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2020江苏高考生物二轮讲义：专题十四 现代生物科技专题
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专题十四 现代生物科技专题
1.基因工程的诞生(A) 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B) 3.基因工程的应用(B)
4．蛋白质工程(A) 5.植物的组织培养(B) 6.动物的细胞培养与体细胞克隆(A) 7.细胞融合与单克隆抗体(B) 8.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(A) 9.胚胎干细胞的移植(A) 10.胚胎工程的应用(B) 11.转基因生物的安全性问题(A) 12.生物武器对人类的威胁(A) 13.生物技术中的伦理问题(A) 14.生态工程的原理(A)
15．生态工程的实例及应用(B)
►[疏漏诊断]
1．基因工程及安全性的相关判断
(1)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测(×)
(2)用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸(×)
(3)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加(×)
(4)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接(×)
(5)应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达(×)
(6)转基因生物不改变生物原有的分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境(√)
2．细胞工程及伦理问题的相关判断
(7)产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过分子检测(√)
(8)培养保留接触抑制的细胞，在培养瓶壁上可形成多层细胞(×)
(9)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性(×)
(10)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行(×)
3．胚胎工程及生态工程的相关判断
(11)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其同期发情(×)
(12)培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(×)
(13)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(√)
(14)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理(√)
(15)引种考虑适应环境——物种多样性原理(×)
►[长句冲关]
1．概述性知识
(1)限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。
(2)杂交瘤细胞的作用是既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
(3)胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良动物的繁殖潜力。
2．程序性诱问
(4)目的基因到了另一种生物体内能够成功表达。分析其原理是所有生物共用一套遗传密码。
(5)在单克隆抗体制备过程中，有两次筛选，其操作步骤是第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)；第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原—抗体结合法)。
(6)胚胎移植过程中两次使用激素，其目的是第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。
热考命题1 基因工程[学生用书P78]
1．(2019·高考江苏卷，T16)下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是( )
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
解析：选D。A项、B项和C项均采用了基因工程技术，基因工程依据的原理是基因重组，且参与繁殖的细胞中均含有目的基因，故可遗传给子代，A项、B项、C项不符合题意；D项也采用了基因工程技术，但只有患者的淋巴细胞中含有目的基因，患者的生殖细胞中不含目的基因，故不能遗传给子代，D项符合题意。
2．(2019·高考江苏卷，T33)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题：
(1)EcoR V酶切位点为，EcoR V酶切出来的线性载体P1为___________末端。
(2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为________的脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。
(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如表(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是________(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________________、________________。
菌落类型
平板类型
A
B
C
无抗生素
＋
＋
＋
氨苄青霉素
＋
＋
－
四环素
＋
－
－
氨苄青霉素＋四环素
＋
－
－
(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是________。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段，原因是______________________________________________________。
解析：(1)EcoR V酶切位点在酶所识别序列的中心轴线处，产生的是平末端。(2)DNA连接酶对平末端的连接效率较低，因此通常要将平末端改造成黏性末端后再进行连接。由于目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸，根据碱基互补配对原则，处理后的质粒两端需要各添加一个碱基为胸腺嘧啶的脱氧核苷酸；要将处理后的质粒与目的基因连接起来，需要用DNA连接酶。(3)由于四环素抗性基因中含有EcoR V酶识别的序列及切割位点，所以形成的重组质粒中四环素抗性基因已经被破坏，而氨苄青霉素抗性基因正常。据表可知，A菌落抗氨苄青霉素和四环素，说明A菌落中导入的是P0质粒；B菌落抗氨苄青霉素而不抗四环素，说明B菌落中导入的是重组质粒；C菌落既不抗氨苄青霉素，也不抗四环素，说明C菌落中没有导入质粒。(4)由于处理后的P0质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸，所以目的基因在和P0质粒连接时可能会出现两种情况：正向连接和反向连接。分析图2可知，理论上可以选择的引物组合有甲和丙、乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物，则无论目的基因是否正确插入，扩增的片段都是50 bp＋300 bp＋100 bp＝450 bp，不符合要求；如果选择乙和丙这对引物，正向连接和反向连接后所得结果不同，所以应选择乙和丙这对引物进行PCR鉴定。如果目的基因和P0质粒反向连接，则引物乙会出现在重组质粒的外侧，此时若加入引物甲和乙，则可以扩增出300 bp＋100 bp＝400 bp片段。
答案：(1)平 (2)胸腺嘧啶(T) DNA连接
(3)B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒
(4)乙、丙 目的基因反向连接
从近年高考统计来看，基因工程考查频率明显高于其他工程，多结合情景考查基因工程特点、工具、操作程序，尤其是基因表达载体的构建及目的基因的检测与鉴定。
1．基因工程操作的四个步骤
2．PCR技术扩增
3．蛋白质工程
1．(多选)(高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
解析：选BD。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物，不需要知道目的基因的全部序列，但需要考虑表达载体的序列，A错误，B正确；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，C错误；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞，D正确。
2．下列关于核酸分子杂交和抗原—抗体杂交的叙述，正确的是( )
A．核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交
B．抗原—抗体杂交的原理为碱基互补配对原则
C．核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录
D．抗原—抗体杂交常以目的基因产物作为抗体
解析：选C。核酸分子杂交包括DNA—DNA杂交和DNA—RNA杂交两种情况，A错误；抗原—抗体杂交的原理是抗原和抗体特异性结合，B错误；在基因工程中，检测目的基因是否导入受体细胞以及有没有表达都是利用核酸分子杂交的原理，其依据是碱基互补配对，C正确；抗原—抗体杂交中，目的基因的表达产物作为抗原与特异性抗体结合，D错误。
3．(2019·高考全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95 ℃对DNA双链进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中，要加热至90～95 ℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。
答案：(1)基因组文库 cDNA文库
(2)解旋酶 加热至90～95 ℃ 氢键
(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
4．将某种植物中的耐盐基因，转入水稻细胞中培育出耐盐水稻新品系。下图是培育过程简图，请回答下列问题：
(1)阶段1的核心步骤是____________，在这个过程中，理论上一般需用同种限制酶切割________个磷酸二酯键。
(2)为保证耐盐基因的正常转录，重组质粒b上耐盐基因的首端必须含有________，它是____________识别和结合的位点，尾端应含有____________________。
(3)由b到c常用的方法是__________________，检测转基因植株是否培育成功的最简便方法是________________________________________________________________________
________________________。
(4)阶段2的培养基中除了必要的营养物质和琼脂外，还必须添加________。
解析：(1)阶段1属于基因工程的操作过程，基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。若用同种酶切割质粒和含目的基因的DNA片段，则在获取目的基因时，需要从目的基因两端切割，每个DNA分子有两条链，因此需要切开4个磷酸二酯键；对于质粒来说，只要切开一个切口即可，这样需要切开2个磷酸二酯键，因此整个过程理论上一般需要切开6个磷酸二酯键。(2)转录是从基因的启动子部位开始的，因此必须保证基因首端有启动子。RNA聚合酶在转录时能识别并与启动子结合，在基因的尾端应有终止子，在此处RNA聚合酶与基因分离，转录停止。(3)常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。本实验的目的是培育耐盐植物，因此可将转基因植物种植在盐碱地上观察其是否能正常生长，据此检测转基因植株是否培育成功。(4)在植物组织培养过程中，还必须在培养基中加入一定量的细胞分裂素和生长素等植物激素。
答案：(1)基因表达载体的构建 6 (2)启动子 RNA聚合酶 终止子 (3)农杆菌转化法 将其种植在盐碱地上观察其能否正常生长(用一定浓度的盐水浇灌，观察其是否能正常生长) (4)植物激素(细胞分裂素和生长素)
5．(2019·烟台模拟)由腊梅凝集素基因控制合成的某种蛋白质能与蚜虫肠道黏膜上的受体结合，从而抑制蚜虫吸收营养物质。通过基因工程将腊梅凝集素基因转入烟草中，可增强其抗蚜虫的能力。请回答下列问题：
(1)在逆转录酶的作用下，能以腊梅凝集素基因产生的mRNA作为模板按照________原则获得cDNA片段，以获取目的基因。
(2)将目的基因导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法。农杆菌的Ti质粒上的TDNA具有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
的特点。在该过程中需要添加酚类物质，目的是________________________________________________________________________
________________。筛选成功导入目的基因的烟草细胞，再通过__________技术获得转基因烟草幼苗。
(3)将转基因烟草幼苗与非转基因烟草幼苗隔区种植，并接种等量的蚜虫，一定时间后用__________法统计蚜虫的种群密度，若_____________________________，则说明转基因烟草具有抗蚜虫能力。
(4)上述方法获得的转基因烟草，抗虫基因可能会随________(填“花粉”或“卵细胞”)扩散传播，产生基因污染，故可以通过基因枪法将________打入烟草细胞叶绿体以实现转化，提高转基因烟草的安全性。
答案：(1)碱基互补配对
(2)可转移至受体细胞并且能整合到烟草细胞中染色体的DNA上 吸引农杆菌感染烟草细胞 植物组织培养
(3)样方 转基因烟草幼苗区内的蚜虫密度低于非转基因烟草幼苗区
(4)花粉 抗虫基因表达载体
(1)限制酶≠DNA酶≠解旋酶
限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开的酶；DNA酶是将DNA水解为基本组成单位的酶；解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链的酶。
(2)DNA连接酶≠DNA聚合酶
DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
(3)基因工程中的载体≠细胞膜上的载体。
