2021高考生物二轮复习第15讲基因工程和细胞工程课件

这是一份2021高考生物二轮复习第15讲基因工程和细胞工程课件，共57页。PPT课件主要包含了重做真题感悟考情，梳理网络强基固本，C体内基因治疗，E标记基因，F启动子，GDNA分子杂交，I抗原抗体杂交，J植物细胞的全能性，K植物组织培养，L核移植等内容，欢迎下载使用。
1.(2020山东,13)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①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程③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
答案 C　解析 由题图可知,①为去掉细胞的细胞壁获得原生质体的过程,去掉细胞壁一般用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A项正确;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,因此需要将中间偃麦草细胞的染色体断裂,故②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草细胞的染色体,B项正确;图中③为两种原生质体的融合,常用的融合手段为物理法和化学法,灭活的病毒通常用来融合动物细胞,C项错误;普通小麦不具有耐盐性状,因此筛选出的耐盐小麦中控制耐盐性状的基因来自中间偃麦草的染色体片段,D项正确。
解读 以利用体细胞杂交技术培育耐盐小麦新品种为情境,引导考生综合运用所学知识解释生产实践中遇到的实际问题,体现了考查的基础性、应用性。
2.(2020山东,14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是(　　)A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
答案 C　解析 为获得更多卵子,需要用促性腺激素处理雌性个体使其超数排卵,A项正确;刚排出的精子不能与卵子受精,必须进行获能处理即发生相应的生理变化后才能获得受精能力,因此在体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理,B项正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,一般动物胚胎在桑椹胚或囊胚阶段移植,小鼠胚胎可在更早的阶段移植,C项错误;可通过转基因技术对小鼠胚胎干细胞进行遗传改造,D项正确。
解读 以小鼠胚胎干细胞的应用为情境,综合考查胚胎工程方面的知识,体现了考查的基础性、综合性。
3.(2019江苏,23)(多选)下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(　　)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 动物细胞融合的诱导方法有物理法、化学法和病毒法(如灭活的仙台病毒),A项正确;细胞融合是随机发生的,融合后会出现免疫B细胞与免疫B细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合,其中只有免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合既能无限增殖又能在HAT筛选培养液中生长,其他两种则不能同时具备这两种条件而无法生长,B项错误;不同免疫B细胞分泌的特异性抗体不同,因此可根据抗原抗体特异性结合的原理在HAT筛选培养液中筛选出所需要的特定抗体,从而把能分泌需要特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来,C项正确;动物细胞融合是以细胞膜的流动性为基础的,D项正确。
4.(2020山东,25)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　　　　　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量的检测结果如下图所示,据图推测糯性最强的品系为　　　　,原因是　  　。 
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
解析 (1)将目的基因和质粒构建成重组载体时,需要使用的酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶,将重组载体导入受体细胞内并维持稳定表达的过程称为转化。(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,Wx基因启动子序列的改变会影响RNA聚合酶与启动子识别和结合,从而影响基因的转录过程。根据题意可知,该基因工程中编辑的是启动子序列,而启动子序列不参与编码直链淀粉的氨基酸,因此3种突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉的氨基酸序列不发生改变。(3)以细胞中的RNA为原料合成cDNA的过程需经逆转录过程,PCR技术能扩增DNA分子中特定片段的目的基因(Wx基因)的原因是引物是根据Wx基因的一段已知序列合成的,而PCR技术扩增的是处于两种引物之间的DNA序列。(4)根据图示可知,品系3的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。
解读 以通过改变水稻直链淀粉合成酶基因的表达水平来培育糯性水稻品系为情境,综合考查基因工程的原理、工具和基本操作程序,启动子的含义和功能,PCR技术的原理等知识,并引导考生运用创新性思维解释通过修改启动子培育糯性水稻品系的原理,体现了考查的基础性、综合性、应用性。
【构建网络——填一填】
A.限制酶　B.体外基因治疗
D.将目的基因导入受体细胞
H.DNA与RNA杂交
【应知应会——记一记】
