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文档简介
专题七生物技术与工程
第13讲生物技术与工程
国息条导出
一、易错辨析
1.发酵工程
(1)某同学在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋时,将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁,待
酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵。(X)
(2)利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵。(x)
(3)果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反。(x)
(4)利用发酵罐进行葡萄酒主发酵过程中可以通过检测发醉过程中残余糖的浓度来决定何
时终止发酵。(4)
(5)配置培养基时应根据微牛•物的种类调整培养基的pH。(7)
(6)可使用平板划线法统计活细菌总数。(x)
(7)接种后的培养皿要倒置,以防培养基污染。(4)
[解析]
(1)将玻璃瓶用酒精消毒后,不能装满面萄汁,应留有1/3的空间。
(2)乳酸菌是厌氧菌,故利用乳酸菌制作酸奶过程中,不需要通气培养,而应严格密封无氧。
(3)果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中也有C02溶于发酵液从而使pH
下降。
(4)利用发酵罐进行葡萄酒主发酵过程中可以通过检测发醉过程中残余糖的浓度来决定何
时终止发酵。
(5)配置培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pHo
(6)平板划线法不能用于统计活细菌总数。
(7)接种后的培养皿要倒置,以防培养基污染。
2.细胞工程
(1)动物细胞培养时剪碎动物组织的操作不需要在无菌环境中进行。(x)
(2)单克隆抗体制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合。(x)
(3)从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入蒯子内。(x)
(4)采用胚胎分割技术产生同卵多胎的数量是有限的。(Y)
(5)胚胎移植时需使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应。(x)
[解析]
(1)动物细胞培养时整个过程都需要无菌无毒。
(2)单克隆抗体制备过程中通常将B淋巴细胞分离出来,在分离出的B淋巴细胞中浆细胞
只是其中的一部分,所以在这个过程中并未将浆细胞单独分离出来。
(3)从雄性奶牛中采集到的成熟精子需要经过获能处理后才能与卵细胞发生受精作用。
(4)采用胚胎分割技术产生同卵多胎的数量是有限的。
(5)雌性动物的子宫对外来胚胎几乎不产生免疫排斥。
二、规范表述
(1)在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加」ft生素在培养霉菌时,一般需要将培养
基调至酸性;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌
氧微生物时,需要提供无氧的条件。
(2)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染.
(3)采用稀释涂布平板法和平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上。
(4)利用稀释涂布平板法计数,统计的菌落数往往比活茵的实际数目少,这是因为当两个
成多个细胞连在一起忖,平板上观察到的只是一个菌落.
(5)单克隆抗体制备过程中涉及两次筛选,第一次是利川特定的选择培养基,筛选出杂
交瘤细胞;第二次是进行克隆化培养和抗体检测,目的是筛选出足够数量的能分泌
所需抗体的细胞。
(6)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志。
(7)胚胎移植实质上是一早期胚胎在相同生理环境条件卜空间位置的转移。
(8)构建乳腺生物反应器时需要将药用蛋白基因与女腺中特异性表达的基因的启动子
等调控元件重组在一起。
考点1发酵工程
1.理清“3”中传统食品的制作技术
制备固体培过程:配置培养基-灭菌—倒平板
养基
平板划线法""(只能纯化,不能计数)
纯化培养
通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散
故选:Do
【点评】本题主要考查传统发酵技术的应用综合果酒和果醋的制作原理和泡菜的腌制的
内容,要求考生识记杵关知识,并结合所学知识准确答题。
2.(2022•泰州模拟)米酒、酸奶、泡菜等都属于传统发酵制品,相关叙述正确的是()
A.制作米酒时添加“酵头”的目的是接种酿酒酵母
B.米酒发酵液中冒出的“气泡”都来源于酵母菌无氧呼吸
C.酸奶和泡菜制作中均需要及时通氧,保证乳酸菌的有氧呼吸
D.为降低杂菌污染,发酵前需要对器具、原料等进厅灭菌
【分析】1、酒的制作离不开酵母菌,酹母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下,赭母菌
