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本文(2021新高考生物(山东专用)二轮复习学案:第1部分 专题8 第1讲 基因工程和细胞工程 WORD版含解析.doc)为本站会员(高****)主动上传,免费在线备课命题出卷组卷网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知免费在线备课命题出卷组卷网(发送邮件至service@ketangku.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

2021新高考生物(山东专用)二轮复习学案:第1部分 专题8 第1讲 基因工程和细胞工程 WORD版含解析.doc

1、第1讲基因工程和细胞工程网络构建考点1基因工程1基因工程的基本工具2基因工程的操作步骤3PCR技术(1)PCR技术的原理与条件(2)PCR的反应过程及结果4蛋白质工程(1)流程图写出流程图中字母代表的含义:A转录,B.翻译,C.分子设计,D.多肽链,E.预期功能。(2)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对应的脱氧核苷酸序列(基因)。(3)对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现。基因工程的工具及操作程序1(2019全国卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可

2、以从基因文库中获得。基因文库包括_和_。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是_。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的_。(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_。解析(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的,而在体外利用PCR技术扩增目的基因时,则是通过加热至9095 进行解旋的,二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中,要加热至9095 ,所以使用热稳定性高的Taq酶,

3、而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。答案(1)基因组文库cDNA文库(2)解旋酶加热至9095 氢键(3)Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活2(2020福建永安高三模拟)随着粮食需求量的增加和气候变化影响的不断加大,水稻的干旱脆弱性日益受到关注。据媒体报道,现在某理化研究所可持续资源科学中心正在开发一种全新的转基因水稻,其中导入了来自杂草拟南芥的GOLS2基因,使其更耐旱。GOLS2基因表达可提高植物细胞内糖类含量,降低植物叶片气孔开度。科研人员将拟南芥GOLS2基因导入并整合到水稻染色体上。请回答下列问题:(1)从cDNA文库中获得的目的基因_(填“含有”或“

4、不含有”)启动子和终止子。通过PCR技术获取GOLS2基因的原理是_,需设计_种引物。(2)GOLS2基因可以整合到水稻染色体上的遗传学物质基础是_。需将GOLS2基因拼接在运载体上才能成功转化,转化指_。(3)基因表达载体的组成除了GOLS2基因外,还必须有_等;在构建基因表达载体过程中,常把两个启动子串联在一起形成双启动子,加在GOLS2基因上游,双启动子的作用可能是_,进一步提高细胞内糖类含量。解析(1)cDNA基因文库中的DNA是通过逆转录产生的,所以从cDNA文库中获得的目的基因不含有启动子和终止子。通过PCR技术获取GOLS2基因的原理是DNA双链复制,需设计2种引物。(2)由于不

5、同生物DNA分子的基本结构相同,所以GOLS2基因可以整合到水稻染色体上。基因工程中的转化指的是目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(3)基因表达载体的组成除了GOLS2基因外,还必须有标记基因、启动子、终止子等;在构建基因表达载体过程中,常把两个启动子串联在一起形成双启动子,加在GOLS2基因上游,双启动子的作用可能是保证目的基因的高效转录(表达),进一步提高细胞内糖类含量。答案(1)不含有DNA双链复制2(2)不同生物DNA分子的基本结构相同目的基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程(3)标记基因、启动子、终止子保证目的基因的高效转录(表达)(1)使

6、用限制酶的注意点一般用同种限制酶切割载体和目的基因。不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。双酶法可以使目的基因与载体定向连接,防止目的基因和载体的自身环化以及二者反向连接。(2)有关标记基因的易错点一般将一些抗性基因作为标记基因。标记基因的主要作用是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞。标记基因表达产物对什么物质有抗性,在筛选培养时则在培养基中加入什么物质。标记基因若被插入了外源DNA片段,则该标记基因会被破坏。(3)基因工程产物不同,选择的受体细胞类型也不相同培育转基因植物:受体细胞可以是受精卵、体细胞(需经植物组织培养成为完整植株)。培育转基因动物:受体细胞为受精卵,若用体细胞作为受体细胞,则