(4)启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)；
终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。
热考命题2 细胞工程[学生用书P80]
1．(2019·高考江苏卷，T20)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
解析：选D。过程①获得的原生质体不能悬浮在30%的蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡，A项错误；过程②为再分化过程，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B项错误；过程③不需要用秋水仙素处理，愈伤组织细胞就已经有了细胞壁，C项错误；原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，D项正确。
2．(2018·高考江苏卷，T8)花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是( )
A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min
B．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
解析：选C。通常将花药用体积分数为70%的乙醇浸泡30 s，立即取出，在无菌水中清洗，A项错误；过程②为脱分化形成愈伤组织的过程，所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例应适中，B项错误；过程③为再分化，因用秋水仙素处理了由花药形成的愈伤组织细胞，故能筛选获得纯合的二倍体，C项正确；过程④应将炼苗后的植株移栽到土壤中，D项错误。
3．(多选)(2019·高考江苏卷，T23)下图为杂交瘤细胞制备示意图。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。下列叙述正确的是( )
A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础
解析：选ACD。动物细胞融合可以用灭活的仙台病毒进行诱导，或用PEG、电激等进行诱导，A正确；免疫B细胞与骨髓瘤细胞进行融合产生的融合细胞有免疫B细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞，据题干信息可知，骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长，因此骨髓瘤细胞自身融合细胞在HAT培养基上无法生长，而免疫B细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞可以在HAT培养基上生长，B错误；融合后产生的杂交瘤细胞并不是都能表达并产生所需的单克隆抗体，需要进一步筛选，C正确；动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性，D正确。
高考中对细胞工程的考查频率仅次于基因工程，考查内容多涉及动物细胞培养与融合技术，体细胞核移植技术(常渗透考查胚胎工程技术)，单克隆抗体的制备及植物组织培养和体细胞杂交技术。
1．理清植物细胞工程两大技术
(1)植物组织培养的条件
①植物组织培养的关键
a．条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。
b．培养基状态：固体培养基。
c．体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。
②植物激素的使用
生长素与细胞
分裂素的比值
作用效果
比值高
促进根分化、抑制芽形成
比值低
促进芽分化、抑制根形成
比值适中
促进愈伤组织形成
(2)植物体细胞杂交的关键
①酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
②促融剂——聚乙二醇。
③杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。
④培养杂种植株的技术——植物组织培养。
⑤杂种植株培育成功的原理——细胞具有全能性。
2．动物细胞培养的营养成分、过程及相关酶
(1)胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。
(2)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理；加入一定量的抗生素；定期更换培养液。
(3)特殊的营养条件
①液体培养基；
②加入动物血清、血浆等；
③通入氧气以满足代谢的需要；
④通入二氧化碳以维持培养液的pH。
(4)培养过程：原代培养、传代培养。
3．克隆动物培育流程图
克隆动物的技术手段有动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。
4．动物细胞融合的原理、方法及应用
(1)原理：细胞膜的流动性。
(2)促融方法：灭活的病毒、物理法、化学法。
(3)应用：制备单克隆抗体。
5．单克隆抗体制备的过程
1．(2019·高考北京卷)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述，错误的是( )
A．将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B．通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C．调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D．经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
解析：选D。基因工程的核心是基因表达载体的构建，基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等，A项正确；可通过病原体接种实验对转基因植株进行个体水平的检测，B项正确；花粉离体培养技术就是以花粉为外植体进行的组织培养，其培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，且在组织培养不同阶段需要调整激素的比例，C项正确；抗甲、乙的植物新品种杂交后得到的F1仍为二倍体植物，所以F1经花粉离体培养获得的再生植株均为单倍体，D项错误。
2．下图为抗人体胃癌单克隆抗体的制备过程。下列有关叙述错误的是( )
A．甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B．细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
C．用特定选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长
D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选后获得能分泌所需抗体的丁
解析：选C。据题图分析，甲表示抗原，乙表示杂种细胞，丙表示杂交瘤细胞，丁表示能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。用甲注射小鼠，产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞，则甲属于抗原，A正确；细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理都是利用了细胞膜的流动性，基本相同，B正确；用特定的选择培养基对乙筛选，融合具有同种核的细胞和未融合细胞均不能生长，只有融合的杂种细胞能生长，C错误；杂交瘤细胞经过选择培养基的筛选并经单一抗体检测后，可获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，即可制备单克隆抗体，D正确。
3．(2019·高考全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_________________________________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是
________________________________________________________________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的________，这种繁殖方式属于________繁殖。
解析：(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
答案：(1)全能性(形成完整植株所需的全部基因)
(2)形成层容易诱导形成愈伤组织
(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化(再分化)
(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
(5)遗传特性 无性
4．抗体是由四条多肽链结合形成的Y型蛋白质，C区为抗体分子的恒定区，同一物种C区氨基酸序列相同；V区为抗体分子的可变区，不同抗体的V区氨基酸序列有差异，可变区的不同使得不同抗体分子能结合不同的抗原。请回答下列问题：
(1)和传统获取抗体的方法相比，单克隆抗体具有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________的优点。
(2)天然抗体的两个V区结构完全相同；只能结合相同的抗原。通过一定的技术手段可以得到双功能抗体，它的两个V区能结合不同的抗原。双功能抗体的制备方法如下：向小鼠注射____________，获取____________细胞，将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后经过__________次筛选获取能分泌单克隆抗体1的A细胞；同理，获取能分泌单克隆抗体2的B细胞；将A、B细胞进行融合，形成可分泌两种亲代抗体和杂种抗体的杂种——杂交瘤细胞(A—B)。
(3)双功能抗体在癌症治疗中可作为“生物导弹”，其中一个V区识别癌细胞表面特定的抗原，另一个V区可以和______________________________________________
结合，使其定向杀伤癌细胞。
(4)若要对天然抗体的V区进行定向改造，使其能够结合一些自然界没有的蛋白质，可以使用________技术对________分子进行改造。
解析：(1)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可大量制备的优点。(2)向小鼠注射特定的抗原使其产生特定的免疫反应，获取B淋巴细胞，将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后经过两次筛选获取能分泌单克隆抗体1的A细
胞；同理，获取能分泌单克隆抗体2的B细胞；将A、B细胞进行融合，形成可分泌两种亲代抗体和杂种抗体的杂种——杂交瘤细胞(A—B)。(3)双功能抗体在癌症治疗中可作为“生物导弹”，其中一个V区识别癌细胞表面特定的抗原，另一个V区可以和T细胞、抗癌药物、放射性物质等结合，使其定向杀伤癌细胞。(4)若要对天然抗体的V区进行定向改造，使其能够结合一些自然界没有的蛋白质，需要使用蛋白质工程技术对DNA分子进行改造。
答案：(1)特异性强、灵敏度高、并可能大量制备 (2)特定的抗原 B淋巴 两 (3)T细胞、抗癌药物、放射性物质等(言之有理即可) (4)蛋白质工程 DNA
5．下图是利用细胞核移植技术培养胚胎干细胞，用于治疗小鼠糖尿病的方案。请回答下列问题：
(1)图中X细胞是健康小鼠的__________细胞，需在体外培养到________期，再进行①操作。
(2)②过程中用物理或化学方法处理重组细胞的目的是________，重组细胞经过细胞________形成胚胎干细胞。
(3)胚胎干细胞经过③过程诱导形成的Y细胞是________细胞。
(4)胚胎干细胞在形态上的特点是
________________________________________________________________________，
在功能上具有发育的____________。
(5)应用胚胎干细胞移植能够治疗糖尿病的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)卵母 减数第二次分裂中
(2)使重组细胞激活 分裂和分化
(3)胰岛B
(4)细胞体积小，细胞核大，核仁明显 全能性
(5)胚胎干细胞在一定条件下能够分化成胰岛B细胞
热考命题3 胚胎工程和生物技术的安全性及伦理问题[学生用书P81]
1．(2018·高考江苏卷，T10)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是( )
A．采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
解析：选A。常通过注射促性腺激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理，A项正确；体外培养发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎可进行胚胎移植，B项错误；一般情况下，代孕牛不会对外来移植胚胎产生免疫排斥反应，不需要免疫抑制剂，C项错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率高，D项错误。
2．(2017·高考江苏卷，T14)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是( )
A．精子在获能液中于37 ℃、5% CO2条件下培养的目的是使精子获能
B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用
C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异
D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
解析：选C。精子在获能液中于适宜条件下培养可以使精子获能，A项正确；小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射促性腺激素能促进其超数排卵，B项正确；分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于生物的性状还受环境等因素的影响，故发育成的个体会存在形态学差异，C项错误；胚胎干细胞可以发育成组织、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育，D项正确。
