专题7 微专题十 单克隆抗体专题-【金版教程】2025年高考生物大二轮专题复习冲刺方案课件PPT（创新版 单选版）

　　　　　　　　　　　　　 第一部分　专题复习 专题七　生物技术与工程 微专题十　单克隆抗体专题 目录 CONTENTS 专题作业 1．(2024·北京丰台一模)V蛋白对登革热病毒的增殖有抑制作用。V蛋白含有285个氨基酸，其cDNA长1241 bp。将V蛋白在大肠杆菌中诱导表达，经纯化后免疫小鼠，最终获得5株分泌V单抗的杂交瘤细胞，提取单抗与V蛋白杂交，电泳结果如下图，相关叙述错误的是(　　) A．V蛋白的cDNA中含有不编码V蛋白的序列 B．获得的5株杂交瘤细胞都能无限增殖 C．用V蛋白免疫小鼠的目的是获得相应抗体 D．可培养5A8杂交瘤细胞大量生产单克隆抗体 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 3 解析：V蛋白含有285个氨基酸，考虑终止密码子，cDNA中的碱基数应该为286×6＝1716个，而V蛋白的cDNA有1241 bp(碱基对)，说明V蛋白的cDNA中含有不编码V蛋白的序列，A正确；5株杂交瘤细胞都能分泌单抗，这些杂交瘤细胞都能无限增殖，B正确；用V蛋白免疫小鼠的目的是获得能产生特定抗体的B淋巴细胞，C错误；如图5A8杂交瘤细胞产生的单抗与其他组相比，条带更宽，说明其产生的抗体量更多，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 4 2．(2024·天津高三联考)新冠抗原 快速检测试剂盒原理如下：胶体金垫上 有胶体金标记的抗体1(足量，可移动， 聚集后会呈红色)，在检测线(T)上有抗体 2，这两种抗体都能与抗原结合。抗抗体 1抗体(抗体3)位于质控线©上，可与多余的抗体1结合。下列叙述正确的是(　　) A．制备这3种抗体都需要用新冠病毒作为抗原 B．杂交瘤细胞的获得利用了动物细胞核的全能性 C．若检测呈阳性，则T、C线都显色，共发生3种抗原—抗体特异性反应 D．杂交瘤细胞经小鼠腹腔内培养后，可从小鼠血液中获取大量单克隆抗体 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 5 解析：根据题意分析，抗体1、抗体2都能与抗原结合，需要用新冠病毒作为抗原，而抗体3是以抗体1作为抗原，A错误；杂交瘤细胞的获得利用了动物细胞培养技术及动物细胞融合技术，B错误；根据题意可知，该试剂盒含有3种抗体，若检测呈阳性，则T、C线都显色，共发生3种抗原—抗体特异性反应，C正确；杂交瘤细胞经小鼠腹腔内培养后，可从小鼠腹水中获取大量单克隆抗体，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 6 3．靶向治疗是目前治疗肿瘤的有效方法之一，其原理是利用抗体等特异性物质作为载体，将药物送到肿瘤部位，对肿瘤进行特异性杀伤，其作用原理如图1所示。为了生产能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合的抗体，科学家创造了制备双特异性抗体的方法，过程如图2所示。请据图分析回答下列问题： 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 7 (1)由图1可以看出，抗体是由________条肽链构成的蛋白质，细胞内合成抗体时，其空间结构形成的场所是___________________。 (2)图2中过程①是给小鼠注射____________________________，从而获得已免疫的B淋巴细胞。 (3)为选出能产生专一抗体的细胞，要从HAT培养基上筛选出杂交瘤细胞，然后稀释滴入多孔培养板中，使多孔培养板每孔中有一个细胞，然后筛选出抗体检测呈________(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养；该克隆化培养细胞具有的特点为______________________________________。 4 内质网和高尔基体 癌细胞抗原(肿瘤细胞抗原) 阳性 既能无限增殖，又能产生特异性抗体 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 8 (4)图2中过程⑤给小鼠注射抗肿瘤药物的目的是___________________________ _______，图2方框内的主要操作是____________________________________。 (5)与直接使用抗肿瘤药物相比，将抗肿瘤药物与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是双特异性单克隆抗体能________________________ ___________________________。 刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 将B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合 将药物送到肿瘤细胞，对肿瘤细胞进行特异性杀伤 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 9 解析：(3)制备单克隆抗体的过程中，需要经过两次筛选，第一次是用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，第二次是用专一抗体检测，检测出呈阳性的细胞，即能产生针对癌细胞抗原的抗体的杂交瘤细胞，进行克隆化培养；该细胞既可以无限增殖，又可以产生特定抗体。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 10 (4)图2中过程⑤给小鼠注射抗肿瘤药物是为了刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞，方框内表示将B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合，进而筛选出能产生双特异性单克隆抗体的杂交瘤细胞。 (5)双特异性单克隆抗体能同时与药物和肿瘤细胞抗原结合，将药物送到肿瘤细胞，对肿瘤细胞进行特异性杀伤，与直接使用抗肿瘤药物相比，对人体的副作用更小。