資源簡(jiǎn)介

高考二輪專題綜合復(fù)習(xí)
第17講　現(xiàn)代生物科技專題
1.細(xì)讀教材,查缺補(bǔ)漏
(1)艾弗里等人通過(guò)不同類型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),不僅證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA,還證明了DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體。(教材選修3 P2科技探索之路)
(2)目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因,也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。(教材選修3 P9)
(3)用基因工程的方法,使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系一般稱為“工程菌”。(教材選修3 P21)
(4)干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白。(教材選修3 P22)
(5)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài),因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。(教材選修3 P40)
(6)2,4-D常用于植物愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng),但它趨向于抑制植物形態(tài)的發(fā)生,所以在分化培養(yǎng)基中很少利用。(教材選修3 P42拓展視野)
(7)通過(guò)顯微操作去除卵母細(xì)胞中的核,由于MⅡ期卵母細(xì)胞核的位置靠近第一極體,用微型吸管可一并吸出細(xì)胞核與第一極體。(教材選修3 P48)
(8)滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜的糖蛋白發(fā)生作用,使細(xì)胞相互凝聚,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開(kāi),細(xì)胞發(fā)生融合。(教材選修3 P52 生物技術(shù)資料卡)
(9)胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(教材選修3 P76)
(10)用特制的沖卵裝置,把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(lái)叫沖卵。(教材選修3 P77)
(11)由于ES細(xì)胞可分化為胚胎的內(nèi)胚層、中胚層和外胚層中任何一類細(xì)胞,于是可以將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過(guò)組織化學(xué)染色,了解ES細(xì)胞的分化特點(diǎn)。(教材選修3 P81)
2.規(guī)范答題訓(xùn)練
(1)啟動(dòng)子的位置和作用:　啟動(dòng)子是位于基因首端的一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,它能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA　。
(2)在培育有些轉(zhuǎn)基因植物時(shí),常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,農(nóng)桿菌的作用是　可感染植物,將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中　。
(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá),需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,原因是　目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn);目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子　(答出兩點(diǎn)即可)。
(4)與雜交育種相比,植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)勢(shì)是　克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙,獲得雜種植株　。
(5)胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物的難度　小于　(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植,其原因是　胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)全能性相對(duì)容易　。
(6)胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是　可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力　。
考點(diǎn)一　基因工程與蛋白質(zhì)工程(含PCR技術(shù)、DNA的粗提取與分離)
1.基因工程常考的3種基本工具
圖17-1
2.基因工程的操作步驟
圖17-2
3.PCR技術(shù)
原理是　DNA雙鏈復(fù)制　,前提是　要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物　,其過(guò)程如下:
4.DNA的粗提取與鑒定
基本原理 方法 目的
　DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,如下圖所示: 　溶于NaCl溶液中并稀釋 　①NaCl溶液濃度為　2 mol/L　時(shí),DNA溶解,而部分蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析生成沉淀,通過(guò)　過(guò)濾　可除去部分蛋白質(zhì)及不溶于NaCl溶液的雜質(zhì) 　②將NaCl溶液稀釋至　0.14 mol/L　時(shí),DNA析出,過(guò)濾可除去溶于NaCl溶液中的部分蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)
DNA不被蛋白酶所水解 加入嫩肉粉 　嫩肉粉中的　木瓜蛋白酶　可水解蛋白質(zhì)
DNA不溶于酒精 　加入冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的　酒精　 　DNA析出,除去溶于酒精的蛋白質(zhì)
DNA可被二苯胺試劑染成　藍(lán)色　 　加入　二苯胺試劑　,并進(jìn)行　沸水浴　 鑒定DNA
5.蛋白質(zhì)工程
圖17-3
考法一　基因工程工具及操作程序的考查
1.LacZ基因位于大腸桿菌質(zhì)粒上,其編碼產(chǎn)物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTC兩種物質(zhì)都存在時(shí),可使大腸桿菌菌落呈藍(lán)色,否則菌落呈白色。圖17-4為相關(guān)的轉(zhuǎn)基因操作示意圖,其中①②③表示有關(guān)過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
圖17-4
(1)與誘變育種相比,基因工程具有的明顯優(yōu)勢(shì)是能夠　定向　改造生物,以滿足人們的需要。轉(zhuǎn)基因技術(shù)常以大腸桿菌為操作對(duì)象,大腸桿菌作為受體細(xì)胞的特點(diǎn)是　繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、易培養(yǎng)　。
(2)①過(guò)程前后,目的基因末端發(fā)生的變化是　目的基因末端增加了一段與載體切口處相同的黏性末端片段　。
(3)②過(guò)程是構(gòu)建　基因表達(dá)載體　,該過(guò)程需要添加　DNA連接　酶。
(4)在基因工程中,轉(zhuǎn)化是指　目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程　。
(5)通過(guò)③過(guò)程篩選含有目的基因的大腸桿菌,需要在培養(yǎng)基中添加的物質(zhì)是　X-gal和IPTC　,菌落A~C中呈藍(lán)色的是　A、B　。
[解析] (1)誘變育種的原理是基因突變,具有不定向性,而基因工程的原理是基因重組,可定向改造生物體的性狀;由于大腸桿菌具有繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少以及易培養(yǎng)等特點(diǎn),在基因工程中常作為受體細(xì)胞。(2)目的基因的獲取需要限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ來(lái)切割,質(zhì)粒上只含有限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列,因此目的基因的右側(cè)無(wú)法與質(zhì)粒連接,需在目的基因的右側(cè)連接限制酶EcoRⅠ切割形成的末端,即目的基因末端增加了一段與載體切口處相同的黏性末端片段。(3)②過(guò)程是基因表達(dá)載體的構(gòu)建,是基因工程的核心。將切割的目的基因片段與質(zhì)粒相連接,需要使用DNA連接酶。(4)基因工程中轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。(5)菌落A和菌落B的LacZ基因正常,在含有X-gal和IPTG兩種物質(zhì)的培養(yǎng)基中呈藍(lán)色,而菌落C破壞了LacZ基因,不能正常表達(dá)β-半乳糖苷酶,在含X-gal和IPTG兩種物質(zhì)的培養(yǎng)基中呈白色。
2.探針是指以放射性同位素、生物素或熒光染料等進(jìn)行標(biāo)記的已知核苷酸序列的核酸片段,可用于核酸分子雜交以檢測(cè)目標(biāo)核苷酸序列是否存在。圖(一)是某實(shí)驗(yàn)小組制備的兩種探針,圖(二)是探針與目的基因雜交的示意圖。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
圖17-5
(1)核酸探針與目標(biāo)核苷酸序列間的分子雜交遵循　堿基互補(bǔ)配對(duì)原則　。設(shè)計(jì)核苷酸序列是核酸探針技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。圖(一)所示的兩種核酸探針(探針2只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理,原因是探針1　堿基序列過(guò)短　,導(dǎo)致特異性差;而探針2　自身折疊后會(huì)出現(xiàn)部分堿基互補(bǔ)配對(duì)　,會(huì)導(dǎo)致探針失效。