进行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌能进行酒
精发酵。故果酒的制作原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌最适宜生长繁殖的温度
范围是18〜25c;生产中是否有酒精的产生,可用酸性重铝酸钾来检验,该物质与酒精
反应呈现灰绿色。
2、泡菜的制作原理:泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下,乳酸菌将葡萄桶分解成
乳酸。
【解答】解:A、制作米酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,添加“酵头”的目的是接种酿酒酵
母,A正确;
B、酵母菌的有氧呼吸却无氧呼吸都会产生二氧化碳,故米酒发酵液中冒出的“气泡”并不
都是来源于酵母菌无氧呼吸,B错误;
C、酸奶和泡菜制作均利用的是乳酸菌的无氧呼吸,故制作过程中均需要保证无氧环境,
C错误;
D、为降低杂菌污染,发酵前需要对器具进行灭菌,传统发酵技术通常利用原料中的野生
菌种进行发酵,故不能对原料进行灭菌,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查传统发酵技术的应用,要求考生识记制作酒和泡菜的原理和过程等知
识,意在考查考生的识记和分析能力。
考法2微生物的培养、分离与计数
3.(2023•白山一模)如图是研究人员从落叶地的土壤中筛选高效分解纤维素的细菌的过
程示意图。下列有关叙述错误的是()
举”>胸厂
咽京/v物选•纯化
A.在配制步骤②®的培养基时,高压蒸汽灭菌后将pH调至中性或弱碱性
B.步骤③筛选、纯化的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用稀释涂布平板法进行接种,并需要加入纤维素作为唯一的碳源
D.步骤④加入的是刚果红染液,可根据菌落与透明圈的直径比来挑选优质菌落
【分析】1、分解纤维素的微生物的分离:
(1)实验原理:①土壤中存在着大量纤维素分解菌,包括真菌、细菌和放线菌等,它们
可以产生纤维素酶。纤维素酶是一种复合酶,一•般认为它至少包括三种组分,即Ci酶、
Cx酶和葡萄糖甘瞒,前两种幽使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡
萄精。故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微
生物则不能生长。②在培养基中加入刚果红,可与培养基中的纤维素形成红色复合物,
当纤维素被分解后,红色复合物不能形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透
明圈,从而可筛选纤维素分解菌。
(2)实验过程:土壤取样:采集土样时,应选择富含纤维素的环境。梯度稀释:用选择
培养基培养,以增加纤维素分解菌的浓度。涂布平板:将样品涂布于含刚果红的鉴别纤
维素分解菌的固体培养基上。挑选产生透明圈的菌落:产生纤维素酶的菌落周围出现透
明圈,从产生明显的透明圈的菌落上挑取部分细菌,并接种到纤维素分解菌的选择培养
基上,在30〜37℃条件下培养,可获得较纯的菌种。
2、微生物常见的接种的方法:①平板划线法:将一经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,
接种,划线,在恒温箱里培养。在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线
的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法:将待分离的菌液
经过大量稀释后,均匀涂布在培养基表面,经培养后可形成单个菌落.
【解答】解:A、在配制培养基的过程中,调节培养基pH应在灭菌之前进行,以防止杂
菌污染,A错误;
B、由图观察可知,步骤③是利用稀释涂布平板法进行菌落筛选、纯化,其原理是当样品
的稀释度足够高时,能够将聚集的细菌分散,在培养基表面获得单细胞菌落,B正确;
C、纤维素作为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能
生长,同时步骤③采用的接种方法是稀释涂布平板法,C正确;
D、在培养基中加入刚果红,可与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,
红色复合物不能形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,从而可筛选纤
维素分解菌,其中菌落与透明圈直径比值越大,其分解纤维素的能力越强,故可根据菌
落与透明圈的直径比来挑选优质菌落,D止确。
故选:Ao
【点评】本题考查微生物的分离与培养,要求考生识记分离分解纤维素微生物的原理、
操作等方法,意在考查考生的实验与探究能力。
4.(2022•盐城二模)为了解病原微生物对四种抗生素的敏感程度,某研究小组进行了相
关药敏实验,图I为部分实验器材。将含有相同浓度的抗生素I〜IV四个大小相同的纸
片分别贴在长满测试菌的平板上,实验结果如图2。下列相关叙述正确的是()
/
-一q河・中的■虚
④vF
图1图2
A.为获得长满测试菌的平板,需要使用图1中器材①②
B.图2中H形成的抑菌圈较小,可能是病原微生物对药物较敏感
C.图2抑菌圈中的菌落可能是在抗生素IV作用下产生了突变株
D.不同抗生素在平板上的扩散速度不同会影响实验结果
