第十三章現代生物科技專題考點41基因工程真題分層1基礎題組1.[2019江蘇·16,2分,難度★★☆☆☆]下列生物技術操作對遺傳物質的改造,不會遺傳給子代的是(

)A.將胰島素基因表達質粒轉入大腸桿菌,篩選獲得基因工程菌B.將花青素代謝基因導入植物體細胞,經組培獲得花色變異植株C.將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵,培育岀產低乳糖牛乳的奶牛D.將腺苷酸脫氨酶基因轉入淋巴細胞后回輸患者,進行基因治療題組1基因工程及其應用答案1.D【解題思路】A項、B項和C項均采用了基因工程技術,基因工程依據的原理是基因重組,且參與繁殖的細胞中均含有目的基因,故可遺傳給子代,A項、B項、C項不符合題意;D項也采用了基因工程技術,但只有患者的淋巴細胞中含有目的基因,患者的生殖細胞中不含目的基因,故不能遺傳給子代,D項符合題意。2.[2020北京·11,2分,難度★★★☆☆]人體感染新冠病毒后,機體會產生多種特異性抗體。我國科學家從康復者的漿細胞中克隆出針對病毒表面抗原的抗體基因相關序列,構建表達載體并在相應系統中表達,可制備出全人源單克隆抗體。以下表述錯誤的是(

)A.該單抗可直接用于新冠病毒的核酸檢測B.在該單抗制備過程中利用了基因工程技術C.該單抗可與新冠病毒相應蛋白特異性結合D.可用抗原—抗體反應檢測抗體基因表達產物題組1基因工程及其應用答案2.A【解題思路】該單抗可用來檢測新冠病毒是否存在,但不能直接用于新冠病毒的核酸檢測,A錯誤;由題中信息“從康復者的漿細胞中克隆出針對病毒表面抗原的抗體基因相關序列,構建表達載體并在相應系統中表達,可制備出全人源單克隆抗體”可知,在該單抗制備過程中利用了基因工程技術,B正確;針對新冠病毒表面抗原制備出的單抗,可與新冠病毒相應蛋白特異性結合,C正確;檢測抗體基因是否表達出相應的蛋白質,所用的方法是抗原—抗體雜交技術,若有雜交帶出現,則說明抗體基因表達出了相應的蛋白質,D正確。3.[2018北京·5,6分,難度★★★☆☆]

用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性核酸內切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點及酶切產物分離結果如圖。以下敘述不正確的是(

)A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同B.圖2中酶切產物可用于構建重組DNAC.泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產物D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA題組1基因工程及其應用答案3.D【解題思路】不同的限制酶識別序列不同,A項正確;限制酶切割的產物可用于構建重組DNA,B項正確;泳道①顯示四個條帶,是SalⅠ處理后的酶切產物的電泳結果,泳道②顯示三個條帶,是XhoⅠ處理后的酶切產物的電泳結果,C項正確;限制酶的作用特點是識別特定DNA序列,并在DNA兩條鏈特定部位切割產生黏性末端或平末端,D項錯誤。4.[2013江蘇·22,3分,難度★★★☆☆](多選)小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應,為了克服這個缺陷,可選擇性擴增抗體的可變區基因(目的基因)后再重組表達。下列相關敘述正確的是(

)A.設計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列B.用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列C.PCR體系中一定要添加從受體細胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根據目的基因編碼產物的特性選擇合適的受體細胞題組1基因工程及其應用答案4.BD【解題思路】設計引物時應當考慮由此擴增的目的基因與載體兩端的序列進行互補配對,A項錯誤;PCR體系中應用耐高溫的DNA聚合酶,而不是從受體細胞中提取的普通DNA聚合酶,C項錯誤。5.[2020浙江7月·24,2分,難度★★★☆☆]下列關于基因工程的敘述,正確的是(

)A.若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性核酸內切酶,則一定有利于該重組質粒進入受體并保持結構穩定B.抗除草劑基因轉入某抗鹽植物獲得2個穩定遺傳轉基因品系,抗性鑒定為抗除草劑抗鹽和抗除草劑不抗鹽。表明一定是抗鹽性的改變與抗除草劑基因的轉入無關C.抗除草劑基因轉入某植物獲得轉基因植株,其DNA檢測均含目的基因,抗性鑒定為抗除草劑和不抗除草劑。表明一定是前者表達了抗性蛋白而后者只表達抗性基因RNAD.已知不同分子量DNA可分開成不同條帶,相同分子量的為一條帶。用某種限制性核酸內切酶完全酶切環狀質粒后,出現3條帶。表明該質粒上一定至少有3個被該酶切開的位置題組1基因工程及其應用題組1基因工程及其應用答案5.D【解題思路】若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性核酸內切酶,則該限制性核酸內切酶可能會切割重組質粒,破壞重組質粒的結構,A錯誤;抗除草劑基因轉入某抗鹽植物后,一部分抗鹽植株的抗鹽性消失,說明抗除草劑基因的轉入可能導致抗鹽性改變,B錯誤;抗除草劑基因轉入某植物后,若DNA檢測含有目的基因,而抗性鑒定為不抗除草劑,其原因可能是目的基因轉錄出RNA但無法翻譯,也可能是目的基因無法轉錄,還可能是翻譯出來的蛋白質無活性,C錯誤;若環狀質粒上有1個某種限制性核酸內切酶的酶切位置,則該環狀質粒被該酶酶切后形成1個條帶,若要形成2個條帶,則該環狀質粒上至少有2個該酶的酶切位置,若要形成3個條帶,則該環狀質粒上至少有3個該酶的酶切位置,D正確。6.[2013廣東·3,4分,難度★★☆☆☆]從某海洋動物中獲得一基因,其表達產物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽P1。目前在P1的基礎上研發抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物,首先要做的是(

)A.合成編碼目的肽的DNA片段B.構建含目的肽DNA片段的表達載體C.依據P1氨基酸序列設計多條模擬肽D.篩選出具有優良活性的模擬肽作為目的肽題組2蛋白質工程答案6.C【解題思路】該基因的表達產物多肽P1的抗菌性和溶血性均很強,要研發出抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物,首先應根據P1的氨基酸序列設計模擬肽,再構建相應的DNA片段。真題分層2中檔題組1.[2021遼寧適應性測試·20,3分,難度★★★☆☆](多選)菊花是一種雙子葉植物,易感桃蚜。桃蚜不但直接影響植物生長,還是多種植物病毒的傳播媒介。雪花蓮凝集素基因GNA的表達產物能有效抑制桃蚜生長。某科研團隊運用農桿菌轉化法獲得了轉GNA基因菊花。下列有關敘述正確的是(

