程可称为转化，将目的基因导入细菌的过程中首先需要用Ca处理大肠杆菌，使其更易吸收环境中的DNA分子。(4)不同于诱导植物原生质体融合的诱导动物细胞融合的方法是用灭活的病毒处理。两种细胞(分别用A细胞、B细胞表示)两两融合得到AA、AB、BB三种融合细胞，选择培养基上的杂交瘤细胞可能可以产生多种抗体，因此产生的抗体不是单克隆抗体。(5)将能产生特异性抗体的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内进行培养，一段时间后，可从腹水中提取单克隆抗体。图示过程应用了基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合等生物技术。第38讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题【基础知识巩固】一、1.早期胚胎或配子体外受精胚胎移植胚胎分割胚胎干细胞培养2卵巢初情期性别分化需变形不均等分裂41个卵子3(1)合子(2)输卵管(3)雌性动物生殖道M中期放射冠透明带卵细胞膜反应4起点有丝分裂增加不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方二、1.促性腺激素卵巢M中期假阴道法培养法获能2(1)无机盐和有机盐维生素和激素氨基酸和核苷酸血清(2)受体移植三、1.(1)早期胚胎体外受精同种的、生理状态相同其他雌性动物体新个体(2)转基因、核移植体外受精(3)繁殖潜力繁殖周期(4)生理变化生理环境游离免疫排斥反应生理 组织遗传特性(5)同期发情超数冲卵胚胎移植2(1)早期胚胎(2)桑椹胚囊胚内细胞团均等分割3早期胚胎原始性腺细胞核核仁全能性不发生分化四、1.(1)重组微生物假单胞杆菌DNA重组基因制药(2)生长迅速营养品质优良生物反应器珍贵药物蛋白质(3)抗虫抗病抗逆2(1)实质性等同安全性(2)入侵的外来物种基因污染生殖隔离(3)自然物种的原有造成二次污染食物链减少农药的五、生殖性治疗性不成熟染色体胚胎骨髓造血干细胞基因检测基因歧视伦理道德六、1.致病菌病毒生化毒剂基因重组的致病菌2不发展不生产不储存【考点互动探究】考点一1C解析 据图可知，次级卵母细胞的形成过程需要促性腺激素的调节；次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数第二次分裂形成成熟的卵子；细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期，细胞分裂后期为减数第二次分裂后期，二者的染色体数均为2N，细胞的分裂后期为有丝分裂后期，染色体数为4N；转基因动物的培育需要将受体细胞培育为完整的生物体，细胞为受精卵，具有全能性，可作为受体细胞。2(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层(3)全能细胞分化胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)增多基本不变解析 (1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具有发育的全能性，囊胚开始出现细胞分化，已分化成滋养层细胞和内细胞团；原肠胚已具有胚层分化，分化为外胚层和内胚层。(4)内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。(5)由受精卵到B阶段透明带破裂之前这一过程中，虽然细胞数目增多，但胚胎总体积基本不变。考点二1(1)体外受精技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植(2)促性腺激素M中获能(3)桑椹胚或囊胚受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 解析 (1)由图可知，此过程用到的生物技术有体外受精技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植等。(2)对良种母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵，进而获得更多卵母细胞；进行体外受精前，需将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期；精子需进行获能处理。(3)进行胚胎移植时，一般选用桑椹胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植；移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。2(1)透明带反应卵细胞膜反应(2)用激素对供体母牛做超数排卵处理收集胚胎(冲卵)(3)胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力桑椹胚或囊胚BA(4)原始性腺解析 (1)当获能后的精子与卵子相遇时，释放出顶体酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通路，即顶体反应，透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道防线。(2)图中分别为用激素对供体母牛进行超数排卵处理，收集胚胎(冲卵)。(3)将早期胚胎移入受体母牛内的技术叫胚胎移植，进行该项技术的优势是可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行；进行性别鉴定时，所取组织不能来自内细胞团，否则会影响胚胎发育，应选用滋养层细胞，所以只有B图(囊胚期)符合；若想得到两个遗传信息完全相同的子代牛，需要对囊胚期胚胎进行分割移植，注意一定要将内细胞团均等分割，A图符合(4)胚胎干细胞除了从早期胚胎可分离得到外，还可来自原始性腺。