【分析】I、由图1分析可知,图中①是酒精灯,②是接种环(用于平板划线接种),③
是平板,④是涂布器(用于稀释涂布平板法接种)。
2、由图2分析可知,抑菌圈越大,对抗生素的抗性越强,则对抗生素IV的抗性最强,但
其中出现了菌落,可能是发生了突变。
【解答】解:A、为获得长满测试菌的平板,需要使用稀释涂布平板法进行接种,故应选
用图1中器材①③®,A错误;
B、图2中H形成的抑菌圈较小,说明病原微生物对该药物的敏感度最低,B错误;
C、抗生素对具有抗性的菌株具有选择作用,而抗性菌株在抗生素使用前就已经存在,C
错误;
D、不同的抑菌药物的抑菌圈直径,因受药物在琼脂中扩散速度的影响而可能不同,抑菌
圈的大小可以反映测试菌对药物的敏感程度,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查微生物的分离与培养,要求考生识记微生物实验中接种的具体操作,
能够从题图中获取有效信息,结合所学知识完成分析判断。
5.(多选)(2021•滨州二模)一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP),某科研团队准
备从土壤中筛选出高效降解•次性口罩的细菌。图甲表示PP分解菌分离与计数的过程,
6号试管涂布的三个平板的菌落数为550、601、68g;7号试管涂布的三个平板的菌落
数为58、73、97;8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。图乙表示在培养基
中加入能与PP结合而显色的染色剂,目的菌落周围出现透明圈的情况。下列说法正确
的是()
每蕾各9mL无■水
图甲图乙
A.图甲、图乙所用培养基分别为选择培养基和鉴别培养基,都以PP作为唯一碳源
B.图甲、图乙所用接种方法分别为稀释涂布平板法和平板划线法,都需在酒精灯火焰旁
进行
C1g土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是7.6x101°个,此数值一般偏小
D.可选择图乙培养基中国比值大的PP分解菌作为目的菌种推广使用
D
【分析】1、培养基按功能分:
种类制备方法特征用途
选择培养基培养基中加入某根据某种微生物的特殊营养要求或加入青霉素分离得到
种化学成分其对某化学、物理因素的抗性而设计酵母菌和霉菌
的培养基使混合菌样中的劣势菌变
成优势菌,从而提高该菌的筛选率
鉴别培养基加入某种试剂或依据微生物产生的某种代谢产物与鉴别和区分菌落相似
化学药品培养基中特定试剂或化学药品反应,的微生物,如伊红和
产生明显的特征变化而设计美蓝培养基可以鉴别
大肠杆菌
2、微牛.物常见的接种的方法
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培
养.在划线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最
后可能形成单个菌落.
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养
后可形成单个菌落.
【解答】解:A、图甲所用培养基以PP为唯一碳源,属于选择培养基;图乙所用培养基
中加入能与PP结合而显色的染色剂,属于鉴别培养基,A正确;
B、图甲、图乙所用接种方法都是稀释涂布平板法,B错误;
C、为了计数结果准确,一般选择菌落数在30-300之间的进行计数,因此1g土壤样品
中含有PP分解菌的估算数目是(58+73+97);3:0.l-10xl09=7.6xl()i°个,由于两个或
多个细胞连在一起时,在平板上只观察到一个菌落,因此此数值一般偏小,C正确:
D、可选择图乙培养基中且比值小的PP分解菌作为目的菌种推广使用,D错误。
D
故选:ACo
【点评】本题结合图解,考查微生物的分禽和培养,要求考生识记培养基的种类及功能;
识记接种微生物常用的两种方法及微生物的计数方法,能结合图中信息准确判断各选项。
考点2细胞工程和胚胎工程
1.植物组织培养的过程
(1)原理:植物细胞的全能性
(2)过程
接种外植体诱导愈伤组织语导生芽诱导生根移栽成活
■II」
脱分化再分化
①植物组织培养中添加蔗糖的目的是一提供营养和调节渗透压
②脱分化阶段不需要光,再分化阶段需要光
③生长素与细胞分裂素的比值g时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值.低时,促
进芽的分化、抑制根的形成。
④体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。
2.植物体细胞杂交技术
(1)原理:植物细胞的全能性、细胞膜的流动,性
(2)过程
B如色B原生及体再生出加的慢育.修f.
①去除细胞壁的方法:幅解法,用纤维素髀和果胶酶处理。
②诱导融合的方法:
物理法:离心法、电融合法
化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca?'-高DH融合法
③融合完成的标志:再生出细胞壁
④变异类型:染色体变异;形成的杂种植株是异源多倍体。
⑤意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
3.针对二类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程
4.动物细胞培养
(1)原理:细胞增殖
(2)动物细胞培养过程
可用展受台/或皎原生白科处理.
