专题10 生物技术与工程（知识解读+分类归纳+模考题组练）-2025年高考生物二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

专题10 生物技术与工程 目 录 一、基础知识解读 二、基础知识分类归纳 【基础知识1】 传统发酵技术与发酵工程的运用 【基础知识2】 微生物的培养技术以及应用 【基础知识3】 植物细胞工程 【基础知识4】 动物细胞工程 【基础知识5】 胚胎工程 【基础知识6】 基因工程操作技术 【基础知识7】 基因工程与蛋白质工程的运用 三、最新模考题组练 PART 1 基础知识解读 1、基因工程：（1）基本工具：限制酶可识别特定核苷酸序列并切割DNA分子；DNA连接酶能连接DNA片段；载体如质粒，可将目的基因导入受体细胞。（2）基本操作程序：获取目的基因可从基因文库获取、利用PCR技术扩增或人工合成；构建基因表达载体需将目的基因与启动子、终止子等连接；将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，导入动物细胞常用显微注射法，导入微生物细胞常用感受态细胞法；目的基因的检测与鉴定包括分子水平的DNA分子杂交、RNA分子杂交、抗原 - 抗体杂交，以及个体水平的抗虫抗病等接种实验。 2、细胞工程：（1）植物细胞工程：植物组织培养技术利用植物细胞全能性，经脱分化和再分化形成完整植株；植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和障碍，先去除细胞壁获得原生质体，再诱导融合，经组织培养得到杂种植株。（2）动物细胞工程：动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织使其分散成单个细胞，培养过程有原代培养和传代培养；动物体细胞核移植技术常以去核卵母细胞为受体，将体细胞的细胞核移入其中，构建重组细胞并培养；动物细胞融合可用于制备单克隆抗体，常用聚乙二醇、灭活的病毒等诱导细胞融合，经筛选得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 3、胚胎工程：（1）体内受精和早期胚胎发育：精子需获能，卵子需发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力，受精过程包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和配子结合；早期胚胎发育依次经历受精卵、卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段。 （2） 胚胎工程的应用：胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎，受体需同期发情处理；胚胎分割可将早期胚胎切割成多份，获得同卵多胎，操作时要注意将内细胞团均等分割。 4、生物技术的安全性和伦理问题：（1） 转基因生物的安全性：包括食物安全方面可能存在滞后效应、过敏原等问题；生物安全方面可能会扩散到种植区外变成野生种类或与近缘物种杂交等；环境安全方面可能会对生态系统稳定性和生物多样性产生影响。（2） 克隆技术引发的伦理问题：有生殖性克隆和治疗性克隆之分，生殖性克隆面临伦理道德问题，治疗性克隆则可用于治疗疾病，但也需关注伦理规范。 （3）基因编辑技术的伦理问题：可能会引发对人类生殖细胞基因编辑导致的伦理争议，如改变人类遗传基因库、引发“设计婴儿”等问题。 PART 2 基础知识分类归纳 【基础知识1】传统发酵技术与发酵工程的运用 【典例分析1-1】（2024.陕西西安模拟）泡菜在我国历史悠久，流传广泛，是人们喜爱的开胃食品。泡菜的制作离不开乳酸菌。请回答下列问题。 (1)欲用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌，首先需要对泡菜滤液进行____________后涂平板，以便分离得到单菌落。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌代谢过程中产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙，故分离纯化时应挑选出具有____________的菌落作为候选菌。 (2)在泡菜制作过程中，需要加入一定量的食盐。如果食盐加入过多，会导致制作的泡菜咸而不酸，其原因是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在泡菜制作过程中，密封发酵坛的目的是____________________________。在泡菜制作过程中，向发酵坛中加入香辛料的主要作用是__________________________________。 (4)为了身体健康，应少吃泡菜，这是因为泡菜中含有较多的亚硝酸盐。测定亚硝酸盐含量时，从泡菜坛中取样后应迅速封坛，其目的是________________________________。 【提分秘籍】 1.传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。 2.制作泡菜 (1)制作原理:制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量百分比为0.4% -0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。 (2)方法步骤 ①用清水和食盐配制质量百分比为5% - 20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。 ②将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装人泡菜坛内;装至半坛时，放人蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，其原因是发酵初期由于混有杂菌，杂菌的发酵过程可能产生气体，如果装满，会导致发酵液溢出。泡菜装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。 ③将冷却好的盐水缓缓倒人坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注:意经常向水槽中补充水，用水密封泡菜坛的目的是乳酸菌是厌氧菌，创造个 无氧环境， 有利于发酵，这说明泡菜制作需要无氧条件。 【典例分析1-2】(2024·重庆涪陵模拟)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。 (1)人们利用水果及附着在果皮上的__________，在18～25 ℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在________________________条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是___________________________________。 (2)先酿制果酒再生产果醋的优势有________________(填编号)。 ①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率 ②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率 ③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中 (3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见图。 该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有_______________(填写两种)。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是______；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有_____________________________(填写两个方面)。 【提分秘籍】 (1)许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在有氧(无氧、有氧)的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进步发酵成果醋。 （2）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液的变化分别是果酒制作过程中会产生气泡，如果用紫色葡萄作原料，发酵液会逐渐变成深红色;果醋制作过程中一般不会有气泡，发酵完成的发酵液液面上会出现一层菌膜 ，引起这些变化的原因是由于酵母菌无氧呼吸产生了C02，同时葡萄皮中的花青素进人液体中:果醋制作过程中产生的菌膜是醋酸菌膜。 【典例分析1-3】 生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。下图A是果酒和果醋制作的实验流程，图B是一个利用果酒制果醋的发酵装置。请回答下列问题： (1)果酒和果醋发酵的微生物在代谢方式上的主要区别是__________________________________________________________________。 (2)果醋是在图B中________瓶产生的，发酵的微生物利用的碳源主要是____________。 (3)图A ①过程是在图B中________瓶进行的，发酵产物酒精要在________(填“酸”“中”或“碱”)性条件下用________________来鉴定。 (4)图B中________瓶发酵后溶液的pH下降，说明原因：__________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 图B装置实际有一个不足之处，即在________瓶上没有设置________。 【基础知识2】微生物的培养技术以及应用 【典例分析2-1】(2024·山东青岛模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中 N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。回答下列问题。 (1)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的________培养基，原因是____________________________________________________。 培养基类型 培养基组分 Ashby培养基 甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、NaCl、MgSO4·7H2O、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂 LB培养基 蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂 (2)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126 个，则每克土壤中含有的固氮菌为________个。 (3)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3 组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如图所示。 [注]CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤浇 50 mL有氮全营养液，成分为在 1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL接种自生固氮菌的无氮植物营养液)。 ①对照组(CK)的处理为______________________________________________。 ②自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是________________________________________________________________________。 【典例分析2-2】(2024·山西大同模拟)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。 碳源 细胞干重(g/L) S产量(g/L) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 回答下列问题。 (1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 ________________________(答出2点即可)。 (2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是__________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要________________(答出2点即可)等营养物质。 (3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是________________________________________________________________________。 (4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：__________________________________________________。 (5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是__________________________ ______________________________________________________(答出1点即可)。 【提分秘籍】 牛肉膏蛋白胨培养基，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及02维生素的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加酸；在培养霉菌时，需要将培养基调至生;在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。 【典例分析2-3】（2024.辽宁鞍山调研）某种在田间广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解，长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能有效降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度一定，该除草剂的培养基不透明，培养皿中会残留少量无菌空气)。回答下列问题： (1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行________处理。 (2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基具备的特点是________________________________________。若需要调节培养基pH，应该在各种成分都溶化后且分装________(填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌，常采用________________法。 (3)图中形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源可能是________，有透明带菌落利用的氮源主要是该除草剂，据此可筛选出目的菌。 (4)若对活菌进行计数，常用的接种方法为____________________。为了测定微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数目分别为155、160、176、149，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为________个。 【典例分析2-4】（2024.江苏金坛模拟）请回答下列与大肠杆菌纯培养有关的问题： (1)制备培养基：配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行______________，培养基在接种前要进行______________灭菌。 (2)纯化大肠杆菌 通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的单菌落，这种方法称为____________。 (3)讨论分析 ①纯化大肠杆菌时，________(填“可以”或“不可以”)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。 ②用该方法分离大肠杆菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 ③大肠杆菌与酵母菌的最本质区别是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 【提分秘籍】 ①制备培养基:配制固体培养基灭菌，配制好的培养基采用高压蒸汽灭菌方法灭菌，培养皿包扎好，放人干热灭菌箱内，进行灭菌。 倒平板:待培养基冷却至 50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。首先拔出锥形瓶的棉塞，将瓶口迅速通过火焰，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基(10-20m)倒人培养皿，立即盖上皿盖、等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 ②接种和分离酵母菌：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，其目的是聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到 单个菌落。 【基础知识3】植物细胞工程 【典例分析3-1】 (2023·浙江临安调研)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题。 (1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备____________的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的____________为外植体。 (2)植物细胞壁的主要成分为____________和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的________________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用____________计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是____________________________________。 (3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______________________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项？(　　) A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂 (4)愈伤组织经____________可形成胚状体或芽。胚状体能长出____________，直接发育形成再生植株。 (5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路： Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的____________。 Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，____________为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。 Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经____________后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的____________个条带，则可初步确定再生植株来自杂种细胞。 【典例分析3-2】（2024.安徽淮北模拟）菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题： (1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净，用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，用体积分数为70%的__________消毒30 s，立即将外植体用无菌水清洗2～3次，吸干表面水分，再用____________溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，其目的是________________________。 (2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B________(填名称)、再分化的关键激素是________________________________。通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞的形态、结构________(填“相同”或“不同”)，其根本原因是________________________。 (3)该实验操作成功的关键是__________________________________________________________________， 所以要对外植体、超净工作台台面等消毒，对________________________等灭菌，实验操作过程都要在________________旁进行。试管苗的获得证明菊花体细胞具有________性。 【典例分析3-3】（2024.江西分宜调研）通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答下列问题： (1)A是____________________酶，B是________________________，D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_____________________________________________________________。 (2)由C形成植株的过程利用了__________________________________________________________________ 技术，形成愈伤组织需要经过________过程，愈伤组织形成D需要经过________过程。整个培养过程要在________的条件下进行。 (3)植物体细胞融合成功的标志是__________________________________________________________________ __________________。目前，植物体细胞杂交技术在_____________________________________等方面取得了重大突破。 (4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。 【提分秘籍】 1.植物体细胞杂交技术 (1)概念:是指将不同来源的植物体细胞， 在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 原因:番茄和马铃薯两种生物之间存在着生殖隔离，不能(能、不能)用传统的有性杂交的方法得到杂种后代。 (3)过程:进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质 体。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类即物理法和化学法。物理法包括电融 合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+---高pH 融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织 ，并可进一步发育成完整的杂种植株。 意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等。 (5)“番茄--马铃薯”杂种植株没有地上结番茄，地下长马铃薯，可能的原因是基因表达之间是相互调控，相互影响的，杂种植物含两个物种的遗传物质，基因表达时受到相互干扰(合理即可)。 【基础知识4】 动物细胞工程 【典例分析4-1】（2024.江西新干模拟）图1表示SARS­CoVS蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。图2表示筛选出融合细胞的过程。回答下列问题。 (1)图1中已免疫的B细胞能分泌________________________，需要与骨髓瘤细胞融合的原因是______________________________________。 (2)图1中的A是________________________，最后将能产生所需抗体的细胞进行扩大培养的方法有________________________和体外培养两种。 (3)图2中的细胞融合一般用________________________进行生物诱导，该诱导方法的原理是______________________________________，从而使细胞膜打开，细胞发生融合。 【典例分析4-2】（2024.山东高密模拟）下图为细胞工程的流程图(a、b表示过程)，请据图回答下列问题： (1)若图示为动物细胞融合的过程，则a特有的诱导剂是________________。以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径，通过把能产生抗体的________________细胞与能在体外大量增殖的____________细胞进行融合，得到既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。 (2)若图示为植物体细胞杂交过程，则在甲、乙细胞融合之前，需要用__________________(填酶名称)制备__________________。这项工程的意义是__________________________________________________________________。 (3)由甲、乙细胞融合得到丙细胞的基本原理是_________________________________________________________________。 【典例分析4-3】 （2024.河南巩义模拟） 据报道，科研人员从一只成年雌性森林猫皮肤组织中分离培养得到成纤维细胞，将该细胞的细胞核注入中华田园猫的卵母细胞中，经人工激活后获得多枚体细胞克隆胚胎。将克隆胚胎移植到受体母猫体内，经过62天孕育，成功得到一只森林猫体细胞克隆后代。请回答下列相关问题： (1)从成年雌性森林猫皮肤组织中分离成纤维细胞，需在皮肤组织中添加____________酶。作为细胞核受体的卵母细胞应是________________________，用显微注射法将供体细胞核导入该细胞后形成重构胚，由此培育成的森林猫体细胞克隆后代的性别是________。动物体细胞核移植的难度大于胚胎细胞核移植，原因是_________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)猫泛白细胞减少症也叫猫瘟热，该病是由猫泛白细胞减少症病毒引起的猫(特别是幼龄猫)的一种发热性、高度接触性、致死性传染病，而抗猫泛白细胞减少症病毒单克隆抗体的应用会大大降低该病的死亡率。下图为用小鼠制备该单克隆抗体的简图，若甲细胞为小鼠骨髓瘤细胞，则乙细胞为已免疫小鼠的________________。与植物细胞融合相比，图示甲、乙细胞融合的过程中特有的诱导剂是________________。①②筛选的目的分别是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 【提分秘籍】 1、气体环境:动物细胞培养所需气体主要有02和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的 pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95% 空气和5% CO2 混合气体的CO2培养箱中进行培养。 2、幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度 低(低、高)的幼龄细胞更易于培养，原因是幼龄动物细胞增殖能力强， 有丝分裂旺盛，即分化程度越低的细胞，其增殖能力就越强。 【基础知识5】胚胎工程 【典例分析5-1】 (2024·广东汕头模拟)EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物，其过程如图。 请回答下列问题。 (1)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射________激素以排出更多的卵子，培养到________期与获能的精子相遇时，精子穿越透明带，完成体外受精。 (2)采用________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及________等物质。 (3)当胚胎发育至____________时期向受体移植，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚阶段胚胎的________均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。 (4)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用________________技术对血液来进行检测。 【提分秘籍】 1.胚胎移植的生理学基础 (1)在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，以保证胚胎能在受体子宫内正常发育。 (2)受体对来自供体的胚胎不会发生免疫排斥反应。 (3)胚胎移植后经受体孕育的后代，其遗传特性与供体一致(一致、不一致)。 (4)胚胎移植实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 2.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 【典例分析5-2】 （2024.湖北鄂州模拟）幼畜体外胚胎生产技术，即幼畜超排、胚胎体外生产和移植技术，是提高良种家畜繁殖效率的核心技术。科学家经过多年对辽宁绒山羊体外胚胎生产技术的研究总结，形成了下图所示的操作流程，回答下列问题： (1)流程图中的A是指____________________，经过程A处理后的精子才能与发育至________期的卵母细胞完成受精作用。 (2)在卵母细胞活体采集前，科学家利用两种方式对供体母羊进行了超数排卵处理，记录的相关数据如下表所示： 不同超数排卵方法对超数排卵效果、 卵裂及早期胚胎发育的影响 组别 羊羔/只 卵泡/个 平均卵数/个 卵裂率/% 囊胚形成率/% 先加PMSG，后加FSH　 6 366 61.00±13.96 42.43 (143/337) 47.59 (69/145) 先加FSH，后加PMSG 6 515 85.83±18.35 22.80 (101/443) 25.74 (26/101) ①推测PMSG和FSH的作用为____________________________________。 ②实验结果表明，超数排卵方法不同不仅影响超数排卵效果，而且对体外受精后卵裂及________________有很大影响。 (3)过程B的生理学基础之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的________________________，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。 (4)已知产下的小羊羔具有优良的遗传特性，另外还可采用B处的细胞，通过________________________(写出一种即可)等技术加速辽宁绒山羊遗传性状改良进程，并促进优良畜群繁育。也可采用______________技术将B均等分割为几份，并进行胚胎移植，从而一次性获得多只羊羔。 【典例分析5-3】（2024.湖北京山模拟）观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下列问题： (1)图中①②③表示的细胞名称依次是________________________________________________。假设该动物体细胞内有2N条染色体，则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是________________________。 (2)图中a、b、c表示细胞分裂，依次为________________________________________，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是____(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是________________________。 (3)卵子成熟后即可进行受精，判断卵子是否受精的标志是__________________________________________________________________。 【基础知识6】基因工程操作技术 【典例分析6-1】 (2023·江苏海门模拟)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题。 (1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有____________________________，扩增程序中最主要的不同是__________________。 (2)有关基因序列如图2。引物F2－F、F1－R应在下列选项中选用____________。 A．ATGGTG－－－－－－CAACCA B．TGGTTG－－－－－－CACCAT C.GACGAG－－－－－－CTGCAG D．CTGCAG－－－－－－CTCGTC (3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无须使用的酶主要有____________________________________________。 (4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有____________。 A．稀释涂布平板需控制每个平板30～300个菌落 B．抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高 C．抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落 D．抗性平板上长出的单菌落无须进一步划线纯化 (5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，质粒P1～P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有___________________。 (6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是______________________________________________________________________________。 【典例分析6-2】(2023·湖南岳阳模拟)基因工程：制备新型酵母菌 (1)已知酵母菌不能吸收淀粉，若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵，则应导入多步分解淀粉所需的多种酶，推测这些酶生效的场所应该是__________________________(填“细胞内”和“细胞外”)。 (2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因直接插入。研究人员运用同源切割的方式，在目的基因两端加上一组同源序列A­B，已知酵母菌体内DNA有许多A­B序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图，则应选择图中的引物____________________对目的基因进行PCR。 (3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶，因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因，又知尿嘧啶可以使5­氟乳清酸转化为对酵母菌有毒的物质。 (ⅰ)导入目的基因的酵母菌应在_________________________________的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因，需要多次筛选，因此在导入一种目的基因后，要切除UGA基因，再重新导入。研究人员在UGA基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源C­C′序列，以便对UGA基因进行切除。C­C′的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式，进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连，如图，则应选择方式____________________进行连接。 (ⅱ)切去UGA基因的酵母菌应在_______________________________的培养基上筛选培养。 (4)综上，目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图__________。 【提分秘籍】 限制酶不剪切细菌本身的DNA的原因是生物在长期进化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。对外源人侵的DNA可以降解掉。 【典例分析6-3】(2023·山东潍坊模拟)科研人员构建了可表达J­V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有________________________(答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物____________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的________(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了____________，条带2所检出的蛋白________(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 【基础知识7】基因工程与蛋白质程的运用 【典例分析7-1】(2023·河南汝州模拟)GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。 (1)构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常，基因文库是指________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体，其模式图如下所示(箭头为GFP突变基因的转录方向)。图中①为________；②为________，其作用是________________________________；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是 ________________________________________________________________________。 (3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答出1点即可)。 (4) 新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因(黄色荧光蛋白基因)。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是 。 【提分秘籍】 在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因，并且由于不同转基因产品所需要的目的基因不同，受体细胞又有植物、动物、微生物之分，因此基因表达载体的构建方法以及将目的基因导人受体细胞的方法也不是完全相同的。例如，将目的基因导人动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注人动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。一般先用Ca2+处理该种细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导人其中。 【典例分析7-2】(2024.湖南武冈模拟)研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒状杆菌，以提高苯丙氨酸产量。 【典例分析7-2】(2024.湖南武冈模拟)研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒状杆菌，以提高苯丙氨酸产量。 (1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物________和________，并在引物的________(填“5′”或“3′”)端引入XhoⅠ酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。 (2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时，引物应包含_________(填“EcoRⅠ”“HindⅢ”或“XhoⅠ”)酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。 (3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有__________的平板进行初步筛选。 (4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为____________。 A．卡那霉素不敏感、链霉素敏感 B．卡那霉素敏感、链霉素不敏感 C．卡那霉素和链霉素都敏感 D．卡那霉素和链霉素都不敏感 (5)可采用__________技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。 【典例分析7-3】(2024·湖南东安模拟)改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因，并开展了相关探索。 步骤Ⅰ： 步骤Ⅱ： (1)花药培养能缩短育种年限，原因是____________________________________。在步骤Ⅰ的花药培养过程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含______________的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。Ⅰ中能用于制造人工种子的材料是_____________________。 (2)步骤Ⅱ中，eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库，原因是____________________________________________________________________________；在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有________________________________________________。为筛选含重组Ti质粒的菌株，需在培养基中添加____________。获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染Ⅰ中的____________________，以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是________________________，移栽后若发育为更高且丰产的稻株，则可望“禾下乘凉”。 【提分秘籍】 目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。 ①分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插人目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；从转基因作物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交，检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质等。 ②个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。 PART 3 最新模考组练 1．(2023·广东珠海模拟)纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。 (1)纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是______________________________________________________。 (2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaCl至2.0 mo1/L的目的是____________________________________。PCR扩增时，需在_____________________催化下，在引物_______端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。 (3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将X­GFP基因融合片段M导入如图2所示载体质粒Y，构建Y­M重组质粒(在EcoRⅤ位点插入片段)。请完成下表。 分步实验目标 简易操作、结果、分析 PCR鉴定正向重组质粒Y­M(图2中融合片段M中有白色的箭头，代表方向) ①选择图2引物_____________； ②PCR目的产物约为_____________bp。 确保M及连接处序列正确，Y­M的连接处上游含有Hind Ⅲ＋EcoR Ⅴ的识别序列，下游含有EcoR Ⅴ＋BamH Ⅰ的识别序列 ③质粒测序，图3中正确的是____________(选填序列编号) 检测融合蛋白定位 ④对照质粒Y­GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y­M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明___________________。 (4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经_____________形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的____________倍。 2．(2024·广东广宁模拟)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题。 (1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是__________________________________________。 (2)______________是实施基因工程的核心。 (3)利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的____________上，此方法的不足之处是___________________________________________。 (4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有__________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。 (5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的___________以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析________________________________________(填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是_______________________________________________。 (6)基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生________________。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是______________________________________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。 3．(2024·海南文昌模拟)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG­P和FLAG­P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。 (1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是_______________________________________________________。 为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。 (2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)融合蛋白表达成功后，将FLAG­P、FLAG­P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAG­P和FLAG­P△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是__________________________________________； 由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是________________________________________________________________________。 (4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是 ________________________________________________________________________。 4．（2024.广西陆川模拟）兴趣小组用不同酵母菌菌种发酵制作海红果酒，测定了海红果酒发酵过程中总糖含量变化，结果如下图所示。发酵结束后，测定了果酒的系列理化指标，结果如下表所示。请回答下列问题： 海红果酒的基本理化指标 酵母菌菌种 酒精度(%) 残糖(g/L) 总酚(mg GAE/L) 总黄酮(mg Rutin/L) B 8.26 5.24 915.86 31.60 I 8.33 5.13 1 066.85 42.64 C 7.99 6.85 1 039.47 39.54 (1)海红果酒制作过程中，酵母菌通过________呼吸，在________中可将________分解为酒精和________。饮用果酒后，酒精分子以________的方式进入胃黏膜细胞。果酒中含有海红果的维生素以及酵母菌发酵产生的多酚、黄酮等抗氧化物质，对人体起到一定的保健功能。 (2)综合图表结果，应选用酵母菌菌种________，最短发酵时间为________d。 (3)进一步对酿造的海红果酒进行评估，以分析果酒受消费者喜爱的程度，你认为可进行感官评价的项目应包括________________________(至少写出2项)。 5．(2024·广东朝阳模拟)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题： (2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL 无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。 (3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。培养基灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________________________________________________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。 (4)皮渣堆积过程中也会积累某些乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果) 6．（2024.湖南临湘模拟）杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下。 请回答下列问题： (1)在制作杨梅酒的过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和________酶。发酵一段时间后，观察到发酵罐内液面不再有_______________________________________________________，说明发酵基本完毕。 (2)在制作杨梅醋的过程中，乙罐内先填充经________处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐，进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。 (3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是______。 A．甲罐的两倍　　　　　 B．与甲罐的相等 C．甲罐的一半 D．几乎为零 (4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如下，该物质是________。 7．（2024.湖北孝昌模拟）谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，谷氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中，谷氨酸是产量最大的种类之一。据图回答下列问题： (1)谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH，其结构简式为________________________________；如果在蛋白质合成过程中，携带谷氨酸的转运RNA如图1所示，可知谷氨酸的密码子为________。 (2)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌，下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的是________(多选)。 A．噬菌体 B．人类免疫缺陷病毒(HIV) C．衣原体 D．肺炎链球菌 E．酵母菌 F．硝化细菌 (3)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等，发酵装置如图2所示。可以判断谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是______________________。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢物中出现了大量的乳酸，从发酵条件看，其原因很可能是______________________________。 (4)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，它不仅是细菌生长所需的__________，而且还有调节培养液__________的作用，所以应该分次加入。 8．（2024.湖北巴东县模拟）下图表示通过二倍体植株甲(自花传粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程，其中植株甲的基因型为AaBb，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下列问题： (1)植株A是________倍体，经秋水仙素处理后获得的植株B的基因型为__________________________________________________________________ ________________________。 (2)培养植株D的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为________。 (3)获得植株E的过程称为__________________________________________________________________， 其过程中两个原生质体融合时，常用的诱导剂是________________。 (4)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是__________________________，其理论基础是__________________________。植株A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株________。 9．(2023·安徽黄山模拟)紫杉醇是从红豆杉中提取的高效抗癌物质，细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。请据图回答下列问题： (1)以南方红豆杉细胞为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过诱导细胞的________产生。这一技术的成功，实现了植物组织培养技术在一个重要领域的应用，即________________________。 (2)对比分析两个曲线图可知，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是__________________________；在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是__________________________________________________ _________________________________________________(答出三点即可)； 与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有__________________________________________________________________ (答出两点即可)等优点。 10．(2023·山东济南模拟)华南虎是原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，野生华南虎也被一些专家认为已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，下图是其培育过程，请据图回答下列问题： (1)克隆华南虎的遗传性状与虎________(填字母)基本一致。 (2)A、B、C 3只虎中没有提供遗传物质的是______。 (3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？________。为什么？__________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？________。原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 11．（2024.湖北罗田模拟）大熊猫是我国的珍稀保护动物，为扩大培育大熊猫，我国研究者进行了相关研究，回答下列问题： (1)研究者选择出生夭折的熊猫作为供核个体，用酒精对其腹部进行____________，取相应组织，剪碎用酶处理后，置于含有____________________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 (2)研究者选择家兔细胞作为受体细胞，获得大量处于MⅡ期的________细胞，再进行________处理。 (3)利用上述细胞构建的大熊猫—兔重构胚进行实验，实验处理及结果如下表所示。 组别 处理试剂 处理重构胚数/个 激活后发育为 2细胞数/个 1 CB 101 83 2 Col 97 63 3 CB＋Col 88 55 4 DMSO 89 68 注：CB为细胞松弛素，Col为秋水仙素，均为细胞骨架抑制剂，使用时用DMSO溶解。 ①第4组是________组。 ②实验结果表明CB能够提高核移植成功率，判断依据是__________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 12．(2024·湖北赤壁模拟)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。 (1)在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_______________________________________________________________； 精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是____________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到________________时才具备与精子受精的能力。 (2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含有的营养成分有__________________________________________________________________ (答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 生物技术与工程 目 录 一、基础知识解读 二、基础知识分类归纳 【基础知识1】 传统发酵技术与发酵工程的运用 【基础知识2】 微生物的培养技术以及应用 【基础知识3】 植物细胞工程 【基础知识4】 动物细胞工程 【基础知识5】 胚胎工程 【基础知识6】 基因工程操作技术 【基础知识7】 基因工程与蛋白质工程的运用 三、最新模考题组练 PART 1 基础知识解读 1、基因工程：（1）基本工具：限制酶可识别特定核苷酸序列并切割DNA分子；DNA连接酶能连接DNA片段；载体如质粒，可将目的基因导入受体细胞。（2）基本操作程序：获取目的基因可从基因文库获取、利用PCR技术扩增或人工合成；构建基因表达载体需将目的基因与启动子、终止子等连接；将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，导入动物细胞常用显微注射法，导入微生物细胞常用感受态细胞法；目的基因的检测与鉴定包括分子水平的DNA分子杂交、RNA分子杂交、抗原 - 抗体杂交，以及个体水平的抗虫抗病等接种实验。 2、细胞工程：（1）植物细胞工程：植物组织培养技术利用植物细胞全能性，经脱分化和再分化形成完整植株；植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和障碍，先去除细胞壁获得原生质体，再诱导融合，经组织培养得到杂种植株。（2）动物细胞工程：动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织使其分散成单个细胞，培养过程有原代培养和传代培养；动物体细胞核移植技术常以去核卵母细胞为受体，将体细胞的细胞核移入其中，构建重组细胞并培养；动物细胞融合可用于制备单克隆抗体，常用聚乙二醇、灭活的病毒等诱导细胞融合，经筛选得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 3、胚胎工程：（1）体内受精和早期胚胎发育：精子需获能，卵子需发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力，受精过程包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和配子结合；早期胚胎发育依次经历受精卵、卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段。 （2） 胚胎工程的应用：胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎，受体需同期发情处理；胚胎分割可将早期胚胎切割成多份，获得同卵多胎，操作时要注意将内细胞团均等分割。 4、生物技术的安全性和伦理问题：（1） 转基因生物的安全性：包括食物安全方面可能存在滞后效应、过敏原等问题；生物安全方面可能会扩散到种植区外变成野生种类或与近缘物种杂交等；环境安全方面可能会对生态系统稳定性和生物多样性产生影响。（2） 克隆技术引发的伦理问题：有生殖性克隆和治疗性克隆之分，生殖性克隆面临伦理道德问题，治疗性克隆则可用于治疗疾病，但也需关注伦理规范。 （3）基因编辑技术的伦理问题：可能会引发对人类生殖细胞基因编辑导致的伦理争议，如改变人类遗传基因库、引发“设计婴儿”等问题。 PART 2 基础知识分类归纳 【基础知识1】传统发酵技术与发酵工程的运用 【典例分析1-1】（2024.陕西西安模拟）泡菜在我国历史悠久，流传广泛，是人们喜爱的开胃食品。泡菜的制作离不开乳酸菌。请回答下列问题。 (1)欲用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌，首先需要对泡菜滤液进行____________后涂平板，以便分离得到单菌落。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌代谢过程中产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙，故分离纯化时应挑选出具有____________的菌落作为候选菌。 (2)在泡菜制作过程中，需要加入一定量的食盐。如果食盐加入过多，会导致制作的泡菜咸而不酸，其原因是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在泡菜制作过程中，密封发酵坛的目的是____________________________。在泡菜制作过程中，向发酵坛中加入香辛料的主要作用是__________________________________。 (4)为了身体健康，应少吃泡菜，这是因为泡菜中含有较多的亚硝酸盐。测定亚硝酸盐含量时，从泡菜坛中取样后应迅速封坛，其目的是________________________________。 解析：(1)由于泡菜滤液中乳酸菌的浓度高，直接取泡菜滤液培养乳酸菌很难分离得到单菌落，故分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。由于乳酸菌代谢过程中产生的乳酸可以溶解培养基中的碳酸钙，从而形成透明圈，故应挑选出培养基中具有透明圈的菌落作为候选菌。(2)盐水浓度过大会抑制乳酸菌发酵，导致产生的乳酸过少，泡菜咸而不酸。(3)因为乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，所以为了给乳酸菌发酵提供无氧环境，发酵坛需要密封。香辛料可以调制泡菜的风味。(4)测定亚硝酸盐含量时，从泡菜坛中取样后应迅速封坛，防止泡菜被污染。 答案：(1)梯度稀释　透明圈　(2)食盐浓度过高会抑制乳酸菌的发酵　(3)给乳酸菌发酵提供无氧环境 　调制泡菜的风味　(4)防止泡菜被污染 【提分秘籍】 1.传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。 2.制作泡菜 (1)制作原理:制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。发酵期间，乳酸会不断积累，当它的质量百分比为0.4% -0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。 (2)方法步骤 ①用清水和食盐配制质量百分比为5% - 20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。 ②将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装人泡菜坛内;装至半坛时，放人蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满，其原因是发酵初期由于混有杂菌，杂菌的发酵过程可能产生气体，如果装满，会导致发酵液溢出。泡菜装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。 ③将冷却好的盐水缓缓倒人坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注:意经常向水槽中补充水，用水密封泡菜坛的目的是乳酸菌是厌氧菌，创造个 无氧环境， 有利于发酵，这说明泡菜制作需要无氧条件。 【典例分析1-2】(2024·重庆涪陵模拟)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。 (1)人们利用水果及附着在果皮上的__________，在18～25 ℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在________________________条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是___________________________________。 (2)先酿制果酒再生产果醋的优势有________________(填编号)。 ①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率 ②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率 ③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中 (3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响，结果见图。 该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有_______________(填写两种)。据图可知，醋酸发酵的最适初始酒精浓度是______；酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可采取的措施有_____________________________(填写两个方面)。 解析：(1)在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。醋酸菌是好氧菌，最适生长温度为30～35 ℃。微生物最常用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。(2)先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率，①正确；酿制果酒时形成的醋酸菌膜会造成局部缺氧，导致果醋产率不高，②错误；果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中，增加果醋风味，③正确。(3)微生物生长的基本营养物质有氮源、碳源、水、无机盐等，题中酒精作为碳源。酒精浓度为6%时，醋酸含量最高，是发酵的最适浓度。提高醋酸含量，可采取的措施有适当降低初始酒精浓度，增加氧气供应，适当提高温度等。 答案：(1)酵母菌　30～35 ℃，有氧　稀释涂布平板法(或平板划线法)　(2)①③　(3)氮源、无机盐、水　6%　适当降低初始酒精浓度，增加氧气供应，适当提高温度等 【提分秘籍】 (1)许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些菌的作用下，水果可以发酵成果酒。在有氧(无氧、有氧)的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进步发酵成果醋。 （2）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液的变化分别是果酒制作过程中会产生气泡，如果用紫色葡萄作原料，发酵液会逐渐变成深红色;果醋制作过程中一般不会有气泡，发酵完成的发酵液液面上会出现一层菌膜 ，引起这些变化的原因是由于酵母菌无氧呼吸产生了C02，同时葡萄皮中的花青素进人液体中:果醋制作过程中产生的菌膜是醋酸菌膜。 【典例分析1-3】 生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。下图A是果酒和果醋制作的实验流程，图B是一个利用果酒制果醋的发酵装置。请回答下列问题： (1)果酒和果醋发酵的微生物在代谢方式上的主要区别是__________________________________________________________________。 (2)果醋是在图B中________瓶产生的，发酵的微生物利用的碳源主要是____________。 (3)图A ①过程是在图B中________瓶进行的，发酵产物酒精要在________(填“酸”“中”或“碱”)性条件下用________________来鉴定。 (4)图B中________瓶发酵后溶液的pH下降，说明原因：__________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 图B装置实际有一个不足之处，即在________瓶上没有设置________。 解析：(1)果醋发酵利用的微生物主要是醋酸菌，其代谢类型是异养需氧型；果酒发酵利用的微生物主要是酵母菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型。(2)在图B中，乙瓶持续通入空气制备果醋，该果醋的制作流程是果汁→果酒→果醋，酵母菌的碳源为葡萄糖，醋酸菌的碳源为酒精。(3)图A ①过程表示制备果酒，酵母菌在图B的甲瓶中进行无氧呼吸，产物酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾溶液反应，出现灰绿色。(4)甲瓶中进行酒精发酵，产生的二氧化碳可使溶液pH下降，乙瓶中进行乙酸发酵，产生的乙酸也使溶液的pH下降。由于酒精发酵不断产生二氧化碳，瓶内气体压强不断增大，为防止爆炸，应在图B的甲瓶上设置排气口。 答案：(1)酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，醋酸菌的代谢类型是异养需氧型　(2)乙　酒精　(3)甲　酸　重铬酸钾溶液　(4)甲、乙　甲瓶中产生的二氧化碳和乙瓶中产生的乙酸使溶液的pH下降　甲　排气 【基础知识2】微生物的培养技术以及应用 【典例分析2-1】(2024·山东青岛模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中 N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。回答下列问题。 (1)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的________培养基，原因是____________________________________________________。 培养基类型 培养基组分 Ashby培养基 甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、NaCl、MgSO4·7H2O、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂 LB培养基 蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂 (2)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126 个，则每克土壤中含有的固氮菌为________个。 (3)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3 组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如图所示。 [注]CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤浇 50 mL有氮全营养液，成分为在 1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL接种自生固氮菌的无氮植物营养液)。 ①对照组(CK)的处理为______________________________________________。 ②自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是________________________________________________________________________。 解析：(1)由题干信息分析可知，科研人员的目的是分离土壤中自生固氮菌，故为了模拟类似的生长环境，培养基中需要没有氮源且添加多种无机盐来模拟土壤环境，故步骤④应选择Ashby培养基。(2)每克样品中的菌株数＝126 ×104÷0.1＝1.26×107个。(3)①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液。②自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。 答案：(1)Ashby　Ashby培养基中没有氮源，只有自生固氮菌能在该培养基生存　(2)1.26×107　(3)①每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液　②自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制 【典例分析2-2】(2024·山西大同模拟)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。 碳源 细胞干重(g/L) S产量(g/L) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 回答下列问题。 (1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 ________________________(答出2点即可)。 (2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是__________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要________________(答出2点即可)等营养物质。 (3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是________________________________________________________________________。 (4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：__________________________________________________。 (5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是__________________________ ______________________________________________________(答出1点即可)。 解析：(1)在实验室培养微生物时，对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知，以葡萄糖作为碳源时，细胞干重最高，最有利于菌株C生长；而以制糖废液作为碳源时，S产量最高，此时更有利于生产S。微生物生长所需的营养物质除碳源外，一般还包括水、氮源和无机盐等。(3)碳源为淀粉时菌株C不能生长，可能是因为菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉。(4)若要进一步确定生产S的最适制糖废液浓度，可分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为最适碳源浓度。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，减少污染、节省原料、降低生产成本。 答案：(1)干热灭菌和高压蒸汽灭菌　(2)葡萄糖　制糖废液　水、氮源、无机盐　(3)菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉　(4)分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为最适碳源浓度　(5)减少污染、节省原料、降低生产成本 【提分秘籍】 牛肉膏蛋白胨培养基，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及02维生素的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加酸；在培养霉菌时，需要将培养基调至生;在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。 【典例分析2-3】（2024.辽宁鞍山调研）某种在田间广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解，长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能有效降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度一定，该除草剂的培养基不透明，培养皿中会残留少量无菌空气)。回答下列问题： (1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行________处理。 (2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基具备的特点是________________________________________。若需要调节培养基pH，应该在各种成分都溶化后且分装________(填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌，常采用________________法。 (3)图中形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源可能是________，有透明带菌落利用的氮源主要是该除草剂，据此可筛选出目的菌。 (4)若对活菌进行计数，常用的接种方法为____________________。为了测定微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数目分别为155、160、176、149，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为________个。 