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第四讲生态工程
[教材知识问题化梳理]
一、生态工程的基本原理
1．建设目的
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
2．特点
少消耗、多效益、可持续的工程体系。
3．基本原理
(1)物质循环再生原理：
物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用。
(2)物种多样性原理：
生物多样性程度高，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。
(3)协调与平衡原理：
处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。
(4)整体性原理：
在进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(5)系统学和工程学原理：
①系统的结构决定功能原理：在生态工程建设中，需要利用此原理来改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果。
②系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。
二、生态工程的实例(连线)
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。(×)
2．在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循物质循环再生原理。(√)
3．根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。(√)
4．“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理。(√)
5．在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据窦店农村综合发展生态工程示意图回答问题。
(1)该生态工程遵循的主要原理有哪些？
答案：物质循环再生原理、物种多样性原理和整体性原理。
(2)该生态工程实现物质循环再生的主要措施是什么？
答案：建立沼气池，实现了废物再利用。
生态工程的基本原理
项目 理论基础 意义 实例
物质循环再生原理 物质循环 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 “无废弃物农业”
物种多样性原理 生态系统的稳定性 生物多样性程度高，可提高生态系统的抵抗力稳定性 “三北”防护林建设中的单纯林问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调与平衡原理 生物与环境的协调与平衡 可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题
整体性原理 社会—经济—自然复合系统 统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题
系统学和工程学原理　 系统的结构决定功能原理：分布式结构优于集中式和环式结构 改善和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘
系统整体性原理：总体功能大于各部分之和 能保持很高的系统生产力 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系
[例1]　下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是(　　)
选项 有关事例 相关的生态工程原理
A. 无废弃物农业 遵循物质循环再生原理
B. 在人工林中增加植被的层次 遵循物种多样性原理
C. 无锡太湖水体富营养化引起大面积水华 违反协调与平衡原理
D. 前面造林，后面砍树 违反系统学和工程学原理
[解析]　如果违反生态工程的整体性原理，农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍树”的现象。
[答案]　D
生态工程的实例
类　型 问　题 原　理 对　策 案　例
农村综合发展型生态工程 资源有限，人多地少 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理 建立综合发展型生态工程 窦店村以沼气工程为中心的生态工程
小流域综合治理生态工程 小流域的水土流失 整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理 运用多种原理，应用多种措施综合治理 甘肃陇南县“九子登科”模式
大区域生态系统恢复工程 土地荒漠化 协调与平衡原理、整体性原理 退耕还林还草、植树造林等 “三北”防护林退耕还林还草工程
湿地生态恢复工程 湿地的缩小和破坏 控制污染、退耕还湖 江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程 矿区生态环境的破坏 系统学和工程学原理 修复土地、恢复植被 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
城市环境生态工程 环境污染 协调与平衡原理、整体性原理等 城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等 污水及垃圾处理、城市绿化
[例2]　下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于(　　)
A．湿地生态恢复的生态工程
B．节水和废水处理与应用的生态工程
C．小流域综合治理与开发的生态工程
D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
