1、专题突破篇第一部分现代生物科技专题专题十第 23 讲基因工程与克隆技术核心考点突破 高频考点点点突破考点一 基因工程()高考真题体验1(2017全国卷)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
2、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 是遗传物质做出了重要贡献，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_。审题指导 考向定位考查对基因工程相关知识的理解。考查知识(1)真、原核基因结构的区别。(2)微生物的特点。(3)载体的选择与受体细胞的关系。(4)基因表达产物的检测。(5)基因工程的原理。破题关键利用题干所提供信息“真、原核基因
3、结构及表达的区别”解答相关问题。解析(1)基因 A 的编码区中有内含子和外显子，在真核细胞内会把转录出来的内含子对应的 RNA 切除，而原核细胞内不会切除。(2)噬菌体是专性寄生在细菌体内的病毒，无法侵入到家蚕细胞内。(3)大肠杆菌作为受体菌具有繁殖周期短、易培养、遗传物质相对较少等优点。(4)检测目的基因是否表达通常用抗原抗体杂交技术。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验，利用了DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体这一过程。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 噬菌体的宿主细胞是细菌，而不
4、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2(2015海南卷)在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段 C 后，产生 A、B 两条肽链，再经酶丙作用生成由51 个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是_，合成胰高血糖素的细胞是_。(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的_序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体
5、，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成_的基因工程菌。(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从_中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。审题指导 考向定位考查基因工程和血糖平衡等。考查知识(1)胰岛素与胰高血糖素的分泌。(2)中心法则(基因和蛋白质的关系)。(3)基因表达产物的检测和鉴定。破题关键该序列与质粒连接构建成基因表达载体，所以应是 DNA 序列。菌体有抗原抗体反应，可见胰岛素没有分泌出来。解析(1)激素由特异性的细胞合成，胰岛素(原)由胰岛 B细胞合成，胰高血糖素由胰岛 A 细胞合
6、成。(2)某基因翻译出的蛋白质氨基酸序列已知且相对分子质量较小，可以通过人工合成法获得，设计该基因 DNA 序列的方法是蛋白质氨基酸序列mRNA 的核糖核苷酸序列基因中的脱氧核苷酸序列。胰岛素原基因导入工程菌后的表达产物是胰岛素原。(3)培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，说明目的基因的表达产物存在于细胞内，没有分泌出来。因此利用该工程菌进行工业发酵时，目的基因的表达产物需要从菌体中分离和纯化。答案(1)胰岛 B 细胞 胰岛 A 细胞(2)DNA 胰岛素原(3)菌体基因工程是高考考查的最热点之一，内容包含基因工程的原理及技术含 PCR 技术、基因工程的应用、蛋白质工程等，知识点多、综合性
7、强，试题难度相对较大，学生应给予足够重视。核心知识整合1基因工程的三种工具 2.获取目的基因的 3 种途径(1)直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从中获取。(2)人工合成目的基因(常用方法如下)化学合成法：已知核苷酸序列的较小基因，直接利用用化学方法合成，不需要模板。人工合成法：以为模板，在的作用下人工合成。(3)利用技术扩增。基因文库DNA 合成仪RNA逆转录酶PCR3基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成：启动子终止子复制原点。(2)基因表达载体的构建方法目的基因标记基因4将目的基因导入受体细胞5.目的基因的检测和鉴定6.蛋白质工程易错易混扫描1切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性
8、地识别 6 个核苷酸序列()2质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因()3抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达()答案 答案 答案 4设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列()5用 PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列()6PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的 DNA 聚合酶()答案 答案 答案 7重组质粒与探针能进行分子杂交是因为 DNA 分子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每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点()答案 答案 答案 考向突破提升考向 1
