1、1选修 38 题 4 练(B)1.(2018 四川南充三诊,38)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病,患者的血红蛋白分子 肽链第 6 位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替,导致功能异常。回答下列问题:(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的 序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中,可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作 (填“属于”或“不属于”)蛋白质工程,理由是该操作 。 (3)用基因工程方法制备血红蛋白时,可先提取早期红细胞中的 ,以其作为模板,在 酶的作用下反转录合成 cDNA。cDNA 与载体需在 酶的作用下,拼接构建基因表达载体,导入受
2、体菌后进行表达。 (4)检测受体菌是否已合成血红蛋白,可从受体菌中提取 ,用相应的抗体进行 杂交,若出现杂交带,则表明该受体菌已合成血红蛋白。 2.(2018 广东惠州二模,38)下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。(1)上述制备抗体 1 和 2 过程中用到的现代生物技术手段主要有 。 (2)在制备抗体 1 的过程中,先给小鼠注射一种纯化的抗原蛋白,一段时间后,从小鼠的 (免疫器官)中获取 B 淋巴细胞,将获得的细胞与 细胞融合,再经过筛选、检测,最终可获得所需的 Y 细胞。获得 Y 细胞后,常用的培养方法是培养液中体外培养和 。 (3)抗体 2 制备过程中,将 mRNA 逆转录为 c
3、DNA 再进行 PCR 扩增被称为 RT-PCR 技术,RT-PCR 过程需要的酶有 。将 V1 基因与普通质粒经某种限制酶切割连接并成功导入大肠杆菌细胞后,发现仍有部分细胞不能表达出抗体 2,最可能的原因是 。为避免上述情况发生,最好用 (用“1 或 2”作答)种限制酶切割 V1 基因与普通质粒。 (4)事实上,用上述方法生产的抗体 1 与抗体 2 的氨基酸排列顺序相同,两者的空间结构往往不同,请分析原因: 。 23.(2018 甘肃兰州一诊,38)2018 年 1 月 25 日,由中科院神经科学研究所团队克隆的猕猴“中中”和“华华”,登上了全球顶尖学术期刊细胞的封面,该成果标志着中国率先开
4、启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。回答下列问题:(1)正常情况下,哺乳动物的受精过程主要包括: ,进入卵细胞膜,原核形成和融合。 (2)哺乳动物的体外受精主要包括 、 等几个主要步骤。(3)在体外受精前,要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和 。 (4)在使用合成培养基培养早期胚胎时,通常还需加入 等天然物质,并需要适时 ,以清除代谢产物,防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。 (5)胚胎在受体内的存活的最可能的生理基础是 。 (6)体细胞克隆比胚胎细胞克隆难度大的原因是 ,这也是中国体细胞克隆猴备受关注的主要原因。 4.(2018 甘肃二诊,38)个别国家已通过法案允
5、许以医学手段培育“三亲婴儿”,其培育过程如下图所示。请分析回答问题:(1)培育“三亲婴儿”可以有效避免母亲的 (填细胞结构)中携带的致病基因遗传给后代;捐献者如果携带红绿色盲基因, (能/不能)遗传给“三亲婴儿”。 (2)“三亲婴儿”的染色体来自 。 (3)从生殖方式的角度考虑,“三亲婴儿”与克隆动物最大的不同在于 。 (4)上图中得到的受精卵要发育成婴儿,还需要 和 等技术。受精卵在体外培养时,为保证无毒无菌环境,往往需要在培养液中加入 ,还应定期 以便及时清除代谢废物。 答案全解全析1. 答案 (1)碱基对 (2)不属于 没有对现有的蛋白质进行改造(3)mRNA 逆转录 限制酶和 DNA
6、连接 (4)蛋白质 抗原抗体解析 (1)基因是具有遗传效应的 DNA 片段,遗传信息储存在基因碱基对的排列顺序中。(2)蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和3生活的需求,故题中所述不属于蛋白质工程。(3)利用反转录法获取目的基因时,需先提取 mRNA,在逆转录酶的作用下反转录合成 cDNA。cDNA 与载体需要在限制酶和 DNA 连接酶的作用下拼接构建基因表达载体,才可导入受体菌。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质,需要从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原抗体杂交。2. 答案 (1)单克隆抗体的制备、基因工程 (2)脾脏