3．(2019·高考江苏卷，T29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________时期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是__________________________________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自________号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析
③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
解析：(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于减数第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2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。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体中，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交技术从分子水平进行检测。
答案：(1)促性腺激素 减数第二次分裂中期
(2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH
(3)分割 2 (4)①④
近年来对胚胎工程的考查，经常将胚胎移植、胚胎分割、体外受精等技术渗透于动物细胞工程或基因工程中进行考查，复习时应尤其重视胚胎移植及干细胞应用技术。对生态工程的考查常结合种群、群落、生态环境保护、生态农业推进环境污染治理、能量多级利用、物质循环再生原理及提高生态系统稳定性等方面进行命题。
1．早期胚胎发育过程的流程分析
2．胚胎工程操作流程分析(以牛为例)
3．胚胎干细胞的培养流程
4．治疗性克隆与生殖性克隆的关系
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区
别
目的
从胚胎中获取干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；产生的新个体或新组织，遗传信息相同
5.区分试管婴儿和设计试管婴儿
(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。
(2)试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(3)两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
1．(2016·高考江苏卷，T11)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物。通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D．步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同解析：选B。题图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相同，D项错误。
2．(多选)下图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情
B．过程②是注射性腺激素，达到超数排卵
C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
答案：BC
3．科学家利用胚胎移植技术，使我国首例和第二例胎儿皮肤上皮细胞克隆牛“康康”和“双双”的后代——“蓓蓓”成功诞生。请回答下列问题：
(1)要获得克隆牛“康康”“双双”，需要将供体细胞注入到去核卵母细胞中，通过__________将两细胞融合，构建____________。
(2)为了____________________________，在供体细胞核移植到受体卵母细胞前，必须先去掉受体卵母细胞的核。
(3)“蓓蓓”由从“双双”体内收集的胚胎发育而来，能从“双双”体内收集胚胎的生理学基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在__________时期，通过______________(填胚胎移植的方法)将胚胎注入代孕母牛子宫的相应部位。在胚胎移植前需要对收集的胚胎进行___________________________________________________。
(5)胚胎移植的实质是_____________________________________________________。
解析：(1)动物体细胞核移植过程中，将供体细胞注入到去核卵母细胞中，通过电刺激使两细胞融合，供体细胞核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎。(2)为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的供体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。(3)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。(4)不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊一般要培养到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，胚胎的移植主要通过手术法或非手术法将胚胎注入子宫的相应部位，而且胚胎移植前需要用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来，进而对胚胎进行质量检查。(5)胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关，只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育，所以胚胎移植的实质可简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
答案：(1)电刺激 重组胚胎 (2)保证核遗传物质全部来自有重要利用价值的供体细胞(合理即可) (3)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态 (4)桑椹胚或囊胚 手术法或非手术法 质量检查 (5)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
热考命题4 生态工程[学生用书P83]
(多选)(2019·高考江苏卷，T24)下图为一富营养化河流生态修复工程的示意图，下列叙述正确的是( )
A．曝气可增加厌氧微生物降解有机污染物的能力
B．吸附基质增加了微生物附着的表面积，提高了净化效果
C．植物浮床有吸收水体氮、磷的能力，可减少富营养化
D．增加水体透明度，恢复水草生长是该修复工程的目标之一
解析：选BCD。结合题图分析，曝气孔通入的是空气，空气中的氧气会降低厌氧微生物的分解能力，A错误；题图中吸附基质由多个碎块堆叠而成，会增加微生物附着的表面积，增大微生物的附着量，从而提高对河水的净化能力，B正确；植物能够利用水体中含氮、磷的无机盐进行生长，从而降低水体的富营养化，C正确；该修复工程通过微生物对河水中有机物的降解功能、植物对无机盐的吸收功能，降低了水体的富营养化，防止了浮游藻类的生长，从而增加了水体的透明度，有利于水中的水草等进行光合作用，D正确。
对生态工程的考查常结合种群、群落、生态环境保护、生态农业推进环境污染治理、能量多级利用、物质循环再生原理及提高生态系统稳定性等方面进行命题。
生态工程的概念、原理与实例
1．概念
2．生态学实例及其生态工程原理
实例
生态工程原理
单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害
物种多样性原理
草原确定合理载畜量，不能过度放牧
协调与平衡原理
引种考虑适应环境
协调与平衡原理
林业生态工程建设，既考虑树种又考虑生活问题
整体性原理
无废弃物农业
物质循环再生原理
在人工林中增加植被的层次
物种多样性原理
将很多单个生态系统优化组合，如桑基鱼塘
系统的结构决定功能原理
(系统学和工程学原理)
1．(多选)下图是某共生型设施生态农业模式图，下列相关叙述正确的是( )
A．输入该系统的总能量是①过程固定的太阳能和补充的适量饲料有机物中的化学能
B．碳元素在②③过程中的流动形式都是有机物
C．④过程表示分解者通过分解作用释放能量
D．实际生产中要注意控制蔬菜温室与畜禽舍的面积比
解析：选AD。在共生型设施生态农业模式中，输入该系统的总能量为①过程固定的太阳光能和补充的适量饲料有机物中的化学能，A正确；碳元素以有机物的形式由蔬菜流向畜禽，以CO2的形式由畜禽流向蔬菜，B错误；④过程表示沼气池中微生物通过分解作用产生的沼气可作为能源供家用和农场用，而分解者通过分解作用释放的能量是很难被人类利用的，C错误；在实际生产中要注意控制蔬菜温室和畜禽舍的面积比，维持能量流动和物质循环的正常进行，D正确。
2．下图表示某农业生态系统部分物质的循环过程，该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述错误的是( )
A．丰收的主要原因是各营养级间的能量传递效率高
B．蚕粪喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用
C．粪便、塘泥作肥料又归田，实现了物质循环再生
D．与自然生态系统相比该生态系统自动调节能力弱
解析：选A。与自然生态系统相比，该农业生态系统丰收的主要原因是实现了能量的多级利用，而不是能量传递效率高，A错误。
3．随着社会对环境问题的关注度提高，生态环境治理明显加强，环境状况得到了有效改善。请回答下列相关问题：
(1)生态工程是对____________________________________________________
进行修复重建，对不适宜的生产方式进行改善，促进人和自然的和谐发展。
(2)实现可持续发展，走生态经济之路，能源资源消耗强度大幅下降，很大程度上得益于实行“________”的原则，从而实现废弃物的资源化。
(3)实行生态工程，很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区的收入等问题，才能很好解决“前面造林，后面砍林”的现象，这遵循的是生态工程的________原理。
(4)生态工程的实施需要因地制宜，矿区生态破坏严重，矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于____________，为加速矿区生态环境的恢复，具体实施的措施有________、________(任答两点)。除此之外，在遇到重金属污染时，还常利用植物修复技术进行治理，修复前需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的________原理。
解析：(1)生态工程是对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对不适宜的生产方式进行改造，促进人和自然的和谐发展。(2)实现可持续发展，走生态经济之路，能源资源消耗强度大幅下降，很大程度上得益于实行“循环经济”的原则，从而实现废弃物的资源化。(3)“前面造林，后面砍林”的现象没有遵循整体性原理。(4)矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复与土壤微生物群落的重建。恢复过程中采取的具体措施有人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。选择的植物需与环境相适应，遵循的是协调与平衡原理。
答案：(1)已被破坏的生态环境 (2)循环经济 (3)整体性 (4)植被恢复与土壤微生物群落的重建 人工制造表土 多层覆盖(或特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程，任选两点，合理即可) 协调与平衡
[学生用书P158(单独成册)]
1．(多选)下列有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
B．在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大
C．基因载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入
D．以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2＋处理细胞以使其处于感受态
解析：选ACD。基因工程能打破生殖隔离，并定向地改变生物的遗传特性，A正确；限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越小，B错误；目的基因的载体上应有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入，C正确；微生物如大肠杆菌的细胞用Ca2＋处理后会处于易于接受外源基因的感受态，D正确。
2．(2016·高考江苏卷，T9)下列有关细胞工程的叙述，正确的是( )
A．PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合
B．用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂
C．骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体
D．核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体
解析：选D。PEG(聚乙二醇)可诱导植物原生质体融合，不能直接诱导植物细胞融合，A项错误；制备人工种子是用人工薄膜包裹组织培养形成的胚状体、腋芽等，B项错误；单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的，不能由骨髓瘤细胞经免疫处理后产生，C项错误；细胞核移植技术培育的克隆动物中，细胞核DNA来自提供体细胞核的个体，细胞质中线粒体DNA来自提供卵母细胞的个体，D项正确。
3．(2015·高考江苏卷，T3)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B．细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C．采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D．培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
解析：选C。正常乳腺中乳腺细胞不易离体培养，乳腺癌细胞由于细胞膜表面的糖蛋白减少，容易分散转移，更易离体培养，A错误；细胞核移植不一定是在同种动物、同种组织的细胞之间进行，如可以将一种生物体细胞的细胞核移植到另一种生物去核的卵母细胞中，B错误；采用胚胎分割技术可以增加同卵多胚的数量，但分割胚胎的次数是有限的，一般是一分为二，C正确；培养液中的维生素和激素只能起调节作用，不能提供能量，D错误。
