高考生物二轮复习专题6生物技术与工程第2讲基因工程和细胞工程学案含答案

这是一份高考生物二轮复习专题6生物技术与工程第2讲基因工程和细胞工程学案含答案，共18页。
 第2讲　基因工程和细胞工程
[考纲要求]　1.基因工程的诞生(A)。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B)。3.基因工程的应用(B)。4.蛋白质工程(A)。5.植物的组织培养(B)。6.动物的细胞培养与体细胞克隆(A)。7.细胞融合与单克隆抗体(B)。




1．基因工程
(1)基因工程的3种基本工具
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。
②DNA连接酶：a.E·coliDNA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：需具备的条件包括：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；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞
①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。
②动物：受精卵——显微注射技术。
③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法
①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
易错辨析
(1)限制酶≠DNA酶≠解旋酶
限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
(2)DNA连接酶≠DNA聚合酶
DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
(3)启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)；
终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。
2．细胞工程
(1)植物组织培养
①培养基的组成：大量元素、微量元素、有机物、蔗糖及植物激素、琼脂等。添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。
②若生产人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产物，则一般培养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培养到试管苗阶段。
(2)植物体细胞杂交的关键
①酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
②促融剂——常用聚乙二醇。
③杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。
④培养杂种植株的技术——植物组织培养。
⑤杂种植株培育成功的原理——离体的植物细胞具有全能性。
(3)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同
第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；
第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
(4)原代培养与传代培养的区别
区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。细胞贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常称为传代培养。
(5)克隆动物时选择受体细胞为去核卵母细胞的原因
①营养丰富；②体积大，易操作；③含有激发细胞核全能性表达的物质。

1．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来(　　)
2．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用(　　)
3．转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测(　　)
4．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(　　)
5．细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行(　　)
6．乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养(　　)
7．PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合(　　)
8．用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂(　　)
答案　1.√　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×　7.×　8.×

1．基因表达载体的构建过程中，使用两种识别序列不同的限制酶切割目的基因和质粒的目的是避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接。
2．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：卵母细胞的细胞质中含有少量的遗传物质；发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；外界环境可能引起不遗传的变异。

考点一　基因工程

1．真核生物的cDNA文库与基因组文库
文库类型
cDNA文库
基因组文库
基因中启动子和内含子
无
有
文库大小
小
大
基因多少
某种生物的部分基因
某种生物的全部基因
物种间的基因交流
可以
部分基因可以

2.PCR技术扩增
(1)原理：DNA双链复制。
(2)条件：模板DNA、引物、游离的dNTP(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)、热稳定DNA聚合酶。
(3)过程
3．限制酶的选择方法

(1)选择的限制酶的切点不能位于目的基因内部，也不能位于标记基因内部，否则会破坏目的基因或标记基因，上图中不能选择SmaⅠ。
(2)应选择切点位于目的基因两端的限制酶，同时质粒上也有其切点，如上图中可选择PstⅠ。
(3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如上图也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。
4．蛋白质工程


考向一　基因工程的基本流程分析
1．(2019·江苏，33)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题：

(1)EcoRⅤ酶切位点为，EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1为________末端。
(2)用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为____________的脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。
(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如表(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是______(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________________、________________。
菌落类型
平板类型　　　　
A
B
C
无抗生素
＋
＋
＋
氨苄青霉素
＋
＋
－
四环素
＋
－
－
氨苄青霉素＋四环素
＋
－
－

(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是________。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是____________________。