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 1 2 3 11 专题作业 发酵工程和细胞工程 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★★ ★★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★ 对点 无菌 技术 微生物的选择培养 传统发酵技术的应用 传统发酵技术的 应用 发酵 工程 微生物的培养技术 微生物的选择培养 植物细胞工程及应用(植物组织培养) 题号 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★★ ★★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ 对点 植物细胞工程应用 植物体细胞杂交 胚胎 工程 单克隆抗体制备 胚胎 工程 微生物的选择培养 单克隆抗体的制备 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 13 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是(　　) A．将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上 C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上 D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 14 解析：生产果酒和腐乳时对无菌操作的要求不是很高，不需要进行严格的无菌操作；土壤浸出液中含有多种杂菌，所以利用选择培养基筛选土壤浸出液中特定微生物时，不进行严格无菌操作也不会影响实验结果；植物组织培养技术成功的关键是无菌条件，若接种时不进行严格无菌操作，则可能导致实验失败，C符合题意。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 15 酶活性(U·mL－1) 透明圈 空白 — 菌株X 6.9 菌株Y 7.7 2．(2024·北京海淀一模)橄榄油的主要成分是甘油三酯。研究者利用“橄榄油平板透明圈法”筛选获得两株产脂肪酶的菌株X和Y，检测结果如表。下列相关叙述不正确的是(　　) 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 16 A．可将样液梯度稀释后涂布于平板进行筛选 B．培养基中的橄榄油提供微生物生长的碳源 C．图中透明圈大小仅与酶活性的大小成正比 D．以上两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外 解析：图中透明圈大小不仅与酶活性的大小成正比，也和产酶量相关，C错误；两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外，对培养基中的橄榄油进行分解，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 17 3．(2024·福建泉州质量检测)下列关于利用微生物制作传统发酵食品的叙述，正确的是(　　) A．制作泡菜时，用水密封泡菜坛的目的是促进酵母菌的无氧呼吸 B．制作果酒时，定时松瓶盖的目的是适当促进酵母菌的有氧呼吸 C．制作果醋时，可以往果酒中加入醋酸杆菌将乙醇转化为乙酸 D．利用传统发酵技术制作食品时，都需要对菌种进行纯化培养 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 18 4．(2024·湖北十一校联考)传统发酵过程中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是(　　) A．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，直接通入无菌空气制作葡萄醋即可 B．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需定期开盖放气 C．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没菜料 D．果酒与果醋发酵时温度宜控制在18～25 ℃，泡菜发酵时温度宜控制在30～35 ℃ 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 19 解析：醋酸菌为需氧菌，且发酵温度高于果酒的发酵温度，因此制作好葡萄酒后，除通入无菌空气，还需要适当提高发酵装置的温度，A错误；乳酸菌属于厌氧菌，开盖放气会影响乳酸菌发酵，因此不能开盖放气，B错误；制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，同时为了防止发酵过程中发酵液溢出，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料，以保证乳酸菌进行无氧呼吸，C正确；果酒和果醋制作所需的温度不同，其中果酒发酵时温度宜控制在18～30 ℃，果醋发酵时温度宜控制在30～35 ℃，泡菜的制作温度要低于30 ℃，D错误。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 20 5．(2024·安徽师大附中二模)甜米酒又称酒酿，多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成。传统家庭手工制作，产品品质不稳定，容易酸败，下面是工业化生产米酒的流程，其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。据图判断下列说法错误的是(　　) A．性状优良的酵母菌菌种 可以从自然界中筛选，也可以通 过诱变育种或基因工程育种获得 B．发酵时要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成 C．酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成 D．罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成，若时间过长，产品会腐败变酸 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 21 解析：发酵工程的第一步就是选育菌种，性状优良的菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，A正确；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，环境条件的改变不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，B正确；酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，C错误；罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成，若时间过长，容易受杂菌污染，产品会腐败变酸，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 22 6．(2024·长沙新高考适应性考试)研究者从某种海洋微生物中分离了一种新的抗真菌药物，为治疗真菌感染提供新思路。下列有关药物研制或生产叙述错误的是(　　) A．按海水的成分和浓度添加相应的无机盐配制的培养基具有选择作用 B．用接种环在培养基表面对样品连续划线、逐步稀释，纯化海洋微生物 C．用固体培养基培养微生物获得次级代谢产物，用于抗真菌活性检测 D．获得目的微生物后，可进一步利用基因工程方法调节代谢途径提高生产量 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 23 解析：按海水的成分和浓度添加相应的无机盐配制的培养基具有选择作用，目的是选择海洋微生物，A正确；分离和纯化最常用固体培养基，固体培养基上接种的方法通常是平板划线法和稀释涂布平板法，用接种环在培养基表面对样品连续划线、逐步稀释，可得到海洋微生物的单菌落的方法为平板划线法，B正确；获得代谢产物需要借助液体培养基，即用液体培养基培养微生物可从培养液中获得次级代谢产物，用于抗真菌活性检测，C错误；利用基因工程的手段可以定向改造生物获得符合人类需要的产品，因此，获得目的微生物后，可进一步利用基因工程方法调节代谢途径提高生产量，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 24 7．(2024·T8联考)以纤维素为唯一 碳源并加入刚果红的培养基经接种后， 若微生物能分解纤维素，则会出现以菌 落为中心的透明圈。科研人员从土壤中 分离了五种能分解纤维素的细菌菌株，培养基中出现了因分解纤维素而产生的透明圈，操作过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．在该实验过程中制备培养基时应先调pH再灭菌 B．分解纤维素能力最强的是E菌株，应对其扩大培养 C．药品称量、溶化和倒平板等操作都必须在酒精灯火焰旁进行 D．若平板中平均菌落数为120个，则1 g土壤中含有能分解纤维素的细菌1.2×108个 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 25 解析：制备培养基时应先调pH再灭菌，A正确；分解纤维素能力最强的是E菌株，应对其扩大培养，因为E菌落外围的透明圈和E菌落直径的比例最大，B正确；药品称量、溶化是进行培养基配制的过程，培养基配制后才需要灭菌，故称量和溶化不需要无菌操作，倒平板过程需要进行无菌操作，C错误；若平板中平均菌落数为120个，图示实验所用的涂布菌液稀释了105倍，则1 g土壤中含有细菌120÷0.1×105＝1.2×108个，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 26 8．(2024·高三浙江宁波阶段练习)辣椒的辣椒素是食品调味料的重要成分之一，辣椒素可通过下图途径获得，下列叙述正确的是(　　) A．①过程需对外植体进行灭菌以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗 B．图中所示的愈伤组织是未 分化的有固定形态的薄壁组织团块， 具备较强的分裂分化能力 C．若在细胞分离过程中使用盐 酸进行解离，则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁 D．在脱分化过程中一般不需要光照，在再分化过程中光照可诱导植物形态建成 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 27 解析：①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染，脱毒苗的获得是由于植物顶端分生区附近的病毒极少或无病毒，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，A错误；愈伤组织是一团没有特定结构和功能无定形的薄壁组织团块，具有分裂分化能力，B错误；盐酸会杀死细胞，不能用盐酸分离细胞，C错误；在脱分化过程中一般不需要光照，利于形成愈伤组织，再分化过程中光照可诱导叶绿素的合成，可诱导植物形态建成，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 28 9．普通水稻是二倍体，为快速培育抗除草剂的水稻，育种工作者用下图所示方法进行育种，下列说法不正确的是(　　) A．通过①过程获得单倍体幼苗的理论依据是细胞的全能性 B．用②照射单倍体幼苗，目的是要筛选出抗除草剂的植株 C．用③喷洒单倍体幼苗，保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力 D．用⑤处理绿色幼苗，可获得纯合的抗除草剂植株 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 29 解析：①过程是通过将花药离体培养，获得单倍体幼苗的过程，理论依据是细胞的全能性，A正确；用②照射单倍体幼苗，目的是提高幼苗的突变频率，用③喷洒单倍体幼苗，是要筛选出抗除草剂的植株，B错误，C正确；⑤是秋水仙素，抑制纺锤体的形成，用⑤处理绿色幼苗，可使单倍体幼苗的染色体加倍，获得纯合的抗除草剂植株，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 30 10．(2024·山东聊城一模)DHA(二十二碳六烯酸)俗称脑黄金，是神经系统细胞生长及维持的一种主要成分，是构成大脑和视网膜的重要脂肪酸。某科研团队以富含DHA的自养微藻绿色巴夫藻和生长迅速的异养微藻四鞭藻两种二倍体单细胞藻类为材料，通过体细胞杂交技术成功培育出了生长迅速且DHA含量高的单细胞藻(X藻)。