考点三1(1)生殖隔离存活时间(2)特定缺陷蛋白质(3)基因诊断染色体检查(4)生殖性克隆治疗性克隆解析 (1)一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种间存在生殖隔离，同时花粉的传播距离和存活时间有限，不会造成转基因农作物与其他植物的杂交，因而也不太可能对生物多样性造成威胁。(2)在转基因生物或产品研究过程中，为保证转基因生物的安全，要把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上；对外源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性或使人过敏的蛋白质等。(3)坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决。(4)中国政府对于克隆技术的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。【考例考法直击】1(1)显微注射限制性核酸内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受解析 本题综合考查基因工程、蛋白质工程和胚胎工程的相关内容。(1)基因工程中构建基因表达载体常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶。将基因表达载体导入动物受精卵中常用的方法是显微注射法。将基因表达载体导入植物细胞常用农杆菌转化法，农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中。(2)T4溶菌酶的化学本质是蛋白质，资料乙是通过对基因进行改造获得符合需要的T4溶菌酶，属于蛋白质工程。(3)胚胎移植是将早期胚胎移植到同种且生理状态相同的雌性动物体内，该雌性个体称为受体，而提供胚胎的个体称为供体。教师备用习题1如图是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊(2n)的流程图。据图回答下列问题：(1)“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力，通过图中的过程，将精子作为外源基因的_，由_的精子经过过程，将外源基因送入卵母细胞。(2)进行过程的卵母细胞应处于_期，此时细胞中含_个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和_。(3)过程需要在_(写出两点)等条件下进行。(4)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或_所进行的多种显微操作和处理技术。过程涉及的胚胎工程技术是_。答案 (1)载体获能(2)减数第二次分裂中1卵细胞膜反应(3)无菌无毒、适宜的温度和pH、营养充足、含95%空气加5%CO2的混合气体(答出两点即可)(4)配子胚胎移植解析 图中过程为将外源基因导入精子，为体外受精，为早期胚胎培养，为胚胎移植。“精子介导基因转移法”就是先将外源基因导入精子，以精子作为外源基因的载体，通过体外受精将外源基因导入卵母细胞。卵母细胞需培养至M中期才能进行受精作用，此时细胞中只有一个染色体组。动物细胞培养需要满足的条件有：无菌无毒的环境、营养充足、适宜的温度和pH、气体环境等。22016江西赣州一模 胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快，回答下列问题：(1)在哺乳动物的核移植实验中，一般通过_(物理方法)将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到_阶段时，将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行_处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至_，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是_。(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、_、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的_(填“受精卵”或“乳腺细胞”)，导入方法是_。答案 (1)电脉冲(或电刺激)桑椹胚或囊胚(2)获能减数第二次分裂中期(3)体细胞分化程度高，不易恢复全能性(4)人干扰素基因(或目的基因)受精卵显微注射法解析 (1)在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电脉冲(或电刺激)将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育；胚胎移植时，需要胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植。(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行获能处理；另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂中期。(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是体细胞分化程度高，不易恢复全能性。(4)目的基因转入动物细胞最有效的方法是显微注射法；培育转基因动物时，通常选用受精卵作为受体细胞，因为受精卵的全能性最高；若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因(或目的基因)、终止子、标记基因和复制原点等。第39讲生态工程【基础知识巩固】一、1.自然界物质循环环境污染经济效益生态效益同步2少消耗多效益可持续3生态学系统学修复重建改善提高生产力人类社会自然环境和谐二、物种多样性原理整体性原理决定功能原理三、1.(