(2)cDNA探針是目前應(yīng)用最為廣泛的一種探針。制備cDNA探針時(shí),首先需提取、分離獲得　mRNA　作為模板,在　逆轉(zhuǎn)錄酶　的催化下合成cDNA探針。利用制備好的β-珠蛋白基因的cDNA探針與β-珠蛋白基因雜交后,出現(xiàn)了如圖(二)中甲、乙、丙、丁等所示的發(fā)夾結(jié)構(gòu),原因是此方法獲得的β-珠蛋白基因中含有　內(nèi)含子　。
(3)探針常用于基因工程的檢測(cè),例如基因工程中利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)α-抗胰蛋白酶,應(yīng)將α-抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子重組在一起,導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的　受精卵　中,再利用SRY基因(Y染色體上的性別決定基因)探針進(jìn)行檢測(cè),將檢測(cè)反應(yīng)呈　陰性　(填“陽(yáng)性”或“陰性”)的胚胎進(jìn)行移植。
[解析] (1)核酸探針是單鏈DNA分子,利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與目標(biāo)核苷酸序列進(jìn)行分子雜交。圖(一)中探針1堿基序列過(guò)短,導(dǎo)致特異性差;探針2自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效,因此這兩種探針都不合理。(2)cDNA是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成的,該過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。逆轉(zhuǎn)錄法合成的cDNA不含內(nèi)含子,而β-珠蛋白基因中含有內(nèi)含子,因此利用制備好的β-珠蛋白基因的cDNA探針與β-珠蛋白基因雜交后,出現(xiàn)了如圖(二)中甲、乙、丙、丁等所示的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。(3)利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)α-抗胰蛋白酶時(shí),應(yīng)將α-抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子重組在一起,并用顯微注射法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中,再利用SRY探針進(jìn)行檢測(cè),將檢測(cè)反應(yīng)呈陰性的(雌性)胚胎進(jìn)行移植。
【歸納提升】 限制酶、DNA酶、DNA聚合酶、解旋酶的作用區(qū)分
(1)限制酶是切割某種特定的脫氧核苷酸序列,并使兩條鏈在特定的位置斷開(kāi)。注意點(diǎn):①一般用同種限制酶切割載體和目的基因;②不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。③雙酶法(兩種限制酶切割)可以使目的基因與載體定向連接,防止目的基因和載體的自身環(huán)化以及二者反向連接。(2)DNA酶能將DNA水解為基本組成單位,即破壞磷酸二酯鍵。(3)DNA聚合酶是將基本組成單位連接成一條DNA長(zhǎng)鏈,即形成磷酸二酯鍵。(4)解旋酶是將DNA的兩條鏈間的氫鍵打開(kāi)形成兩條單鏈。
考法二　基因工程應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程的考查
3.2020年3月16日,中國(guó)科學(xué)家陳薇院士團(tuán)隊(duì)研制的重組新冠疫苗通過(guò)臨床研究注冊(cè)審評(píng),獲批進(jìn)入臨床試驗(yàn)。重組新冠疫苗的制備流程如圖17-6。回答下列問(wèn)題。
圖17-6
(1)步驟②需要　脫氧核苷酸　作為原料。步驟②需要的工具酶是　逆轉(zhuǎn)錄酶　。
(2)被用作載體的Ad5應(yīng)具有的特點(diǎn)是　能自我復(fù)制(有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因、對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害)　(答出1點(diǎn)即可)。
(3)步驟④是　基因表達(dá)載體的構(gòu)建　。
(4)重組疫苗注入志愿者體內(nèi)后,S蛋白基因指導(dǎo)合成的S蛋白作為　抗原　,刺激機(jī)體產(chǎn)生能與之相結(jié)合的抗體。
(5)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較,基因工程在原則上只能生產(chǎn)　自然界已存在　的蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)　基因修飾或基因合成　,對(duì)　現(xiàn)有蛋白質(zhì)　進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。
[解析] 圖中①表示獲取病毒RNA,②表示逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程,③表示獲取目的基因,④表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建,⑤表示目的基因的檢測(cè)和鑒定。(1)步驟②需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化,該過(guò)程的產(chǎn)物是DNA,需要脫氧核苷酸作為原料。(2)基因工程的載體應(yīng)該有能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因、對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害等特點(diǎn)。(3)步驟④是基因表達(dá)載體的構(gòu)建,這是基因工程的核心步驟。(4)S蛋白基因指導(dǎo)合成的S蛋白作為抗原,刺激機(jī)體產(chǎn)生能與之相結(jié)合的抗體,從而對(duì)抗進(jìn)入體內(nèi)的新冠病毒,起到預(yù)防的作用。(5)基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程。
4.Barnase基因是一種活性很強(qiáng)的核糖核酸酶基因,可利用該基因在腫瘤細(xì)胞中特異性表達(dá),造成腫瘤細(xì)胞的壞死。后來(lái),植物學(xué)家利用該基因獲得了轉(zhuǎn)基因雄性不育煙草。
(1)為保證Barnase基因在花粉時(shí)期特異性表達(dá),可將煙草花藥特異性TA29序列置于基因的首端,構(gòu)建雄性不育基因的表達(dá)載體,TA29是該表達(dá)載體的　啟動(dòng)子　。表達(dá)載體除TA29和Barnase基因之外,還應(yīng)包括　終止子、復(fù)制原點(diǎn)和標(biāo)記基因　。最后可通過(guò)　檢測(cè)花粉的受精能力　進(jìn)行個(gè)體水平的檢測(cè)。
(2)對(duì)Barnase基因進(jìn)行擴(kuò)增最簡(jiǎn)便的方法是　PCR　技術(shù),若該過(guò)程消耗了引物30個(gè),則進(jìn)行了　4　輪的DNA復(fù)制。
(3)后發(fā)現(xiàn)TA29-Barnase嵌合基因的表達(dá)易受環(huán)境溫度的影響,其雄性不育性狀在高溫下易恢復(fù)育性。請(qǐng)概述利用蛋白質(zhì)工程原理獲取可耐高溫的核糖核酸酶的基本途徑:　從耐高溫的功能出發(fā)→設(shè)計(jì)可耐高溫的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列　。
[解析] (1)要保證Barnase基因在花粉時(shí)期特異性表達(dá),則需調(diào)控其表達(dá)的時(shí)期與細(xì)胞,TA29序列應(yīng)是煙草花藥特異性啟動(dòng)子,可構(gòu)建表達(dá)載體,用于轉(zhuǎn)化。基因表達(dá)載體包括目的基因(Barnase基因)、啟動(dòng)子(即TA29)、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)。要在個(gè)體水平檢測(cè)轉(zhuǎn)基因雄性不育煙草是否培育成功,應(yīng)該檢測(cè)其花粉的受精能力。(2)目的基因擴(kuò)增最簡(jiǎn)便的方法是PCR技術(shù),假設(shè)DNA復(fù)制n輪,子代DNA共有2n+1條鏈,因親代DNA的兩條母鏈不需要引物,故需要引物2n+1-2=30(個(gè)),故n=4。(3)利用蛋白質(zhì)工程原理獲取可耐高溫的核糖核酸酶應(yīng)從耐高溫的功能出發(fā)→設(shè)計(jì)可耐高溫的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。
考法三　DNA粗提取與鑒定的考查
5.圖17-7為“DNA粗提取和鑒定”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作;下表是研究人員比較了不同貯藏條件對(duì)棉葉DNA純度及提取率的影響結(jié)果。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
圖17-7
不同貯藏條件 鮮葉 冷鮮3d 冷凍3d 冷凍7d 液氮7d
DNA純度 2.00 1.91 1.92 1.73 1.69
DNA提取量 210 198 347 39 126
(注:DNA純度單位:OD260/OD280值;DNA提取量單位:μg·g-1FW)
(1)棉葉細(xì)胞中含有DNA的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有　葉綠體、線粒體和細(xì)胞核　。
(2)圖中①②③三個(gè)操作圖,按照DNA粗提取操作流程的排序是　②①③　,三個(gè)步驟操作后均需進(jìn)行過(guò)濾,完成過(guò)濾之后棄去濾液的序號(hào)是　①和③　。
(3)圖中①的具體操作是　取適量蒸餾水沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩加入,并用玻璃棒沿一個(gè)方向輕輕攪拌　。
(4)用二苯胺試劑鑒定,顏色最深的是表中　冷凍3 d　處理后提取的DNA,鑒定時(shí)溶液的顏色變化是　逐漸變藍(lán)　。
[解析] (1)棉葉細(xì)胞含有DNA的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有葉綠體、線粒體和細(xì)胞核。(2)DNA粗提取的流程:先用蒸餾水使細(xì)胞吸水漲破,釋放出DNA,用2 mol/L的NaCl溶液將DNA分子溶解,過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)然后稀釋NaCl溶液的濃度,降低DNA分子溶解度,過(guò)濾除去溶液中的雜質(zhì),再將DNA分子溶解后加入冷卻的95%的酒精進(jìn)行提純,所以正確的順序是②①③。①加入蒸餾水析出DNA分子,過(guò)濾后除去濾液;②是用蒸餾水使細(xì)胞吸水漲破,過(guò)濾后收集濾液;③是加入冷卻的酒精,析出DNA分子,除去濾液,所以需要除去濾液的是①和③。(3)①是加入蒸餾水,降低NaCl的濃度,使DNA的溶解度降低,析出DNA分子,具體操作是取適量蒸餾水沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩加入,并用玻璃棒沿一個(gè)方向輕輕攪拌,直至絲狀物不再增加。(4)冷凍3 d處理提取的DNA量是最多的,因此用二苯胺試劑鑒定,顏色最深;DNA的鑒定過(guò)程中顏色變化是逐漸變藍(lán)。