)A.受體細胞可以選擇菊花葉片細胞或桃蚜細胞B.將目的基因GNA插入到Ti質粒的T-DNA上構建表達載體C.菊花外植體產生的酚類化合物能吸引農桿菌移向受體細胞D.應用抗蟲接種實驗,檢測轉基因菊花對桃蚜的抗性及抗性的程度答案1.BCD【解題思路】轉GNA基因菊花是轉入GNA基因的菊花,受體細胞只能是菊花的體細胞,A項錯誤;將目的基因GNA插入到Ti質粒的T-DNA上構建表達載體,可以將目的基因整合到受體細胞的染色體中,B項正確;菊花外植體能釋放酚類化合物,這些酚類化合物能吸引農桿菌移向受體細胞,C項正確;由題可知,雪花蓮凝集素基因GNA的表達產物能有效抑制桃蚜生長,故可應用抗蟲接種實驗,檢測轉基因菊花對桃蚜的抗性及抗性的程度,D項正確。2.[2013安徽·6,6分,難度★★★☆☆]如圖為通過DNA分子雜交鑒定含有某特定DNA的細菌克隆示意圖。下列敘述正確的是(

)

A.根據培養皿中菌落數可以準確計算樣品中含有的活菌實際數目B.外源DNA必須位于重組質粒的啟動子和終止子之間才能進行復制C.重組質粒與探針能進行分子雜交是因為DNA分子脫氧核糖和磷酸交替連接D.放射自顯影結果可以顯示原培養皿中含有特定DNA的細菌菌落位置答案2.D【解題思路】讀圖可知,接種該微生物所用的方法是稀釋涂布平板法,而通過該方法只能估算樣品中含有的活菌數,A項錯誤;外源DNA必須位于重組質粒的啟動子和終止子之間才能進行表達,而不是復制,B項錯誤;重組質粒與探針之間的雜交原理是堿基互補配對,C項錯誤;放射自顯影結果顯示的雜交鏈位置與原培養皿中含有特定DNA的細菌菌落位置相同,D項正確。3.[2017北京·5,6分,難度★★★☆☆]為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質粒(圖2)重組,再借助農桿菌導入菊花中。

下列操作與實驗目的不符的是(

)A.用限制性核酸內切酶EcoRⅠ和連接酶構建重組質粒B.用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因導入細胞C.在培養基中添加卡那霉素,篩選被轉化的菊花細胞D.用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上答案3.C【解題思路】目的基因C和質粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位點,另外需要DNA連接酶將切好的目的基因和質粒連接起來,A項正確;愈傷組織全能性較高,是理想的植物受體細胞,將目的基因導入植物受體細胞的方法通常為農桿菌轉化法,B項正確;質粒中含有潮霉素抗性基因,因此選擇培養基中應該加入潮霉素,C項錯誤;使用分子雜交方法可檢測目的基因是否整合到受體染色體上,D項正確。【解后反思】題圖所示的質粒上含有潮霉素抗性基因,該基因是標記基因,因此在篩選時,培養基中應添加潮霉素。4.[2018全國Ⅰ·38,15分,難度★★★☆☆]回答下列問題:(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質粒可以作為載體外,還證明了

(答出兩點即可)。

(2)體外重組的質粒可通過Ca2+參與的

方法導入大腸桿菌細胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與

組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是

。

(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內表達時,表達出的蛋白質可能會被降解。為防止蛋白質被降解,在實驗中應選用

的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化的過程中應添加

的抑制劑。

答案4.【參考答案】(1)體外重組的質粒可以進入受體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶【解題思路】(1)兩位科學家將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中并進行了表達,因此,該研究可以證明:質粒可以作為載體,真核細胞的基因在原核細胞中也可以表達(不同生物共用一套密碼子)、體外重組的質粒可以進入受體細胞等。(2)目的基因進入受體細胞內,并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程稱為轉化,將質粒導入大腸桿菌前,要用Ca2+處理大腸桿菌細胞,使其成為感受態。噬菌體DNA沒有侵染能力,體外重組的噬菌體DNA通常需與外殼蛋白組裝成完整噬菌體才能完成侵染過程。噬菌體多寄生在細菌中,但不能寄生在心肌細胞和葉肉細胞中。(3)若要使蛋白質不被降解,則大腸桿菌體內不能存在蛋白酶,因此,實驗中應選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞。同理,在蛋白質純化過程中,也不能使蛋白質降解,因此,應添加蛋白酶抑制劑。5.[2015全國Ⅱ·40,15分,難度★★★☆☆]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。

(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,通過

和

,進而確定相對應的脫氧核苷酸序列,據此獲得基因,再經表達、純化獲得蛋白質,之后還需要對蛋白質的生物

進行鑒定。

答案5.【參考答案】(1)氨基酸序列(或結構)

(2)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)

(3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列功能

【解題思路】(1)蛋白質的功能由蛋白質的三維結構決定,而蛋白質的三維結構與氨基酸序列有關,因此,若要改變蛋白質的功能,可以考慮對蛋白質的氨基酸序列進行改造。(2)P基因與P1基因的根本區別是堿基序列不同,因此可以通過對P基因進行修飾獲得P1基因,也可以直接合成P1基因。中心法則的內容可以通過下圖體現:

(3)蛋白質工程的基本途徑:從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)。6.[2021全國乙·38,15分,難度★★★☆☆]用DNA重組技術可以賦予生物以新的遺傳特性,創造出更符合人類需要的生物產品。在此過程中需要使用多種工具酶,其中4種限制性核酸內切酶的切割位點如圖所示。