①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同:第1次——处理剪碎的组织,使其分
散成单个细胞:
第2次——使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来分散成单个细胞。
②保障无菌、无毒的措施:对培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌条件下进行操作,」
期更换培养液。
③区分原代培养和传代培养的关键:是否分瓶培养。
(3)干细胞
比较项
胚胎干细胞(ES细胞)成体干细胞诱导多能干细胞(iPS细胞)
目
诱导高度分化的组织细胞形
来源早期胚胎成体组织或器官内
成
具有分化成为成年动物具有组织特异性,只类似胚胎干细胞;诱导过程无
体内的任何一种类型的能分化成特定的细胞须破坏胚胎,应用前景更广泛
特点细胞,并进一步形成机体或组织,不具有发育
的所有组织和器官甚至成完整个体的能力
个体的潜能
5.单克隆抗体的制备
(I)原理:细胞膜的流切性、细胞的增殖
(2)过程
。@©@@
多种杂交细胞
注射特定抗原,获得能多舛B淋诱导、公公二
产生特定抗体的B淋巴巴细胞)◎◎◎§)
细胞⑻c(§©
一小将骨髓病细胞与
◎◎◎/B淋巴细胞融合
培养骨髓痼细胞骨髓瘙细胞注射到小鼠腹腔内
单克隆抗体制备
①3种细胞特点不同
B淋巴细胞:能产生抗体:不能大量增殖。
骨髓瘤细胞:能迅速大量增殖,不能产生抗体。
杂交瘤细胞:既能产生一抗体,又能迅速.大量增殖。
②两次筛选目的不同
第1次:获得杂交瘤细胞
第2次:获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞
6.动物体细胞核移植技术
(1)原理:动物细胞核的全能性
(2)过程
物
理
或
通过电融合法化
方
C使供体核进入学
激
D受体卵母细胞,法
形成重构胚活
①核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因
a.克隆动物遗传物质来自两个亲本。
b.发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。
c.外界环境可能引起不可遗传的变异。
②克隆动物的产生是无性繁殖,而试管动物则是在体外受精形成受精卵,由受精卵发育
成的个体,卤此属于有性繁殖。
7.准确记忆哺乳动物的早期胚胎发育过程
■Uft发向早用,在一盘_在行.分我方K为雷依0・•・跑政
日K豪战多.任后总体枳累4不变.
卵较产生的子细道形或致密的细跑团.影战桑桃.
叠其胚及以曲的ftfi也都HU±feet.
加胞开始出现令化,形成内z电国I滋养层油胞,中间的空舲收为
囊旺粒.
读时期州I版的,JL1L仍比较高-内斓MU4格奈及育成胎儿的&f缩
«.滋养层细府将求发育成赫隆儿郎念
玄亍三科队的分化,是佃电分化最美惶的时期.
(1)受精过程中的两个标志
①受精的标志是观察到两个极体或雌雄原核
②受精完成的标志是雌雄原核融合完成。
(2)桑其胚是由受精卵分裂形成的,没有分化;而囊胚期虽然已经进行细胞分化,但囊胚
的内细胞团仍具有全能性。
8.胚胎抑制的操作流程
操作流程备注
选择:遗传性状优良、生产能力强的供体、有健康的体质和正常繁
对供体、受体的选择和
殖能力的受体
处理
处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理(注
1
射促性腺激素)
配种或人工授精
收集:收集胚胎
对胚胎的收集、检查及
检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑其胚或囊
对供体的处理
唯_阶段
1
处理:供休母畜正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
胚胎移植
1
胚胎移植后的检查
检杳受体是否妊娠
1
具有优良性状的后代
(1)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
畜是否妊娠进行检杳。
(2)胚胎移植产生的后代是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎发育的起点。若后代是由
受精卵形成的,则为有性生殖;若后代是由核移植技术形成的重组细胞或胚胎分割形成
的胚胎发育而成,则为无性生殖。
(3)用于移植的胚胎来源:体内正常受精的胚胎、核移植的胚胎和体内受精获得的胚胎、
转基因获得的胚胎、胚胎分割获得的胚胎等。
(4)胚胎存活的基础:受体不会对来自供体的胚胎发生-免疫排斥反应。
9.胚胎分割
材料发育良好、形态正常的渠甚胚或囊胚
实质胚胎分割可增加动物后代的数量,其实质是动物的无性繁殖或克隆
成功关在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分别,否则会影响分割后
键点胚胎的恢复和进一步发育。对未知性别的胚胎可以取样滋养层,做DNA分
析进行性别鉴定。
或#…
考法1植物细胞工程
1.下列有关细胞工程的叙述中,正确的是()
A.植物细胞工程中,融合叶肉细胞时,应先去掉细胞膜,制备原生质体
B.植物体细胞杂交培育出的新品种一定不是单倍体
C.植物细胞工程中,叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
D.单克隆抗体制备过程,采用不经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合从而获得杂
交瘤细胞
【分析】在植物体细胞杂交过程中,首先应制备原生质体,即用酶解法去除植物细胞的
细胞壁,然后利用聚乙二醉等试剂或离心、振动、电刺激等方法诱导原生质体融合,得
到杂合细胞后,再利用植物组织培养技术,即脱分化形成愈伤组织,再分化形成杂种植
株.