考點(diǎn)二　細(xì)胞工程
1.植物組織培養(yǎng)
(1)針對(duì)三類目標(biāo)(試管苗、人工種子、細(xì)胞產(chǎn)物)的培養(yǎng)流程
圖17-8
(2)植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵
①條件:　離體　,一定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),激素(生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素),無(wú)菌等。
②培養(yǎng)基狀態(tài):固體培養(yǎng)基。
③體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因:基因的　選擇性表達(dá)　。
④植物激素的使用
生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值 作用效果
比值高 促進(jìn)　根　分化
比值低 促進(jìn)　芽　分化
比值適中 促進(jìn)愈傷組織形成
2.厘清植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的關(guān)鍵
圖17-9
(1)圖中過(guò)程①用　纖維素酶和果膠酶　處理除去細(xì)胞壁,得到的原生質(zhì)體包括　細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核　三部分。
(2)圖中過(guò)程②的原理是　細(xì)胞膜的流動(dòng)性　,其誘導(dǎo)方法有　PEG　、　電激　、離心、振動(dòng)等。
(3)原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是　雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁 　。
3.把握動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程與條件
(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程
圖17-10
①原代培養(yǎng)的特點(diǎn)包括　細(xì)胞貼壁　和　接觸抑制　。
②目前使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常是　10代以內(nèi)　的細(xì)胞,原因是　保持細(xì)胞正常的二倍體核型　。
(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊條件
①加入一定量的　抗生素　防止培養(yǎng)過(guò)程中微生物的污染,添加　物血清、血漿　等天然成分以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基缺乏的營(yíng)養(yǎng)。
②氣體環(huán)境是指　“95%空氣+5% CO2”的混合氣體　,其中空氣中的氧氣是　細(xì)胞代謝所必需的　,二氧化碳的作用是　維持培養(yǎng)液的pH　。
4.動(dòng)物體細(xì)胞核移植
圖17-11
(1)核移植技術(shù)的原理是　動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性　。未受精卵細(xì)胞作為細(xì)胞核移植受體細(xì)胞的理由:營(yíng)養(yǎng)豐富、體積大,易操作、　含有刺激已分化的細(xì)胞核恢復(fù)分裂能力的物質(zhì)　。
(2)D新個(gè)體的性別與　B動(dòng)物　相同,D新個(gè)體的絕大多數(shù)性狀與　B動(dòng)物　相同。
5.厘清單克隆抗體制備的過(guò)程
圖17-12
(1)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是　既能分泌專一的抗體又能大量增殖　,單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是　特異性強(qiáng)、靈敏度高,并可大量制備　。
(2)第一次篩選:利用特定　選擇培養(yǎng)基　篩選,獲得　雜交瘤細(xì)胞　;第二次篩選:先　克隆化培養(yǎng)　,再進(jìn)行　抗體檢測(cè)　來(lái)篩選,獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。
(3)體內(nèi)培養(yǎng)從小鼠　腹水　中提取單克隆抗體,體外培養(yǎng)從　細(xì)胞培養(yǎng)液　中提取單克隆抗體。
考法一　植物細(xì)胞工程及其應(yīng)用的考查
1.如圖17-13為煙草植物組織培養(yǎng)過(guò)程的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答以下問(wèn)題:
圖17-13
(1)植物組織培養(yǎng)的全過(guò)程證明了　分化的植物細(xì)胞,仍具有形成完整植株所需要的全部遺傳信息　。
(2)煙草組織培養(yǎng)常用的一種培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基,配制好的MS培養(yǎng)基中常常需要添加的植物激素有　生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素　。用于過(guò)程②的培養(yǎng)基不適用于過(guò)程③,原因是　培養(yǎng)基中植物激素(或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑)的用量比值不同　。
(3)接種之前,過(guò)程①獲取的根組織塊應(yīng)進(jìn)行　消毒　處理。
(4)過(guò)程②是脫分化,脫分化是指　已經(jīng)分化的細(xì)胞,經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只?xì)胞　的過(guò)程。愈傷組織形成后需要定期地將它們分成小塊接種到新培養(yǎng)基上以保證其長(zhǎng)期旺盛地生長(zhǎng)。否則其會(huì)停止生長(zhǎng)甚至老化變黑死亡。推測(cè)這樣做的原因有　培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)不足;有毒(有害)代謝產(chǎn)物大量積累　(寫(xiě)兩點(diǎn))。
(5)若要獲得人工種子,需要利用圖中過(guò)程　③　所得產(chǎn)物作為材料,用人工種皮包裹。若某次實(shí)驗(yàn)并不進(jìn)行過(guò)程⑤,而是對(duì)圖中愈傷組織進(jìn)行過(guò)程④獲取分散的X細(xì)胞,并在液體培養(yǎng)基懸浮培養(yǎng),則本次實(shí)驗(yàn)的目的最可能是　獲取煙草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物　。
[解析] (1)植物組織培養(yǎng)的基本原理是細(xì)胞的全能性,該過(guò)程證明了已分化的植物細(xì)胞仍具有形成完整植株所需要的全部遺傳信息。(2)配制好的MS培養(yǎng)基中常常需要添加植物激素,主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。而生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值高時(shí),有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時(shí),有利于芽的分化、抑制根的形成;比值適中時(shí),促進(jìn)愈傷組織的形成,故用于培養(yǎng)愈傷組織的培養(yǎng)基不適用于培養(yǎng)胚狀體。(3)為保證無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境,接種之前應(yīng)對(duì)外植體進(jìn)行消毒。(4)脫分化就是已經(jīng)分化的細(xì)胞,經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只?xì)胞的過(guò)程。愈傷組織形成后,隨時(shí)間延長(zhǎng),培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷被消耗,同時(shí)有害代謝產(chǎn)物積累,若要使愈傷組織繼續(xù)旺盛生長(zhǎng)需要定期更換培養(yǎng)基。(5)人工種子是指以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體(過(guò)程③)、不定芽、頂芽和腋芽為材料,經(jīng)過(guò)人工薄膜包裝得到的種子。當(dāng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖谦@取細(xì)胞代謝產(chǎn)物時(shí),通常不需要進(jìn)行植物組織培養(yǎng)的全過(guò)程,只需培養(yǎng)到愈傷組織階段。
2.現(xiàn)代科技的發(fā)展加快了作物育種的進(jìn)程,利用高新技術(shù)可以培育出以前不可能培育出來(lái)的雜交作物新品種。圖17-14表示植物體細(xì)胞雜交過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答:
圖17-14
(1)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)依據(jù)的原理是　細(xì)胞膜的流動(dòng)性　和　植物細(xì)胞的全能性　。
(2)植物體細(xì)胞雜交的第①步是去掉細(xì)胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體。目前此步驟最常用的方法是酶解法,也就是在溫和的條件下用　纖維素酶、果膠酶　(填兩種酶)分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。
(3)②過(guò)程的發(fā)生,必須進(jìn)行人工誘導(dǎo)。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的化學(xué)方法一般是用　聚乙二醇　作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)細(xì)胞融合。