回答下列問題:(1)常用的DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。圖中

酶切割后的DNA片段可以用E·coliDNA連接酶連接。圖中

酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。

(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質粒載體片段之間形成的化學鍵是

。

(3)DNA重組技術中所用的質粒載體具有一些特征。如質粒DNA分子上有復制原點,可以保證質粒在受體細胞中能

;質粒DNA分子上有

,便于外源DNA插入;質粒DNA分子上有標記基因(如某種抗生素抗性基因),利用抗生素可篩選出含質粒載體的宿主細胞,方法是

。

(4)表達載體含有啟動子,啟動子是指

。

答案6.【參考答案】(1)EcoRⅠ、PstⅠ

EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ

(2)磷酸二酯鍵(3)復制限制酶的切割位點用含抗生素的培養基進行培養(4)RNA聚合酶識別、結合和驅動轉錄的一段DNA序列【解題思路】(1)由圖可以直接看出,EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ切割后分別形成黏性末端、平末端、黏性末端和平末端;E·coliDNA連接酶可用于連接黏性末端,T4DNA連接酶可用于連接黏性末端和平末端。(2)DNA連接酶催化形成磷酸二酯鍵。(3)復制原點是在基因組上復制起始的一段序列,可以保證質粒在宿主細胞中復制。質粒上有限制酶的切割位點,可被限制酶切開并使目的基因插入其中。采用在含有特定抗生素的選擇培養基上進行選擇培養的方法可將含質粒載體的細胞篩選出來。(4)啟動子是RNA聚合酶識別、結合和驅動轉錄的一段DNA序列。【要點速記】根據酶的來源不同,可以將DNA連接酶分為兩類:一類是從大腸桿菌中分離得到的,稱為E·coliDNA連接酶;另一類是從T4噬菌體中分離出來的,稱為T4DNA連接酶。這兩類酶都是將雙鏈DNA片段“縫合”起來,恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。這兩類酶的作用有所差別:E·coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來,不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接。而T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的黏性末端,又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端,但連接平末端的效率比較低。7.[2019江蘇·33,8分,難度★★★★☆]圖1是某基因工程中構建重組質粒的過程示意圖,載體質粒P0具有四環素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)。請回答下列問題:

(1)EcoRⅤ酶切位點為

,EcoRⅤ酶切出來的線性載體P1為

末端。

(2)用TaqDNA聚合酶進行PCR擴增獲得的目的基因片段,其兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理,在兩端各添加了一個堿基為

的脫氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在

酶作用下,形成重組質粒P3。

(3)為篩選出含有重組質粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板進行篩選,得到A、B、C三類菌落,其生長情況如表(“+”代表生長,“-”代表不生長)。根據表中結果判斷,應選擇的菌落是

(填表中字母)類,另外兩類菌落質粒導入情況分別是

、

。

(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質粒,擬設計引物進行PCR鑒定。圖2所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質粒中的相應位置,PCR鑒定時應選擇的一對引物是

。某學生嘗試用圖中另外一對引物從某一菌落的質粒中擴增出了400bp片段,原因是

。

答案7.【參考答案】(1)平(2)胸腺嘧啶(T)

DNA連接(3)B

A類菌落含有P0

C類菌落未轉入質粒(4)乙丙目的基因反向連接【解題思路】(1)EcoRⅤ酶切位點在酶所識別序列的中心軸線處,產生的是平末端。(2)DNA連接酶對平末端的連接效率較低,因此通常要將平末端改造成黏性末端后再進行連接。由于目的基因片段的兩端各自帶一個腺嘌呤脫氧核苷酸,根據堿基互補配對原則,處理后的質粒兩端需要各添加一個堿基為胸腺嘧啶的脫氧核苷酸;要將處理后的質粒與目的基因連接起來,需要用DNA連接酶。(3)由于四環素抗性基因中含有EcoRⅤ酶識別的序列及切割位點,所以形成的重組質粒中四環素抗性基因已經被破壞,而氨芐青霉素抗性基因正常。根據表中結果可知,A菌落抗氨芐青霉素和四環素,說明A菌落中導入的是P0質粒;B菌落抗氨芐青霉素而不抗四環素,說明B菌落中導入的是重組質粒;C菌落既不抗氨芐青霉素,也不抗四環素,說明C菌落中沒有導入質粒。(4)由于處理后的P0質粒的兩個末端都含一個胸腺嘧啶的脫氧核苷酸,而目的基因片段的兩端各自帶一個腺嘌呤脫氧核苷酸,所以目的基因在和P0質粒連接時可能會出現兩種情況:正向連接和反向連接。分析圖2可知,理論上可以選擇的引物組合有甲和丙、乙和丙兩種情況。如果選擇甲和丙這對引物,則無論目的基因是否正確插入,擴增的片段都是50bp+300bp+100bp=450bp,不符合要求;如果選擇乙和丙這對引物,正向連接和反向連接后所得結果不同,所以應選擇乙和丙這對引物進行PCR鑒定。如果目的基因和P0質粒反向連接,則引物乙會出現在重組質粒的外側,此時若加入引物甲和乙,則可以擴增出300bp+100bp=400bp的片段。8.[2020天津·16,10分,難度★★★★☆]Ⅰ型糖尿病是因免疫系統將自身胰島素作為抗原識別而引起的自身免疫病。小腸黏膜長期少量吸收胰島素抗原,能誘導免疫系統識別該抗原后應答減弱,從而緩解癥狀。科研人員利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠進行動物實驗,使乳酸菌在小鼠腸道內持續產生人胰島素抗原,為此構建重組表達載體,技術路線如下。

據圖回答:(1)為使人胰島素在乳酸菌中高效表達,需改造其編碼序列。下圖是改造前后人胰島素B鏈編碼序列的起始30個核苷酸序列。據圖分析,轉錄形成的mRNA中,該段序列所對應的片段內存在堿基替換的密碼子數有

個。

(2)在人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列,確保等比例表達A、B肽鏈。下列有關分析正確的是

(多選)。

A.引入短肽編碼序列不能含終止子序列B.引入短肽編碼序列不能含終止密碼子編碼序列C.引入短肽不能改變A鏈氨基酸序列D.引入短肽不能改變原人胰島素抗原性(3)在重組表達載體中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶僅有圖示的酶切位點。用這兩種酶充分酶切重組表達載體,可形成

種DNA片段。

(4)檢測轉化的乳酸菌發現,信號肽-重組人胰島素分布在細胞壁上。由此推測,信號肽的合成和運輸所經歷的細胞結構依次是

。

(5)用轉化的乳酸菌飼喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段時間后,小鼠體內出現人胰島素抗原,能夠特異性識別它的免疫細胞有

