39.(10分)現(xiàn)代生物科技專題

(1)飼料加工過程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對其進(jìn)行改造時，首先必須了解植酸酶的　　　　　　 ，然后改變植酸酶的　　　　　　 ，從而得到新的植酸酶。

(2)培育轉(zhuǎn)植酸梅基因的大豆，可提高其作為飼料原料磷的利用率。將植酸酶基因?qū)�入大豆�?xì)胞常用的方法是　　　　　　　　　 。請簡述獲得轉(zhuǎn)基因植株的完整過程。

(3)為了提高豬對飼料中磷的利用率，科學(xué)家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過　　　 轉(zhuǎn)入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時期可通過　　　　　　 方法，從而一次得到多個轉(zhuǎn)基因豬個體。

(4)若這些轉(zhuǎn)基因因動、植物進(jìn)入生態(tài)環(huán)境中，對生態(tài)環(huán)境有何影響？

答案：

(1)空間結(jié)構(gòu)　　 氨基酸序列

(2)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化法　　 外源植酸酶基因→農(nóng)桿菌→大豆細(xì)胞→大豆植株再生→鑒定

(3)顯微注射法　　　　 胚胎分割移植

(4)減少環(huán)境中磷的污染，但該基因可能擴(kuò)散到環(huán)境中。

解析：本題考查了基因工程，蛋白質(zhì)工程，胚胎工程，生態(tài)工程的基本技術(shù)，并且深入考察基礎(chǔ)知識，對蛋白質(zhì)改造時，首先要知道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，有氨基酸序列構(gòu)成的一級結(jié)構(gòu)和折疊組裝成的空間結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)有四個基本步驟，經(jīng)常采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，因?yàn)檗r(nóng)桿菌容易侵染植物細(xì)胞，重組質(zhì)粒被導(dǎo)入受體細(xì)胞時，經(jīng)常用到顯微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育優(yōu)良種畜，基因工程能夠使個體表現(xiàn)出人們所需要的性狀，減少環(huán)境中磷的污染，但可能會隨個體的雜交。擴(kuò)散到環(huán)境中去，造成基因污染。

(09遼寧、寧夏卷)41[生物--選修3現(xiàn)代生物科技專題](15分)　　　

　 右圖為哺乳動物的胚胎干細(xì)胞及其分

化的示意圖。請回答：

(1)胚胎干細(xì)胞是從動物胚胎發(fā)育至

_________期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的_____中分離得到

的一類細(xì)胞。

(2)圖中分化程度最低的干細(xì)胞是______。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入___因子，可誘導(dǎo)該種干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。

(3) 在機(jī)體內(nèi)，皮膚干細(xì)胞分化成皮膚細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞中基因___________的結(jié)果。

(4)某患者不能產(chǎn)生正常的白細(xì)胞，通過骨髓移植可以達(dá)到治療的目的，骨髓的治療的實(shí)質(zhì)是將上圖的______________細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。

(5)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細(xì)胞、白細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞中不能選用作為供體的細(xì)胞是成熟的___________，其原因是___________。

(6)若某藥物可抑制肝腫瘤細(xì)胞NDA的復(fù)制，使用該藥物可使肝腫瘤細(xì)胞停留在細(xì)胞周期的______________期。

(7)在制備單克隆抗體過程中的細(xì)胞融合階段，用__________細(xì)胞與骨髓細(xì)胞融合，經(jīng)多交篩選最終得到能分泌__________________的雜交瘤細(xì)胞。

答案：

(1)囊胚　 原始性腺細(xì)胞　

(2)胚胎干細(xì)胞　 分化誘導(dǎo)

(3) 選擇性表達(dá)　

(4) 造血干　

(5)紅細(xì)胞　 細(xì)胞中無細(xì)胞核

(6)間　　

(7)B淋巴　 特異性抗體

解析：

(1)胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，囊胚階段細(xì)胞開始分化分為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞。

(2)圖中分化程度最低的干細(xì)胞是胚胎干細(xì)胞，全能性最高， 在體外培養(yǎng)條件下，該種干細(xì)胞可誘導(dǎo)分化形成不同類型的組織細(xì)胞，培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子。

(3)細(xì)胞分化是細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。

(4 ) 骨髓是人體的造血組織，存在造血功能干細(xì)胞， 骨髓的治療的實(shí)質(zhì)是將上圖的造血干細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。

(5)克隆某種哺乳動物需要供體提供細(xì)胞核，而成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，所以不能作為供體。

(6)細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。

(7)單克隆抗體過程中的細(xì)胞融合階段，用B淋巴細(xì)胞與骨髓細(xì)胞融合， 交篩選最終得到能分泌一種特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。

8．(09江蘇卷)下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是

A．卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加　

B．胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割

　 　 C．胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)