(4)④⑤過(guò)程為　脫分化　和　再分化　的過(guò)程。可通過(guò)控制培養(yǎng)基中　生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素　(填兩種激素名稱)的含量與比例影響⑤過(guò)程的結(jié)果。
(5)植物體細(xì)胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,其突出的優(yōu)點(diǎn)是　可克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙　。
[解析] (1)原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B融合依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性,雜種細(xì)胞可發(fā)育為雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。(2)細(xì)胞壁的成分是纖維素和果膠,可在溫和的條件下用纖維素酶和果膠酶分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。(3)人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的化學(xué)方法一般是用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)細(xì)胞融合。(4)④⑤過(guò)程為脫分化和再分化的過(guò)程。可通過(guò)控制培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素的含量與比例影響⑤過(guò)程的結(jié)果,細(xì)胞分裂素含量較多時(shí)利于生芽,生長(zhǎng)素較多時(shí)利于生根,二者比例適中有利于愈傷組織的形成。(5)植物體細(xì)胞雜交可克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。
【歸納總結(jié)】 植物細(xì)胞工程的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
(1)脫分化階段不需要給予光照,再分化階段需要給予光照,以利于葉綠素的形成。
(2)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí),有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織階段,從愈傷組織中獲取產(chǎn)物,利用的是細(xì)胞增殖原理。
(3)雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志:新細(xì)胞壁的生成。
(4)植物體細(xì)胞雜交形成的雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和,雜種植株屬于異源多倍體。
考法二　動(dòng)物細(xì)胞工程及其應(yīng)用的考查
3.圖17-15表示通過(guò)核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程。
圖17-15
回答下列問(wèn)題:
(1)從供體某一部位取體細(xì)胞后要進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),在培養(yǎng)時(shí),通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清,其原因是　血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)　。還要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的　抗生素　,防止培養(yǎng)過(guò)程中的污染。經(jīng)過(guò)多次傳代后,供體細(xì)胞中　遺傳物質(zhì)　的穩(wěn)定性會(huì)降低,因此選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。
(2)過(guò)程①表示去除細(xì)胞核,目前普遍使用的去核方法是　顯微操作去核法　。還有人采用其他方法,如梯度離心、紫外光短時(shí)間照射、化學(xué)物質(zhì)處理等。這些方法是在沒(méi)有刺破透明帶和卵母細(xì)胞質(zhì)膜的情況下,去除細(xì)胞核或　使卵細(xì)胞核DNA變性　,從而達(dá)到去核目的。動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,原因是　體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難　。
(3)過(guò)程②代表的是胚胎移植,早期胚胎一般發(fā)育到　桑椹胚或囊胚　階段進(jìn)行移植。胚胎移植前可以取　滋養(yǎng)層　細(xì)胞進(jìn)行胚胎性別鑒定,目前最有應(yīng)用前景的方法是SRY-PCR法。
[解析] (1)在使用合成培養(yǎng)基時(shí),通常還需加入血清、血漿等一些天然成分,用于補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,可防止培養(yǎng)過(guò)程中的污染。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),多次傳代后,供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性會(huì)降低,故選材時(shí)通常選擇10代以內(nèi)的細(xì)胞。(2)核移植時(shí)通過(guò)顯微操作去核法去除卵母細(xì)胞中的核。梯度離心、紫外光短時(shí)間照射、化學(xué)物質(zhì)處理等方法去除細(xì)胞核,都是在沒(méi)有刺破透明帶或卵母細(xì)胞質(zhì)膜的情況下去除細(xì)胞核或使卵細(xì)胞核DNA變性,從而達(dá)到去核的目的。由于動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)其全能性相對(duì)容易,而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難,因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度要明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(3)早期胚胎一般發(fā)育至桑椹胚或囊胚階段向受體移植或冷凍保存。取囊胚中滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定,這樣不會(huì)破壞胚胎。
4.科學(xué)家將細(xì)胞毒素與能特異性識(shí)別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合,制成了抗體藥物偶聯(lián)物(ADC),實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷,機(jī)理見(jiàn)如圖17-16,回答下列問(wèn)題:
圖17-16
(1)制備單克隆抗體時(shí),獲得的經(jīng)選擇性培養(yǎng)成功的雜交瘤細(xì)胞需進(jìn)行　克隆化培養(yǎng)　和抗體檢測(cè),抗體檢測(cè)的原理是　抗體與抗原特異性結(jié)合　。
(2)ADC中,單克隆抗體的作用是　與腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合,將物質(zhì)C帶到腫瘤細(xì)胞　。除細(xì)胞毒素外,圖中的物質(zhì)C還可以是　放射性同位素　、化學(xué)藥物等。
(3)圖中細(xì)胞A為　腫瘤細(xì)胞　,結(jié)構(gòu)B為一種細(xì)胞器,在細(xì)胞A中的作用是　水解抗體,釋放出物質(zhì)C　。
(4)除ADC外,單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用還有　作為診斷試劑;單獨(dú)使用治療疾病　(答出兩點(diǎn)即可)。
[解析] (1)單克隆抗體制備過(guò)程中,在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜交瘤細(xì)胞,該雜交瘤細(xì)胞需要既能大量增殖又能產(chǎn)生專一性抗體,故需對(duì)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),抗體檢測(cè)的原理是抗體能特異性識(shí)別并結(jié)合抗原。(2)由圖可知,單克隆抗體可與腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合,使ADC具有導(dǎo)向作用,能將物質(zhì)C定向帶到腫瘤細(xì)胞所在位置。除細(xì)胞毒素外,圖中的物質(zhì)C還可以是放射性同位素、化學(xué)藥物等。(3)由圖可知細(xì)胞A被抗體識(shí)別并結(jié)合,所以細(xì)胞A是腫瘤細(xì)胞,B是溶酶體,其在細(xì)胞A中的作用是水解抗體,釋放出物質(zhì)C。(4)除ADC外,單克隆抗體還有其他應(yīng)用,如作為診斷試劑,準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)易、快速的特點(diǎn);單克隆抗體還可以單獨(dú)用于治療疾病。
【題后歸納】 單克隆抗體制備過(guò)程中兩次篩選的方法及目的
項(xiàng)目 第一次篩選 第二次篩選
篩選原因 　誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,另外還有未融合的細(xì)胞 　由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞
篩選方法 　用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長(zhǎng) 　用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開(kāi)始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群
考點(diǎn)三　胚胎工程、生態(tài)工程(含生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題)
1.受精作用和早期胚胎發(fā)育過(guò)程
(1)受精條件:精子須經(jīng)過(guò)①　獲能　處理,對(duì)于嚙齒類動(dòng)物的精子,一般采用　培養(yǎng)　法。卵母細(xì)胞須發(fā)育至　MⅡ中期　才能參與受精過(guò)程。
(2)受精過(guò)程:首先發(fā)生　頂體反應(yīng)　釋放頂體酶,然后發(fā)生　透明帶反應(yīng)　和　卵細(xì)胞膜反應(yīng)　阻止多精入卵。
(3)早期胚胎發(fā)育過(guò)程:③④過(guò)程的分裂方式是　有絲分裂　。細(xì)胞開(kāi)始發(fā)生分化的時(shí)期是　囊胚期　,該時(shí)期分化形成　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　和　滋養(yǎng)層　。