(多選)。

A.B細胞

B.T細胞C.吞噬細胞 D.漿細胞答案8.【參考答案】(1)6

(2)ABCD

(3)3

(4)核糖體、細胞質基質、細胞膜、細胞壁(5)AB【解題思路】(1)密碼子為mRNA上三個相鄰的堿基,對應DNA編碼序列上三個相鄰的堿基;由圖可以看出,與改造前的單鏈相比,改造后的單鏈第6、15、16、18、21、24、30位(從左往右數)堿基發生了改變,相應發生堿基替換的密碼子分別為第2、5、6、7、8、10位(從左往右數,其中第6位密碼子改變了兩個堿基),共6個。(2)要確保等比例表達A、B肽鏈,控制合成兩條肽鏈的DNA只有一個終止子序列,且轉錄形成的mRNA只能有一個終止密碼子。為了保證生成的人胰島素的正常功能,引入的短肽不能改變A鏈氨基酸序列,不能改變原人胰島素抗原性。(3)由圖可以看出,重組表達載體中有兩個SacⅠ識別序列、一個XbaⅠ識別序列;SacⅠ和XbaⅠ在該環狀DNA上有三個酶切位點,用這兩種酶充分酶切后可得到3種DNA片段。(4)乳酸菌為原核生物,細胞內無內質網和高爾基體;結合題意推測,信號肽在核糖體上合成后,經過細胞質基質到達細胞膜,出細胞膜后分布在細胞壁上。(5)B細胞和T細胞可以特異性識別抗原;吞噬細胞可以識別抗原,但不具有特異性;漿細胞不能識別抗原。專項PCR技術的原理及應用1.[2019全國Ⅰ·38,15分,難度★★★☆☆]基因工程中可以通過PCR技術擴增目的基因。回答下列問題。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括

和

。

(2)生物體細胞內的DNA復制開始時,解開DNA雙鏈的酶是

。在體外利用PCR技術擴增目的基因時,使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是

。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的

。

(3)目前在PCR反應中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是

。

答案1.【參考答案】(1)基因組文庫cDNA文庫(2)解旋酶加熱至90~95℃氫鍵(3)Taq酶熱穩定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活【解題思路】(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。(2)生物體細胞內DNA復制開始時是利用解旋酶進行解旋的,而在體外利用PCR技術擴增目的基因時,則是通過加熱至90~95℃進行解旋的,二者都破壞了堿基對之間的氫鍵。(3)在PCR過程中,要加熱至90~95℃,所以使用熱穩定性高的Taq酶,而不使用在高溫下會失活的大腸桿菌DNA聚合酶。2.[2021全國甲·38,15分,難度★★★☆☆]PCR技術可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌,醫生進行了相關操作:①分析PCR擴增結果;②從病人組織樣本中提取DNA;③利用PCR擴增DNA片段;④采集病人組織樣本。回答下列問題:(1)若要得到正確的檢測結果,正確的操作順序應該是

(用數字序號表示)。

(2)操作③中使用的酶是

。PCR反應中的每次循環可分為變性、復性、

三步,其中復性的結果是

。

(3)為了做出正確的診斷,PCR反應所用的引物應該能與

特異性結合。

(4)PCR(多聚酶鏈式反應)技術是指

。

該技術目前被廣泛地應用于疾病診斷等方面。答案2.【參考答案】(1)④②③①

(2)熱穩定性DNA聚合酶(Taq酶)延伸兩種引物分別與兩條單鏈DNA模板結合(3)病原菌DNA(4)一種在生物體外迅速擴增特定DNA片段的技術,它能在短時間內大量擴增目的基因【解題思路】(1)用PCR技術進行臨床的病原菌檢測時,首先應采集病人組織樣本,從病人組織樣本中提取DNA,再利用PCR技術擴增DNA片段,分析PCR擴增結果。(2)利用PCR擴增DNA片段過程中使用的酶是Taq酶。PCR由變性—復性—延伸三個基本反應步驟構成,其中復性的結果是兩種引物分別與兩條單鏈DNA模板結合。(3)要擴增病原菌DNA,設計的引物就應該能和病原菌DNA特異性結合。(4)多聚酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增特定DNA片段的技術,它能以極少量的DNA為模板,在短時間內大量擴增目的基因。3.[2018江蘇·32,8分,難度★★★★☆]為生產具有特定性能的α-淀粉酶,研究人員從某種海洋細菌中克隆了α-淀粉酶基因(1656個堿基對),利用基因工程大量制備α-淀粉酶,實驗流程如圖。請回答下列問題:

(1)利用PCR技術擴增α-淀粉酶基因前,需先獲得細菌的

。

(2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接,需在引物的

端加上限制性酶切位點,且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點,主要目的是

。

(3)進行擴增時,反應的溫度和時間需根據具體情況進行設定,下列選項中

的設定與引物有關,

的設定與擴增片段的長度有關。(填序號)

①變性溫度②退火溫度③延伸溫度④變性時間⑤退火時間⑥延伸時間(4)如圖表示篩選獲得的工程菌中編碼α-淀粉酶的mRNA的部分堿基序列:

圖中虛線框內mRNA片段包含

個密碼子,如虛線框后的序列未知,預測虛線框后的第一個密碼子最多有

種。

(5)獲得工程菌表達的α-淀粉酶后,為探究影響酶活性的因素,以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結果如表所示:

根據上述實驗結果,初步判斷該α-淀粉酶活性最高的條件為

。

緩沖液50mmol/LNa2HPO4-KH2PO450mmol/LTris-HCl50mmol/LGly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相對活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8答案3.【參考答案】(1)基因組DNA

(2)5'使DNA片段能定向插入表達載體,減少自連(3)②

⑥

(4)8

13

(5)pH為8.5,緩沖液為50mmol/LTris-HCl【解題思路】(1)利用PCR技術擴增α-淀粉酶基因前,需先獲得細菌的基因組DNA。(2)構建重組DNA分子時,需用限制性核酸內切酶處理目的基因和載體,故需要在引物的5'端添加限制性酶切位點,且常在兩條引物上設計添加不同的限制性酶切位點,這樣可以使DNA片段按照一定方向插入表達載體,防止目的基因或載體自身的黏性末端之間相互連接以及目的基因與載體反向連接。(3)利用PCR技術進行擴增時,退火溫度的設定是成敗的關鍵,退火溫度過高會使引物無法與模板的堿基配對,所以退火溫度的設定與引物有關;延伸時間的設定與擴增片段的長度有關。(4)密碼子由mRNA上相鄰的3個堿基組成,所以該片段的24個堿基包含8個密碼子。該片段后面的第一個堿基為U,所以后面的密碼子最多可能有4×4=16(種),根據題干信息及題中給出的mRNA序列可知,虛線框后第一個密碼子不可能是終止密碼子,所以實際最多有13種密碼子。(5)由表格數據可知,該α-淀粉酶活性最高的條件是pH為8.5,緩沖液為50mmol/LTris-HCl。【走出誤區】本題(4)中在計算密碼子的種類時,不要忽略題目中的隱含條件,題圖中mRNA的堿基序列的起始端為AUG,是起始密碼子,而題干信息顯示,α-淀粉酶基因含1656個堿基對,所以虛線框后的第一個密碼子不可能為終止密碼子,計算時應該排除。考點42細胞工程真題分層1基礎題組1.[2019江蘇·20,2分,難度★★★☆☆]為探究矮牽牛原生質體的培養條件和植株再生能力,某研究小組的實驗過程如圖。下列敘述正確的是(

