专题20 现代生物科技-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

选修3 专题20现代生物科技 考纲·题型解读 1以选择题、识图作答题、综合应用题等形式考查基因工程，包括基因工程的诞生，基因工程的原理及技术，基因工程的应 用、蛋白质工程、DNA的粗提取等。 2,以选择题、填空题、简答题的形式考查克隆技术，包括植物的组织培养，动物的细胞培养与体细胞克隆，细胞融合与单克 隆抗体。 3.以选择题、识图作答题、文字叙述题的形式考查胚胎工程，包括动物胚胎发有的基本过程与胚胎工程的理论基础，胚胎干 细胞的移植，胚胎工程的应用。 4,以简答题、选择题的形式考查生物技术的安全性和伦理问题，包括转基因生物的安全性，生物武器对人类的威胁，生物技 术中的伦理问题。 5.以选择题、识图填空题、简答题的形式考查生态工程，包括生态工程的原理，生态工程的实例。 [解析]基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行 人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然 十年高考母题题源揭秘 后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表 达，产生出人类所需要的基因产物。所以B为基因工程，而A 为动物细胞工程，C为诱变育种，D无人为因素不属于基因 题源1基因工程 工程。 [答案]B 解题模型1.1 解题模型1.2 基因工程的诞生 基因工程的三大操作工具 (1)正确理解基因工程的概念 (1)限制性核酸内切酶（限制酶） 基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 ①限制酶及其切割方式 化学本质：蛋白质 操作环境 生物体外 ,催化作用，所以可重复利用 操作对象 基因 作用可用于DNA的切剖，获取目的基因和运载体 操作水平 DNA分子水平 (基因的切割 特异性：限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列，切剖特 基本过程 剪切→拼接→导入→表达 定位，点 结果 产生人类需要的生物类型或生物产品 物到方式错切：产生两个相同的钻性末瑞 (2)基因工程诞生的理论基础与技术支持 平切：形成无黏性末端的平口 ①理论基础：DNA是遗传物质：DNA双螺旋结构和中 ②限制酶在原核生物中的作用 心法则的确立：遗传密码的破译。 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是， ②技术支持：基因转移载体的发现；工具酶的发明： 生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制， DNA体外重组的实现；重组DNA表达实验的成功。 以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御 性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA [真题1](2022·全国Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是 切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中 主要作用是切割外源DNA使之失效，从而达到保护自身 A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴 的目的。 细胞中的抗体基因 ③限制酶不切割自身DNA的原因 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能 细菌中的限制酶之所以不切断自身DNA,是因为微 产生人干扰素的菌株 生物在长期的进化过程中，含有某种限制酶的细胞，其 C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获 DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或 得青霉素高产菌株 者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整 限制酶不能将其切开。 合到细菌DNA上 ·339 B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不 (2)“分子缝合针”—一DNA连接酶 能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 种类 Eco一DNA连接酶 T,一DNA连接酶 C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌 来源 大肠杆菌 T:噬菌体 才能进行筛选 不同 D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中 能将双链DNA片段互补的连接两个DNA片段的黏性 点 作用黏性末端之间的磷酸二酯 未端和平末端，形成磷酸二 目的基因的存在及其完全表达 键连接起来 酯键 [解析]反转录方法合成目的基因，缺少非编码区和编码 相同点 都缝合磷酸二酯健 区内含子部分，所以不能用于比目鱼的基因组测序，过程②构成 的重组质粒中含有标记基因，转入农杆菌的目的是用农杆菌转 (3)目的基因的运输工具——载体 ①载体是目的基因的运输工具，在基因操作过程中， 化法将目的基因导入植物细胞，用DNA探针技术不能检测目的 基因是否完全表达，用抗原一抗体杂交技术可检测目的基因是 使用载体有两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基 否翻译产生了相应的蛋白质。 因送到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基 [答案]B 因进行大量复制的特性。 [真题3](2023·上海)回答下列有关遗传信息传递和表 ②本质：DNA(其中质粒为环状DNA分子)。 达的问题。 ③作为载体必须具有多个限制酶切点，而且每种酶的 切，点最好只有一个。因为一种限制性内切酶只能识别单 质粒( 一切点，若栽体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可 感染 ④ 能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受 体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶 致病病毒 的一个切，点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段， 又不会丢失自己的片段。 ④大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌等细菌中都有质 无害病毒N 粒。它存在于细菌的细胞质中，上面一般含几个到几百个 上图表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N, 基因，控制着细菌的抗药性、固氯、抗生素合成等性状。由 通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中①~⑤ 于土壤农杆菌很容易感染植物细胞，使细胞生有瘤状物， 表示操作流程，a~h表示分于或结构。据图回答问题。 所以科学家培育转基因植物时，常常用土壤农杆菌中的质 (1)基因工程除了微生物基因工程外，还有 在如 粒作载体。 图所示过程中，获取目的基因的步骤是流程 (用图中编 cDNA文库与基因组文库区别 号回答)；在流程③中必需实施的步骤有 文库类型 cDNA文库 基因组文库 (2)在如图所示的整个过程中，用作运载体的DNA来自分 于 (用图中字母回答)。 文库大小 大 (3)下列关于质粒运载体的说法正确的是 (多选)。 启动子 无 有 A.使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解 内含子 无 有 B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞 基因多少 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因 C.质粒运载体可能是用细菌或者病毒的DNA改造的 物种之间的 D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则 可以 部分基因可以 基因交流 E.质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中 基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操作步 才能表达 说明 骤。从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便 F.没有限制酶就无法使用质粒运载体 缺点是工作量大，具有一定的盲目性 (4)据图比较结构g和结构h的异同，并解释产生差异的原 [真题2](2023·四川)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码 [解析]本题是对基因工程基本过程和内容的考查。(1) 的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越 题的答题点在于“微生物基因工程”，因此除了微生物基因工程 多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意 外，还有植物基因工程、动物基因工程，流程③为表达载体的构 图，有关叙述正确的是 建，实施步骤包括切割质粒、将质粒与目的基因重组，结构g与 比目鱼一mRNA→DNA→目的基因 结构h遗传物质相同，但表面蛋白质不同，产生差异的原因是因 ① 为g导入受体细胞后，目的基因表达。 质粒 [答案](1)植物基因工程、动物基因工程①、②切割 重组质粒农杆菌 质粒、将质粒与目的基因重组(2)c、d(3)A、D、F(4)相同 愈伤组织一抗冻番茄植株 点：遗传物质相同；不同点：表面蛋白质不同。差异的原因：因为 番茄组织块 g导入受体细胞后，目的基因得以表达，合成了致病病毒M的表 A,过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因 面蛋白 组测序 ·340· 解题模型1.3 (4)目的基因的检测和表达 基因工程的基本操作程序 ①导入检测：要检测转基因生物的染色体DNA上是 (1)目的基因的获取 否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。 ①目的基因：编码蛋白质的结构基因。 ②表达检测： ②目的基因的获取方法：a,从供体细胞直接获取；b. 转录检测：检测目的基因是否转录出了mRNA,方法 从基因文库中获取：c.利用mRNA反转录形成：d.利用 是采用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。 PCR扩增技术；e.人工合成。 翻译检测：检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是 ③基因文库、基因组文库、cDNA文库概念及作用：基因组 从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗 文库含有一种生物的全部基因，而cDNA文库只含有一种生 体杂交。 物的部分基因，二者都是基因文库。有了基因文库，就可随时 ③个体生物学水平的鉴定：如转基因抗虫植物是否出 从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。 现抗虫性状。 [注意]基因文库中不是直接保管相应基因，而是保 [注意]在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步 存受体菌（受体菌中含基因）。 将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步 (2)基因表达载体的构建：构建基因表达载体的目的 骤都涉及碱基互补配对。 是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一 代，并使目的基因能够表达和发挥作用。其构成如下：目 [真题4](2022·天津)下图是培育表达人乳轶蛋白的乳 的基因十启动子十终止子十标记基因。如图： 腺生物反应器的技术路线。图中ttR表示四环素抗性基因， ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH I、HindⅢ、SmaI直 线所示为三种限制酶的酶切位点。 启动子插入基因 启动子 载体 BamH 表达载体 amp ☑复制原点 终止子 复制原点 组载 早期② 胚胎广 BamH I Sma I.HdIⅢ 抗生素基因 人乳筷蜜留堂因 据图回答： 表达载体模式图 (1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的 ①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因 大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。 的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转 (2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控 录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。 序列是 (填宇母代号)。 ②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基 A.启动于 B.tetR 因的尾端。 C.复制原点 D.amp ③标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有 (3)过程①可采用的操作方法是 (填宇母代号)。 目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的 A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 标记基因是抗生素基因。 C.显微注射 D.细胞融合 (3)将目的基因导入受体细胞—转化 (4)过程②可采用的生物技术是 ①将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆 (5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这 菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 利用了细胞的 性。 ②将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注 (6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 (填 射技术，此方法的受体细胞多是受精卵。 字母代号)技术。 ③将目的基因导入微生物细胞：微生物细胞常作为受 A.核酸分于杂交 B.基因序列分析 体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。 C.抗原一抗体杂交 D.PCR 最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用C2+ [解析](1)由图示可知：需用HindⅢ和Bam HI限制酶 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA 同时酶切载体和人乳铁蛋白基因，因酶切后ttR四环素抗性基 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促 因结构被破坏而ampR结构完好，故用含氨卡青霉素的选择培 进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化，过程如图： 养基可筛选含有重组载体的大肠杆菌。(2)启动子是一段特殊 受体细胞：细菌 的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，可调控基因的 ↓氯化钙 特异性表达。(3)过程①表示把重组载体导入受体细胞的过程， 细胞壁的通透性增大 当受体细胞为动物细胞时，常采用显微注射法。(4)过程②表示 把早期胚胎移植到代孕母牛子宫的过程，属于胚胎移植技术。 重组质粒进入受体细胞 (5)经过程②得到新个体是细胞全能性的体现。(6)人乳铁蛋白 基因是否成功表达，关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白，可 目的基因随受体细胞的繁殖而复制 用抗原一抗体杂交法检测该蛋白是否存在。 341 [答案](1)HimdⅢ和Bam H I氨苄青霉素(2)A 的培养基上，获得所需个体。 (3)C(4)胚胎移植技术(5)全能(6)C (4)经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定 [真题5](2023·新课标)根据基因工程的有关知识，回答 抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与 植 下列问题： 株进行杂交，再自交代后统计性状分离比。 (1)限制性内切酶切割DNA分于后产生的片段，其末端类型有 (5)若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变 和 体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性 (2)质粒运载体用EcoRI切割后产生的片段如下： AATTC……G (6)根据T-DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出 G……CTTAA 被插入的基因片段。其过程是：提取 植株的DNA,用 限制酶处理后，再用 将获得的DNA片段连接成环（如 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用 下图)。以此为模板，从图中A、B、C,D四种单链DNA片段中选 EcoR I切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具 取 作为引物进行扩增，得到的片段将用于获取该基因 有的特点是 的全序列信息。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类， 即DNA连接酶和 DNA连接酶 T-DNA (4)反转录作用的模板是 ,产物是 。 若要 在体外获得大量反转录产物，常采用 技术。 (5)基因工程中除质粒外， 和 也可作为运 DC 载体。 (6)若将重组质粒转人大肠杆菌，一般情况下，不能直接用 被插入的基因片段 未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是 环状DNA示意图 A、B、C、D表示能与相应T-DNA链 [解析](1)限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA 互补、长度相等的单链DNA片段； 的两条链分别切开时，产生黏性末端。当限制酶在它识别序列 箭头指示DNA合成方向 的中心轴线处切开时，产生的是平末端。 [解析](1)顶端优势的植物，顶芽产生的生长素会在侧芽 处积累抑制侧芽生长，所以要促进侧芽生长必须除去顶芽。 （2)为使运载体与目的基因连接，不同的限制酶应切割出相 (2)已转化的个体含有抗除草剂基因，所以可在含有一定浓 同的黏性末端。它们需要识别相同的核苷酸序列，并使每条链 中相同的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 度的除草剂的培养基上种植筛选。 (3)DNA连接酶分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到 (3)为筛选出具有抗盐性状的突变体，培养基应该加入一定 的称：E·coli DNA连接酶。一类是从T噬菌体中分离出来， 浓度的盐。 称T,DNA连接酶。 (4)要将突变体与野生型的进行杂交，再自交1代就可以统 (4)反转录是以RNA为模板来合成DNA的过程，在短时间 计性状分离比。 内大量扩增DNA叫PCR技术。 (5)可推测出抗盐性会降低。 (5)基因工程除质粒外，还常用噬菌体、动植物病毒作为运 (6)提取突变体的DNA,将DNA的片段连接起来的酶是 载体。 DNA连接酶，根据碱基互补配对原则，插入的基因片段两条链 (6)大肠杆菌细胞外有细胞壁和细胞膜能阻止其他物质进 DNA合成与B链、C链的DNA合成方向是一致的，所以可作为 入，但经过C+处理细胞后，能使细胞处于能吸收周围环境中 引物的是B,C片段。 DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。 [答案](1)顶芽生长素(2)（一定浓度的）除草剂 [答案](1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片 (3)(一定浓度的)盐(4)野生型1(5)降低(6)突变体 段末端与EcoR I切割产生的相同(3)E·coli T:(4) DNA连接酶B、C mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌体动植 [真题7](2023·福建)肺细胞中的lt-7基因表达减弱， 物病毒(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA)的能力 癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技 极弱 术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖 [真题6](2023·北京)T-DNA可随机插入植物基因组 受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。 内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突 let-7基因 载体 ○肺癌组织块 变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植株形成花蕾时，将 地上部分浸入农杆菌（其中的T-DNA上带有抗除草剂基 处理 因)悬浮液中以实现转化。在适宜条件下培养，收获种于（称 原代培养 为T代)。 ()为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除 重组载体 ② 因为后者产生的会抑制侧芽的生长。 导入 (2)为筛选出已转化的个体，需将T代播种在含 ○传代培养 的培养基上生长，成熟后自交，收获种于（称为T代）。 肺癌细胞 (3)为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T:代播种在含 图1 ·342· let-7基因 RAS基因 ①调节细胞①通过改变 转录、加工 转录、加工 渗透压基因：细胞内渗透 烟草（抗旱 抗逆指抵抗 mRNA RASmRNA (无翻译功能) 抗逆转基 ②抗冻蛋白压，提高抗盐 抗盐碱)、番 不良环境的 基因（从鱼体碱、抗旱能力茄（抗寒）、大能力，如盐 因植物 内获取)： ②耐寒能力 豆、玉米（抗 碱、干旱、低 配对 翻译 ③抗除草剂提高； 除草剂) 温、涝害等 基因 ③抗除草剂 翻译抑制 ①含必需氨 ①控制合成 宏RAS蛋白 基酸的蛋白 的蛋白质含 图2 质编码基因； 转基因改②控制番茄 必需氨基 赖氨酸、亮负 良植物的果实成熟的 酸多： 玉米、番茄 酸等都属于 请回答： ②延迟番茄 基因： 牵牛花等 品质 必需氨基酸 (1)进行过程①时，需用 酶切开载体以插入let-7 ③与花青素 成熟； ③改变花瓣 基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7 代谢有关的 的颜色 基因转录，该部位称为 基因 (2)进行过程②时，需用 酶处理贴附在培养皿壁上 [注意(1)Bt毒蛋白基因产生的Bt毒蛋白并无毒性，进 入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。 