1、第 15 讲 基因工程和细胞工程 最新考纲1基因工程的诞生()；2.基因工程的原理及技术(含 PCR 技术)()；3.基因工程的应用()；4.蛋白质工程()；5.植物的组织培养()；6.动物细胞培养与体细胞克隆()；7.细胞融合与单克隆抗体()；8.DNA 的粗提取与鉴定。精读教材记一记1与目的基因相关的两类“检测”(1)标记基因：检测受体细胞中是否含“重组 DNA”或运载体。在依据标记基因(如四环素抗性基因)制备的特定选择培养基(如加入了四环素的培养基)中能够生存下来的受体细胞才可能含重组DNA(目的基因运载体)或运载体。(2)DNA 分子杂交技术(基因探针)检测转基因生物中是否含目的基因、
2、在含有目的基因的 DNA 片段上用放射性同位素作标记，制作探针，以此与已提取到的转基因生物基因组 DNA 杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入到受体细胞基因组中。(P14 正文)2基因工程的常考点(1)目的基因插入位置：启动子与终止子之间。(2)将目的基因导入受体细胞不发生碱基互补配对。(3)常用的受体细胞植物：受精卵、体细胞。动物：受精卵。微生物：大肠杆菌、酵母菌等。(4)原核生物作为受体细胞的优点：多为单细胞、繁殖快、遗传物质相对较少。3动物细胞培养关键点(1)培养基的特有成分：动物血清。(2)培养过程：原代培养、传代培养。(3)两次使用胰蛋白酶：第一次用于制备细胞悬液，开始原代培养
3、，第二次用于处理瓶(壁)上的细胞。4关注植物细胞工程的几个问题(1)植物细胞 A 和植物细胞 B 杂交获得的杂种细胞有三种类型：AA 型、BB 型、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：新的细胞壁的生成。(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，其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：脱分化阶段先使用生长素，后使用细胞分裂素，以促进细胞的分裂；再分化阶段生长素比例较高，以促进根的形成。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
4、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。5关注制备单克隆抗体的两个常考点(1)三种细胞的特点B 淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)两次筛选目的不同第 1 次：获得能分泌抗体的杂种细胞。第 2 次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。自我诊断判一判(1)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测。()(2)转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测。()(3)一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列。()(4)用限制性核酸内切
5、酶切割烟草花叶病毒的核酸。()(5)每个重组质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点。()(6)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上，属于基因工程。()(7)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为 DNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替连接。()(8)应用 DNA 探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达。()(9)动物的生长激素基因转入植物后不能表达。()(10)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养。()(11)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理。()(12)产生抗人白细胞介素8 抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过分子检
6、测。()(13)21 三体综合征的诊断必须通过分子检测。()(14)乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养。()(15)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()(16)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性。()(17)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行。()高频命题点 1 基因工程真题领航目标方向导入高考1(2019全国卷，38)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
7、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：本题借助基因工程的相关知识，考查考生对生物学问题进行解释的能力；通过 PCR 与体内 DNA 复制的比较，体现了科学思维中分析与推断要素。(1)基因文库包括基因组文库和 cDNA 文库；(2)体内 DNA复制时，需用解旋酶打开氢键使双链 DNA解旋，而 PCR扩增目的基因时，是借助高温加热至 9095 使 DNA 变性解旋；(3)PCR 反应体系中进行互补链的合成
8、时，温度需控制在 7075，则应使用耐高温的 DNA 聚合酶，即 Taq 酶，而不能使用大肠杆菌DNA 聚合酶(高温下会失活)。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(2018全国卷，38)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_(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过 Ca2参与的_方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体 DNA 通常需与_组装成完