下列说法正确的是(　　) A．植物体细胞杂交成功的标志是细胞核的融合 B．X藻是绿色巴夫藻和四鞭藻通过体细胞杂交获得的二倍体藻 C．培育X过程中还可能获得四倍体绿色巴夫藻和四倍体四鞭藻 D．X藻具备两亲本所有的优良性状 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 31 解析：植物体细胞杂交成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁，A错误；由于绿色巴夫藻和四鞭藻都是二倍体，因此X藻是绿色巴夫藻和四鞭藻通过体细胞杂交获得的四倍体藻，B错误；由于原生质体融合的过程具有随机性，因此体细胞杂交过程中还可能出现绿色巴夫藻两两融合，四鞭藻两两融合的现象，所以可能获得四倍体绿色巴夫藻和四倍体四鞭藻，C正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 32 11．(2024·湖北高校联盟第二次联合测评)下图是经体外受精和胚胎分割培育优质奶牛的过程。下列相关叙述正确的是(　　) A．胚胎工程操作中，常以观察到两个极体作为受精完成的标志 B．将囊胚期的胚胎均分后，取样内细胞团的部分做DNA分析和鉴定性别 C．胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 D．胚胎移植时，受体母牛必须经过免疫学检验以避免发生免疫排斥 解析：观察到两个极体是受精的标志，A错误。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 33 12．(2024·T8联考)传统抗体一般是从动物血清中分离，不仅产量低、纯度低，而且特异性差。单克隆抗体灵敏度高，特异性强，且可以大量制备。下列有关单克隆抗体的制备和应用的叙述，错误的是(　　) A．融合后的杂交瘤细胞进行体外培养时，需提供无菌无毒、95%空气和5%CO2的气体等环境 B．杂交瘤细胞在培养过程中一般无接触抑制现象，不需要用胰蛋白酶处理 C．抗体—药物偶联物(ADC)实现了单克隆抗体对肿瘤细胞的选择性杀伤 D．单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 34 解析：体外培养动物细胞时需要95%空气(细胞代谢)和5%CO2的气体(维持培养液的pH)，A正确；杂交瘤细胞在培养过程中一般无接触抑制现象，不需要用胰蛋白酶处理，B正确；抗体—药物偶联物(ADC)中单克隆抗体起定位作用，对肿瘤细胞起杀伤作用的是药物，C错误。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 35 13．(2024·天津南开高三期中) 以哺乳动物为研究对象的生物技术已 获得了长足的进步。如图是应用生物 技术培育试管动物、克隆动物和获得 组织细胞的流程图，其中①至⑩代表 相关的过程。下列关于培育克隆动物 和试管动物相关流程的叙述，正确的是(　　) A．过程①将人工采集的精子和卵细胞共同培养，便可完成体外受精过程 B．我国不允许利用过程①③⑦⑩产生试管婴儿，解决不孕不育夫妇的生育问题 C．过程④可提取囊胚的滋养层细胞进行基因检测，以减少对胚胎的损伤 D．过程⑧胚胎移植前，需对代孕母体注射促性腺激素进行超数排卵处理 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 36 解析：人工采集的精子需要获能，卵子需要培养到减数分裂Ⅱ中期，才能进行体外受精，A错误；我国允许利用试管婴儿技术，解决不孕不育夫妇的生育问题，B错误；胚胎在植入前还要进行基因检查，过程④可提取囊胚的滋养层细胞进行基因检测，以减少对胚胎的损伤，C正确；胚胎移植前需要对代孕母体注射激素进行同期发情处理，D错误。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 37 二、非选择题 14．土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态(如磷酸钙等难溶态，在水中呈白色沉淀)存在，溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷。 (1)磷是植物生长发育的必需元素，可组成_____________________________________等化合物。(写出2种即可) (2)从土壤中筛选溶磷菌的一般步骤如下： 溶磷菌的分离：依次配备浓度为10－3、10－4、10－5的土壤稀释液，分别取0.1 mL均匀涂布于含难溶磷的固体培养基上培养2 d。待菌落长出后挑取__________________的菌落，于基础培养基上采用___________法进行多次纯化。 核酸(DNA、RNA)、ATP、磷脂、NADPH 具有透明溶磷圈 平板划线 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 38 溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷液体培养基中做实验组，则对照组的培养基加入__________________，5 d后测定培养液中可溶性磷含量。若接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为________。选择溶磷量最大的菌种为目的菌。 等量灭活的菌悬液 a－b 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 39 (3)将适量目的菌接入已灭菌的含难溶磷 的液体培养基中培养，每天取样测定溶磷量和 pH变化情况，结果见下图。 ①结果表明目的菌分解难溶磷的能力呈现 ________________的趋势。 ②根据培养液的pH变化情况，可对目的菌 的解磷原理作出的推测是____________________________________________。 (4)请预期该溶磷菌在农业生产方面可能的应用：________________________ ____________________。 