的细胞，以利于传代培养。 (2)青霉素是诱变后的高产青霉菌产生的，不是通过 (3)研究发现，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影 基因工程生产的。 响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取 进行分于杂 交，以直接检测lt-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制， [真题8](2022·江苏)下列关于转基因植物的叙述，正确 可能是由于细胞中 (填“RAS mRNA”或“RAS蛋白”) 的是 含量减少引起的。 A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中 [解析](1)首先用限制酶切开之后，再载入目的基因，启 B.转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率 动子是指位于目的基因首瑞，是RNA聚合酶识别和结合的部 增加 位。(2)用胰蛋白酶使细胞分散。(3)提取细胞所有的RNA与 C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D.如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全 相应的基因探针进行分子杂交，癌细胞受到抑制的过程是lt-7 性问题 基因转录形成的mRNA与癌基因RAS转录形成的RAS [解析]抗除草剂基因导入到油莱的染色体后则可以通过 mRNA进行配对，阻止RAS mRNA翻译，从而减少RAS蛋白 花粉传入环境中：转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫 质含量。 的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加： 「答案](1)限制性核酸内切（或限制）启动子 (2)胰蛋 转基因技术打破了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后 白 (3)RNA RAS蛋白 可以表达；来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原 有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播， 解题模型1.4 使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术存在着安全性 问题。 植物基因工程的应用 「答案]A 目的基因 作用 受体生物 备注 [真题9](2022·浙江)在用基因工程技术构建抗除草剂 抗虫：Bt毒 的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 ( ①抗虫但不 蛋白水解成 A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 多肽与肠上 抗病毒、细 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 皮细胞结合 菌、真菌等； ②培育抗虫 C.将重组DNA分于导入烟草原生质体 抗虫基因、Bt 形成穿孔，细 作物优点：减 D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 毒蛋白基因 胞肿胀裂解 少环境污染 [解析]限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载 蛋白酶抑制 致死：两种抑 降低生产成 体，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能用限制性核酸内切 抗虫转基 制剂分别抑 因植物 剂基因、淀粉 制相应酶活 棉花、水稻等本： 酶切割，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的 酶抑制剂基 性，影响消 ③不同抗虫 目的基因和载体，B项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也 因、植物凝集 化；植物凝集 基因作用机 可以是去除细胞壁的原生质体，C项正确；目的基因为抗除草剂基 素基因 理不同： 素为糖蛋白 因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选 ④Bt毒蛋白 与肠黏膜结 时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正确。 合，影响营养 基因来自苏 云金芽孢杆 [答案]A 物质的吸收 [真题10](2018·江苏)我国科学家运用基因工程技术， 和利用 将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育 病毒外壳蛋 引起植物生 白基因、病毒 出了抗虫棉。下列叙述不正确的是 前两种为抗 抗病转基复制酶基因」 病毒作用：后 烟草（抗病病的微生物 A.基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少 毒)、小麦（抗 有病毒、细 因植物 几丁质酶基两种为抗真 B.重组DNA分于中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白 病毒) 因、抗毒素合 菌作用 菌、真茵三 的毒性丧失 大类 成基因 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造 成基因污染 343· D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素 的抗性来确定的 特别提醒：基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法， [解析]基因的非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸 但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基 序列（主要是RNA聚合酶结合位点），对于抗虫棉基因在棉花细 因治疗只处于初期的临床试验阶段。 胞中的表达不可缺少。一种氨基酸可以有几个不同的密码子， 所以DNA分子中增加一个碱基对不一定影响蛋白质的功能。 [真题11](2018·全国I)采用基因工程技术将人凝血因 抗虫棉与其他近缘植物杂交，能造成基因污染。检测棉花对抗 于基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因于 生素的抗性，不能确定棉花是否具有抗虫的特性。 只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述正确的是() [答案]D A.人体细胞中凝血因于基因编码区的碱基对数目等于凝 解题模型1.5 血因于氨基酸数目的3倍 B.可用显微注射技术将含有人凝血因于基因的重组DNA 动物基因工程的应用 分于导入羊的受精卵 目的基因 作用 受体生物 备注 C.在该转基因羊中，人凝血因于基因存在于乳腺细胞，而不 提高动物生长激素基 促进生长，提 不能导入生 存在于其他体细胞中 鲤鱼 生长速度因 高生长速度 长素基因 D.人凝血因于基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分于 转基因动 已生产出的 物生产药药用蛋白乳 的一条链为模板合成mRNA 药品有抗凝 物（生物反腺基因十微 分泌乳汁来 [解析]转基因动物的培育通常是将外源DNA分子导入动 应器或乳生物蛋白基 生产相应的 奶牛 血酶、血清蛋 白、生长素和 物的受精卵。人体细胞是真核细胞，其基因中含有内含子，其碱基 药品 房生物反因十启动子 a一抗胰蛋 对数目大于氨基酸数目的三倍：山羊的受精卵中导入人凝血因子基 应器) 白酶 因，长成的山羊的每个体细胞中都含有这种基因：DNA连接酶是把 选择猪的器 官作人器官 两条DNA链末端之间的缝隙“缝合”起来，而不是参与转录。 替代品的原 [答案]B 转基因动 ①某种调节①抑制抗原 因： 物作器官 因子： 决定基因的 ①其内脏构 解题模型1.6 ②设法除去 表达： 移植的供 造、大小、血 抗原决定基 ②不能合成 管分布与人 蛋白质工程 体 因 相应抗原 相似： 1.蛋白质工程的概念 ②体内隐藏 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物 的致病基因 少 功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有 蛋白质进行了改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类 控制药品合 成的相应基 生产合成相 选择微生物 的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然 基因工程 因，如人的胰 应的药品，如 微生物，如大作受体的原 界已存在的蛋白质) 岛素基因、干 胰岛素、干扰 肠杆菌、酵母 因：繁殖快、 药品 2.蛋白质工程的程序 扰素基因、乙 素、乙肝疫菌等 单细胞、遗传 肝疫苗基因 苗等 物质少 基因 DNA合成 分子设计 氨基酸序 蛋白质 预期功能 DNA mRNA 列、肽链 三维结构 。生物功能 [注意](1)动物基因工程的应用主要体现在提高动 转录 折叠 翻译 中心法则 物生长速度、改善高产品品质、用转基因动物生产药物等 方面。(2)动物基因工程主要为了改善畜产品的品质，不 是为了产生体型巨大的个体。 [真题12](2023·新课标I)阅读如下材料： 体外基因治疗和体内基因治疗的比较 资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到 类型 了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转 体外基因治疗 体内基因治疗 项目 基因烟草。 资料乙：T,溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码 外源基因 治疗遗传性囊性纤维化病 类型及举 腺苷酸脱氨酶基因 T:溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T,溶菌酶的第3位的 的基因 例 异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之 ①从病人体内获得某种 间形成了一个二硫键，提高了T,溶菌酶的耐热性。 细胞 资料丙：免甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将 转移 过程 ②细胞培养 外源基因·载体携带 兔甲受精卵发育成的胚胎移植到免乙的体内，成功产出免甲的 ③体外完成基因转移 体内相应组织细胞 后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。 ④筛选并扩增培养 ⑤重新输入患者体内 回答下列问题： (1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小 特点 操作复杂，但成功率高 操作简单，成功率低 鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具 成果举例 治疗复合型免疫缺陷症 治疗遗传性囊性纤雏化病 酶是 为 。在培育某些转基因植物时，常用农 杆菌转化法，农杆菌的作用是 (2)资料乙中的技术属于 工程的范畴。该工程是 ·344 指以分于生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对 进行改造，或制造一种 的技术。在该实例中，引 ②肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分剖、基因 起T,溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列 诊断和染色体检查等方法解决。不成热的技术也只有通 发生了改变。 过实践才能成熟。 (3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的 ③中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性 早期胚胎移植到种的、生理状态相同的另一个雌性动 克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生 物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔 殖性克隆人的实验。 甲称为体，兔乙称为体。 (2)试管婴儿：两种不同观点，多数人持认可态度。 [解析](1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显 ①否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂是对 微注射法，构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和 生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死 DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物（受体） 多余胚胎，无异于“谋杀”。 细胞内。(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，该工程是 ②肯定的理由：解决了不育问题，提供造血千细胞是 指以分子生物学相关理论为基础，通过对基因修饰或基因合成， 救治患者最好、最快捷的方法，提供脐带血并不会对试管 对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术。在 婴儿造成损伤。 该实例中，引起T:溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链 (3)基因身份证 的氨基酸序列发生了改变。(3)胚胎移植是指将获得的早期胚 ①否定的理由：个人基因资讯的泄漏势必造成基因歧 胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继 视，形成遗传学失业大军、个人婚姻困难、人际关系疏远等 续发育为新个体的技术。在资料丙实例中，免甲称为供体，兔乙 严重后果。 称为受体。 ②肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措 [答案](1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶感 施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。 染植物，将目的基因转移到受体细胞中（其他合理答案也可） (2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供 解题模型1.9 受 生物武器 解题模型1.7 (门)生物武器的种类：致病菌、生化毒剂、病毒以及基 因重组的致病生物。 转基因生物的安全性争论 (2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫 (1)转基因生物与食物安全 叮咬等。 ①反方观点：反对“实质性等同”、担心出现滞后效应、 (3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染 出现新的过敏原、营养成分改变。 面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。 ②正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实 (4)禁止生物武器公约及中国政府的态度：在任何情 例无证据。 况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及 (2)转基因生物与生物安全一对生物多样性的影响 其技术和设备的扩散。 ①反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为 (5)人们对待生物武器的态度：禁止生物武器的研发、 入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可 生产、储存、扩散、使用。 能造成“基因污染”。 ②正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距 离有限、花粉存活时间有限。 题源2克隆技术 (3)转基因生物与环境安全一一对生态系统稳定性的 影响 解题模型2.1 ①反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的 植物组织培养的原理及过程 病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体。 1,植物组织培养的原理：植物细胞的全能性 ②正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药 (1)全能性：全能性是指具有某种生物全部遗传信息 使用、保护农田土壤环境。 的任何一个细胞都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)全能性表达的难易程度：受精卵>生殖细胞>干 解题模型1.8 细胞>体细胞：植物细胞>动物细胞。 2.植物组织培养 生物技术中的伦理问题 (1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。 口)过程：离体的植物器官，组织或细胞威分化念伤 ①否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是 组织再分化 根、芽→植物体 克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性 关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为地制造在心 理上和社会地位上都不使全的人。 345· 因素，该点光合速率等于呼吸速率，打开瓶塞，提高CO,浓度，光 合速率提高。(3)本实验的核心是改变植物组织培养条件，提高 名称 过程 形成体特点 培养基 光合速率，从而缩短试管苗的适应过程。影响光合作用的外界 因素有：光照长短与强度、光的成分、温度、水分、无机盐等，从本 排列疏松、高度 生长素与细胞 题的变量来看只能考虑无糖培养基、适当提高CO,浓度和适当 由外植体脱分 分裂素的比例 提高光照强度，其他因素都是适宜的、相等的，不是变量，不予 脱分化 化为愈伤组织 液泡化的薄壁 适中时促进愈 避光 细胞团 考虑。 伤组织生长 [答案](1)光合速率光饱和点(2)CO,浓度过高使细 胞呼吸减弱进行光合作用吸收了CO,提高(3)适当提高 由愈伤组织分 上述比例大促 CO,浓度适当提高光照强度 有根、芽或有生 再分化 化为幼苗或胚 根发芽能力 进生根，比例小需光 [真题14)(2023·江苏)下列有关植物组织培养的叙述， 状结构 促进生芽 正确的是 A,愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 由根、茎、叶 营养生长发育成完整的 花、果实、种子 自身产生各种 需光 B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的 生殖生长 植物体 激素 组成 植株 C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工 (2)地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植 种于 物新品种的最后一道工序 D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛 [真题13](2022·浙江)试管苗的光合作用能力较强，需 选而获得 要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变 [解析]愈伤组织是排列疏松的无规则薄壁细胞，二倍体 植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温 经过脱分化与再分化得到单倍体，高度不育，不可稳定遗传。愈 度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。 伤组织不可以包装成人工种子。 [答案]D 光 合 不加蔗糖 解题模型2.2 加蔗糖 植物细胞工程的实际应用 1.植物繁殖的新途径 光照强度 (1)微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培 图甲 养技术。 CO ①保持优良品种的遗传特性 特点： (②高效快速地实现种苗的大量繁殖 大气 dC0浓度 (2)作物脱毒：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织 】 培养，获得脱毒苗的技术。 110015001900230030070000时间 (3)人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定 光照 黑暗 光照 图乙 芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。 请回答： 人工种皮 (1)图甲的实验是在大气CO:浓度下进行的。据图分析，试 胚状体或不定芽、顶芽、腋芽 管苗在不加蔗糖的培养基中 和 更高。 (2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内 人工胚乳或子叶 CO2浓度变化曲线。图中b~c段CO:浓度升高缓慢是因 为 ,cd段CO,浓度急剧下降是因为试管 苗 2.作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用 。 若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率 突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利 (3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基 、 和 用单倍体育种方法步骤如下： 可缩短试管苗的适应过程。 突变体Aa 减数 配子A、a 花药离 单倍体A、a [解析](1)图甲中自变量有两个：一是光照强度大小，二 分裂 体培养 是是否加蔗糖。因变量是光合速率，指真正光合速率。相比之 秋水仙素 二倍体AA、aa 下，不加蔗糖的试管苗光合速率和光饱和点较高。(2)b~c段没 处理 有光合作用，只有呼吸作用，C),浓度上升缓慢肯定是呼吸速率 优点：稳定遗传，缩短育种年限。 慢，温度和CO,都会影响呼吸速率，温度不变，只能考虑CO:浓 3.细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、 度过高。c~d段CO,浓度急剧下降说明试管苗光合速率远远 糖类、药物、香料、生物碱等。 大于呼吸速率。d点CO:浓度低于大气，CO:浓度已成为限制 ·346 [真题15](2022·新课标)请回答： [真题16](2020·海南)某二倍体植物是杂合体，下图为 (1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术 其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过 可以保持品种的 ,繁殖种苗的速度 。离体的 程。据图回答： 叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明 该叶肉细胞具有该植物的全部 (2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上 花粉中未成熟① 愈伤组织 完整植株 进行，其原因是避免 的污染。 的花粉 ② (3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试 丛芽（芽） ④ 管苗 ,而与 配比适宜时可促进芽的增殖。 