(4)早期胚胎培養(yǎng):發(fā)育培養(yǎng)液中的“兩素”“兩酸”分別指　維生素、激素　,　氨基酸、核苷酸　。
2.胚胎工程流程圖
圖17-17
(1)胚胎移植
①兩次使用激素:第一次常用　孕激素　對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理;第二次用　促性腺激素　對(duì)供體做超數(shù)排卵處理。
②兩次檢查:第一次對(duì)　收集的胚胎　進(jìn)行檢查;第二次對(duì)受體母畜　是否妊娠　進(jìn)行檢查。
(2)胚胎分割:對(duì)囊胚的　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　要進(jìn)行均等分割,以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育;取囊胚的　滋養(yǎng)層　做DNA分析性別鑒定。
(3)胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上具有　體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯　的特點(diǎn),功能上具有　發(fā)育的全能性　。胚胎干細(xì)胞在　飼養(yǎng)層細(xì)胞　上,或在添加　抑制因子　的培養(yǎng)液中,可以只增殖不分化,在培養(yǎng)液中添加　分化誘導(dǎo)因子　可以誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化。
3.生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題
試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn)
圖17-18
①設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多的步驟是　遺傳學(xué)診斷　,其中解決不孕夫婦生育問(wèn)題的是　試管嬰兒　技術(shù),治療白血病的是　設(shè)計(jì)試管嬰兒　技術(shù)。
②兩者都是　體外　受精,并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng),都要經(jīng)過(guò)　胚胎移植　。
4.明確生態(tài)工程基本原理的判斷方法
(1)強(qiáng)調(diào)物質(zhì)循環(huán)、廢物利用、減輕環(huán)境污染→　物質(zhì)循環(huán)再生　原理。
(2)體現(xiàn)物種多,營(yíng)養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜→　物種多樣性　原理。
(3)強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,涉及環(huán)境承載力→　協(xié)調(diào)與平衡　原理。
(4)涉及自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì);指整個(gè)系統(tǒng),如林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)→　整體性　原理。
(5)涉及結(jié)構(gòu)、功能,分布式、集中式、環(huán)式→　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能　原理(系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理)。
(6)涉及系統(tǒng)組分的比例關(guān)系、總體功能大于各部分之和,指系統(tǒng)內(nèi)部,如互利共生→　系統(tǒng)整體性　原理(系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理)。
5.根據(jù)實(shí)例,確定生態(tài)工程的原理
(1)無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)——遵循　物質(zhì)循環(huán)再生　原理。
(2)在人工林中增加植被層次——遵循　物種多樣性　原理。
(3)太湖水體富營(yíng)養(yǎng)化引起大面積水華——違反　協(xié)調(diào)與平衡　原理。
(4)前面造林,后面砍樹(shù)——違反　整體性　原理。
(5)草原確定合理載畜量,不能過(guò)度放牧——遵循　協(xié)調(diào)與平衡　原理。
(6)單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低,易暴發(fā)蟲(chóng)害——　物種多樣性　原理。
考法一　胚胎工程技術(shù)及應(yīng)用
1.北方白犀牛曾經(jīng)廣泛分布于非洲中部等地,但由于猖獗的盜獵和自然棲息地的喪失。它們的數(shù)量不斷減少。2018年3月,世界上最后一頭雄性北方白犀牛去世,該物種僅剩下兩頭雌性;在此之前,研究人員設(shè)法保存了北方白犀牛的精子。結(jié)合相關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題:
(1)為了快速繁殖北方白犀牛,可采用　體外受精　技術(shù)手段。具體的步驟是首先對(duì)這兩頭雌性白犀牛注射促性腺激素進(jìn)行　超數(shù)排卵　處理,以獲得更多的卵母細(xì)胞。第二步,獲得的卵母細(xì)胞培養(yǎng)到一定時(shí)期后與經(jīng)過(guò)　獲能　的白犀牛的精子在體外的受精液中完成受精,形成受精卵。
(2)將受精卵培養(yǎng)在營(yíng)養(yǎng)全面、溫度適宜、pH和滲透壓正常的培養(yǎng)液中,培養(yǎng)過(guò)程中需要　無(wú)菌、無(wú)毒　的環(huán)境和氣體環(huán)境;把受精卵一般培養(yǎng)到　桑椹胚或囊胚　期,然后移植到　同種的、生理狀態(tài)　相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,這樣繁殖的牛就是試管牛。
(3)若北方白犀牛的精子沒(méi)有保存,為了繁衍該白犀牛可采用　體細(xì)胞核移植　技術(shù)手段,具體的操作流程是從雌性白犀牛體內(nèi)取出體細(xì)胞在體外進(jìn)行培養(yǎng),再取出卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)到MⅡ期通過(guò)顯微操作去核,將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞,通過(guò)　電刺激　法使兩細(xì)胞融合,讓細(xì)胞核進(jìn)入卵母細(xì)胞,形成重組胚胎,該胚胎具有發(fā)育成　完整個(gè)體　的能力,該胚胎通過(guò)胚胎移植技術(shù)培養(yǎng)出的牛叫克隆牛。
(4)試管牛和克隆牛的最本質(zhì)的區(qū)別是　“試管牛”的培育為有性生殖,“克隆牛”的培育為無(wú)性生殖　。
[解析] (1)體外受精技術(shù)可用于快速繁殖動(dòng)物。操作步驟是對(duì)雌性白犀牛注射促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理;獲得的卵母細(xì)胞培養(yǎng)到一定時(shí)期(MⅡ期)后,與經(jīng)過(guò)獲能處理的白犀牛的精子在體外的受精液中完成受精,形成受精卵。(2)培養(yǎng)受精卵需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境和氣體環(huán)境。一般培育到桑椹胚或囊胚時(shí),移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,這樣繁殖的牛就是試管牛。(3)若北方白犀牛的精子沒(méi)有保存,為了繁衍該白犀牛可采用體細(xì)胞核移植技術(shù);通過(guò)電刺激使供體細(xì)胞和去核的卵母細(xì)胞融合,讓細(xì)胞核進(jìn)入卵母細(xì)胞,形成重組胚胎,該胚具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。(4)“試管牛”的培育采用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù),屬于有性生殖,而“克隆牛”的培養(yǎng)采用了核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù),屬于無(wú)性生殖。
2.日本明治大學(xué)和京都府立大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù),開(kāi)發(fā)出一種在豬體內(nèi)生長(zhǎng)的可為人類提供移植器官的方法。研究人員首先從胰腺病患者身上提取誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPSC),然后將干細(xì)胞注入豬胚胎中。這種胚胎經(jīng)過(guò)基因改造,不具備長(zhǎng)出胰腺的能力,因而在豬身上騰出了一個(gè)空間,可供人體器官在豬胚胎內(nèi)生長(zhǎng)。在母豬分娩之前,研究人員將子宮移走,帶到無(wú)病原體房間將豬仔取出,并用無(wú)菌人造牛奶飼養(yǎng)1個(gè)月,之后這些豬仔就可以進(jìn)行器官移植了。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPSC)具有與胚胎干細(xì)胞類似的功能,可以發(fā)育成人體的各種組織和器官。人體內(nèi)有許多的多能干細(xì)胞,如乳腺中的多能干細(xì)胞、胰腺中的多能干細(xì)胞及骨髓、外周血、臍帶血中的造血干細(xì)胞等,最容易獲取的多能干細(xì)胞是　造血干細(xì)胞　。
(2)該類用于器官移植的豬的培養(yǎng)過(guò)程中,必須要經(jīng)歷　體外受精　、早期胚胎培養(yǎng)和　胚胎移植　。之所以能培養(yǎng)出長(zhǎng)有人體器官的豬,可見(jiàn)豬與人的　排異　反應(yīng)較小;將從該豬身上摘下的胰腺移植到患者體內(nèi),　幾乎沒(méi)有　(填“一定有”“一定沒(méi)有”或“幾乎沒(méi)有” )免疫排斥現(xiàn)象。
(3)這種豬的后代是否也會(huì)產(chǎn)生人體器官 　不會(huì)　。
(4)為了多獲得這種基因改造過(guò)的胚胎,可以采用　胚胎分割　的方法,當(dāng)處理對(duì)象為囊胚時(shí)操作要點(diǎn)是　將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割　。
