大题15 现代生物科技专题（二）
1．新冠病毒COVID﹣19至今仍在全球流行，疫苗是终结病毒肆虐的有利武器。各国科研人员都在想方设法进行疫苗的研制，在科研攻关应急项目中并行安排了多条技术路线（如图）。
回答下列问题。
（1）途径Ⅰ和Ⅱ都需要通过动物细胞培养获得足够数量的病毒株。在动物细胞培养中，通过 ，以保证培养液无菌、无毒。此外还要定期用酶处理细胞，使 的细胞脱落形成细胞悬液。途径Ⅰ与途径Ⅱ相比，生产的疫苗安全性更高的是途径 。
（2）途径Ⅲ中，用到的酶至少有 等4种，为检测步骤⑦所表达的蛋白与病毒抗原蛋白是否有相同的免疫反应特性，可用工程菌表达的蛋白与 进行杂交实验。
（3）途径Ⅳ生产的DNA疫苗直接注入人体后，在人体细胞中表达出的 会引起机体产生免疫应答。与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有优势，这是因为 ，无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且易被 水解，不会遗传给子细胞。 【分析】1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取的方法有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是：显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是：感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因﹣﹣DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA﹣﹣分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质﹣﹣抗原﹣抗体杂交技术.个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、动物细胞培养的条件：
（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。
（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。
（3）温度和pH：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。
（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
【解答】解：（1）在动物细胞培养中，通过添加抗生素，及时更换培养液等措施，以保证培养液无菌、无毒。此外还要定期用胰蛋白酶（胶原蛋白酶）处理细胞，使贴壁生长的细胞脱落形成细胞悬液。生产疫苗的途径Ⅰ、Ⅱ中，途径Ⅱ中通过裂解病毒提取抗原蛋白，安全性更高。 （2）途径Ⅲ中，过程①需要逆转录酶，①过程得到目的基因后可通过PCR技术扩增目的基因，需要Taq酶，过程②需要限制酶，过程③需要DNA连接酶。通过抗原﹣抗体杂交实验，可检测步骤⑦所表达的蛋白与病毒抗原蛋白是否有相同的免疫反应特性，即用工程菌表达的蛋白与（康复病人血清中的）特异性抗体杂交实验。
（3）途径Ⅳ生产的DNA疫苗直接注入人体后，在人体细胞中表达出的抗原蛋白会引起机体产生免疫应答。因为mRNA不需要进入细胞核，无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且易被RNA（水解）酶水解，不会遗传给子细胞，因此与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有优势。 故答案为：
（1）添加抗生素，及时更换培养液 贴壁生长Ⅱ
（2）逆转录酶、限制酶、DNA连接酶、Taq酶 （康复病人血清中的）特异性抗体 （3）抗原蛋白 mRNA不需要进入细胞核 RNA（水解）酶
2．某研究人员设计了下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。
请回答下列问题：
（1）制备原生质体时，常用两种酶处理，分别是 。诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是 。原生质体融合成功的标志是 。图中X是 ，除了被直接诱导出芽生根
外，还可以通过形成 获得再生植株。
（2）为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是 。
（3）若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是 ，且需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。
【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等．化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
（3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。
（4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。 【解答】解：（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除，诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是PEG（聚乙二醇）。原生质体融合成功的标志是杂种细胞再次生成细胞壁；图中X经过离体培养，可以形成试管苗，所以X是愈伤组织，除了被直接诱导出芽生根外，还可以通过形成胚状体制成人工种子获得再生植株。 （2）植物组织培养中常加入植物激素，主要是细胞分裂素和生长素，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的形成，所以起主要作用的是细胞分裂素。
（3）由于融合的原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性，所以可选用融合原生质体作为人工诱变的材料。 故答案为：
（1）纤维素酶和果胶酶 PEG（聚乙二醇） 杂种细胞再生成细胞壁 愈伤组织 人工种子
（2）细胞分裂素
（3）具有分裂分化能力，突变频率高，融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性
3．如图所示为诱导黑鼠体细胞脱分化获得诱导性多功能干细胞（iPS），继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠的流程。回答以下问题：
大题15 现代生物科技专题(二)-备战2024年高考生物之【考前抓大题】(解析版)