先升高后降低 溶磷菌通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷 制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 40 解析：(2)溶磷菌的分离：据题知土壤中的磷大部分以磷酸钙等难溶态存在，在水中呈白色沉淀，故加入含难溶磷的固体培养基浑浊不透明，而溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷，故一段时间后，可挑选平板上形成透明溶磷圈的菌落，即为筛选出的溶磷菌。溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷液体培养基中，为成功筛选到能高效溶解难溶磷的溶磷菌，对照组的培养基接入等量灭活的菌悬液，以作比较。若5 d后接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为a－b。差值越大，说明菌体溶磷量越大，选择溶磷量最大的菌种为目的菌。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 41 15．(2024·广州五中高三月考)恶性肿瘤中一些癌细胞会从原发性肿瘤上脱落，形成循环肿瘤细胞(CTCs)。它们可单独移动或组成小团抵达其他器官(如骨髓、肝脏、肺和大脑等)，形成转移瘤。传统影像学诊断方式在发现转移瘤形成时往往已延误最佳治疗时机，目前可通过液体活检来检查血液中的CTCs及早诊断是否存在癌症转移，方法如下： (1)单克隆抗体的制备：研究人员比较了上皮组织细胞来源的CTCs与正常白细胞表面蛋白质的一些差异(见下表) 细胞表面抗原标志物表达差异 细胞类型 CD45 EpCAM 白细胞 ＋＋＋ － CTCs － ＋＋＋ 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 42 a．首先用CD45蛋白免疫小鼠，然后经过图中的①②③④等步骤，获得大量单克隆抗体A；再用_________免疫小鼠，经过相同步骤获得单克隆抗体B。步骤①常常用与诱导植物原生质体融合不同的方法，如_________________，从而使细胞相互融合。 b．步骤②通常使用选择培养基，主要目的是筛选出____________。 c．步骤③需要经过______________________两项操作，并经多次筛选，最终获得______________________________。 d．步骤④是大规模培养，主要有两种方式：____________________________ _______________。 EpCAM 灭活病毒诱导法 杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 体外大规模培养和注射到小鼠腹腔内增殖 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 43 (2)免疫磁珠分离：取待测人员少量血液(一般7.5 mL即可)于采集管内，将与______________相连的磁珠加入采集管，外加磁场使磁珠定向移动到指定区域并取出，排除非肿瘤细胞干扰(负性筛选)；再将与_______________相连的磁珠加入采集管，外加磁场使磁珠定向移动到指定区域取出，收集CTCs(阳性富集)。 (3)对收集到的细胞进行计数并做出诊断，若出现________________超出正常范围，即可诊断发生癌细胞转移。 单克隆抗体A 单克隆抗体B CTCs阳性细胞 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 44 基因工程、生物技术的安全性与伦理问题 题号 1 2 3 4 5 6 难度 ★★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ 对点 农杆菌转化法 目的基因 的检测 RT－PCR 基因工程的应用 (提高细菌降 解效率) 蛋白质工程 基因工程的应用(生物反应器) 题号 7 8 9 10 11 12 难度 ★★ ★ ★★ ★ ★★★ ★★ 对点 治疗性 克隆 基因工程的应用(生产疫苗) 基因工程的基本操作程序 生物技术的安全性与伦理问题 基因编辑(CRISPR/Cas9技术) 蛋白质工程 (易错PCR) 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 45 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．自然界中很少出现蓝色的花，天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(SFP)构建基因表达载体(如下图)，通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列相关叙述错误的是(　　) 注：PmeⅠ、BamHⅠ、SpeⅠ、SacⅠ为不同限制酶。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 46 A．上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因 B．将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ C．sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的 D．农杆菌可将Ti质粒上的T­DNA整合到白玫瑰染色体DNA上 解析：靛蓝能够稳定显色，不受pH的影响，故本方案中无需转入能调控液泡pH的基因，A正确；将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ，则会将终止子一同切除，故只能用BamHⅠ，B错误；sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的，C正确；将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法，农杆菌可将Ti质粒上的T­DNA整合到白玫瑰染色体DNA上，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 47 2．(2024·山东济南高三期末)科学家利用含氯霉素抗性基因的质粒作载体，将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶，用于生产奶酪。氯霉素对大肠杆菌有较强的抑菌作用。下列关于检测目的基因是否导入受体细胞的说法错误的是(　　) A．