专题十四 细胞工程与基因工程-【优化探究】2025年高考生物二轮专题复习配套PPT课件（广东专版）

利用现代生物科技生产对人类有用的产品 第一部分 大概念十 专题十四　细胞工程与基因工程 [课标范围]　1.植物组织培养和植物体细胞杂交技术。　2.动物细胞工程。　3.胚胎工程的理论基础及应用。　4.基因工程的基本工具、操作程序及应用。　5.DNA的粗提取与鉴定。　6.DNA片段的扩增及电泳鉴定。　7.蛋白质工程。 细胞的全能性 细胞增殖 细胞膜的流动性 细胞核的全能性 获能 桑葚胚、囊胚 将内细胞团均等分割 限制酶 利用PCR获取和扩增 基因表达 载体的构建 分子水平 基因 内容索引 NEIRONGSUOYIN 微专题二　胚胎工程 微专题一　细胞工程 微专题三　基因工程与蛋白质工程 情境进阶(9)　基因编辑技术及其应用 专题提能练 重难问题归纳突破(5)　PCR技术应用的考法 细胞工程 微专题一 核心要点整合 1.植物细胞工程 (1)植物组织培养的过程(以菊花的组织培养为例) 未分化 提醒:①植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 ②脱分化阶段不需要光,再分化阶段需要光。 ③生长素与细胞分裂素的比值>1时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值<1时,促进芽的分化、抑制根的形成;比值=1时,促进愈伤组织的形成。 (2)植物体细胞杂交技术 ①图中过程①用　　　　　 　　　　处理除去细胞壁,得到的原生质体包括　　　　　　　　　 　　　　三部分。  ②酶解去壁前用较高渗透压溶液处理细胞:使细胞处于微弱的质壁分离状态,有利于完整的原生质体的释放,防止原生质体被破坏。 ③图中过程②的原理是　 　　　　　　　　,其诱导方法有 　 　　　　、离心法、　　　　　　　　　　　、高Ca2+—高pH融合法等。  ④原生质体融合成功的标志是　　　　　　　　　　　　。  纤维素酶和果胶酶 细胞膜、细胞质、细胞核 细胞膜的流动性 电融合法 聚乙二醇(PEG)融合法 杂种细胞再生出细胞壁 (3)二类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程 2.动物细胞工程 (1)图解动物细胞培养的过程 胰蛋白酶 接触抑制 胰蛋 白酶 (2)三类干细胞的比较 比较项目 胚胎干细胞(ES细胞) 成体干细胞 诱导多能干细胞(iPS细胞) 来源 早期胚胎 成体组织 或器官 诱导已分化的细胞形成 特点 具有分化成为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能 具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力 类似胚胎干细胞;诱导过程无须破坏胚胎,应用前景更泛 (3)单克隆抗体的制备 B淋巴细胞 杂交 产生特定抗体 瘤细胞 ①杂交瘤细胞的特点:既能　　　　　　　　,又能　　　 　　。  ②两次筛选的目的 a.第1次:获得　　　　 　　。  b.第2次:获得　　　　　　　 　　　　　的杂交瘤细胞。  ③单克隆抗体的优点:能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。 ④单克隆抗体的三大用途:诊断试剂、运载药物和治疗疾病。 迅速大量增殖 产生抗体 杂交瘤细胞 能分泌所需特异性抗体 (4)动物体细胞核移植技术——原理:　　　　　　 　　　　。  动物细胞核的全能性 提醒:①核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状存在差异的原因:a.克隆动物遗传物质来自两个亲本。b.发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。c.外界环境可能引起不可遗传的变异。 ②克隆动物的产生是无性繁殖,而试管动物则是在体外受精形成受精卵,由受精卵发育成的个体,因此属于有性繁殖。 真题体验感悟 1.(2023·广东卷,12)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　) A.细胞融合前应去除细胞壁 B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合 C.融合的细胞即为杂交细胞 D.杂交细胞可能具有生长快速的优势 C 解析:在细胞融合前,必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,再诱导原生质体融合,A正确;人工诱导原生质体融合有物理法和化学法,用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合,B正确;融合的细胞有三种,即人参根-人参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞,只有人参根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞,C错误;杂交细胞含两种细胞的遗传物质,可能具有生长快速的优势,D正确。 2.(2024·江西卷,16改编)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法,研究人员采用杂交瘤技术制备了抗S单克隆抗体(如图)。下列说法正确的是(　　) A.利用胃蛋白酶处理,可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B.制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体 C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,但不能冻存 D.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 答案:D 解析:胃蛋白酶适宜酸性条件,应该利用胶原蛋白酶处理分散贴壁生长的骨髓瘤细胞,A错误;由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体,单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞,因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不是相同的单克隆抗体,B错误;用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,也可以冷冻保存,C错误;单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞,因此都能够特异性识别S蛋白,D正确。 【思维拓展·长句表达】 1.(原因分析类)大多数单倍体植株是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料,其原因是______ ____ ________________________________________________。  2.(措施目的类)利用小鼠生产的曲妥珠单抗是抗Her2的单克隆抗体,用于阻断癌细胞的生长。给小鼠注射Her2蛋白进行免疫,在获取B淋巴细胞前3天需再次注射Her2蛋白,这样做的目的是__ _________________ __________________________。 大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现 通过二次免疫使产生抗Her2抗体的B淋巴细胞增多 3.(科学探究类)科学家从某些无限增殖细胞的细胞中分离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除教材提供的制备单克隆抗体技术外,请从不同的角度,再简要写出制备单克隆抗体的思路。 提示:通过基因工程向浆细胞中导入prG。 命题精准预测 角度1　植物细胞工程的判断分析 1.“手指植物”是利用植物组织培养技术培育出的瓶装植物工艺品,在充足的阳光和适宜的温度下能生长三四个月之久,极具观赏性和市场前景。下列关于这项技术的说法错误的是(　　) A.生产“手指植物”过程中,诱导愈伤组织一般不需要给予光照 B.植物细胞处于增殖的状态时易发生突变 C.这项技术可以保持优良观赏植物的遗传特性 D.若用茎尖进行组织培养,则“手指植物”具有抗病毒特性 D 解析:诱导愈伤组织过程中一般不需要光照,A正确;细胞增殖(即处于分裂状态)时,容易受到培养条件和外界环境的影响而发生突变,B正确;植物组织培养是无性繁殖,可以保持优良观赏植物的遗传特性,C正确;用植物的茎尖进行组织培养,可以获得脱毒植株,不是获得有抗病毒特性的植株,D错误。 2.(2024·大湾区模拟考试)如图是利用两种单细胞藻类各自的优势,通过细胞融合技术培育高产DHA(一种不饱和脂肪酸)、生长快速的融合藻的流程图。下列分析错误的是(　　) A.①处需要用纤维素酶进行处理 B.②处均为两种藻细胞融合后的细胞 C.③处需检测融合细胞的DHA产量 D.目的藻株具有两个藻细胞的遗传信息 B 解析:②中含有多种融合细胞,需通过进一步筛选才能获得目的细胞, B错误。 角度2　动物细胞工程的判断分析 3.CD-20单抗是针对肿瘤B细胞表面CD-20分子的抗体,用于治疗慢性B淋巴细胞白血病,可以通过动物体内或体外培养杂交瘤细胞来大量制备。下列有关叙述正确的是(　　) A.制备CD-20单抗时,通过动物细胞融合技术可得到杂交瘤细胞 B.杂交瘤细胞需要置于含95%空气和5% O2的混合气体培养箱中进行培养 C.制备CD-20单抗时,杂交瘤细胞已失去无限增殖的能力 D.用CD-20分子或肿瘤B细胞进行抗体检测无法筛选杂交瘤细胞 A 解析:制备CD-20单抗时,通过动物细胞融合技术可得到杂交瘤细胞,A正确;杂交瘤细胞需要置于含95%空气和5% CO2的混合气体培养箱中进行培养,B错误;杂交瘤细胞可无限增殖,C错误;可用抗原进行抗体检测,以筛选出可产生所需抗体的杂交瘤细胞,D错误。 