植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完
整植株的潜能;培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈
伤组织,再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体.
杂交瘤细胞的细胞来源:已免疫的B淋巴细胞:能产生特异性抗体,在体外不能无限繁
殖;骨微瘤细胞:不产生专一性抗体,体外能无限繁殖;特点:既能大量增殖,又能产
生特异性抗体.
【解答】解:A、植物细胞工程中,融合叶肉细胞时,应先用酶解法去掉细胞壁,制备原
生质体,故A错误;
B、单倍体是指含有本物种配子染色体数的个体,而植物体细胞杂交集合两个植物细胞的
染色体,肯定不是单倍体,故B正确;
C、叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织,再分化形成胚状体,故C错误;
D、单克隆抗体制备过程中,应采用经过免疫的B细胞(效应B细胞)与骨髓瘤细胞融
合从而获得杂交瘤细胞,故D错误。
故选:Bo
【点评】本题考查了植物体细胞杂交、植物组织培养和单克隆抗体的制备等相关知识,
意在考森学生的识记和理解能力,属于中档题.
2.(2022春•双鸭山期末)物猴桃因貌似称猴而得名,是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味
水果。我国研究人员利用“中华繇猴桃”和“美味掰猴桃”两个不同种培育出了更加优良的
品种,其过程如图所示.请分析并问答下列问题:
中华①
再戕桃……
美味①
佛粉桃•…◎
(1)用酶解法制备原生质体时,需先用较(填“高”、“低”)渗透压的溶液处理
植物细胞,使细胞处于微弱的质壁分禽状态,然后用酶消化去除
细胞壁,获得原生质体。
(2)过程③使用的化学法包括:聚乙二醇融合法和融合法等。
(3)已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会
使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F,若在①过程对“中华舜猴桃”
用X射线处理,需对“美味掰猴桃”用
处理,以便最终能获得优良杂种植株H。
(4)若两种梆猴桃都是二倍体,则杂种植株为倍体。
【分析】1、细胞融合,又称细胞杂交,指将两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程,
融合后形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
2、分析题图:图示表示植物体细胞杂交的具体过程,其中E为融合的原生质体,F表示
杂种细胞,G是愈伤组织,H表示杂种植株。
【解答】解:(1)用联解法制备原生质体时,需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞,
使细胞处于微弱的质壁分离状态,然后用纤维素酶和果胶酶消化去除细胞壁,获得原生
质体。
(2)过程③为让两个不同种的原生质体进行融合,其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)
融合法,还有高Ca”—高pH等。
(3)X射线处理会使咆失去分裂能力,碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长,
已经对“中华狒猴桃”用X射线处理,需对“美味舜猴桃“用碘乙酰胺处理,它们自身融合
的细胞无法生长,只有当两个不同种的原生质体融合才能生长,筛选到杂种细胞F,以
便最终能获得优良杂种植株H。
(4)若两种狮猴桃都是二倍体,则诱导形成的杂种细胞中会有四个染色体组,因此杂种
植物为异源四倍体。
故答案为:
(1)高纤维素酶和果胶
(2)Ca2+—ApH
(3)碘乙酰胺
(4)(异源)四
【点评】本题主要考查植物体细胞杂交技术的内容,要求考生识记相关知识,并结合所
学知识准确答题。
考法2动物细胞工程
3.(2U17春•木央区校级期水)现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血,在以后
他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病,就可以通过血液中的干细胞来为其治
病,关于这个实例说法正确的是()
A.用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
B.如果要移植用他的干细胞培育出的器官,需要用到细胞培养技术
C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官,应该长期给他使用免疫抑制药物
D.用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,需要激发细胞的所有全能性
【分析】脐带血中的干细胞分化程度低,全能性较高,能分裂分化形成多种组织,因此
可以用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,如果是自体器官移植不会发生免疫
排斥反应,所以自体移植后不需要用免疫抑制药物,但用脐带血中的干细胞不能治疗所
有疾病.