D．胚胎干細(xì)胞是一類未分化細(xì)胞，可從早期胚胎中分離獲取

答案：D

解析：本題考查胚胎干細(xì)胞的知識。A選項卵裂期細(xì)胞不斷分裂但胚胎體積不變，故細(xì)胞數(shù)目增多但有機(jī)物逐漸消耗而減少;B選項中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)是囊胚時期的，不是原腸胚時期的;C選項胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁比較大而明顯的特點(diǎn)。D選項，胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞，是未分化細(xì)胞。

(09廣東卷)第38題(生物技術(shù)實(shí)踐)和39題(現(xiàn)代生物科技專題)是選做題，考生只需作答其中一題。請根據(jù)下述材料，回答第38題或39題。

　 材料：飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中，豬、禽等動物由于缺乏有關(guān)酶，無法有效利用植酸，造成磷源浪費(fèi)，而且植酸隨糞便排除后易造成環(huán)境有機(jī)磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為目前重要的飼料添加劑之一。

32．(09江蘇卷)(8分)動物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對于研究器官的生理、病理過程及其機(jī)制意義重大。下圖是一個新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請回答下列問題。

(1)肝臟切成小薄片，這有利于肝臟細(xì)胞　　　　　　　　 。

(2)氣室中充入5%C0₂：氣體的主要作用是　　　　　 。

(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細(xì)菌生長，但要注意選擇抗生素的　　　　　　 ，以保證抗生素對肝臟無害。

(4)有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對有機(jī)物X是否具有解毒作用。

材料用具：

　　 肝臟小塊，外周血淋巴細(xì)胞，淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細(xì)胞分裂)；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色)，有機(jī)物X溶液等。實(shí)驗(yàn)過程：

①在淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細(xì)胞，取4等份，備用。

②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按下表步驟操作(“√”表示已完成的步驟)。

上表中還需進(jìn)行的操作是　　　　　　　　　　　　　 �！　�

③培養(yǎng)一段時間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。

④一段時間后取淋巴細(xì)胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察　　　　　 ，并對比分析。若丙組淋巴細(xì)胞出現(xiàn)異常，而甲組的淋巴細(xì)胞正常，則說明　　　　　　　　　　 。

答案：

(1)吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物

(2)維持培養(yǎng)液適宜的pH　

(3)種類和劑量

(4)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊 染色體形態(tài)和數(shù)量 肝臟小塊對有機(jī)物X具有解毒作用

解析：本題考查動物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)知識。(1)把肝臟切成小薄片，有利于肝臟細(xì)胞的呼吸代謝，即吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物(2)氣室中充入5%C0₂的作用是形成碳酸來維持培養(yǎng)液適宜的pH，(3)同時也要注意選擇抗生素的種類和數(shù)量來抑制細(xì)菌生長(4)乙組或丁組沒有處理向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊作為對照實(shí)驗(yàn)，有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂所以要觀察淋巴細(xì)胞的染色體形態(tài)和數(shù)量是否變化。甲組添加肝臟小塊淋巴細(xì)胞染色體正常，丙組沒有添加出現(xiàn)染色體異常，說明肝臟小塊對有機(jī)物X具有解毒作用，所以甲組正常。

胚胎工程

2．細(xì)胞的全能性和基因表達(dá)的相關(guān)知識

第(4)小問中考查了動物細(xì)胞核具有全能性的原因，即細(xì)胞核含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)；第(3)問中通過表格的形式要求學(xué)生補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，首先學(xué)生要明確這里的M細(xì)胞是通過小鼠的胚胎干細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞增殖、分化而產(chǎn)生的，由于是通過有絲分裂增殖，所以M細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞的DNA是一樣的，然而細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)為基因的選擇性表達(dá)，追究到原因就是相同的DNA轉(zhuǎn)錄形成了不同的RNA，進(jìn)一步合成了不同的蛋白質(zhì)，所以M細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞中的RNA是不一樣的，從而在進(jìn)行DNA探針雜交試驗(yàn)時出現(xiàn)了如表格中顯示的雜交結(jié)果。

1．糖尿病的機(jī)制

由于胰島B細(xì)胞受損導(dǎo)致無法合成胰島素來降血糖，血糖濃度過高隨尿排出，導(dǎo)致糖尿病的產(chǎn)生。本題中通過曲線反應(yīng)了未移植M細(xì)胞和移植M細(xì)胞下血糖濃度的變化，可見移植M細(xì)胞血糖濃度降低，顯然M細(xì)胞發(fā)揮了胰島B細(xì)胞的功能