[解析]　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。
[答案]　B
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易误点 对生态工程实例所用的原理辨析不清
失误类型 审题偏差类失误
　　
如图是某同学绘制的我国北方农区的一种“四位一体”的生态家园示意图，其中沼气池、
　①
猪舍、厕所和日光温室等保持了合理的结构和比例。下列说法正确的是(双选)(　　) 　
②
A．在农村发展沼气有利于保护林草植被
B．该工程充分体现了物质循环再生的原理
C．保持生物比例合理遵循整体性原理
D．能量可随着沼气的使用而流入生物体内
[自主尝试]　选__AB__
关键点 获取信息
① 图中所示生态家园，通过建立沼气池实现了废物的再利用，从而实现了物质的循环再生，沼气池可提供燃气，减少了木材燃料的消耗，利于保护林草植被
② 沼气池、猪舍、厕所和日光温室等保持了合理的结构和比例遵循系统学与工程学原理，而不是遵循整体性原理
　　
(1)因不能准确理解整体性原理和物质循环再生原理的区别，而误选C项。
(2)因对能量单向流动的理解不透彻，而误选D项。
现代生物科技专题
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．下列有关基因工程的叙述中，正确的是(　　)
A．基因工程又叫体外DNA重组技术
B．EcoRⅠ酶只能切割含目的基因的DNA
C．Ti质粒只能运载Bt毒蛋白基因
D．基因表达载体上含有终止密码子
解析：选A　EcoRⅠ酶能识别所有含有GAATTC序列的DNA分子；Ti质粒是农杆菌中的环状DNA分子，可携带与插入位点相符的外源基因；终止密码子在mRNA上，而基因表达载体是重组的DNA分子。
2．(2013·杭州名校模考)下列有关植物体细胞杂交技术的叙述，错误的是(　　)
A．需要在无菌环境条件下且培养基中需要加入植物激素
B．需要纤维素酶和果胶酶处理以获得原生质体
C．植物体细胞杂交技术的原理是基因重组
D．利用植物体细胞杂交可以获得多倍体植株
解析：选C　植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜的流动性以及植物细胞的全能性。
3．对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。下面关于基因工程的相关知识中，不可能是争论的原因的是(　　)
A．对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限
B．所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移
C．外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
D．DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”
解析：选D　在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不可能是争论的原因。
4．2012年7月21日北京遭遇了61年不遇的特大降水，遇难人员的鉴别很多需要提取样本DNA经公安部门核实，才能确认遇难者身份。遇难遗体进行DNA鉴定时常用到PCR技术，而且样本DNA必须被完全酶切，否则将会影响鉴定结果。下列有关叙述错误的是(　　)
A．切割样本DNA的工具是限制性核酸内切酶
B．PCR技术可判断亲缘关系，但不能用于基因诊断
C．利用PCR技术扩增样本DNA所用的酶是Taq酶
D．鉴定时的DNA探针是用放射性同位素作标记的DNA片段
解析：选B　限制性核酸内切酶是切割DNA分子的工具；依据题意可知，PCR技术可用于DNA鉴定，即可以判断亲缘关系，也可用于基因诊断。
5．硕果累累的转基因成果在带给人们喜悦的同时，也促使人们进行冷静地反思。下列对转基因生物的几项反思中，不合理的是(　　)
A．转入动物蛋白基因的农作物有可能侵犯素食者的权益
B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为新的过敏原
C．重组微生物产生降解某些化合物的产物可能对环境造成二次污染
D．种植抗除草剂农作物对环境没有任何负面影响
解析：选D　转入动物蛋白基因的农作物，所产生的动物蛋白有可能侵犯素食者的权益；转基因植物合成的某些新的蛋白质，可能使部分人群在食用后产生过敏反应，而成为新的过敏原；重组的微生物在降解某些化合物过程中所产生的中间产物，可能会对人类生活环境造成二次污染；转基因植物的抗除草剂基因可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”。
6．下列是动物细胞工程常用的技术手段与相关应用的搭配，不合理的是(　　)
A．体细胞克隆技术——保护濒危物种
B．杂交瘤技术——制备单克隆抗体
C．细胞培养技术——促进优良畜群繁育
D．细胞培养技术——获取自体健康皮肤
解析：选C　动物体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，保护濒危物种；制备单克隆抗体用到了动物细胞融合技术；动物细胞培养技术可用于生产生物制品、检测有毒物质、获取自体健康皮肤等。
7．(2013·南通学情调研)哺乳动物如牛、羊等是人类生活中重要的肉制品、毛皮制品的原料来源，但哺乳动物妊娠时间长，每胎产子数量少、繁殖速度比较慢。要加快优良种畜的繁殖速度，目前可行的方法是(　　)
A．胚胎移植　　　　　　　 B．动物细胞培养
C．核移植 D．动物细胞融合
解析：选A　胚胎移植的优势就是能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，加快优良种畜的繁殖速度。
8．(2013·广东四校联考)下列有关生态工程的说法不正确的是(　　)