4．(多选)(2019·南京市、盐城市二模)为研究培养基成分对马铃薯叶肉原生质体培养的影响，科学家配制了如下表所示的2种培养基，开展了有关实验，其他培养条件相同且适宜，实验结果如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
组别
培养基
培养天数
A
MS培养基(含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂)
7天
B
纤维二糖＋MS培养基(同上)
7天
A．本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片
B．培养基中还需要添加适当的生长素
C．制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理
D．添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长
解析：选BC。本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片，A正确；在植物组织培养过程需要加入适量的各种植物激素，生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，反之则利于根的分化，B错误；用湿热灭菌法对酶解液进行处理，会导致酶丧失活性，使实验失败，C错误；据题图可知，在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低，细胞的分裂率明显升高，所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长，D正确。
5．下图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列有关叙述正确的是( )
A．过程①需运用胚胎分割技术
B．嵌合体幼鼠是二倍体
C．代孕母鼠需进行超数排卵处理
D．图中囊胚细胞的基因型都相同
解析：选B。胚胎分割是指用机械方法将早期胚胎平均分割成二分胚或多分胚的过程，过程①表示16细胞胚发育成囊胚的过程，不需要运用胚胎分割技术，A错误；分析题图过程可知，嵌合体幼鼠由2个二倍体早期胚胎合并后发育而来，每个细胞中仍是2个染色体组，B正确；代孕母鼠只是为嵌合体幼鼠的发育提供发育场所，不需要代孕母体提供卵细胞，所以无需对其进行超数排卵处理，C错误；题图中囊胚由2个分别来自发育成白鼠的受精卵和来自发育成黑鼠的受精卵发育而来，囊胚中不同细胞的基因型可能不同，D错误。
6．草莓营养价值高且有保健功效，但却容易受到病毒的感染。科学家常用两种方法培育新品种：其一，培育无病毒组培苗；其二，将草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因(SMYELVCP)导入草莓基因组中培育出转基因抗病毒草莓。请分析回答下列问题：
(1)若培育无病毒组培苗，通常取植株的________进行组织培养。
(2)利用PCR技术扩增目的基因SMYELVCP，前提是__________________________________________________________________，
以便根据这一序列合成引物。为维持pH基本不变，需要在PCR反应体系中加入__________。
(3)重组载体上应含有特定的________(填“复制原点”“启动子”或“标记基因”)，它能被受体细胞的__________所识别，以便于催化转录过程。为检测目的基因是否转录出mRNA，常采用分子杂交技术，该技术的具体做法是___________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)草莓根系分布浅、蒸腾量大，对水分要求严格。我国西北一些地区曾大量种植草莓，但由于降雨量少，许多地方的草莓长成半死不活状，其失败的原因主要是违背了________原理。
解析：(1)利用植物组织培养技术获得脱毒苗，可取植株的无病毒的茎尖作为外植体进行组织培养。(2)利用PCR技术扩增目的基因时，要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物。若要维持反应过程中pH基本不变，需要在PCR反应体系中加入缓冲液。(3)RNA聚合酶可识别重组载体上的启动子。检测目的基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术，其具体做法是从转基因生物中提取全部的mRNA，用目的基因作探针与mRNA杂交，若出现杂交带，说明目的基因转录出了mRNA。(4)西北地区的降雨量少，而草莓对水分的需求量较大。我国西北一些地区大量种植草莓，致使许多地方的草莓长成半死不活状，这违背了生态工程的协调与平衡原理。
答案：(1)分生区(茎尖) (2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列 缓冲液 (3)启动子 RNA聚合酶 从转基因生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA (4)协调与平衡
7．在基因工程的操作过程中，有多种方法可检测目的基因是否导入受体菌。回答下列问题：
(1)PCR检测法：根据一段已知目的基因的核苷酸序列设计________，对受体菌的DNA进行扩增，经过变性、________、延伸三个步骤的循环，检测PCR产物的长度是否与目的基因一致。
(2)荧光蛋白基因筛选法：绿色荧光蛋白(GFP)在紫外线照射下会发出绿色荧光。用____________酶将目的基因和GFP基因拼接成融合基因，并与____________重组后导入受体菌，经培养筛选出能发出绿色荧光的菌落。
(3)环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如下图所示(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因)，Tetr表示四环素抗性基因，Tetr中插入目的基因后失活。用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌、含质粒的细菌、含重组质粒的细菌。
①用含有________和________的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含质粒的细菌被淘汰，理由是____________________________________________________________。
②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有____________的培养基。
解析：(1)利用PCR技术扩增目的基因需要根据一段已知目的基因的核苷酸序列设计引物。PCR一般要经历三十多次循环，每次循环包括变性、复性、延伸三步。(2)使用DNA连接酶将目的基因和GFP基因拼接成融合基因，并与运载体重组后导入受体菌。(3)①在含四环素和环丝氨酸的培养基上，四环素对含质粒的细菌(含四环素抗性基因)不起作用，含质粒的细菌能正常生长，但环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，故含质粒的细菌被淘汰。未转化的细菌在含四环素的培养基上停止生长(但不死亡)，环丝氨酸对停止生长的细菌不致死，故在含有四环素和环丝氨酸的培养基上，未转化的细菌不被淘汰。含重组质粒的细菌的四环素抗性基因被破坏，故该细菌在含有四环素和环丝氨酸的培养基上的表现与未转化的细菌相同。②由题可知，通过筛选，剩下含重组质粒的细菌和未转化的细菌。可以用含有氨苄青霉素的培养基筛选含有重组质粒的细菌，在这种培养基上只有含有重组质粒的细菌(含有氨苄青霉素抗性基因)才能生长繁殖。
答案：(1)引物 复性 (2)DNA连接 运载体 (3)①四环素 环丝氨酸 含质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，环丝氨酸使其致死 ②氨苄青霉素
8．胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。请回答相关问题：
(1)用于移植的早期胚胎通常为体外受精及转基因、__________等技术获得的胚胎。
(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，在这一过程中供体的主要职能是____________________________________________________________________
________________________，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代。
(3)胚胎移植能否成功，与______________________有关，供体、受体的发情时间________(填“需要”或“不需要”)一致；同时，可对供体施行______________处理，以获得多个卵细胞用于体外受精。
(4)早期胚胎形成后，在一定时间内处于________状态，这就为胚胎的收集提供了可能；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生______________，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
解析：(1)早期胚胎通常为转基因、核移植、体外受精等技术获得的胚胎。(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，其中供体的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎。(3)胚胎移植能否成功，与受体和供体的生理状况有关，供体和受体的发情时间需要一致；同时，对供体实施超数排卵处理可获得多个卵细胞，用于体外受精。(4)早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎的存活提供了可能。
答案：(1)核移植 (2)产生具有优良遗传特性的胚胎 (3)供体和受体的生理状况 需要 超数排卵 (4)游离
免疫排斥反应
9．据报道，美国科研人员通过基因转移技术，从根本上治愈了实验小鼠所患的Ⅰ型糖尿病，这种技术把选定的X基因输入胰腺，这些基因随后得到整合并促使消化系统和其他类型的细胞制造胰岛素，请回答下列问题：
(1)在基因工程中，X基因称为________。利用PCR技术扩增X基因时，需要在反应体系中添加的有机物质是________、________、4种脱氧核苷酸和热稳定的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(2)将X基因导入小鼠体内之前，需要操作的核心步骤是________，此步骤最常用的运载工具是________，所需要的酶是限制酶和________。
(3)X基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上通常采用________技术检测X基因是否导入受体细胞，在个体水平上应检测________。
解析：(1)X基因在基因工程中被称为目的基因。利用PCR技术扩增目的基因时，反应体系中需要加入引物、模板DNA、4种脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶等。(2)基因工程中的核心操作步骤是基因表达载体的构建。基因工程中常用质粒作为载体，需要限制酶和DNA连接酶作为工具酶。(3)X基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上检测目的基因是否导入受体细胞通常采用DNA分子杂交技术，在个体水平上应检测实验小鼠所患的Ⅰ型糖尿病是否被根治。
答案：(1)目的基因 引物 模板DNA (2)基因表达载体的构建 质粒 DNA连接酶 (3)DNA分子杂交 实验小鼠所患的Ⅰ型糖尿病是否被根治
10．请回答下列问题：
(1)植物组织培养过程中，由于培养细胞处于________状态，故容易受到培养条件和外界的影响而发生突变。若对愈伤组织进行物理或化学诱变处理，促使其发生突变，再通过________形成植株，从中筛选出抗病、高产优质的突变体，就可以培育成新品种。
(2)用植物体细胞杂交技术培育番茄—马铃薯，就是将这两种植物体细胞，在一定条件下________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
这项研究在______________________________________上取得了重大突破。
(3)一种由正常体细胞经人工逆转后形成的诱导性多能干细胞(iPSC)经基因修饰后分化成特定的T淋巴细胞。体外培养iPSC过程中，通常需要在培养基中添加________等天然成分。
(4)制备抗人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体过程中，需要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该细胞的特点是________________________________________________，
对杂交瘤细胞还需进行________培养，并用________对其进行专一抗体检测，经多次筛选获得足够数量的所需细胞进行体内或体外培养。
解析：(1)植物组织培养过程中，由于培养细胞处于分生状态，故容易受到培养条件和外界影响而发生突变。愈伤组织通过再分化可形成植株。(2)用植物体细胞杂交技术培育番茄—马铃薯，就是将这两种植物体细胞去掉细胞壁后，在一定条件下诱导融合形成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体。植物体细胞杂交技术能克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。(3)进行动物细胞培养时，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，通常需要在培养基中添加血清、血浆等一些天然成分。(4)在制备抗人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体过程中，需要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体。对杂交瘤细胞还需进行克隆化培养，并用人绒毛膜促性腺激素对其进行专一抗体检测，经多次筛选获得足够数量的所需细胞进行体内或体外培养。
答案：(1)分生(或脱分化) 诱导分化(或再分化)
(2)融合形成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体 克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍(或克服生殖隔离) (3)血清、血浆 (4)既能迅速大量繁殖，又能产生专一(特异性)抗体 克隆化 人绒毛膜促性腺激素
专题十四 现代生物科技专题