9、基因工程的原理1(2016海南卷)基因工程又称为 DNA 重组技术，回答相关问题：(1)在基 因工程中，获取目的基 因主要有两大途径，即_和从_中分离。(2)利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建 cDNA 文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA 文库中含有的基因数目比基因组 文 库 中 的 少，其 原 因 是 _。(3)在基因表达载体中，启动子是_聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是_。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有_和_颗粒。解析(1)获取目的基因主要有两大途径，即人工合成和从自然界已有的物种中分离
10、。(2)植物的成熟叶片中基因是选择性表达的，因此由所有 mRNA 逆转录形成的 cDNA 文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中，启动子是 RNA 聚合酶识别并结合的部位。采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，由于易于培养，最常选用大肠杆菌(或细菌)。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。答案(1)人工合成 生物材料(2)cDNA 文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因(3)RNA 大肠杆菌(或答细菌)(4)金粉 钨粉2(2017沧州名校
11、联考)下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问题。(1)从苏云金芽孢杆菌的 DNA 上获取抗虫基因，需要用到的工具是_，此工具主要是从_生物中分离纯化出来的。(2)构建重组质粒时常用 Ti 质粒作为载体，是因为 Ti 质粒上具有_，它能把目的基因整合到受体细胞染色体上。(3)E 过程是利用_技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做_实验。(A.DNA 分子杂交 BDNARNA 杂交 C抗虫接种 D抗原抗体杂交)。(4)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用_法和花粉管通道法。答案(1)限制性核酸内切酶 原核(2)TDNA
12、(3)植物组织培养 C(4)基因枪农杆菌能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶和裸子植物的受伤部位受伤处的细胞会分泌大量酚类化合物，从而使农杆菌移向这些细胞，若使用农杆菌转化单子叶植物，可以先用酚类化合物处理单子叶植物细胞以促进转化过程。考向 2 基因工程的应用和蛋白质工程3(2017苏州质检)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽 P1。目前在 P1 的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A合成编码目的肽的 DNA 片段B构建含目的肽 DNA 片段的表达载体C依据 P1 氨基酸序列设计多条模拟肽D筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析 由题
13、意可知，已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的 DNA 片段；需要构建含目的肽 DNA 片段的表达载体，但这不是第一步；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计 P1 氨基酸序列，从而推出其基因序列；该基因表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽 P1，而现在是要利用其获得抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，所以必须对其进行改造，保持其抗菌性，抑制其溶血性。答案 C4(2015四川卷)将苏云金杆菌 Bt 蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示(注：农杆菌中 Ti 质粒上只有 TDNA 片段能转移到植物细胞中)。(1)过程需用同种_酶对含 Bt 基因的 DNA
14、和 Ti 质粒进行酶切。为将过程获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用_培养基。(2)过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让_进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是_。(3)若过程仅获得大量的根，则应在培养基中增加_以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是_。(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是_。种植转基因抗虫棉能减少_的使用，以减轻环境污染。解析(1)目的基因与质粒构建基因表达载体时需要用同种限制性核酸内切酶对二者进行切割。要筛选出含重组质粒的农杆菌应使用选择培养基。(2)为将目的基因导入受体细胞，应先将重组质粒导入农杆菌，再