4.(2024·深圳市四校联考)克隆牛“垦垦”是将从优选的供体母牛耳朵上采集的细胞,移植到去核的卵母细胞中构建成重构胚,再将发育的胚胎移植到代孕母牛体内培育获得的。下列叙述错误的是(　　) A.卵母细胞去核的实质不是去除核膜包被的细胞核,而是去除纺锤体—染色体复合物 B.可用电刺激、Ca2+载体、乙醇等处理使耳细胞和去核的卵母细胞融合 C.梯度离心法可在没有穿透卵母细胞透明带的情况下对卵母细胞去核 D.移植的胚胎在代孕母牛体内成活的基础是受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应 B 解析:卵母细胞需培养到减数分裂Ⅱ中期,该时期去除的核不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体—染色体复合物,A正确;用电刺激、Ca2+载体、乙醇等方法激活重构胚,B错误;可采用梯度离心法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下对卵母细胞去核,C正确;受体对外来胚胎不发生免疫排斥反应是胚胎移植成功的生理学基础,D正确。 胚胎工程 微专题二　 核心要点整合 1.受精作用和早期胚胎发育过程 (1)受精条件:精子必须经过　　 　过程。卵母细胞必须发育至 　　　　　才能参与受精过程。  (2)阻止多精入卵的反应:首先精子释放出多种酶,以溶解卵细胞膜外的一些结构,然后精子触及卵细胞膜,卵细胞膜外的透明带发生生理反应,阻止后来的精子进入透明带,接着精子入卵,卵细胞膜发生生理反应,拒绝其他精子再进入卵内。 (3)早期胚胎发育过程:③④过程的分裂方式是　　　　　。细胞开始发生分化的时期是囊胚期,该时期分化形成　　　　　和　　　　。  获能 MⅡ期 有丝分裂 内细胞团 滋养层 2.胚胎移植的生理学基础 3.胚胎工程的操作流程 超数排卵 4.胚胎工程中的3个“两” (1)受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。 (2)胚胎移植过程中两次使用激素 第一次用于供体的　　　　 　。  第二次是对供、受体进行　　　　　处理。  (3)胚胎移植或分割的两个最佳时期:桑葚胚和　　　期(内细胞团具有全能性)。  超数排卵 同期发情 囊胚 5.胚胎工程各技术之间的关系 卵母细胞 精子 内细胞团 真题体验感悟 1.(2023·广东卷,3)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是(　　) A.超数排卵　　　　　 B.精子获能处理 C.细胞核移植 D.胚胎培养 C 解析:由题干信息可知,该过程通过体外受精获得胚胎,再通过胚胎移植,使长角羚羊成功妊娠并产仔,因此需要进行超数排卵、精子获能处理,并对获得的受精卵进行胚胎培养;该过程为有性生殖,不涉及细胞核移植,C符合题意。 2.(2024·湖北卷,5)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(　　) A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理 B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体 D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 D 解析:采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊过程中,应选择遗传性状优良、生产能力强的健康波尔母山羊进行超数排卵处理,以获得更多的卵子,A正确;胚胎移植前,可采集滋养层细胞进行遗传学检测,这对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义,B正确;应将胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,绵羊与山羊不是同一物种,因此,普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体,C正确;生产中提供精子的波尔公山羊应具备优良性状,因此,需对提供精子的波尔公山羊进行筛选,D错误。 【思维拓展·长句表达】 1.(概念表述类)超数排卵是指应用_______ __________ _________________________ 。  2.(原因分析类)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志,但观察不到3个极体,其原因是___ ____ ____________________________________________________。  外源促性腺激素,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子 多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ,因而不会形成两个第二极体 3.(实验分析类)子宫内膜异位症患者常伴有不孕症状,患者腹腔液中含有较高浓度的白细胞介素(IL)。为探明腹腔液中存在的IL对生殖活动的影响,科研人员利用重组人IL-1β、IL-5、IL-6对小鼠体外受精及早期胚胎发育的影响进行了研究。将处理后的精子和卵细胞置于HTF基础培养液中进行不同处理,培养适宜时间后,观察受精情况,得到的实验结果如图所示: 该实验的自变量是__________ , 实验结果表明_ _ ______________________________________________________。  白细胞介素的浓度和种类 IL能抑 制小鼠受精,且随浓度升高,抑制作用增强,IL-1β抑制作用最强 命题精准预测 1.单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示研究。请据图分析,下列说法正确的是(　　) A.为使A野化单峰骆驼超数排卵,可在其饲料中添加适量的雌激素 B.为提高胚胎利用率,可采用胚胎分割等无性繁殖技术 C.卵裂期,胚胎的总体积不增加,但有机物总量增加 D.若①表示体外受精,可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精 答案:B 解析:为使A野化单峰骆驼超数排卵,可给其注射 适量的促性腺激素,该激素能诱发卵巢排出比自 然情况下更多的成熟卵子,由于促性腺激素的化 学本质为蛋白质,所以只能注射,不能添加在饲料 中,A错误;胚胎分割技术可以获得多个胚胎,而且 获得的胚胎由于来自同一胚胎,所以具有相同的 遗传物质,因此可以提高胚胎的利用率,B正确;卵裂期由于细胞的有丝分裂,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,细胞分裂过程中需要消耗有机物分解释放的能量,所以有机物的总量减少,C错误;若①表示体外受精,不能直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子参与受精,应使用获能处理后的精子与经过成熟培养的MⅡ期卵母细胞完成受精,D错误。 2.胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物子宫内生产后代。自然条件下,不同动物的胚胎进入子宫时,其发育阶段有明显的差异(见表)。下列叙述正确的是(　　) 动物种类 小鼠 绵羊 马 牛 发育阶段 桑葚胚 16细胞 囊胚 8~16细胞 A.将获能的精子和刚排出的卵母细胞共同培养,以促使它们完成体外受精 B.相对来说,在进入子宫时小鼠胚胎发育程度最高 C.在进行胚胎移植前,应对供、受体进行同期发情处理 D.在胚胎移植前可取内细胞团的个别细胞做染色体分析,进行性别鉴定 答案:C 解析:刚排出的卵母细胞不具备受精的能力,需要培养到减数分裂Ⅱ中期才能完成体外受精,A错误;由题表可知,马的胚胎进入子宫时已经发育到囊胚阶段,故其在进入子宫时发育程度最高,B错误;在进行胚胎移植前,应对供、受体进行同期发情处理,C正确;在胚胎移植前可取滋养层的个别细胞做染色体分析,进行性别鉴定,D错误。 基因工程与蛋白质工程 微专题三 核心要点整合 1.基因工程的基本工具 磷酸二酯键 T4 DNA连接酶 2.基因工程的操作步骤 (1)目的基因的筛选与获取 ①筛选合适的目的基因 a.从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。 b.利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。 ②目的基因的获取 a.通过　　　　　　　来获取目的基因。  b.人工合成目的基因。 c.PCR获取和扩增目的基因。 构建基因文库 (2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建 ①基因表达载体组成及其功能 RNA聚合酶 RNA聚合酶 提醒:①启动子和终止子: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目的基因插入位置:启动子与终止子之间。 ③利用乳腺生物反应器生产药物时,应将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起。 ②限制酶的选择技巧 a.根据目的基因两端的限制酶切点选择限制酶 应选择切点位于目的基因两端的限制酶,不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接,通常使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点,如图乙) b.根据质粒的特点选择限制酶(如图) c.