1.基因工程的诞生(A) 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B) 3.基因工程的应用(B)
4．蛋白质工程(A) 5.植物的组织培养(B) 6.动物的细胞培养与体细胞克隆(A) 7.细胞融合与单克隆抗体(B) 8.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(A) 9.胚胎干细胞的移植(A) 10.胚胎工程的应用(B) 11.转基因生物的安全性问题(A) 12.生物武器对人类的威胁(A) 13.生物技术中的伦理问题(A) 14.生态工程的原理(A)
15．生态工程的实例及应用(B)
►[疏漏诊断]
1．基因工程及安全性的相关判断
(1)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测(×)
(2)用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸(×)
(3)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加(×)
(4)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接(×)
(5)应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达(×)
(6)转基因生物不改变生物原有的分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境(√)
2．细胞工程及伦理问题的相关判断
(7)产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过分子检测(√)
(8)培养保留接触抑制的细胞，在培养瓶壁上可形成多层细胞(×)
(9)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性(×)
(10)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行(×)
3．胚胎工程及生态工程的相关判断
(11)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其同期发情(×)
(12)培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(×)
(13)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(√)
(14)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理(√)
(15)引种考虑适应环境——物种多样性原理(×)
►[长句冲关]
1．概述性知识
(1)限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。
(2)杂交瘤细胞的作用是既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
(3)胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良动物的繁殖潜力。
2．程序性诱问
(4)目的基因到了另一种生物体内能够成功表达。分析其原理是所有生物共用一套遗传密码。
(5)在单克隆抗体制备过程中，有两次筛选，其操作步骤是第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)；第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原—抗体结合法)。
(6)胚胎移植过程中两次使用激素，其目的是第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。
热考命题1 基因工程[学生用书P78]
1．(2019·高考江苏卷，T16)下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是( )
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
解析：选D。A项、B项和C项均采用了基因工程技术，基因工程依据的原理是基因重组，且参与繁殖的细胞中均含有目的基因，故可遗传给子代，A项、B项、C项不符合题意；D项也采用了基因工程技术，但只有患者的淋巴细胞中含有目的基因，患者的生殖细胞中不含目的基因，故不能遗传给子代，D项符合题意。
2．(2019·高考江苏卷，T33)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题：
(1)EcoR V酶切位点为，EcoR V酶切出来的线性载体P1为___________末端。
(2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为________的脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。
(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如表(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是________(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________________、________________。
菌落类型
平板类型
A
B
C
无抗生素
＋
＋
＋
氨苄青霉素
＋
＋
－
四环素
＋
－
－
氨苄青霉素＋四环素
＋
－
－
(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是________。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段，原因是______________________________________________________。
解析：(1)EcoR V酶切位点在酶所识别序列的中心轴线处，产生的是平末端。(2)DNA连接酶对平末端的连接效率较低，因此通常要将平末端改造成黏性末端后再进行连接。由于目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸，根据碱基互补配对原则，处理后的质粒两端需要各添加一个碱基为胸腺嘧啶的脱氧核苷酸；要将处理后的质粒与目的基因连接起来，需要用DNA连接酶。(3)由于四环素抗性基因中含有EcoR V酶识别的序列及切割位点，所以形成的重组质粒中四环素抗性基因已经被破坏，而氨苄青霉素抗性基因正常。据表可知，A菌落抗氨苄青霉素和四环素，说明A菌落中导入的是P0质粒；B菌落抗氨苄青霉素而不抗四环素，说明B菌落中导入的是重组质粒；C菌落既不抗氨苄青霉素，也不抗四环素，说明C菌落中没有导入质粒。(4)由于处理后的P0质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸，所以目的基因在和P0质粒连接时可能会出现两种情况：正向连接和反向连接。分析图2可知，理论上可以选择的引物组合有甲和丙、乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物，则无论目的基因是否正确插入，扩增的片段都是50 bp＋300 bp＋100 bp＝450 bp，不符合要求；如果选择乙和丙这对引物，正向连接和反向连接后所得结果不同，所以应选择乙和丙这对引物进行PCR鉴定。如果目的基因和P0质粒反向连接，则引物乙会出现在重组质粒的外侧，此时若加入引物甲和乙，则可以扩增出300 bp＋100 bp＝400 bp片段。
答案：(1)平 (2)胸腺嘧啶(T) DNA连接
(3)B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒
(4)乙、丙 目的基因反向连接
从近年高考统计来看，基因工程考查频率明显高于其他工程，多结合情景考查基因工程特点、工具、操作程序，尤其是基因表达载体的构建及目的基因的检测与鉴定。
1．基因工程操作的四个步骤
2．PCR技术扩增
3．蛋白质工程
1．(多选)(高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
解析：选BD。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物，不需要知道目的基因的全部序列，但需要考虑表达载体的序列，A错误，B正确；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，C错误；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞，D正确。
2．下列关于核酸分子杂交和抗原—抗体杂交的叙述，正确的是( )
A．核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交
B．抗原—抗体杂交的原理为碱基互补配对原则
C．核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录
D．抗原—抗体杂交常以目的基因产物作为抗体
解析：选C。核酸分子杂交包括DNA—DNA杂交和DNA—RNA杂交两种情况，A错误；抗原—抗体杂交的原理是抗原和抗体特异性结合，B错误；在基因工程中，检测目的基因是否导入受体细胞以及有没有表达都是利用核酸分子杂交的原理，其依据是碱基互补配对，C正确；抗原—抗体杂交中，目的基因的表达产物作为抗原与特异性抗体结合，D错误。
3．(2019·高考全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95 ℃对DNA双链进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中，要加热至90～95 ℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。
答案：(1)基因组文库 cDNA文库
(2)解旋酶 加热至90～95 ℃ 氢键
(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
4．将某种植物中的耐盐基因，转入水稻细胞中培育出耐盐水稻新品系。下图是培育过程简图，请回答下列问题：
(1)阶段1的核心步骤是____________，在这个过程中，理论上一般需用同种限制酶切割________个磷酸二酯键。
(2)为保证耐盐基因的正常转录，重组质粒b上耐盐基因的首端必须含有________，它是____________识别和结合的位点，尾端应含有____________________。
(3)由b到c常用的方法是__________________，检测转基因植株是否培育成功的最简便方法是________________________________________________________________________
________________________。
(4)阶段2的培养基中除了必要的营养物质和琼脂外，还必须添加________。
解析：(1)阶段1属于基因工程的操作过程，基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。若用同种酶切割质粒和含目的基因的DNA片段，则在获取目的基因时，需要从目的基因两端切割，每个DNA分子有两条链，因此需要切开4个磷酸二酯键；对于质粒来说，只要切开一个切口即可，这样需要切开2个磷酸二酯键，因此整个过程理论上一般需要切开6个磷酸二酯键。(2)转录是从基因的启动子部位开始的，因此必须保证基因首端有启动子。RNA聚合酶在转录时能识别并与启动子结合，在基因的尾端应有终止子，在此处RNA聚合酶与基因分离，转录停止。(3)常用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。本实验的目的是培育耐盐植物，因此可将转基因植物种植在盐碱地上观察其是否能正常生长，据此检测转基因植株是否培育成功。(4)在植物组织培养过程中，还必须在培养基中加入一定量的细胞分裂素和生长素等植物激素。
答案：(1)基因表达载体的构建 6 (2)启动子 RNA聚合酶 终止子 (3)农杆菌转化法 将其种植在盐碱地上观察其能否正常生长(用一定浓度的盐水浇灌，观察其是否能正常生长) (4)植物激素(细胞分裂素和生长素)
5．(2019·烟台模拟)由腊梅凝集素基因控制合成的某种蛋白质能与蚜虫肠道黏膜上的受体结合，从而抑制蚜虫吸收营养物质。通过基因工程将腊梅凝集素基因转入烟草中，可增强其抗蚜虫的能力。请回答下列问题：
(1)在逆转录酶的作用下，能以腊梅凝集素基因产生的mRNA作为模板按照________原则获得cDNA片段，以获取目的基因。
(2)将目的基因导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法。农杆菌的Ti质粒上的TDNA具有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
的特点。在该过程中需要添加酚类物质，目的是________________________________________________________________________
________________。筛选成功导入目的基因的烟草细胞，再通过__________技术获得转基因烟草幼苗。
(3)将转基因烟草幼苗与非转基因烟草幼苗隔区种植，并接种等量的蚜虫，一定时间后用__________法统计蚜虫的种群密度，若_____________________________，则说明转基因烟草具有抗蚜虫能力。
(4)上述方法获得的转基因烟草，抗虫基因可能会随________(填“花粉”或“卵细胞”)扩散传播，产生基因污染，故可以通过基因枪法将________打入烟草细胞叶绿体以实现转化，提高转基因烟草的安全性。
答案：(1)碱基互补配对
(2)可转移至受体细胞并且能整合到烟草细胞中染色体的DNA上 吸引农杆菌感染烟草细胞 植物组织培养
(3)样方 转基因烟草幼苗区内的蚜虫密度低于非转基因烟草幼苗区
(4)花粉 抗虫基因表达载体
(1)限制酶≠DNA酶≠解旋酶
限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开的酶；DNA酶是将DNA水解为基本组成单位的酶；解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链的酶。
(2)DNA连接酶≠DNA聚合酶
DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
(3)基因工程中的载体≠细胞膜上的载体。
(4)启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)；
终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。
热考命题2 细胞工程[学生用书P80]
