39.(10分)现代生物科技专题

(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的　　　　　　 ，然后改变植酸酶的　　　　　　 ，从而得到新的植酸酶。

(2)培育转植酸梅基因的大豆，可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是　　　　　　　　　 。请简述获得转基因植株的完整过程。

(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过　　　 转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过　　　　　　 方法，从而一次得到多个转基因猪个体。

(4)若这些转基因因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？

答案：

(1)空间结构　　 氨基酸序列

(2)农杆菌介导的转化法　　 外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定

(3)显微注射法　　　　 胚胎分割移植

(4)减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中。

解析：本题考查了基因工程，蛋白质工程，胚胎工程，生态工程的基本技术，并且深入考察基础知识，对蛋白质改造时，首先要知道蛋白质的结构，有氨基酸序列构成的一级结构和折叠组装成的空间结构。转基因技术有四个基本步骤，经常采用农杆菌介导法，因为农杆菌容易侵染植物细胞，重组质粒被导入受体细胞时，经常用到显微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育优良种畜，基因工程能够使个体表现出人们所需要的性状，减少环境中磷的污染，但可能会随个体的杂交。扩散到环境中去，造成基因污染。

(09辽宁、宁夏卷)41[生物--选修3现代生物科技专题](15分)　　　

　 右图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分

化的示意图。请回答：

(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至

_________期的内细胞团或胎儿的_____中分离得到

的一类细胞。

(2)图中分化程度最低的干细胞是______。在体外培养条件下，培养液中加入___因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。

(3) 在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因___________的结果。

(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓的治疗的实质是将上图的______________细胞移植到患者体内。

(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的___________，其原因是___________。

(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞NDA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的______________期。

(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用__________细胞与骨髓细胞融合，经多交筛选最终得到能分泌__________________的杂交瘤细胞。

答案：

(1)囊胚　 原始性腺细胞　

(2)胚胎干细胞　 分化诱导

(3) 选择性表达　

(4) 造血干　

(5)红细胞　 细胞中无细胞核

(6)间　　

(7)B淋巴　 特异性抗体

解析：

(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化分为内细胞团和滋养层细胞。

(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高， 在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子。

(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。

(4 ) 骨髓是人体的造血组织，存在造血功能干细胞， 骨髓的治疗的实质是将上图的造血干细胞移植到患者体内。

(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。

(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。

(7)单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用B淋巴细胞与骨髓细胞融合， 交筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。

8．(09江苏卷)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是

A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加　

B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割

　 　 C．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点

D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取

答案：D

解析：本题考查胚胎干细胞的知识。A选项卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞数目增多但有机物逐渐消耗而减少;B选项中内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的;C选项胚胎干细胞具有细胞核大、核仁比较大而明显的特点。D选项，胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞。

(09广东卷)第38题(生物技术实践)和39题(现代生物科技专题)是选做题，考生只需作答其中一题。请根据下述材料，回答第38题或39题。

　 材料：饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排除后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。

32．(09江苏卷)(8分)动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。

(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞　　　　　　　　 。

(2)气室中充入5%C0₂：气体的主要作用是　　　　　 。

(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的　　　　　　 ，以保证抗生素对肝脏无害。

(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。

材料用具：

　　 肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程：

①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。

②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)。

上表中还需进行的操作是　　　　　　　　　　　　　 。　　

③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。

④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察　　　　　 ，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明　　　　　　　　　　 。

答案：

(1)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物

(2)维持培养液适宜的pH　

(3)种类和剂量

(4)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量 肝脏小块对有机物X具有解毒作用

解析：本题考查动物细胞培养的相关知识。(1)把肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞的呼吸代谢，即吸收氧气和营养物质、排出代谢废物(2)气室中充入5%C0₂的作用是形成碳酸来维持培养液适宜的pH，(3)同时也要注意选择抗生素的种类和数量来抑制细菌生长(4)乙组或丁组没有处理向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块作为对照实验，有机物X有毒性，可诱发染色体断裂所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化。甲组添加肝脏小块淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用，所以甲组正常。