【解答】解:A、用脐带血中的干细胞不能治疗这个孩子所有的疾病,如传染性疾病等,
A错误;
B、如果要移植用他的干细胞培育出的器宜,需要用细胞培养技术,然后发育成器官,B
正确;
C、自体器官移植不会发生免疫排斥反应,所以自体移植后不需要用免疫抑制药物,C错
误;
D、用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,不需要激发细胞的所有全能性,只需
诱导干细胞分化形成札应的组织器官即可,D错误。
故选:Bo
【点评】本题以脐带血为素材,考查干细胞的应用,意在考杳考生的识记能力和理解所
学知识要点的能力,难度适中.考生要明确用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治
病,不需要激发细胞的所有全能性;并且胚胎干细胞培育出的器官,能够解决供体器官
不足和器官移植后免疫排斥的问题.
4.(多选)(2021秋•海门市校级期末)亨廷顿舞蹈病是一种由于亨廷顿蛋白(HTT)基
因突变所导致的疾病。我国科学家利用基因编辑技术(CR1SPR/Cas9),成功培育出世
界首例亨廷顿舞蹈病的基因“敲入”猪模型,操作过程如图所示。下列说法正确的是()
猪的IjTT基因
丫i口.i
金帑,"PR/C术温@旦。)”嚼
分基因片部断=免不检_念京,庭」酷转
的成纤维细胞<3/裱
汇”
患亨廷顿
舞蹈病
A.上述操作过程的原埋有垠因重组、动物细胞核全能性等
B.过程②为动物细胞融合技术,通常采用灭活病毒诱导
C.过程④为胚胎分割,该技术关键是将内细胞团均等分割
D.基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因可遗传给后代
【分析】1、基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段
的敲除、加入等。而CR【SPR/Cas9技术自问世以来,就有着其它基因编辑技术无可比拟
的优势,技术不断改进后,更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。
2、过程①②是将含有目的基因的成纤维细胞的细胞核移入去核的卵细胞中,所利用的生
物技术是细胞核移植技术,过程③④是重组细胞发育成早期胚胎的过程,体现的生物学
原理是动物细胞核的全能性。
【解答】解:A、上述操作中基因编辑技术的原理是基因重组,过程①@是细胞核移植技
术,体现的生物学原理是动物细胞核的全能性,A正确;
B、过程②是将细胞核移入去核的卵细胞中,所利用的生物技术是细胞核移植技术,B错
误;
C、过程④为胚胎分割,该技术关键是将内细胞团均等分割,否则影响分割后胚胎的恢复
和进一步发育,C正确;
D、基因“敲入”猪模型所携带的人突变HTT基因属于基因重组,可遗传给后代,D正确。
故选:ACDO
【点评】本题考查基因工程和动物细胞核移植技术,意在考查考生的识记能力和理解所
学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力,能运用所学知识,准确
判断问题的能力,属「考纲识记和理解层次的考查.