根据Ti质粒的T-DNA片段选择限制酶 图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取,而丙Ti质粒宜选取(假设切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)。 ③基因表达载体的构建过程(如图) 提醒:①DNA连接酶无识别的特异性,对于相同或互补的黏性末端以及平末端都能连接。 ②基因工程中的基因表达载体≠载体:基因表达载体与载体相比增加了目的基因。 (3)将目的基因导入受体细胞 农杆菌 转化法 显微注射 Ca2+处理法 (4)目的基因的检测与鉴定 抗原—抗 体杂交 提醒:PCR不仅可用于获取和扩增目的基因,还能用于检测受体细胞中是否含有目的基因或受体细胞中的目的基因是否转录出mRNA。 3.蛋白质工程 基因合成 蛋白质结构 脱氧核苷酸序列 新的蛋白质 4.DNA的粗提取与鉴定 (1) (2) 2 mol·L-1 二苯胺试剂 5.DNA片段的电泳鉴定 DNA分子的大小和构象 紫外灯 真题体验感悟 1.(2024·广东卷,21)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料,BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体,将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株,为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图1)。 回答下列问题。 (1)研究者优化了培养基的　　　 　(答两点)等营养条件,并控制环境条件,大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和BC膜的复合物)。  碳源、氮源 (2)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签,构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图2 a,载体的部分结构见图2 b)。构建载体时,选用了通用型启动子PBAD(被工程菌RNA聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色,启动子①②及③依次为　　　　　　　　　　,理由是　_______________________________________________________。 图 2 PT7、PBAD和PBAD 基因2和3正常表达无活性产物,被蓝光激活后再启动基因1表达 (3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素,其作用为_____________________________ (答两点)。  (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间,随后将其转至染色池处理,发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色,其原因是____________________________________________________。  (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路:_________________ ______________ ____________________。  抑制杂菌;去除丢失质粒的菌株 该处细胞中T7RNAP被激活,酪氨酸酶表达并合成黑色素 将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶 替换成不同颜色蛋白) 2.(2023·广东卷,20)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变,筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序,发现野生型DAl基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。 回答下列问题。 (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAl基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与　　　　植株的种子大小相近。  野生型 解析:(1)根据题干信息可知,突变后的基因为隐性基因,则野生型DAl基因为显性基因,因此采用农杆菌转化法将野生型DAl基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与野生型植株的种子大小相近。 (2)用PCR反应扩增DAl基因,用限制性内切核酸酶对PCR产物和_____ 　　　　进行切割,用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAl基因可以正常表达,其上、下游序列需具备_______________。  载体 (Ti质粒) 启动子和终止子 解析: (2)利用PCR技术扩增DAl基因后,应该用同种限制性内切核酸酶对DAl基因和载体(Ti质粒)进行切割,再用DNA连接酶将两者连接起来;在基因表达载体中,启动子位于目的基因的上游,终止子位于目的基因的下游,因此为确保插入的DAl基因可以正常表达,其上、下游序列需具备启动子和终止子。 (3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离定律及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(如图1)。用于后续验证突变基因与表型的关系。 ①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了________________ ____________。  ②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约　　%的培养基中幼苗继续培养。  DAl基因和卡那霉 素抗性基因 75 解析: (3)①根据题干信息和题图1分析,将T0代植株的花序浸没在农杆菌(T-DNA上含有DAl基因和卡那霉素抗性基因)菌液中转化,再将获得的T1代种子播种在选择培养基(含有卡那霉素)上,若在选择培养基上有能够萌发并生长的阳性个体,则说明该个体含有卡那霉素抗性基因,即表示其基因组中插入了DAl基因和卡那霉素抗性基因。 ②T1代阳性植株都含有DAl基因,由于T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点,所以不确定是单一位点插入还是多位点插入,若是单一位点插入,相当于一对等位基因的杂合子,其自交后代应该出现3∶1的性状分离比,而题干要求选出单一位点插入的植株,因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株　　 (填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到 　　%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。  为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性内切核酸酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见图2,在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。 自交 100 答案: 解析: ③将以上获得的T2代阳性植株自交,再将得到的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基上,若某培养基上全部为具有卡那霉素抗性的植株即为需要选择的植株,即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。根据题图2分析,野生型和突变型基因片段的长度都是150 bp,野生型的基因没有限制酶X的切割位点,而突变型的基因有限制酶X的切割位点,结合图中的数据分析可知电泳图中,野生型只有150 bp,突变型有50 bp和100 bp,如图: 【思维拓展·长句表达】 1.(作用表述类)(2022·广东卷,22节选)“绿水逶迤去,青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力,有研究者以某些工业废气(含CO2等一碳温室气体,多来自高污染排放企业)为原料,通过厌氧发酵生产丙酮,构建一种生产高附加值化工产品的新技术。研究者构建了一种表达载体pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库,经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是_ _____________ ,终止子的作用是__ _____________ 。  作为标记基因,用于筛选含有基 因表达载体的受体细胞 终止转录,使转录在需要的地 方停下来 2.(措施目的类)构建基因表达载体时,目的基因和载体分别使用两种限制酶切割,这样做的目的是_______ __ __________________________________________________________________________ 。  能够使目的基因和载体定向连接,避免目的基因和载体分别发生自身环化以及目的基因与载体的反向连接,提高连接的有效性 3.