A．超载放牧导致草地退化，主要违背协调与平衡原理
B．矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是植被恢复
C．对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地和建立自然保护区就可以
D．城市生活垃圾实现废物资源化利用的依据是物质循环再生原理
解析：选C　处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，如果生物数量超过了环境的承载力限度，就会引起系统的失衡和破坏。湿地的恢复，要采用工程和生物措施相结合的方法，还要尽量减少人类的干扰。
9．(2013·南京模拟)为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家常采用胚胎移植的方法。下列与胚胎移植相关的叙述中不合理的是(　　)
A．试管牛和克隆牛的培育过程中均用到胚胎移植
B．用来促进供体母牛超数排卵的是下丘脑分泌的促性腺激素
C．胚胎移植时应选用发育到桑椹胚期和囊胚期的胚胎
D．采取胚胎分割移植技术可同时获得多个性状相同的家畜个体
解析选B　用来促进供体母牛超数排卵的应是垂体分泌的促性腺激素。胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一，可同时获得多个性状相同的家畜个体。
10．(2013·浙江四校调研)下列有关试管动物技术的叙述不正确的是(　　)
A．体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精
B．胚胎移植之前需检查精卵细胞的受精状况和受精卵的发育能力
C．早期胚胎发育的过程为：受精卵→桑椹胚→卵裂→囊胚→原肠胚
D．移植入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响
解析：选C　早期胚胎发育的过程为：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
11．下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述中，正确的是(　　)
A．囊胚与桑椹胚相比，每个细胞内DNA总量增加
B．囊胚与桑椹胚相比，细胞数目较多
C．组成囊胚和桑椹胚的细胞，都是全能细胞
D．桑椹胚的形成在卵巢，囊胚的形成在输卵管
解析选B　由桑椹胚发育到囊胚进行的是有丝分裂，每个细胞内DNA总量不变；囊胚期开始出现分化，其中的滋养层细胞不是全能细胞；受精卵是在输卵管中形成的，故其发育形成早期胚胎的过程不可能在卵巢。
12．CCTV－4“国际频道”曾报道，广东出入境检疫部门连续两次从美国进口冻猪肾和加拿大进口冻猪肉中检测出兽药残留物——莱克多巴胺。这种兽药对人体细胞的毒性大小可以采用的检测技术是(　　)
A．组织培养技术　　　　　　 B．细胞融合技术
C．动物细胞培养 D．基因拼接技术
解析：选C　动物细胞培养可用于检测有毒物质，依据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可判断该化学物质的毒性。
13．有关“治疗性克隆”的说法错误的是(　　)
A．其核心技术是胚胎干细胞培养技术
B．中国政府既反对生殖性克隆，也反对治疗性克隆
C．解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥问题
D．胚胎干细胞可以克隆出不同组织细胞的根本原因是基因的选择性表达
解析：选B　治疗性克隆是指从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗，其关键技术是胚胎干细胞的培养，目的是培养出能够用于医学治疗的供体器官，以解决供体器官不足和移植后免疫排斥问题。用胚胎干细胞能够培养出不同的组织器官，原因是基因进行选择性表达。中国政府反对生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。
14．关于体外受精技术叙述正确的是(　　)
A．获取的精子经获能后才能进行体外受精
B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵
C．精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫
D．精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵
解析：选A　卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精；成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植；防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。
15．(2013·信阳调研)2010年5月20日，美国生物学家克雷格·文特尔宣布在实验室中制造出生命细胞。克雷格·文特尔将一种成为丝状支原体的微生物DNA进行重塑，并将新的DNA片段“粘”在一起，植入另一种细菌中。新的生命由此诞生。这是世界上第一个人造细胞，我们称它为“人造儿”，因为这个细胞的遗传物质完全来自合成的DNA。下列关于“人造儿”的说法错误的是(　　)
A．“人造儿”没有细胞核
B．“人造儿”的DNA在自然界中可能不存在
C．“人造儿”不会衰老、死亡
D．“人造儿”所需要的营养物质与其他细胞没有差异
解析选C　根据题意，“人造儿”是由DNA片段，植入一种细菌中人造产生的，因细菌没有细胞核，故“人造儿”也没有细胞核；“人造儿”的DNA是人为地将不同生物的DNA进行重组形成的，在自然界中可能不存在；“人造儿”所需要的营养物质与其他细胞没有差异；“人造儿”是一个细胞，也有形成、衰老、死亡的过程。