9、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_。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，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_的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_的抑制剂。解析：(1)非洲爪蟾是真核生物，大肠杆菌是原核生物，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后能进行表达，说明该基因工程操作实验能够成功，实验成功的前提是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；不同物种间可以进行基因交流；(2)当受体细胞是大肠杆菌等微生
10、物时，可以用 Ca2处理后转化的方法进行导入；噬菌体是由噬菌体DNA 和外壳蛋白组成专一性侵染细菌的病毒，不能将心肌细胞或者叶肉细胞作为宿主细胞；(3)真核生物目的基因表达时，蛋白质会被降解，所以应选择缺少蛋白酶基因的大肠杆菌作为受体细胞，因为大肠杆菌没有缺少蛋白酶，属于蛋白酶缺陷型细胞，在纯化蛋白质时也要添加蛋白酶抑制剂来避免蛋白质被降解。答案：(1)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(2)转化 外壳蛋白(或噬菌体蛋白)细菌(3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶3(2018全国卷，38)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因
11、的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在 GFP 基因的 5末端，获得了 L1GFP 融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒 P0，构建了真核表达载体 P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中 E1E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒 P0 时，使用了两种限制酶，这两种酶是_。使用这两种酶进行酶切是为了保证_，也是为了保证_。(2)将 P1 转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明 L1 基因在牛的皮肤细胞中完成了_和_过程。(3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的
12、_移入牛的_中、体外培养、胚胎移植等。(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR 方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的_(填“mRNA”“总 RNA”或“核 DNA”)作为 PCR 模板。解析：(1)为了保证 L1 基因和 GFP 基因的完整性，应用酶 E1和 E4 切割甲和质粒 P0。(2)细胞中观察到了绿色荧光，说明 L1 基因完成了表达过程。(3)动物细胞核移植，应将目标细胞核移植到去核的卵母细胞中。(4)L1 基因存在于核 DNA 上，鉴定时应取不同组织细胞中的核 DNA。答案：(1)E1 和 E4 甲的完整 甲与载体正确连接(2)转录 翻译(3)细
13、胞核 去核卵母细胞(4)核 DNA知识拓展培养学生文字表达能力1(1)基因工程诞生的理论前提是什么？_答案：DNA 是遗传物质的证明；DNA 双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译。(2)哪些技术发明使基因工程的实现成为可能？_答案：转移载体的发现 工具酶的发现 DNA 合成和测序技术的应用 DNA 体外重组的实现 重组 DNA 表达实验的成功 PCR 技术的发明 第一例转基因物体的问世。2(1)为了防止目的基因自身环化，一般应如何操作？_答案：用两种不同的限制酶去切割含目的基因的 DNA。(2)为了防止目的基因在质粒上反接，应怎样操作？_答案：对质粒和目的基因用两种限制酶切割。3(1)将
14、真核生物的基因直接导入原核细胞，基因能表达吗？如何才能表达？_答案：不能表达，只有将 cDNA 导入原核细胞才可能表达。(2)病毒对受体有特别要求吗？_答案：有。病毒为专一性侵染宿主的生物。(即病毒必须有对应的宿主细胞)核心整合掌握必备生物知识1基因工程常考的 3 种基本工具(填空)(1)限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割 DNA 分子。(2)DNA 连接酶：a.EcoliDNA 连接酶只能连接黏性末端；b.T4DNA 连接酶能连接黏性末端和平末端。(3)载体：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b有一个至多个限制酶切割位点，便于外源 DNA 片段(基因)插入其中；c具
15、有特殊的标记基因以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。2理清基因工程的操作流程(填空)(1)获取目的基因的三种方法a从基因文库中获取；c化学法人工合成：通过 DNA 合成仪利用化学方法直接合成。(2)基因表达载体的构建重组质粒的构建a基因表达载体的组成b.构建过程(3)将目的基因导入受体细胞的“三种类型”a导入植物细胞农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法(本法针对单子叶植物)b导入动物细胞显微注射法c导入微生物(细菌)转化法(4)目的基因的检测与鉴定的方法a检测目的基因是否导入受体细胞：DNA 分子杂交技术。b检测目的基因是否转录出 mRNA：分子杂交技术。c检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原抗