1．(2019·高考江苏卷，T20)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
解析：选D。过程①获得的原生质体不能悬浮在30%的蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡，A项错误；过程②为再分化过程，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B项错误；过程③不需要用秋水仙素处理，愈伤组织细胞就已经有了细胞壁，C项错误；原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，D项正确。
2．(2018·高考江苏卷，T8)花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是( )
A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min
B．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
解析：选C。通常将花药用体积分数为70%的乙醇浸泡30 s，立即取出，在无菌水中清洗，A项错误；过程②为脱分化形成愈伤组织的过程，所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例应适中，B项错误；过程③为再分化，因用秋水仙素处理了由花药形成的愈伤组织细胞，故能筛选获得纯合的二倍体，C项正确；过程④应将炼苗后的植株移栽到土壤中，D项错误。
3．(多选)(2019·高考江苏卷，T23)下图为杂交瘤细胞制备示意图。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。下列叙述正确的是( )
A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础
解析：选ACD。动物细胞融合可以用灭活的仙台病毒进行诱导，或用PEG、电激等进行诱导，A正确；免疫B细胞与骨髓瘤细胞进行融合产生的融合细胞有免疫B细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞，据题干信息可知，骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长，因此骨髓瘤细胞自身融合细胞在HAT培养基上无法生长，而免疫B细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞可以在HAT培养基上生长，B错误；融合后产生的杂交瘤细胞并不是都能表达并产生所需的单克隆抗体，需要进一步筛选，C正确；动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性，D正确。
高考中对细胞工程的考查频率仅次于基因工程，考查内容多涉及动物细胞培养与融合技术，体细胞核移植技术(常渗透考查胚胎工程技术)，单克隆抗体的制备及植物组织培养和体细胞杂交技术。
1．理清植物细胞工程两大技术
(1)植物组织培养的条件
①植物组织培养的关键
a．条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。
b．培养基状态：固体培养基。
c．体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。
②植物激素的使用
生长素与细胞
分裂素的比值
作用效果
比值高
促进根分化、抑制芽形成
比值低
促进芽分化、抑制根形成
比值适中
促进愈伤组织形成
(2)植物体细胞杂交的关键
①酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
②促融剂——聚乙二醇。
③杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。
④培养杂种植株的技术——植物组织培养。
⑤杂种植株培育成功的原理——细胞具有全能性。
2．动物细胞培养的营养成分、过程及相关酶
(1)胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。
(2)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理；加入一定量的抗生素；定期更换培养液。
(3)特殊的营养条件
①液体培养基；
②加入动物血清、血浆等；
③通入氧气以满足代谢的需要；
④通入二氧化碳以维持培养液的pH。
(4)培养过程：原代培养、传代培养。
3．克隆动物培育流程图
克隆动物的技术手段有动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。
4．动物细胞融合的原理、方法及应用
(1)原理：细胞膜的流动性。
(2)促融方法：灭活的病毒、物理法、化学法。
(3)应用：制备单克隆抗体。
5．单克隆抗体制备的过程
1．(2019·高考北京卷)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述，错误的是( )
A．将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B．通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C．调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D．经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
解析：选D。基因工程的核心是基因表达载体的构建，基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等，A项正确；可通过病原体接种实验对转基因植株进行个体水平的检测，B项正确；花粉离体培养技术就是以花粉为外植体进行的组织培养，其培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，且在组织培养不同阶段需要调整激素的比例，C项正确；抗甲、乙的植物新品种杂交后得到的F1仍为二倍体植物，所以F1经花粉离体培养获得的再生植株均为单倍体，D项错误。
2．下图为抗人体胃癌单克隆抗体的制备过程。下列有关叙述错误的是( )
A．甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B．细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
C．用特定选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长
D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选后获得能分泌所需抗体的丁
解析：选C。据题图分析，甲表示抗原，乙表示杂种细胞，丙表示杂交瘤细胞，丁表示能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。用甲注射小鼠，产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞，则甲属于抗原，A正确；细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理都是利用了细胞膜的流动性，基本相同，B正确；用特定的选择培养基对乙筛选，融合具有同种核的细胞和未融合细胞均不能生长，只有融合的杂种细胞能生长，C错误；杂交瘤细胞经过选择培养基的筛选并经单一抗体检测后，可获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，即可制备单克隆抗体，D正确。
3．(2019·高考全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_________________________________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是
________________________________________________________________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的________，这种繁殖方式属于________繁殖。
解析：(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
答案：(1)全能性(形成完整植株所需的全部基因)
(2)形成层容易诱导形成愈伤组织
(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化(再分化)
(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
(5)遗传特性 无性
4．抗体是由四条多肽链结合形成的Y型蛋白质，C区为抗体分子的恒定区，同一物种C区氨基酸序列相同；V区为抗体分子的可变区，不同抗体的V区氨基酸序列有差异，可变区的不同使得不同抗体分子能结合不同的抗原。请回答下列问题：
(1)和传统获取抗体的方法相比，单克隆抗体具有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________的优点。
(2)天然抗体的两个V区结构完全相同；只能结合相同的抗原。通过一定的技术手段可以得到双功能抗体，它的两个V区能结合不同的抗原。双功能抗体的制备方法如下：向小鼠注射____________，获取____________细胞，将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后经过__________次筛选获取能分泌单克隆抗体1的A细胞；同理，获取能分泌单克隆抗体2的B细胞；将A、B细胞进行融合，形成可分泌两种亲代抗体和杂种抗体的杂种——杂交瘤细胞(A—B)。
(3)双功能抗体在癌症治疗中可作为“生物导弹”，其中一个V区识别癌细胞表面特定的抗原，另一个V区可以和______________________________________________
结合，使其定向杀伤癌细胞。
(4)若要对天然抗体的V区进行定向改造，使其能够结合一些自然界没有的蛋白质，可以使用________技术对________分子进行改造。
解析：(1)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可大量制备的优点。(2)向小鼠注射特定的抗原使其产生特定的免疫反应，获取B淋巴细胞，将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后经过两次筛选获取能分泌单克隆抗体1的A细
胞；同理，获取能分泌单克隆抗体2的B细胞；将A、B细胞进行融合，形成可分泌两种亲代抗体和杂种抗体的杂种——杂交瘤细胞(A—B)。(3)双功能抗体在癌症治疗中可作为“生物导弹”，其中一个V区识别癌细胞表面特定的抗原，另一个V区可以和T细胞、抗癌药物、放射性物质等结合，使其定向杀伤癌细胞。(4)若要对天然抗体的V区进行定向改造，使其能够结合一些自然界没有的蛋白质，需要使用蛋白质工程技术对DNA分子进行改造。
答案：(1)特异性强、灵敏度高、并可能大量制备 (2)特定的抗原 B淋巴 两 (3)T细胞、抗癌药物、放射性物质等(言之有理即可) (4)蛋白质工程 DNA
5．下图是利用细胞核移植技术培养胚胎干细胞，用于治疗小鼠糖尿病的方案。请回答下列问题：
(1)图中X细胞是健康小鼠的__________细胞，需在体外培养到________期，再进行①操作。
(2)②过程中用物理或化学方法处理重组细胞的目的是________，重组细胞经过细胞________形成胚胎干细胞。
(3)胚胎干细胞经过③过程诱导形成的Y细胞是________细胞。
(4)胚胎干细胞在形态上的特点是
________________________________________________________________________，
在功能上具有发育的____________。
(5)应用胚胎干细胞移植能够治疗糖尿病的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)卵母 减数第二次分裂中
(2)使重组细胞激活 分裂和分化
(3)胰岛B
(4)细胞体积小，细胞核大，核仁明显 全能性
(5)胚胎干细胞在一定条件下能够分化成胰岛B细胞
热考命题3 胚胎工程和生物技术的安全性及伦理问题[学生用书P81]
1．(2018·高考江苏卷，T10)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是( )
A．采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
解析：选A。常通过注射促性腺激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理，A项正确；体外培养发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎可进行胚胎移植，B项错误；一般情况下，代孕牛不会对外来移植胚胎产生免疫排斥反应，不需要免疫抑制剂，C项错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率高，D项错误。
2．(2017·高考江苏卷，T14)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是( )
A．精子在获能液中于37 ℃、5% CO2条件下培养的目的是使精子获能
B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用
C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异
D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
解析：选C。精子在获能液中于适宜条件下培养可以使精子获能，A项正确；小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射促性腺激素能促进其超数排卵，B项正确；分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于生物的性状还受环境等因素的影响，故发育成的个体会存在形态学差异，C项错误；胚胎干细胞可以发育成组织、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育，D项正确。
3．(2019·高考江苏卷，T29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________时期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是__________________________________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自________号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析