16．诺贝尔生理学或医学奖得主马里奥·卡佩基等三位科学家创造了“基因敲除”的方式：用外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的DNA 同源序列中，使某一个基因被取代或破坏而失活，形成杂合体细胞。然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。科学家已经利用上述技术成功地把人类囊肿性纤维化病的致病基因移植到小鼠身上，培育出了患囊肿性纤维化病的小鼠。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．这种嵌合体小鼠长大后体内存在外源基因，而且可能会遗传给后代
B．在基因敲除中需要用到限制性核酸内切酶等
C．通过“基因敲除”方式导致的变异类型属于基因突变
D．基因敲除技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究
解析：选C　由题意知“基因敲除”技术利用的是基因工程技术，其变异类型属于基因重组。
17.(2013·广东四校联考)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代生物工程技术，①②③表示其结果，下面说法不正确的是(　　)
A．若a是核移植技术，后代不发生基因重组和变异
B．若b是体外受精技术，②的设计产生可能有伦理争议
C．若c是胚胎分割技术，③中个体的产生实质上就是克隆
D．图中所示的三项技术属于动物细胞工程和胚胎工程
解析：选A　如果a是核移植技术，则后代实现了亲本细胞核和细胞质基因的重组，因此也存在变异；如果b为体外受精技术，则②可为设计试管婴儿，其设计产生会引发社会伦理问题；如果c为胚胎分割技术，则形成的③为多个基因型完全相同的个体，故其实质为克隆；核移植技术属于动物细胞工程，体外受精和胚胎分割技术属于胚胎工程。
18．(2013·金丽衢十二校联考)下图为转基因抗病香蕉的培育过程示意图。其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ等为相应限制性内切酶的切点，同时质粒中含有卡那霉素的抗性基因(Kanr)。以下有关培育过程的说法正确的是(　　)
A．①过程为脱分化，细胞数目不变
B．①②过程需要激素支持以及二氧化碳培养箱
C．在含抗病基因的DNA和质粒中，均只含有1个PstⅠ限制酶的识别序列
D．用含卡那霉素的培养基培养香蕉组织块时，导入普通质粒的组织细胞也能存活
解析：选D　脱分化过程细胞数目增多；①②过程需要激素(如细胞分裂素和生长素)支持，但不需要二氧化碳培养箱；由图示可知，要获得重组质粒，需要同时用PstⅠ限制酶和EcoRⅠ限制酶切割质粒和抗病基因，但不能确定含抗病基因的DNA和质粒只含有一个PstⅠ限制酶识别序列；普通质粒中含卡那霉素抗性基因，所以导入普通质粒的组织细胞可在含卡那霉素的培养基中存活。
19．(2013·南京名校阶段考试)如图为利用自然生态系统净化污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即氧化塘)。请据图分析下列叙述错误的是(　　)
A．图中甲可以表示氧气，乙可以表示二氧化碳、无机盐等
B．由图示看，氧化塘净化污水的途径有物理沉降和微生物的分解作用
C．氧化塘实现净化污水的原理主要是利用细菌和藻类的分解作用来分解有机污染物
D．随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能是需氧型、兼性厌氧型、厌氧型
解析：选C　流入的污水经沉淀后被污泥中的微生物分解，分解产生的无机盐又被藻类等生产者利用，这个过程中细菌起的是分解作用，而藻类的作用不能称为分解作用。整个过程中既有物理沉降又有微生物的分解作用。随着距水面深度的增加，含氧量不断下降，不同水层的微生物呼吸作用类型可能依次是需氧型、兼性厌氧型和厌氧型。
20．(2013·石景山一模)下图表示某人工设计的生态系统，有关叙述不正确的是(　　)
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率
B．该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质和能量循环流动的进行
C．合理使用农家肥可提高葡萄和蔬菜的产量
D．该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高
解析选B　该图是利用生物学原理设置的人工生态系统图；在该系统内，葡萄、蔬菜是生产者，通过光合作用固定太阳能，通过食物链把能量传给人、猪等生物，同时为了提高能量和物质利用率，猪粪流进沼气池，沼渣喂养蚯蚓、蝇蛆，施入农田等，实现了物质循环再生，提高了能量利用率，但食物链中能量的传递效率没有改变，蚯蚓等能促进物质循环，但不能使能量循环流动。
二、非选择题(共60分)
21．(14分)(2013·潍坊模拟)某竹芋科植物果实中含有一种甜蛋白，其甜度为蔗糖的三千倍，是理想的甜味剂。某研究小组试图把甜蛋白基因(目的基因)导入黄瓜中，以改良这种黄瓜的品质。获得转基因黄瓜植株的流程图如下，请回答：
(1)通过步骤①和②可人工合成目的基因，在步骤②中先以mRNA为模板在________________酶的作用下合成互补DNA，然后通过一系列实验从中筛选出________基因。此外，还可以根据甜蛋白的氨基酸序列推测出__________________序列，再用________合成。
(2)通过________技术，可以获得大量目的基因。利用该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成________。
(3)导入了目的基因的叶片组织细胞经过步骤③________和④________后形成了完整的植株，说明____________。
(4)可以通过________________技术检测黄瓜植株中是否含有甜蛋白。