解析：(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行稀释处理。(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基具备的特点是以除草剂为唯一氮源的固体培养基。若需要调节培养基pH，应该在各种成分都溶化后且分装前进行。对培养基进行灭菌常采用湿热灭菌法中的高压蒸汽灭菌法。(3)根据题干“该除草剂的培养基不透明”可知，无透明带菌落利用的氮源并不是除草剂，而是空气中的N2，有透明带菌落利用的氮源为除草剂。(4)接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法还可用于对微生物进行计数。在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数目分别为155、160、176、149，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为(155＋160＋176＋149)÷4÷0.1×106＝1.6×109(个)。 答案：(1)稀释　(2)以除草剂为唯一氮源的固体培养基　前　高压蒸汽灭菌　(3)N2　(4)稀释涂布平板法　1.6×109 【典例分析2-4】（2024.江苏金坛模拟）请回答下列与大肠杆菌纯培养有关的问题： (1)制备培养基：配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行______________，培养基在接种前要进行______________灭菌。 (2)纯化大肠杆菌 通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的单菌落，这种方法称为____________。 (3)讨论分析 ①纯化大肠杆菌时，________(填“可以”或“不可以”)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。 ②用该方法分离大肠杆菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 ③大肠杆菌与酵母菌的最本质区别是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析：(1)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调节pH，培养基在接种前要进行高压蒸汽灭菌。(2)题干所述接种方法为平板划线法。(3)①大肠杆菌属于细菌，对抗生素敏感，培养大肠杆菌时不能用加入抗生素的方法防止杂菌感染。②平板划线法分离大肠杆菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数次，其原因是线条的末端的细菌数量少，最终可以得到由单个细菌繁殖形成的菌落。③大肠杆菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物，它们最本质的区别是大肠杆菌无以核膜为界限的细胞核。 答案：(1)调节pH　高压蒸汽　(2)平板划线法 (3)①不可以　②线条的末端的细菌数量少，最终可以得到由单个细菌繁殖形成的菌落　③大肠杆菌无以核膜为界限的细胞核 【提分秘籍】 ①制备培养基:配制固体培养基灭菌，配制好的培养基采用高压蒸汽灭菌方法灭菌，培养皿包扎好，放人干热灭菌箱内，进行灭菌。 倒平板:待培养基冷却至 50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。首先拔出锥形瓶的棉塞，将瓶口迅速通过火焰，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基(10-20m)倒人培养皿，立即盖上皿盖、等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 ②接种和分离酵母菌：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，其目的是聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到 单个菌落。 【基础知识3】植物细胞工程 【典例分析3-1】 (2023·浙江临安调研)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题。 (1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备____________的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的____________为外植体。 (2)植物细胞壁的主要成分为____________和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的________________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用____________计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是____________________________________。 (3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______________________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项？(　　) A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂 (4)愈伤组织经____________可形成胚状体或芽。胚状体能长出____________，直接发育形成再生植株。 (5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路： Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的____________。 Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，____________为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。 Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经____________后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的____________个条带，则可初步确定再生植株来自杂种细胞。 解析：(1)在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能力。为了便于观察原生质体融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的叶为外植体。(2)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应，在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活，融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合，一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是降低PEG浓度，使其失去融合作用。(3)同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活，无法正常生长、分裂；同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂；只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核，可以生长、分裂，因此这些愈伤组织只能来自杂种细胞。(4)愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽。胚状体能长出根和芽，直接发育形成再生植株。(5)Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的模板。Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，M1、M2为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经凝胶电泳后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的1个条带，则可初步确定再生植株来自杂种细胞。 答案：(1)再生　叶　 (2)纤维素　细胞质和细胞核　血细胞计数板　降低PEG浓度，使其失去融合作用　(3)同一个杂种融合原生质体　ABD　 (4)再分化　根和芽　(5)Ⅰ.模板　Ⅱ.M1、M2　Ⅲ.凝胶电泳　1 【典例分析3-2】（2024.安徽淮北模拟）菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题： (1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净，用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，用体积分数为70%的__________消毒30 s，立即将外植体用无菌水清洗2～3次，吸干表面水分，再用____________溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，其目的是________________________。 (2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B________(填名称)、再分化的关键激素是________________________________。通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞的形态、结构________(填“相同”或“不同”)，其根本原因是________________________。 (3)该实验操作成功的关键是__________________________________________________________________， 所以要对外植体、超净工作台台面等消毒，对________________________等灭菌，实验操作过程都要在________________旁进行。试管苗的获得证明菊花体细胞具有________性。 解析：(1)外植体的消毒：外植体冲洗干净后，需用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，用体积分数为70%的酒精消毒30 s，立即将外植体取出，用无菌水清洗2～3次，吸干表面水分，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，其目的是洗净消毒液。(2)在菊花的组织培养过程中，启动细胞分裂、脱分化和再分化过程的激素主要是生长素和细胞分裂素。愈伤组织和枝条韧皮部的细胞形态、结构差别很大，根本原因是不同细胞内基因的选择性表达。(3)植物组织培养实验操作成功的关键在于无菌操作和无菌技术，所以培养基和培养器具的灭菌、外植体和超净工作台台面的消毒和无菌操作等都要严格进行，实验操作过程都要在酒精灯火焰旁进行。试管苗的获得体现了菊花体细胞具有全能性。 答案：(1)酒精　次氯酸钠　洗净消毒液 (2)脱分化　细胞分裂素和生长素　不同　基因的选择性表达 (3)无菌操作和无菌技术　培养基和培养器具　酒精灯火焰　全能 【典例分析3-3】（2024.江西分宜调研）通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答下列问题： (1)A是____________________酶，B是________________________，D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_____________________________________________________________。 (2)由C形成植株的过程利用了__________________________________________________________________ 技术，形成愈伤组织需要经过________过程，愈伤组织形成D需要经过________过程。整个培养过程要在________的条件下进行。 (3)植物体细胞融合成功的标志是__________________________________________________________________ __________________。目前，植物体细胞杂交技术在_____________________________________等方面取得了重大突破。 (4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。 解析：(1)由植物细胞变成原生质体，需要去掉细胞壁，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。两个原生质体经PEG诱导形成融合的原生质体，D是具有耐盐优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是并非每株幼苗都能表达出高产耐盐性状。(2)C 细胞是杂种细胞，形成植株需要利用植物组织培养技术，经历细胞的脱分化过程和再分化过程，该过程中涉及培养基培养，所以要在无菌的条件下进行。(3)植物细胞融合时，核质都应该进行融合，当细胞壁再生时，说明融合后的细胞核与细胞质已经能进行正常的新陈代谢，即融合成功。植物体细胞杂交打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种。(4)“甲—乙植株”属于异源多倍体中的异源六倍体。 答案：(1)纤维素酶和果胶　融合的原生质体　耐盐　有耐盐高产和耐盐低产两种幼苗　(2)植物组织培养　脱分化　再分化　无菌　(3)再生出新的细胞壁　打破生殖隔离，实现远缘杂交育种　(4) 【提分秘籍】 1.植物体细胞杂交技术 (1)概念:是指将不同来源的植物体细胞， 在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 原因:番茄和马铃薯两种生物之间存在着生殖隔离，不能(能、不能)用传统的有性杂交的方法得到杂种后代。 (3)过程:进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质 体。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类即物理法和化学法。物理法包括电融 合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+---高pH 融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织 ，并可进一步发育成完整的杂种植株。 意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等。 (5)“番茄--马铃薯”杂种植株没有地上结番茄，地下长马铃薯，可能的原因是基因表达之间是相互调控，相互影响的，杂种植物含两个物种的遗传物质，基因表达时受到相互干扰(合理即可)。 【基础知识4】 动物细胞工程 【典例分析4-1】（2024.江西新干模拟）图1表示SARS­CoVS蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。图2表示筛选出融合细胞的过程。回答下列问题。 (1)图1中已免疫的B细胞能分泌________________________，需要与骨髓瘤细胞融合的原因是______________________________________。 (2)图1中的A是________________________，最后将能产生所需抗体的细胞进行扩大培养的方法有________________________和体外培养两种。 (3)图2中的细胞融合一般用________________________进行生物诱导，该诱导方法的原理是______________________________________，从而使细胞膜打开，细胞发生融合。 解析：(1)已免疫的B细胞能分泌特异性抗体。因为已免疫的B细胞已经高度分化，不能分裂，无法大量产生抗体，而骨髓瘤细胞可大量增殖，因此需要已免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合。(2)图1中的A是B细胞和骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞。将筛选出来的能产生所需抗体的杂交瘤细胞进行克隆化培养的方法有体外培养和注射到小鼠腹腔内培养(或体内培养)两种。(3)动物细胞融合一般用灭活的病毒进行生物诱导，该诱导方法的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞膜打开，细胞发生融合。 答案：(1)特异性抗体　已免疫的B细胞不能分裂，无法大量产生抗体，而骨髓瘤细胞可大量增殖　(2)杂交瘤细胞　注射到小鼠腹腔内培养(或体内培养)　(3)灭活的病毒　病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用 【典例分析4-2】（2024.山东高密模拟）下图为细胞工程的流程图(a、b表示过程)，请据图回答下列问题： (1)若图示为动物细胞融合的过程，则a特有的诱导剂是________________。以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径，通过把能产生抗体的________________细胞与能在体外大量增殖的____________细胞进行融合，得到既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。 (2)若图示为植物体细胞杂交过程，则在甲、乙细胞融合之前，需要用__________________(填酶名称)制备__________________。这项工程的意义是__________________________________________________________________。 (3)由甲、乙细胞融合得到丙细胞的基本原理是_________________________________________________________________。 解析：(1)动物细胞融合特有的诱导剂是灭活的病毒。在单克隆抗体的制备过程中，已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，该细胞既可以迅速大量增殖，又可以产生专一抗体。(2)在植物体细胞杂交过程中，需要先用纤维素酶和果胶酶去除甲、乙细胞的细胞壁，获得原生质体，然后再诱导甲、乙的原生质体融合。该技术可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。(3)甲、乙细胞融合形成丙细胞，利用了细胞膜的流动性。 答案：(1)灭活的病毒　(已免疫的)B淋巴　骨髓瘤 (2)纤维素酶和果胶酶　原生质体　打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种　(3)细胞膜的流动性 【典例分析4-3】 （2024.河南巩义模拟） 据报道，科研人员从一只成年雌性森林猫皮肤组织中分离培养得到成纤维细胞，将该细胞的细胞核注入中华田园猫的卵母细胞中，经人工激活后获得多枚体细胞克隆胚胎。将克隆胚胎移植到受体母猫体内，经过62天孕育，成功得到一只森林猫体细胞克隆后代。请回答下列相关问题： (1)从成年雌性森林猫皮肤组织中分离成纤维细胞，需在皮肤组织中添加____________酶。作为细胞核受体的卵母细胞应是________________________，用显微注射法将供体细胞核导入该细胞后形成重构胚，由此培育成的森林猫体细胞克隆后代的性别是________。动物体细胞核移植的难度大于胚胎细胞核移植，原因是_________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)猫泛白细胞减少症也叫猫瘟热，该病是由猫泛白细胞减少症病毒引起的猫(特别是幼龄猫)的一种发热性、高度接触性、致死性传染病，而抗猫泛白细胞减少症病毒单克隆抗体的应用会大大降低该病的死亡率。下图为用小鼠制备该单克隆抗体的简图，若甲细胞为小鼠骨髓瘤细胞，则乙细胞为已免疫小鼠的________________。与植物细胞融合相比，图示甲、乙细胞融合的过程中特有的诱导剂是________________。①②筛选的目的分别是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 解析：(1)要分离成纤维细胞就需将成纤维细胞分散开，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理皮肤组织可获得分散的单个成纤维细胞。在细胞核移植构建重组细胞的过程中，应将供体细胞核通过显微注射法注入去核的MⅡ期卵母细胞来形成重构胚。