)

A.過程①獲得的原生質體需懸浮在30%蔗糖溶液中B.過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化C.過程③需用秋水仙素處理誘導細胞壁再生D.原生質體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性題組1植物細胞工程題組1植物細胞工程答案1.D【解題思路】過程①獲得的原生質體不能懸浮在30%的蔗糖溶液中,30%的蔗糖溶液可導致原生質體失水皺縮甚至死亡,A項錯誤;過程②為再分化過程,需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化,B項錯誤;過程③不需用秋水仙素處理,愈傷組織細胞就已經有了細胞壁,C項錯誤;原生質體雖無細胞壁,但含有細胞核等結構,即含有全部的遺傳信息,原生質體仍保持細胞的全能性,D項正確。2.[2020北京·13,2分,難度★★★☆☆]為培育具有市場競爭力的無籽柑橘,研究者設計如下流程。相關敘述不正確的是(

)A.過程①需使用胰蛋白酶處理B.實現過程②依賴膜的流動性C.過程③需應用植物組培技術D.三倍體植株可產生無籽柑橘題組1植物細胞工程答案2.A【解題思路】植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,所以過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理,A錯誤;②過程為原生質體的融合過程,該過程依賴膜的流動性,B正確;過程③需應用植物組培技術將雜種細胞培育成個體,C正確;題中的三倍體植株含有三個染色體組,在減數分裂過程中聯會紊亂,因此三倍體植株不可育,但其可產生無籽柑橘,D正確。【圖象分析】分析圖示可知,①過程為原生質體的制備過程,②過程為原生質體的融合過程,③過程為植物組織培養過程。3.[2020天津·1,4分,難度★☆☆☆☆]在克隆哺乳動物過程中,通常作為核移植受體細胞的是去核的(

)

A.卵原細胞

B.初級卵母細胞C.次級卵母細胞

D.卵細胞題組2動物細胞工程答案3.C【解題思路】克隆哺乳動物時,一般將動物的一個體細胞的細胞核移入一個去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發育為動物個體。通常作為核移植受體細胞的是去核的次級卵母細胞,C正確。4.[2016江蘇·9,2分,難度★★☆☆☆]下列有關細胞工程的敘述,正確的是(

)A.PEG是促細胞融合劑,可直接誘導植物細胞融合B.用原生質體制備人工種子,要防止細胞破裂C.骨髓瘤細胞經免疫處理,可直接獲得單克隆抗體D.核移植克隆的動物,其線粒體DNA來自供卵母體題組2動物細胞工程答案4.D【解題思路】PEG(聚乙二醇)可誘導植物原生質體融合,不能直接誘導植物細胞融合,A項錯誤;制備人工種子是用人工薄膜包裹組織培養形成的胚狀體、腋芽等,B項錯誤;單克隆抗體是雜交瘤細胞產生的,不能由骨髓瘤細胞經免疫處理后產生,C項錯誤;細胞核移植技術培育的克隆動物中,細胞核DNA來自提供體細胞核的個體,細胞質中線粒體DNA來自提供卵母細胞的個體,D項正確。5.[2021湖北模擬演練·10,2分,難度★★☆☆☆]某實驗小組從甲兔的皮膚細胞提取細胞核,注入乙兔去核的卵母細胞中,體外培養一段時間后,植入丙兔的子宮,最終丙兔順利產下丁兔。下列敘述錯誤的是(

)A.丁兔的性狀與甲兔相同B.該生殖方式屬于無性繁殖C.丁兔的遺傳物質與丙兔無關D.與丁兔的DNA指紋相似度最高的是甲兔題組2動物細胞工程答案5.A【解題思路】細胞質中所含基因也可決定性狀,故丁兔的大部分性狀和甲兔相同,部分性狀與乙兔相同,A錯誤;該生殖方式未經過生殖細胞結合,屬于無性繁殖,B正確;丙兔僅提供了胚胎發育的場所,故丁兔的遺傳物質與丙兔無關,C正確;丁兔的遺傳物質主要來自甲兔,故與丁兔的DNA指紋相似度最高的是甲兔,D正確。6.[2018江蘇·22,3分,難度★★★☆☆](多選)如圖為細胞融合的示意圖,下列敘述正確的是(

)

A.若a細胞和b細胞是植物細胞,需先去分化再誘導融合B.a細胞和b細胞之間的融合需要促融處理后才能實現C.c細胞的形成與a、b細胞膜的流動性都有關D.c細胞將同時表達a細胞和b細胞中的所有基因題組2動物細胞工程答案6.BC【解題思路】若a細胞和b細胞是植物細胞,需要用酶解法去掉細胞壁后再誘導融合,融合完成后的細胞再經脫分化和再分化培養,A錯誤;a細胞和b細胞之間的融合需要借助物理、化學等方法處理后才能實現,B正確;c細胞的形成要經過細胞膜的融合,與a、b細胞膜的流動性都有關,C正確;c細胞同時具備了a細胞和b細胞中的所有基因,但是由于基因的選擇性表達,c細胞中的基因并不是都能表達,D錯誤。7.[2013海南·31,15分,難度★★★☆☆]單純皰疹病毒Ⅰ型(HSV-Ⅰ)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術制備出抗HSV-Ⅰ的單克隆抗體可快速檢測HSV-Ⅰ。回答下列問題:(1)在制備抗HSV-Ⅰ的單克隆抗體的過程中,先給小鼠注射一種純化的HSV-Ⅰ蛋白,一段時間后,若小鼠血清中抗