③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
解析：(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。用于核移植的卵母细胞通常处于减数第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O2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。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为了判断目的基因是否被导入受体中，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交技术从分子水平进行检测。
答案：(1)促性腺激素 减数第二次分裂中期
(2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH
(3)分割 2 (4)①④
近年来对胚胎工程的考查，经常将胚胎移植、胚胎分割、体外受精等技术渗透于动物细胞工程或基因工程中进行考查，复习时应尤其重视胚胎移植及干细胞应用技术。对生态工程的考查常结合种群、群落、生态环境保护、生态农业推进环境污染治理、能量多级利用、物质循环再生原理及提高生态系统稳定性等方面进行命题。
1．早期胚胎发育过程的流程分析
2．胚胎工程操作流程分析(以牛为例)
3．胚胎干细胞的培养流程
4．治疗性克隆与生殖性克隆的关系
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区
别
目的
从胚胎中获取干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；产生的新个体或新组织，遗传信息相同
5.区分试管婴儿和设计试管婴儿
(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。
(2)试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(3)两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
1．(2016·高考江苏卷，T11)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物。通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D．步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同解析：选B。题图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相同，D项错误。
2．(多选)下图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作过程。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情
B．过程②是注射性腺激素，达到超数排卵
C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
答案：BC
3．科学家利用胚胎移植技术，使我国首例和第二例胎儿皮肤上皮细胞克隆牛“康康”和“双双”的后代——“蓓蓓”成功诞生。请回答下列问题：
(1)要获得克隆牛“康康”“双双”，需要将供体细胞注入到去核卵母细胞中，通过__________将两细胞融合，构建____________。
(2)为了____________________________，在供体细胞核移植到受体卵母细胞前，必须先去掉受体卵母细胞的核。
(3)“蓓蓓”由从“双双”体内收集的胚胎发育而来，能从“双双”体内收集胚胎的生理学基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在__________时期，通过______________(填胚胎移植的方法)将胚胎注入代孕母牛子宫的相应部位。在胚胎移植前需要对收集的胚胎进行___________________________________________________。
(5)胚胎移植的实质是_____________________________________________________。
解析：(1)动物体细胞核移植过程中，将供体细胞注入到去核卵母细胞中，通过电刺激使两细胞融合，供体细胞核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎。(2)为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的供体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。(3)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。(4)不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊一般要培养到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，胚胎的移植主要通过手术法或非手术法将胚胎注入子宫的相应部位，而且胚胎移植前需要用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来，进而对胚胎进行质量检查。(5)胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关，只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育，所以胚胎移植的实质可简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
答案：(1)电刺激 重组胚胎 (2)保证核遗传物质全部来自有重要利用价值的供体细胞(合理即可) (3)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态 (4)桑椹胚或囊胚 手术法或非手术法 质量检查 (5)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
热考命题4 生态工程[学生用书P83]
(多选)(2019·高考江苏卷，T24)下图为一富营养化河流生态修复工程的示意图，下列叙述正确的是( )
A．曝气可增加厌氧微生物降解有机污染物的能力
B．吸附基质增加了微生物附着的表面积，提高了净化效果
C．植物浮床有吸收水体氮、磷的能力，可减少富营养化
D．增加水体透明度，恢复水草生长是该修复工程的目标之一
解析：选BCD。结合题图分析，曝气孔通入的是空气，空气中的氧气会降低厌氧微生物的分解能力，A错误；题图中吸附基质由多个碎块堆叠而成，会增加微生物附着的表面积，增大微生物的附着量，从而提高对河水的净化能力，B正确；植物能够利用水体中含氮、磷的无机盐进行生长，从而降低水体的富营养化，C正确；该修复工程通过微生物对河水中有机物的降解功能、植物对无机盐的吸收功能，降低了水体的富营养化，防止了浮游藻类的生长，从而增加了水体的透明度，有利于水中的水草等进行光合作用，D正确。
对生态工程的考查常结合种群、群落、生态环境保护、生态农业推进环境污染治理、能量多级利用、物质循环再生原理及提高生态系统稳定性等方面进行命题。
生态工程的概念、原理与实例
1．概念
2．生态学实例及其生态工程原理
实例
生态工程原理
单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害
物种多样性原理
草原确定合理载畜量，不能过度放牧
协调与平衡原理
引种考虑适应环境
协调与平衡原理
林业生态工程建设，既考虑树种又考虑生活问题
整体性原理
无废弃物农业
物质循环再生原理
在人工林中增加植被的层次
物种多样性原理
将很多单个生态系统优化组合，如桑基鱼塘
系统的结构决定功能原理
(系统学和工程学原理)
1．(多选)下图是某共生型设施生态农业模式图，下列相关叙述正确的是( )
A．输入该系统的总能量是①过程固定的太阳能和补充的适量饲料有机物中的化学能
B．碳元素在②③过程中的流动形式都是有机物
C．④过程表示分解者通过分解作用释放能量
D．实际生产中要注意控制蔬菜温室与畜禽舍的面积比
解析：选AD。在共生型设施生态农业模式中，输入该系统的总能量为①过程固定的太阳光能和补充的适量饲料有机物中的化学能，A正确；碳元素以有机物的形式由蔬菜流向畜禽，以CO2的形式由畜禽流向蔬菜，B错误；④过程表示沼气池中微生物通过分解作用产生的沼气可作为能源供家用和农场用，而分解者通过分解作用释放的能量是很难被人类利用的，C错误；在实际生产中要注意控制蔬菜温室和畜禽舍的面积比，维持能量流动和物质循环的正常进行，D正确。
2．下图表示某农业生态系统部分物质的循环过程，该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述错误的是( )
A．丰收的主要原因是各营养级间的能量传递效率高
B．蚕粪喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用
C．粪便、塘泥作肥料又归田，实现了物质循环再生
D．与自然生态系统相比该生态系统自动调节能力弱
解析：选A。与自然生态系统相比，该农业生态系统丰收的主要原因是实现了能量的多级利用，而不是能量传递效率高，A错误。
3．随着社会对环境问题的关注度提高，生态环境治理明显加强，环境状况得到了有效改善。请回答下列相关问题：
(1)生态工程是对____________________________________________________
进行修复重建，对不适宜的生产方式进行改善，促进人和自然的和谐发展。
(2)实现可持续发展，走生态经济之路，能源资源消耗强度大幅下降，很大程度上得益于实行“________”的原则，从而实现废弃物的资源化。
(3)实行生态工程，很多时候还需要考虑人文关怀、贫困地区的收入等问题，才能很好解决“前面造林，后面砍林”的现象，这遵循的是生态工程的________原理。
(4)生态工程的实施需要因地制宜，矿区生态破坏严重，矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于____________，为加速矿区生态环境的恢复，具体实施的措施有________、________(任答两点)。除此之外，在遇到重金属污染时，还常利用植物修复技术进行治理，修复前需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的________原理。
解析：(1)生态工程是对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对不适宜的生产方式进行改造，促进人和自然的和谐发展。(2)实现可持续发展，走生态经济之路，能源资源消耗强度大幅下降，很大程度上得益于实行“循环经济”的原则，从而实现废弃物的资源化。(3)“前面造林，后面砍林”的现象没有遵循整体性原理。(4)矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复与土壤微生物群落的重建。恢复过程中采取的具体措施有人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。选择的植物需与环境相适应，遵循的是协调与平衡原理。
答案：(1)已被破坏的生态环境 (2)循环经济 (3)整体性 (4)植被恢复与土壤微生物群落的重建 人工制造表土 多层覆盖(或特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程，任选两点，合理即可) 协调与平衡
[学生用书P158(单独成册)]
1．(多选)下列有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
B．在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大
C．基因载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入
D．以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2＋处理细胞以使其处于感受态
解析：选ACD。基因工程能打破生殖隔离，并定向地改变生物的遗传特性，A正确；限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越小，B错误；目的基因的载体上应有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入，C正确；微生物如大肠杆菌的细胞用Ca2＋处理后会处于易于接受外源基因的感受态，D正确。
2．(2016·高考江苏卷，T9)下列有关细胞工程的叙述，正确的是( )
A．PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合
B．用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂
C．骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体
D．核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体
解析：选D。PEG(聚乙二醇)可诱导植物原生质体融合，不能直接诱导植物细胞融合，A项错误；制备人工种子是用人工薄膜包裹组织培养形成的胚状体、腋芽等，B项错误；单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的，不能由骨髓瘤细胞经免疫处理后产生，C项错误；细胞核移植技术培育的克隆动物中，细胞核DNA来自提供体细胞核的个体，细胞质中线粒体DNA来自提供卵母细胞的个体，D项正确。
3．(2015·高考江苏卷，T3)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B．细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C．采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D．培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
解析：选C。正常乳腺中乳腺细胞不易离体培养，乳腺癌细胞由于细胞膜表面的糖蛋白减少，容易分散转移，更易离体培养，A错误；细胞核移植不一定是在同种动物、同种组织的细胞之间进行，如可以将一种生物体细胞的细胞核移植到另一种生物去核的卵母细胞中，B错误；采用胚胎分割技术可以增加同卵多胚的数量，但分割胚胎的次数是有限的，一般是一分为二，C正确；培养液中的维生素和激素只能起调节作用，不能提供能量，D错误。