由于提供细胞核的是成年雌性森林猫，故培育成的森林猫体细胞克隆后代的性别是雌性。因为动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，所以动物体细胞核移植的难度大于胚胎细胞核移植。(2)在制备单克隆抗体时，需将小鼠骨髓瘤细胞和已免疫小鼠的B淋巴细胞融合。与植物细胞融合相比，动物细胞融合过程中可用灭活病毒作为诱导剂。在进行动物细胞融合后，需进行两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞。 答案：(1)胰蛋白(或胶原蛋白)　去核的MⅡ期卵母细胞　雌性　动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难 (2) B淋巴细胞　灭活病毒　通过①筛选获得杂交瘤细胞，通过②筛选获得能产生所需的特异性抗体的杂交瘤细胞 【提分秘籍】 1、气体环境:动物细胞培养所需气体主要有02和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的 pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95% 空气和5% CO2 混合气体的CO2培养箱中进行培养。 2、幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度 低(低、高)的幼龄细胞更易于培养，原因是幼龄动物细胞增殖能力强， 有丝分裂旺盛，即分化程度越低的细胞，其增殖能力就越强。 【基础知识5】胚胎工程 【典例分析5-1】 (2024·广东汕头模拟)EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物，其过程如图。 请回答下列问题。 (1)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射________激素以排出更多的卵子，培养到________期与获能的精子相遇时，精子穿越透明带，完成体外受精。 (2)采用________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及________等物质。 (3)当胚胎发育至____________时期向受体移植，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚阶段胚胎的________均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。 (4)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用________________技术对血液来进行检测。 解析：(1)为使供体母鼠超数排卵，需注射促性腺激素。采集的卵母细胞需培养到MⅡ期才具备受精能力。(2)将重组表达载体导入小鼠受精卵中，通常采用显微注射技术。发育培养液的成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。(3)胚胎移植时，应选择发育到桑葚胚或囊胚时期的胚胎。胚胎分割技术可获得更多的转基因胚胎，对囊胚进行分割时，需要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。由题意可知，在胚胎移植前，需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。(4)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用抗原—抗体杂交技术对血液来进行检测。 答案：(1)促性腺　MⅡ　(2)显微注射　血清　(3)桑葚胚或囊胚　内细胞团　性别鉴定　(4)抗原—抗体杂交 【提分秘籍】 1.胚胎移植的生理学基础 (1)在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，以保证胚胎能在受体子宫内正常发育。 (2)受体对来自供体的胚胎不会发生免疫排斥反应。 (3)胚胎移植后经受体孕育的后代，其遗传特性与供体一致(一致、不一致)。 (4)胚胎移植实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 2.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。 【典例分析5-2】 （2024.湖北鄂州模拟）幼畜体外胚胎生产技术，即幼畜超排、胚胎体外生产和移植技术，是提高良种家畜繁殖效率的核心技术。科学家经过多年对辽宁绒山羊体外胚胎生产技术的研究总结，形成了下图所示的操作流程，回答下列问题： (1)流程图中的A是指____________________，经过程A处理后的精子才能与发育至________期的卵母细胞完成受精作用。 (2)在卵母细胞活体采集前，科学家利用两种方式对供体母羊进行了超数排卵处理，记录的相关数据如下表所示： 不同超数排卵方法对超数排卵效果、 卵裂及早期胚胎发育的影响 组别 羊羔/只 卵泡/个 平均卵数/个 卵裂率/% 囊胚形成率/% 先加PMSG，后加FSH　 6 366 61.00±13.96 42.43 (143/337) 47.59 (69/145) 先加FSH，后加PMSG 6 515 85.83±18.35 22.80 (101/443) 25.74 (26/101) ①推测PMSG和FSH的作用为____________________________________。 ②实验结果表明，超数排卵方法不同不仅影响超数排卵效果，而且对体外受精后卵裂及________________有很大影响。 (3)过程B的生理学基础之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的________________________，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。 (4)已知产下的小羊羔具有优良的遗传特性，另外还可采用B处的细胞，通过________________________(写出一种即可)等技术加速辽宁绒山羊遗传性状改良进程，并促进优良畜群繁育。也可采用______________技术将B均等分割为几份，并进行胚胎移植，从而一次性获得多只羊羔。 解析：(1)流程图中的A是指精子的获能处理，经过程A处理后的精子才能与发育至MⅡ期的卵母细胞完成受精作用。(2)①推测PMSG和FSH的作用为促进供体超数排卵。②实验结果表明，超数排卵方法不同不仅影响超数排卵效果，而且对体外受精后卵裂及早期胚胎发育 (卵裂率和囊胚形成率)有很大影响。(3)过程B为胚胎移植，其生理学基础之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，方便营养物质和代谢废物等的运输。(4)采用B处的细胞进行核移植，可得到多只优良后代；也可采用胚胎分割技术将B均等分割为几份，并进行胚胎移植，从而一次性获得多只羊羔。 答案：(1)精子的获能处理　MⅡ　(2)①促进供体超数排卵　②早期胚胎发育　(3)生理和组织联系 (4)核移植　胚胎分割 【典例分析5-3】（2024.湖北京山模拟）观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下列问题： (1)图中①②③表示的细胞名称依次是________________________________________________。假设该动物体细胞内有2N条染色体，则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是________________________。 (2)图中a、b、c表示细胞分裂，依次为________________________________________，在精子与卵子结合过程中完成的分裂是____(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是________________________。 (3)卵子成熟后即可进行受精，判断卵子是否受精的标志是__________________________________________________________________。 解析：(1)(2)③中有第一极体，说明b、c两个过程分别代表减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。卵原细胞通过有丝分裂使自身数目增加，所以a为有丝分裂。经减数分裂Ⅰ产生的③为次级卵母细胞；①卵原细胞进行DNA复制后体积增大，形成②初级卵母细胞。受精过程中进行减数分裂Ⅱ(c)产生④，④中包含了雄原核与雌原核融合后形成的细胞核，染色体数目恢复到体细胞中的染色体数目，则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是2N、2N、N、2N。(3)观察到两个极体或雌、雄原核时，说明卵子已经受精。 答案：(1)卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞　2N、2N、N、2N (2)有丝分裂、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ　c　透明带、卵细胞膜 (3)是否可以观察到两个极体或雌、雄原核 【基础知识6】基因工程操作技术 【典例分析6-1】 (2023·江苏海门模拟)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题。 (1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有____________________________，扩增程序中最主要的不同是__________________。 (2)有关基因序列如图2。引物F2－F、F1－R应在下列选项中选用____________。 A．ATGGTG－－－－－－CAACCA B．TGGTTG－－－－－－CACCAT C.GACGAG－－－－－－CTGCAG D．CTGCAG－－－－－－CTCGTC (3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无须使用的酶主要有____________________________________________。 (4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有____________。 A．稀释涂布平板需控制每个平板30～300个菌落 B．抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高 C．抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落 D．抗性平板上长出的单菌落无须进一步划线纯化 (5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，质粒P1～P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有___________________。 (6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是______________________________________________________________________________。 解析：(1)PCR反应进行的条件：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时， 配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)、引物。PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3′端通过碱基互补配对结合。引物设计是决定PCR反应成败的最重要因素，因此扩增程序中最主要的不同是引物的设计。(2)由图1可知，引物F2－F用于扩增F2片段，引物F1－R用于扩增F1片段，C选项中5′－GACGAG－3′能与AnB1中左侧部分碱基进行碱基互补配对，因此引物F2－F选用C。D选项中5′－CTGCAG－3′能与EGFP中的右侧部分序列进行碱基互补配对，因此引物F1－R选用D。(3)传统重组质粒构建需要使用限制性核酸内切酶(限制酶)切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在DNA连接酶的作用下可形成环化质粒，不需要使用限制性核酸内切酶(限制酶)。(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，用稀释涂布平板法筛选时，菌落数可能低于30，A错误；培养基冷却后才会接种，抗性平板上未长出菌落，一般不是培养基温度太高所致，B错误；转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故不会出现大量杂菌形成的菌落，C错误；稀释涂布平板法和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，用稀释涂布平板法在抗性平板上长出的单菌落不需要进一步划线纯化，D正确。(5)EGFP为720 bp，AnB1为390 bp，二者的总长度为720 bp＋390 bp＝1 100 bp，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列，因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。 答案：(1)模板(片段F1、片段F2)、引物　引物　(2)CD　(3)限制性核酸内切酶(限制酶) (4)ABC　(5)P3、P4　(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列 【典例分析6-2】(2023·湖南岳阳模拟)基因工程：制备新型酵母菌 (1)已知酵母菌不能吸收淀粉，若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵，则应导入多步分解淀粉所需的多种酶，推测这些酶生效的场所应该是__________________________(填“细胞内”和“细胞外”)。 (2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因直接插入。研究人员运用同源切割的方式，在目的基因两端加上一组同源序列A­B，已知酵母菌体内DNA有许多A­B序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图，则应选择图中的引物____________________对目的基因进行PCR。 (3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶，因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因，又知尿嘧啶可以使5­氟乳清酸转化为对酵母菌有毒的物质。 (ⅰ)导入目的基因的酵母菌应在_________________________________的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因，需要多次筛选，因此在导入一种目的基因后，要切除UGA基因，再重新导入。研究人员在UGA基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源C­C′序列，以便对UGA基因进行切除。C­C′的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式，进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连，如图，则应选择方式____________________进行连接。 (ⅱ)切去UGA基因的酵母菌应在_______________________________的培养基上筛选培养。 (4)综上，目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图__________。 解析：(1)由于酵母菌不能吸收淀粉，所以导入分解淀粉的酶发挥作用的场所在细胞外。(2)根据题干信息“当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因直接插入”可知，要保证目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同，需要选择P1和P6这对引物进行PCR。(3)(ⅰ)选择尿嘧啶合成基因(UGA)用作标记基因，则应该将酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培养基上培养，如果导入成功，则形成菌落；如果没有导入，则缺乏尿嘧啶，不能生存；方式1，C和C′方向相反，如果切割，则末端在一条链上，不能连接，所以选择方式2，连接方向相同，切割后形成末端，便于连接。(ⅱ)由于尿嘧啶可以使5­氟乳清酸转化为对酵母菌有毒的物质，所以应该在含有5­氟乳清酸的培养基上筛选培养，如果切割成功，则不含尿嘧啶，形成菌落，如果切割不成功，则会产生有毒物质，不能形成菌落。(4)根据前面分析，C和C′的中间插入UGA，A和B之间插入目的基因，所以图3正确。 答案：(1)细胞外　(2)P1和P6　(3)(ⅰ)缺乏尿嘧啶　2　(ⅱ)含有5­氟乳清酸　(4)3 【提分秘籍】 限制酶不剪切细菌本身的DNA的原因是生物在长期进化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。对外源人侵的DNA可以降解掉。 【典例分析6-3】(2023·山东潍坊模拟)科研人员构建了可表达J­V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有________________________(答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物____________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的________(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了____________，条带2所检出的蛋白________(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 解析：(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因的转录。质粒作为载体，需要有复制原点、一个至多个限制酶切割位点和便于重组质粒筛选的标记基因等。(2)用PCR扩增分析法确定重组质粒中目的基因插入方向是否正确时，常设计一对引物，一个引物与目的基因序列互补，另一个引物与质粒序列互补，两引物延伸方向相反，以扩增出两引物间的序列，若插入方向正确，则可扩增出相应序列，反之，则不能扩增出相应序列，故选用的引物应为F2、R1或F1、R2，若选用引物F1、R1，不论目的基因插入方向是否正确，都可扩增出目的基因序列。因为J基因的b链为转录的模板链，启动子在左侧，所以转录方向为从左到右，由于转录沿模板链3′到5′端方向合成RNA，所以J基因b链左侧为3′端，引物要与DNA的3′端互补配对，所以F1与b链互补，a链也与b链互补，由此推知引物F1与a链相应部分序列相同。(3)抗J蛋白抗体和抗V5抗体均能检测到条带1，说明条带1为J­V5融合蛋白，条带2仅能由抗J蛋白抗体检测到，说明该蛋白仅含J蛋白，不含标签短肽V5，故条带2检出的蛋白不是由重组质粒上的J基因表达的。 答案：(1)RNA聚合酶　标记基因、复制原点(或限制性酶切位点)　(2)F2和R1(或F1和R2)　a链　(3)J­V5融合蛋白　不是 【基础知识7】基因工程与蛋白质程的运用 【典例分析7-1】(2023·河南汝州模拟)GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。 (1)构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常，基因文库是指________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体，其模式图如下所示(箭头为GFP突变基因的转录方向)。图中①为________；②为________，其作用是________________________________；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是 ________________________________________________________________________。 (3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答出1点即可)。 (4) 新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因(黄色荧光蛋白基因)。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是 。 解析：(1)将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。