16、体杂交技术d个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。3理清蛋白质工程(填空)4DNA 粗提取与鉴定的“五个步骤”考向立意突显科学思维和科学探究能力考向一 以基因工程的操作工具或操作程序为载体，考查学生对基因工程的理解能力1图(a)中的三个 DNA 片段上依次表示出了 EcoR、BamH和 Sau3A三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的 EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经 BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被_酶切后的产物连接，理由是_。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种
17、含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_，不能表达的原因是_。(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶，常见的有_和_，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。解析：(1)分析图(a)可知，限制酶 Sau3A与 BamH切割 DNA后形成的黏性末端相同，故经这两种酶切割得到的产物可以用 DNA连接酶进行连接。(2)构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被转录。(3)常见的 DNA连接酶有 EcoliDNA 连接酶和 T4DNA
18、连接酶，其中 T4DNA 连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。答案：(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(其他合理答案均可)(3)Ecoli DNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶(其他合理答案均可)2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
19、作为受体细胞却未得到蛋白 A，其原因是_。(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_作为载体。其原因是_。(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_(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_(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 是遗传物质作出了重要贡献，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_。解析：本题主要考查基因工程的相关知识。(1)从人的基因组文库中获得
20、的基因 A 中含有内含子，而大肠杆菌属于原核生物，故大肠杆菌不能切除基因 A 初始转录产物中与内含子对应的 RNA 序列，故基因 A 在大肠杆菌中无法表达出蛋白 A。(2)由于病毒对宿主细胞的感染具有特异性，噬菌体只能寄生在细菌细胞中，不能感染家蚕细胞，故应选用可感染家蚕的昆虫病毒作为载体。(3)与真核生物相比，大肠杆菌等原核生物具有繁殖快、容易培养、遗传物质相对较少等优点。(4)检测基因 A 是否翻译出蛋白 A，一般用抗原抗体杂交的方法，即用蛋白 A 的抗体与从细胞中提取的蛋白质进行杂交，观察是否出现杂交带。(5)肺炎双球菌转化实验的实质是 S 型菌的 DNA 进入R 型菌体内，并可在 R
21、型菌体内完成表达，这证明了 DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，为基因工程奠定了基础。答案：(1)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)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白 A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体考向二 以基因工程的应用和蛋白质工程为载体，考查学生对基因工程与蛋白质工程的理解能力和解决实际问题的能力3(2019广东深圳实验等六校第一次联考，38)MAP30 蛋白是一种能使型核酸核糖体失活的蛋白质，存在于苦瓜果实和种子中。MAP30 蛋白具
22、有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年来引起人们的广泛关注。(1)人们已经清楚 MAP30 蛋白的氨基酸序列，可以用_方法获得 MAP30 蛋白的基因。再利用 PCR 技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含：_、_、_、_、扩增缓冲液(含 Mg2)和水等。(2)科学家将 MAP30 蛋白的基因与某种病毒的 DNA 构建基因表达载体，导入南瓜细胞中，在这个过程中，需要使用到的酶是_。为了避免出现“目的基因自我环化”“目的基因在运载体上反向连接”的问题，请提出一种解决该问题的思路：_ _。(3)可用_技术得到愈伤组织大规模生产 MAP30 蛋白，用_技术检测 MAP30 的基因是否
23、在南瓜果实中成功表达。(4)弧菌是克氏原鳌虾养殖中重要的致病菌，大规模暴发会给水产养殖带来巨大的经济损失。科研人员为了研究 MAP30 蛋白抗弧菌的效果，用含不同浓度 MAP30 蛋白培养液培养弧菌，绘制弧菌生长曲线如图：由图可以得出的结论是_。解析：(1)已知 MAP30 蛋白的氨基酸序列，可以用化学合成方法获得 MAP30 蛋白的基因。利用 PCR 技术扩增该基因。PCR 反应体系的主要成分应该包含 4 种脱氧核糖核苷酸、模板 DNA、引物、热稳定 DNA 聚合酶、扩增缓冲液(含 Mg2)和水等。(2)构建基因表达载体需要使用到的酶是限制酶和 DNA 连接酶；为了避免出现“目的基因自我环化
24、”“目的基因在运载体上反向连接”的问题，可分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体。(3)可用植物组织培养技术得到愈伤组织大规模生产 MAP30 蛋白，可通过抗原抗体杂交技术检测 MAP30 的基因是否在南瓜果实中成功表达。(4)用含不同浓度 MAP30 蛋白培养液培养弧菌，根据图中曲线显示，随着 MAP30 蛋白浓度的升高，MAP30 蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当 MAP30 蛋白浓度达到或高于 500 g/mL 时，弧菌生长完全被抑制。答案：(1)化学合成 4 种脱氧(核糖)核苷酸 模板 DNA 引物(对)热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶)(2)限制酶和 DNA 连接酶 分别使用两种