若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的 (1)图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程，② 生长调节剂是 (填“脱落酸”或“2,4-D”)。 表示的是 过程，X代表的是 ,③表示的是 (4)将某植物试管苗培养在含不同浓度的培养基上一段时 过程，④表示的是诱导 过程。 间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培 (2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过 养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是 哪一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度 单株鲜重的变化趋势是 。椐图判断，培养基中不 配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量 (填“能” 植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明 或“不能”)满足自身最佳生长的需要。 未成熟花粉具有 (3)对植株甲进行 一，才能使其结实产生后代（乙）， 、光合作用强度 否则植株甲只有通过 的方式才能产生后代（丙）。乙、 丙两种植株中，能产生可育花粉的是 植株，该植株群体 中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 单株鲜重 种，该 群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种。花药 123 0 培养在育种上的特殊意义是，从而开辟了育种新途径。 蔗糖浓度% [解析]花药中未成熟花粉经过脱分化形成愈伤组织，通 (5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合 过再分化形成具根和芽的胚状体，再通过细胞分裂、分化发育成 作用能力，应 (填“降低”或“增加”)培养基中蔗糖浓度， 一个完整的个体。在再分化过程中，愈伤组织是先生根还是先 以便提高试管苗的自养能力。 生芽取决于培养基成分中激素的种类和浓度配比（细胞分裂素 [解析](1)植物组织培养属于无性繁殖，后代能够保持亲 和生长素)，这一过程形成的个体由生殖细胞直接发育而成，称 本的遗传特性。植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖。植物组 作单倍体，前提是生殖细胞（花粉）中具有发育成完整个体的全 织培养的原理是植物细胞具有全能性，即已经分化的细胞，仍然 部遗传物质，具有全能性。二倍体的单倍体只含有一个染色体 具有发育成完整个体的潜能。(2)植物组织培养接种和试管苗 组，高度不育，只能通过无性繁殖产生下一代，也只有通过染色 转接过程中都需要无菌操作，以避免微生物（杂菌）污染。(3)微 体加倍后，形成二倍体，才能够使其结实产生后代。乙为二倍体 型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不同，可以分 且是纯合子，丙为单倍体，能产生可育花粉的是乙，每株只产生1 别诱导根、芽的形成。使用高浓度的植物生长素类似物（如 种基因组成的花粉。而乙群体是由多种基因型的个体组成，能 2,4-D)可以抑制试管苗的生长。(4)(5)分析图中曲线可知：光 够产生多种基因组成的花粉，单倍体育种2年就可完成，最大的 合作用强度随着培养基中蔗糖浓度的增大而下降，但单株鲜重 优点就是育种年限短。 的变化趋势是先增加后下降。培养基中不含蔗糖时，光合作用 [答案](1)脱分化再分化胚状体分化（或发育） 强度最大，但由于该时期光合作用产生的有机物积累量较少，不 生根 能满足自身最佳生长的需要。在蔗糖浓度为1%左右时，单株鲜 (2)激素单倍体细胞的全能性 重达到最大，此时有机物的量满足自身最佳生长需要。 (3)染色体加倍（其他合理答案也可）无性繁殖乙（或经 [答案](1)遗传特性快遗传信息(2)微生物(3)生根 过染色体加倍的)1多缩短有种周期 细胞分裂素2,4-D(4)逐渐减小先增加后下降不能 (5)降低 ·347· 解题模型2.3 回答下列问题： 植物体细胞杂交技术（如图） (1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用 酶和酶去除细胞壁，获得具有活力的 杂交的两种 用纤维素酶 原生 经电刺激 融合后的 再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形 植物细胞 采胶酶去细胞壁 质体 乙二醇等诱原生质体 再生 成 组织，然后经过 形成完整的杂种植株。这 细胞壁 细胞 种培育技术称为 杂种植株 愈伤组织分裂】 杂种细胞 (2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指 。假设 组织培养 甲和乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造 (1)诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激 成这种差异的原因是 等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种于的方法来大量繁殖。 (2)表示细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。 经植物组织培养得到的 等材料用人工薄膜包装后可得 (3)植物体细胞杂交的终，点是培育成杂种植株，而不是 到人工种于。 形成杂种细胞就结束。杂种植株的特征：具备两种植物的遗 [解析](1)细胞壁的成分是纤雏素和果胶，去除时所用酶 传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。 为纤雏素酶和果胶酶，去壁后获得的细胞结构为原生质体，融合 (4)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染 的原生质体经脱分化形成愈伤组织，再分化后形成新的植株，整 色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一 个过程属于植物体细胞杂交过程。(2)多倍体是指体细胞中含 植物细胞含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为 有三个或三个以上染色体组的个体，甲和乙有性杂交的后代是 Aabb,另一植物细胞含有2Y条染色体，2个染色体组，其 基因型为ccDd,则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体 不育的，因为没有同源染色体，不能正常进行减数分裂，杂种植 为2X+2Y条，基因型为AabbccDd。 株是可育的，因为它可以进行减数分裂而形成配子。(3)人工种 (5)该方法培育新品种的过程中，遗传物质的传递不 子是由胚状体（或不定芽、顶芽等）包裹人工种皮后获得。 遵循孟德尔的遗传定律，只有有性生殖进行减数分裂过程 [答案](1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化（或 才符合遗传定律，而体细胞杂交未有此过程。 分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以 (6)植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的悸碍，大 上染色体组的个体（其他合理答案也可）在减数分裂过程中， 大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常（共他合理答案也 可)(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽（答对其中一个即可） [真题17](2023·重庆)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一 种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽 解题模型2.4 →生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是 动物细胞培养 A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂 (1)概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关 对细胞的伤害 的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中， B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色 让这些细胞生长和繁殖。 体加倍的细胞 (2)动物细胞培养的流程 C.出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 贼蛋白酶单个细胞一→细胞悬 剪碎 幼龄动物组织或胚胎 D.生根时，培养基通常应含&-萘乙酸等生长素类调节剂 [解析]在植物组织培养中，对已经选用的材料消毒要杀 系细胞贴壁生长 原代 胰蛋白酶 传代培养 液 细胞悬液 细胞株 死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害，A对；在植 或细胞系。 物体细胞杂交中，要先加入纤维素酶和果胶酶以除去细胞壁，再 ①选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因：幼 加入细胞融合的诱导剂，才能得到融合的细胞，获得染色体加倍 龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更 的细胞，B错：细胞分化是相同细胞的后代在形态结构和生理功 易于培养。 能上发生稳定性差异的过程，是基因选择性表达的结果，再分化 ②进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说 也是受基因选择性表达的调控，C对：外植体脱分化形成愈伤组 明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋 织，再分化形成具有根芽的胚状体，在这一过程中要加入生长素 白酶。因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6 和细胞分裂素，《-茶乙酸为生长素类调节剂，D对。 时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境 [答案]B pH为7.2~8.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~ [真题18](2023·新课标Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的 74,胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用 两种二倍体药用植物，甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研 于细胞培养时细胞间质的分解。 究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。 ·348 解题模型2.5 (3)细胞贴壁和接触抑制 动物体细胞核移植技术和克隆动物 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴 如图所示： 壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接 触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。 (4)动物细胞培养需要满足的条件 回去核，0 卵母细胞 ①充足的营养供给—一微量元素、无机盐、糖类、氨基 >瑞整重红知隐一重组胚猫一新个体 酸、促生长因子、血清等。 ⊙ ②适宜的温度：36.5℃±0.5℃：适宜的pH:7.2~7.4。 体细胞 ③气体环境 (0:有氧呼吸、细胞代谢(95%) (1)动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细 CO2:维持pH(5%) 胞核移植，前者比较容易。 [培养液和培养用具杀菌消毒 (2)如图，细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的 ④无菌、无毒环境培养过程加抗生素杀菌 不是供体细胞核，而是整个细胞，伴随着两细胞融合，体现 定期更换培养液，清除代谢产物 细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。 (5)动物细胞培养技术的应用 (3)受体细胞为减数第二次分裂中期的次级卵母细 ①生产生物制品：疫苗、干扰素、抗体等。 胞，此时在透明带内包含着第一极体，在去核的同时连同 ②作为基因工程中的受体细胞。 第一极体一并去掉。 ③检测有毒物质及毒性。 (4)该技术形成重组细胞，发育成一个新个体，体现了 ④科研方面，筛选抗癌药物、治疗和预防疾病。 细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。 (5)用卵母细胞作受体细胞的原因：①卵母细胞质内 [真题19](2022·浙江)下列关于动物细胞培养的叙述， 存在激发细胞核全能性表达的物质：②卵母细胞体积大， 正确的是 便于操作；③卵黄多，营养物质丰富。 A,培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层 (6)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数 细胞 性状与供体亲本一致。 B.克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 (7)核移植技术获得的动物与供体动物性状不完全相 C.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 同的原因：①克隆动物绝大部分的DNA来自供体细胞核， D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养 但其核外线粒体中的DNA是来自受体卵细胞。②性状是 基因与环境共同作用的结果。供体动物生活的环境与克 [解析]由于接触抑制，动物细胞培养时只能形成单层细 隆动物生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供体 胞，A项错误；克隆培养法在培养时，由于所有子代细胞来自于 动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突 一个亲代细胞，所以基因型一般都相同，B项错误；二倍体细胞 变，产生供体动物没有的性状。 的传代培养次数通常是有限的，只有少数细胞遗传物质发生改 (8)体细胞核移植技术的应用：①加速家高遗传改良 变，才能无限增殖，C项错误；恶性细胞系的细胞具有癌变的特 进程，促进优良高群繁育：②保护濒危物种，增大存活数 点，可进行传代培养，D项正确。 量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体：⑤用 [答案]D 于组织器官的移植等。 [真题20](2023·浙江)实验小鼠皮肤细胞培养（非克隆 (9)体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着 培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 ( 健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。 实验小鼠甲皮肤组织乙皮肤细胞丙，细胞培养细胞培养 [真题21](2019·宁夏)现有A和B两个肉牛品种，A品 种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B A,甲过程需要对实验小鼠进行消毒 细胞核、B细胞质。 B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化 (1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞 C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培 D.丁过程得到的细胞具有异质性 养。然后再从培养细胞中承出 注入B品种牛的 [解析]进行细胞培养前需要对细胞进行消毒，A正确：进 卵母细胞，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚 行培养的组织细胞用胰蛋白酶消化分散成单个细胞，B正确；丙 胎被称为 ,将该胚胎移入代孕母牛的中，通过 培育可达到目的。 过程属于原代培养，细胞的核型稳定，C错误：丁过程属于传代 (2)一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一 培养，期间部分细胞会出现异质性，D正确。 是卵母细胞的数量 ,为解决这一问题，可以用 [答案]C 激素处理B品种母牛。 ·349· (3)克隆牛的产生说明 具有全能性。克隆牛的性 状主要表现 品种牛的特征，由A、B两品种杂交得到的 3.用途 牛与克隆牛相比，杂交牛的细胞核的遗传物质来自 个 (1)制备单克隆抗体； 亲本，细胞质来自 性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质 (2)诊断、治疗和预防疾病，例如：肿瘤定位诊断、生物 组成 (填“相同”或“不同”)。 导弹治疗。 [解析]考查细胞核移植和胚胎移植的有关知识。在核移 4.说明 植过程中，提供细胞核的是体细胞，而接受细胞核的是去核的卵 (1)2次筛选的目的及方法 细胞。由于自然状态下母牛的卵细胞数量非常有限，因此该技 ①在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞（浆 术难以大规模推广，可以采取用促性腺激素处理，使母牛超数排 细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合 卵的方法来增加卵细胞的数量。与杂交牛相比，克隆牛属于无 细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞（杂 性繁殖，只具备一个亲本的核基因，而杂交牛具备两个亲本的核 交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大 基因，因此它们遗传物质的组成是不同的。 量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。 [答案](1)细胞核去核重组胚胎子官(2)不足 ②经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需 促性腺(3)动物体细胞核A两雌不同 抗体的细胞（很多种杂交瘤细胞），需经克隆化培养和抗体 检测，经多次筛选后就可获得足够数量的能分沁所需抗体 解题模型2.6 的细胞。 1.动物细胞融合 (2)血清抗体与单克隆抗体的区别 (1)动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动 ①血清抗体：产量低、种类多、纯度差、特异性差、反应 物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原 不够灵敏。 来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。 ②单克隆抗体：化学性质单一、特异性强、反应灵敏 (2)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相 度高。 同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法 [真题22](2022·四川)某实验室做了下图所示的实验研 类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。 究。下列相关叙述，正确的是 (3)动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和 性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育 甲小鼠的纤维母细胞透导基因诱导干细胞②肝细胞、神经细胞、上皮细胞等 ① 的重要手段。 →X细胞回Z细胞⑨单抗 2.单克隆抗体的制备，过程如图： 将HINI病毒外壳蛋白注入乙小鼠→Y细胞 A,与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性 免疫小鼠 培养骨髓瘤细胞 注射特定的 较低 抗原蛋白 B.过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异 的过程 O©@ O@ oo C.每个Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需用选择性培 0o o Oǒ普髓瘤细胞 养基进行筛选 融合 B淋巴细胞 D.过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能 00Q0 00 O 00 释放到细胞外 多种杂交细胞 「解析]过程④产生的单抗是通过胞吐的方式释放到细胞 O可O▣O 外，该过程依赖膜的流动性；与纤维母细胞相比，过程①形成的 纂整界 诱导干细胞分裂能力强，分化程度低，故其全能性较高；过程② 是细胞分化，其实质是基因的选择性表达使细胞的结构和功能 QOO头喜验体 发生稳定性差异；因从小鼠体内获取的Y细胞（浆细胞）种类不 单一，与X细胞融合形成的杂交瘤细胞种类也不单一，故过程③ 克隆上述杂交细胞 需用选择培养基筛选出产生抗HIN1病毒的抗体的杂交瘤 Q日Q9联名的鞋 细胞。 0 [答案]D 将不同种杂交细胞分开，并 [真题23](2023·安徽)近年来，有关肿馏细胞特定分于 克隆专一抗体检验阳性细胞 的靶向治疗研究进展迅速。研究发现，蛋白X是细胞膜上的一 注射小鼠 体外培养 种受体，由原癌基因X编码。在一些肿瘤细胞中，原癌基因X过 彩 量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞DNA的复制， 导致细胞异常塔殖，利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体， 单克隆抗体 单克隆抗体 可用于诊断和治疗原癌基因X过量表达的肿瘤，请回答下列 问题： (1)同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。正 常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是 ·350· (2)通过检测原癌基因X的 和 可判断其 是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X 精子的变形 只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明 「细胞核成为精子头的主要部分 (3)根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是 高尔基体→发育为精子头部的顶体 精子细胞中心体·演变为精子的尾 (4)制备该单克隆抗体时，免疫动物的抗原可以是 。B 线粒体→聚集在尾的基部形成线粒体鞘 淋巴细胞识别抗原并与之结合，之后在适当的信号作用下增殖分化 细胞内的其他物质·浓缩为原生质滴，最后脱落 为 和 。 2.胚胎发育的过程 (5)用该单克隆抗体处理原癌基因X过量表达的某肿瘤细 胞株，发现其增殖能力明显下降。