7、需经核移植技术培养成转基因动物。生产蛋白质产品:一般选用大肠杆菌等原核生物的细胞作为受体细胞,因为原核生物具有一些其他生物没有的特点,如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。若要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素(需内质网、高尔基体的加工)则必须用真核生物,如酵母菌。基因工程的应用分析1(2020山东等级考)新型冠状病毒的检测方法目前主要有核酸检测法和抗体检测法。下列说法错误的是()A抗体检测法利用了抗原与抗体特异性结合的原理B感染早期,会出现能检测出核酸而检测不出抗体的情况C患者康复后,会出现能检测出抗体而检测不出核酸的情况D感染该病毒但无症状者,因其体内不能产生抗体不适用抗体检测法检测D抗体

8、检测法是根据抗原与抗体能够发生特异性结合的原理进行分析判断的,A正确;免疫系统产生抗体需要一定的时间,因此在感染早期,会出现可检测出体内新型冠状病毒的核酸而检测不出相应抗体的情况,B正确;患者康复后,体内的新型冠状病毒已被清除,但体内的相应抗体会存留较长时间,因此会出现能检测出相应抗体而检测不出新型冠状病毒的核酸的情况,C正确;感染该病毒后机体会产生免疫反应从而产生抗体,因此可在感染该病毒但无症状者体内检测到抗体,其无症状可能是由于体内病毒量小,未出现明显症状,D错误。2(2020山东等级考)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

9、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_

10、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_。(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示,据图推测糯性最强的品系为_,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

11、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)用提取的各品系胚乳中的总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。(4)mRNA是蛋白质合成的直接模板,根据题图分析可知,4个品系中品系3的Wx mRNA量最

12、低,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强。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(或:反转录)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)(4)品系3品系3的Wx mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强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

13、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_。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是_。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是_。(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_(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_。(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_。解析(1)与老叶相比,嫩叶组织细胞易破碎,容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时,提取液中添加RNA酶抑制

14、剂可防止RNA被RNA酶催化降解。(2)以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,在逆转录酶的作用下,通过逆转录(反转录)可以获得cDNA。(3)因该目的基因是通过逆转录形成的,无表达所需的启动子,也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等,所以在受体细胞内不能稳定存在和表达,也不能遗传下去。(4)构建基因表达载体时,DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因,但该植株抗真菌的能力并没有提高,可能是由于转录或翻译异常,即几丁质酶基因未能正常表达。答案(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模

15、板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需要启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常4(2020深圳市高级中学高三测试)R7是家蚕体内的一种小分子非编码RNA,可与某些mRNA尾端的一段非编码序列(3UTR)结合,进而影响基因的表达。为研究R7 是否影响家蚕基因B(调控家蚕眼睛发育)的表达,科研人员将基因B中对应3UTR的DNA片段与荧光素酶基因(R7不影响荧光素酶基因的表达)重组后导入家蚕胚胎细胞观察其表达结果。请回答下列问题:(1)利用_技术扩增基因B中对应3UTR的DNA片段,应先依据_合成引物。若对一个含基因B的DNA扩增n代,则共

16、需消耗_对引物。(2)图甲中对应3UTR的DNA片段应插入到位点_,原因是_。重组载体中的荧光素酶基因在基因工程中作为_。甲重组载体(3)科研人员分别从实验组和对照组细胞中提取蛋白质,经处理检测后获得相对荧光值(在适宜条件下,荧光素酶可催化荧光素发生氧化反应并发出荧光),其结果如图乙所示。乙实验组为将重组载体导入含R7的家蚕胚胎细胞中,对照组1的处理为将含有荧光素酶基因的表达载体(不含对应3UTR的DNA片段)导入含R7的家蚕胚胎细胞中,则对照组2的处理应为_。依据实验结果可推知,R7影响基因B的表达,即通过遵循_原则,R7与基因B所转录的mRNA的3UTR结合,进而_(填“促进”或“抑制”)