25、限制酶去剪切目的基因和运载体(3)植物组织培养 抗原抗体杂交(4)随着 MAP30 蛋白浓度的升高，MAP30 蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当 MAP30 蛋白浓度达到或高于 500 g/mL 时，弧菌生长完全被抑制4已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由 305 个氨基酸组成。如果将 P 分子中 158 位的丝氨酸变成亮氨酸，240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留 P 的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_进行改造。(2)以 P 基因序列为基础，获得 P1 基因的途径有修饰
26、_基因或合成_基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_和_，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。解析：(1)蛋白质的功能与结构相关，若要改变蛋白质的功能，需要对其结构进行改造。(2)确定目的基因的碱基序列后，可通过对现有基因进行改造或者重新合成来获得目的基因。中心法则的内容包括遗传信息的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计
27、蛋白质的结构和推测氨基酸序列，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列。获得蛋白质之后要对蛋白质的生物功能进行鉴定。答案：(1)氨基酸序列(或结构)(2)P P1 DNA 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 功能考向三 以 DNA 的粗提取与分离为载体，考查学生的科学探究能力5某生物兴趣小组开展 DNA 粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各 2 份，每份 10 g。剪碎后分成两组，一组置于 20，另一组置于20 条件下保存 24 h。DNA 粗提取：第一步：将上述材料分别放入
28、研钵中，各加入 15 mL 研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向 6 只小烧杯中分别注入 10 mL 滤液，再加入 20 mL体积分数为 95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取 6 支试管，分别加入等量的 2 mol/L NaCl 溶液溶解上述絮状物。DNA 检测：在上述试管中各加入 4 mL 二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热 5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：材料保存温度菜花辣椒蒜黄20 20 注：“”越多表示蓝色越深。分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验的课题名称是_。(2)第
29、二步中缓缓地搅拌，这是为了减少_。(3)根据实验结果，得出结论并分析。结论 1：与 20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA 的提取量较多。结论 2：_。针对结论 1，请给出合理的解释：_。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和 DNA 均不相溶，且对 DNA 影响极小。为了进一步提高 DNA 纯度，依据氯仿的特 性，在 DNA 粗 提 取 第 三 步的 基 础上 继 续操作 的 步 骤是：_，然后用体积分数为 95%的冷酒精溶液使 DNA 析出。答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对 DNA 提取量的影响(2)DNA 断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，
30、从蒜黄中提取的 DNA 量最多 低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液高频命题点 2 细胞工程真题领航目标方向导入高考1(2019全国卷，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物 细 胞 可 以 培 养 成 完 整 的 植 株，这 是 因 为 植 物 细 胞 具 有_。(2)步骤切取的组织块中要带有形成层，原因是_。(3)从步骤到步骤需要更换新的培养基，其原因是_。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的_过程，最终可形成试管苗。(4)
31、步骤要进行照光培养，其作用是_。(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的_，这种繁殖方式属于_繁殖。解析：本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识，考查考生理论联系实际，综合运用所学知识解决生物学问题的能力；试题通过对组织培养流程的分析考查了科学思维素养。(1)植物细胞具有全能性，利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低，全能性较高，更容易诱导形成愈伤组织，进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例，因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程，最终可形成试管苗。(4)叶