1.限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序列,并在特定的位点上进行切割。2.质粒是常用的载体,它是一种小型的环状DNA分子,具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因。3.目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法。4.基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。5.目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;目的基因导入动物细胞常用显微注射技术;目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法。
6.植物组织培养需要各种营养成分和植物激素,动物细胞培养也需要各种营养成分及血清、血浆等一些天然成分。7.植物体细胞杂交可用于作物育种,动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。8.产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞,它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
【概念辨析——判一判】
1.目的基因就是指编码蛋白质的基因。(　　)2.用PCR方法扩增目的基因时需要设计两种引物。(　　)3.为培育抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。(　　)4.抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上,也未必能正常表达。(　　)5.检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。(　　)6.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是否完成表达。(　　)7.在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中,不会发生细胞的增殖。(　　)
8.用盐酸水解法可去掉细胞壁,获得原生质体。(　　)9.离体的植物细胞经脱分化形成的愈伤组织,包上人工种皮可得到人工种子。(　　)10.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(　　)11.动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。(　　)12.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(只考虑两个细胞间融合)。(　　)13.植物原生质体融合与动物细胞融合原理相同。(　　)
考向一　基因工程操作的基本工具及PCR技术 
1.(2020山东德州6月模拟)(多选)农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环,并以此环为模板进行PCR,扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列,以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法不正确的是(　　)注 子链从引物的3'端开始延伸
A.PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理B.进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和热稳定DNA聚合酶C.利用图中的引物②③组合可扩增岀两侧的未知序列D.通过与受体细胞的基因组序列比对,可确定T-DNA的插入位置
答案 BC　解析 PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理,A项正确;进行PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶),利用高温变性解开双链,不需要解旋酶,B项错误;DNA的两条链反向平行,子链从引物的3'端开始延伸,则利用图中的引物①④组合可扩增岀两侧的未知序列,C项错误;通过与受体细胞的基因组序列比对,即可确定T-DNA的插入位置,D项正确。
2.(2020山东威海4月一模)(多选)PCR是一种在生物体外迅速扩增DNA片段的技术,被广泛应用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、基因克隆等方面。下列关于PCR反应的叙述,错误的是(　　)A.PCR反应需要在一定的缓冲液中进行B.PCR反应需要的能量由ATP直接提供C.用新形成的DNA链作模板再次复制时,不需要引物D.PCR反应中每次循环均可分为变性、复性和延伸三步
答案 BC　解析 PCR反应需要在一定的缓冲液中进行,A项正确;PCR反应不需要ATP直接提供能量,B项错误;用新形成的DNA链作模板再次复制时,需要引物,C项错误;PCR反应中每次循环均可分为变性、复性和延伸三步,可以快速扩增DNA,D项正确。
考向二　基因工程在生产、科技中的应用 3.(2020山东济南5月二模)(多选)血清白蛋白对于治疗由肝炎引发的肝硬化和肝腹水等疾病具有显著疗效,之前只能从血液中提取。我国某生物科技公司利用农杆菌转化法将血清白蛋白基因导入水稻胚乳细胞,一段时间后成功提取的植物源重组人血清白蛋白,已通过临床前实验。下列说法错误的是(　　)A.利用从血液中提取的血清白蛋白治疗疾病,存在使人感染传染病的隐患B.添加糖类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳受体细胞C.构建植物源重组人血清白蛋白基因表达载体的目的是使农杆菌T-DNA中的目的基因转入受体细胞并稳定表达D.水稻胚乳细胞可以对植物源重组人血清白蛋白基因表达的初始翻译产物进行加工