17、基因B的表达。解析(1)利用PCR技术扩增基因B中对应3UTR的DNA片段,前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。若对一个含基因B的DNA扩增n代,共得到2n个DNA,只有原来的2条母链不含引物,则共需消耗的引物为(2n1)对。(2)依题意可知,R7是家蚕体内的一种小分子非编码RNA,可与某些mRNA尾端的一段非编码序列(3UTR)结合,进而影响基因的表达。也即3UTR位于某些mRNA的尾端,由于mRNA是以DNA分子的一条链为模板转录而来的,因此图甲中对应3UTR的DNA片段应插入到位点2,原因是目的基因应插入到启动子与终止子之间,且不能破坏荧光素酶基因。重组载体

18、中的荧光素酶基因在基因工程中作为标记基因。(3)由图乙可知实验组的相对荧光值较低,而对照组1和对照组2的相对荧光值较高。又因为对照组1的处理为将含有荧光素酶基因的表达载体(不含对应3UTR的DNA片段)导入含R7的家蚕胚胎细胞中,说明没有R7片段的细胞中荧光素酶基因正常表达,相对荧光值较高。实验组为将重组载体导入含R7的家蚕胚胎细胞中,相对荧光值较低,说明R7抑制了荧光素酶基因的表达。由此可以推测对照组2的处理应为将重组载体导入不含(或去除)R7的家蚕胚胎细胞中。基因的表达包括转录和翻译,在转录和翻译的过程中都遵循碱基互补配对原则。依据实验结果可推知,R7影响基因B的表达,即通过遵循碱基互补配

19、对原则,R7与基因B所转录的mRNA的3UTR结合,进而抑制基因B的表达。答案(1)PCR该基因的一段核苷酸序列2n1(2)2目的基因应插入到启动子与终止子之间,且不能破坏荧光素酶基因 标记基因(3)将重组载体导入不含(或去除)R7的家蚕胚胎细胞中碱基互补配对抑制蛋白质工程及应用(2019海南高考)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y),该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取_作为模板,在_催化下合成cDNA,再利用_技术在体外扩增获得大量Y的基因。(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将

20、上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的_中,得到含目的基因的重组Ti质粒,则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经_。(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是_。解析(1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y,要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取mRNA作为模板,在逆转录酶催化下,利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA,再利用PCR技术(体外扩增DNA的技术)在体外扩增获得大量Y的基因。(2)农杆菌

21、转化法中,TDNA可以携带目的基因转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上,故需要Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的TDNA中得到含目的基因的重组Ti质粒,把含目的基因的重组Ti质粒导入到农杆菌中,再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞染色体DNA上。(3)蛋白质工程需要从预期的蛋白质的功能出发,设计预期的蛋白质结构,推出相应的氨基酸序列,找到相应的脱氧核苷酸序列,故对Y进行改造以提高其热稳定性,需要找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置,参照密码子表,将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基。答

22、案(1)mRNA逆转录酶PCR(2)TDNA整合到叶肉细胞染色体DNA上(3)找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置,参照密码子表,将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基考点2细胞工程1植物组织培养技术(1)植物组织培养的关键条件:离体,一定营养物质,激素(生长素、细胞分裂素),无菌等。 培养基状态:固体培养基。体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。(2)植物激素的使用生长素与细胞分裂素的比值作用效果比值高促进根分化、抑制芽形成比值低促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成2.植物体细胞杂交技术(1)图中过程用纤维素酶和果胶酶处理除去细胞壁,得到的原生质体包括细胞膜、细胞

23、质、细胞核三部分。(2)图中过程的原理是细胞膜的流动性,其诱导方法有PEG、电激、离心、振动等。(3)原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。3动物细胞培养的特殊条件(1)营养条件:加入动物血清、血浆等;通入氧气以满足代谢的需要;通入二氧化碳以维持培养液的pH。(2)胰蛋白酶的两次使用:首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织,以制备单细胞悬液;培养过程中发生接触抑制时,同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。(3)避免杂菌污染的措施:培养液及培养用具灭菌处理,加入一定量的抗生素,定期更换培养液。4克隆动物培育的流程(1)的过程名称:去核;取核;核移植;早期胚胎培养;胚胎移植。(2)D新个体的性别与B动