(2)一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，且基因的转录方向为从启动子到终止子，故图中①为终止子，②为启动子，启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(3)正常情况下，GFP突变基因应该不发绿色荧光，而大肠杆菌有的发绿色荧光，从密码子特点的角度分析，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能由一个或多个密码子决定。(4)通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，需要将YFP基因运用基因工程技术构建基因表达载体，导入真核细胞，检测真核细胞是否产生黄色荧光。 答案：(1)含有某种生物不同基因的许多DNA片段的受体菌群　(2)终止子　启动子　RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录　鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来　(3)密码子具有简并性　(4)运用合适的限制酶和DNA连接酶及载体将YFP基因构建形成基因表达载体，然后通过特定手段导入真核细胞中，一段时间后检测真核细胞是否产生黄色荧光 【提分秘籍】 在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因，并且由于不同转基因产品所需要的目的基因不同，受体细胞又有植物、动物、微生物之分，因此基因表达载体的构建方法以及将目的基因导人受体细胞的方法也不是完全相同的。例如，将目的基因导人动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注人动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。一般先用Ca2+处理该种细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导人其中。 【典例分析7-2】(2024.湖南武冈模拟)研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒状杆菌，以提高苯丙氨酸产量。 (1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物________和________，并在引物的________(填“5′”或“3′”)端引入XhoⅠ酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。 (2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时，引物应包含_________(填“EcoRⅠ”“HindⅢ”或“XhoⅠ”)酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。 (3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有__________的平板进行初步筛选。 (4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为____________。 A．卡那霉素不敏感、链霉素敏感 B．卡那霉素敏感、链霉素不敏感 C．卡那霉素和链霉素都敏感 D．卡那霉素和链霉素都不敏感 (5)可采用__________技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。 解析：(1)据图可知，根据引物箭头方向可知，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物1和4。PCR时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3′端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′端向3′端延伸的，因此在引物的5′端引入XhoⅠ酶识别序列。(2)据图可知，载体4中RpsL(链霉素敏感基因)的两侧具有XhoⅠ酶识别序列，载体3中不含XhoⅠ酶识别序列，如果将载体2和载体3连接形成高效筛选载体4时，需要的引物应该含有XhoⅠ酶识别序列。(3)基因表达载体中的标记基因，有利于目的基因的初步检测，据题意可知，载体5中含有RpsL(链霉素敏感基因)和KanR(卡那霉素抗性基因)，将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有卡那霉素的平板进行初步筛选。(4)据题意可知，载体5导入的是链霉素不敏感(由RpsL突变造成)、卡那霉素敏感的受体菌，受体菌中P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失，因此该菌的表型为卡那霉素敏感、链霉素不敏感，B正确，A、C、D错误。(5)通过PCR技术可以检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA中或目的基因是否转录出了mRNA，因此可采用PCR技术鉴定成功整合P1基因的菌株。 答案：(1)1　4　5＇　(2)XhoⅠ　(3)卡那霉素　(4)B　(5)PCR 【典例分析7-3】(2024·湖南东安模拟)改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因，并开展了相关探索。 步骤Ⅰ： 步骤Ⅱ： (1)花药培养能缩短育种年限，原因是____________________________________。在步骤Ⅰ的花药培养过程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含______________的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。Ⅰ中能用于制造人工种子的材料是_____________________。 (2)步骤Ⅱ中，eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库，原因是____________________________________________________________________________；在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有________________________________________________。为筛选含重组Ti质粒的菌株，需在培养基中添加____________。获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染Ⅰ中的____________________，以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是________________________，移栽后若发育为更高且丰产的稻株，则可望“禾下乘凉”。 解析：(1)单倍体育种过程中，单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离，所以可以明显缩短育种年限。将水稻花粉进行脱分化处理，可产生单倍体的愈伤组织，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，故将其培养于含秋水仙素的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。胚状体可用于制造人工种子。(2)cDNA文库又叫部分基因文库，是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入受体菌而形成的，而基因组文库包含了本物种全部基因，基因工程中只需转录出编码蛋白质的基因部分即可，故选cDNA文库。在构建重组Ti质粒时，必须使用限制酶切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。该重组的Ti质粒中含有抗生素抗性基因，故应在培养基中添加抗生素，以便对重组质粒进行筛选和鉴定。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，即用含eui基因的农杆菌侵染愈伤组织，以便将eui基因导入愈伤组织，获得转基因再生植株。检测植株是否含有eui基因，可采取DNA分子杂交技术的方法。 答案：(1)单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离　秋水仙素　胚状体　(2)cDNA文库是由编码蛋白质的mRNA逆转录来的基因导入受体菌而形成的，基因工程中只需要转录出编码蛋白质的部分就可以，筛选比较简单易行　限制酶和 DNA连接酶　抗生素　愈伤组织　DNA分子杂交技术 【提分秘籍】 目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。 ①分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插人目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；从转基因作物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交，检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质等。 ②个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。 PART 3 最新模考组练 1．(2023·广东珠海模拟)纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。 (1)纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是______________________________________________________。 (2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaCl至2.0 mo1/L的目的是____________________________________。PCR扩增时，需在_____________________催化下，在引物_______端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。 (3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将X­GFP基因融合片段M导入如图2所示载体质粒Y，构建Y­M重组质粒(在EcoRⅤ位点插入片段)。请完成下表。 分步实验目标 简易操作、结果、分析 PCR鉴定正向重组质粒Y­M(图2中融合片段M中有白色的箭头，代表方向) ①选择图2引物_____________； ②PCR目的产物约为_____________bp。 确保M及连接处序列正确，Y­M的连接处上游含有Hind Ⅲ＋EcoR Ⅴ的识别序列，下游含有EcoR Ⅴ＋BamH Ⅰ的识别序列 ③质粒测序，图3中正确的是____________(选填序列编号) 检测融合蛋白定位 ④对照质粒Y­GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y­M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明___________________。 (4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经_____________形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的____________倍。 解析：(1)中心体与有丝分裂有关，在低等植物细胞与动物细胞中，中心粒在间期倍增成为两组中心体，中心体在细胞的两极发出星射线，形成纺锤体。(2)从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，DNA在2.0 mol/L的NaCl溶液中的浓度最大，高于或低于这一浓度，DNA的溶解度均会下降，因此实验过程中添加NaCl至2.0 mol/L的目的是溶解DNA。PCR扩增时，需在耐高温的DNA聚合酶(即Taq酶)的催化下，在引物的3′端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。(3)PCR扩增目的DNA片段时，在引物的3′端进行DNA链的延伸，据图可知，应选择图2中的引物a和引物b，PCR目的产物约为300＋800＝1 100 bp。为确保M及连接处序列正确，Y­M的连接处上游含有Hind Ⅲ＋EcoR Ⅴ的识别序列，下游含有EcoR Ⅴ＋BamH Ⅰ的识别序列，根据题干信息构建Y­M重组质粒(在EcoR Ⅴ位点插入片段)，Y­M的连接处测序后部分序列应含有EcoR Ⅴ＋BamH Ⅰ的识别序列，根据EcoR Ⅴ识别位点，应选择序列Q4。对照质粒Y­GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y­M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明蛋白质X参与中心体的组成。(4)研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经逆转录形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20，说明病人基因Z表达较弱，设健康人Z基因的cDNA数为x，病人Z基因的cDNA数为y，则有x×215＝y×220，从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的25＝32倍。 答案：(1)参与纺锤体的形成，是纺锤体形成中心　 (2)溶解DNA　耐高温DNA聚合酶(Taq酶)　3′　 (3)①a、b　②1 100　③Q4　④X蛋白参与中心体的形成　(4)逆转录　32 2．(2024·广东广宁模拟)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题。 (1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是__________________________________________。 (2)______________是实施基因工程的核心。 (3)利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的____________上，此方法的不足之处是___________________________________________。 (4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有__________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。 (5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的___________以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析________________________________________(填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是_______________________________________________。 (6)基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生________________。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是______________________________________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。 解析：(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的。(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建。(3)农杆菌可将Ti质粒上的T­DNA整合到受体细胞染色体的DNA上。因此将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。其不足之处是该方法不适用于单子叶植物。(4)可利用DNA分子杂交技术、mRNA分子杂交技术、抗原—抗体杂交技术等检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译。(5)抗虫鉴定：确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的效果以鉴定其抗性程度。由图可知，NaPI＋StPinlA转基因棉花的抗虫效果最佳，因为饲喂NaPI＋StPinlA转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多。(6)在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化。由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码出胰蛋白酶抑制剂。 答案：(1)调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的　(2)基因表达载体的构建　(3)T­DNA　该方法不适用于单子叶植物　 (4)DNA分子杂交技术、mRNA分子杂交技术、抗原—抗体杂交技术　(5)效果　NaPI＋StPinlA　饲喂NaPI＋StPinlA转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多　(6)定向改变　由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码出胰蛋白酶抑制剂 3．(2024·海南文昌模拟)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG­P和FLAG­P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。 (1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是_______________________________________________________。 为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。 (2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)融合蛋白表达成功后，将FLAG­P、FLAG­P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAG­P和FLAG­P△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是__________________________________________； 由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是________________________________________________________________________。 (4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核苷酸，因此设计扩增P基因的引物，需要两种引物分别与两条模板链3′端的碱基序列互补。DNA聚合酶延伸时，是将脱氧核苷酸加到引物的3′端，为了不破坏目的基因，该限制酶识别序列应添加在引物的5′端。(2)融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同，说明P基因翻译时出错。由图可看出，在转录出的mRNA中，限制酶识别序列对应的最后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个密码子，导致读码框改变，翻译出的氨基酸序列改变，可通过在EcoRⅠ识别序列3′端添加1个碱基，使其碱基数目加上FLAG的碱基数目为3的倍数，这样能保证P基因转录出的mRNA上的读码框不改变，能够正常翻译。(3)①组仅添加UBC，处理后，用UBC抗体检测，不出现杂交带；②组添加UBC和FLAG­P，出现杂交带；③组添加UBC、药物A和FLAG­P，杂交带更加明显，说明药物A的作用是促进UBC与FLAG­P的结合。由②④组或③⑤组的差异在于②③组使用FLAG­P，出现杂交带；④⑤组使用FLAG­P△，不出现杂交带，据此推测P△中缺失的特定序列是与UBC结合的关键序列。(4)根据(3)的分析推测，药物A促进UBC与FLAG­P的结合，从而促进蛋白P被蛋白酶识别并降解，达到治疗的目的。 