胚胎工程

2．细胞的全能性和基因表达的相关知识

第(4)小问中考查了动物细胞核具有全能性的原因，即细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质；第(3)问中通过表格的形式要求学生补充实验的结果，首先学生要明确这里的M细胞是通过小鼠的胚胎干细胞经过细胞增殖、分化而产生的，由于是通过有丝分裂增殖，所以M细胞和胚胎干细胞的DNA是一样的，然而细胞分化的实质为基因的选择性表达，追究到原因就是相同的DNA转录形成了不同的RNA，进一步合成了不同的蛋白质，所以M细胞和胚胎干细胞中的RNA是不一样的，从而在进行DNA探针杂交试验时出现了如表格中显示的杂交结果。

1．糖尿病的机制

由于胰岛B细胞受损导致无法合成胰岛素来降血糖，血糖浓度过高随尿排出，导致糖尿病的产生。本题中通过曲线反应了未移植M细胞和移植M细胞下血糖浓度的变化，可见移植M细胞血糖浓度降低，显然M细胞发挥了胰岛B细胞的功能

2.细胞的全能性和基因表达的相关知识

1.糖尿病的机制

30.(09四川卷)(22分)回答下列Ⅰ、Ⅱ两个小题。

Ⅰ.将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞)，再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内，然后小鼠的血糖浓度，结果如图所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。请回答相关问题：(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用　　　酶将其分散成单个细胞。

(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有　　　细胞的功能。说明判定的理由　　。

(3)用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到)。

上述实验结果表明，胚胎干细胞通过　　　　定向分化为M细胞。

(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？

　　，请说明理由　　　　　　　　　　　　　　。

答案：

Ⅰ.(12分)

(1)胰蛋白酶　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)胰岛B　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降血糖的激素　　　　　　　　　　　　

(3)

基因的选择性表达(胰岛素基因的表达)　　　　　　　　　　　　　　

(4)能　　　　 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性)　　　　 　　

解析：本题考查的知识点如下：

35.(09山东卷)(8分)(生物一现代生物科技专题)

　　 人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疾苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

请回答：

(1)过程①代表的是　　　　 。

(2)过程②构建A基因表过载体时，必须使用　　　　　 和

　　　　　 两种工具酶。

(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，

可选用图中基因工程生产的　　　　　 所制备的疫苗。

对该传染病疑似患者确诊时，可以疑似患者体内分离病毒，

与已知病毒进行　　　 比较；或用图中的　　　　　 进行特异性结合检测。

答案：

(1)逆转录　

(2)限制性核酸内切酶(限制酶、限制性内切酶)　 DNA连接酶(两空可以互换)　

(3)细胞融合　 杂交瘤细胞　

(4) A蛋白　 核酸(基因)序列　 抗A蛋白的单克隆抗体

解析：

本题以图展示了疫苗的生产和单克隆抗体的制备的过程，考察了中心法则、基因工程、动物细胞工程等现代生物科技。

(1)中心法则中，对于少数的以RNA为遗传物质的病毒，其遗传信息的传递过程需要补充的过程有RNA的逆转录和RNA的复制的过程，图中过程①正代表的是逆转录的过程

(2)基因工程的步骤是：目的基因的提取--构建基因表达载体--导入受体细胞--目的基因的检测和表达，其中构建基因表达载体中需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过 DNA连接酶连接目的基因和运载体。

(3)过程③是将瘤细胞与B淋巴细胞融合的过程，获得的叫杂交瘤细胞，其具备了瘤细胞的无限增殖的特性和B淋巴细胞的产生抗体的特性，从而制备单克隆抗体。

(4)本题考察了免疫预防的操作过程，以及欲确诊疑似患者而采取的方法。本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原，故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗；确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒，可以进行核酸序列的比对，也可以利用单克隆抗体具备特异性，利用抗A蛋白的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在进一步进行检测是否为目的RNA病毒。

1．(09浙江卷)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是

A．都需用培养箱　　　　　　　　　　 B．都须用液体培养基

C．都要在无菌条件下进行　　　　　　　　 D．都可体现细胞的全能性

答案：C

解析：动、植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行，动物成体的体细胞离体培养用液体培养基，不能体现细胞的全能性，植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基，能体现细胞的全能性。故C正确。