这是因为 卵裂 桑棋 分裂 分裂 原 分裂 幼 [解析](1)正常情况下，体细胞核遗传信息相同的原因是 卵 分化 胚 分化 分化 有丝分裂过程中染色体（核DNA)准确复制后平均分配到两个 体 子细胞中；(2)通过检测原癌基因X的mRNA和蛋白X可判断 具有囊 具有原肠腔 其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因 胚腔 三个胚层 X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明基因的表 胚胎发育 达具有组织特异性（选择性表达）：(4)制备该单克隆抗体时，免 疫动物的抗原可以是“蛋白X”,B淋巴细胞识别抗原并与之结 (1)卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体 合，之后在适当的信号作用下增殖分化为浆细胞和记忆细胞： 积不增加。 (⑤)用该单克隆抗体处理原癌基因X过量表达的某肿瘤细胞株， (2)桑椹胚：32个左右的细胞的胚胎（之前所有能发育 发现其增殖能力明显下降。这是因为该单克隆抗体与肿瘤细胞 成完整胚胎的潜能的细胞属全能细胞)，是胚胎分割的最 表面的“蛋白X”特异性结合，从而阻断“蛋白X”介导的信号 佳时期。 传导。 [答案](I)亲代细胞通过有丝分裂将复制后的核DNA平 (3)囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细 均分配到两个子细胞中(2)mRNA蛋白质原癌基因X的 胞团，将来发育成胎儿的各种组织：而滋养层细胞将来发 表达具有（组织）特异性(3)维持细胞周期，控制细胞生长和分 育成胎膜和胎盘：胚胎内部逐渐出现囊胚腔，囊胚的扩大 裂的进程(4)蛋白X浆细胞记忆细胞(5)该单克隆抗体 会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化。 与肿瘤细胞表面的蛋白X特异性结合，从而阻断蛋白X介导的 (4)原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成 信号传导 内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。 3.精子与卵子的体内受精过程 题源3胚胎工程 (1)受精作用的场所：输卵管。 解题模型3.1 (2)受精前的准备阶段 1.精子与卵子发生的比较 ①精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应 的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。 项目 精子发生 卵子发生 原因解释： 睾丸曲细精管（场所唯卵巢(MI)、输卵管(MⅡ） 精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有 场所 (场所不唯一) 一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中 性别分化后开始，卵泡的形 的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生 成和在卵巢内的储备是在 殖道时，由生殖道分泌产生一种物质，解除对精子获能的 时间初情期后 出生前完成的，减Ⅱ是在粉 抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能 区 子和卵子的结合过程中完 的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。 成的 ②卵子的准备：在输卵管中发育到减数第二次分裂的 MI和MⅡ是不连续的，不 过程MI和MⅡ是连续的，需 中期，才具有与精子受精的能力。 需要变形；细胞质不均等 特点 变形：细胞质均等分配 (3)受精阶段一一四部曲 分配 第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体 形成1个卵细胞和3个 结果形成4个特子细胞 内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞，透明带反应 极体 是防止多精入卵受精的第一道屏障。 原始生殖细胞自身的增殖为有丝分裂：有性生殖细胞 第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多 相同点 的形成为减数分裂；减数分裂过程均经一次染色体复 精入卵受精的第二道屏障。 制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半 第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 351 将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是 ;获得 第四步：配子结合。雌雄原核融合形成合子（受精卵）。 转基因母牛后，如果 即说明目的基因已经表达。 (4)受精作用的意义：雏持每种生物前后代体细胞中 [解析]本题综合考查胚胎工程和基因工程的知识。(1) 染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异十分重要。 人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完 4.精子与卵子的体外受精 成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外 (1)原理：人工模拟体内环境（包括营养、温度、PH 培养受精卵所需气体主要有O,和CO2,O2是细胞代谢必需的， 等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚 C)2的主要作用是维持日稳定。(3)把早期胚胎移入受体母 胎保存。 牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良 (2)主要操作步骤 个体的繁殖潜力。(4)基因工程中把目的基因导入动物细胞最 ①卵母细胞的采集 常用的方法是显微注射法：获得基因表达产物即母牛的乳汁中 方法一：对小型动物一般要用促性腺激素处理，在其排卵 含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。 后直接从输卵管中冲取卵子直接与获能的精子在体外受精。 [答案](1)使卵母细胞成熟（或：使卵母细胞获得受精能 方法二：对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵 力)获能(2)CO,培养液（基）的pH(3)胚胎移植提高 母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外 受精。 优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞 介素（或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素） ②精子的采集和获能 ,采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。 [真题25](2023·浙江)培育“试管山羊”的基本过程如下 b.获能方法：培养法和诱导法。 图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是 .受精：获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后 良种甲 卵母细胞 母山羊 便可受精。 受精卵 丙 早期胚胎 5.胚胎的早期培养技术 良种公山羊采集精子 早期胚胎一般指可用于移植的胚胎，是在原肠胚之前 代孕母羊紫有试管山羊 的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。 (1)培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。 A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 (2)胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本 B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精于的成熟 相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清、抗 C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 生素等，两者都是液体培养基。但植物组织培养为固体培 D.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊 养基，其中需加入琼脂，所需植物激素主要是生长素和细 于宫内 胞分裂素两大类。 [解析]甲过程中给母山羊注射促性腺激素促进其超数排 (3)移植方式：当胚胎发育到适宜的阶段时，冷冻保存 卵，乙过程为体外受精，丙过程是胚胎的早期培养过程，代孕母 或移植到受体动物子宫内培养。 羊为胚胎发育提供场所和营养物质，与供体的性状相同与否没 有影响，生理状态相同即可。 [真题24](2022·山东)胚胎工程是一项综合性的动物繁 [答案]A 育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通 过胚胎工程培育试管牛的过程。 解题模型3.2 良种母牛采集卵母细胞 受精卵培养早期胚胎A 胚胎干细胞的移植 良种公牛采集精子 1.概念：哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞， 普通母牛子宫分娩试管牛 来源于早期胚胎或是从原始性腺中分离出来的。 (1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其 2.胚胎千细胞的特性 目的是 :从良种公牛采集的精子需 后才能进 (1)在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显。 行受精作用。 (2)在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物 (2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O,以维持细 体内任何一种组织细胞。 胞呼吸外，还需要提供 气体以维持 (3)在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可 (3)图中过程A称为」 ,它在胚胎工程中的意义在于 进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 3.胚胎干细胞的主要用途 (4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需 (1)可用于研究哺乳动物个体出生和发育的规律。 352 同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电 (2)是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。在培 泳带谱如④，据此判断胎儿为 (填“正常”、“患者”或“携 养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可 带者”)。 以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细 [解析](1)①为体外受精过程，进行体外受精时精子应该 胞分化和细胞调亡的机理提供了有效的手段。 先进行获能处理，把胚胎移到子宫里叫胚胎移植。 (3)可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、 (2)PCR扩增对象指的是DNA,MstⅡ可对DNA进行切 少年糖尿病等。 割，因此MstⅡ为一种限制性核酸内切酶。 (4)利用其可以被诱导分化形成新的组织细胞的特 (3)父母两条条带，一条为正常，一条为致病基因条带，患儿 性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复 为隐性纯合体，所以只有一条含致病基因的电泳条带，所以第一 正常功能。 行为含致病基因条带，第二行为正常基因条带，胎儿的条带只有 (5)随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导 一条且位于第二行，所以胎儿正常。 分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体 [答案](1)精子获能胚胎移植(2)DNA限制性核酸 器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。 内切 (3)正常 [真题26](2023·福建)一对表现型正常的夫妇，生了一 解题模型3.3 个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。在他们欲生 1,胚胎分割技术 育第二胎时，发现妻于的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受 精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如 (1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、 下图。 4份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)理论基础：细胞的全能性。 妻子 丈夫 物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。 特点：每个后代具有相同的遗传特性。 卵子 精子 ① (3)胚胎的选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 受精卵 (4)基本操作程序 早期胚胎 ①将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在 ② 显微操作下用分割针或分割刀片将胚胎分割，或采用胰蛋 子宫 白酶处理等方式将卵裂中的细胞分散。 ，抽取、分离 羊水中的胎儿细胞 ②将分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培 养到囊胚期再移植给受体，着床发育产仔。 ③ 2.胚胎移植技术基本过程 PCR 扩增产物 对供、受体的选择和处理（供体牛选遗传性能和生产 父、母、患 ↓MsI 性能优良的个体，而受体牛则重在选择健康的体质和正常 儿酶切产物 酶切产物 的繁殖能力，供体牛一般为引进的优良个体，受体牛为本 地牛：用促性腺激素进行同期发情处理)·用激素对供体 父母患儿胎儿 丁丁T 母牛做超数排卵处理（对供体注射促性腺激素，促进排卵） ④ →选择同种优秀的公牛进行配种或人工授精·受精卵→ 基因分析电泳带谱 卵裂+早期胚胎→胚胎收集→冲卵→胚胎质量检查（此时 注：一电泳条带口加样孔 的胚胎处于桑椹胚期或囊胚期)→胚胎移植或保存（保存 请回答： 条件：一196℃的液氯)一对受体母牛进行是否妊姬的检查 (1)过程①是指在体外进行的 处理，从而使精于与 一体内孕育，产下胚胎移植的犊牛。 卵于结合形成受精卵；过程②称为 (1)胚胎移植的概念：胚胎移植是指将雌性动物的早 期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植 (2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要 到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继 先从羊水中的胎儿细胞提取物质③ 进行PCR扩增。 续发育为新个体的技术。 然后用MstⅡ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。 据此判断，MstⅡ是一种 酶。 (3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不 ·353· 优质奶羊的叙述，错误的是 (2)胚胎移植的生理学基础：①动物发情排卵后，同种 A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理 动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这就为供 B.人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎 体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎 分割 在一定时间内处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可 C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应， D.一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎 这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受 体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特 的比例 性在孕育过程中不受影响。 [解析]进行胚胎移植前对受体母羊和供体母羊进行同期 (3)胚胎移植中“供体”与“受体”的确定：提供胚胎的 发情处理，使它们具有相同的生理环境；胚胎分割应选择桑椹胚 个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”：供体为优 或囊胚时期的健康胚胎；胚胎分割技术属于无性繁殖，可获得两 良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。 个基因型完全相同的胚胎；一次给受体母羊植入多个胚胎，从而 (4)胚胎移植的实质：胚胎移植实质上是早期胚胎在 发育出多个个体，增加了双胞胎和多胞胎的比例。 相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传 [答案]B 性质并不发生改变，因此各种性状均能保持其原来的优良 题源4生态工程 特性。 (5)胚胎移植的优势：可以充分发挥雌性优良个体的 解题模型4.1 繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。 (6)胚胎移植过程中两次使用促性腺激素，第一次是 筒述生态工程的原理 对受、供体进行同期发情处理：第二次用于供体的超数 1.生态工程的含义理解 排卵。 (1)生态工程的概念 (7)胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚 生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基 胎进行检查：第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。 本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏 (8)胚胎移植过程产下的犊牛的性状取决于所用公牛 的生态环境进行修复、重建，对造成污染破坏的传统生产 和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与 方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类 受体牛没有关系。 社会和自然环境的和谐发展。 (9)冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。 生态系统的概念包括三个方面的含义：①涉及的学科 (10)不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养 知识包括生态学和系统学；②运用到的技术手段或方法有 到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家免在桑椹胚前；人胚胎可在 系统设计、调控和技术组装：③最终目的是促进人类社会 4个细胞阶段移植。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移 和自然环境的和谐发展。 植，因为此时分化程度高，移植成功率很低。 (2)生态工程建设目的：遵循自然界物质循环的规律， 干细胞分类： 充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和 千细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和 生态效益的同步发展。（简而言之：少消耗、多效益、可持续） 专能干细胞三种类型。 (3)生态经济：主要是通过实行“循环经济”的原则，使 专能干细胞 多能干细胞 全能干细胞 一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系 只能分化成一种 统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经 能分化成多种细能形成机体的所有 类型或功能密切 特点 胞或组织，但不能组织器官，发育成完 济最重要的手段之一是生态工程。 相关的两种类型 发育成完整个体 整个体 的细胞 上层组织基底层 举例的千细胞，如神经造血干细胞 胚胎干细胞 千细胞 [真题27](2022·江苏)下列关于利用胚胎工程技术繁殖 ·354· 2.生态工程的原理 小流域综 整体性原理 运用多种原 项目 理论基础 意义 实例 小流域的水协调与平衡 理，应用多种 甘肃陇南县 合治理生 土流失 原理、因地制 措施综合治 九子登科” 可避免环境污染 态工程 宜原理 理 模式 物质循环 物质循环 及其对系统稳定 无废弃物农业 再生原理 和发展的影响 大区域生 退耕还林、还“三北”防护 态系统恢 土地荒漠化 草、植树造 林退耕还草 生物多样性提高“三北”防护林建设中 复工程 整体性原理 林等 还林工程 生物多样生态系统 可提高系统的抵的问题，珊瑚礁生态系 协调与平衡 江西都阳湖 控制污染、退 性原理 的稳定性 抗力稳定性，提高统的生物多样性的 湿地生态湿地缩小和原理 恢复工程 破坏 系统的生产力 问题 田还湖 湿地生态恢 复工程 生物数量不超过 矿区废弃 赤峰市元宝 协调与平 生物与环 环境承载力，可避 太湖富营养化问题、过 地的生态 矿区生态环系统学和工修复土地，恢 境的协调 衡原理 免系统的失衡和度放牧等 境的破坏 程学原理 复植被 山矿区生态 与平衡 恢复工程 恢复工程 破坏 社会、经 城市绿化、污 统一协调各种关林业建设中自然系统 整体性原理 整体性原 济、自然构 城市环境 环境污染 水净化、废物 污水及垃圾 系，保障系统的平与社会、经济系统的关 生态工程 协调与平衡 理 成复合系 处理、合理布 处理、城市 衡与稳定 系问题 原理等 绿化 统 局等 系统的结 构决定功 能原理：分 改善和优化系统 [真题29](2023·广东)污水处理厂的污泥富含有机质和 布式优于 的结构以改善桑基鱼培 无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含 系统学和 功能 集中式和 工程学原 量通常较高，施入土壤会带来二次污染。生物质炭是由作物废 环式 理 弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段 系统整体 性原理：整 保持系统很高的珊瑚礁、藻类和珊瑚虫 时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的 体大于部 生产力 的关系 影响，结果见下表。 环 红壤十含7%生物 测定项目 红壤 红壤十污泥 质炭的污泥 [真题28](2020·广东)要实现人与自然的和谐发展，下 土壤PAHs含量(g/kg) 527 1079 765 列措施最合理的是 ( 黑麦草叶绿素含量(mg/g) 2.0 2.1 2.3 A.通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源 黑麦草每盆干重(g) 1.7 2.3 2.7 黑麦草PAHs含量(g/kg)401 651 428 B.使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产 C.发展生态农业，实现物质和能量的多级利用 (1)生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根 D.大力开垦湿地，扩大粮食种植面积 系细胞 加强 合成增加，从而促进根系对土壤 [解析]要实现人与自然的和谐发展，就要发展生态农业， 养分的吸收。 