的抗體檢測呈陽性,說明小鼠體內產生了

反應,再從小鼠的

中獲取B淋巴細胞。將該B淋巴細胞與小鼠的

細胞融合,再經過篩選、檢測,最終可獲得所需的雜交瘤細胞,該細胞具有的特點是

。

(2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體,可將該雜交瘤細胞注射到小鼠的

中使其增殖,再從

中提取、純化獲得。

(3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準確地識別這種HSV-Ⅰ蛋白,其原因是該抗體具有

和

等特性。

題組2動物細胞工程題組2動物細胞工程答案7.【參考答案】(1)HSV-Ⅰ蛋白體液免疫脾臟骨髓瘤無限增殖且產生專一抗體(2)腹腔腹水(3)純度高特異性強【解題思路】(1)HSV-Ⅰ蛋白可作為抗原刺激機體發生體液免疫,產生抗HSV-Ⅰ蛋白的抗體。從小鼠的脾臟中獲取已發生免疫的B淋巴細胞,再將B淋巴細胞與小鼠的骨髓瘤細胞融合,經篩選、檢測可獲得既能無限增殖又能產生特異性抗體的雜交瘤細胞。(2)大量制備單克隆抗體的途徑有兩種:在培養液中進行體外培養或在小鼠腹腔內進行體內培養。在小鼠的腹腔中培養時,可從小鼠的腹水中提取單克隆抗體。(3)與常規的血清抗體相比,單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高、可大量制備的特點。真題分層2中檔題組1.[2019江蘇·23,3分,難度★★★☆☆](多選)如圖為雜交瘤細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT-),在HAT篩選培養液中不能正常合成DNA,無法生長。下列敘述正確的是(

)A.可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合B.兩兩融合的細胞都能在HAT培養液中生長C.雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產D.細胞膜的流動性是細胞融合的基礎答案1.ACD【解題思路】動物細胞融合可以用滅活的仙臺病毒進行誘導,或用PEG、電激等進行誘導,A正確;免疫B細胞與骨髓瘤細胞進行融合產生的融合細胞有:免疫B細胞自身融合細胞、骨髓瘤細胞自身融合細胞、雜交瘤細胞,據題干信息骨髓瘤細胞在HAT培養基上無法生長,因此骨髓瘤細胞自身融合細胞在HAT培養基上無法生長,而免疫B細胞自身融合細胞和雜交瘤細胞可以在HAT培養基上生長,B錯誤;融合后產生的雜交瘤細胞并不是都能表達產生所需的單克隆抗體,需要進一步篩選,C正確;動物細胞融合依據的原理是細胞膜的流動性,D正確。2.[2019全國Ⅱ·38,15分,難度★★★☆☆]植物組織培養技術在科學研究和生產實踐中得到了廣泛的應用。回答下列問題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規的種子繁殖方法相比,這種微型繁殖技術的特點有

(答出2點即可)。

(2)通過組織培養技術,可把植物組織細胞培養成胚狀體,再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示),這種人工種子在適宜條件下可萌發生長。人工種皮具備透氣性的作用是

。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質,因此應含有植物激素、

和

等幾類物質。

(3)用脫毒苗進行繁殖,可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗,可以選取植物的

進行組織培養。

(4)植物組織培養技術可與基因工程技術相結合獲得轉基因植株。將含有目的基因的細胞培養成一個完整植株的基本程序是

(用流程圖表示)。

答案2.【參考答案】(1)能保持植物原有的遺傳特性,繁殖速度快(2)有利于胚狀體進行呼吸作用礦質元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細胞

愈傷組織

小植株【解題思路】(1)與常規的種子繁殖方法相比,植物微型繁殖技術具有能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等特點。(2)人工種皮具有透氣性,有利于胚狀體進行呼吸作用;人工胚乳能夠為胚狀體生長提供植物激素、礦質元素和糖等物質。(3)植物分生區附近的病毒極少,甚至無病毒。為獲得脫毒苗,可以選取植物的莖尖進行組織培養。(4)將含有目的基因的細胞培養成一個完整植株的基本程序是含目的基因的細胞

愈傷組織

小植株。3.[2018全國Ⅲ·38,15分,難度★★★☆☆]2018年《細胞》期刊報道,中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆,獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問題:(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指

。通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細胞的染色體數目

(填“減半”“加倍”或“不變”)。

(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植,胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度

(填“大于”或“小于”)體細胞核移植,其原因是

。

(3)在哺乳動物核移植的過程中,若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常,所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數目

(填“相同”或“不同”),性染色體組合

(填“相同”或“不同”)。

答案3.【參考答案】(1)將動物的一個細胞核,移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中不變(2)小于胚胎細胞分化程度低,恢復全能性相對容易(3)相同不同【解題思路】(1)動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物,與核供體相比,其細胞的染色體數目不變。(2)由于動物胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易,而動物體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難,所以,胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度明顯低于體細胞核移植。(3)哺乳動物雌性和雄性個體的體細胞中常染色體數目相同,所以分別以雌性和雄性個體的體細胞為供體,克隆動物體細胞的常染色體數目相同,但其性染色體組合不同。4.[2021重慶適應性測試·26,15分,難度★★★☆☆]某研究人員設計了下列技術路線,以期獲得甘藍和蘿卜體細胞雜交植株。

請回答下列問題:(1)制備原生質體時,常用兩種酶處理,分別是

。誘導原生質體融合常用的化學誘導劑是

。原生質體融合成功的標志是

。圖中X是

,除了被直接誘導出芽生根外,還可以通過形成

獲得再生植株。

(2)為誘導融合體產生不定芽,通常應在培養基中加入兩類植物激素,其中起主要作用的是

。

(3)若想獲得抗鹽植株,可選用融合原生質體作為人工誘變的材料,原因是

,

且需在含較高濃度NaCl的培養基中篩選。答案4.【參考答案】(1)纖維素酶和果膠酶聚乙二醇(PEG)新細胞壁的形成愈傷組織人工種子(2)細胞分裂素(3)具有分裂分化能力,突變頻率高,且含有兩種植物的全部遺傳物質【解題思路】(1)制備原生質體時,需要將植物細胞的細胞壁除去,植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,故制備原生質體時,需要用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞。誘導原生質體融合有兩種方法,分別是物理法和化學法,物理法包括離心、振動、電激等,化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑來誘導細胞融合。原生質體融合成功的標志是形成新的細胞壁。雜種細胞通過細胞分裂形成愈傷組織(X),愈傷組織在一定的條件下培養,又可以再分化出幼根和芽,再經過選擇培養可獲得再生植株。人工種子是以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料,經過人工薄膜包裝得到的種子,人工種子在適宜條件下同樣能夠萌發長成幼苗。因此,愈傷組織除了被直接誘導出芽生根外,還可以通過形成人工種子獲得再生植株。(2)為了誘導融合體產生不定芽,通常應在培養基中加入細胞分裂素和生長素,其中起主要作用的是細胞分裂素。(3)融合原生質體具有分裂分化能力,突變頻率高,且含有兩種植物的全部遺傳物質,適合作為人工誘變的材料,且需要在含較高濃度NaCl的培養基中篩選。5.[2019全國Ⅲ·38,15分,難度★★★☆☆]培養胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過程如圖所示。

回答下列問題。(1)利用胡蘿卜根段進行組織培養可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養成完整的植株,這是因為植物細胞具有