答案　(1)平　(2)胸腺嘧啶(T)　DNA连接　(3)B　A类菌落含有P0　C类菌落未转入质粒　(4)乙、丙　目的基因反向连接
解析　(1)EcoRⅤ酶切位点在酶所识别序列的中心轴线处，产生的是平末端。(2)DNA连接酶对平末端的连接效率较低，因此通常要将平末端改造成黏性末端后再进行连接。由于目的基因片段的两端各自带一个腺嘌呤脱氧核苷酸，根据碱基互补配对原则，处理后的质粒两端需要各添加一个碱基为胸腺嘧啶的脱氧核苷酸；要将处理后的质粒与目的基因连接起来，需要用DNA连接酶。(3)由于四环素抗性基因中含有EcoRⅤ酶识别的序列及切割位点，所以形成的重组质粒中四环素抗性基因已经被破坏，而氨苄青霉素抗性基因正常。根据表中结果可知，A菌落抗氨苄青霉素和四环素，说明A菌落中导入的是P0质粒；B菌落抗氨苄青霉素而不抗四环素，说明B菌落中导入的是重组质粒；C菌落既不抗氨苄青霉素，也不抗四环素，说明C菌落中没有导入质粒。(4)由于处理后的P0质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶的脱氧核苷酸，而目的基因片段的两端各自带一个腺嘌呤脱氧核苷酸，所以目的基因在和P0质粒连接时可能会出现两种情况：正向连接和反向连接。分析图2可知，理论上可以选择的引物组合有甲和丙、乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物，则无论目的基因是否正确插入，扩增的片段都是50bp＋300bp＋100bp＝450bp，不符合要求；如果选择乙和丙这对引物，正向连接和反向连接后所得结果不同，所以应选择乙和丙这对引物进行PCR鉴定。如果目的基因和P0质粒反向连接，则引物乙会出现在重组质粒的外侧，此时若加入引物甲和乙，则可以扩增出300bp＋100bp＝400bp的片段。
2．(2019·全国Ⅰ，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___________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)基因组文库　cDNA文库
(2)解旋酶　加热至90～95℃　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
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90～95℃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90～95℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。
3．(2019·甘肃张掖质检)请回答下列有关基因工程及其应用的问题：
(1)多种限制酶、__________________及逆转录酶的发现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
(2)基因工程的核心步骤是__________________________________________________；重组Ti质粒载体结构中T－DNA的作用是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)科学家设法使烟草细胞形成微创伤，受伤部位细胞产生的乙酰丁香酮可吸引农杆菌向受伤部位集中，这时农杆菌可携带某种目的基因进入烟草细胞。获得的转基因烟草细胞通过__________________________技术最终获得转基因烟草，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因的方法是__________________________。
(4)利用_______________________处理植物体细胞可得到原生质体，将目的基因导入原生质体的方法中，除题(3)所述方法外，还可采用______________________。
答案　(1)DNA连接酶　(2)构建基因表达载体　携带目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞中染色体的DNA上　(3)植物组织培养　DNA分子杂交技术　(4)纤维素酶和果胶酶　基因枪法
解析　(1)切割目的基因需要用限制酶，利用反转录法获得目的基因需要用到逆转录酶，而将目的基因与载体相连需要用到DNA连接酶。
(2)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体；重组Ti质粒载体结构中T－DNA为可转移DNA，可以携带目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞中染色体的DNA上。
(3)将获得的转基因烟草细胞最终培养成转基因烟草需要用到植物组织培养技术；检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，可以采用DNA分子杂交技术。
(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此利用纤维素酶和果胶酶处理植物体细胞可得到原生质体；将目的基因导入原生质体的方法中，除了农杆菌转化法，还有基因枪法。
考向二　基因工程的实践应用
4．(2019·江苏，16)下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是(　　)
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
答案　D
解析　A、B、C项均采用了基因工程技术，基因工程依据的原理是基因重组，且参与繁殖的细胞中均含有目的基因，故可遗传给子代，A、B、C项不符合题意；D项也采用了基因工程技术，但只有患者的淋巴细胞中含有目的基因，患者的生殖细胞中不含目的基因，故不能遗传给子代，D项符合题意。
5．(2019·广东珠海一模)α－抗胰蛋白酶可以治疗肺气肿等疾病。下图是科学家培育含人α－抗胰蛋白酶基因(mAAT)的转基因山羊的流程图，请据图回答下列相关问题：
获取mAAT基因→构建基因表达载体→显微注射导入山羊受精卵→形成胚胎→将胚胎移入受体母羊→发育成转基因山羊
(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的________。扩增过程中，该物质与DNA模板链的3′端结合，理由是______________
__________________________________。
(2)目的基因可以直接从生物体分离得到，也可以通过人工合成获取。请推测由mRNA反转录合成mAAT基因的大致过程：____________________________________________________
_____________________________________________________________(用文字和箭头表述)。
(3)构建基因表达载体的目的是_____________________________________________________
________________________。为了使mAAT基因只在山羊乳腺细胞中表达，需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺细胞中特异性表达的__________，同时还需要有标记基因，其作用是___________________________________________________________________。
(4)胚胎移植中，应选择有________________________的个体作为受体母羊，并对受体母羊进行同期发情处理。
答案　(1)引物　DNA合成只能从3′端延伸
(2)mRNADNA、RNA杂交双链→单链DNAmAAT基因
(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用　启动子　为了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)健康体质和正常繁殖能力
解析　(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的引物。由于DNA合成时只能从3′端延伸，因此扩增过程中，该物质应与DNA模板链的3′端结合。
(2)由mRNA反转录合成mAAT基因的大致过程：
mRNADNA、RNA杂交双链→单链DNAmAAT基因。
(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。启动子是转录过程中RNA聚合酶的识别位点，为了使mAAT基因只在山羊乳腺细胞中表达，需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺细胞中特异性表达的启动子；标记基因的作用是为了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)胚胎移植中，应选择有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体母羊，并对受体母羊进行同期发情处理。
6．(2019·山东烟台模拟)用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示。据图回答下列问题：