(原因分析类)基因递送是植物遗传改良的重要技术之一,农杆菌侵染植物细胞时,可将外源基因递送到植物细胞中的原因是农杆菌细胞内含有Ti质粒,___________________ __________________________ ________________________________。 Ti质粒中的T-DNA能将外源基因递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起 4.(科学方法类)利用基因工程技术对动物的器官进行改造,采用的方法是_______________ ____________ _____________________________________________________________________________ ____________。  在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,然后再结合克隆技术,培育出不会引起免疫排斥反应的转基因动物器官 命题精准预测 1.(2024·梅州市模拟)目的基因和载体如果用同一种限制酶处理,连接时会出现正反接的情况,为鉴定筛选出的表达载体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后,结合电泳技术鉴定,图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,其中目的基因为长度300 bp的片段。下列有关说法错误的是(　　) A.PCR复性温度不宜太低,避免引物错配和模板链形成双链 B.电泳条带迁移的速率与DNA分子的大小和构象有关 C.选取引物甲、丙,扩增出450 bp长度片段时,可以说明目的基因正接 D.选取引物甲、乙,扩增出400 bp长度片段时,可以说明目的基因反接 答案:C 解析:复性是在高温解旋后降低温度让引物与 模板链结合,复性温度不宜太低,避免引物错配 和模板链形成双链,A正确;电泳条带迁移的速 率与DNA分子的大小和构象有关,如电泳一段 时间后,较大的DNA分子迁移距离小,离加样孔 近,而较小的DNA分子迁移距离大,离加样孔远, B正确;由于使用的引物是甲和丙,没有与基因相应位置配对,因此不管基因正接还是反接,均为450 bp,C错误;选取引物甲、乙,扩增出400 bp长度片段时,可以说明目的基因反接,若正接,应扩增出100 bp的片段,D正确。 2.天然玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需的相关基因,因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。科学家利用链霉菌的蓝色翠雀花素合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如图,PmeⅠ、BamHⅠ、SpeⅠ、SacⅠ为不同限制酶),通过农杆菌转化法导入天然玫瑰从而成功培育出了蓝玫瑰。下列叙述正确的是(　　) A.sfp和idgS基因表达时转录的模板链不是T-DNA的同一条 B.将sfp基因和idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶分别是PmeⅠ、BamHⅠ和SpeⅠ、BamHⅠ C.可用抗原—抗体杂交法检测idgS基因是否成功表达出了蓝色翠雀花素 D.农杆菌在自然条件下可侵染单子叶植物和裸子植物,而对大多数双子叶植物没有侵染能力 答案:A 解析:sfp和idgS基因具有各自的启动子,由启动子方向可知,两基因转录的模板链不是T-DNA的同一条,A正确;将sfp基因插入Ti质粒时,若使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ,则会将终止子1一同切除,故只能用BamHⅠ,B错误;idgS基因的表达产物是蓝色翠雀花素合成酶,C错误;农杆菌在自然条件下可侵染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有侵染能力,D错误。 3.瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白基因(GFP)能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科学家构建了瘦素基因真核表达载体,检测瘦素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及P载体的结构如图所示。回答下列问题。 (1)PCR扩增瘦素基因时,与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的____　　　　(填“5'”或“3'”)端。据图推测,构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、　　　 　　　　　。  3' HindⅢ和BamHⅠ切割位点 解析:(1)引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3'端连接脱氧核苷酸,因此引物1左侧为5'端,DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,因此与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的3'端。构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、HindⅢ和BamHⅠ切割位点。 (2)已知Hind Ⅲ和BamH Ⅰ在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用Hind Ⅲ、BamH Ⅰ分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。若重组质粒构建成功,请在图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。 答案: (2) 解析: (2)由于HindⅢ和BamHⅠ在P载体上的切割位点非常接近,因此用HindⅢ、BamHⅠ对P载体进行切割后,会形成一个大片段,接近4 700 bp,一个超小片段可忽略,即对P载体酶切产物电泳后,只出现4 700 bp的条带,若重组质粒构建成功,重组质粒上会携带瘦素基因,用HindⅢ、BamHⅠ对重组质粒切割后,会出现两个片段,一个是瘦素基因,一个是近4 700 bp的片段,则电泳结果会出现两个条带,图见答案。 (3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中表达具有卡那霉素抗性。同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同,可能的原因是______________________________________ _________________________________________________。  本实验中为筛选转化的细胞,应在培养基中添加_______。  Kanr/Neor抗性基因在真核与原核细胞中有不同的启动子或转录后的加工不同或翻译后的加工不同 新霉素 解析: (3)Kanr/Neor抗性基因在真核与原核细胞中有不同的启动子或转录后的加工不同或翻译后的加工不同,因此同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同。本实验中受体细胞为小鼠成纤维细胞,为真核细胞,Kanr/Neor在真核细胞中表达具有新霉素抗性,为筛选转化的细胞,应在培养基中添加新霉素。 (4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是_______________ 　　　　　　　　　　　　 (答出2种)。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行　　　　　　　。  抗原—抗体杂交 技术、检测绿色荧光强弱 动物细胞培养 解析: (4)瘦素基因表达产物为蛋白质,因此可以用抗原—抗体杂交技术检测瘦素基因是否成功表达,同时目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,即可以检测绿色荧光的强弱以检测基因是否成功表达。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行动物细胞培养。 PCR技术应用的考法 重难问题归纳突破(5) 方法串联 1.PCR的原理流程及应用 提醒:PCR过程的两点提醒 ①复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时,引物与DNA模板的结合是随机的,也存在DNA解开的两条链的结合。 ②PCR反应的产物并不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物,比所需的DNA片段要长,从第三次循环才出现所需的DNA片段,这样的片段存在两种引物。 2.PCR中设计引物的一般原则 (1)引物长度一般以20~30个核苷酸为宜,过短降低特异性,过长会使复性和延伸温度过高。 (2)要避免两个引物间碱基序列互补以及同一引物自身碱基序列互补。 (3)引物5'末端碱基可添加与模板无关的序列(如限制酶的识别序列、启动子序列等),便于克隆和表达。 (4)引物的碱基顺序不能与非扩增区有同源性。引物与核酸序列数据库的其他序列均应无明显同源性,以免造成不必要的非特异性扩增。 对点演练 考法1　利用PCR技术进行常规的目的基因扩增 1.抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 答案:B 解析:预变性过程是使模板DNA完全解聚为单链,A错误;后延伸过程是为了让引物延伸完全并让单链产物完全复性形成双链结构,可使目的基因的扩增更加充分,B正确;延伸过程需引物参与,C错误;转基因品种不仅需要检测是否含有目的基因,还要检测目的基因是否表达,还有安全性问题,D错误。 