解析：(1)在逆转录酶的作用下将mRNA合成DNA，然后再从中筛选出甜蛋白基因，还可以根据甜蛋白的氨基酸序列推测出甜蛋白基因的核苷酸序列，再通过化学方法进行合成。(2)大量扩增目的基因可以采用PCR技术，在使用该技术之前，需要合成相应的引物。(3)由于植物细胞具有全能性，因此，含有目的基因的叶片组织细胞通过脱分化和再分化可以形成完整的植株。(4)检测植株中是否表达出甜蛋白，可以采用抗原—抗体杂交法。
答案：(1)逆转录　甜蛋白　甜蛋白基因的(脱氧)核苷酸　化学方法　(2)PCR　引物　(3)脱分化　再分化　植物细胞具有全能性　(4)抗原—抗体杂交
22．(15分)(2013·银川联考)某女性患有输卵管阻塞和红绿色盲，其丈夫表现正常，该夫妇借助试管婴儿技术“借腹生子”，一次生殖过程中生出的两个孩子如图所示，请分析回答：
(1)过程X若想顺利进行必须满足两个条件：①来自父方的精子要进行________；②来自母方的卵子要_______________________。
(2)过程Y的细胞分裂方式是________，该过程早期在________(填“体内”或“体外”)进行。
(3)________(生物技术)是甲、乙产生的最后一道工序。一般来说，该技术操作比较合适的时期是________________________。
(4)这两个孩子性别是否相同？________(填“是”或“否”)。若借助人工手段获得这样两个胎儿，需要用到的技术手段是________________________________________________________________________。
(5)如果你是医生，你应该建议这对夫妇选择生下哪种性别的孩子？________；为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)代孕母亲开始阶段要和该女性患者同时注射某种激素，进行这一操作的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)受精作用顺利进行必须满足两个条件：精子获能，卵子要培养至MⅡ中期。(2)过程Y是卵裂过程，其细胞分裂方式是有丝分裂。本题题干要求的是“借腹生子”，卵裂早期在体外进行。(3)胚胎工程的最后一道工序是胚胎移植。胚胎移植的适宜时期是桑椹胚或囊胚期。(4)本题中产生的子代有甲、乙两个，但受精卵只有一个，因此该双胞胎是同卵双胞胎。由于来自同一受精卵，所以这两个孩子的性别相同。若借助人工手段获得这样两个胎儿，需要用到的技术手段是胚胎分割。(5)根据题意，母亲色盲、父亲正常，则生下女儿必正常、生下儿子必为色盲，因此这对夫妇应选择生下女孩。(6)胚胎移植前，代孕母亲开始阶段要和该女性患者同时注射激素，以便使供受体生理变化相同，提供胚胎发育所需的生理环境。
答案：(1)获能处理　培养至MⅡ中期　(2)有丝分裂　体外　(3)胚胎移植　桑椹胚或囊胚期　(4)是　胚胎分割
(5)女性　母亲色盲父亲正常，生下女儿必正常、生下儿子必为色盲　(6)使供受体生理变化相同，提供胚胎发育所需的生理环境
23．(16分)下图甲是“白菜—甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，图乙是杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜CO2浓度变化曲线。请据图回答有关问题：
(1)②过程常用的试剂是________，与其相比，动物细胞融合过程中特有的方法是用________________来处理。
(2)同白菜和甘蓝的有性杂交后代相比，上述方法得到的新植株________(填“是”或“否”)可育，这是因为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)据曲线分析，该植株开始积累有机物的时间在________，积累有机物最多的时间在________，该植株经过一昼夜后，________(填“能”或“否”)积累有机物。
(4)与曲线中CO2浓度变化有关的细胞器是________，请写出其增加膜面积的结构名称：________________________________________________________________________。
解析：(1)②过程为原生质体融合，常用的促融剂为聚乙二醇。(2)白菜和甘蓝体细胞杂交产生的是异源四倍体，其杂种细胞中有同源染色体存在，故可育。(3)b点CO2浓度开始下降，表明植物开始从外界吸收CO2进行光合作用故开始积累有机物。c点是曲线最低点，从c点以后开始有机物的消耗，经过一天的积累，到18时，有机物积累量最多。由于吸收量与释放量一致，可见一昼夜后净产量为零，故一昼夜后不能积累有机物。
答案：(1)聚乙二醇　灭活的病毒　(2)是　杂种细胞中有同源染色体，能产生正常的配子　(3)6时　18时　否　(4)叶绿体和线粒体　基粒(或类囊体)和嵴
24．(15分)表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图一、图二中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题
限制酶 MseⅠ PstⅠ EcoRⅠ SmaⅠ XmaⅠ
识别序列及切割位点 　↓　　GAATTAATTCCTTAATTAAG ↑ ↓CTGCAG　　　　GACGTC　　　　　　　　　↑ ↓　　　GAATTC　　　　　　　CTTAAG　　　　　　　　　　　　↑ ↓CCCGGG　GGGCCC　　　 ↑ ↓　　　CCCGGG　GGGCCC ↑　　　　　　
(1)限制酶SmaⅠ和限制酶XmaⅠ作用的相同点是________________，不同点是________________。
(2)研究发现复制原点的碱基序列通常含A、T碱基较多，其意义是________________________________________________________________________。