[解析] (1)人體內(nèi)有許多的多能干細(xì)胞,最容易獲取的多能干細(xì)胞是造血干細(xì)胞。(2)該類用于器官移植的豬的培養(yǎng)過(guò)程中,必須要經(jīng)歷體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。豬體內(nèi)能培養(yǎng)出人體器官,說(shuō)明豬與人的排異反應(yīng)較小。故將從該豬身上摘下的胰腺移植到患者體內(nèi),幾乎沒(méi)有免疫排斥現(xiàn)象。(3)由于是將人的干細(xì)胞注入豬胚胎,進(jìn)而分化出人的器官,而豬的遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變,因此這種豬的后代不會(huì)產(chǎn)生人體器官。(4)為了多獲得這種基因改造過(guò)的胚胎,可以采用胚胎分割的方法,對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。
【易錯(cuò)警示】 胚胎工程易錯(cuò)點(diǎn)
1.精子獲能是指精子獲得受精“能力”,而不是獲得能量。
2.受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志,受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體;而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。
3.不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同,牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段,小鼠、家兔在桑椹胚階段前進(jìn)行移植。
4.滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層,滋養(yǎng)層是囊胚時(shí)期沿透明帶內(nèi)壁排列的個(gè)體較小的細(xì)胞,滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤;飼養(yǎng)層細(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞,在干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),可作為提供干細(xì)胞分裂、增殖的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。
考法二　生物技術(shù)的安全性及倫理問(wèn)題
3.請(qǐng)回答下列有關(guān)基因工程和生物技術(shù)安全性的問(wèn)題:
(1)霍拉納用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了尼倫伯格提出的遺傳密碼的存在,不僅使人們認(rèn)識(shí)到自然界中幾乎所有生物共用一套　遺傳密碼　,而且為基因的分離和合成等提供了理論依據(jù)。錢嘉韻是第一個(gè)報(bào)道分離耐高溫DNA聚合酶工作的人,該酶的發(fā)現(xiàn)為基因工程中　PCR　技術(shù)的發(fā)明提供了前提條件。
(2)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因,可以采用DNA分子雜交技術(shù),即將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來(lái),在含有目的基因的DNA片段上用　放射性同位素　等作標(biāo)記,以此作為探針,使探針與基因組DNA雜交,如果顯示出　雜交帶　,就表明目的基因已插入受體的染色體DNA中。
(3)目前科學(xué)家已在牛和山羊等動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。在用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥用蛋白時(shí),需要先將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的　啟動(dòng)子　等調(diào)控組件重組在一起,通過(guò)　顯微注射　法,導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中。
(4)部分公眾認(rèn)為轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能會(huì)對(duì)生物多樣性構(gòu)成威脅,根據(jù)所學(xué)的生物學(xué)知識(shí),列舉兩個(gè)理由,減輕或消除他們的擔(dān)憂:　轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物與其他種類的植物存在生殖隔離,很難與其他植物發(fā)生雜交;許多農(nóng)作物的花粉傳播距離有限、花粉存活時(shí)間有限　。
[解析] (1)自然界中幾乎所有生物共用一套遺傳密碼,耐高溫DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)為基因工程中PCR技術(shù)的發(fā)明提供了前提條件。(2)DNA分子雜交技術(shù),即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作標(biāo)記,以此作為探針,使探針與基因組DNA雜交,如果顯示出雜交帶,就表明目的基因已插入受體的染色體DNA中。(3)在用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥用蛋白時(shí),需要先將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,使藥用蛋白基因可以和乳腺蛋白基因一起表達(dá)。目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞一般采用顯微注射法。(4)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對(duì)生物多樣性構(gòu)成威脅的可能性較小,原因:轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物與其他種類的植物存在生殖隔離,很難與其他植物發(fā)生雜交;許多農(nóng)作物的花粉傳播距離有限;花粉存活時(shí)間有限等。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考法三　生態(tài)工程原理及應(yīng)用的考查
4.習(xí)近平同志曾說(shuō)過(guò)“綠水青山就是金山銀山”,建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的關(guān)鍵是構(gòu)建和諧社會(huì),發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),走可持續(xù)發(fā)展之路。圖17-19為某地一生態(tài)工程建設(shè)模式圖,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題:
圖17-19
(1)生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過(guò)實(shí)行　“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”　的原則,使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物,能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化。生態(tài)經(jīng)濟(jì)的原則主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的　物質(zhì)循環(huán)再生　原理。
(2)該生態(tài)工程模式的最大優(yōu)點(diǎn)是　實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用,對(duì)物質(zhì)的循環(huán)利用,減少環(huán)境污染　。該生態(tài)工程種植不同的農(nóng)作物、果樹(shù)、苗木,飼養(yǎng)牛、豬、雞等多種畜禽,這體現(xiàn)了生態(tài)工程的　物種多樣性或(整體性)　原理。
(3)該生態(tài)工程中,處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物除雞、奶牛、魚(yú)外還有　豬、人　,該生態(tài)工程建設(shè)中,魚(yú)塘中每一種魚(yú)苗的投放量都不宜超過(guò)其　環(huán)境容納量或(K值)　。
[解析] (1)生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過(guò)實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則,使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物,能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)
系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化,因此主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。(2)該生態(tài)工程(沼氣工程)的最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用,對(duì)物質(zhì)的循環(huán)利用,減少環(huán)境污染。該生態(tài)工程種植不同的農(nóng)作物、果樹(shù)、苗木,飼養(yǎng)牛、豬、雞等多種畜禽,這體現(xiàn)了生態(tài)工程的物種多樣性(或整體性)原理。(3)該生態(tài)工程中,處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物為初級(jí)消費(fèi)者,除雞、奶牛、魚(yú)外還有豬、人。該生態(tài)工程建設(shè)中,魚(yú)塘中每一種魚(yú)苗的投放量都不宜超過(guò)其環(huán)境容納量(K值)。
5.溫室是按照動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育所要求的最佳環(huán)境,進(jìn)行動(dòng)植物養(yǎng)殖種植的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)施,節(jié)能效果顯著。黑龍江某農(nóng)戶創(chuàng)建了如圖17-20所示的冬季生態(tài)型種植養(yǎng)殖模式。
圖17-20
(1)該農(nóng)業(yè)模式主要運(yùn)用的生態(tài)工程原理有　物質(zhì)循環(huán)再生原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理、整體性原理　(答出兩個(gè)即可)等。
(2)秸桿除了作飼料外,還可與牛糞混合堆放進(jìn)行發(fā)酵,使之腐熟可以有效提高土壤肥效,有利于蔬菜生長(zhǎng),原因是　腐熟過(guò)程中微生物將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物,供植物吸收利用　。