考法2　PCR技术中引物的选择与设计 2.为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中(如图)。 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时,应选择的引物组合是(　　) A.①+③　　　　　　　 B.①+② C.③+② D.③+④ B 解析:图示中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中,若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子,需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列,应选择的引物组合是①+②或①+④,B正确。 3.下列关于PCR技术的叙述,正确的是(　　) A.PCR反应体系中需要添加解旋酶以获得单链模板 B.已知模板DNA的碱基序列是设计PCR引物的前提条件 C.在恒温条件下进行PCR扩增以避免温度变化导致酶失活 D.在设计两种引物时,需要让引物和引物之间的碱基序列互补 B 解析:PCR过程中高温会使DNA双链解聚为单链,从而获得单链模板,不需要添加解旋酶,A错误;该技术的引物需要与模板DNA发生碱基互补配对,因此,已知模板DNA的碱基序列或部分序列是设计PCR引物的前提条件,B正确;PCR技术是利用DNA的热变性原理,通过控制温度来控制双链的解旋与结合,包括DNA模板升温变性、模板与引物结合(降温复性)、引物延伸(DNA聚合酶的最适温度)三个不断重复的过程,显然不是在恒温条件下进行的,C错误;两种引物的碱基间不能互补配对,否则引物之间会相互结合,失去作用,D错误。 考法3　利用反向PCR技术扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列 4.常规PCR只能扩增两引物间的DNA区段,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.酶切阶段,L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列 B.环化阶段,可选E.coli DNA连接酶而不能选T4 DNA连接酶 C.应选择引物2和引物3进行PCR,且二者不能互补配对 D.PCR扩增,每轮循环前应加入限制酶将环状DNA切割成线状 答案:A 解析:在酶切阶段,已知序列L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列,否则会将已知序列L切割,造成序列识别混乱,A正确;T4 DNA连接酶或E.coli DNA连接酶都可以用来连接黏性末端,因此环化阶段,可选用E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶,B错误;PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合,为保证延伸的是已知序列两侧的未知序列,应该选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对,C错误;PCR的扩增只需要第一次循环前加入限制酶以获得模板DNA,并不需要每轮都加入,D错误。 考法4　采用逆转录PCR(RT-PCR)技术检测RNA病毒感染 5.反转录PCR又称逆转录PCR(RT-PCR),是以mRNA为模板进行的特殊PCR,过程如图。下列相关叙述错误的是(　　) A.图示过程需要控制温度,否则可能得不到产物 B.RT-PCR技术中,不需要已知mRNA的全部序列 C.过程③中子链沿着模板链的5'→3'方向延伸 D.RT-PCR技术可应用于是否被RNA病毒感染的检测 答案:C 解析:过程③中,子链在DNA聚合酶的作用下进行延伸,将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,即子链沿着模板链的3'→5'方向延伸,C错误。 考法5　利用不对称PCR技术扩增大量单链DNA(ssDNA) 6.不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA(ssDNA)的方法。加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物,含量较多的被称为非限制性引物。PCR反应的最初的若干次循环中,其扩增产物主要是双链DNA(dsDNA),但当限制性引物消耗完后,就会产生大量的ssDNA。不对称PCR的简单过程如图所示。假设模板DNA分子初始数量为a个,6次循环后开始扩增产生ssDNA。下列叙述错误的是 (　　) A.限制性引物和非限制性引物均需要依据模板DNA的碱基序列来设计 B.据图可知,最后大量获得的ssDNA与图中甲链的碱基序列相同 C.该不对称PCR过程中需要(26-1)a个限制性引物 D.上述过程中子链分别沿限制性引物的5'端、非限制性引物的3'端延伸 答案:D 解析:PCR扩增时需要已知目的基因两侧的碱基序列来设计引物,因此限制性引物和非限制性引物均需要依据模板DNA的碱基序列来设计,A正确;非限制性引物与乙链结合,最后大量获得的ssDNA与图中甲链的碱基序列一致,B正确;PCR扩增时引物是新子链的一部分,假设模板DNA分子初始数量为a个,6次循环后开始扩增产生ssDNA,说明6次循环后限制引物耗尽,产生26a个DNA分子,因此该不对称PCR过程中需要(26-1)a个限制性引物,C正确;扩增时耐高温DNA聚合酶将4种脱氧核苷酸连接至引物的3'端,D错误。 考法6　利用巢式PCR技术进行扩增 7.巢式PCR指利用两套PCR引物对模板进行两轮PCR扩增,从第二轮的扩增产物中获得目的基因片段,具体过程如图。巢式PCR首先要根据DNA模板序列设计两对引物。利用第一对外引物对靶DNA进行15到30个循环的标准扩增。第一轮扩增结束后,将一小部分起始扩增产物稀释后加入第二轮扩增体系中作为模板,利用第二对引物进行标准扩增并得到产物。下列相关叙述错误的是 (　　) A.PCR反应体系的缓冲液中需要加入Mg2+用于激活DNA聚合酶 B.与传统PCR相比,巢式PCR能减少非特异性产物的形成 C.第一轮的扩增产物是第二轮扩增的模板,第二轮扩增产物更短 D.如果第一次PCR引物过量,剩余引物在第二次PCR后不会有产物 答案:D 解析:PCR(聚合酶链式反应)是一种分子生物学技术,用于在体外扩增特定的DNA片段, PCR反应缓冲液中需要加入Mg2+激活DNA聚合酶,A正确;因为同时和两套引物都互补的靶序列很少,所以巢式PCR能减少非特异性产物的形成,B正确;第一轮扩增的产物是第二轮扩增的模板,第二轮产物更短,C正确;如果第一次PCR引物过量,剩余引物在第二次PCR后由于有模板存在,仍会有产物,D错误。 考法7　利用重叠延伸PCR技术进行定点突变 8.如图表示利用重叠延伸PCR技术改造目的基因的原理。下列相关叙述错误的是(　　) A.图示操作结束后可继续选用引物1、4进行PCR4,以获得大量改造后的目的基因 B.操作中引物2和引物3序列应含有拟突变位点,且可以互补 C.应选用引物1和引物4进行PCR3,以获得大量目的基因序列 D.此过程实现的基因序列改变属于基因突变,未发生基因重组 答案:C 解析:图示过程结束后,以获得的改造后的目的基因为模板,引物1、4为引物继续扩增获得的大量改造后的目的基因,A正确;实现基因的定点诱变时,需要根据目的基因序列设计两种常规引物,以及根据拟突变位点处碱基序列的位置设计两种突变引物,图中属于突变引物的是引物2、3;与常规引物相比,图中的2、3两种引物必须要有一段互补的序列,可以进行碱基互补配对,而且应含有拟突变位点,否则无法实现进行PCR3筛选的突变产物的形成,B正确;进行重叠延伸时,上链和下链在突变位点处的碱基序列互补,能起到引物2、3的作用,因此不需要另加引物,即可得到进行PCR3筛选的突变产物,C错误;利用重叠延伸PCR技术实现了基因的定点诱变。可见,此过程实现的基因序列改变属于基因突变,未发生基因重组,D正确。 考法8　利用大引物PCR技术进行定点突变 9.定点诱变技术是近年来生物工程研究中发展迅速的一个领域。通过定点诱变可以在体外改造目的DNA分子,进而研究基因的表达以及蛋白质的结构与功能之间的关系。经典的大引物PCR定点诱变技术成为基于PCR的定点诱变技术中应用最普遍的方法,操作过程如图甲。研究者欲改造某基因并将其导入大肠杆菌的质粒中保存,该质粒含有氨苄青霉素抗性基因、LacZ基因及一些酶切位点,结构如图乙。回答下列问题。 (1)利用大引物PCR进行定点诱变需要进行两轮PCR(PCR1和PCR2),在PCR1中,至少需要___个循环才能获得图甲所示的大引物。在PCR2中,要获得带有突变位点的改良基因,引物应选用大引物两条链中的_____ (填“①”或“②”)。 2 ② 解析:(1)由题图甲可知,大引物的两条链均带有突变位点,利用模板进行第一轮循环,引物1不含突变位点,诱变引物上含有突变位点,故得到的DNA有一个不含突变位点,另一个DNA中有一条链含有突变位点;进行第二轮循环,由于DNA为半保留复制,可得到有一个不含突变位点的DNA、两个一条链含突变质点的DNA和一个两条链均含突变位点的DNA,即大引物,所以需要经过两个循环才能获得相应的大引物模板;在PCR2中,由于DNA聚合酶只能从子链的3'端连接单个脱氧核苷酸,从大引物和目的基因的结合位点分析,要获得带有突变位点的改良基因,引物应选用大引物两条链中的②。 (2)为实现质粒和改良基因的高效连接,选用限制酶XmaⅠ而不选用限制酶SmaⅠ的原因是____________ _ _____________。  为将改良基因构建在质粒上,还需要___________________等酶。  