(1)①过程所需的酶是________________。在构建基因表达载体过程中，构建的重组质粒上启动子的本质和作用分别是_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)实现②过程常用PCR技术，该技术的前提是要有________________________________，以便合成引物。
(3)过程③将基因表达载体导入大肠杆菌时，首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是_____________
_______________________________________________________________________________。然后将________________________溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合，在一定温度下完成转化。
答案　(1)逆转录酶　启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段；作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录　(2)一段已知目的基因的核苷酸序列
(3)使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　重组表达载体DNA分子(或重组质粒)
解析　(1)题图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA的过程，需要逆转录酶的催化；基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等，其中启动子的本质是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是供RNA聚合酶的识别、结合以驱动目的基因的转录。(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。(3)在将目的基因导入大肠杆菌时，需要先用Ca2＋处理大肠杆菌，使得大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组质粒溶于缓冲液中与该大肠杆菌混合，在一定温度下完成转化。
考点二　细胞工程

1．细胞工程技术的原理
(1)植物组织培养：细胞的全能性。
(2)植物体细胞杂交：细胞的全能性、细胞膜的流动性。
(3)动物细胞培养：细胞的增殖。
(4)动物体细胞核移植及克隆：动物细胞核的全能性。
(5)动物细胞融合：细胞膜的流动性。
(6)单克隆抗体的制备：细胞膜的流动性、细胞的增殖。
2．植物细胞工程两大技术

(1)植物组织培养中植物激素的使用
生长素与细胞分裂素的比值
作用效果
高
促进根分化、抑制芽形成
低
促进芽分化、抑制根形成
适中
促进愈伤组织形成

(2)植物体细胞杂交
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(只考虑细胞的两两融合)：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。
②杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体。杂种植株的变异类型属于染色体变异。
3．克隆动物的培育

(1)所需技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植等。
(2)克隆动物遗传物质的来源：绝大部分来自供体细胞核，少部分来自卵母细胞的细胞质。
4．单克隆抗体的制备

(1)3种细胞的特点
①经免疫处理的B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。
②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。
③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。
(2)2次筛选的目的
①第1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为经免疫处理的B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)。
②第2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。

考向一　植物细胞工程
7．(2019·江苏，20)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①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
答案　D
解析　过程①是制备原生质体，获得的原生质体若悬浮在30%的蔗糖溶液中会导致原生质体失水皱缩甚至死亡，A项错误；过程②为再分化过程，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B项错误；过程③不需要用秋水仙素处理，愈伤组织细胞已经具备细胞壁，C项错误；原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有个体发育所需的全部遗传信息，故原生质体仍保持细胞的全能性，D项正确。
8．(2019·全国Ⅱ，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)。
答案　(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快　(2)有利于胚状体进行呼吸作用　矿质元素　糖　(3)茎尖　(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株
解析　(1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)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含目的基因的细胞愈伤组织小植株。
9．(2019·全国Ⅲ，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。
→→―→
①　　　　　②　　　　　　③
→→
　④　　　　⑤　　　　　　⑥
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③切取的组织块中要带有形成层，原因是______________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥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)步骤⑥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。
答案　(1)全能性(或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
解析　(1)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全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导组织块形成愈伤组织)和步骤⑥(诱导愈伤组织形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)植物组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
考向二　动物细胞工程
10．(2019·江苏，23)如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述正确的是(多选)(　　)