15、用农杆菌感染棉花细胞，从而将 TDNA整合至棉花细胞染色体的 DNA 上；除尽农杆菌后，因重组质粒中含有卡那霉素抗性基因，在含有卡那霉素的培养基上继续培养可筛选获得 TDNA 片段的植物细胞。(3)愈伤组织培养过程中，生长素能促进根的分化，细胞分裂素能促进芽的分化，在培养过程中芽顶端合成的生长素也可促进根的分化。(4)在个体水平检测抗虫棉的抗虫性状，可投放棉铃虫，观察棉铃虫的生存情况即可。种植转基因抗虫棉能减少农药的使用，从而减轻环境污染。答案(1)限制性核酸内切 选择(2)TDNA 筛选获得TDNA 片段的植物细胞(3)细胞分裂素浓度 芽顶端合成的生长素向基部运输，促进根的分化(4)投放棉铃
16、虫 农药激素在植物组织培养中的作用在组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化；细胞分裂素主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽。考点二 动、植物组织培养与动物体细胞克隆()高考真题体验1(2013重庆卷)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是()A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D生根时，培养基通常应含 萘乙酸等生长素类调节剂审题指导 考向定位考查植物组织培
17、养的相关原理。考查知识(1)消毒的原则。(2)细胞分化。(3)植物激素在植物组织培养中的作用。破题关键植物细胞融合需先制备原生质体。解析 植物细胞具有细胞壁，在使用诱导剂诱导植物细胞融合时需要先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B 错误。答案 B2(2016全国卷)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题。(1)图中 A 表示正常细胞核，染色体数为 2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般 要 在 卵 母 细 胞 培 养 至 适 当 时 期 再 进 行，去 核 时 常 采 用_的方法。代表的过程是_。(2)经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性
18、会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功 获得 也证 明了 _。审题指导 考向定位考查动物体细胞克隆技术。考查知识(1)哺乳动物的性染色体组成。(2)克隆动物的过程。(3)动物细胞培养过程中遗传物质的稳定性。(4)克隆动物的遗传物质组成。破题关键明晰动物克隆技术的过程，能从流程图分析出克隆动物遗传物质组成。解析(1)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或 XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。过程是将
19、早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。(2)一般来说，动物细胞在传代培养到 1050 代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选 10代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是：克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆动物的培育成功，证明了高
20、度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。答案(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这部分考点尤以动物体细胞核移植技术考查的最为频繁，题目具有一定的综合性，包含动物细胞培养，与胚胎工程、基因工程也可以建立联系。核心知识整合1植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养动物细胞培养原理细胞全能性细胞增殖过程2.动物体细胞核移植注意 动物细胞核移植原理与植物组织培养原理的区别：植物组织培养的原理是植物细胞全能性，动物细胞核移植的原理是动物体细胞核的全能性。易错易混扫描1在植物组织培养中
21、，为了诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入 IAA()2在植物组织培养中，二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株()3在植物组织培养中，以花粉作为外植体可得到单倍体植株()答案 答案 答案 4同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同()5在 25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养()答案 答案 6动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶()7动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒()答案 答案 8二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的()9动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞()10克隆动物的性状与供体动物完全相同()答案
22、答案 答案 考向突破提升考向 1 植物组织培养和动物细胞培养1(2017昆明模拟)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()实验小鼠甲皮肤组织乙皮肤细胞丙培养细胞1丁培养细胞2A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性解析 动物细胞培养需要无毒无菌的环境，甲过程是指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A 正确；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B 正确；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍
23、体核型，C 错误；丁过程表示传代培养，此时少数的细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，即这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，D 正确。答案 C2(2017西安模拟)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植体愈伤组织芽、根植株请回答下列问题。(1)微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取_作为外植体，其依据是_。(2)在过程中，常用的 MS 培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后 2 5 d，
24、若 发 现 外 植 体 边 缘 局 部 污 染，原 因 可 能 是_。(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。解析(1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是该部位组织材料含病毒极少。(2)MS 培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养也应注意无菌操作。(3)生长素与细胞分裂素的比例低时有利于芽的分化，生长素与细胞分裂素的比例高时有利于根的分化。答案(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒(2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量
25、与细胞分裂素类物质用量的比值偏低动物细胞培养过程 考向 2 动物体细胞克隆3(2015安徽卷)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子 IX 医用蛋白，其技术路线如下图。(1)由过程获得的 A 为_。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_。受体应选用_期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_。解析(1)基因工程最核心的阶段是第二阶段，即构建基因表达载体。(2)去掉卵母
26、细胞的细胞核是为了避免卵母细胞细胞核中遗传物质的干扰，保证获得的重组细胞中的核遗传物质全部来自绵羊成纤维细胞的细胞核。卵母细胞应选用减数第二次分裂中期的，因为此时期的卵母细胞能够支持胚胎细胞的正常发育。(3)胚胎移植之所以能够成功，其生理学基础是受体子宫对移入胚胎基本不发生免疫排斥反应。(4)克隆本意即无性繁殖，对转基因体细胞进行克隆，可得到遗传物质相同的大量细胞，即可获得大量转基因个体。答案(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 M(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养考点三 植物体细胞杂交与单克隆抗体()高考真题体验1(2017江
27、苏卷)牛雄性胚胎中存在特异性 HY 抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加 HY 单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是()AHY 单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B应选用原肠胚做雌雄鉴别C鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D用 HY 抗原免疫母牛可获得相应抗体审题指导 考向定位考查单克隆抗体的制备等知识点。考查知识(1)单克隆抗体的制备。(2)胚胎移植的生理基础。(3)免疫学原理。破题关键牛雄性胚胎中存在 HY 抗原，HY 单克隆抗体可鉴别雄性胚胎。解析 浆细胞与骨髓瘤细胞相融合，产生的杂交瘤细胞能产生单克隆抗体，故 A 错误；由于牛雄性胚胎中存在特异性 HY
28、 抗原，在牛早期胚胎培养液中添加 HY 单克隆抗体，可鉴别雄性胚胎，只保留雌性胚胎，故 B、C 均错误；因雌性个体不存在 HY 抗原，故用 HY 抗原免疫母牛体内可获得相应的抗体，故 D 正确。答案 D2(2014全国卷)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)，结果如下图所示。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细胞融合，经筛选培
29、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 16000 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廇细胞外，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_。审题指导 考向定位考查动物体细胞融
30、合技术。考查知识(1)动物的特异性免疫。(2)动物细胞融合。(3)单克隆抗体的制备。(4)动物细胞培养。破题关键理解题干信息中的“效价”，利用单抗制备过程中筛选杂交瘤细胞的原理解答本题。解析(1)由图可知，小鼠至少经过 4 次免疫后，免疫小鼠的血清抗体效价可达到 16000 以上，其中 Y 小鼠的血清抗体效价最高。(2)由于细胞融合是随机的，且并不是所有细胞都能参与融合，融合体系中含有五种细胞：未融合的 B 淋巴细胞、未融合的骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞、B淋巴细胞相互融合形成的细胞。(3)两个细胞的细胞核融合成一个细胞核标志着融合的完成，杂交瘤细胞中有一个细胞核；细胞