(3)在牛的品系、飼料品種和用量不變的條件下,在冬季采用這種養(yǎng)殖模式,牛的生長(zhǎng)速率明顯　提高　(填“提高”或“降低”),主要原因是牛棚內(nèi)溫度較高,相較于室外養(yǎng)殖　牛用于維持體溫消耗的能量較少　。
(4)從生態(tài)系統(tǒng)主要功能的角度分析,這種種植養(yǎng)殖模式較好地實(shí)現(xiàn)了　物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的高效利用　。
[解析] (1)該農(nóng)業(yè)模式主要運(yùn)用的生態(tài)工程原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理以及協(xié)調(diào)與平衡原理等。(2)秸稈除了作為牛的飼料外,還可與牛糞混合進(jìn)行發(fā)酵,該過(guò)程中在分解者的作用下,有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物,供植物吸收利用,可以提高蔬菜產(chǎn)量。(3)在冬季采用這種養(yǎng)殖模式,因生物細(xì)胞呼吸產(chǎn)熱使牛棚內(nèi)溫度較高,故牛維持體溫消耗能量少,用于生長(zhǎng)、發(fā)育的能量較多,生長(zhǎng)速率顯著提高。(4)生態(tài)系統(tǒng)的功能包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞,而冬季生態(tài)型養(yǎng)殖模式可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的高效利用。
1.[2021·全國(guó)乙卷] 用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺體特性,創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過(guò)程中需要使用多種工具酶,其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)如圖所示。
回答下列問(wèn)題:
(1)常用的DNA連接酶有E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶。圖中　EcoRⅠ、PstⅠ　酶切割后的DNA片段可以用E·coli DNA連接酶連接。圖中　EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、 EcoRⅤ　酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA連接酶連接。
(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是　磷酸二酯鍵　。
(3)DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征。 如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn),可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能　自主復(fù)制　;質(zhì)粒DNA分子上有　限制酶切割位點(diǎn)　, 便于外源DNA插入;質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因),利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞,方法是　將受體細(xì)胞培養(yǎng)在含有抗生素的培養(yǎng)基中,根據(jù)受體細(xì)胞所含抗性基因的種類及功能,篩選出含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞　。
(4)表達(dá)載體含有啟動(dòng)子,啟動(dòng)子是指　DNA分子上能結(jié)合RNA聚合酶并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特定序列　。
[解析] (1)E·coli DNA連接酶只能連接黏性末端即圖中EcoRⅠ和PstⅠ切割產(chǎn)生的黏性末端,T4 DNA連接酶既可以連接黏性末端也可以連接平末端。(2)DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。(3)質(zhì)粒作為目的基因的載體應(yīng)具有如下特征:有復(fù)制原點(diǎn)——保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能復(fù)制并遺傳;有限制酶切割位點(diǎn)——便于外源DNA插入;有標(biāo)記基因——便于借助該基因的功能篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞,方法是將受體細(xì)胞培養(yǎng)在含有抗生素的培養(yǎng)基中,根據(jù)受體細(xì)胞含有該抗性基因的特性,篩選出含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。(4)啟動(dòng)子是指DNA分子上能結(jié)合RNA聚合酶并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程的特定序列。
2.[2020·全國(guó)卷Ⅰ] 為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程。
圖17-21
回答下列問(wèn)題:
(1)上述實(shí)驗(yàn)前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是　誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞　。
(2)寫(xiě)出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實(shí)驗(yàn)步驟:　取小鼠甲脾臟剪碎,用胰蛋白酶處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞,加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液　。
(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞,需要進(jìn)行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于　選擇培養(yǎng)基　,使用該培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是　只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存　。圖中篩選2含多次篩選,篩選所依據(jù)的基本原理是　抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性　。
(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖,可采用的方法有　將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖;將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)　(答出2點(diǎn)即可)。
[解析] (1)給小鼠甲注射病毒A可以引起小鼠發(fā)生免疫反應(yīng),產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞,已免疫的B淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合可形成雜交瘤細(xì)胞。(2)制備單細(xì)胞懸液時(shí),先取小鼠甲的脾臟,用剪刀剪碎,再用胰蛋白酶處理一段時(shí)間,這樣組織就會(huì)分散成單個(gè)細(xì)胞,然后加入培養(yǎng)液將分散的細(xì)胞制成單細(xì)胞懸液。(3)制備抗病毒A的單克隆抗體的過(guò)程中需進(jìn)行兩次篩選,第一次使用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞,在該培養(yǎng)基上未融合的細(xì)胞以及同種細(xì)胞融合成的細(xì)胞都會(huì)死亡,只有雜交瘤細(xì)胞能生存。第二次篩選是要選出能產(chǎn)生抗病毒A抗體的雜交瘤細(xì)胞,依據(jù)的原理是抗原與抗體反應(yīng)的特異性。(4)若要使篩選出的雜交瘤細(xì)胞大量增殖,可在體外條件下做大規(guī)模的培養(yǎng),也可注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。
3.[2020·全國(guó)卷Ⅱ] 植樹(shù)造林、“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”、污水凈化是建設(shè)美麗中國(guó)的重要措施。回答下列有關(guān)生態(tài)工程的問(wèn)題:
(1)在植樹(shù)造林時(shí),一般認(rèn)為, 全部種植一種植物的做法是不可取的。因?yàn)榕c混合種植方式所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)相比,按照種植一種植物方式所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng),其抵抗力穩(wěn)定性　低　。抵抗力穩(wěn)定性的含義是　生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀或不受損害的能力　。
(2)“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”是我國(guó)利用生態(tài)工程的原理進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種模式,其做法是收集有機(jī)物質(zhì),包括人畜糞便、枯枝落葉等,采用堆肥和漚肥等多種方式,把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料,再施用到農(nóng)田中。施用有機(jī)肥料的優(yōu)點(diǎn)是　改善了土壤結(jié)構(gòu);培育了土壤微生物;實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用　(答出3點(diǎn)即可)。在有機(jī)肥料的形成過(guò)程中,微生物起到了重要作用,這些微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)組分中的　分解者　。
(3)在污水凈化過(guò)程中,除發(fā)揮污水處理廠的作用外,若要利用生物來(lái)回收污水中的銅、鎘等金屬元素,請(qǐng)?zhí)峁┮粋€(gè)方案:　種植能吸收這些金屬元素的水生植物,再?gòu)闹参镏谢厥战饘佟　?