(3)在用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒时，需要对质粒进行改造，构建新的限制酶酶切位点。试写出构建需要的限制酶酶切位点的过程(提供构建需要的所有条件)：
①首先用________酶处理质粒；
②然后用DNA聚合酶等处理质粒；
③再用________酶处理质粒，从而形成新的限制酶酶切位点，可被________酶识别。
(4)基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。如图表示运用影印培养法(使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法)检测基因表达载体是否导入大肠杆菌。
培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A和培养基B分别还含有________、________。从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是________菌落中的细菌。
解析：(1)限制酶Sma Ⅰ和限制酶Xma Ⅰ识别的序列相同，但前者切割形成的是平末端，后者切割形成的是黏性末端，即二者催化反应的结果不同(切割位点不同)。(2)由于A、T碱基对间的氢键数较少，解旋更容易。(3)要使外源DNA和质粒连接，二者被限制酶切割后形成的黏性末端应该相同，因此需对质粒进行改造，质粒上有PstⅠ的酶切位点和EcoRⅠ的酶切位点，但无MseⅠ的酶切位点，因此先用EcoRⅠ酶切割质粒，然后用DNA聚合酶等处理质粒，再用连接酶处理质粒，从而成形MseⅠ的酶切位点。(4)从实验结果可以看出，培养基A中含有4和6的菌落，培养基B中无4和6的菌落，故培养基A含有四环素，培养基B含有青霉素(青霉素和四环素)，4和6菌落中的细菌含有目的基因。
答案：(1)识别的序列相同　催化反应的结果不同(切割位点不同)　(2)A、T碱基对间氢键数少，使DNA双链解旋更容易　(3)EcoRⅠ　DNA连接　MseⅠ　(4)四环素　青霉素(青霉素和四环素)　4和6第一讲基因工程
[教材知识问题化梳理]
一、基因工程的基本工具
1．限制性核酸内切酶
(1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。
(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA连接酶
常用类型 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
功能 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端
结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
3．载体
(1)常用载体——质粒
(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
二、基因工程的操作程序[动漫演示更形象　见课件光盘]
(1)
(2)
(3)方法
　
(4)
三、蛋白质工程
(1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计。
(2)操作手段：基因修饰或基因合成。
(3)设计流程：
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．限制酶只能用于切割目的基因。(×)
2．DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。(×)
3．E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。(×)
4．质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。(√)
5．载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。(√)
6．利用PCR技术能合成目的基因。(×)
7．目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。(√)
8．检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术。(×)
9．蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。(√)
10．蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据农杆菌转化法示意图回答下列问题：
(1)农杆菌T质粒中T－DNA具有怎样的特点？
答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(2)农杆菌转化法的基本原理是什么？
答案：利用农杆菌T－DNA的可转移性，将目的基因插入T－DNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞，并整合到植物细胞的染色体上。
(3)农杆菌转化法主要适用于哪类植物？
答案：双子叶植物和裸子植物。
基因工程的操作工具
1．限制性核酸内切酶
(1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，两侧碱基互补对称。
(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。
当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端，如下图所示：
2．限制酶与DNA连接酶的关系
3．载体具备的条件
条件 适应性
稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量可扩大