5.(2022•丹东一模)靶向治疗是目前治疗肿瘤的有效方法之一,其原理是利用抗体等特
异性物质作为载体,将药物送到肿瘤部位,对肿瘤进行特异性杀伤,其作用原理如图1
所示。为了生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体,科学家创造了制备双特异性
B淋巴细胞
提取双特异性
单克降抗体
筛选一
於克隆
杂交-杂交
瘤细胞
图2
(1)由图1可以看出,抗体是由条肽链构成的蛋白质,细胞内合成抗体时,其空
间结构形成的场所主要是O
(2)图2中①过程是给小鼠注射,从而获得B淋巴
细胞。
(3)为选出能产生专一抗体的细胞,要将从HAT培养基上筛选出杂交瘤细胞,然后稀
释滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有个细胞,然后筛选出抗体检测呈
(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养:该克隆化培养细胞具有的特点
为。
(4)图中⑤过程给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是获
取o图2方框内的主要操作
是。
(5)与直接使用抗肿瘤药物相比,将抗肿瘤药物与双特异性单克隆抗体结合后给药,对
人体的副作用更小,原因是双特异性单克隆抗体
能O
【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学
性质单一、特异性强佗抗体,具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
2、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产
生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,
单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交
瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB
型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂
交瘤细胞。
【解答】解:(I)由图可知,抗体含有4条肽链,肢链之间以二硫键相连。抗体的化学
木质是蛋白质,合成场所是核糖体,需要经过内质网的加工形成特定的空间结构,再经
过高尔基体的进一步加工。
(2)①表示用癌细胞抗原对小鼠进行免疫处理,以获得已免疫的B淋巴细胞。
(3)制备单克隆抗体的过程中,需要经过两次筛选,第一次是用选择培养基筛选出杂交
瘤细胞,在检测过程中,将杂交瘤细胞经稀释后滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔
中有1个细胞。第二次是用专一抗体检测,检测出呈阳性的细胞即能产生针对癌细胞抗
原的杂交瘤细胞,进行克隆化培养。该细胞既可以无限增殖,又可以产生特定抗体,
(4)⑤过程给小鼠注射抗肿瘤药物是为了刺激小鼠产士.相应的B细胞,方框内表示将B
淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合,进而筛选出能产生双特异性单克隆抗体的杂交瘤细
胞。
(5)双特异性单克隆抗体能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合,将药物送到肿瘤部位,对
肿瘤进行特异性杀伤,与直接使用抗肿瘤药物相比,对人体的副作用更小。
故答案为:
(1)4内质网
(2)癌细胞抗原(肿痛细胞抗原)
(3)1阳性既能无限增殖,又能产生特异性抗体
(4)刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞将B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合
(5)将药物送到肿瘤部位,对肿瘤进行特异性杀伤
【点评】本题考查细胞工程在单克隆抗体制备中的应用,要求考生理解细胞培养、细胞
融合等原理及单克隆抗体制备的操作步骤,掌握各操作步骤中需要注意的细节,能将教
材中的知识结合题中信息进行知识迁移,准确答题.
考法3胚胎工程
6.(2022春•工农区校级月考)在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,提
高胚胎的发育率和妊娠率,研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构
胚,同时用组蛋白脱乙酰能抑制剂(TSA)处理,具体培育流程如图所示。下列说法不
正确的是()
用灭活的仙台
病毒短暂处理
A.去核时使用的梯度离心、紫外光照射和化学物质处理等方法都没有刺破透明带或卯母
细胞质膜
B.卵母细胞在去核环节实际操作中被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体■染色
体复:合物
C.组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都不利于重构胚的分裂和发育
D.为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎切割成2份或4
份后再进行胚胎移植
【分析】1、细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个己经去掉细胞核的卵
母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核
移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、目前核移植技术中雪•遍使用的去核方法是显微直接去除法还有人采用密度梯度离心,
紫外光短时间照射、化学物质处理等方法。
【解答】解•:A、采用密度梯度离心,紫外光短时间照射、化学物质处理等方法都没有刺
破透明带或卵母细胞质膜,A正确;
B、将卵母细胞培养到中期II后进行去核操作,此时细胞核退化,出现的是纺锤体和染色
体复合物,去核事实上是去除卵母细胞的纺锤体和染色体结构,B正确;
C、科学家将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑
制剂处理重构胚,这样可降低组蛋白的甲基化水平,提高组蛋白的乙酰化水平,从而改
变组蛋白的表观遗传修饰来调控基因表达,C错误;
D、为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研,可用机械方法将早期胚胎平均切割成2份或
4份后再进行胚胎移植,D正确。
故选:Co
【点评】本题主要考查动物体细胞核移植技术和克隆动物、胚胎移植技术、胚胎分割技