SmaⅠ的酶切末端为平末端,无法与改良基因上的黏性末端连接 BglⅡ、DNA连接酶 解析: (2)根据SmaⅠ的识别序列及切割位点可知,如果选择SmaⅠ,则获得的是平末端,无法与改良基因上的黏性末端连接;从各种限制酶的酶切位点分析,除使用XmaⅠ(切出的黏性末端为CCGG,与改良基因左侧的黏性末端可互补)外,还需使用Bgl Ⅱ切出相应黏性末端,产生的GATC黏性末端与改良基因CTAG一侧进行连接,同时需要用DNA连接酶构建基因表达载体。 (3)在构建改良基因表达载体时,有的质粒含有改良基因,有的质粒为空白质粒,将含上述组件的溶液加入大肠杆菌菌液中,适宜温度下培养一段时间后,再将菌液涂布在含氨苄青霉素和　　　　　 的平板上。一段时间后,在培养基上出现白色和蓝色两种菌落,其中　　　菌落含有重组质粒,判断的依据是__ _______________ ___________ __________________________________________________。  β-半乳糖苷 白色 构建改良基因组质粒时破坏了LacZ基因,含该质粒的大肠杆菌不能分解β-半乳糖苷产生蓝色物质,菌落为白色 解析: (3)因LacZ基因编码的酶能分解β-半乳糖苷,产生蓝色物质,因此可以将菌液涂布在含氨苄青霉素和β-半乳糖苷的平板上,由于重组质粒的LacZ基因在重组过程中被破坏,不能编码相应的酶分解β-半乳糖苷,无法产生蓝色物质,所以白色菌落含有重组质粒。 考法9　利用加端PCR技术在目的基因两侧添加限制酶识别序列 10.加端PCR是使扩增产物的末端加上一段DNA序列的PCR。加端PCR的引物被设计成除与模板配对的那一部分以外再加上若干碱基,以便能使扩增产物的末端加上额外的一段DNA。 hIGF-1 cDNA编码成熟蛋白的序列两端无起始密码子和终止密码子的对应位置,也没有合适的限制酶切割位点。实验人员为了在枯草杆菌中表达hIGF-1,应用加端PCR技术对hIGF-1 cDNA进行改造,以期获得含有hIGF-1成熟蛋白79个氨基酸编码序列,并在两端分别带有Pst Ⅰ 和SalⅠ酶切位点的DNA片段。如图为加端PCR技术示意图,回答下列问题。 (1)进行加端PCR时应选用的引物是______________。  引物1和引物4 解析:(1)加端PCR所选引物应有一部分序列不与模板链配对,结合题图可知引物1和引物4是加端PCR所用引物。 (2)在目的基因的两端添加限制酶切割位点的目的是_______________ 　　　　　　 　　　　,将含有改造后的hIGF-1基因导入枯草杆菌时,常用Ca2+处理枯草杆菌,其目的是_____________ 　　　　 　　　　;原核生物作为基因工程的受体细胞的优点有___ __________________ ________ __________________ (答出3点)。  制酶切割后能产生黏性末端,以便和质粒相连 使目的基因经限 使枯草杆菌处 于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 原核生物多为单细胞生物;细胞繁殖速度快;遗 传物质相对较少;易培养;代谢速度快 解析: (2)在目的基因的两端添加限制酶切割位点后,可使用相应的限制酶分别切割目的基因和质粒,使二者产生相同的黏性末端,以便连接形成重组质粒。用Ca2+处理枯草杆菌,可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。原核生物多为单细胞生物,其繁殖速度快,遗传物质相对较少,易培养,代谢速度快,因此常用原核生物作为基因工程的受体细胞。 (3)PstⅠ的识别序列及切割位点为—CTGC—,请根据该序列写出经PstⅠ切割后产生的黏性末端__________ 。  解析: (3)PstⅠ的识别序列及切割位点为—CTGC—,经该酶切割后形成的黏性末端为 。 (4)在构建基因表达载体时,使用PstⅠ和SalⅠ两种限制酶切割hIGF-1基因和质粒,而不是只选择一种限制酶,这样做的优点是___ _________ __________________________________________ (答出2点)。  和质粒反向连接,防止目的基因、质粒自身环化 可防止目的基因 解析: (4)在hIGF-1基因的两端加入不同的限制酶切割位点后,再利用相应的限制酶切割,一般会产生不同的黏性末端,在利用DNA连接酶连接时,既可防止目的基因和质粒反向连接,又可防止目的基因、质粒自身环化。 基因编辑技术及其应用 情境进阶(9) 1.基因组编辑的含义:对基因进行定点修改,以改变目的基因的序列和功能,进行基因治疗和物种改良。 2.应用最广泛的技术:CRISPR/Cas9 3.CRISPR/Cas9组分及功能 短链RNA(sgRNA、向导RNA) 作为“向导”,部分序列通过碱基互补配对,与目的基因中希望被编辑的DNA序列结合 细菌的核酸酶Cas9 与短链RNA结合,切割与向导RNA结合的DNA,使DNA双链断裂 4.CRISPR/Cas9技术的主要应用 (1)基因敲除。 (2)特异突变引入。 (3)定点转基因。 5.CRISPR/Cas9技术的风险 (1)基因组编辑技术本身存在着识别准确性等方面的问题。 (2)对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法规,不能违反人类的伦理道德。 对点演练 1.基因编辑是一种基因工程技术,CRISPR/Cas9基因编辑技术可以实现对DNA的定点切割,其工作原理如图所示,向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA。研究发现CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内,下列说法错误的是(　　) A.细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身,类似于限制酶 B.可通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病 C.Cas9蛋白对不同目标DNA进行编辑时,应使用不同的向导RNA D.Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加 答案:B 解析:据题目信息可知,细菌体内的Cas9能切 割外源DNA保护自身,类似于限制酶,A正确; 通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因 而达到根除致病基因的目的,但猫叫综合征是 人的5号染色体部分缺失导致的,不能用该技 术进行根治,B错误;Cas9蛋白对不同目标DNA进行编辑时,因为不同DNA的碱基序列不同,应使用不同的向导RNA,C正确;向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合,如果向导RNA过短,则基因组中能与之结合的DNA序列就越多,出现Cas9结合剪切多个基因的现象,因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加,D正确。 2.2024年4月2日,某生物医药科技企业宣布,其自主研发的针对β-地中海贫血症的碱基编辑药物“CS-101注射液”,获得国家药品监督管理局的临床试验默示许可。β-地中海贫血病是由于β链珠蛋白的合成受阻,构成血红蛋白的α链和β链比例失衡,使红细胞寿命缩短引发的贫血病。目前临床用药主要是重新激活患者体内沉默的γ-珠蛋白基因(γ基因)表达,以弥补缺损的β-珠蛋白,需要长期用药,而CS-101注射液单次给药即可彻底治愈,其开发过程主要有如下两个阶段。回答下列问题。 (1)第一阶段:γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点,该位点结合BCL11A蛋白后,基因表达被抑制。为确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置,科研人员进行了如下实验。 ①科研人员设计了一系列引物(如图),分别对γ基因的上游进行PCR扩增,最终得到　 种不同长度的DNA片段。  ②将扩增的DNA片段分别插入载体上的荧光蛋白基因右侧(箭头所指),构建基因表达载体。 解析:(1)①据图可知,科研人员分别设计了7种不同引物下和R对γ基因的上游进行PCR扩增,因此最终得到7种不同长度的DNA片段。 7 ③将除去BCL11A基因的受体细胞随机均分为7组,分别导入制备的基因表达载体,成功转化后,在培养液中培养,按连接的扩增DNA片段从长到短依次编号为1~7组。分别在加入雌激素前、后检测受体细胞的荧光表现,结果如表所示。 DNA片段 1 2 3 4 5 6 7 加雌激素前 + + + + + - - 加雌激素后 - - - + + - - 注:“+”表示有荧光,“-”表示无荧光。 结论:BCL11A蛋白结合位点位于引物　　　　之间,判断依据是______ _____________________ _______ _________________________________________。  F3与F4 加入雌 激素前5组受体细胞有荧光,第6组细胞无荧光表现;加入雌激素后,前3 组受体细胞无荧光表现,第4组细胞有荧光表现 解析③由题意和题表可知,含F6、F7与R扩增产物的受体细胞无荧光,F6、F7与R扩增产物不含完整的启动子,荧光蛋白基因不表达。向培养液中添加适量的雌激素,此时重组载体上的BCL11A基因表达,产生BCL11A蛋白,BCL11A蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后,导致荧光蛋白基因被抑制;含F1~F3与R扩增产物的受体细胞不再有荧光,则说明BCL11A蛋白结合位点在引物F3与引物R之间的序列上;含F4~F5与R扩增产物的受体细胞有荧光,则说明BCL11A蛋白结合位点在引物F4的上游序列,故据此结果可推测,BCL11A蛋白结合位点位于引物F3与F4之间。 (2)第二阶段:利用变形式碱基编辑器(tBE)破坏BCL11A蛋白在γ基因中的结合序列,从而激活γ基因表达。