答案 BC　解析 由于血液中可能存在一些导致传染病发生的病原体(如HIV),故利用从血液中提取的血清白蛋白治疗疾病,存在使人感染传染病的隐患,A项正确;添加酚类化合物有利于吸引农杆菌进入水稻胚乳受体细胞,B项错误;构建植物源重组人血清白蛋白基因表达载体的目的是使人血清白蛋白基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使人血清白蛋白基因能够表达和发挥作用,C项错误;由于水稻为真核细胞,含有复杂的细胞器,所以水稻胚乳细胞可以对植物源重组人血清白蛋白基因表达的初始翻译产物进行加工,D项正确。
4.(2020山东青岛6月二模)基因沉默是真核生物细胞基因表达调节的一种重要手段。下图甲是由双链RNA(dsRNA)介导的、由特定酶参与的特异性基因沉默现象,最终阻断基因的表达。图乙为利用基因工程反向插入目的基因来抑制目的基因表达的示意图。下列说法正确的是(　　)
A.基因沉默一定是通过mRNA的降解来实现的B.图甲中的降解过程需要解旋酶和RNA聚合酶C.反向插入目的基因和目的基因二者转录的模板相同D.mRNA1和mRNA2上的A+U占全部碱基的比例是相同的
答案 D　解析 图甲表示通过目标mRNA被降解实现基因沉默,图乙表示通过互补mRNA的形成,使目标mRNA与互补mRNA配对结合造成基因沉默,A项错误;RNA聚合酶是合成RNA所需的酶,不用在RNA降解过程中,B项错误;反向插入目的基因转录出的mRNA与目的基因转录出的mRNA互补,所以二者转录模板应该互补,并不相同,C项错误;mRNA1和mRNA2是互补mRNA,且在mRNA互补过程中,碱基A与U配对,所以两条mRNA上的A+U占全部碱基的比例是相同的,D项正确。
考向三　转基因技术的安全性 5.(2020山东菏泽4月一模)转基因生物培育成功的关键是保证目的基因在受体中的正常表达或抑制特定基因的表达。在这个过程中,根据获得的目的基因不同、采取的措施不同等,培育时选择的方法也不相同。回答下列问题。(1)利用乳腺生物反应器获得胰岛素的过程中,为保证通过反转录法获得的胰岛素基因能正常表达,在构建基因表达载体时需将获得的含目的基因的片段连接在　　　　　　　　　　之间,然后通过　　　　　　　　的方法将基因表达载体导入　　　　　　　　　　　　　　　中。 
(2)为降低耐除草剂转基因水稻通过花粉传播而引起的环境生物安全问题,一是利用转入的耐除草剂基因的位置进行控制,如　　　　　　　　　;二是将耐除草剂基因拆分为两部分,只有两部分片段同时存在才具有耐除草剂的特性,请提出可行的措施:　  　。 (3)下图中插入颠倒的转录区的目的是　　　　　　　　　　　　　,其原理可能是颠倒的转录区与转录区形成的RNA通过　　　　　　　　　　原则形成双链而无法使转录区形成的RNA与核糖体结合。 
答案 (1)(乳腺蛋白基因的)启动子和终止子　显微注射　(发育为)雌性个体的受精卵(2)将耐除草剂基因导入到叶绿体中　将拆分后的基因分别导入不同的个体,获得纯合品系1和品系2,将两者杂交获得同时具有两个片段的个体(合理即可)(3)抑制转录区基因的表达　碱基互补配对
解析 (1)在构建基因表达载体时需将获得的含目的基因的片段连接在乳腺蛋白基因的启动子和终止子之间;将目的基因转入动物细胞通常采用显微注射法,受体细胞通常是雌性个体的受精卵。(2)为降低耐除草剂转基因水稻通过花粉传播而引起的环境生物安全问题,一种方法是将耐除草剂基因导入到叶绿体中,形成的花粉就不含有目的基因;另一种方法是将耐除草剂基因拆分为两部分,只有两部分片段同时存在才具有耐除草剂的特性,可将拆分后的基因分别导入不同的个体,获得纯合品系1和品系2,将两者杂交获得同时具有两个片段的个体。(3)在启动子后插入颠倒的转录区可以抑制基因的表达;颠倒的转录区与转录区形成的RNA通过碱基互补配对的原则形成双链从而抑制翻译过程。
1.有关基因工程概念及其工具的8个易错易混点(1)限制酶是一类酶,而不是一种酶。(2)限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。(4)将一个基因从DNA分子上切割下来,需要切两处,同时产生4个末端。(5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同,同一个DNA分子用不同的限制酶切割,产生的黏性末端一般不相同。
(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外,不能破坏标记基因,以便于进行检测。(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子,能将目的基因导入受体细胞内;膜载体是蛋白质,与细胞膜的通透性有关。(8)基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。
2.有关基因工程操作过程的4个易错易混点(1)基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。(2)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,称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。(3)标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞,常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。(4)受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养培养成新个体)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌);一般不用支原体,原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞,原因是它无细胞核,不能合成蛋白质。