A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础
答案　ACD
解析　动物细胞融合可以用灭活的仙台病毒、聚乙二醇(PEG)、电激等进行诱导，A正确；两两融合的细胞包括：免疫B细胞与免疫B细胞的融合细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞、杂交瘤细胞，据题干信息骨髓瘤细胞在HAT筛选培养液中无法生长，因此骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞在HAT培养液中无法生长，而免疫B细胞与免疫B细胞的融合细胞和杂交瘤细胞可以在HAT培养液中生长，B错误；融合后产生的杂交瘤细胞并不是都能表达产生所需的单克隆抗体，还需要进一步筛选才能用于生产，C正确；动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性，D正确。
11．(2019·辽宁辽阳模拟)下图表示通过现代生物技术制备单克隆抗体的两种途径，其中①～⑥表示相关过程。请分析并回答下列问题：

(1)细胞A的名称是__________。与通过传统方法获得的抗体相比，通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显著优点是_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)通过过程④____________可获得V1基因。用__________技术可以获得更多的V1基因。
(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的生物活性______________(填“相同”或“不相同”)，原因是______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)除通过上述途径获得的单克隆抗体外，请再写出一种目前应用动物细胞工程技术生产的生物制品：________________________________________________________________________
______________。
答案　(1)B淋巴细胞(或浆细胞)　特异性强、灵敏度高、可大量制备　(2)反转录　PCR　(3)不相同　抗体2是大肠杆菌产生的，其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工；抗体1是杂交瘤细胞产生的，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工　(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等(写出一种即可)
解析　(1)依题意并分析图示可知：从免疫的小鼠体内分离出的细胞A是B淋巴细胞(或浆细胞)。单克隆抗体具有的显著优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
(2)过程④是以mRNA为模板获得V1基因的逆转录过程。欲获得更多的V1基因，可采用PCR技术进行扩增。
(3)大肠杆菌为原核生物，其细胞中没有内质网和高尔基体，因此大肠杆菌产生的抗体2形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工；杂交瘤细胞中有内质网和高尔基体，所以杂交瘤细胞产生的抗体1形成过程经过了内质网和高尔基体的加工。可见抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，但两者的生物活性不同。
(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等许多有重要价值的生物制品，都可以应用动物细胞工程技术来生产。
12．(2019·陕西榆林二模)人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。该传染性疾病疫苗的生产和抗体的制备流程如下图所示。请回答下列问题：

(1)完成过程①除了需要在适宜的温度条件下，还需要的物质有_________________________。
过程③构建A基因重组载体时，目的基因的尾端必须含有终止子，它的作用是____________。
(2)在给小鼠皮下注射A蛋白时，要反复注射几次的目的是_____________________________
_______________________________________。
(3)过程⑦常用的人工诱导方法除了物理方法和化学方法之外，还可采用__________________诱导细胞融合。
(4)经细胞融合得到的杂种细胞需要进行__________________才可得到杂交瘤细胞，即X。在将X进行扩大培养之前，还需要进行__________________。
(5)该实验操作过程中用到的技术有_________________________________________________
_____________________________________________________________________(写出3种)。
答案　(1)逆转录酶、四种脱氧核苷酸、ATP、模板等　使目的基因的转录停止　(2)通过二次免疫，增加小鼠体内浆细胞的数量(产生足够量的浆细胞)　(3)灭活的病毒
(4)选择性培养　抗体检测　(5)基因工程技术、动物细胞融合技术、动物细胞培养技术
解析　(1)题图中①表示反转录，需要以病毒的RNA为模板、四种脱氧核苷酸为原料，还需要逆转录酶的催化，并消耗能量(ATP)；基因表达载体中，终止子的作用是使目的基因的转录停止。(2)在给小鼠皮下注射A蛋白时，要反复注射几次，以增加小鼠体内浆细胞的数量。(3)⑦是诱导动物细胞融合的过程，常用灭活的病毒作为诱导剂，也可以用物理方法或化学方法。(4)细胞融合获得的融合细胞有三种，需要经过筛选(选择性培养)才能获得杂交瘤细胞；在对杂交瘤细胞进行扩大培养之前还需要对其进行抗体检测，以确定其为可以产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(5)据题图分析可知，该过程涉及的生物技术有基因工程技术、动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。