tBE系统主要由源于SpCas9的单链切刻酶D10A、胞嘧啶脱氨酶和导向RNA(sgRNA)组成,sgRNA引导确定位置,D10A在特定位点切开DNA的一条链,胞嘧啶脱氨酶在切点位置完成碱基C→T的改变,从而使BCL11A蛋白结合序列失效。 ①要使sgRNA精准靶向BCL11A蛋白结合序列,减少脱靶(配对结合的位置错误)的可能性,则应当采取的措施是________ ______ ______。  适当增加sgRNA的长度(碱基 数量) 解析: (2)①非基因编辑对象也可能含有与sgRNA配对的碱基序列,若sgRNA的序列越短,sgRNA的特异性越弱,越容易造成sgRNA配对结合位置错误而脱靶。要使sgRNA精准靶向BCL11A蛋白结合序列,减少脱靶的可能性,则应当采取的措施是适当增加sgRNA的长度(碱基数量)。 ②利用tBE破坏BCL11A蛋白在γ基因中的结合序列所产生的变异属于__________。  ③相比CRISPR/Cas9基因编辑工具,tBE编辑方式具有的优势是______ _____________________________。  基因突变 不使 DNA双链断开,可减少DNA损伤 解析: ②基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。因此,利用tBE破坏BCL11A蛋白在γ基因中的结合序列所产生的变异属于基因突变。 ③CRISRP/Cas9基因编辑技术中sgRNA能特异性识别结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA;tBE系统主要由源于SpCas9的单链切刻酶D10A、胞嘧啶脱氨酶和导向RNA(sgRNA)组成,sgRNA引导确定位置,D10A在特定位点切开DNA的一条链,胞嘧啶脱氨酶在切点位置完成碱基C→T的改变,tBE编辑不使DNA双链断开,可减少DNA损伤。 专题提能练(十四)　细胞工程与基因工程 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 一、选择题 1. (2024·汕头市模拟考试)武夷岩茶“大红袍”香气馥郁、滋味醇厚。研究者利用高品质茶树的茎作为外植体进行植物组织培养,实现其快速繁殖。下列做法错误的是(　　) A.外植体需先用酒精后用次氯酸钠进行消毒 B.接种外植体应倒插入诱导愈伤组织的培养基 C.诱导形成愈伤组织时一般不需要给予光照 D.试管苗移栽的基质可以是消过毒的珍珠岩 B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:操作时,应用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液先后对外植体消毒,A正确;生长素的运输是极性运输,只能从形态学上端运往形态学下端,若选取茎段作为外植体,需将其形态学下端插入培养基,不能倒插,B错误;在诱导离体组织转变为愈伤组织的过程中一般不需要给予光照,C正确;将幼苗先移植到消过毒的珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 2.1978年,科学家Melchers等利用植物体细胞杂交技术获得了第一个杂种植株“番茄—马铃薯”(自然界中,番茄和马铃薯均为二倍体,染色体条数也均为24条)。下列相关叙述错误的是 (　　) A.该技术的原理包括细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性 B.可利用高Ca2+—高pH融合法诱导原生质体融合 C.“番茄—马铃薯”体细胞中含有2个染色体组 D.“番茄—马铃薯”体细胞中可含有96条染色体 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:植物体细胞杂交首先要使原生质体融合形成杂种细胞,其次是利用植物组织培养技术把杂种细胞培育成杂种植株,细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,A正确;促进植物原生质体融合的方法有电融合法、高Ca2+—高pH融合法等,B正确;“番茄—马铃薯”体细胞中含有4个染色体组,为异源多倍体,C错误;自然界中,番茄和马铃薯均为二倍体,染色体条数也均为24条,因此在有丝分裂后期“番茄—马铃薯”体细胞中可含有(24+24)×2=96(条)染色体,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 3.(2024·梅州市二模)如图为动物成纤维细胞的培养过程示意图,下列叙述错误的是(　　) A.步骤①的操作需要在无菌环境中进行 B.步骤②应向锥形瓶中加入无菌水制成细胞悬液 C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理 D.步骤③到④分装时需调整到合适的细胞密度 B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:步骤①为将组织块剪碎,需要在无菌环境中进行操作,A正确;步骤②应向锥形瓶中加入培养液制成细胞悬液,B错误;由于动物细胞培养时常出现接触抑制现象,步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理,且进行培养液的更换,C正确;步骤③到④分装时需调整到合适的细胞密度,因为若密度过大细胞,仍存在接触抑制现象,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 4.(2024·韶关市综合测试)2023年2月,用于治疗HER2(人表皮生长因子受体2,该蛋白增多可促进乳腺癌细胞的生长和扩散)阳性晚期乳腺癌的抗体偶联药物——“优赫得”获国家药监局批准上市。“优赫得”通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成。下列有关叙述错误的是 (　　) A.可通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体 B.抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白 C.抗HER2单克隆抗体能将连接的化疗药物输送到乳腺癌细胞中 D.“优赫得”具有靶点清楚、毒副作用小的优点 A 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:单个B淋巴细胞无法无限增殖分泌大量的抗体,因此不可以通过体外培养单个B淋巴细胞来获得抗HER2单克隆抗体,A错误;抗体具有特异性,因此抗HER2单克隆抗体能特异性识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白(抗原),B正确;“优赫得”通常由抗HER2单克隆抗体、接头和化疗药物构成,会将化疗药物特异性输送到乳腺癌细胞中,因此其具有靶点清楚、毒副作用小的优点,C、D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 5.(2024·惠州市模拟考试)水牛养殖是中国重要的农业产业之一。与传统繁殖方法相比,家畜胚胎工程技术可以挖掘动物的繁殖潜力,提升家畜种质资源质量。以下叙述错误的是(　　) A.取滋养层细胞进行DNA分析、选育优良品种,可以提升水牛种质资源 B.注射促性腺激素促进超数排卵和体外受精可以增加水牛胚胎数量 C.胚胎移植使优良母畜免去了冗长的妊娠期,同时需要用免疫抑制剂处理代孕母畜 D.同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,是动物无性繁殖或克隆的方法之一 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:从囊胚中取滋养层细胞做DNA分析、选育优良品种,可以提升水牛种质资源,A正确;用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理,以获得大量卵母细胞,再通过体外受精可以增加水牛胚胎数量,B正确;一般来说,同一物种的受体母畜对于植入的胚胎并不产生排斥现象,因此不需要使用免疫抑制剂处理代孕母畜,C错误;同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,是动物无性繁殖或克隆的方法之一,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 6.基因工程的发展离不开理论的突破和技术的创新。下列科学研究体现了基因工程正式问世的是(　　) A.艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移 B.沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说 C.科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达 D.科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:1973年,科学家证明质粒可以作为基因工程的载体,构建重组DNA,导入受体细胞,使外源基因在原核细胞中成功表达,并实现物种间的基因交流,至此,基因工程正式问世,C符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 7.(2024·广州市调研测试)水蛭素(EH)具有较好的抗凝血活性,临床上被用作抗血栓药物。利用酵母菌工业化生产EH时,生产周期长、目标蛋白表达效率较低;利用大肠杆菌进行生产时,基因的转录和翻译都正常,但多肽链错误折叠,产生的无活性的EH会聚集形成水不溶性的包涵体。研究人员通过改造EH基因,以期获得能在大肠杆菌中表达的可溶性EH。下列有关叙述错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 A.