2.細(xì)胞的全能性和基因表達(dá)的相關(guān)知識

1.糖尿病的機(jī)制

30.(09四川卷)(22分)回答下列Ⅰ、Ⅱ兩個小題。

Ⅰ.將小鼠胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成一種特定的細(xì)胞(命名為M細(xì)胞)，再將M細(xì)胞移植到糖尿病模型小鼠(胰島細(xì)胞被特定藥物破壞的小鼠)體內(nèi)，然后小鼠的血糖濃度，結(jié)果如圖所示(虛線表示正常小鼠的血糖濃度值)。請回答相關(guān)問題：(1)實(shí)驗(yàn)用的胚胎干細(xì)胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用　　　酶將其分散成單個細(xì)胞。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以判定M細(xì)胞已具有　　　細(xì)胞的功能。說明判定的理由　　。

(3)用胰島素基因片段做探針，對小鼠胚胎干細(xì)胞和M細(xì)胞進(jìn)行檢測。請在下表的空格中填上檢測結(jié)果(用“+”表示能檢測到，用“-”表示不能檢測到)。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，胚胎干細(xì)胞通過　　　　定向分化為M細(xì)胞。

(4)若將M細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，重組細(xì)胞能否分化為其他類型細(xì)胞？

　　，請說明理由　　　　　　　　　　　　　　。

答案：

Ⅰ.(12分)

(1)胰蛋白酶　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)胰島B　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

胰島B細(xì)胞分泌的胰島素是唯一降血糖的激素　　　　　　　　　　　　

(3)

基因的選擇性表達(dá)(胰島素基因的表達(dá))　　　　　　　　　　　　　　

(4)能　　　　 細(xì)胞核含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)(細(xì)胞核的全能性)　　　　 　　

解析：本題考查的知識點(diǎn)如下：

35.(09山東卷)(8分)(生物一現(xiàn)代生物科技專題)

　　 人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，且疾苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如下圖：

請回答：

(1)過程①代表的是　　　　 。

(2)過程②構(gòu)建A基因表過載體時，必須使用　　　　　 和

　　　　　 兩種工具酶。

(4)對健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時，

可選用圖中基因工程生產(chǎn)的　　　　　 所制備的疫苗。

對該傳染病疑似患者確診時，可以疑似患者體內(nèi)分離病毒，

與已知病毒進(jìn)行　　　 比較；或用圖中的　　　　　 進(jìn)行特異性結(jié)合檢測。

答案：

(1)逆轉(zhuǎn)錄　

(2)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶、限制性內(nèi)切酶)　 DNA連接酶(兩空可以互換)　

(3)細(xì)胞融合　 雜交瘤細(xì)胞　

(4) A蛋白　 核酸(基因)序列　 抗A蛋白的單克隆抗體

解析：

本題以圖展示了疫苗的生產(chǎn)和單克隆抗體的制備的過程，考察了中心法則、基因工程、動物細(xì)胞工程等現(xiàn)代生物科技。

(1)中心法則中，對于少數(shù)的以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，其遺傳信息的傳遞過程需要補(bǔ)充的過程有RNA的逆轉(zhuǎn)錄和RNA的復(fù)制的過程，圖中過程①正代表的是逆轉(zhuǎn)錄的過程

(2)基因工程的步驟是：目的基因的提取--構(gòu)建基因表達(dá)載體--導(dǎo)入受體細(xì)胞--目的基因的檢測和表達(dá)，其中構(gòu)建基因表達(dá)載體中需要限制酶來切割以獲取目的基因，同時需要相同的限制酶切割運(yùn)載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過 DNA連接酶連接目的基因和運(yùn)載體。

(3)過程③是將瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合的過程，獲得的叫雜交瘤細(xì)胞，其具備了瘤細(xì)胞的無限增殖的特性和B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生抗體的特性，從而制備單克隆抗體。

(4)本題考察了免疫預(yù)防的操作過程，以及欲確診疑似患者而采取的方法。本題中提示該RNA病毒表面的A蛋白為主要的抗原，故而可選用通過基因工程生產(chǎn)的A蛋白制備疫苗；確診時為判斷該病毒是否為題目中的RNA病毒，可以進(jìn)行核酸序列的比對，也可以利用單克隆抗體具備特異性，利用抗A蛋白的特異性單克隆抗體通過能否特異性結(jié)合判斷病毒表面是否有A蛋白的存在進(jìn)一步進(jìn)行檢測是否為目的RNA病毒。

1．(09浙江卷)用動、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是

A．都需用培養(yǎng)箱　　　　　　　　　　 B．都須用液體培養(yǎng)基

C．都要在無菌條件下進(jìn)行　　　　　　　　 D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性

答案：C

解析：動、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進(jìn)行，動物成體的體細(xì)胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，植物成體的體細(xì)胞離體培養(yǎng)不一定用液體培養(yǎng)基，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。故C正確。