术、表观遗传的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
7.(2022♦海门市校级开学)小鼠胚胎T细胞经定向诱寻可获得多种具有不同功能的细胞,
制备流程如图所示。下列相关叙述错误的是()
b
囊胚胚胎酒i胞
A.用胰蛋白酶处理a处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞
B.欲提高胚胎的利用率,可用胚胎分割技术将a处细胞团均等分割
C.为获得更多的囊胚,采用促性腺激素注射促进雄鼠产生更多的精子
D.a处的细胞与b处的细胞的核基因相同,但mRNA有差异
【分析】1、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑甚胚或囊胚。对囊胚阶段
的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步
发育。
2、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(如囊胚期的内细胞团)。
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(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.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):②配种或人工授精:③对胚胎的收集、检查、培
养或保存(对胚胎进行质量检杳,此时的胚胎应发育到桑根或胚囊胚阶段);④对胚胎进
行移植;⑤移植后的检查。
【解答】解:A、a为内细胞团,其中的细胞具有发育的全能性,属于胚胎干细胞,因此
用胰蛋白能处理a处的细胞后可获得分散的胚胎干细胞,A正确;
B、由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此欲提高胚胎的利用率,可用胚
胎分割技术将a处细胞团均等分割,B正确;
C、为获得更多的囊胚,采用促性腺激素注射促进雌性鼠产生更多的卵细胞,C错误;
D、a处的细胞与b处的细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,因此具有相同的核基
因,由于基因的选择性表达,两者的mRNA有差异,D正确。
故选:Co
【点评】本题结合图解,考杳胚胎工程的相关知识,要求考生识记胚胎干细胞的来源:
识记胚胎分割的特点及注意事项;识记胚胎移植的基本程序,能结合所学的知识准确答
题。
考点3基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
1.基因工程的理论基础
(1)外源基因在受体细胞内表达的理论基础
①」^是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位
②遗传信息的传递都遵循中心法则
③生物界共用一套一遗传密码
(2)基因拼接的理论基础
①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核昔酸
②DNA分子都遵循碱基互补配对原则
③双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构
2.基因工程的3种基本工具
作用:识别双链DNA分子的特定核普酸序列,并使每一条链中特
限制性内切核
定部位的磷酸二酯键断开
酸酶(限制酶)
使用方法:一般用同种限制酹切割载体和目的基因
EcoliDNA连接的只能连接黏性末端
DNA连接酶
T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端
(1)能在细胞中进行自我复制,或整合到受体DNA上,随受体
DNA同步复制
载体
(2)有一至多个限制酶切割位点
(3)具有•特殊的标记基因,便于重组DNA分子的筛选
3.熟记基因工程的四个操作步骤
目的基因的筛筛选方法:从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选
选与获取获取方法:常用PCR特异性快速扩增目的基因
一段市特殊序列结构的
DNA片段,位于基因的
上游,紧挨转录的起始——方八片正一段有特殊序列结构的DNA
基因表达载体位点,是RNA聚合醯识洛«动子目的、\片段,位于基因的下游,作
别和结合的部位,能驱〃后切,基因、/用是使转录停止
的构建动基因转录出mRNA,1W
最终获得所需的蛋白质U终止干J
(核心步骤)Z复制原点u为了鉴别受体细胞中是否含
基因表达载体自我复制J弋、抗性理/一的基因的细胞筛选出来
起始的_段序列
植物:农杆菌转化法、花粉管通道法
将目的基因导
动物:显微注射技术(导入受精卵)
入受体细胞
微生物:C产处埋法
目的基因的检分子水平:PCR等技术、抗原-抗体杂交
测与鉴定个体生物学水平:抗性、耐性实验
4.图解记忆蛋白质工程
(1)操作手段:改造或合成基因
(2)结果:改造.现有一蛋白质,或制造出新的蛋白质
(3)设计流程
设计改造或合成目的
预期功能一二/基因
行使翻译样录
生物功能
mRNA
从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白质结构—推测应有的氨基酸序列
T找到并改变相对应的脱氧核苛酸序列(基因)或合成新的基因T获得所需要的蛋
白质
5.PCR技术原理与条件
聚合酶链式反应的缩写,是一种体外对目的基因的核甘酸序列进行大量复制的技
含义
术
原理DNA半保留复制
模板DNA、2种引物、4种脱氧核甘酸(dNTP)、耐高温的DNA聚合酹(TaqDNA
条件
聚合酶)
扩增方DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸
向
使DNA聚合酶能从引物的上莅_开始连接脱氧核苜酸,是一小段能与DNA
引物
母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸
目的短时间内大量扩增目的基因
6.PCR技术的过程
UUUUUUUUUUUtJUUUlf"5>
UUUU
.皿皿皿皿皿皿皿*uuuuuuuuuuuuunuif.
75'
待犷增的DNA片段’典
延伸当温度上升到72c左右时,
I/
溶液中的种脱氧核苦酸在耐高
震性当温度下降到50c左右4
时,两种引物通过碱基互补配温的DNA聚合酹的作用下,根
57…”3'据碱*互补配对原则合成新的
对与两条单链DNAS合.
uuuuuuuuuuJUUUUirDNA施。
,皿nnnnrmnn即finnn_\、3'
nnnnnnnnn叫叫叩口
变性当温度上升到90c以上
时,双链DNA解聚为单链。
s血血UUUUUuuuuutTl
水卷画中的引物长第一轮循环的产物作为第二轮反
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