实现物质和能量的多级利用。转化淀粉生产可再生能源的能量 (2)由表可知，施用含生物质炭的污泥 利用率不高。使用化学农药防治病虫害容易导致环境污染。开 ,从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的 垦湿地易导致生态系统破坏。 PAHs含量 ,但生物质炭的输入 [答案]C ,从而降低PAHs污染的风险。由此可见，生 物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。污泥的应 解题模型4.2 用符合生态工程的原理。 生态工程实例分析 [解析](1)根据题目的信息，生物质炭孔隙结构发达，能 实例 问题 原理 对策 案例 够改善土壤的通气状况，所以可促进有氧呼吸，导致ATP合成 实现物质的 增多，根细胞主要以主动运输方式吸收无机盐，需要消耗能量， 多级循环利 ATP供应增多从而促进根系对土壤养分的吸收。(2)施用含生 用，在资源有 物质循环再 农村综合 限的条件下 生原理、整体 建立综合发案店村以沼 物质炭的污泥，黑麦草的叶绿素含量上升，黑麦草的干重上升， 发展型生 有较多的产 性原理、物种 展型生态工 气为中心的 说明含有生物质炭的污泥能够提高黑麦草的叶绿素含量，能够 态工程 程 生态工程 出，以解决人 多样性原理 提高光合作用的强度。由表格分析，使用污泥提高了土壤和黑 多地少的矛 盾 麦草的PAHs含量，但生物质炭加入后，土壤和黑麦草中的 PAHs含量均有明显下降。污水处理后的无机物被植物重新吸 收利用，符合生态工程的物质循环再生原理。 [答案](1)有氧呼吸ATP(2)能提高黑麦草的叶绿素 ·355· 含量升高能够降低土壤和黑麦草中的PAHs含量物质循 加营养物质外，还需要添加 ,其目的是诱导植物组织 环再生 ,与该培养过程所用培养基相比，用于动物细 胞培养的合成培养基中，通常需要加入 等一些天然 十年高考母题原型训练 成分。 (★代表高考出现的领次) (3)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上 进行，其原因是避免 的污染。 A组 (4)过程④检测抗旱基因是否插入到烟草细胞中的方法是 题源1基因工程（★★★★） ;从个体水平检测该转基因烟草是否培育成 功的方法是 1.(2021·广东)钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的 4.我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工 杰出成就而获2008年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色 程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改 荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体体内后，结果可以 良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，请 检测到绿色荧光。由此可知 ( 回答： A.该生物的基因型是杂合的 结合蛋白基因 B.该生物与水母有很近的亲缘关系 导入农杆菌 C.绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 重组T质粒 D.改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测到 加入培养 绿色荧光 密愈防组织转移> 、愈伤组织 转基因水稻 转移 (T代) 2.(2021·浙江)下列关于基因工程的叙述，错误的是 MS培养基 培养基3 (1)在上述工程中，铁结合蛋白基因称为 ,获取该 A.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 基因后常用 技术进行扩增。 B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶 (2)构建重组Tⅰ质粒时，通常要用同种限制酶分别切割 C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物 绍 。 将重组Ti质粒转入农杆 活性 菌时，可以用 处理农杆菌，使重组T质粒易于导入。 D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促 (3)将含有重组Tⅱ质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养 进目的基因的表达 时，通过培养基2的筛选培养，可以获得 3.下图为制备抗旱转基因烟草流程示意图，请回答。 培养基3与培养基2的区别是 携带抗旱基因的DNA (4)检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因 水稻 5.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的B毒蛋 农杆菌 白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了 细菌复制 能抗棉铃虫的棉花植株一一抗虫棉。其过程大致如图所示： ② (粉 生根 苏云金芽孢Bt毒蛋白 转入 烟草植株 杆菌 基因 农杆菌 、长芽 米 构建基因 T-DNA 表达载体 感 染 T质粒 君组织 目的基因 插入了染 培养 色体DNA中 抗虫棉 棉株细胞 ④ 抗早转基因烟草 (1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是 (1)图中①表示的基因工程的操作步骤是 过程②表示 (2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA,能把目 (2)过程③表示有关的植物组织培养过程。培养基中除添 的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用了TDNA ·356· 的特点。 (3)V过程需使用的酶是 ,它具有的重要特性 (3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞中并成功实现表达的 是 :V过程的最终完成必须依赖于 过程，在基因工程中称为 酶的作用。 (4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及 (4)从理论上分析，经过过程可提供人们所需蛋白质的细 的是 胞占总数的 (5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性 (5)一个基因表达载体的组成除了目的基因外，还必须有 的关键是 以及 0 这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是 8,Rag基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员 6.(2012·福建普高毕业班质检)人外周血单核细胞能合成 利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag基因缺失小鼠进行基因治疗。 白介素2(L一2)。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被 其技术流程如图： 降解。研究人员将L-2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接 分离、培养 上皮细胞 上皮细胞 成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有L一2生理功 ① 88 能、且不易降解的IL一2一HSA融合蛋白。其技术流程如图。 核移植 培养 请回答： 重组胚胎 卵母细胞 分离、培养 移植 人外周血单核细胞 S细胞 mRNA EcoR I位点a 体外诱导 启动子 cDNA HSA基因 基因导入 PCR 表达 终止子 造血干细胞 ES细胞 ES细胞 BglⅡ 载体1 位点b EcoR I IL-2 CDNA (1)步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的 (2)步骤②中，重组胚胎培养到 期时，可从其内细 启动子 IL-2-HSA融合基因 胞团分离出ES细胞。 表达 终止子 (3)步骤③中，需要构建含有基因Rag的表达载体。可以根 载体2 据Rag基因的 设计引物，利用PCR技术扩增Rag: 导入 基因片段。用HidⅢ和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切 ○酵母菌 获得Rag:基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择 (1)培养人外周血单核细胞的适宜温度为 ℃；图中 的表达载体上应具有 酶的酶切位点。 ②表示 过程。 (4)为检测Rg,基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细 (2)表达载体1中的位点 ,应为限制酶BglⅡ的识 胞的 ,用抗Rag蛋白的抗体进行杂交实验。 别位点，才能成功构建表达载体2。 9.(2023·新课标Ⅱ)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性 (3)表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA 与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移 中，与L一2蛋白对应的碱基序列不能含有 (填“起始” 到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 或“终止”)密码于，才能成功表达出1L一2-HSA融合蛋白。 回答下列问题： (4)应用 杂交技术可检测酵母菌是否表达 (1)理论上，基因组文库含有生物的 基因；而cDNA 出L-2-HSA融合蛋白。 文库中含有生物的基因。 7.如图是利用定点突变技术获取人们所需蛋白质的过程示 (2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基 意图。请据图分析回答相关问题： 因组文库，再从中 出所需的耐旱基因。 质粒 一入：正常基时 (已标三对基序列 ☆立 (3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入 植物 的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要 确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植 55-60t 90-95℃ 株中该基因的 ,如果检测结果呈阳性，再在田间试验中 (1)该图示过程体现了 检测植株的 是否得到提高。 (至少写出两项)等现代生物技术的综合运用。 (4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，于代中耐旱 (2)当前基因工程中扩增目的基因常用的方法是 与不耐旱植株的数量比为3：1时，则可推测该耐旱基因整合到 ,图中 (填写图中序号)过程即为此项应用。 (填“同源染色体的一条上”或“同 357 源染色体的两条上”)。 亲代： M 10.(2023·海南)下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌 (胚胎期无荧光) (胚胎期绿色荧光) 内，制备“工程菌”的示意图。请据图回答： 个性奖鼠鉴金体 K33 子代胚胎：绿色荧光红色荧光无荧光红绿荧光 A (1)在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两 筛选 B 图9 卧9 类酶是 花 将重组质粒显微注射到 转化细胞 工程菌 斑马鱼 中，整合到染色体上的G基因 后，使胚 D 胎发出绿色荧光。 (1)获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在 (2)根据上述杂交实验推测： 酶的催化下，合成互补的单链DNA,然后在 ①亲代M的基因型是 (选填选项前的符号)。 作用下合成双链DNA,从而获得所需基因；二是根据目标蛋白 a.DDgg b.Ddgg 质的 序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基 ②于代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括 （选 互补配对原则，推测其DNA的 序列，再通过化学方法 填选项前的符号)。 合成所需基因。 a.DDGG b.DDGg (2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的 c.DdGG d.DdGg 有机物质有 、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐 (3)杂交后，出现红·绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎 热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。 的原因是亲代 (填“M”或“N")的初级精（卵）母细胞在 (3)由A和载体B拼接形成的C通常称为 减数分裂过程中，同源染色体的 发生了交换，导致染色 (4)在基因工程中，常用Ca+处理D,其目的是 体上的基因重组。通过记录于代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎 总数，可计算得到该亲本产生的重组配于占其全部配于的比例， -0 11.(2020·山东)为扩大可耕地面积，塔加粮食产量，黄河 算式为 三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基 题源2克隆技术（★★★） 因培育出了耐盐水稻新品系。 1,(2021·全国I)下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质 遗传的叙述，错误的是 (） 2 A利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育 -b 远缘杂种 B.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交 过程 (1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分于所用的限制性内 C.两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F的表现 切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于 型一致 处。（选填“a”或“b”) D.两个不同品种的紫莱莉杂交，F:的遗传物质来自母本的 (2)将重组DNA分于导入水稻受体细胞的常用方法有农杆 多于来自父本的 菌转化法和法。 2.(2020·上海)制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是 和 ①细胞培养 ②细胞融合 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性 ③胚胎移植 ④细胞核移植 同位素标记的 作探针进行分于杂交检测，又要用 A.①② B.①③ C.②③ D.③④ 的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。 3.(2020·全国I)下列关于细胞工程的叙述，错误的是 12.(2023·北京)斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因 编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。 A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染 B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均 色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的 需酶处理 染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验。 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可 ·358· 制备单克隆抗体 (2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长， D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后 欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表 代的染色体数目相同 达载体A中含有 ,作为标记基因。 4.(2023·上海)在工业化大量培养植物试管苗的过程中， (3)香蕉组织细胞具有 ,因此，可以利用组织培养 一般进行如下操作，则正确的操作顺序是 技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、② ①诱导形成芽②取合适外植体③诱导形成愈伤组织 依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的 ④诱导形成未分化状态的细胞⑤诱导形成根 9.(2021·山东)人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经 A.②①③④⑤ B.②④③①⑤ 常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒， C.②③④①⑤ D.②⑤①④③ 该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流 5.(2023·重庆)如图是单克隆抗体制备流程的简明示意 程之一如图： 图。下列有关叔述，正确的是 ( A基因 受体 抗原之贸 O 表达载体 细胞 A蛋白 ①②鼠骨髓瘤细胞 小鼠皮下 O③ 小恩 效应 mimy④ 骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 小鼠腹腔体外培养 ③ 单克隆抗体 ☒ A①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞 抗A蛋白的 B.②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成 单克隆抗体 C.③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性 请回答： D.④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群 (1)过程①代表的是 6.科学家通过细胞工程在小鼠体内生产单一抗体，其原因是 (2)过程②构建A基因表达载体时，必须使用 和 ( 两种工具酶。 A.小鼠血液中只有一种B淋巴细胞 (3)过程③采用的实验技术是 ,获得的X是 B.细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞 C.可以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞 (4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工 D.经抗原刺激后，小鼠体内会产生特定的效应T细胞 程生产的 所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊 7.下列关于细胞工程的叙述，不正确的是 时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行比 A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 较：或用图中的 进行特异性结合检测。 B.去除植物细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶 10.(2023·海南)单纯疱疹病毒I型(HSV-I)可引起水 处理 泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV-I的单克隆抗体 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合可制备 可快速检测HSV-I。 单克隆抗体 回答下列问题： D.动植物细胞培养都需要经过脱分化处理 (1)在制备抗HSV-I的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注 8,(2021·福建)转基因抗病香蕉的培育过程如图所示，质 射一种纯化的HSV-I蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗 粒上有PstI、SmaI、EcoR I、ApaI等四种限制酶切割位点。 的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了 反应，再 请回答： 从小鼠的 中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠 Sma】 的 细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂 含抗病基Y,BcoI农杆菌 )香蕉组织块愈伤组织 因的DNA抗病基因 交瘤细胞，该细胞具有的特点是 @ (2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细 转基因抗病香蕉 胞注射到小鼠的中使其增殖，再从中提取、纯 化获得。 (1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶 (3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种 对 进行切割。 ·359· HSV-I蛋白，其原因是该抗体具有 和 4.(2011·山东理综)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技 特性。 术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚 题源3胚胎工程（★★★） 胎工程培育试管牛的过程。 良种 采集 卵母 1.(2021·广东)正常精细胞形成精于的过程中，细胞的很 母牛 细胞 受精 培养 早期 A 普通母分娩 胚胎 牛子官 管 多结构退化消失，但保留了大量线粒体，因为线粒体可以合成精 良种 采集 卵 于运动所需的 () 公牛 精子 A,乙醇 B.ATP (1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其 C.胰岛素 D.淀粉 目的是 :从良种公牛采集的精于需 2.(2023·江苏)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被 后才能进行受精作用。 称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜 (2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细 泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是 ( 胞呼吸外，还需要提供 气体以维持 雌性杜泊羊采集 卵母细胞 (3)图中过程A称为 ,它在胚胎工程中的意义在于 性杜泊羊采集，精子 A,为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进 (4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需 行处理 将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方式是 B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精于进行体外 获得转基因母牛后，如果 受精 即说明目的基因已经表达。 