3.有关基因工程应用与蛋白质工程的2个易错易混点(1)基因治疗后,缺陷基因没有改变。基因治疗是把正常基因导入受体细胞中,以表达正常产物从而治疗疾病,对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。(2)对蛋白质分子进行改造,其本质是改变其基因组成。如果对蛋白质直接进行改造,即使改造成功,被改造的蛋白质分子还是无法遗传。
考向一　植物细胞工程 1.(2020山东威海4月一模)(多选)草莓是一种营养价值较高的水果,深受人们喜爱,但由于草莓是无性繁殖,感染的病毒很容易传给后代,导致产量降低,品质变差。科研人员通过热处理结合茎尖培养法,取得了较好的脱毒效果,实验结果如下表所示(S代表成活率,D代表脱毒率)。下列叙述错误的是(　　)
A.茎尖培养法运用了植物组织培养技术B.一般来说,茎尖越小,脱毒率越高C.热处理时间越长,成活率越高D.适当提高热处理温度,脱毒效果会更好
答案 CD　解析 由表格数据可知,随着根尖长度的增长,在相同处理时间下,S增大,D减小。茎尖培养法运用了植物组织培养技术,原理是植物细胞的全能性,A项正确;根据表格中的D值可知,一般来说,茎尖越小,脱毒率越高,B项正确;由表格数据可知,热处理时间越长,成活率越低,C项错误;根据表格信息,无法确定提高热处理温度之后的脱毒效果,D项错误。
2.(2020山东烟台6月模拟)细菌或病毒感染植物时会借助输导组织的导管通道、胞间连丝等结构扩散,导致其产量和品质退化。但是被感染的植株茎尖分生组织的细胞中通常不含病毒,可以利用这些部位的细胞进行组织培养,快速生产出脱毒苗。下列叙述正确的是(　　)A.植物细胞间进行物质运输和信息交流只能依靠胞间连丝B.细胞壁无选择透过性,在抵御病原体侵害方面不起作用C.植株茎尖分生组织的细胞中不含病毒的原因可能是该部位输导组织尚未发育完善且细胞间胞间连丝不发达D.生产脱毒苗的过程和培养克隆动物所依据的原理都是细胞的全能性
答案 C　解析 高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流,是细胞间进行信息交流的方式之一,A项错误;细胞壁具有全透性,在抵御病原体侵害方面有一定的作用,B项错误;植株茎尖分生组织的细胞中不含病毒的原因可能是该组织细胞间胞间连丝不发达,C项正确;细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,分生组织细胞经组织培养生产出脱毒苗过程的原理是植物细胞的全能性,但培养克隆动物所依据的原理是动物细胞核的全能性,D项错误。
考向二　动物细胞工程及应用 3.(2020山东一模)下列关于单克隆抗体制备的说法,正确的是(　　)A.将特定抗原注射到小鼠体内,可以从小鼠血清中获得单克隆抗体B.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体C.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,发生融合的细胞均为杂交瘤细胞D.筛选出杂交瘤细胞后,需利用特定抗原再次筛选分泌单克隆抗体的细胞
答案 D　解析 小鼠受到多种抗原的刺激,机体会产生多种抗体。制备单克隆抗体过程中,对杂交瘤细胞进行培养后,可在体外杂交瘤细胞的培养液中,或在体内小鼠腹腔中,获得纯化的单克隆抗体,A项错误;免疫过的B淋巴细胞高度分化,不能增殖,无法分泌单克隆抗体,B项错误;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,发生融合的细胞可能有三种,即B淋巴细胞—B淋巴细胞、B淋巴细胞—骨髓瘤、骨髓瘤—骨髓瘤,C项错误;制备单克隆抗体时,需筛选两次,第一次得到杂交瘤细胞,第二次得到既能无限增殖又能产生单一抗体的杂交瘤细胞,D项正确。
单克隆抗体制备过程中两次筛选分析第一次筛选: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B细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选: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。
4.(2020山东滨州三模)(多选)SIRT1基因被称为长寿基因,SIRT1蛋白对于延缓内皮细胞衰老,改善因衰老而引起的内皮细胞功能障碍方面具有重要作用。科学家研究白藜芦醇对人内皮细胞衰老凋亡、SIRT1基因的影响的部分实验结果如下图。其中P1~P35是指体外培养的人内皮细胞的传代次数。下列说法正确的是(　　)
A.人内皮细胞传代培养时,需使用胰蛋白酶处理贴壁生长的内皮细胞B.随传代次数增加,人内皮细胞内自由基减少,SIRT1基因相对表达水平降低C.对照组应使用等量清水处理人内皮细胞,温度等与实验组保持一致D.适当浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的内皮细胞的凋亡率
答案 AD　解析 人内皮细胞传代培养时,需使用胰蛋白酶处理贴壁生长的内皮细胞,使其分散,A项正确;细胞衰老的假说之一是自由基学说,随传代次数增加,人内皮细胞凋亡率增加,说明细胞衰老增加,即细胞内自由基增加,SIRT1基因表达水平先增加后降低,B项错误;对照组应使用等量生理盐水处理人内皮细胞,温度等与实验组保持一致,C项错误;结合图1和2可知,SIRT1基因表达水平高时,细胞凋亡率低,由图3可知,干预组的细胞内SIRT1基因表达水平升高,说明适当浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的内皮细胞的凋亡率,D项正确。
题图分析 图1表示随着细胞传代次数增加,细胞凋亡百分率增加。图2表示随着细胞传代次数增加,SIRT1基因的表达水平先是增加然后降低。图3表示在白藜芦醇的干预下,人内皮细胞中SIRT1基因的表达水平升高。
1.辨析有关植物细胞工程的3个易错易混点(1)植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。(2)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。(3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。