[解析] (1)在植樹(shù)造林時(shí),全部種植一種植物所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng),與種植多種植物所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)相比,前者生物種類少、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其抵抗力穩(wěn)定性低。抵抗力穩(wěn)定性的含義是生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)與功能保持原狀或不受損害的能力。(2)施用有機(jī)肥料的優(yōu)點(diǎn)是改善了土壤結(jié)構(gòu)、培育了土壤微生物、實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用。在有機(jī)肥料的形成過(guò)程中,微生物起到了重要作用,這些微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)組分中的分解者。(3)在污水凈化過(guò)程中,除發(fā)揮污水處理廠的作用外,若要利用生物來(lái)回收污水中的銅、鎘等金屬元素,可采用以下方案:種植能吸收這些金屬元素的水生植物,再?gòu)闹参镏谢厥战饘佟?br/>1.器官移植技術(shù)面臨的兩大難題,一是供體器官缺乏,二是器官移植后的免疫排斥反應(yīng)。通過(guò)治療性克隆技術(shù)可解決這兩個(gè)問(wèn)題,具體流程如下:
(1)與圖中體細(xì)胞核移植相比,胚胎細(xì)胞核移植更容易獲得成功,原因是　動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)其全能性相對(duì)容易,而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難　。
(2)①過(guò)程通常選取　MⅡ　時(shí)期的卵母細(xì)胞,②過(guò)程利用了　早期胚胎培養(yǎng)　技術(shù)。
(3)②過(guò)程所需氣體主要有O2和CO2,其中CO2的主要作用是　維持培養(yǎng)液的pH　。
(4)哺乳動(dòng)物正常發(fā)育過(guò)程中,囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成　胎兒的各種組織　,滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成　胎膜和胎盤　。
(5)圖中獲得的組織器官適合移植給個(gè)體　B　(填“A”或“B”)。
(6)假若用過(guò)程②培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn), 在獲取含DNA的濾液后,可直接在濾液中加入嫩肉粉,其作用是　嫩肉粉中的蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解,純化DNA　;粗提純后的DNA溶液可用　二苯胺　試劑進(jìn)行顏色鑒定。
[解析] (1)動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)其全能性相對(duì)容易,而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難,故胚胎細(xì)胞核移植更容易獲得成功。(2)①過(guò)程是核移植技術(shù),通常選取MⅡ時(shí)期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞,因?yàn)槠渚哂畜w積大便于操作,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富及含有激發(fā)細(xì)胞核全能性物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。②過(guò)程利用了早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(3)②過(guò)程中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(4)囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤。(5)圖中獲得的組織器官遺傳物質(zhì)主要由個(gè)體B提供,為減少免疫排斥反應(yīng),該器官適合移植給個(gè)體B。(6)嫩肉粉中的蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解,純化DNA。DNA溶液與二苯胺試劑在沸水浴條件下會(huì)變藍(lán)。
2.圖是制備單克隆抗體A的流程圖。回答下列問(wèn)題:
(1)圖中制備抗體A的過(guò)程中,用到的生物技術(shù)主要有　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合　(答出兩點(diǎn))。
(2)圖中,細(xì)胞Ⅰ的名稱為　B淋巴細(xì)胞(或漿細(xì)胞)　;第一次、第二次篩選的目的分別是　獲得雜交瘤細(xì)胞　、　獲得能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞　。
(3)單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它的　特異性強(qiáng)、靈敏度高,并可大量制備　。利用　同位素　標(biāo)記的單克隆抗體,在特定組織中成像的技術(shù),可定位診斷腫瘤、心血管畸形等疾病。
(4)臨床上使用的小鼠免疫后制備的鼠源性單抗存在一些弊端,其中之一是會(huì)引起人體抗鼠源性抗體反應(yīng)。某病人連續(xù)隔周注射某種鼠源性單抗治療一種病毒感染性疾病,初期病毒數(shù)量明顯減少,一段時(shí)間后,這種病毒的數(shù)量又開(kāi)始上升,排除病毒變異的因素,病毒數(shù)量上升的原因還可能是人體產(chǎn)生了　抗鼠源性抗體的抗體中和了鼠源性單抗　,使鼠源性抗體不能發(fā)揮抗病毒的作用。研究人員可應(yīng)用　蛋白質(zhì)　工程,改造鼠源性抗體分子的結(jié)構(gòu),降低鼠源性抗體引起的人體免疫反應(yīng)。
[解析] (1)制備單克隆抗體的過(guò)程中,需要將淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,采用的技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù),對(duì)融合后的細(xì)胞進(jìn)行篩選,克隆化培養(yǎng),需要用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。(2)圖中細(xì)胞Ⅰ是給小鼠注射抗原A之后,從小鼠脾臟中獲取的、能產(chǎn)生與抗原A結(jié)合的抗體的漿細(xì)胞。第一次篩選時(shí),在特定的選擇培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞)和融合的具有同種核的細(xì)胞(BB融合細(xì)胞、瘤瘤融合細(xì)胞)都會(huì)死亡,只有融合的雜交細(xì)胞才能生長(zhǎng);第二次篩選時(shí),經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞并非都是能分泌所需抗體的細(xì)胞(很多種雜交瘤細(xì)胞),需經(jīng)克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次篩選后可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備。單克隆抗體可作為診斷試劑,用于治療疾病和運(yùn)載藥物,利用同位素標(biāo)記的單克隆抗體,在特定組織中成像的技術(shù),可定位診斷腫瘤、心血管畸形等疾病。(4)注射鼠源性單抗,在初期會(huì)與患者體內(nèi)的病毒結(jié)合,減少病毒對(duì)人體細(xì)胞的黏附,一段時(shí)間后,由于鼠源性單抗會(huì)引起人體抗鼠源性抗體反應(yīng),使人體產(chǎn)生抗鼠源性抗體的抗體,抗鼠源性抗體的抗體中和了鼠源性單抗,使鼠源性抗體不能發(fā)揮抗病毒的作用。若想要改造鼠源性抗體分子的結(jié)構(gòu),降低鼠源性抗體引起的人體免疫反應(yīng),則需要以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ),對(duì)鼠源性抗體分子進(jìn)行改造,即利用蛋白質(zhì)工程。
3.澳大利亞一對(duì)夫婦通過(guò)篩選基因的技術(shù)生下“設(shè)計(jì)嬰兒”,本以為兒子不會(huì)患上癌癥,不料在檢查中竟發(fā)現(xiàn)兒子帶有突變基因,日后有可能轉(zhuǎn)化為癌癥,于是向維多利亞省的法院提出訴訟,向當(dāng)?shù)刂哪{什人工受孕醫(yī)療中心索償。請(qǐng)根據(jù)以上資料回答下列問(wèn)題:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)該名男嬰屬于澳大利亞首批“設(shè)計(jì)嬰兒”之一,其母親家族有遺傳病記錄,父母兩人為保證下一代遠(yuǎn)離癌魔,于是到莫納什人工受孕醫(yī)療中心維多利亞省分支,經(jīng)過(guò)實(shí)施　體外受精　,在體外培養(yǎng)得到早期胚胎,在胚胎還未植入母體子宮前,對(duì)胚胎進(jìn)行　遺傳學(xué)診斷　。中心對(duì)該名母親的8個(gè)體外受精的胚胎進(jìn)行測(cè)試后,精挑細(xì)選出兩個(gè)“相信”沒(méi)有受變異基因影響的健康胚胎,進(jìn)行　胚胎移植　。
(2)從上述例子看出“設(shè)計(jì)嬰兒”所用到的生物學(xué)技術(shù)有　ABCD　(多選)。
A.體外受精 B.體外培養(yǎng) C.胚胎移植 D.基因檢測(cè) E.核移植
(3)“設(shè)計(jì)嬰兒”與為解決不孕夫婦的生育問(wèn)題而出現(xiàn)的試管嬰兒,兩者在目的作用上的區(qū)別是　“設(shè)計(jì)嬰兒”可以用于治療需要組織、器官移植等的疾病,而試管嬰兒主要用于治療不孕夫婦的不孕癥　;在技術(shù)過(guò)程上的區(qū)別是　“設(shè)計(jì)嬰兒”的胚胎在移植前需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷　。
(4)“設(shè)計(jì)嬰兒”所借助的“移植前遺傳學(xué)診斷”技術(shù)于1989年在英國(guó)成功開(kāi)發(fā),而全球首個(gè)“設(shè)計(jì)嬰兒”亦于次年在英國(guó)誕生。但這種技術(shù)也惹來(lái)不少道德?tīng)?zhēng)議,原因是　配型不合適的胚胎被丟棄或被殺死及濫用“設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)”(如設(shè)計(jì)嬰兒性別等),可能會(huì)引起性別比例失調(diào),且違反了倫理道德　。
[解析] (1)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)是通過(guò)體外受精獲得許多胚胎,然后從中選擇符合要求的胚胎,再經(jīng)移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。(2)“設(shè)計(jì)嬰兒”所用到的生物學(xué)技術(shù)有體外受精 、體外培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))、基因檢測(cè)(遺傳學(xué)診斷) 、胚胎移植。(3)“設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)”與“試管嬰兒技術(shù)”相比,兩者在目的作用上的區(qū)別是“設(shè)計(jì)嬰兒”可以用于治療某些需要組織、器官移植的疾病,而試管嬰兒主要用于治療不孕夫婦的不孕癥;在技術(shù)過(guò)程上的區(qū)別是“設(shè)計(jì)嬰兒”的胚胎在移植前需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。(4)“設(shè)計(jì)嬰兒”技術(shù)惹來(lái)不少道德?tīng)?zhēng)議,原因是有些人認(rèn)為早期的生命也有活下來(lái)的權(quán)利,那些配型不合適的胚胎被丟棄或被殺死,無(wú)異于“謀殺”,濫用“設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)”(如設(shè)計(jì)嬰兒性別等),可能會(huì)引起性別比例失調(diào),違反了倫理道德。

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