C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫 5.(2023·山东)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱 抑制剂 导性多能干细胞(PS),继而利用PS细胞培育出与黑鼠遗传特 D.为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同 性相同的克隆鼠，流程如下： 卵双胎 诱导因子 3.如图为牛胚胎移植示意图，请据图回答： 黑鼠 选择 供体母牛 受体母牛⑥ (体细胞供体) 体细胞 PS细胞 …同期发情处理…① 特殊处理 → 超数排卵② 灰鼠 (胚胎供体，2一细胞胚胎囊驱 (内细胞团不发育) 重组囊胚 白鼠 (代孕母鼠) 克隆鼠 供体公牛→配种 (1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称 冲卵 为 ,培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分 ③质量检查、培养→胚胎移植④ 裂，这种现象称为 妊娠检查 (2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得， 分娩（胚胎移植的犊牛） 该过程称为 ,也可从灰鼠体内取出卵于，通过 ⑤ 后进行早期胚胎培养获得。 (1)牛胚胎移植程序中，①通常是采用 进行同期发 (3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠于官内继续 情处理，然后②用 激素使供体母牛超数排卵。 发育，暂不移入的胚胎可使用 方法保存。 (2)③对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到 或 (4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由裘胚的 分离培养获 阶段。 得，PS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类PS细胞 (3)④胚胎移植过程一般有 和 两种方法。 进行定向 后用于疾病的细胞治疗。 (4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相 6.胚胎干细胞(E$细胞)的研究是当前生物技术领域研究 同？ ,为什么？ 的热点之一，尤其是在生产转基因动物方面具有极大的科研及 应用价值。下图表示利用胚胎干细胞所做的一系列研究，请据 (5)进行胚胎移植的优势是 图分析回答： (6)冲卵的生理基础是 360· 褐毛基因 (1)构建以沼气为中心的“猪一沼一鱼一肥一果蔬”生态模 ⊙Q 培养 式时所依据的生态学原理是 。 该生态系统最 滋养层 转基因小鼠 S细 大的优点是 +←回 包块内含多 带有遗传标记 32天后 个睛胎) (2)该生态系统的“基石”是 ,若要生产3kg鸡肉最 各部分带有不 的ES细胞 同颜色的胚胎 免疫缺陷的小鼠 少需要水稻和大豆共 kg。 (1)过程I将胚胎干细胞置于Y射线灭活的鼠胎儿成纤维 (3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学 细胞的滋养层上，并加入 、抗生素等物质，维持细胞不 作用主要是 分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖所需的营养 (4)若农田内有害虫，采用何种措施既能保护环境又能有效 物质，加入抗生素是为了 ,这对于研究细胞分化和 防治害虫？ 细胞调亡的机理具有重要意义。 (2)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的乘胚 腔中，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发 育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有 (5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用 的特点。在哺乳动物早期发育过程中，粪胚的后一个 途？（写出2个） 阶段是 (3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 ,将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体， 其目的是 (4)通过检测目的基因是否表达出蛋白质产品，可以确定该 B组 小鼠体内是否成功发生了基因的同源重组。这种检测方法 题源1基因工程（★★★★） 是 (5)胚胎工程的主要技术有 1.(2019·广东)现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA (写出两种)。 分于，用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分于仍 是1000bp,用KpnI单独酶切得到400bp和600bp两种长度 题源4生态工程（★★★） 的DNA分于，用EcoR I,KpnI同时酶切后得到200bp和600 1.下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于 bp两种长度的DNA分于。该DNA分于的酶切图谱正确的是 ( ( EcoR I 养猪场 猪粪」 凤眼莲池 二级肥水 绿萍池 EcoR I Kpn I Kpn I EcoR I Kpn I Kpn I 600 200200 600.200,200 A B 清水 三级肥水 EcoR I EcoR I 200 养鱼的稻田 四级肥水 鱼、蟹池 EcoR I- 2 Kpn I- Kpn I A.湿地生态恢复的生态工程 00b Kpn I 600 B.节水和废水处理与应用的生态工程 C D C.小流域综合治理与开发的生态工程 2.(2018·四川)用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋 D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程 白质。下列叙述不正确的是 () 2.研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以 A.常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒 保护生态环境为目标的“猪一沼一鱼一肥一果蔬”生态模式时绘 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工 出了如下模式图，请分析回答下列问题。 具酶 饲料 养鸡场 鸡粪 养猪场 C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组 猪粪 质粒 沼气池 生活能源 大豆 沼流 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 沼 秸秆 蘑菇房 鱼塘 3.下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的是() 塘泥 A.在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限 ·361· 制性内切酶，露出的黏性末端可以不相同 (4)据图1、2可知，80℃保温30分钟后，Bg1B酶会 B.若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠 为高效利用BgB酶降解纤维素，反应温度最好控制在 杆菌中，再转入水稻细胞中 (单选)。 C.植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出 A.50℃ 的新品种一定不是单倍体 B.60℃ D.基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复 C.70℃ 4.(2023·天津)嗜热土壤芽胞杆菌产生的B一葡萄糖苷酶 D.80℃ (BgB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应 Ⅲ.利用分于育种技术提高BgB酶的热稳定性 用，开展了以下试验： 在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bgB I,利用大肠杆菌表达BglB酶 基因的突变率，经过筛选，可获得能表达热稳定性高的BglB酶 (1)PCR扩增bglB基因时，选用 基因 的基因 组DNA作模板。 (5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种 (2)图1为质粒限制酶酶切图谱。bgB基因不含图中限制 技术获取热稳定性高的BgB酶基因的效率更高，其原因是在 酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩塔 PCR过程中 (多选)。 的bglB基因两端需分别引入 和 不 A.仅针对bglB基因进行诱变 同限制酶的识别序列。 B.bglB基因产生了定向突变 Xhol C.bglB基因可快速积累突变 HindllI D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变 启动子 -NdeI 抗生素 5.(2021·上海)人体细胞内含有抑制癌症发生的p53基 抗性基因 -Xbal BamHI 终止子 因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。 复制 EcoRI 原点 限制酶E 限制酶E KprI Xbal 识别序列 识别序列 图1注：图中限制酶的识别序列及切割形 p53基因部分区域 -290对碱基→+170对碱基+220对碱基 成黏性末端均不相同 (3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载 正常人 GAACCGGAGG 体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为 CTTGGCCTCC 患者 GAACTGGAGG CTTGACCTCC Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响 120 100 (1)目的基因的获取方法通常包括 和 60 (2)上图表示从正常人和患者体内获取的p53基因的部分 0 区域。与正常人相比，患者在该区域的诚基对发生改变，在上图 20 0 中用方框圈出发生改变的碱基对；这种变异被称为」 0405060.708090 温度/℃ (3)已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别完 图2温度对BgB酶活性的影响 全切割正常人和患者的p53基因部分区域（见上图），那么正常 1201 太 人的会被切成 个片段：而患者的则被切割成长度为 9100 50℃660℃ 对碱基和」 对碱基的两种片段。 60 -70℃ 0-80℃ 40 (4)如果某人的53基因部分区域经限制酶E完全切割后， 20 0 共出现170、220、290和460对碱基对的四种片段，那么该人的 0 30 60 120 240 时间/分钟 基因型是 (以P+表示正常基因，P表示异常基因)。 图3BglB酶的热稳定性 6.(2020·江苏)将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成 注：酶的热稳定性是酶在一定温度下，保温一段时间后通过 植物疫苗，饲喂转基因马铃萼可使动物获得免疫力。以下是与 其活性的保持程度来反应的。 植物疫苗制备过程相关的图和表。 ·362· 组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简 含有抗原基因 的染色体DNA PstI- 要的操作流程如下： PCR 抗原基因 Sma I- 俄体质 DNA片段 EcoR I 酶切① 带S基 知酶切@ 3 4 选择性 俄体A 病毒 增S基 带S基 核细 细菌A 马铃薯 因的 重组质粒 ④质粒复制获 酶切、检验 得大量拷贝 聚斋枫食婴 O细菌B 的S蛋白 载体B 细胞 图1转基因操作流程图 (1)实验步骤①所代表的反应过程是」 (2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使 -一-7…引物对 用限制性内切酶和」 酶，后者的作用是将用限制性内切 DNA 酶切割的 和 连接起来。 沙fm←模板 (3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导人大肠 模板→ DN 杆菌，一般情况下，不能得到表达的$蛋白，其原因是$基因在 大肠杆菌中不能 ,也不能 图2引物对与模板结合示意图 (4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有 表1引物对序列表 相同的免疫反应特性，可用 与 进行抗原一抗体特异性反应实验，从而得出结论。 P1 AACTGAAATGTAGCATC 引物对A P2 TTAAGTCCATTACTCTAG (5)步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核 细胞表达的S蛋白的氨基酸序列 (填“相同”或“不 引物对B S1 GTCCGACTAGTGGCTGTG 同”)，根本原因是 -0 S2 AGCTGGCGTTTAGCCTCG 8.下图是利用质粒（有抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因和 表2 几种限制酶识别序列及切割位点表 SalI、BamH I、HindⅢ三种限制酶切割位点)获得转基因抗盐 限制酶 AluI EcoRI PstI Sma I 烟草的培育过程，请据图回答有关问题： AG↓CT G↓AATTC CTGCA↓G CCC↓GGG 切割位点 TC↑GA CTTAA↑G G↑ACGTC GGG↑CCC -Sal I 抗四环素基因 含抗盐基" 质粒 sd1抗盐基因 因的D对A 请根据以上图表回答下列问题 BamHI (1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的 抗氨苄青 >HindⅢ ●)重组质粒 DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的 霉素基因 农杆菌 ① 特点是 K K 烟草细胞 愈伤组织 (2)PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量 转基因抗盐 的烟草幼苗 和种类来决定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为 (1)将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性 引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退 状，这种新性状的产生所依据的原理是 从基因文 火温度？ 库中获得的抗盐基因可用 技术进行扩增。 (3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端 (2)如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草 碱基序列是否有专一性要求？ 不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能， (4)为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细 也不能合成抗盐基因的mRNA。 菌B通常为 (3)为了确定抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素 (5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶 标记的 作探针进行分于杂交检测，又要用一定浓 均可将识别位点完全切开，请根据图中标示的酶切位点和表2 度的盐水浇灌的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。 所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。 (4)图中将抗盐基因导入质粒，需用 限制酶对 ①采用EcoR I和PstI酶切，得到 种DNA片段。 质粒和 进行切割。 ②采用EcoR I和SmaI酶切，得到 种DNA片段。 (5)烟草组织细胞具有 ,因此，可以利用组织培养 7.(2019·海南)已知SARS是由一种RNA病毒感染所引 技术将导入抗盐基因的烟草组织细胞培育成植株。图中①、② 起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在 依次表示组织培养过程中烟草组织细胞的 SARS病人康复后血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小 在形成愈伤组织的过程中，细胞的新陈代谢类型是 ·363· 9.科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分于进 C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体 行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程 D.由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌 的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因 2.(2019·天津)利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳 和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶I的识别序 蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是() 列和切点是一G'GATCC一，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列 A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清 和切点是一·GATC一，据图回答： 抗体为单克隆抗体 合成人生长激素基因的mRNA GGATCC B.体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒 CCTAGG @ 的单克隆抗体 CTAG GGATCC目的基因GATC T工 C.将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合 Gene I Gene Il CCTAGG CTAG 1② 后的细胞均为杂交瘤细胞 注：Gene I表示抗氨苄青霉素基因 结合 导入 GeneⅡ表示四环素的抗性基因 刀表示限性酶衣看的识别序列放大 ③/ 细菌B D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合 转化的细菌 的方法可诊断出病毒感染者 重组质粒 检测↓筛选 3.(2023·江苏)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外 工程菌 植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列 (1)过程①所需要的酶是 问题： (2)在构建基因表达载体过程中，应用限制性核酸内切酶 35r 女细胞干重 切割质粒，用限制性核酸内切酶 切割目的基因。 30 pH 用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过 25 ◆蔗糖 敏倒 原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA 分于进行重组，原因是 10 (3)在过程③一般将受体大肠杆菌用 处理，以增大 5 0 的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受 2 6 810 12 14 16 体细胞。 时间(d) (4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培 (1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为 养基上得到如下图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌 (2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的 中已导入了 ,反之则没有导入：再将灭菌绒布按到 变化如上图所示。细胞干重在12d后下降的原因有 培养基上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的 :培养液中蔗糖的作用是 培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与对照无菌落的 (3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二 位置)。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是 倍体。二倍体愈伤组织细胞经 处理，会产生染色体加 ,这些细菌中导入了 倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素 酶和 酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2)经诱导处 理后，观察到染色体数为8的细胞，合理的解释是 (4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的 b 固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有 (5)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为 写出目的基因导入细菌中表达的 (填序号)。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋 过程 0 ②必须在光照条件下培养 题源2克隆技术（★★★） ③培养过程中需通空气 1.(2018·广东)单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生 ④固定化后植物细胞生长会变慢 命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述， 4,(2023·新课标I)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同 错误的是 种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各 A.特异性强、灵敏度高 小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释 B.与抗癌药物结合可制成“生物导弹” 倍数)，结果如下图所示。 ·364· 32000 步骤二：加入有机物X溶液 28000 步骤三：放置肝脏小块 20000 上表中还需进行的操作是 16000 ③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加 8000 到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。 4000 第一次 第二次第三次 第四次 第五次 免疫次数 ④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观 若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞（染色 ,并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常， 体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞（染色 而甲组的淋巴细胞正常，则说明 体数目60条)按一定比例加人试管中，再加入聚乙二醇诱导细 6.