1．(2019·南京、盐城5月模拟)下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是(　　)
A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基中的成分不同
B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C．动物细胞培养可用于检测有毒物质，植物茎尖组织培养可获得脱毒植株
D．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞培养能得到细胞代谢产物
答案　B
解析　动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同，动物细胞培养采用的是液体培养基、植物组织培养采用的是固体培养基，A项正确；动物细胞培养需要用胰蛋白酶处理，但植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理，B项错误；动物细胞培养可以用于检测有毒物质，茎尖(几乎不含病毒)经植物组织培养可获得脱毒植株，C项正确；植物细胞具有全能性，因此烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可以在体外培养条件下无限增殖，因此小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖得到细胞代谢产物，D项正确。
2．(2019·泰州高三期末)单克隆抗体可抑制病毒对宿主细胞的侵染。下列关于单克隆抗体制备的叙述，错误的是(　　)
A．为提高单克隆抗体制备成功率，往往需要多次给实验动物注射同一种抗原
B．给实验动物注射抗原后，相应抗体检测呈阳性说明发生了体液免疫
C．单克隆抗体的制备过程中需用到DNA分子杂交技术和抗原—抗体杂交技术
D．动物体内存在很多种B细胞，每种B细胞最终只能产生一种抗体
答案　C
解析　为提高单克隆抗体制备成功率，往往需要多次给实验动物注射同一种抗原，A项正确；抗体是体液免疫产生，给实验动物注射抗原后，相应抗体检测呈阳性，说明发生了体液免疫，B项正确；基因工程中需用到DNA分子杂交技术和抗原—抗体杂交技术，C项错误；每种成熟的B细胞表面只有一种抗原受体，只能识别一种抗原，一种浆细胞只能产生一种抗体，D项正确。
3．(2019·南通等七市二次模拟)通过设计引物，运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。如图为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5′端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述正确的是(多选)(　　)

A．引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入
B．在PCR反应体系中还需要加入4种游离的脱氧核苷酸、解旋酶、Taq酶等
C．第3轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因
D．第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/2
答案　AC
4．(2019·泉州3月质检)干扰素是一类几乎能抵抗所有病毒的糖蛋白，可利用基因工程技术进行制备。请回答：
(1)利用mRNA的反转录产物可构建____________文库，进而获得干扰素目的基因，该文库不同于基因组文库的特点是__________________________________(答出两点)。
(2)将干扰素目的基因导入大肠杆菌实现转化时，首先应用____________处理大肠杆菌，使之处于____________态。大肠杆菌刚表达出的干扰素一般没有活性，原因是__________________
_______________________________________________________________________________。
(3)利用基因工程生产的干扰素在体外往往不易保存，可通过____________工程对其进行改造以延长保存时间。
答案　(1)cDNA(或部分基因)　文库较小、基因中没有启动子、基因中没有内含子、只含有某种生物的部分基因
(2)Ca2＋　感受　大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞器，不能对翻译后的蛋白质进行加工　(3)蛋白质
解析　(1)部分基因文库是利用某些生物某些细胞的mRNA反转录形成的基因构成的，只含有该生物的部分基因，故部分基因文库比较小，另外该文库是反转录形成，故基因中无启动子、终止子等序列。
(2)大肠杆菌作为受体细胞时，因其为微生物，故需要采用Ca＋处理法，让其处于感受态。又因为大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等复杂的细胞结构，无法对干扰素进行成熟加工，故其刚表达出的干扰素无生物活性。
(3)蛋白质工程可以根据人们的预期对基因进行改造，从而生产出符合人们需要的蛋白质，对于不易保存的干扰素，可以采用蛋白质工程进行改造。
5．(2019·天津，9)B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。