用同位素标记的牛凝乳酶基因制作的探针与受体细胞的DNA进行杂交 B．选择合适的限制酶切割从受体细胞中提取的质粒，再进行电泳检测 C．能在含有氯霉素的培养基上生长的大肠杆菌中一定被导入了目的基因 D．用分别与质粒DNA和目的基因DNA互补结合的一对引物，对受体细胞中提取的质粒进行PCR扩增，之后再进行电泳检测 解析：空载质粒和重组质粒都含有氯霉素抗性基因，都能表达出抗氯霉素物质，故能在含有氯霉素的培养基上生长的大肠杆菌中不一定被导入了目的基因，C错误。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 48 3．实时荧光RT－PCR可用于RNA病毒的核酸检测，其原理：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RT－PCR进行核酸检测的相关过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 49 A．做RT－PCR之前，需要先根据 cDNA的核苷酸序列合成引物和探针 B．RNA不能作为PCR扩增的模板， 故需要将样本中的RNA逆转录为DNA后再进行扩增 C．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染病毒 D．病毒的检测还可以检测病毒表面的物质或病毒引发产生的抗体，其原理都是抗原—抗体杂交 解析：PCR扩增必须以DNA为模板，RNA不能作为PCR扩增的模板，所以需要将样本中的RNA逆转录为DNA后再进行扩增，B正确；若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者极有可能感染了病毒，C错误。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 50 4．(2024·河南三门峡一模)多溴联苯醚(分子式：C12H5Br4O，简称BDE­47)是一种电子垃圾分解后产生的环境污染物，进入人体会对神经系统、生殖系统等产生毒害。为了提高好氧细菌的降解效率，将GB­2细菌内获取的BDE­47降解基因导入WT­G受体菌，构建成基因工程菌1、2、3，如图是对三种菌相关基因的电泳结果。下列叙述错误的是(　　) 注：“＋”表示阳性对照，“－”表示阴性对照。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 51 A．由图可知，工程菌2为降解BDE­47能力强的目的菌株 B．从GB­2细菌内获取的BDE­47降解基因可通过PCR技术进行扩增 C．将含有BDE­47降解基因的重组质粒导入WT­G受体菌时，用Ca2＋处理会增大导入率 D．若要增加筛选GB­2细菌的可能性，应从多溴联苯醚污染区取样并进行菌体培养 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 52 解析：由图可知，工程菌2含有降解基因，若要鉴定工程菌2的降解能力，需进行相关的降解能力的实验，A错误；Ca2＋处理会使受体菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，因此会增大导入率，C正确；污染区的土壤中降解BDE­47的菌体数量相对较多，从污染区取样，再经过菌体培养增加目的菌的浓度，利于筛选得到GB­2细菌，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 53 5．(2024·吉林延边一模)干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸(密码子：UGU、UGC)变成丝氨酸(密码子：UCU、UCC、UCA、UCG)，就可以延长干扰素的体外保存时间。下列相关叙述，错误的是(　　) A．对干扰素的设计和改造，以基因的结构和功能的关系为基础 B．对干扰素基因进行定点突变来实现碱基的替换 C．改造后的干扰素基因仍需导入受体细胞完成表达过程 D．改造后的干扰素仍具有治疗病毒感染性疾病的功能 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 54 解析：蛋白质工程的目的是根据人们对蛋白质的功能需求改造或制造蛋白质，理论基础是蛋白质的结构与功能相适应，A错误；比较半胱氨酸和丝氨酸的密码子，若第二个碱基由G替换为C，就可引起氨基酸的替换，所以基因上发生定点突变，可实现基因的改造，B正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 55 6．(2024·湖北模拟预测)HA蛋白是禽流感病毒的重要抗原。鸡卵清蛋白是由输卵管上皮细胞中卵清蛋白基因特异性表达后分泌至输卵管内，参与构成鸡蛋清的蛋白质。下图是利用基因工程技术制备HA蛋白鸡输卵管生物反应器的过程。几种可供选择的限制酶识别序列如下，下列说法错误的是(　　) 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 56 A．①为逆转录过程，该过程需要逆转录酶、4种游离的脱氧核苷酸等组分 B．目的基因与鸡卵清蛋白基因启动子拼接前应先在目的基因两端分别引入HindⅢ和EcoRⅠ的识别序列 C．利用PCR技术扩增目的基因时，复性温度偏低、引物特异性差均可导致产物中出现部分非目标序列 D．基因表达载体导入受精鸡胚的胚盘可以使用显微注射法 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 57 解析：图中①是以禽流感病毒RNA形成目的 基因DNA的过程，为逆转录过程，需要的酶是逆转 录酶，逆转录合成的是DNA，需要4种脱氧核苷酸作 为原料，A正确；根据图示，启动子两侧的酶切位点 是BamHⅠ和HindⅢ，载体上有两个酶切位点分别是 HindⅢ和EcoRⅠ，要先将目的基因和启动子按正确 方向相连，目的基因在启动子的右侧，随后再将启动 子和目的基因一起连接到载体上，所以需要在目的基因两端分别引入BamHⅠ和EcoRⅠ的识别序列，B错误；PCR技术扩增目的基因时，若复性温度偏低，则可能导致引物与非目的基因序列部分配对，进而扩增出非目的基因，引物特异性差也会导致和非目的基因序列部分配对，导致产物中出现部分非目标序列，C正确；受体细胞为动物细胞时通常采用显微注射法，因此基因表达载体导入受精鸡胚的胚盘可以使用显微注射法，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 58 7．