(2023·福建)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞异常 胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交 凋亡有关。Bcl一2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以 瘤细胞。 检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞调 回答下列问题： 亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。 (1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗 体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过 卵母细胞、 次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免 良种猪→体细胞 核移植重组细胞一→早期胚 胚胎移 受体子宫→克隆猪 不同发育时 疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是 小鼠 期提取 理由是 总mRNA-X-cDNAPCR扩增产物 (2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞 请回答： 和杂交窟细胞外，可能还有 (1)图中重组细胞的细胞核来自 细胞，早期胚胎移 体系中出现多种类型细胞的原因是 入受体于官继续发育，经桑椹胚、栾胚和 胚最终发育为 (3)杂交瘤细胞中有个细胞核，染色体数目最多是 克隆猪。 (2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分于 (4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原 数，进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分于数，从而反映出 因是 5.(2021·江苏)动物器官的体外培养技术对于研究器官的 Bcl-2基因的转录水平。 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 ①图中X表示 过程 脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。 ②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列，以 便根据这一序列设计合成 玻璃盖 用于PCR扩增，PCR过程第 肝脏小块 一轮循环的模板是 滤纸 培养液 气室 题源3胚胎工程（★★★） (1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞 1.(2021·江苏)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的 (2)气室中充入5%CO,气体的主要作用是 叙述，正确的是 (3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选 A.卵裂期胚胎中的细胞数目和有机物总量在不断增加 择抗生素的 ,以保证抗生素对肝脏无害。 B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 (4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用图所示装置 C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等 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 特点 毒作用。 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 材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植 2.(2023·广东)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有 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。 效成分之一，应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称 实验过程： PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如图1。 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 诱导 增殖培养 新生营养芽 PLBs PLBs 等份，备用。 不同时间取样、检测 ②利用甲、乙，丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作。 实验结果 (“/”表示已完成的步骤》 图1 丙 步骤一：加入肝脏培养液 365· 12 -PLBs重量（光照） 0.035 利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基 …生物碱含量（光照） 10 0.030。 因个体，这体现了早期胚胎细胞的 。 …PLBs重量（黑暗） 0.025 (4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到 6 说明目的基因成功表达。 0.015 4.(2022·海南)请回答胚胎工程和基因工程方面的问题： 0.010 0.005 (1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培 育需经过体外受精、 以及在母体中发育和产 0 1020 304050 60 培养时间（天） 出等过程。 图2 (2)在“试管牛”的培育过程中，要使精于和卵母细胞在体外 在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随塔殖培养时 成功结合，需要对精于进行处理，使其 。另外，培养的 间的变化如图2所示，请回答下列问题： 卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜 (1)选用新生营养芽为外植体的原因是 下可观察到次级卵母细胞和 诱导外植体形成PLBs的过程称 (3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其 (2)与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在 一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是 (4)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些 (3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生 性状。基因工程的四个基本操作步骤是 、基因表达 长。若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产 载体的构建 和 若要获得的转基因 量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探 牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包 讨了以下问题： 括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动于、 ①ABA的浓度梯度设置和添加方式：设4个ABA处理组， 和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采 1个空白对照组，3次重复。因ABA受热易分解，故一定浓度的 用的方法是 (填“显微注射法”或“农杆菌转化法”)，为获 无菌ABA母液应在各组液体培养基 后按比例加入。 得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受 ②实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品 体细胞是 (填“受精卵”或“乳腺细胞”)。 (PLBs)称重(g瓶)后再测定生物碱含量。如初始（第0天）数据 题源4 生态工程（★★★） 已知，实验过程中还需测定的样品数为 ③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：当某3 1.下列关于生态农业的叙述，不正确的是 个样品（重复样）的 时，其对应的ABA浓度为 A.生态学原理是其主要理论基础 适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间 B.实现了对能量和物质的循环多级利用 3.(2023·山东)人组织纤溶酶原激活物(tPA)是一种重 C.实现了废物资源化，实现了能量的多级利用，减少环境 要的药用蛋白，可在转tPA基因母羊的羊乳中获得。流程 污染 如下： D.对害虫进行生物防治有利于保护生物多样性，提高了农 P基因 业生态系统的稳定性 2.设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，下图 了重组表达载体 质粒 为某“加环”示意图，据图判断下列有关叙述正确的是 卵（母）细胞 精子」 受精卵早期胚胎 代孕母羊 转hPA基因母羊羊乳 残渣 (1)htPA基因与载体用 切割后，通过DNA 玉米 食用菌 农作物 排泄物 连接酶连接，以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入 玉米芯 残渣 受体细胞DNA,可采用 技术。 饲料 木糖醇 蛆蛹 禽畜 (2)为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激 素，使其 。采集的精于需要经过 ,才具备受精 A.用残渣培育食用菌和蛆蛹，提高了能量的传递效率 能力。 B.用玉米副产品玉米芯生产木醇糖，可塔加经济效益 (3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是 C.用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用能量循环再生原理 为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行 D.在离开人管理条件下，该生态工程仍可以正常运转 ·366的生长提供碳源。检测酵母菌数量可采用显微镜直 接计数法或稀释涂布平板法计数。(2)玉米胚芽油不 易挥发，宜选用压榨法或萃取法从玉米胚芽中提取。 (3)利用固定化酶技术可使葡萄糖异构酶重复利用， 从而降低生产成本。(4)利用PC技术扩增葡萄糖 异构酶基因时，需用耐高温的(Taq)DNA聚合酶催 化。PCR一般要经历三十次以上的循环，每次循环 包括变性、（低温）复性（或退火）：（中温）延伸三步。 [答案](1)碳源显微镜直接计数(2)压榨 萃取(3)固定化酶(4)(Taq)DNA聚合酶（低 温)复性（或退火）（中温）延伸 10.[解析](1)实验室提取植物色素常用的方 法是萃取法。植物芳香油主要通过蒸馏法获得。 (2)能分解纤维素的微生物能够合成纤维素酶。在培 养基中加入纤维素粉作为唯一碳源，可分离出能分解 纤维素的微生物，这种培养基称选择培养基。 (3)利用醋酸菌的发醉作用可制苹果醋，如果空气中 的醋酸菌混入葡萄酒后发酵就会产生醋酸，使葡萄酒 变酸。(4)微生物培养过程中，关键是防止外来杂 菌的污染，常用干热灭菌法对培养皿进行灭菌。 [答案](1)萃取蒸馏(2)纤维素酶唯一 碳源选择培养基(3)醋酸菌空气中的醋酸菌混 入葡萄酒后发酵产生了醋酸(4)防止外来杂菌的污 染（无菌技术）干热灭菌法 选修3 专题20现代生物科技 A组 题源1基因工程 1.C在转基因生物体内能检测到绿色荧光，说 明绿色荧光基因已在生物体内成功表达。 2.D目的基因和受体细胞均可来自动、植物或 微生物；基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切 酶和DNA连接酶；大肠杆菌为原核生物，不含有内 质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工， 其合成的胰岛素原无生物活性。运载体中的抗性基 因为标记基因，其作用是有利于筛选含重组DNA的 细胞，但不能促进目的基因的表达。 3.[解析]构建图示分析，图中①表示构建基 因表达载体，过程②表示将目的基因导入受体细胞， ·1( 过程③表示有关的植物组织培养过程，过程④检测抗 旱基因是否插入到烟草细胞。 [答案](1)构建基因表达载体将目的基因导 入受体细胞(2)植物激素脱分化和再分化血 清、血浆(3)微生物(4)采用DNA分于杂交技术 把该转基因烟草种植在干旱环境中，观察其生活 状态 4.[解析]本题中培育转基因水稻的目的是为 了培育出铁含量比普通大米高的水稻，因此目的基因 为铁结合蛋白基因，要大量获得一般采用PCR技术 进行扩增。要构建重组质粒要用同一种限制酶切割 含目的基因的DNA片段和质粒。将外植体培养成 试管苗的过程要用到不同的培养基，培养基最明显的 差别在于所添加激素的种类和比例不同。转基因水 稻的目的是获得铁含量较高的大米，因此检测时应看 转基因水稻种于中铁的含量。 [答案](1)目的基因PCR(2)含目的基因 的DNA片段质粒CaCl(3)含有重组质粒的愈 伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例(4)种于 中铁含量 5,[解析]农杆菌侵染双于叶植物后，其Ti质 粒上的T一DNA可转移到受体细胞，并整合到受体 细胞的染色体上，因此可将目的基因插入到Tⅰ质粒 的T一DNA上，通过农杆菌的转化作用，使目的基因 进入植物细胞。 [答案](1)目的基因的获取基因表达载体的 构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测 与鉴定(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞 染色体DNA上(3)转化(4)农杆菌转化法 (5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上 DNA分于杂交技术 6.[解析](1)人体的体温是37℃左右，因此培 养人体细胞的最适宜温度就是37℃。由mRNA到 cDNA过程是逆转录过程。(2)根据图解可知目的 基因的两端分别是由限制酶EcoR I、BglⅡ切割的， 一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表 达载体1中的位点a具有EcoR I的识别位点，因此 位点a应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建 表达载体2。(3)mRNA中如果含有终止密码于， 则会导致翻译终止，不能合成出目的蛋白。(4)抗 原、抗体的结合具有特异性，抗原一抗体杂交技术可 以迅速检测出酵母菌是否表达出IL一2一HSA融合 5 蛋白。 [答案](1)37（或36.5±0.5）反（或逆）转录 (2)a(3)终止(4)抗原一抗体 7.[解析](1)由以上分析可知：该图示过程体 现了基因工程、蛋白质工程、细胞工程、PCR技术等 现代生物技术的综合运用。(2)PCR技术是当前 基因工程中扩增目的基因常用的方法，图中Ⅱ·V过 程（Ⅱ为高温变性过程：Ⅲ是低温复性过程：→V为 中温延伸过程)即为此项应用。(3)V为中温延伸 过程，该过程是在较高的温度下进行的，因此需要能 耐高温的热稳定DNA聚合酶的参与；V过程的最终 完成必须依赖于DNA连接酶的作用。(4)通过V 过程所得的表达载体只有一条链已经完成改造，根据 DNA半保留复制特点，经过I过程可提供人们所需 蛋白质的细胞占总数的1/2。(5)基因表达载体的 组成包括：目的基因、启动于、终止于、标记基因等。 [答案](1)基因工程、蛋白质工程、细胞工程、 PCR技术(2)PCR技术Ⅱ→V(3)DNA聚合 酶热稳定性DNA连接(4)1/2(5)启动于 终止于标记基因 8.[解析](1)步骤①是核移植过程。体细胞核 移植前要除去受体卵母细胞的细胞核，原因是若不去 掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里有两个细胞 核，使得遗传物质是不稳定的。(2)ES细胞是由早 期胚胎（胚）的内细胞团分离出来的一类细胞。 (3)步骤③过程是导入目的基因一Rag:基因于S 细胞中的基因表达载体的构建过程。在生物体外可 通过PCR技术扩增目的基因，其条件是模板DNA、 Rg:基因的核苷酸序列设计引物、四种脱氧核苷酸、 热稳定DNA聚合酶等，另外根据题干可知，获得 Rag:目的基因需要用HimdⅢ和PstI两种限制酶， 所以在构建表达载体时，所选择的表达载体上应具有 HindⅢ和PstI酶的酶切位点。(4)检测目的基因 是否翻译相应蛋白质时，应采用抗原一抗体杂交（免 疫)法，即提取蛋白质，用相应的抗体进行抗体一抗原 杂交，看是否有杂交带。 [答案](1)细胞核(2)娈胚(3)核苷酸序列 HindⅢ和PstI(4)蛋白质 9.[解析]本题考查的是基因工程的知识点。 基因组文库含有生物的全部基因；而cDNA文库含有 生物的部分基因。建立基因文库后要根据目的基因 的特性从中筛选出所要的目的基因。目的基因导入 ·1 受体细胞后要进行表达产生和生物个体水平的检测。 用得到的二倍体转基因耐享植株自交，于代中耐早与 不耐旱植株的数量比为3：1，符合基因分离定律，说 明导入后只导入了同源染色体的一条上，形成杂合 于，杂合于自交，后代性状分离为3：1。 [答案](1)全部部分(2)筛选(3)乙表 达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上 10.[解析](1)利用逆转录法合成目的基因的 过程是：以mRNA为模版，在逆转录酶的催化作用下 合成单链DNA,然后在DNA聚合酶作用下，合成双 链DNA分于；根据蛋白质工程合成目的基因的过程 是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应mRNA 序列，然后按照减基互补配对原则，推测DNA中脱 氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。 (2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条 件。(3)目的基因和运载体结合，形成基因表达载 体。(4)在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用 C+处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组 DNA分于。 [答案](1)逆转录DNA聚合酶氨基酸 脱氧核苷酸(2)引物模板(A基因)(3)基因表 达载体(4)使其成为感受态细胞，有利于吸收重组 DNA分于 11.[解析](1)基因工程的工具酶一限制酶 和DNA连接酶的作用是断开或连接两个核苷酸之 间的磷酸二酯键。(2)将目的基因导入植物受体细胞 常用的方法是农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道 法。(3)导入目的基因的水稻细胞要培养成植株需要 进行植物组织培养，其基本过程是植物在离体状态 下，进行脱分化和再分化。(4)目的基因的检测与鉴 定，常利用DNA分于杂交技术（探针）等做分于水平 的检测和个体生物学水平的鉴定。 [答案](1)aa(2)基因枪（花粉管通道） (3)植物组织培养脱分化（去分化）再分化(4) 耐盐基因（目的基因）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐 碱地中) 12.[解析](1)基因工程操作过程中需要两类 工具酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶。动物细胞 工程的受体细胞一般是受精卵。(2)由于出现了绿色 荧光(D_G_)和红色荧光(ddgg)的于代胚胎，则亲代 M中必定均含有d基因，同时可推出M和N的基因 型是：Ddgg、DdGg,由此可知第一问选b,第二问选b、 d。(3)由题可知，D与G是连锁遗传的，再由第(2)题 的分析可知，其基因分析如下图（左）所示，因此正常 情况不会产生红·绿荧光胚胎，除非亲代N的初级 精（卵）母细胞在减数分裂过程中同源染色体发生了 交叉互换，形成如下图所示的情况。 交叉互换后 M M N 若亲代N产生的配于中重组的配于(G在Dg)占 的比例为x,则dG占的比例为x/2,又因亲代M产生两 种比例相等的配于：Dg、dg,则可知于代胚胎中红·绿荧 光匹验的餐率为宁即：芹红·条款共那脂 胚胎总数 ，可推 红·绿荧光胚胎数 出重组的配于比例为：4× 胚胎总数 [答案](1)限制性核酸内切酶DNA连接酶 受精卵表达(2)①b②b、d(3)N非姐妹 染色单体4×红·绿荧光胚胎数 胚胎总数 题源2克隆技术 1.C利用植物体细胞杂交技术可克服物种间 生殖隔离的限制，培育远缘杂种。植物体细胞杂交包 括植物原生质体融合、植物组织培养两个过程。紫茉 莉枝条颜色遗传属于细胞质遗传，故两个不同品种的 紫莱莉杂交，正交、反交所得：的表现型不一致。因 受精卵的细胞质几乎全来自卵细胞，故两个不同品种 的紫茉莉杂交，F的细胞质中遗传物质几乎全部来 自母本。 2.A单克隆抗体的制备流程：人工诱导经过免 疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，再经筛选获得能 产生特定抗体的杂交瘤细胞，通过培养获得的杂交瘤 细胞得到单克隆抗体，整个过程不涉及胚胎移植和细 胞核移植这两项技术。 3.D考查细胞工程的有关知识。通过植物细 胞工程中的植物体细胞杂交技术，得到甲乙两植物的 体细胞杂种染色体数目是甲乙体细胞染色体数之和： 而通过有性杂交得到的甲乙两品种杂交后代的染色 体数目，是甲乙两品种体细胞染色体数之和的一半 (或两植物品种的配于所含染色体数之和)。 4.B考查植物组织培养的基本过程。 5.D本题考查了单克隆抗体的制备过程，①是 从已免疫的小鼠体内获得的效应B细胞（浆细胞），A 。1 错；②过程是细胞融合，常用的方法除了物理的方法 外，化学诱导剂是聚乙二醇(PEG),生物诱导剂常用 灭活的仙台病毒，而胰蛋白酶用于获得单个的动物细 胞和细胞培养过程中，B错；③是融合的细胞，如果只 考虑两两融合，则包括浆细胞自身的融合，骨髓瘤细 胞的自身融合，浆细胞和骨髓瘤细胞的融合三种情 况，C错：④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体 的细胞群，它具有浆细胞分泌特异性抗体的特点，同 时又具有骨髓瘤细胞无限增殖的特点，D对。 6.C小鼠受到不同的抗原刺激会相应地产生 不同的效应B淋巴细胞；细胞融合后会产生B一B、瘤 一瘤、杂交瘤三种杂交细胞：产生抗体的细胞是效应 B细胞即浆细胞。 7,D植物细胞培养需要经过脱分化处理，而动 物细胞培养不需要。电刺激可诱导植物原生质体融 合或动物细胞融合。用纤维素酶、果胶酶可去除植物 细胞壁，用胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合可' 制备单克隆抗体。 8.[解析](1)由图中可以看出，获得抗病基因 只能利用PstI和EcoRI两种限制酶切割，否则无 法获得完整的目的基因。(2)在含有卡那霉素的选挥 性培养基中培养时，只有含抗卡那霉素基因的香蕉细 胞才能生长。(3)植物细胞具有全能性。离体的植物 细胞要发育成完整植株，首先要经过脱分化形成愈伤 组织，再经过再分化形成香蕉幼苗。 [答案](1)PstI、EcoR I含抗病基因的 DNA、质粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脱 分化、再分化 9.[解析]由RNA得到DNA的过程为逆转 录；基因工程中常用的酶是限制酶和DNA连接酶； 通过细胞融合得到杂交瘤细胞，才能具备两个细胞的 特点。 [答案](1)逆（反）转录(2)限制性核酸内切 酶（限制性内切酶、限制酶）DNA连接酶（注：两空 顺序可颠倒)(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 10.