。

(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層,原因是

。

(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養基,其原因是

。在新的培養基上愈傷組織通過細胞的

過程,最終可形成試管苗。

(4)步驟⑥要進行照光培養,其作用是

。

(5)經組織培養得到的植株,一般可保持原品種的

,這種繁殖方式屬于

繁殖。

答案5.【參考答案】(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導形成愈傷組織(3)誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不同分化(或答:再分化)

(4)誘導葉綠素的形成,使試管苗能夠進行光合作用(5)遺傳特性無性【解題思路】(1)分化的植物細胞可以培養成完整的植株,這是因為植物細胞具有全能性。(2)在本實驗中,切取胡蘿卜塊時要切取含有形成層的部分,原因是形成層容易誘導形成愈傷組織。(3)決定植物細胞脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的種類和比例,步驟⑤(誘導愈傷組織形成)和步驟⑥(誘導愈傷組織分化形成試管苗)所需的生長素和細胞分裂素的比例不同,故步驟⑤到步驟⑥需更換培養基。愈傷組織通過細胞的再分化過程形成試管苗。(4)步驟⑥需要光照培養,其作用是誘導葉綠素的形成,使試管苗能夠進行光合作用。(5)組織培養沒有經過兩性生殖細胞的結合,因此屬于無性繁殖,組織培養得到的植株保持了原品種的遺傳特性。6.[2017海南·31,15分,難度★★★☆☆]甲、乙兩同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料,利用植物組織培養技術繁殖該植物。回答下列問題:(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件下進行組織培養,均能獲得試管苗,其原理是

。

(2)甲、乙同學在誘導愈傷組織所用的培養基中,均加入了一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到

。若要用細胞作為材料進行培養獲得幼苗,該細胞應具備的條件是

(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉入抗性基因”)。

(3)圖中A、B、C所示的是不同的培養結果,該不同結果的出現主要是由于培養基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是

。A中的愈傷組織是葉肉細胞經

形成的。

(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉,要快速獲得與原植株基因型和表現型都相同的該種花卉,可用組織培養方法來繁殖,在培養時,

(填“能”或“不能”)采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體,原因是

。

答案6.【參考答案】(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性,在一定條件下能發育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的細胞核(3)細胞分裂素、生長素脫分化(4)不能對雜合體的植株來說,其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培養得到的花卉基因型不同于原植株【解題思路】(1)植物組織培養的原理是植物細胞具有全能性。(2)蔗糖是一種二糖,可水解生成葡萄糖和果糖。具有完整的細胞核的細胞才能作為材料進行組織培養獲得幼苗。(3)植物組織培養過程中,生長素/細胞分裂素的值高時,有利于根的分化、抑制芽的形成;值低時,有利于芽的分化、抑制根的形成;比例適中時,可促進愈傷組織的形成。A中的組織是愈傷組織,是經脫分化形成的。(4)要用組織培養方法獲得與原植株基因型和表現型都相同的該種花卉,培養時不能采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體,因為對雜合體的植株來說,其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同,用花粉粒進行組織培養得到的花卉基因型不同于原植株。7.[2020江蘇·28,8分,難度★★★★☆]新型冠狀病毒可通過表面的刺突蛋白(S蛋白)與人呼吸道黏膜上皮細胞的ACE2受體結合,侵入人體,引起肺炎。圖1為病毒侵入后,人體內發生的部分免疫反應示意圖。單克隆抗體可阻斷病毒的粘附或入侵,故抗體藥物的研發已成為治療新冠肺炎的研究熱點之一。圖2為篩選、制備抗S蛋白單克隆抗體的示意圖。請據圖回答下列問題:

(1)圖1中人體內抗原遞呈細胞吞噬病毒,并將病毒的抗原暴露在細胞表面,被

細胞表面的受體識別后激活該細胞。

(2)B細胞識別入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,經過細胞的

,形成

細胞。

(3)為判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原學檢查,檢測病毒的

;采集血液樣本主要用于血清學檢查,檢測

。

(4)據圖2所示,研制抗S蛋白單克隆抗體,需先注射

免疫小鼠以激活小鼠的免疫細胞,再提取激活的B細胞與骨髓瘤細胞融合,用HAT培養基篩選獲得

細胞。因為同一種抗原可能激活

細胞,還需繼續篩選才能獲得分泌單克隆抗體的細胞株。

答案7.【參考答案】(1)T

(2)增殖、分化漿細胞和記憶(3)核酸抗新型冠狀病毒抗體(4)刺突蛋白(或S蛋白)雜交瘤多種B【解題思路】(1)圖1中,抗原遞呈細胞吞噬病毒,并將病毒抗原呈遞給T細胞,后者識別抗原后被激活,分泌淋巴因子。(2)B細胞識別入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,經過細胞的增殖、分化,形成漿細胞和記憶細胞。(3)為判斷疑似患者是否為新型冠狀病毒感染者,采集鼻咽拭子用于病原學檢查時,檢測的是病毒的核酸;采集血液樣本用于血清學檢查時,檢測的是抗新冠病毒抗體。(4)為了誘導小鼠產生能夠分泌抗S蛋白抗體的B淋巴細胞,實驗時需先給小鼠注射S蛋白,再提取激活的B細胞與骨髓瘤細胞融合,用HAT培養基篩選可獲得雜交瘤細胞。因為同一種抗原可能激活多種B淋巴細胞,還需繼續篩選才能獲得分泌單克隆抗體的細胞株。8.[2020全國Ⅰ·38,15分,難度★★★★☆]為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。

回答下列問題:(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是

。

(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟:

。

(3)為了得到能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞,需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養基屬于

,使用該培養基進行細胞培養的結果是

。圖中篩選2含多次篩選,篩選所依據的基本原理是

。

(4)若要使能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖,可采用的方法有

(答出2點即可)。

答案8.【參考答案】(1)誘導小鼠甲產生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞(2)取小鼠甲脾臟剪碎,用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞,加入培養液制成單細胞懸液(3)選擇培養基只有雜交瘤細胞能夠生存抗原與抗體的反應具有特異性(4)將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內增殖;將雜交瘤細胞在體外培養【解題思路】(1)實驗前給小鼠甲注射病毒A,其目的是刺激機體發生免疫反應,從而產生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞。(2)制備單細胞懸液的主要實驗步驟:從健康動物體內取出組織塊,剪碎,用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間,這樣組織就會分散成單個細胞,然后用培養液將分散的細胞稀釋制成單細胞懸液。(3)圖中篩選1采用特定的選擇培養基,在該培養基上,未融合的細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡,只有融合的雜種細胞(雜交瘤細胞)才能生存。圖中篩選2含多次篩選,利用抗原與抗體特異性結合的原理,就可獲得能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。(4)要使能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖,可將雜交瘤細胞在體外條件下做大規模培養,或注射到小鼠腹腔內增殖。考點43胚胎工程真題分層1基礎題組1.[2015四川·2,6分,難度★★☆☆☆]精子內的頂體由溶酶體特化而來。精卵識別后,頂體膜與精子細胞膜融合,釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列敘述正確的是(

