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。利用蛋白質工程技術對其進行改造時，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。將植酸酶基因導入大豆細胞常用的方法是　　　　　　　　　 。請簡述獲得轉基因植株的完整過程。

(3)為了提高豬對飼料中磷的利用率，科學家將帶有植酸酶基因的重組質粒通過　　　 轉入豬的受精卵中。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基因豬個體。

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

答案：

(1)空間結構　　 氨基酸序列

(2)農桿菌介導的轉化法　　 外源植酸酶基因→農桿菌→大豆細胞→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，但該基因可能擴散到環(huán)境中。

解析：本題考查了基因工程，蛋白質工程，胚胎工程，生態(tài)工程的基本技術，并且深入考察基礎知識，對蛋白質改造時，首先要知道蛋白質的結構，有氨基酸序列構成的一級結構和折疊組裝成的空間結構。轉基因技術有四個基本步驟，經常采用農桿菌介導法，因為農桿菌容易侵染植物細胞，重組質粒被導入受體細胞時，經常用到顯微注射法，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胞及其分

化的示意圖。請回答：

(1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至

_________期的內細胞團或胎兒的_____中分離得到

的一類細胞。

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

(3) 在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因___________的結果。

(4)某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的，骨髓的治療的實質是將上圖的______________細胞移植到患者體內。

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

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

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

答案：

(1)囊胚　 原始性腺細胞　

(2)胚胎干細胞　 分化誘導

(3) 選擇性表達　

(4) 造血干　

(5)紅細胞　 細胞中無細胞核

(6)間　　

(7)B淋巴　 特異性抗體

解析：

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

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

(3)細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果。

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

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

(6)細胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成。

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

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

A．卵裂期胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加　

B．胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割

　 　 C．胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質合成旺盛等特點

D．胚胎干細胞是一類未分化細胞，可從早期胚胎中分離獲取

答案：D

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

(09廣東卷)第38題(生物技術實踐)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一部分存在于植酸中，豬、禽等動物由于缺乏有關酶，無法有效利用植酸，造成磷源浪費，而且植酸隨糞便排除后易造成環(huán)境有機磷污染。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)技術對于研究器官的生理、病理過程及其機制意義重大。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物X是否具有解毒作用。

材料用具：

　　 肝臟小塊，外周血淋巴細胞，淋巴細胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細胞分裂)；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)，有機物X溶液等。實驗過程：

①在淋巴細胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細胞，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份備用的淋巴細胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。

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

答案：

(1)吸收氧氣和營養(yǎng)物質、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)和數量 肝臟小塊對有機物X具有解毒作用

解析：本題考查動物細胞培養(yǎng)的相關知識。(1)把肝臟切成小薄片，有利于肝臟細胞的呼吸代謝，即吸收氧氣和營養(yǎng)物質、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量來抑制細菌生長(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驗，有機物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂所以要觀察淋巴細胞的染色體形態(tài)和數量是否變化。甲組添加肝臟小塊淋巴細胞染色體正常，丙組沒有添加出現(xiàn)染色體異常，說明肝臟小塊對有機物X具有解毒作用，所以甲組正常。

胚胎工程

2．細胞的全能性和基因表達的相關知識

第(4)小問中考查了動物細胞核具有全能性的原因，即細胞核含有該物種所特有的全套遺傳物質；第(3)問中通過表格的形式要求學生補充實驗的結果，首先學生要明確這里的M細胞是通過小鼠的胚胎干細胞經過細胞增殖、分化而產生的，由于是通過有絲分裂增殖，所以M細胞和胚胎干細胞的DNA是一樣的，然而細胞分化的實質為基因的選擇性表達，追究到原因就是相同的DNA轉錄形成了不同的RNA，進一步合成了不同的蛋白質，所以M細胞和胚胎干細胞中的RNA是不一樣的，從而在進行DNA探針雜交試驗時出現(xiàn)了如表格中顯示的雜交結果。

1．糖尿病的機制

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

2.細胞的全能性和基因表達的相關知識

1.糖尿病的機制

30.(09四川卷)(22分)回答下列Ⅰ、Ⅱ兩個小題。

Ⅰ.將小鼠胚胎干細胞定向誘導分化成一種特定的細胞(命名為M細胞)，再將M細胞移植到糖尿病模型小鼠(胰島細胞被特定藥物破壞的小鼠)體內，然后小鼠的血糖濃度，結果如圖所示(虛線表示正常小鼠的血糖濃度值)。請回答相關問題：(1)實驗用的胚胎干細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胞。

(2)根據實驗結果可以判定M細胞已具有　　　細胞的功能。說明判定的理由　　。

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

上述實驗結果表明，胚胎干細胞通過　　　　定向分化為M細胞。

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

　　，請說明理由　　　　　　　　　　　　　　。

答案：

Ⅰ.(12分)

(1)胰蛋白酶　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)胰島B　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

胰島B細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(胰島素基因的表達)　　　　　　　　　　　　　　

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

解析：本題考查的知識點如下：

35.(09山東卷)(8分)(生物一現(xiàn)代生物科技專題)

　　 人類在預防與診療傳染性疾病過程中，經常使用疫苗和抗體。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)對健康人進行該傳染病免疫預防時，

可選用圖中基因工程生產的　　　　　 所制備的疫苗。

對該傳染病疑似患者確診時，可以疑似患者體內分離病毒，

與已知病毒進行　　　 比較；或用圖中的　　　　　 進行特異性結合檢測。

答案：

(1)逆轉錄　

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

(3)細胞融合　 雜交瘤細胞　

(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、動物細胞工程等現(xiàn)代生物科技。

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

(2)基因工程的步驟是：目的基因的提取--構建基因表達載體--導入受體細胞--目的基因的檢測和表達，其中構建基因表達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載體。

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

(4)本題考察了免疫預防的操作過程，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合判斷病毒表面是否有A蛋白的存在進一步進行檢測是否為目的RNA病毒。

1．(09浙江卷)用動、植物成體的體細胞進行離體培養(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行　　　　　　　　 D．都可體現(xiàn)細胞的全能性

答案：C

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