[解析](1)考查B淋巴细胞的获取过程， 脾脏为免疫器官，其中含有免疫细胞；(2)将该杂交瘤 细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，再从腹水中提 取、纯化获得大量单克隆抗体；(3)单克隆抗体的特 点：纯度高、特异性强、敏感度高。 [答案](1)HSV-I蛋白体液免疫（其他合 理答案也可)脾脏（其他合理答案也可）骨髓瘤 无限增殖且产生专一抗体（其他合理答案也可） (2)腹腔腹水(3)纯度高特异性强 题源3胚胎工程 1.B线粒体是有氧呼吸的主要场所，精于运动 所需的直接能源物质是ATP,主要是在线粒体中产 生的。 2.D超数排卵用促性腺激素而不是雌激素，A 错。根据采集部位而定，如果是从输卵管采集的卵细 胞，已发育成熟，可直接与获能的精于在体外受精；如 果是从卵巢采集的卵细胞，未发育成熟，都要经过体 外人工培养成熟后才能与获能的精于受精，故B错； 受体对移入于官的外来胚胎基本上不发生免疫排斥 反应，C错：为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分 割技术获得同卵双胎或多胎，故D项正确。 3.[解析]胚胎移植时供、受体牛必须处在相 同的发情期，通常用激素进行处理，然后用促性腺激 素对供体母牛做超数排卵处理。对胚胎进行质量检 查时，胚胎应发育到桑椹胚或粪胚阶段。胚胎移植一 般有手术法：引出受体于官和卵巢，将胚胎注入于宫 角，维合创口；非手术法：将装有胚胎的移植管送入受 体母牛于官的相应部位，注入胚胎。受体母牛只是提 供胚胎发育的场所。进行胚胎移植可以充分发挥雌 性优良个体的繁殖潜力。 [答案](1)激素促性腺(2)桑椹胚藥胚 (3)手术非手术(4)不相同犊牛的遗传物质 来源于供体母牛和公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕 育过程中不受受体母牛的影响(5)充分发挥雌性优 良个体的繁殖潜力(6)早期胚胎形成后，处于游离 状态，未与母体于官建立组织上的联系 4,[解析](1)人工采集的卵母细胞要在体外培 养成熟后才能与获能的精于完成受精，同理，在体外 受精前，要对精于进行获能处理。(2)体外培养受 精卵所需气体主要有O,和CO2,O2是细胞代谢必需 的，CO:的主要作用是维持pH稳定。(3)把早期 胚胎移入受体母牛于官的过程称为胚胎移植，意义在 于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)基 因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是 显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有 人类白细胞介素说明目的基因已经表达。 [答案](1)使卵母细胞成熟（或：使卵母细胞获 ·1 得受精能力)获能(2)CO,培养液（基）的pH (3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注 射法牛奶中含有人类白细胞介素（或：牛乳腺细胞 已合成人类白细胞介素) 5.解析」(1)原代培养指将动物组织用酶处理 成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的 细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂 增殖的现象。(2)将早期胚胎从母牛于官中冲洗出来 的方法叫冲卵，也叫冲胚。(3)暂不进行胚胎移植的 胚胎可放入一196℃的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干 细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺 分离出来的一类细胞。iPS与ES细胞一样，可通过 诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。 [答案](1)原代培养接触抑制(2)冲卵（或 冲胚)体外受精（或核移植）(3)胚胎移植冷冻 (或低温)(4)内细胞团细胞诱导分化 6.[解析](1)培养胚胎干细胞时需在滋养层细 胞上加入一定量的抗生素，以防止培养过程中的污 染，由于对细胞所需的营养成分尚未完全搞清楚，因 此需加入动物血清等一些天然成分。(2)由于ES 细胞可分化为胚胎的内、外、中胚层中任何一类细胞， 继而形成不同的组织和器官，这说明ES细胞具有发 育的全能性。粪胚孵化后进一步发育，此时的胚胎为 原肠胚。(3)目的基因导入动物细胞通常采用显微 注射技术，构建表达载体时目的是让目的基因在受体 细胞内稳定和表达即实现“转化”。(4)检测目的基 因是否翻译出蛋白质产品，通常从转基因小鼠体内提 取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，若有 杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。 (5)胚胎工程的主要技术有体外受精技术、胚胎移植 技术、胚胎分割技术、胚胎干细胞培养技术等。 [答案](1)动物血清防止杂菌污染(2)发 育的全能性原肠胚(3)显微注射法使目的基因 在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时， 使目的基因能够发挥作用(4)抗原一抗体杂交 (5)体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚 胎干细胞培养技术（写出两种即可）】 题源4生态工程 1,B由于图示没有造成污染，所以不可能是湿 地生态恢复的生态工程或小流域综合治理与开发的 生态工程；题图中没有提及能量问题，也不可能是清 洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。 8 2.[解析](1)构建生态农业所依据的生态学原 理是物质的循环和能量的流动，构建农业生态系统的 目的是实现物质和能量的多级利用，减少环境污染。 (2)生态系统中生产者是基础，当能量以最高效率沿最 短食物链传递时，生产3kg鸡肉需要水稻和大豆最 少，故需要生产者最少为3×5=15kg。(3)沼气池中 的微生物的作用是完成有机物的分解、产生沼气等。 (4)采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。 [答案](1)生态系统的能量流动和物质循环 提高物质和能量利用率，减轻环境污染（或答实现物 质和能量的多级利用，减少环境污染)(2)水稻和大 豆15(3)分解有机物，产生沼气；分解有机物，为 生产者提供无机盐(4)引入害虫天敌防治、激素防 治、转基因培育抗害虫农作物等。(5)①作为饲料 养猪：②作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒 精和一次性包装盒等；③在直燃锅炉中进行充分彻底 的燃烧，最大限度地转换成电能。（写出2个合理答 案即可) B组 题源1基因工程 1.D该DNA分于用限制性核酸内切酶 EcoR I切割1次后长度不变，可知该DNA分于为 环状结构，根据EcoR I、KpnI的作用特点，可知酶 切图谱为D。 2.B在基因工程中，如果以质粒作为运载体， 首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个切 口，露出黏性末端。然后用同一种限制酶切割目的基 因，使其产生相同的黏性末端。将切下的目的基因片 段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接 酶，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末 端就会通过碱基互补配对而结合，形成一个重组 DNA分于。在全部受体细胞中，真正能够摄入重组 DNA分于的受体细胞是很少的，必须通过一定的手 段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。 RNA聚合酶主要用于RNA的转录过程，在基因工 程中并非必须使用的工具酶。 3.C基因工程中常用同种限制性内切酶切割 目的基因和运载体，以露出相同的黏性末端；若生产 抗病水稻，可将目的基因用农杆菌转化法导入到水稻 体细胞中。 4.[解析](1)获取目的基因可以从基因文库中 获取，即从嗜热土壤芽孢杆菌基因组文库中获取目的 ·1( 基因，然后可以采用PCR技术扩增目的基因。 (2)在基因表达载体的构建中，目的基因插入到启动 于和终止于之间，启动于和终止于之间有NdeI、 XbaI、BamH I三种限制酶切割位点，据图可知，终 止于的两端有XbaI限制酶切割位点，因此不能使 用XbaI限制酶切割质粒，故只能用VdeI和 BamH I限制酶切割质粒。(3)转基因大肠杆菌 能降解纤维素，说明转基因大肠杆菌中能分泌出有降 解纤维素作用的BgB酶。(4)据图可知，在温度 为80℃，酶失活：根据图1可知，温度在60℃酶活性 较高，而且保温30分钟后，酶活性基本不发生变化。 (5)基因突变具有随机性、不定向性等特点，故B错； bgB基因突变可能导致氨基酸数目的改变，如突变 后的密码于变为终止密码于，可导致蛋白质合成提前 终止，进而导致氨基酸数目变少，故D错。 [答案](1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)Ndel BamH I(3)转基因的大肠杠菌分泌出有活性的 BglB酶(4)失活B(5)A、C 5.解析」(1)目的基因通常从细胞中直接分离 或通过化学方法人工合成。(2)对比正常人和患者 53基因部分区域的碱基对序列可知：正常基因中的 C一G碱基对被T一A碱基对替换而成为异常基因。 (3)由图示知：正常人的p53基因部分区域有2个限 制酶切割位点，用限制酶E对正常人的该基因区域 进行切割，将得到长度分别为290对碱基、170对诚 基和220对碱基的3个片段。异常基因因碱基替换 而失去一个限制酶E的切割位点，故用限制酶E切 割患者的p53基因部分区域，只能得到长度为460对 碱基和220对碱基的2种片段。(4)若某人的该基因 区域用限制酶E完全切割后，共出现170、290、220和 460对碱基对4种片段。说明该人既有正常基因，又 有异常基因，故该人基因型为P+P。 [答案](1)从细胞中分离通过化学方法人工 合成(2)见下图 限制酶E 限制酶E 识别序列识别序列 p53基因部分区域 290对碱基→h170对碱基+220对碱基 -+ 正常人 GAACCGGAGG GTTGGCCTCC GAACTGGAGG 患者 CTT GACCTCC 09 基因碱基对的替换（基因突变） (3)3460220(4)P+P 6.[解析](1)PCR技术利用DNA的热变性原 理实现DNA双链的解旋与聚合，即90℃高温下 DNA双链解旋，温度降低，DNA双链又形成。高温 解决了体外打开DNA双链问题，但又带来了DNA 聚合酶失活问题。好在人们又从嗜热性细菌体内提 取并分离出Tag DNA聚合酶，解决了高温导致DNA 聚合酶失活的问题。(2)DNA双链中碱基A、T间的 氢键有2个，C、G间的氢键有3个，因此碱基C、G数 目的多少决定了PCR过程中的退火（复性）温度。据 图可知引物对B所含的碱基C、G较多，因此可采用 较高的退火温度。(3)DNA连接酶连接的是五碳糖 和磷酸之间的二酯键，与所连接的DNA两端碱基序 列无关。(4)把外源基因导入不同种类的受体细胞， 所用的方法不同，在植物基因工程中常用农杆菌转化 法，在动物基因工程中常用显微注射法。(5)据图分 析，用Eco RI酶和AluI酶切割抗原DNA片段产生 了X、Y两个末端，而用EcoR I酶和SaI酶切割质 粒产生了M、N两个末端，且M、N间存在PstI酶切 点。因此再用Eco RI和PstI酶切割这两个片段形 成的重组质粒，由于保留了PstI的切割位点，所以 可以得到两种DNA片段。载体质粒被SmaI切开 后，SmaI识别位点已不复存在，所以用EcoRI和 SmaI酶切重组质粒，如图1一②过程只能产生一种 DNA片段。 [答案](1)耐高温(2)引物对B(3)否 (4)农杆菌(5)①2②1 7.[解析]此题以免疫知识为背景，实则考查 基因工程的相关知识。SARS病毒的遗传物质是 RNA,其遗传信息的表达首先需在宿主细胞内进行 逆转录合成相应的DNA。利用逆转录的方法可获得 控制产生S蛋白的基因（目的基因）。目的基因的剪 接需要工具酶一限制性内切酶和DNA连接酶。 一般用同种限制酶分别切割目的基因和运载体后，用 DNA连接酶将二者连接起来。构建基因表达载体的 目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以 遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作 用，这是因为目的基因在受体细胞内是不能单独稳定 存在并表达的。利用抗原一抗体反应可以检测蛋白 质，因此要检测基因工程产物是否与病毒的$蛋白有 。1 相同的免疫反应特性，可以用病人康复后血清中提取 的抗S蛋白抗体与基因工程产生的蛋白质进行抗 原一抗体反应实验。相同的目的基因导入不同的受 体，由于基因携带的遗传信息相同，不同的生物又共 用一套遗传密码，所以合成蛋白质的氨基酸序列是相 同的。 答案](1)逆转录(2)DNA连接载体S 基因(3)复制合成S基因的mRNA(4)大肠杆 菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清(5)相同 表达蛋白质所用的基因相同 8.[解析]BamH1的酶切位点在目的基因（抗 盐基因)中。若用此限制酶，会破坏目的基因的结构， 最终得不到转基因抗盐烟草，所以选用SalI和 HindⅢ对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割。由 于SalI和HindⅢ的酶切位点在抗四环素基因中。 在构建重组质粒时，抗四环素基因结构道到破坏，故 只能在培养基中加入氨苄青霉素来筛选导入重组质 粒的农杆菌。采用植物组织培养技术可将植物细胞 培育成完整的植株。植物组织培养过程中，愈伤组织 经细胞增殖和分化形成完整植株，此过程须向培养基 中加入植物激素（如生长素和细胞分裂素）。 [答案](1)基因重组PCR(2)复制(3)抗 盐基因(4)SalI和HindⅢ含抗盐基因的DNA (5)全能性脱分化再分化异养需氧型 9.[解析](1)目的基因的获取途径有三条，从 图中可以明显地看出，是通过逆转录法这一人工合成 法来获取的，过程①是逆转录过程，需要逆转录酶。 (2)由图可以看出在质粒中基因Ⅱ的位置插入的目 的基因，只能用限制性核酸内切酶I切割质粒，如果 使用限制性核酸内切酶Ⅱ切割的话，在质粒的基因I 的位置也会切割：目的基因的两端都要切割，所以应 该选择限制性核酸内切酶Ⅱ切割。用限制酶切割目 的基因和运载体后形成的黏性末端通过碱基互补配 对原则进行连接。人的基因之所以能与大肠杆菌的 DNA分于进行重组，原因是人的基因与大肠杆菌 DNA双螺旋结构相同。(3)将目的基因导入到细 菌细胞中的方法是钙离于处理法，使其细胞壁通透性 增强，便于将目的基因形成的重组DNA分于进入。 (4)在氨苄青霉素的培养基上能形成菌落的，说明 导人了普通质粒或重组质粒，再在含有四环素的培养 基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与对照无 菌落的位置)。与图b空圈相对应的图中的菌落表 0 现型，形成菌落是含有抗氨苄青霉素和四环素抗性， 不能形成菌落的是含有重组质粒的细菌。(5)目的 基因能成功地在大肠杆菌中得以表达，则说明人和细 菌等生物共用一套（遗传）密码于。其表达的过程是： 人的生长激素基因，通过转录形成信使RNA;再通过 翻译，形成人的生长激素。其场所在细菌体内，所用 的核苷酸和氨基酸等原料均来自于细菌体内。目的 基因在受体细胞内表达原因是共用一套完全相同的 密码于，目的基因表达过程为生长激素基因·mRNA →生长激素。 [答案](1)逆转录酶(2)IⅡ碱基互补 配对人的基因与大肠杆菌DNA双螺旋结构相同 (3)CaCl2细胞壁(4)普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素和四环素抗性重组质粒(5)共用一 套密码于生长激素基因→mRNA→生长激素 题源2克隆技术 1.C抗体是由B淋巴细胞分泌的，每一种B淋 巴细胞只能分泌一种抗体。要想获得大量单一抗体， 需要将某一种B淋巴细胞大量克隆，但是在体外培养 的条件下，B淋巴细胞不能无限增殖。由效应B细胞 与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞，能在体外培养 的条件下大量增殖，并分泌单克隆抗体。单克隆抗体 与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，与抗癌药物结 合可制成“生物导弹”，直接作用于癌细胞。 2.D单克隆抗体是由免疫的B淋巴细胞和骨 髓瘤细胞相融合后获得的杂交瘤细胞产生的，其制备 过程是先用SARS病毒核衣壳蛋白刺激机体产生相 应的效应B淋巴细胞，将效应B淋巴细胞（不能无限 增殖，但能产生专一性的抗体)与骨髓瘤细胞（能无限 增殖，但不能产生专一抗体)相融合，经过筛选，去掉 相同细胞的融合体，再经抗原一抗体检测，得到既能 无限增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞，经体内培 养或体外培养就可获得相应的单克隆抗体。通过单 克隆抗体与病毒特异性结合可诊断是否被病毒感染。 3.[解析]本题考查的是植物组织培养、染色 体变异及细胞固定化。(1)外植体在人工、无菌条 件下，经脱分化可形成愈伤组织。(2)由图蔗糖浓 度下降，可知外植体离体培养过程中需要消耗蔗糖， 12天后蔗糖浓度变化不大；pH下降会影响酶的活 性，愈伤组织细胞对物质的合成小于分解，细胞干重 下降。植物组织培养过程中，蔗糖既能维持一定的渗 透压，又能提供植物细胞生命活动必需的营养物质 。1 (能量)。(3)一定浓度的秋水仙素或低温都可抑制 纺锤体的形成，使于染色体不能移向两极，从而使细 胞中染色体数目加倍。植物细胞间的成分主要是纤 维素和果胶，可通过纤维素酶、果胶酶破坏细胞间的 物质，从而使愈伤组织细胞分离。在培养过程中，各 个细胞所处时期不同，在用秋水仙素或低温处理后， 一定时间内不同时期细胞分裂次数不同，从而会出现 染色体为2n、4n、8n等的细胞，4n的细胞在有丝分裂 后期着丝点分裂染色体数目加倍至8n;8n的细胞在 有丝分裂中期能清晰看出8n条染色体。(4)为了 更好地获得次生代谢产物，应选用生长旺盛的愈伤组 织。愈伤组织不能进行光合作用，因此要通入无菌空 气确保其正常的生命活动。细胞的固定通常使用包 埋法，由于包埋材料的影响，营养物质和氧气的扩散 都受到一定的限制，所以固定化细胞生长速度慢。 [答案](1)脱分化(2)蔗糖浓度下降，pH降 低提供能源调节渗透压(3)秋水仙素（低温） 果胶经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期经加 倍到8n的细胞处于有丝分裂中期(4)①③④ 4.[解析](1)据图分析，第四次注射后X、Y、Z 小鼠的血清抗体效价均达到16000以上，小鼠Y的B 淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆 抗体。 (2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞 之外，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的自身融合产 物，由于细胞膜具有流动性，且诱导之后的细胞融合 不具有特异性，故体系中会出现多种类型的细胞。 (3)杂交瘤细胞形成后，小鼠的免疫B淋巴细胞 核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。小鼠 的B淋巴细胞（染色体数目40条）和骨髓瘤细胞（染 色体数目60条)融合后，染色体可达100条。 (4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后，仍 然不是能恶性增殖的细胞，同时正常细胞的分裂次数 是有限的。 [答案](1)四YY小鼠的抗体效价最高 (2)B林巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相 互融合形成的细胞细胞融合是随机的，且融合率达 不到100%(3)1100(4)不能无限增殖 5.[解析](1)肝脏切成小薄片，有利于肝脏细 胞通过滤纸从培养液中吸收营养物质，同时有利于与 外界进行气体交换和自身的代谢废物的排出。 (2)组织培养时充入5%CO2有维持培养液pH的功 能。(3)抗生素的种类和剂量对使用的效果很重 要。(4)②由题可知甲组为该组实验的实验组，丙 为无肝脏的对照组，那么乙或丁应为无有机物X的 对照组。④显微镜下可观察到染色体的形态和数目。 如果淋巴细胞出现异常，说明用来培养淋巴细胞的培 养液中存在有机物X。丙组未加肝脏小块，而甲组加 了肝脏小块，若甲组正常而丙组异常可说明肝脏对有 机物X有解毒功能。 [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)②向乙（或丁）组装置中放置肝脏小块④染色体 形态和数量肝脏小块对有机物X具有解毒作用 6.[解析](1)图中重组细胞的细胞核来自良种 猪的体细胞，胚胎发育过程中粪胚继续发育形成原肠 胚。(2)以mRNA为模板形成DNA的过程为反转录 (或逆转录)。PCR扩增的前提是需要有一段已知的核 苷酸片段，以便根据这一序列合成引物。由图示可知， PCR扩增过程第一轮循环的模板是以mRNA为模板反 转录形成的cDNA,因引物是依据Bcl-2mRNA的核苷 酸序列合成，故模板实际是其中的Bcl-2cDNA。 [答案](1)体原肠(2)①反转录②引物 Bcl-2 cDNA 题源3胚胎工程 1.D卵裂期胚胎中的细胞数目增加，而有机物 总量不断减少。胚胎分割时需将葵胚的内细胞团均 等分割。胚胎干细胞是一类可从早期胚胎中分离获 得的未分化细胞，其具有细胞核大、核仁大、蛋白质合 成旺盛等特点。 2.[解析](1)新生营养芽分裂能力强，其全能 性容易表达，容易培养形成外植体；根据题干信息 “PLB,类似于愈伤组织”可知，外植体形成愈伤组织 的过程是脱分化。(2)根据图中信息可知，光照下 PLBs的重量高于黑暗条件下，原因可能是：光照有利 于细胞增殖和叶绿素的形成，进而利于植物进行光合 作用制造有机物。(3)①由于ABA受热易分解，所 以各种液体培养基要在灭菌冷却后再加入不同浓度 的ABA。②根据题干信息可知，实验50天完成，每 10天取样，需要取5次样；空白组不要重复，处理 组每组重复3次，因此每次取样中，需要记录4×3+ ·1 1=13个样品中的数据，取样5次共需要测定的样品 数为65。③适量的ABA可提高生物碱产量，当样品 的平均值最大时，所对应的ABA浓度和时间为最适。 [答案](1)分裂能力强，全能性容易表达脱 分化(2)增殖明显有利于叶绿素的形成进行光 合作用制造有机物(3)①灭菌冷却②65③生物 碱平均含量最大 3.[解析](1)用同种限制酶切割质粒和含有 htPA基因的DNA片段可产生相同的黏性末端，便 于构建基因表达载体；通常采用DNA分于杂交技术 来检测目的基因是否已插入受体细胞DNA。 (2)为获得更多的卵母细胞，通常对供体母羊注射促 性腺激素使其超数排卵：采集的精于需要经过获能处 理才具备受精能力。(3)通常用显微注射法将重组 表达载体导入动物的受精卵；为了获得母羊，移植前 需要对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；早 期胚胎细胞具有全能性，可利用胚胎分割和胚胎移植 技术获得多个转基因个体。(4)tPA基因的表达 产物为人组织纤溶酶原激活物，若在转基因母羊的羊 乳中检测到人组织纤溶酶原激活物，说明目的基因成 功表达。 [答案](1)同种限制性核酸内切酶（或同种限 制酶)DNA分于杂交（或核酸探针）(2)超数排卵 获能（处理）(3)显微注射法性别鉴定全能性 (4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物) 4.[答案](1)早期胚胎培养胚胎移植 (2)获能第一极体(3)促性腺激素(4)获取目的 基因将目的基因导入受体细胞目的基因的检测 与鉴定人干扰素基因（或目的基因）终止于标 记基因显微注射法受精卵 题源4生态工程 1.B生态农业模式的建立，实现了物质的循环 利用和能量的多级利用，并不能实现能量的循环 利用。 2.B生态系统中增加了分解者，提高了能量的 利用率，但没有提高传递效率；用蛆蛹粪便作有机肥 还田，运用了物质循环再生原理：该生态农业对人有 高度的依赖性，是一个人工生态系统。 12