有一个至多个限制酶切割位点 可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因 便于重组DNA的鉴定和选择
[联前系后]
——————————————————————————————————————
限制酶与连接酶的作用位点
(1)限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。
(2)切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要使用相同的限制酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在DNA分子链上。
—————————————————————————————————————— [例1]　下图是基因工程中利用pBR322质粒(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表。结合图表分析，下列叙述错误的是(　　)
A．pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸
B．形成重组质粒时，应选用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ对含抗病基因的DNA、质粒进行切割
C．一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段和6个黏性末端
D．将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞
[解析]　图中pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的DNA，可知该DNA含三个限制酶切割位点，其中SmaⅠ的切割位点位于抗病基因内部，因此用PstⅠ、EcoRⅠ才能完整地切下该抗病基因；一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段，产生6个末端，从表格信息可知，EcoRⅠ、PstⅠ切割产生的4个末端是黏性末端，而SmaⅠ切割产生的2个末端是平末端；当EcoRⅠ切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因(Ampr)已受到破坏，因此，在筛选时，应将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。
[答案]　C
基因工程的操作过程
1.获取目的基因
(1)直接分离
(2)人工化学合成：适用于分子较小的基因。
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)目的：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。
(2)
(3)构建过程：
3．将目的基因导入受体细胞
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 感受态细胞法
受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
转化过程 将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
4．目的基因的检测与鉴定
[例2]　重组酵母乙肝疫苗是一种乙肝表面抗原(HbsAg)亚单位疫苗，它是采用现代生物技术将乙肝病毒表达表面抗原的基因进行质粒构建，导入啤酒酵母菌中，通过培养这种重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。科学家利用基因工程生产乙肝疫苗的过程如图所示，请回答下列问题：
乙肝病毒HbsAg重组DNA③,酵母菌乙肝疫苗
(1)自1979年对乙型肝炎病毒基因组的DNA测序完成后，得知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。因此在①过程中可通过________获取HbsAg基因。
(2)在②过程中需要用到的工具酶有________。重组DNA分子中除了具有HbsAg基因和标记基因外，还应包括________和________。
(3)列举酵母菌作为基因工程的受体细胞的一个优点：
________________________________________________________________________。重组DNA导入酵母菌前，
用________处理酵母菌，使之成为感受态细胞，有利于完成转化过程。
(4)检测重组酵母菌中的HbsAg基因是否表达乙肝表面抗原亚单位的方法是________技术。
[解析]　(1)如果目的基因比较小，核苷酸序列又已知可以通过DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。(2)②过程中应先用同一种限制酶切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将切下来的DNA片段拼接成重组DNA。构建的基因表达载体除了目的基因和标记基因外，还必须有启动子、终止子。(3)基因工程用酵母菌作为受体细胞，是因为它具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点；将目的基因导入酵母菌时，首先用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收重组DNA分子，完成转化过程。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是从重组酵母菌中提取蛋白质，且相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达。