32、绿素的形成需要光，试管苗的发育也需要光，因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株，属于无性繁殖的一种，可以保持原品种的遗传特性。答案：(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化(或答：再分化)(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用(5)遗传特性 无性2(2019全国卷，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有_(答
33、出 2 点即可)。(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在 适 宜 条 件 下 可 萌 发 生 长。人 工 种 皮 具 备 透 气 性 的 作 用 是_。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、_和_等几类物质。(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的_进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_(用流程图表示)。解析：本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识，考查综合运用能力
34、。试题通过对比获得植物新个体的不同途径，体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工种皮具备透气性，可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求；人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质，保证胚状体的正常生长。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，可以切取茎尖进行组织培养，获得脱毒苗。(4)获得转基因植株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织，对愈伤组织继续培养，诱导分化形成小植株。知识拓展培养学生文字表达能力1哺乳类动物核移植分为哪些类型？何种类型较为成功，为什么？_答案：核移植分为胚胎细胞核移植和体
35、细胞核移植，由于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，所以胚胎细胞核移植更易成功。2(1)用什么方法可去除次级卵母细胞中的极体和细胞核？_答案：显微操作去核方法或梯度离心，紫外光短时间照射，化学物质处理等。(2)克隆动物的遗传物质仅有供体动物提供吗？_答案：不是，去核的卵母细胞细胞质中也有 DNA。核心整合掌握必备生物知识1植物细胞工程必记关键点(填空)(1)植物组织培养a植物组织培养的两个关键b植物激素的使用细胞分裂素比例较高时，促进芽分化，抑制根形成；生长素比例较高时，促进根分化，抑制芽形成。c光照的使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需给予光照，以利于叶绿素的合成。(2)植物体细
36、胞杂交a酶解法用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。b诱导剂聚乙二醇，c杂种细胞的形成标志新细胞壁的形成。d培养杂种植株的技术植物组织培养。2动物细胞培养的特殊条件(填空)a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。b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。c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。3理清克隆动物的培育流程(填空)(1)流程图(2)用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因是营养丰富、体积大、易操作，含有刺激细胞核
37、恢复分裂能力的物质。4明确单克隆抗体的一过程两特点(填空)(1)制备过程(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。(3)2 次筛选的目的：第 1 次筛选获得杂交瘤细胞，第 2 次筛选获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。考向立意突显科学思维和科学探究能力的考查考向一 以植物细胞工程及应用为载体，考查学生的理解能力和解决问题的能力1利用现代生物技术，科研人员对马铃薯的培育进行了研究，请回答相关问题：(1)培育马铃薯脱毒苗所依据的原理是_，该培育过程涉及_和_两个阶段。(2)研究马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。据图可知：茎尖越小，脱毒率_，成苗率_，培养脱毒苗茎尖的适
38、宜大小为_。(3)若想培育出“番茄马铃薯”植株，运用传统有性杂交能否得到可育的杂种植株？为什么？_(4)若马铃薯细胞中含 m 条染色体，番茄细胞内有 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。解析：(1)培育马铃薯脱毒苗是对植物组织培养技术的应用，所依据的原理是植物细胞的全能性；该培育过程涉及脱分化和再分化两个阶段。(2)据图可知：茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低；培养脱毒苗茎尖的适宜大小为 0.27 mm。(3)由于番茄和马铃薯属于两个不同物种，而不同种的植物存在生殖隔离，所以若想培育出“番茄马铃薯”植株，运用传统有性杂交不能得到可育的杂种植株。(4)若马铃薯细胞中含 m
39、 条染色体，番茄细胞内有 n 条染色体，则“番茄马铃薯”细胞中含有(mn)条染色体，在有丝分裂后期含 2(mn)条染色体。答案：(1)植物细胞的全能性 脱分化 再分化(2)越高 越低 0.27 mm(3)否(或不能)，不同种的植物存在生殖隔离(4)2(mn)2如图为 A、B 两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图，请据图回答：(1)步 骤 的 方 法 是 _。步 骤 常 用 的 化 学 试 剂 是_，之后_(是/否)需要筛选。(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中，运用的技术手段是_，其中步骤是_。植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植物，与 A、B 两种植物相比，该杂种植物是新物种的原因是_