(2024·广东二模)通过动物细胞工程技术，可以利用患者自身的细胞在体外诱导发育成特定的组织器官，然后再移植回患者体内。图1和图2表示利用自身细胞进行器官移植的两种方法，其中诱导多能干细胞(iPS细胞)类似于人类的胚胎干细胞。下列叙述正确的是(　　) 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 59 A．两种方法都需要运用动物 细胞培养技术，需要将细胞置于含 有95%O2和5%CO2的混合气体的CO2 培养箱中 B．利用两种方法所获得的组织器官的遗传物质均与患者的完全相同，因此移植后不会发生免疫排斥反应 C．可利用农杆菌转化法或显微注射法将Oct3/4基因、Sox基因、c－Myc基因和Klf基因导入成纤维细胞 D．图2中卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物，核移植时供体细胞不用去核，可整个注入去核的卵母细胞中 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 60 解析：两种方法都需要运用动物细胞培养技术，需要将细胞置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中，A错误；图1所示方法导入了Oct3/4基因、Sox基因、c－Myc基因和Klf基因，图2中提供质遗传物质的卵母细胞的来源未知，因此两种方法所获得的组织器官的遗传物质均可能与患者的不完全相同，B错误；将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法，农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法，C错误；核移植的过程中，卵母细胞去核实际去除的是纺锤体—染色体复合物，核移植时供体细胞不用去核，可将整个供体细胞注入去核的卵母细胞中，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 61 8．(2024·黑龙江哈尔滨一模)疫苗是人类预防疾病强有力的手段，疫苗产业也是医疗卫生事业和生物技术产业的重点发展领域之一，目前生产疫苗的两种方法主要有：利用转基因工程菌和借助动物细胞的大规模培养。例如，生产乙肝疫苗时，可以将S基因导入大肠杆菌构建工程菌生产重组乙肝疫苗，或者大规模培养能够表达S蛋白的中国仓鼠卵巢细胞获得乙肝疫苗。下列有关两种方法叙述错误的是(　　) A．两种方法都需用转基因技术构建工程菌或工程细胞 B．将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时需要使用钙离子处理细胞 C．体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以创造无菌环境 D．哺乳动物细胞表达的外源蛋白，更接近乙肝病毒的S蛋白 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 62 解析：前者生产乙肝疫苗时，需要培养导入了S基因的大肠杆菌，后者生产乙肝疫苗时，需要大规模培养导入了S基因的中国仓鼠卵巢细胞，A正确；将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时需要使用钙离子处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于S基因的导入，B正确；体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以补充营养，减少代谢废物的积累，C错误；哺乳动物细胞为真核生物细胞，可以对蛋白质进行进一步的加工，乙肝病毒感染真核细胞，因此真核细胞表达的外源蛋白，更接近乙肝病毒的S蛋白，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 63 9．下图表示pBR322质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息，将二者构建的重组质粒导入受体菌并进行筛选。下列叙述错误的是(　　) 注：AmpR：氨苄青霉素抗性基因；TetR：四环素抗性基因。 A．应选择的限制酶组合是酶F和酶G B．所选用的受体菌不能含有AmpR和TetR基因 C．用含氨苄青霉素的培养基筛选出的是含重组质粒的受体菌 D．同时用三种限制酶处理图中质粒，电泳后可得到4个条带 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 64 解析：为避免切割后DNA片段的自身环化，又保留质粒上的标记基因，切割时应选择的限制酶组合是酶F和酶G，A正确；所选用的受体菌不能含有AmpR和TetR基因，以便于对含有目的基因的受体菌进行选择，B正确；用含氨苄青霉素的培养基筛选出的有导入重组质粒的受体菌和导入原质粒的受体菌，C错误；据题图分析可知，同时用三种限制酶处理图中质粒，因酶E有两个作用位点，故将质粒切割成了4个DNA片段，电泳后可得到4个条带，D正确。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 65 10．(2024·北京市东城区一模)生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列叙述与我国政府相关法规或主张不符的是(　　) A．禁止人的生殖性克隆和治疗性克隆 B．禁止非医学需要的胎儿性别鉴定 C．销售转基因农产品应有明确标注 D．全面禁止和彻底销毁生物武器 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 66 二、非选择题 11．(2024·唐山一模)为研究组蛋白去乙酰化酶8(HDAC8)基因的生物学功能，研究者以斑马鱼为研究对象，通过CRISPR/Cas9技术构建HDAC8基因缺失的突变模型(如图1所示)。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 67 回答下列问题： (1)据图1分析可知：CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现靶向切除HDAC8基因的原理是Cas9蛋白—sgRNA复合体中sgRNA识别并与目标DNA中的靶点序列结合，其中sgRNA与靶点序列结合的碱基序列为________________；Cas9蛋白作用于目标DNA的____________(填化学键)使双链断裂，实现对HDAC8基因敲除。 (2)sgRNA是由体外转录形成的，其基因的上游具有________，该结构的作用是________________________________________________。 5′－CAAUG－3′ 磷酸二酯键 启动子 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 68 (3)通过对野生型斑马鱼和实施HDAC8基因敲除的斑马鱼HDAC8进行检测，结果如图2所示(数字表示HDAC8氨基酸的数量)。研究人员认为HDAC8基因敲除成功，理由是_____________________________________，功能丧失。出现图2结果的原因可能是HDAC8基因转录的mRNA中________________提前出现。 基因敲除斑马鱼HDAC8蛋白长度变短 终止密码子 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 69 (4)将敲除成功的纯合斑马鱼与野生型斑马鱼杂交，F1自由交配得F2。将F2不同类型的斑马鱼标记后放归到有捕食性天敌的野外水域中，一段时间后发现突变纯合子数量明显减少，而其他类型的数量几乎没变。请结合图3解释突变纯合子数量变化的原因：______________________________________________________ __________________________________________。 (HDAC8基因被敲除后使)突变纯合子的运动能力(游动速度、活动性、运动距离)下降，更容易被天敌捕捉 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 70 解析：(1)CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理是Cas9蛋白—sgRNA复合体中sgRNA识别并与目标DNA中的靶点序列结合，图中靶点序列为3′－GTTAC－5′，根据碱基互补配对原则，故sgRNA与靶点序列结合的碱基序列为5′－CAAUG－3′；Cas9使目标DNA断裂，故作用的化学键为磷酸二酯键。 (2)sgRNA是由体外转录形成的，其基因的上游具有启动子，启动子的功能是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录。 (3)分析图2，基因敲除斑马鱼HDAC8蛋白长度变短，故推测基因敲除成功。HDAC8蛋白长度变短的原因可能是HDAC8基因转录的mRNA中终止密码子提前出现。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 71 12．(2024·山东聊城一模)易错PCR是利用低保真的耐高温的DNA聚合酶和改变PCR的反应条件，降低DNA复制的准确性，在新DNA链的合成过程中增加碱基错配，从而使扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导DNA序列变异的方法。从自然界中的生物体内分离得到的天然酶，在工业生产环境中催化效率往往较低。下图是研究人员利用易错PCR技术对某种天然酶进行改造，获得了高催化效率的酶的流程示意图。回答下列问题： 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 72 (1)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________________。PCR反应体系 中需添加引物，引物的作用是___________ _____________________________________。 (2)图中步骤①为易错PCR过程，其扩增过程中需要加入耐高温的DNA聚合酶，这是因为耐高温的DNA聚合酶具有________的特点。图中步骤②是将构建的重组质粒溶于缓冲液中与用______处理的受体菌混合，在一定温度下完成转化。转化是指________________________________________________________________。 温度升高到90 ℃ 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 耐高温 Ca2＋ 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 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 73 (3)耐高温的DNA聚合酶的某一区 域负责将碱基与模板链正确地互补配对， Mn2＋可以降低这一功能；非互补的碱基 对由于氢键不易形成，稳定性差，Mg2＋ 可以提高该错配区的稳定性。因此，与 普通PCR相比，易错PCR的反应体系中应适当________(填“提高”或“降低”)Mn2＋浓度、________(填“提高”或“降低”)Mg2＋浓度。 (4)阐述通过易错PCR技术改造天然酶与通过蛋白质工程改造天然酶原理的本质区别：____________________________________________________________ __________________________________________________________。 提高 提高 易错PCR技术是利用基因突变的原理来改造天然酶，是不定向的；而蛋白质工程是利用基因重组的原理来改造天然酶，是定向的 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 74 解析：(3)耐高温的DNA聚合酶与一般DNA聚合酶相比最大的特点是高温下保持酶的活性，其某一区域负责将碱基与模板链正确地互补配对，Mn2＋可以降低这一功能，提高碱基的错配，而Mg2＋可以提高错配区的稳定性，故易错PCR时应适当提高Mn2＋和Mg2＋浓度。 专题作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 发酵工程和细胞工程 伴性遗传与人类遗传病 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 75 　　　　　　　　　　　　　 R $$