)A.頂體內儲存的溶酶體酶是在精子的溶酶體中合成的B.精子游向卵子所需的能量來自線粒體和細胞質基質C.頂體膜和精子細胞膜融合體現生物膜的選擇透過性D.受精卵中的遺傳物質一半來自父方另一半來自母方題組1體內受精和早期胚胎發育答案1.B【解題思路】溶酶體酶的化學本質是蛋白質,在核糖體中合成,A項錯誤;精子生命活動所需能量來自線粒體和細胞質基質,B項正確;膜融合體現生物膜具有一定的流動性,C項錯誤;受精卵中的遺傳物質包括核DNA和線粒體DNA,因此受精卵中來自父方的遺傳物質較來自母方的少,D項錯誤。2.[2017江蘇·14,2分,難度★★☆☆☆]下列關于小鼠體外受精及胚胎發育的敘述,錯誤的是(

)A.精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養的目的是使精子獲能B.小鼠在特定光控周期條件下飼養,注射相關激素有促進超數排卵的作用C.分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質,因此發育成的個體沒有形態學差異D.注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發育題組2體外受精和早期胚胎培養答案2.C【解題思路】精子在獲能液中于適宜條件下培養可以使精子獲能,A項正確;小鼠在特定光控周期條件下飼養,注射促性腺激素能促進其超數排卵,B項正確;分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質,但由于生物的性狀還受環境等因素的影響,故發育成的個體會存在形態學差異,C項錯誤;胚胎干細胞可以發育成組織、器官,注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發育,D項正確。3.[2021遼寧適應性測試·14,2分,難度★★☆☆☆]下列有關干細胞的敘述,錯誤的是(

)A.干細胞是具有分裂和分化能力的細胞B.造血干細胞可定向誘導分化成機體所有種類的細胞C.胚胎干細胞在飼養層細胞上培養能夠維持不分化的狀態D.移植胚胎干細胞可使退化的組織得以修復并恢復正常功能題組3胚胎工程答案3.B【解題思路】干細胞是具有分裂和分化能力的細胞,A項正確。造血干細胞可誘導分化成紅細胞、白細胞和血小板;不能分化為機體所有種類的細胞,B項錯誤。胚胎干細胞在飼養層細胞上培養能夠維持只分裂不分化的狀態,C項正確。胚胎干細胞可分化為機體所有種類的細胞,移植胚胎干細胞可使退化的組織得以修復并恢復正常功能,D項正確。4.[2018江蘇·10,2分,難度★★☆☆☆]下列關于采用胚胎工程技術實現某良種肉用牛快速繁殖的敘述,正確的是(

)A.采取激素注射等方法對良種母牛作超數排卵處理B.體外培養發育到原腸胚期的胚胎即可進行移植C.使用免疫抑制劑以避免代孕牛對植入胚胎的排斥反應D.利用胚胎分割技術,同卵多胎較同卵雙胎成功率更高題組3胚胎工程答案4.A【解題思路】常通過注射促性腺激素的方法對良種母牛進行超數排卵處理,A項正確;體外培養發育到桑椹胚或囊胚期的牛胚胎可進行胚胎移植,B項錯誤;一般情況下,代孕牛不會對外來移植胚胎產生免疫排斥反應,不需要免疫抑制劑,C項錯誤;利用胚胎分割技術,同卵雙胎較同卵多胎成功率高,D項錯誤。5.[2020山東·14,2分,難度★★☆☆☆]經遺傳改造的小鼠胚胎干細胞注入囊胚,通過胚胎工程的相關技術可以獲得具有不同遺傳特性的實驗小鼠。下列說法錯誤的是(

)A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對小鼠的精子進行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細胞可以通過轉基因等技術獲得題組3胚胎工程答案5.C【解題思路】為獲得更多卵子,需要用促性腺激素對雌性個體進行超數排卵處理,A正確;剛排出的精子不能與卵子受精,必須進行獲能處理后才具備受精能力,B正確;胚胎移植前要檢查胚胎質量,牛、羊等一般要培養到桑椹胚或囊胚階段才進行移植,小鼠等可在更早的階段移植,C錯誤;可通過轉基因等技術獲得遺傳改造的小鼠胚胎干細胞,D正確。6.[2017江蘇·11,2分,難度★★☆☆☆]牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培養液中添加H-Y單克隆抗體,篩選胚胎進行移植,以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是(

)A.H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌B.應選用原腸胚做雌雄鑒別C.鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D.用H-Y抗原免疫母牛可獲得相應抗體題組3胚胎工程答案6.D【解題思路】H-Y單克隆抗體由雜交瘤細胞分泌,A項錯誤;應選擇囊胚做雌雄鑒別,B項錯誤;鑒別后的雌性胚胎才可用于胚胎移植,C項錯誤;用H-Y抗原免疫母牛可獲得相應抗體,D項正確。7.[2013江蘇·13,2分,難度★★☆☆☆]軟骨發育不全為常染色體顯性遺傳病,基因型為HH的個體早期死亡。一對夫妻均為該病患者,希望通過胚胎工程技術輔助生育一個健康的孩子。下列做法錯誤的是(

)A.首先經超排卵處理后進行體外受精B.從囊胚中分離細胞,培養后檢測基因型C.根據檢測結果篩選基因型為hh的胚胎D.將胚胎培養至原腸胚期后移植到子宮題組3胚胎工程答案7.D【解題思路】通過胚胎工程輔助生育是利用試管嬰兒技術,首先需經超排卵處理獲得卵子,再與獲能的精子體外受精,A項正確;因健康孩子的基因型是hh,故需進行基因型檢測,B、C項正確;對人類來說,早期胚胎培養至桑椹胚或囊胚階段即可移植,D項錯誤。8.[2016江蘇·11,2分,難度★★★☆☆]印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物,通過胚胎工程技術,可以讓家貓代孕而繁育,主要步驟如圖所示。下列相關敘述正確的是(

)

A.步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B.誘導超數排卵所注射的激素只能作用于特定細胞C.受精