2.辨析有关动物细胞培养与体细胞核移植的3个易错易混点(1)植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。(2)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。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,原代培养结束,开始了传代培养。(3)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去,原因是体细胞体积相对较小,取核难度较大,另外细胞膜对核融合的障碍性较小。
3.辨析有关动物细胞融合与单克隆抗体的3个易错易混点(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但是并不破坏这些病原体的抗原结构。(2)除了受到注射的抗原的刺激,小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激,因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同的抗体,所以进行第二次筛选是非常必要的。(3)单克隆抗体制备过程中,进行了多次动物细胞培养的操作,说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
考向一　胚胎工程操作流程及应用 1.(2020山东济南4月一模)人体移植器官数量短缺是一个世界性难题。随着生物技术的发展,科学家将病人的体细胞核放入去核的卵母细胞中,让重组细胞发育为早期胚胎,利用胚胎干细胞诱导分化为特定的器官,解决了这一难题。下列叙述正确的是(　　)A.重组细胞体外培养和微生物培养都加入CO2的作用是维持培养液的pH稳定B.加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化C.诱导分化时加入激素使特定器官移植时不会发生免疫排斥反应D.特定器官细胞中的遗传物质与病人体细胞遗传物质相同
答案 B　解析 细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH,微生物培养加入CO2的作用是充当碳源,A项错误;加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化,B项正确;若要避免在器官移植时发生排斥反应,应进行自体移植,即用患者的体细胞核与去核卵细胞融合,构建重组细胞,在体外培养,形成胚胎干细胞,再在培养液中添加分化诱导因子,使其形成特定的器官,这样一般不会发生免疫排斥反应,移植器官细胞中的核遗传物质与病人体细胞核遗传物质相同,C、D两项错误。
2.(2020山东青岛4月一模)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
答案 B　解析 步骤甲、乙分别指的是核质融合、移植到代孕母体中,A项错误;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项正确;重组细胞发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞,C项错误;此过程中供体为兔子和大熊猫,重组胚胎是通过细胞核移植得到的,不是人工授精,不需要同期发情处理,D项错误。
考向二　生物工程的综合应用 3.(2020山东泰安四模)据媒体报道,《自然》子刊杂志发表了一篇最新论文,介绍了一种能够阻断新型冠状病毒感染的全人源单克隆抗体。下列叙述错误的是(　　)
A.人B细胞在超免疫缺陷鼠体内受到抗原刺激会增殖分化产生抗体B.人抗体基因克隆前需要进行多次筛选和检测C.产生的重组抗体,需要细胞膜上载体蛋白的协助才能释放到细胞外D.全人源单克隆抗体能有效降低人体的免疫排斥反应
答案 C　解析 根据图示,人B细胞在超免疫缺陷鼠体内受到抗原刺激会增殖分化产生抗体,A项正确;人抗体基因克隆前需要进行多次筛选和检测,B项正确;抗体属于分泌蛋白,是通过胞吐作用释放出细胞,不需要载体蛋白,C项错误;全人源单克隆抗体能有效降低人体的免疫排斥反应,D项正确。
4.(2020山东青岛5月模拟)单克隆抗体的应用前景广阔,下图是某科研所获取单克隆抗体的示意图。下列说法不正确的是(　　)A.PCR过程中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应B.为了便于构建基因表达载体,可在引物的5'端加上限制性酶切位点C.检测筛选的目的是筛选出能够无限增殖又能产生专一抗体的细胞D.A细胞通常是对实验动物进行特定抗原注射后获取的B淋巴细胞
答案 A　解析 PCR反应中温度的周期性改变是为了变性、复性、延伸,A项错误;在构建基因表达载体时,需要在引物的5'端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连,B项正确;检测筛选的目的是筛选出能够无限增殖又能产生专一抗体的细胞,进而制备单克隆抗体,C项正确;A细胞通常是对实验动物进行特定抗原注射后获取的B淋巴细胞,即已免疫的B淋巴细胞,能产生特异性抗体,但是不能无限繁殖,D项正确。
1.辨析体内受精和早期胚胎发育的5个易错易混点(1)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。(2)卵细胞形成过程中,减数第一次分裂在排卵前后完成,而减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成。(3)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。(4)受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。(5)精子的发生场所——睾丸的曲细精管;卵子的发生场所——卵巢;受精场所——输卵管;受精卵的发育场所——输卵管和子宫;精子发生的时间及特点——初情期后,减数第一次分裂和减数第二次分裂连续进行;卵子发生的时间及特点——胚胎性别分化以后,减数第一次分裂和减数第二次分裂不连续进行。