据图回答：
(1)B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中________(单选)。
A．含B基因的染色体缺失
B．DNA聚合酶失活
C．B基因发生基因突变
D．B基因的启动子无法启动转录
(2)从水稻体细胞或________________中提取总RNA，构建________文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能)，然后构建重组表达载体。
(3)在过程①、②转化筛选时，过程______中T－DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程________在培养基中应加入卡那霉素。
(4)获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是________(多选)。
A．将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交
B．以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交
C．以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交
D．检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光
(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明_____
___________________________________________________。
答案　(1)D　(2)精子　cDNA　(3)②　①　(4)BCD　(5)B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚
解析　(1)启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录，推测最可能的原因是卵细胞中B基因的启动子无法启动转录，D项符合题意。(2)B基因在体细胞和精子中正常表达，说明在水稻的体细胞和精子中有B基因转录而来的mRNA。从水稻体细胞或精子中提取总RNA，反转录产生多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体就叫做水稻的cDNA文库。(3)过程①是指将含有目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌，过程②是指将含有重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。为了检测含有目的基因的重组Ti质粒是否转入农杆菌，过程①需在培养基中加入卡那霉素。(4)DNA分子杂交是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为探针，将探针与基因组DNA杂交，看是否出现杂交带。将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交，不能用于筛选含目的基因的转基因植株，A项错误；B-Luc融合基因中含有水稻B基因编码蛋白的序列和Luc基因，因此，以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交可达到实验目的，B项正确；转基因植株卵细胞中的B基因能够转录出mRNA，因此以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交可达到实验目的，C项正确；Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，因此检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光，可以达到实验目的，D项正确。(5)一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，而在转基因植株中能发现由未受精的卵细胞发育形成的胚，说明B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。
6．(2019·天津南开区模拟)研究表明，HER2/neu是一种原癌基因，它表达的H蛋白在多种癌细胞特别是乳腺癌细胞中过量表达。抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为治疗乳腺癌有效的生物制剂。
(1)H蛋白在成年个体的正常组织中表达量________(填“低”或“高”)。H蛋白是一种跨膜蛋白，结构如图所示。制备免疫小鼠所需H蛋白(抗原)时，应构建________区基因，转入受体细胞表达并提纯。

(2)为扩增出大量目的基因需用到PCR技术。常规PCR技术一般包括变性、复性、延伸等步骤，复性(55～60℃)时__________________________碱基互补配对。设计引物是PCR技术的关键之一，某同学设计的两对引物如下表所示，其中引物对________(填“A”或“B”)设计不合理。
引物对A
P1　GTCCGCTAGTGGCTGTG
P2　AGCTGGCGTTTAGCCTCG
引物对B
S1　AAGCCGGGCGCGCCCGGAA
S2　TTCGGCCCGCGTTATGCGCG

(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时，需将H蛋白注射到小鼠体内，这样做的目的是使小鼠体内产生___________________________________________________________________________。
(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，也可以将__________________________结合制成“生物导弹”，杀死癌细胞。
答案　(1)低　胞外　(2)引物与模板DNA单链　B　(3)分泌抗H蛋白抗体的B淋巴细胞(或浆细胞)　(4)抗H蛋白单克隆抗体与抗癌药物
解析　(1)由题意可知，H蛋白在多种癌细胞中过量表达，因此H蛋白在成年个体的正常组织中表达量低。H蛋白为跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，其中胞外区可被免疫系统识别，故制备免疫小鼠所需H蛋白时，应构建胞外区基因。
(2)常规PCR技术一般包括变性、复性、延伸等步骤，复性(55～60℃)时，引物和模板DNA单链碱基互补配对，以便DNA子链延伸。引物对B的S1、S2存在大量可以互补配对的碱基对，可能会发生自身碱基互补配对或者S1和S2部分发生碱基互补配对，而失去与模板链结合的机会，因此其设计不合理。
(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时，H蛋白为抗原，将H蛋白注射到小鼠体内，会发生特异性免疫反应，产生特异性的浆细胞，进而产生抗H蛋白的抗体。
(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，通过抗原、抗体结合，最终清除癌细胞，也可以将抗H蛋白单克隆抗体和抗癌药物结合制成“生物导弹”，双重作用杀死癌细胞。