7、 骨髓瘤 注射到小鼠腹腔内增殖 (3)逆转录酶和 Taq 酶 目的基因与质粒载体反向拼接 2 (4)抗体 2 形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工,抗体 1 形成过程经过内质网和高尔基体的加工解析 (1)制备抗体 1 的过程包括所示的诱导动物融合及所示的细胞增殖,依据技术手段主要是单克隆抗体的制备;制备抗体 2 的过程依据的技术手段主要是基因工程。(2)在制备抗体 1 的过程中,将从免疫小鼠的脾脏中获取的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,经过筛选、检测,最终获得的 Y 细胞是能分泌所需专一抗体的杂交瘤细胞。获得 Y 细胞后,常将其放入培养液中体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(3)依题意,在制备
8、抗体 2 的 RT-PCR 过程中,将 mRNA 逆转录为 cDNA 的过程需要逆转录酶参与催化,在对cDNA 进行 PCR 扩增时需要 Taq 酶参与催化。因切割 V1 基因与普通质粒时使用的是同一种限制酶,所以在构建基因表达载体时可能会出现目的基因与质粒载体反向拼接的情况;若将目的基因与质粒载体反向拼接的基因表达载体导入大肠杆菌细胞,则该部分细胞不能表达出抗体 2。为避免上述情况发生,最好用2 种限制酶切割 V1 基因与普通质粒。(4)大肠杆菌为原核生物,没有内质网和高尔基体;杂交瘤细胞中有内质网和高尔基体,产生抗体 1 的过程经过了内质网和高尔基体的加工,所以抗体 1 与抗体 2 的氨基
9、酸排列顺序相同,但两者的空间结构往往不同。3. 答案 (1)精子穿越放射冠和透明带 (2)卵母细胞的采集 精子的获取和受精 (3)化学诱导法 (4)血清(或血浆) 更换培养液 (5)受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应 (6)体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难解析 (1)受精是指精子与卵子结合形成合子的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下,受精是在雌性的输卵管完成的。哺乳动物的受精过程主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合。(2)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。(3)在体外受精前,要对精子进行获能处理
10、。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法,对牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。(4)哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂,因此在合成培养基中除了加入无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸的营养成分外,还需要加入动物血清等天然物质,并需要适时更换培养液,以清除代谢产物,防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。(5)胚胎在受体内的存活的最可4能的生理基础是受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应。(6)由于体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,所以体细胞克隆比胚胎细胞克隆难度大。4. 答案 (1)线粒体 不能 (2)母亲的卵母细
11、胞核和父亲的精子细胞核 (3)三亲婴儿是有性生殖形成的,而克隆动物是无性生殖形成的 (4)早期胚胎培养 胚胎移植 抗生素 更换培养液解析 (1)根据图示,卵母细胞的细胞质来自捐献者,可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代。红绿色盲的遗传是细胞核遗传,而三亲婴儿的细胞核遗传物质来自父亲和母亲,因此捐献者的红绿色盲基因不会遗传给三亲婴儿。(2)三亲婴儿的染色体来自母亲和父亲提供的细胞核。(3)克隆动物属于无性繁殖,而三亲婴儿涉及了卵细胞与精子的结合过程,属于有性生殖。(4)体外受精形成的受精卵,需要先培养成早期胚胎,再移植到母亲的子宫中去,最后发育为婴儿,因此还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术。在受精卵的培养液中加入抗生素,可以保证无菌无毒的环境,还应定期更换培养液以便及时清除代谢废物。