31、融合过程中染色体会发生丢失，所以染色体数量最多为两者之和，即 100 条。(4)未融合的 B 淋巴细胞不能无限增殖，经多次传代培养后都不能存活。答案(1)4 Y Y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)1 100(4)(经免疫的 B 淋巴细胞是高度分化的细胞)不能无限增殖3(2013全国卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分 A，乙含有效成分 B。某研究小组拟培育同时含有 A 和 B 的新型药用植物。回答下列问题。(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_ 酶 和
32、 _ 酶 去 除 细 胞 壁，获 得 具 有 活 力 的_，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上 述 杂 种 植 株 属 于 多 倍 体，多 倍 体 是 指_。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。审题指导 考向定位考查植物体细胞杂交的方法及原理。考查知识(1)植物体细胞杂交的过程。(2)有性杂交与体细胞杂交的区别。(3)植物组织培养。破题关键掌握植物体
33、细胞杂交的基本流程，从染色体组成上判断植物的育性。解析 要培育同时含有 A 和 B 的新型药用植物，可采用植物体细胞杂交技术。(1)植物体细胞杂交技术的第一步是用纤维素酶和果胶酶去除两种植物细胞的细胞壁，获得具有活力的原生质体。诱导融合成功后获得的杂种细胞，经脱分化培养成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)多倍体的概念：由受精卵发育而来体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。由于甲与乙有性杂交的后代中分别含有甲植物和乙植物的一个染色体组，两个染色体组中的染色体互不同源，杂交后代细胞中无同源染色体，减数分裂过程中会发生联会异常，不能产生正常的生殖细胞，故该植株不可育。而体细胞杂交
34、获得的杂种植物分别含有甲植物和乙植物的两个染色体组，含有同源染色体，减数分裂过程中联会正常，能产生正常的生殖细胞，故该杂种植株可育。(3)制备人工种子的材料可以是经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等。答案(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(其他合理答案也可)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(其他合理答案也可)(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)细胞融合包含植物体细胞杂交和动物细胞融合，是高考考查的热点，其中动物细胞融合的应用单克隆抗体的制备更是重点考查的内容，
35、对这一考点应理解其原理、明晰其过程。核心知识整合1动物细胞融合和植物体细胞杂交 2.单克隆抗体的制备单克隆抗体制备过程中的两次筛选第一次筛选：利用特定的选择性培养基，筛选得到杂交瘤细胞；第二次筛选：对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞。易错易混扫描1单克隆抗体的制备利用了动物细胞的全能性()2动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术类似，也可获得杂种动物()3植物组织培养技术是植物体细胞杂交技术培育杂种植物的基础()答案 答案 答案 考向突破提升考向 细胞融合技术的应用1(2017长春二模)为培育出含 胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答
36、下列问题。甲方案：(1)甲方案中，胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是_。若研究人员已知 胡萝卜素基因序列，可采用_方法获得 胡萝卜素基因。过程中可用_技术检测水稻体细胞 DNA上是否插入了 胡萝卜素基因。(2)通过获得“黄金大米”幼苗需要_两个过程，依据的原理是_。在培养过程中，除了在培 养 基 中 添 加 营 养 物 质 外，还 需 要 添 加_。(3)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是_。解析(1)自然界中所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达；在目的基因序列已知的情况下，可采用人工合成的方法获得目的基因。检测目的基因是否插入受
37、体细胞可用 DNA 分子杂交技术。(2)过程将杂交细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个过程，原理是植物细胞的全能性。在植物组织培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加植物激素(生长素和细胞分裂素)。(3)与传统育种方法相比，基因工程育种和植物细胞工程育种都能克服远缘杂交不亲和的障碍。答案(1)所有生物共用一套遗传密码 人工合成 DNA分子杂交(2)脱分化和再分化(植物)细胞的全能性(植物)激素(生长素和细胞分裂素)(3)克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)2用小鼠(2n40)制备单克隆抗体的过程如图所示，请回答下列问题：(1)细胞融合实验完成