24、物相同。(3)D新个体的绝大多数性状与B动物相同。其原因是D新个体的大部分性状受来自B动物的细胞核控制,而D个体细胞质遗传物质来自A受体卵母细胞的细胞质。生物性状不仅与遗传物质有关,还受环境的影响。5单克隆抗体制备的过程植物细胞工程及应用1(2020山东等级考)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。下列说法错误的是()A过程需

25、使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B过程的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C过程中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段C由图可知,为去除植物细胞的细胞壁,获得原生质体的过程,该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A正确;由题干可知,两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出,若其中一个细胞的染色体在融合前发生断裂,则形成的染色体片段在细胞融合后有的可能会存留在杂种细胞中,故为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状,需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂,过程用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草的染色体,B正确;图中过程为两种原生质体的融合,常用的融合手段

26、为物理法和化学法,灭活的病毒通常用来融合动物细胞,C错误;普通小麦不具有耐盐性状,因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D正确。2(不定项)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是()A过程可用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体B原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性C过程与过程的生长素/细胞分裂素比例相同D过程需要在光照下进行有利于叶绿体的形成ABDA、用纤维素酶和果胶酶处理得到原生质体,A正确;B、原生质体无细胞壁,但由于含有一整套的遗传物质,故具有全能性,B正确;C、生长素与细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成,生

27、长素/细胞分裂素比例较高时,利于根的分化,生长素/细胞分裂素比例较低时,利于芽的分化,过程为脱分化,过程为再分化,两者目的不同,生长素/细胞分裂素比例也不同,C错误;D、过程为丛芽形成幼苗的过程,需要在光照下进行,有利于叶绿体的形成,D正确。故选ABD。3(2020云南曲靖一中高三模拟)通过细胞工程技术,利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产),培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题:(1)A是_酶,B是_。D是具有耐盐优良性状的幼芽,D长成的幼苗需要选择的原因是_。(2)由C形成植株的过程利用了_技术,形成愈伤组织需要经过_过程,愈伤组织再分化形成幼苗,整个培养过程要在_

28、的条件下进行。(3)植物体细胞融合成功的标志是_。目前,植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决,如_,尽管如此,这项新技术在克服_的障碍等方面取得的重大突破还是震撼人心的。(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体,则“甲乙植株”属于_倍体植株。解析(1)植物细胞壁的成分为纤维素和果胶,因此A过程用到纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;B是甲、乙两个原生质体经过融合产生的,所以B是融合的原生质体;D是具有耐盐优良性状的幼芽,D长成后有耐盐高产和耐盐不高产两种类型,所以要进行选择。(2)由杂种细胞形成植株的过程利用植物组织培养技术;形成愈伤组织需要经过脱分化过程;整个过程都要在无菌条件下进行。(3)再生细胞

29、壁的形成标志着细胞融合的成功,这意味着两个融合的原生质体重新构成了一个植物细胞;植物体细胞杂交的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍;不足之处是不能按照人的意愿表达两个亲本的性状。(4)由于该项技术是对两个原生质体进行了融合,因此形成的杂种植株的染色体组为两亲本细胞的染色体组数之和,即有6个染色体组,所以形成的植株为六倍体。答案(1)纤维素酶和果胶融合的原生质体并非每个细胞都能表达出耐盐性状(2)植物组织培养脱分化无菌(3)再生出新的细胞壁不能按照人的意愿表达两个亲本的性状远缘杂交不亲和(4)六有关植物细胞工程的几个关键问题(1)植物细胞A和植物细胞B杂交获得的杂种细胞的类型有三种:AA型、BB型、