4．(多选)(2019·南京市、盐城市二模)为研究培养基成分对马铃薯叶肉原生质体培养的影响，科学家配制了如下表所示的2种培养基，开展了有关实验，其他培养条件相同且适宜，实验结果如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
组别
培养基
培养天数
A
MS培养基(含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂)
7天
B
纤维二糖＋MS培养基(同上)
7天
A．本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片
B．培养基中还需要添加适当的生长素
C．制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理
D．添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长
解析：选BC。本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片，A正确；在植物组织培养过程需要加入适量的各种植物激素，生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，反之则利于根的分化，B错误；用湿热灭菌法对酶解液进行处理，会导致酶丧失活性，使实验失败，C错误；据题图可知，在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低，细胞的分裂率明显升高，所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长，D正确。
5．下图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列有关叙述正确的是( )
A．过程①需运用胚胎分割技术
B．嵌合体幼鼠是二倍体
C．代孕母鼠需进行超数排卵处理
D．图中囊胚细胞的基因型都相同
解析：选B。胚胎分割是指用机械方法将早期胚胎平均分割成二分胚或多分胚的过程，过程①表示16细胞胚发育成囊胚的过程，不需要运用胚胎分割技术，A错误；分析题图过程可知，嵌合体幼鼠由2个二倍体早期胚胎合并后发育而来，每个细胞中仍是2个染色体组，B正确；代孕母鼠只是为嵌合体幼鼠的发育提供发育场所，不需要代孕母体提供卵细胞，所以无需对其进行超数排卵处理，C错误；题图中囊胚由2个分别来自发育成白鼠的受精卵和来自发育成黑鼠的受精卵发育而来，囊胚中不同细胞的基因型可能不同，D错误。
6．草莓营养价值高且有保健功效，但却容易受到病毒的感染。科学家常用两种方法培育新品种：其一，培育无病毒组培苗；其二，将草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因(SMYELVCP)导入草莓基因组中培育出转基因抗病毒草莓。请分析回答下列问题：
(1)若培育无病毒组培苗，通常取植株的________进行组织培养。
(2)利用PCR技术扩增目的基因SMYELVCP，前提是__________________________________________________________________，
以便根据这一序列合成引物。为维持pH基本不变，需要在PCR反应体系中加入__________。
(3)重组载体上应含有特定的________(填“复制原点”“启动子”或“标记基因”)，它能被受体细胞的__________所识别，以便于催化转录过程。为检测目的基因是否转录出mRNA，常采用分子杂交技术，该技术的具体做法是___________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)草莓根系分布浅、蒸腾量大，对水分要求严格。我国西北一些地区曾大量种植草莓，但由于降雨量少，许多地方的草莓长成半死不活状，其失败的原因主要是违背了________原理。
解析：(1)利用植物组织培养技术获得脱毒苗，可取植株的无病毒的茎尖作为外植体进行组织培养。(2)利用PCR技术扩增目的基因时，要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物。若要维持反应过程中pH基本不变，需要在PCR反应体系中加入缓冲液。(3)RNA聚合酶可识别重组载体上的启动子。检测目的基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术，其具体做法是从转基因生物中提取全部的mRNA，用目的基因作探针与mRNA杂交，若出现杂交带，说明目的基因转录出了mRNA。(4)西北地区的降雨量少，而草莓对水分的需求量较大。我国西北一些地区大量种植草莓，致使许多地方的草莓长成半死不活状，这违背了生态工程的协调与平衡原理。
答案：(1)分生区(茎尖) (2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列 缓冲液 (3)启动子 RNA聚合酶 从转基因生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA (4)协调与平衡
7．在基因工程的操作过程中，有多种方法可检测目的基因是否导入受体菌。回答下列问题：
(1)PCR检测法：根据一段已知目的基因的核苷酸序列设计________，对受体菌的DNA进行扩增，经过变性、________、延伸三个步骤的循环，检测PCR产物的长度是否与目的基因一致。
(2)荧光蛋白基因筛选法：绿色荧光蛋白(GFP)在紫外线照射下会发出绿色荧光。用____________酶将目的基因和GFP基因拼接成融合基因，并与____________重组后导入受体菌，经培养筛选出能发出绿色荧光的菌落。
(3)环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如下图所示(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因)，Tetr表示四环素抗性基因，Tetr中插入目的基因后失活。用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌、含质粒的细菌、含重组质粒的细菌。
①用含有________和________的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含质粒的细菌被淘汰，理由是____________________________________________________________。
②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有____________的培养基。
解析：(1)利用PCR技术扩增目的基因需要根据一段已知目的基因的核苷酸序列设计引物。PCR一般要经历三十多次循环，每次循环包括变性、复性、延伸三步。(2)使用DNA连接酶将目的基因和GFP基因拼接成融合基因，并与运载体重组后导入受体菌。(3)①在含四环素和环丝氨酸的培养基上，四环素对含质粒的细菌(含四环素抗性基因)不起作用，含质粒的细菌能正常生长，但环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，故含质粒的细菌被淘汰。未转化的细菌在含四环素的培养基上停止生长(但不死亡)，环丝氨酸对停止生长的细菌不致死，故在含有四环素和环丝氨酸的培养基上，未转化的细菌不被淘汰。含重组质粒的细菌的四环素抗性基因被破坏，故该细菌在含有四环素和环丝氨酸的培养基上的表现与未转化的细菌相同。②由题可知，通过筛选，剩下含重组质粒的细菌和未转化的细菌。可以用含有氨苄青霉素的培养基筛选含有重组质粒的细菌，在这种培养基上只有含有重组质粒的细菌(含有氨苄青霉素抗性基因)才能生长繁殖。
答案：(1)引物 复性 (2)DNA连接 运载体 (3)①四环素 环丝氨酸 含质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，环丝氨酸使其致死 ②氨苄青霉素
8．胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎，或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。请回答相关问题：
(1)用于移植的早期胚胎通常为体外受精及转基因、__________等技术获得的胚胎。
(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，在这一过程中供体的主要职能是____________________________________________________________________
________________________，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代。
(3)胚胎移植能否成功，与______________________有关，供体、受体的发情时间________(填“需要”或“不需要”)一致；同时，可对供体施行______________处理，以获得多个卵细胞用于体外受精。
(4)早期胚胎形成后，在一定时间内处于________状态，这就为胚胎的收集提供了可能；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生______________，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
解析：(1)早期胚胎通常为转基因、核移植、体外受精等技术获得的胚胎。(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，其中供体的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎。(3)胚胎移植能否成功，与受体和供体的生理状况有关，供体和受体的发情时间需要一致；同时，对供体实施超数排卵处理可获得多个卵细胞，用于体外受精。(4)早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎的存活提供了可能。
答案：(1)核移植 (2)产生具有优良遗传特性的胚胎 (3)供体和受体的生理状况 需要 超数排卵 (4)游离
免疫排斥反应
9．据报道，美国科研人员通过基因转移技术，从根本上治愈了实验小鼠所患的Ⅰ型糖尿病，这种技术把选定的X基因输入胰腺，这些基因随后得到整合并促使消化系统和其他类型的细胞制造胰岛素，请回答下列问题：
(1)在基因工程中，X基因称为________。利用PCR技术扩增X基因时，需要在反应体系中添加的有机物质是________、________、4种脱氧核苷酸和热稳定的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(2)将X基因导入小鼠体内之前，需要操作的核心步骤是________，此步骤最常用的运载工具是________，所需要的酶是限制酶和________。
(3)X基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上通常采用________技术检测X基因是否导入受体细胞，在个体水平上应检测________。
解析：(1)X基因在基因工程中被称为目的基因。利用PCR技术扩增目的基因时，反应体系中需要加入引物、模板DNA、4种脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶等。(2)基因工程中的核心操作步骤是基因表达载体的构建。基因工程中常用质粒作为载体，需要限制酶和DNA连接酶作为工具酶。(3)X基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上检测目的基因是否导入受体细胞通常采用DNA分子杂交技术，在个体水平上应检测实验小鼠所患的Ⅰ型糖尿病是否被根治。
答案：(1)目的基因 引物 模板DNA (2)基因表达载体的构建 质粒 DNA连接酶 (3)DNA分子杂交 实验小鼠所患的Ⅰ型糖尿病是否被根治
10．请回答下列问题：
(1)植物组织培养过程中，由于培养细胞处于________状态，故容易受到培养条件和外界的影响而发生突变。若对愈伤组织进行物理或化学诱变处理，促使其发生突变，再通过________形成植株，从中筛选出抗病、高产优质的突变体，就可以培育成新品种。
(2)用植物体细胞杂交技术培育番茄—马铃薯，就是将这两种植物体细胞，在一定条件下________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
这项研究在______________________________________上取得了重大突破。
(3)一种由正常体细胞经人工逆转后形成的诱导性多能干细胞(iPSC)经基因修饰后分化成特定的T淋巴细胞。体外培养iPSC过程中，通常需要在培养基中添加________等天然成分。
(4)制备抗人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体过程中，需要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该细胞的特点是________________________________________________，
对杂交瘤细胞还需进行________培养，并用________对其进行专一抗体检测，经多次筛选获得足够数量的所需细胞进行体内或体外培养。
解析：(1)植物组织培养过程中，由于培养细胞处于分生状态，故容易受到培养条件和外界影响而发生突变。愈伤组织通过再分化可形成植株。(2)用植物体细胞杂交技术培育番茄—马铃薯，就是将这两种植物体细胞去掉细胞壁后，在一定条件下诱导融合形成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体。植物体细胞杂交技术能克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。(3)进行动物细胞培养时，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，通常需要在培养基中添加血清、血浆等一些天然成分。(4)在制备抗人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体过程中，需要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体。对杂交瘤细胞还需进行克隆化培养，并用人绒毛膜促性腺激素对其进行专一抗体检测，经多次筛选获得足够数量的所需细胞进行体内或体外培养。
答案：(1)分生(或脱分化) 诱导分化(或再分化)
(2)融合形成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体 克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍(或克服生殖隔离) (3)血清、血浆 (4)既能迅速大量繁殖，又能产生专一(特异性)抗体 克隆化 人绒毛膜促性腺激素
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