38、后，融合体系中存在的细胞类型有_种(只考虑两两融合细胞)，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(2)从阳性细胞筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞所用的技术是_。(3)杂交瘤细胞中的染色体数为_条，在增殖过程中能形成_个四分体。(4)杂交瘤细胞在体外培养过程中，会产生接触抑制现象吗？_。理由是_。在培养中为避免毒害，常采取的措施是_。(5)在肿瘤治疗中，利用单克隆抗体制备的“生物导弹”的导弹头是_，瞄准装置是_。解析(1)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 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，体系中出现多种类型细胞的原因是细胞融合是随机的
39、，且融合率达不到 100%。(2)第二次筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞所用的技术是抗原抗体杂交。(3)杂交瘤细胞的染色体数为相互融合的两个细胞的染色体数之和，为 80 条；减数第一次分裂的前期同源染色体联会形成四分体，杂交瘤细胞在增殖过程中不进行减数分裂，故不能形成四分体。(4)杂交瘤细胞可以无限增殖，不会出现接触抑制现象；杂交瘤细胞体外培养过程中，为避免毒害，常采取的措施是定期更换培养液。(5)“生物导弹”的弹头是杀死癌细胞的药物，瞄准装置是单克隆抗体。答案(1)3 细胞融合是随机的，且融合率达不到 100%(2)抗原抗体杂交技术(3)80 0(4)不会 杂交瘤细胞具有无限增殖的特性 定期更
40、换培养液(5)杀死癌细胞的药物 单克隆抗体名师微课导学 技巧点拨 升华素养对基因工程的深入探究知能拓展深入1cDNA 文库的构建 构建基因文库的目的在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。2基因工程关键步骤分析(1)受体细胞种类不同，导入方法不同(2)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，若用体细胞作受体细胞，则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作为受体细胞，因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
41、对较少等。1在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。2将目的基因导入受体细胞的“三大方法”导入植物细胞农杆菌转化法。导入动物细胞显微注射法。导入微生物细胞用 CaCl2处理细胞。3原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。4植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞；动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。题组迁移训练题组一 cDNA 的获取1(2017全国卷)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质
42、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
43、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)嫩叶细胞细胞壁薄，易破碎；RNA 易降解，为防止提取的 RNA 水解需在提取液中加入 RNA 酶抑制剂。(2)逆转录遵循互补配对原则。(3)载体中具备使目的基因稳定遗传并表达的元件，可以使插入的目的基因在受体细胞中稳定高效地表达。(4)DNA 连接酶能将双链 DNA 片段通过形成磷酸二酯键连接起来。(5)中心法则中包含基因控制蛋白质合成的过程，即转录和翻译。基因未表达成蛋白质的原因有两个，未转录成 mRNA 或转录成功，但 mRNA 未翻译成蛋白质。答案(1)嫩叶组织细胞易破碎 防止
44、 RNA 降解(2)在逆转录酶的作用下，以 mRNA 为模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启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常题组二 PCR 技术2PCR 是一种体外快速扩增 DNA 的方法，数小时内可使目的基因片段扩增到数百万个拷贝。请回答相关问题：(1)DNA 的两条链在碱基关系上表现为_，在方向上表现为_，通常将_的末端称为 5端，当引物与DNA 母链通过碱基互补配对结合后，DNA 聚合酶就能从引物的_开始延伸 DNA链，故 DNA 子链复制的方向是_。(2)PCR 与体内 DNA 复制的不同之处主要表现在温度环境，在
45、 PCR 中先用 95 高温处理的目的是_；而这一过程在细胞内是通过_实现的。(3)PCR 需要模板 DNA、引物、_、_等条件，其中的引物实质上是一种_。解析 DNA 两条链的碱基能够互补配对，两条链反向平行。通常将磷酸基团的末端称为 5端，DNA 聚合酶只能从引物的 3端连接脱氧核苷酸，故子链复制的方向是 5端到 3端。在 PCR 技术中，95 高温处理的目的是使两条单链之间的氢键断裂，这一过程在细胞内通过解旋酶来实现。PCR 技术中除需要模板 DNA、引物、脱氧核糖核苷酸外，还需要耐热的 DNA 聚合酶等条件，其中的引物是一种单链 DNA 分子。答案(1)互补配对 反向平行 磷酸基团 3