30、AB型,符合要求的只有AB型,需要进行筛选。(2)杂种细胞形成的标志:新细胞壁的生成。(3)杂种植株遗传物质的变化:杂种植株的变异类型属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,杂种植株属于异源多倍体。(4)植物组织培养时植物激素和光照的使用植物激素的使用脱分化阶段细胞分裂素与生长素的比例适中,以促进细胞的分裂和脱分化;再分化阶段细胞分裂素与生长素比例较高时,促进芽的形成,比例较低时,促进根的形成。光照的使用脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。(5)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。动物

31、细胞工程及应用1中国科学院动物研究所首席科学家、动物克隆与受精生物学学科带头人陈大元,曾主持科研攻关项目“攀登”,进行大熊猫的异种克隆。他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞之中,并使其成功发育成囊胚,标志着异种核质相容的问题得到解决,异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”;然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。下图是该研究的理论流程图。下列说法正确的是()A步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集B诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液D步骤甲和步骤乙中的供体和受体需要同期发情处理BA、步骤甲、乙分别指的是核质融合、移植到代孕母

32、体中,A错误;B、诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B正确;C、重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞,C错误;D、步骤甲和步骤乙中的供体和受体不需要同期发情处理,D错误。故选B。2(2020潍坊一中高三模拟)科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,能够产生双特异性抗体,该抗体可以同时结合两种抗原。图1图2(1)科研人员将抗原、分别注射到小鼠体内,引起机体的_免疫,_分泌相应抗体。(2)科研人员获得上述小鼠的脾脏细胞,制备两种杂交瘤细胞。每种杂交瘤细胞产生的抗体结构与抗原结合的情况如图1所示。制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织,用_处理获得单细胞后,

33、再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞。将两种杂交瘤细胞用_试剂处理促进其融合,在培养基中加入_(天然成分)培养。如果两种细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。因此,双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原、结合,称为双特异性抗体,如图2。请将A1、A2、B1、B2、a、b、等字符填入下面的表格中。123456A2B2为使双杂交瘤细胞只产生图2所示

34、双特异性抗体,降低纯化分离成本,科研人员对重链、轻链的结构进行改造。改造思路是在A、B、a、b的恒定区通过改变_,进而改变蛋白质的空间结构,实现“榫卯”式互补组装的唯一性,这种改造属于现代生物技术中的_工程。(3)结合双特异性抗体特点,请分析其在肿瘤治疗方面的应用前景:_。解析(1)抗原进入小鼠体内能够引起机体的体液免疫,使浆细胞分泌抗体。(2)制备杂交瘤细胞时,将小鼠的脾脏组织用胰蛋白酶处理获得单细胞。动物细胞的融合需要使用PEG进行诱导,再加入动物血清进行培养。双抗体是同时含有与抗原、结合的抗体,由于1是A2,根据图1的结构可知3为a,2是B2,4是b,5是,6是。即答案为:123456A

35、2B2ab蛋白质的空间结构是由氨基酸的种类和排列顺序决定,所以可以通过改变氨基酸的种类和排列顺序改变蛋白质的空间结构,属于蛋白质工程。(3)双抗体可以和两种抗原结合,所以可以研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,特异性杀死肿瘤细胞。答案(1)体液浆细胞 (2)胰蛋白酶PEG(或聚乙二醇)动物血清ab氨基酸种类(或序列)蛋白质(3)研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体,特异性杀死肿瘤细胞有关动物细胞工程的答题要素(1)动物细胞培养培养基的特有成分:动物血清。培养过程:原代培养、传代培养。制备悬液的酶:胰蛋白酶或胶原蛋白酶。(2)M期卵母细胞作细胞核移植受体细胞的理由营养丰富。体积大,易操作。含有激发细胞核全能性的物质。(3)单克隆抗体制备中2次筛选目的不同第1次:筛选出杂交瘤细胞。第2次:筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(4)克隆动物的4种技术手段动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。(5)相比植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导方法是用灭活的病毒处理,其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合的方法相同。

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