40、。(3)培育该杂种植物的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律？为什么？_。解析：(1)题图为植物体细胞杂交过程示意图，其中表示去壁获取原生质体的过程，常用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理；表示人工诱导原生质体融合，常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，诱导后形成的两两融合的原生质体有三种，所以需要进行筛选。(2)题图中表示再生出新细胞壁的过程，杂种细胞通过植物组织培养技术培育成为杂种植物，过程表示脱分化；表示再分化过程。图中获得的杂种植物与 A、B 两种植物间均存在生殖隔离，所以是新物种。(3)图示为植物体细胞杂交过程，没有经过不同配子的结合，所以不属于有性生殖，因此该过程中遗传物质的传
41、递不遵循孟德尔遗传规律。答案：(1)酶解法 聚乙二醇 是(2)植物组织培养技术 脱分化 该杂种植株与 A、B 两种植物间均存在生殖隔离(3)不遵循，该过程不属于有性生殖考向二 以动物细胞工程及应用为载体，考查学生的理解能力和解决实际问题的能力3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)，结果如图所示。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
42、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 16 000 以上，则小鼠最少需要经过_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_小鼠，理由是_。(2)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_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_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_。解析：(1)分析题图可知，经 4 次免疫后，小
43、鼠 Y 的血清抗体效价就可达到 16 000 以上。由于 4 次免疫后的 Y 小鼠的血清抗体效价最高，故最适合用于制备 B 淋巴细胞。(2)细胞融合实验中，由于细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到 100%，所以会有未融合的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体会丢失，故细胞核中染色体数目最多是 4060100(条)，有丝分裂后期染色体暂时加倍为 200 条。(4)B 淋巴细胞已经分化，没有无限增殖的潜能。答案：(1)4 Y Y 小鼠的血清抗体效
44、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)1 200(4)不能无限增殖4双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。如图是科研人员通过杂交杂交瘤细胞技术(免疫的 B 细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答：(1)过程的目的是_，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有_(至少答出两条)。(2)过程诱导融合的方法是_，过程选用的骨髓瘤细胞_(填“能”或“不能”)在 HAT 培养基上生长。(3)经过程筛选得到的细胞还需转移至多孔
45、培养板中进行过程，原因是_。(4)请根据所学知识，用箭头和文字补全图中方框内获取单克隆杂交杂交瘤细胞的生产过程。(5)获 得的 单 克隆 杂 交 杂交 瘤 细胞 在 体外 条 件下 培 养或_，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。解析：(1)过程表示给小鼠注射抗原，目的是刺激小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B 淋巴细胞)；根据单克隆抗体制备流程可知，该过程涉及的技术包括动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。(2)诱导动物细胞融合的方法有聚乙二醇、灭活病毒、电激等；HAT培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞，骨髓瘤细胞不能在 HAT培养基上生长。(3)从小鼠体内提取的 B 淋巴细胞不止一种类型，
46、故筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体，因此经过程筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板上运用抗原抗体杂交法筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(4)双特异性单克隆抗体制备过程为将获得的 B 淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合在选择培养基上筛选出杂交杂交瘤细胞克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆杂交杂交瘤细胞。(5)获得的单克隆杂交杂交瘤细胞在体外条件下培养或注射到小鼠腹腔内增殖，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。答案：(1)使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B 淋巴细胞)动物细胞融合、动物细胞培养(2)聚乙二醇(PEG)诱导、电激等 不能(3)从小鼠体内提取的B 淋巴细胞不止一种类型(筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体)(4)将获得的 B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合在选择培养基上筛选出杂交杂交瘤细胞克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆杂交杂交瘤细胞(5)注射到小鼠腹腔内增殖