46、端 5端到 3端(2)使 DNA 变性(使 DNA 的两条链解开)解旋酶的催化(3)脱氧核糖核苷酸 耐高温 DNA 聚合酶 单链 DNA 片段题组三 基因表达载体的构建3(2016江苏卷)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图 2 中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：(1)用 图 中 质 粒 和 目 的 基 因 构 建 重 组 质 粒，应 选 用_两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过_酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于_态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加_，平板上长
47、出的菌落，常用 PCR 鉴定，所用的引物组成为图 2 中_。(3)若 BamH 酶切的 DNA 末端与 Bcl 酶切的 DNA 末端连接，连接部位的 6 个碱基对序列为_，对于该部位，这两种酶_(填“都能”、“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用 Sau3A 切图 1 质粒最多可能获得_种大小不同的 DNA 片段。解析(1)选择的限制酶应在目的基因两端且在质粒中存在识别位点，故可以用来切割的限制酶为 Bcl、Hind、BamH和 Sau3A，但由于 BamH和 Sau3A可能使质粒中的启动子丢失或破坏抗性基因，所以应选用 Bcl、Hind两种限制酶切割。酶切后的载体和目的基因片段，通过
48、DNA 连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入感受态的大肠杆菌中，使其增殖。(2)根据质粒上抗性基因，为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素。平板上长出的菌落，常用 PCR 鉴定，目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物需要与单链两端相应互补序列结合，故所用引物组成是图 2 中的引物甲和引物丙。(3)若 BamH酶切的 DNA 末端和Bcl酶切的 DNA 末端连接，连接部位的 6 个碱基对序列为TGATCCACTAGGGGATCACCTAGT，由于两种酶均不能识别该部位的碱基对序列，所以两种酶都不能切开该部位。(4)根据 Bcl、BamH和 Sa
49、u3A的酶切位点，Sau3A在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为 A、B、C 三种片段，若部分位点被切开，可得到 AB、AC、BC、ABC 四种片段，所以用 Sau3A切质粒最多可能获得 7 种大小不同的 DNA 片段。答案(1)Bcl和 Hind DNA 连接 感受(2)四环素 引物甲和引物丙(3)TGATCCACTAGGGGATCACCTAGT 都不能(4)7题组四 受体细胞的检测和鉴定4(2017广东华师附中高三测试)基因工程获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，图中 Sal、Hind、BamH表示三种限制酶切割位点，质粒含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。(1)将抗盐基因导入烟草细胞
50、内，获得转基因抗盐烟草植物。该育种方式所依据的原理是_。从基因文库中获得的抗盐基因可用_技术进行扩增。(2)在基因工程的操作过程中，为使目的基因在受体细胞中能稳 定 存 在 并 表 达，使 其 发 挥 作 用，需 要 构 建_。用图中的质粒和外源 DNA 构建重组 质 粒，不 能 使 用BamH 切 割，原 因 是_。与只使用 Sal相比较，使用 Sal和Hind两种限制酶同时处理质粒、含抗盐基因的 DNA 的优点在于可以防止_。(3)抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因在基因工程中的作用是 _。(4)烟草细胞形成愈伤组织的过程称为_，为诱导愈伤组织的形成，需要在培养基中添加一定浓度的_。(5)为了
51、确定抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_作探针进行分子杂交检测，又要用_的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。解析(1)基因工程育种的原理为基因重组；目的基因可采用 PCR 技术进行大量扩增。(2)为使目的基因能在受体细胞中稳定存在并表达，需构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞中；由于抗盐基因上存在 BamH的酶切位点，因此用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒时，不能使用 BamH切割，防止抗盐基因被破坏；若只使用 Sal将会导致质粒和含抗盐基因的DNA 片段自身环化，而同时使用 Sal和 Hind处理质粒和抗盐基因的 DNA 可以防止自身环化现象。(3)抗四环素基因和抗氨苄
52、青霉素基因在基因工程中作为标记基因，可以鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)植物细胞经过脱分化过程可以形成愈伤组织；需在培养基中添加一定浓度的生长素和细胞分裂素，诱导愈伤组织的形成。(5)为了检测目的基因是否表达，可用放射性同位素标记目的基因(抗盐基因)作探针进行分子杂交检测，也可用一定浓度的盐水浇灌植株从个体水平进行鉴定。答案(1)基因重组 PCR(2)基因表达载体 BamH会破坏抗盐基因 质粒和含抗盐基因的 DNA 片段自身环化(及目的基因反向连接)(3)鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来(4)脱分化(或去分化)植物激素(或生长素和细胞分裂素)(5)抗盐基因 一定浓度的盐水浇灌以上几题有对基因工程操作步骤的考查，也有的联系到 DNA的分子结构、复制、中心法则等内容，考查要求既有识记，也有更高的对理解和运用层面的考查，具有很高的综合性和灵活度，值得关注。