大肠杆菌在细胞增殖和代谢速率上较快,可用来改进酵母菌生产EH时的缺点 B.包涵体中错误折叠的EH与酵母菌生产的EH在氨基酸序列上有较大差异 C.要得到能表达可溶性EH的大肠杆菌,需要用Ca2+处理大肠杆菌 D.判断转基因大肠杆菌是否成功,需要对可溶性EH的抗凝血活性进行测定 答案:B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:大肠杆菌是原核生物,繁殖速度和代谢速率都较快,可以用来改进酵母菌生产EH时生产周期长、目标蛋白表达效率较低的缺点,A正确;依据题干可知,利用大肠杆菌进行生产时,基因的转录和翻译都正常,但多肽链错误折叠形成包涵体,说明错误折叠的EH与酵母菌生产的EH在氨基酸序列上相同,B错误;在基因工程操作中,当受体细胞是大肠杆菌等原核生物时,为了提高转化效率,可用Ca2+进行处理,使细胞处于一种更容易吸收周围DNA分子的生理状态,从而促进重组质粒的转入,C正确;转基因大肠杆菌是否成功,不仅要检测是否产生了可溶性EH,还要对可溶性EH的抗凝血活性进行测定,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 8.科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素(一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质)第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸,显著提高了它的抗凝血活性,其流程如图所示。已知天冬酰胺对应的密码子为AAU、AAC,赖氨酸对应的密码子为AAA、AAG。下列叙述错误的是 (　　) A.题图的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的 B.在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因 C.题图中大分子物质a和b的基本组成单位的结构是一样的 D.用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:据图分析,通过分析预期的水蛭素功能推导出蛋白质的结构,进而明确氨基酸序列,最终确定基因中碱基的排列顺序,A正确;蛋白质的改造工程直接改变的是蛋白质所对应的基因,B正确;基因a的基本组成单位是四种脱氧核苷酸,b是mRNA,其基本组成单位是四种核糖核苷酸,二者基本组成单位的结构不一样,C错误;基因工程是利用已有的基因生产蛋白质,而蛋白质工程是通过改造基因从而获得原本没有的蛋白质,因此用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 二、非选择题 9.某研究所采用最新生物技术首次实现了哺乳动物的同性繁殖,操作流程如图所示。请回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (1)为了获得更多的卵母细胞,可以用促性腺激素处理雌性小鼠,使其　　　　。将卵母细胞转化为phESC的过程类似于植物组织培养中的　　　 过程。据图分析,将卵母细胞和具有精子细胞核特点的phESC融合并培养至　　 期,然后将其转移至代孕动物体内。  超数排卵 脱分化 囊胚 解析:(1)为了获得更多的卵母细胞,可以用促性腺激素处理雌性小鼠,使其超数排卵。卵母细胞转化为phESC的过程相当于植物组织培养中的脱分化过程。据题图分析,胚胎在体外培养至囊胚期后转移至代孕动物体内。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (2)图中对ahESC进行的基因编辑是对ahESC中的8个基因的甲基化情况进行改变,使ahESC的细胞核具有卵细胞核的特点,主要是调控了部分基因的___________,这种改变属于_____遗传。要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞中形成重构胚,在对卵母细胞进行去核时,需借助精密的____________助高效率的电融合法,电融合法除了促进细胞融合,同时还起到了_____重组细胞发育的作用。最终得到的融合细胞的性染色体组成可能为______________。  选择性表达 表观 显微操作仪 激活 XX、XY或YY 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: (2)甲基化改变基因的表达情况,调控基因的选择性表达,属于表观遗传。去除卵母细胞的细胞核需要借助显微操作仪进行操作。电融合法除了促进细胞融合外,还可以激活重组细胞发育。具卵细胞细胞核特点的ahESC、精子所含性染色体均可能为X或Y,与去核卵母细胞融合后,得到的融合细胞的性染色体组成可能是XX、XY或YY。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (3)将phESC的细胞核注入去核卵母细胞中,培育获得的小鼠均为____倍体,该技术培育的动物可成为研究______ (填“显性”或“隐性”)基因功能的理想细胞模型,为获取更多的模型动物,可以将得到的早期胚胎进行__________处理。  单 隐性 胚胎分割 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: (3)phESC的细胞核只含有一个染色体组,将其注入去核卵母细胞后获得的个体为单倍体,该技术培育的单倍体动物可成为研究隐性基因功能的理想细胞模型。为获取更多的单倍体动物,可以将得到的早期单倍体胚胎进行胚胎分割处理。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 10.(2024·深圳市调研考试)利用乳酸菌构建表达抗原蛋白的工程菌是研究抗原应用的重要手段之一。口服的乳酸菌可在消化道内定植存活,其表达的抗原蛋白可锚定于细胞表面(穿过细胞膜展示在细胞表面),诱导机体产生免疫反应。科学家将某病毒抗原蛋白的部分编码序列(RBD)拼接成融合基因2RBD和3RBD,探究RBD的二聚体蛋白和三聚体蛋白能否模拟抗原蛋白中RBD的天然构象并获得高效免疫原性。重组质粒构建流程如图1所示,Nco Ⅰ和Sac Ⅰ是pNZ8 149质粒上的限制酶识别位点,U-M为信号肽-细胞壁锚定蛋白序列。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (1)为满足乳酸菌生长的特殊需求,培养基除了提供碳源、氮源、水和无机盐外,还需要添加_______,并在_____ (填“有氧”或“无氧”)的环境条件下培养。  维生素 无氧 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析:(1)为满足乳酸菌生长的特殊需求,培养基除了提供碳源、氮源、水和无机盐外,还需要添加维生素,乳酸菌属于厌氧细菌,需要在无氧的环境条件下培养。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (2)拼接形成的融合基因不具备限制酶切割位点,利用PCR技术对融合基因进行扩增时,所用两种引物的5'端应分别添加_______ ________ _____序列,以实现融合基因定向插入质粒。  限制酶NcoⅠ和SacⅠ的 识别 解析: (2)根据质粒上启动子、终止子与限制酶识别序列的位置关系可知,为保证融合基因定向插入质粒,应选择两种限制酶切割融合基因,所用两种引物的5'端应分别添加限制酶NcoⅠ和SacⅠ的识别序列。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (3)为鉴定重组质粒是否构建成功,将重组质粒双酶切处理后电泳,结果如图2,泳道1为双酶切pNZ8 149-2RBD,泳道2为双酶切pNZ8 149-3RBD。泳道1两个条带大小分别为2 507 bp和2 020 bp,由此可知,融合基因3RBD的长度为______bp,泳道2呈现一个条带的原因是______ _________ _______________________。  2 686 双酶切pNZ8 149-3RBD后 产生的两个片段大小相近 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: (3)由图可知pNZ8 149-2RBD和pNZ8 149-3RBD的碱基对分别为4 527 bp和5 193 bp,所以RBD长度为5 193-4 527=666(bp),泳道1为双酶切pNZ8 149-2RBD,两个条带大小分别为2 507 bp和2 020 bp,所以融合基因3RBD的长度为666+2 020=2 686(bp),泳道2呈现一个条带的原因是双酶切pNZ8 149-3RBD后产生的两个片段大小相近。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 (4)实验成功构建了表达融合蛋白的重组乳酸菌,结果发现,在蛋白表达量和稳定性相同的情况下,pNZ8 149-2RBD菌株表面二聚体蛋白的含量比pNZ8 149-3RBD菌株表面三聚体蛋白多,该现象说明_____ ______ ______________________________________________。  二聚体蛋白比三聚体蛋白更容易穿过细胞膜从而展示在细胞表面 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 解析: (4)实验成功构建了表达融合蛋白的重组乳酸菌,结果发现,在蛋白表达量和稳定性相同的情况下,pNZ8 149-2RBD菌株表面二聚体蛋白的含量比pNZ8 149-3RBD菌株表面三聚体蛋白多,由于抗原蛋白需穿过细胞膜展示在细胞表面,因此该现象说明二聚体蛋白比三聚体蛋白更容易穿过细胞膜从而展示在细胞表面。 $$