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1、知识点21 现代生物科技专题1.(2016天津高考T4)将携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后,与携带抗N基因、不带抗M基因的鼠细胞融合,获得的胞质杂种细胞具有M、N两种抗性。该实验证明了()A.该胞质杂种细胞具有全能性B.该胞质杂种细胞具有无限增殖能力C.抗M基因位于细胞质中D.抗N基因位于细胞核中【解题指南】解答本题需要把握两个方面:(1)题干关键词:胞质杂种细胞、去除细胞核。(2)关键知识:细胞全能性的含义、判断基因位于细胞核或细胞质的方法。【解析】选C。只有将该胞质杂种细胞培育成小鼠,才能证明该胞质杂种细胞具有全能性,A项错误;该实验没有证据表明该胞质杂种细胞能无限增殖,B项
2、错误;携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后,与不带抗M基因、携带抗N基因的鼠细胞融合,杂种细胞具有M、N两种抗性,说明细胞质中含有抗M基因,但不能确定抗N基因的位置,C项正确,D项错误。2.(2016江苏高考T9)下列有关细胞工程的叙述,正确的是()A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合B.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)明确PEG在植物细胞杂交过程中的作用。(2)理解单克隆抗体准备与核移植的原理。【解析】选D。本题主要考查植物体细胞杂
3、交与动物核移植及单克隆抗体制备技术。PEG是促细胞融合剂,不能直接诱导植物细胞融合,因为植物细胞有细胞壁,需要先将植物细胞的细胞壁去掉形成原生质体,才能诱导其融合,A项错误。制备人工种子的外植体是完整的植物细胞,不是用原生质体,B项错误。骨髓瘤细胞具有增殖能力,但不能产生抗体,C项错误。在核移植技术中,重组细胞的细胞质中的遗传物质来自去核的卵细胞,则核移植克隆的动物的线粒体DNA来自供卵母体,D项正确。3.(2016江苏高考T11)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是()A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B.诱导超数
4、排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同【解题指南】(1)题干关键词:印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物、胚胎工程技术、让家猫代孕而繁育。(2)解题思路:根据图中超数排卵和收集精液步骤甲是体外受精早期胚胎培养步骤乙是将早期胚胎移植到同期发情处理的家猫子宫中。【解析】选B。本题主要考查体外受精、早期胚胎培养与胚胎移植技术。步骤甲是指受精作用,步骤乙是指胚胎移植,A项错误。诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺细胞,B项正确。受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵,C项错误。受精过程使用的培养液
5、是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液不同,D项错误。4.(2016上海高考T27)十年前两个研究小组几乎同时发现,将四个特定基因导入处于分化终端的体细胞(如成纤维细胞等)中,可诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导型多能干细胞。这项先进技术的潜在应用前景是()A.改造和优化人类基因组结构B.突破干细胞定向分化的障碍C.解决异体组织/器官排斥难题D.克隆具有优良品质的动物个体【解析】选C。这项技术的重要意义在于使已高度分化的细胞恢复分裂能力,形成多能干细胞。A项属于基因工程的应用;B项属于理论方面的意义,不属于应用前景;该项技术不能用于产生新个体。5.(2016全国卷T40)生物选修3
6、:现代生物科技专题某一质粒载体如图所示,外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH酶切后,与用BamH酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题:(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有(答出两点即可)。而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。(2)如果用含有氨苄
7、青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是 ;并且 和的细胞也是不能区分的,其原因是。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落,还需使用含有的固体培养基。(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自。【解题指南】解答本题的关键有两点:(1)理解基因工程中载体的特点。(2)熟悉导入重组质粒的微生物的筛选方法。【解析】本题考查基因工程的相关知识。(1)质粒被选用为基因工程的载体是因为:具有一个或多个限制酶切点;具有自我复制能力;带有标记基因;对宿主细胞无害。(2)未转化的
8、和仅含环状目的基因的细胞都不能在含有氨苄青霉素的培养基上生长,故这两种不可区分。含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长,这两种也不可区分。因目的基因插入位点在四环素抗性基因上,四环素抗性基因被破坏,在获得的单个菌落中各挑取少许分别接种到含有四环素的培养基上,不能生长的为要筛选的菌落,即含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体营寄生生活,能利用宿主细胞内的原料和场所进行自身DNA的复制和蛋白质的合成。答案:(1)能自我复制、具有标记基因(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或含有
9、重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞6.(2016全国卷T40)生物选修3:现代生物科技专题下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
10、也证明了 。【解题指南】(1)关键词:核移植、性染色体的组成、遗传物质的角度。(2)解题思路:以流程图为依据,逐一分析各环节的要求、目的。【解析】(1)流程图中没有说明该哺乳动物的供体是雄性还是雌性,故性染色体组成有两种可能XX或XY。过程表示去核过程,通常做法是将培养至M期的卵母细胞利用显微操作法去除细胞核。重组细胞在体外培养至囊胚或桑椹胚时,需通过胚胎移植转入代孕母体内继续发育。(2)传代培养的细胞一般传至10代就不易培养下去了,在传到1050代时,细胞增殖就会停止,这时部分细胞的核型(遗传物质)会发生变化。故选择细胞时一般选用10代以内的细胞,以保证正常的二倍体核型(遗传物质)。(3)动
11、物性状的表现是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果,克隆动物的细胞核基因全部来自供体,而细胞质基因则来自卵母细胞,所以克隆动物与供体动物的性状会有所差异。(4)克隆动物的成功培育说明了动物高度分化的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)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性7.(2016全国卷T40)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三种限制性核酸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
12、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。【解题指南】(1)图示信息:图(a)中三种酶的识别序列,图(b)中终止子、启动子、图c中目的基因的插入位置。(2)关键知识:只有两种限制性核酸内切酶剪切时识别的序列相同时,才能被DNA连接酶连接;启动子是启动目的
13、基因转录的,终止子终止转录过程,插入二者之间的目的基因才能正常表达。【解析】本题主要考查限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用及基因表达载体的构建。(1)BamH和Sau3A的共同识别序列是GATC,二者切割形成的黏性末端相同,可以被DNA连接酶连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的前端,终止子应位于目的基因的后端,这样目的基因才能顺利地转录并完成翻译过程,即顺利表达,图中所示甲、丙均不符。(3)常见的DNA连接酶有T4DNA连接酶和EcoliDNA连接酶,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
14、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(其他合理答案亦可)(3)EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶【易错警示】(1)不能正确分析启动子和终止子的作用,对目的基因能否顺利表达判断不清。(2)书写有误,如误将“连接酶”写成“连结酶”。8.（2016海南高考T31)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】本题主要考查目的基因的获取方法、基