答案：(1)能与P基因母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 　5′端　(2)P基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个氨基酸，导致mRNA的密码子被错位读取　在引物中的EcoRⅠ识别序列3′端添加1个碱基　(3)增强FLAG­P与UBC的结合　参与P与UBC的结合 (4)药物A通过增强P与UBC结合促进P降解 4．（2024.广西陆川模拟）兴趣小组用不同酵母菌菌种发酵制作海红果酒，测定了海红果酒发酵过程中总糖含量变化，结果如下图所示。发酵结束后，测定了果酒的系列理化指标，结果如下表所示。请回答下列问题： 海红果酒的基本理化指标 酵母菌菌种 酒精度(%) 残糖(g/L) 总酚(mg GAE/L) 总黄酮(mg Rutin/L) B 8.26 5.24 915.86 31.60 I 8.33 5.13 1 066.85 42.64 C 7.99 6.85 1 039.47 39.54 (1)海红果酒制作过程中，酵母菌通过________呼吸，在________中可将________分解为酒精和________。饮用果酒后，酒精分子以________的方式进入胃黏膜细胞。果酒中含有海红果的维生素以及酵母菌发酵产生的多酚、黄酮等抗氧化物质，对人体起到一定的保健功能。 (2)综合图表结果，应选用酵母菌菌种________，最短发酵时间为________d。 (3)进一步对酿造的海红果酒进行评估，以分析果酒受消费者喜爱的程度，你认为可进行感官评价的项目应包括________________________(至少写出2项)。 解析：(1)海红果酒制作过程中，酵母菌通过无氧呼吸，在细胞质基质中可将葡萄糖分解为酒精和CO2。酒精分子以自由扩散的方式进入细胞。(2)结合曲线图和表格分析三种不同酵母菌菌种发酵时间与残糖量的关系可知，菌种I发酵产生酒精速度最快，应选用酵母菌菌种I，最短发酵时间为8 d。(3)进一步对酿造的海红果酒进行评估，分析果酒受消费者喜爱的程度，可以从果酒的色泽、香味、口感等几方面进行评价。 答案：(1)无氧　细胞质基质　葡萄糖　CO2　自由扩散　(2)I　8　(3)色泽、香气(气味)、口感 5．(2024·广东朝阳模拟)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题： (2)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL 无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。 (3)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。培养基灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是________________________________________________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。 (4)皮渣堆积过程中也会积累某些乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果) 解析：(2)104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则三个平板中平均菌落数为(78＋91＋95)÷3＝88(个)，每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104×100÷10＝8.8×107(个)。(3)灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙可使醋酸菌菌落周围形成透明圈，以便根据溶解透明圈的大小初步筛选产酸高的醋酸菌。在缺少糖源的液体培养基中醋酸菌以乙醇为碳源，先把乙醇转化为乙醛，再把乙醛变为乙酸。(4)区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌时，因醋酸菌为好氧细菌，故可将平板置于无氧环境中继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为厌氧型的乳酸菌菌落；若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。 答案：(2)8.8×107　(3)醋酸菌菌落周围形成透明圈，以便根据溶解透明圈的大小初步筛选产酸高的醋酸菌　碳源　(4)实验步骤：将平板置于无氧环境中继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为厌氧型的乳酸菌菌落；若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。 6．（2024.湖南临湘模拟）杨梅是浙江省的特色水果之一，为对其进行深加工，某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制，基本工艺流程如下。 请回答下列问题： (1)在制作杨梅酒的过程中，为了提高杨梅的出汁率，在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和________酶。发酵一段时间后，观察到发酵罐内液面不再有_______________________________________________________，说明发酵基本完毕。 (2)在制作杨梅醋的过程中，乙罐内先填充经________处理的木材刨花，然后加入含________菌的培养液，使该菌附着在刨花上，再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐，进行杨梅醋发酵，杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。 (3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，则乙罐中CO2的产生量是______。 A．甲罐的两倍　　　　　 B．与甲罐的相等 C．甲罐的一半 D．几乎为零 (4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中，某物质浓度随时间变化的示意图如下，该物质是________。 解析：(1)纤维素酶和果胶酶能分解细胞壁中的纤维素和果胶，破坏细胞壁，以提高出汁率。发酵一段时间后，发酵罐内液面不再有气泡产生，说明发酵基本完毕。(2)在制作杨梅醋的过程中，乙罐中填充的木材刨花要经过灭菌处理，然后加入含有醋酸菌的培养液，使该菌附着在刨花上，通过调节杨梅酒进入乙罐的流速来调节杨梅醋的pH。(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋，由于乙醇被氧化生成乙酸的过程中不产生CO2，则乙罐中CO2的产生量几乎为零。(4)结合杨梅酒和杨梅醋的发酵全过程，分析图示曲线(先上升，后下降)可知，该物质应为酒精。 答案：(1)果胶　气泡冒出　(2)灭菌　醋酸　流速　(3)D　(4)酒精 7．（2024.湖北孝昌模拟）谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子，谷氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中，谷氨酸是产量最大的种类之一。据图回答下列问题： (1)谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH，其结构简式为________________________________；如果在蛋白质合成过程中，携带谷氨酸的转运RNA如图1所示，可知谷氨酸的密码子为________。 (2)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌，下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的是________(多选)。 A．噬菌体 B．人类免疫缺陷病毒(HIV) C．衣原体 D．肺炎链球菌 E．酵母菌 F．硝化细菌 (3)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等，发酵装置如图2所示。可以判断谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是______________________。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢物中出现了大量的乳酸，从发酵条件看，其原因很可能是______________________________。 (4)谷氨酸发酵生产过程中，需要添加氨水，它不仅是细菌生长所需的__________，而且还有调节培养液__________的作用，所以应该分次加入。 解析：(1)将氨基酸的结构通式中的R基换成—CH2—CH2—COOH，可以写出谷氨酸的结构简式。如果在蛋白质合成过程中，携带谷氨酸的转运RNA如题图1所示，即CUC是反密码子，则信使RNA中的密码子为GAG。(2)生产谷氨酸所用的谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌都是原核生物，题中所述生物中，噬菌体和人类免疫缺陷病毒(HIV)都是病毒，没有细胞结构；酵母菌是真核生物；衣原体、肺炎链球菌、硝化细菌都是原核生物。(3)培养基成分中含有葡萄糖，发酵装置中需连续通入无菌空气，所以谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是异养需氧型。生产谷氨酸时，代谢物中出现了大量乳酸，应该是通气量不足，导致微生物进行无氧呼吸产生了乳酸。(4)培养基中添加氨水既能为细菌生长提供所需氮源，又可以调节培养液的pH。 答案：(1) 　GAG (2)ABE　(3)异养需氧型　通气量不足 (4)氮源　pH 8．（2024.湖北巴东县模拟）下图表示通过二倍体植株甲(自花传粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程，其中植株甲的基因型为AaBb，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下列问题： (1)植株A是________倍体，经秋水仙素处理后获得的植株B的基因型为__________________________________________________________________ ________________________。 (2)培养植株D的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为________。 (3)获得植株E的过程称为__________________________________________________________________， 其过程中两个原生质体融合时，常用的诱导剂是________________。 (4)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是__________________________，其理论基础是__________________________。植株A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株________。 解析：(1)植株甲的花粉离体培养得到的植株A为单倍体植株。植株甲的基因型为AaBb，其形成的花粉的基因型有AB、Ab、aB、ab，经秋水仙素处理后获得的植株B的基因型为AABB或AAbb或aaBB或aabb。(2)培养植株D的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为脱分化。(3)获得植株E的过程称为植物体细胞杂交，其过程中两个原生质体融合时，常用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。(4)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是植物组织培养，其理论基础是植物细胞的全能性。植株A、B、C、D、E中，植株A为单倍体，植株B是纯合体，植株E是多倍体，所以可能与植株甲的基因型相同的是植株C、D。 答案：(1)单　AABB或AAbb或aaBB或aabb (2)脱分化 (3)植物体细胞杂交　聚乙二醇(PEG) (4)植物组织培养　植物细胞的全能性　C、D 9．(2023·安徽黄山模拟)紫杉醇是从红豆杉中提取的高效抗癌物质，细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。请据图回答下列问题： (1)以南方红豆杉细胞为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过诱导细胞的________产生。这一技术的成功，实现了植物组织培养技术在一个重要领域的应用，即________________________。 (2)对比分析两个曲线图可知，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是__________________________；在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是__________________________________________________ _________________________________________________(答出三点即可)； 与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有__________________________________________________________________ (答出两点即可)等优点。 解析：(1)愈伤组织需要通过诱导细胞的脱分化产生。这一技术的成功，实现了细胞产物的工厂化生产。(2)对比分析两个曲线图可知，培养后期，细胞数量较少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染、保证氧气供应充足、使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇具有产量高、节约资源、保护环境等优点。 答案：(1)脱分化　细胞产物的工厂化生产　(2)培养的细胞数量较少、某些代谢产物积累　防止微生物污染、保证氧气供应充足、使细胞与培养液充分接触　产量高、节约资源、保护环境(答案合理即可) 10．(2023·山东济南模拟)华南虎是原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，野生华南虎也被一些专家认为已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，下图是其培育过程，请据图回答下列问题： (1)克隆华南虎的遗传性状与虎________(填字母)基本一致。 (2)A、B、C 3只虎中没有提供遗传物质的是______。 (3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？________。为什么？__________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？________。原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析：(1)由克隆华南虎的过程可知，华南虎A提供细胞核，普通虎B提供细胞质，所以克隆虎D的遗传性状与提供细胞核的虎A基本一致。(2)老虎C只提供胚胎发育的场所，没有提供遗传物质。(3)核移植过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，没有减数分裂过程，不遵循孟德尔遗传定律。(4)高度分化的动物细胞全能性受到限制，因此无论是高度分化的动物体细胞，还是不同种动物体细胞融合后形成的杂交细胞，经细胞培养只能发生细胞增殖，无法形成个体。 答案：(1)A (2)虎C (3)不遵循　克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的减数分裂过程中起作用 (4)不能　高度分化的动物细胞全能性受到限制，虎和牛的体细胞融合后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体 11．（2024.湖北罗田模拟）大熊猫是我国的珍稀保护动物，为扩大培育大熊猫，我国研究者进行了相关研究，回答下列问题： (1)研究者选择出生夭折的熊猫作为供核个体，用酒精对其腹部进行____________，取相应组织，剪碎用酶处理后，置于含有____________________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 (2)研究者选择家兔细胞作为受体细胞，获得大量处于MⅡ期的________细胞，再进行________处理。 (3)利用上述细胞构建的大熊猫—兔重构胚进行实验，实验处理及结果如下表所示。 组别 处理试剂 处理重构胚数/个 激活后发育为 2细胞数/个 1 CB 101 83 2 Col 97 63 3 CB＋Col 88 55 4 DMSO 89 68 注：CB为细胞松弛素，Col为秋水仙素，均为细胞骨架抑制剂，使用时用DMSO溶解。 ①第4组是________组。 ②实验结果表明CB能够提高核移植成功率，判断依据是__________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析：(1)动物细胞培养过程中应注意无菌操作，故需要先用酒精对供核个体进行消毒。为获得单个细胞，需要将剪碎的组织用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理后，置于含有95%空气和5% CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。(2)为保证遗传物质主要来自供体细胞，受体细胞应选择处于MⅡ期且去核的卵母细胞，使体细胞核的全能性得以表达。(3)①实验设计应遵循对照原则，第4组只使用DMSO处理，是对照组。②CB组的核移植成功率为83÷101×100%≈82.2%，高于其他实验组和对照组，故实验结果表明CB能够提高核移植成功率。 答案：(1)消毒　95%空气和5% CO2　(2)卵母　去核　(3)①对照　②CB组的核移植成功率高于对照组和其他实验组 12．(2024·湖北赤壁模拟)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。 (1)在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_______________________________________________________________； 精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是____________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到________________时才具备与精子受精的能力。 (2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含有的营养成分有__________________________________________________________________ (答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。 (3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 解析：(1)只有获能的精子才能和培养成熟的卵子完成受精过程，因此，在体外受精前，要对精子进行获能处理。在体外，可将精子培养在人工配制的获能液中使其获能。获能液的成分因动物种类不同而有差异，常见的有效成分有肝素、Ca2＋载体等。当卵母细胞达到减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)时，才具备与精子受精的能力。(2)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。哺乳动物胚胎培养液的成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质。(3)为了获得具有该公羊优良性状的后代，应先用相关激素对非繁殖期的受体母羊进行同期发情处理，再将保存的囊胚进行胚胎移植。 答案：(1)只有获能的精子才能和培养成熟的卵子完成受精过程(合理即可)　肝素或Ca2＋载体(答出1点即可)　减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期) (2)有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸(答出3点即可) (3)用相关激素对非繁殖期受体母羊进行同期发情处理→(将保存的囊胚进行)胚胎移植 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$