[答案]　(1)化学方法直接人工合成　(2)限制酶和DNA连接酶　启动子　终止子　(3)繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等　Ca2＋　(4)抗原—抗体杂交
易误点 不能区分酶的作用部位及蛋白质工程与基因工程
失误类型 知识理解类失误
　　
1．五种DNA相关酶的比较
作用底物 作用部位 形成产物
限制酶 DNA分子 磷酸二酯键 黏性末端或平末端
DNA连接酶 DNA片段 磷酸二酯键 重组DNA分子
DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 子代DNA
DNA解旋酶 DNA分子 碱基对间的氢键 形成脱氧核苷酸单链
DNA(水解)酶 DNA分子 磷酸二酯键 游离的脱氧核苷酸
2．蛋白质工程与基因工程的比较
项目区别与联系 蛋白质工程 基因工程
区　别 过程 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品
结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质
联　系 ①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)列举各种酶的功能及作用位点，从中予以判断和选择。
(2)以过程图或流程图为素材，考查基因工程与蛋白质工程的区别和联系。
1．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是(　　)
A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA
B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接
C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA
D．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA
解析：选C　DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA；DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接；逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。
2．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析错误的是(　　)
A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能
B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D．图中各项技术并没有涉及基因工程技术
解析：选D　蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列，进而生产相应的蛋白质。图中新的干扰素基因导入受体细胞中表达新的干扰素，说明该过程涉及基因工程技术。第二讲细_胞_工_程
[教材知识问题化梳理]
一、植物细胞工程
1．植物组织培养
(1)理论基础：植物细胞的全能性。
(2)操作过程：
―→
图中①脱分化，②再分化，A表示愈伤组织，B表示胚状体或丛芽
2．植物体细胞杂交技术
(1)过程①为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理方法包括离心、振动、电刺激等；化学方法一般用聚乙二醇作诱导剂。
(3)过程③是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。
二、动物细胞培养
1．概念与操作流程
2．培养条件
(1)无菌、无毒的环境。
(2)营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外，还通常需加入血清等天然成分。
(3)适宜的温度和pH：温度为36.5℃±0.5℃，pH为7.2～7.4。
(4)气体环境：CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
三、体细胞核移植技术
四、单克隆抗体
(1)制备过程：
(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．理论上，每个正常活细胞都具有全能性。(√)
2．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。(×)
3．愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。(×)
4．原生质体融合的原理是细胞膜的流动性。(√)
5．再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。(√)
6．传代培养的细胞失去接触抑制现象。(×)
7．原代培养和传代培养都需要用胰蛋白酶处理。(√)
8．动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。(×)
9．克隆动物的性状与供体动物完全相同。(×)
10．单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。(√)
11．杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一性抗体。(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据动物细胞培养过程回答下列问题：
(1)能否用胃蛋白酶处理动物组织块，使之分散成单个细胞？为什么？
答案：不可以，因为培养液pH为7.2～7.4，胃蛋白酶的最适pH为1.8左右。
(2)细胞获得不死性是在原代培养过程中，还是在传代培养过程中？
答案：传代培养过程中。
(3)冷冻保存的细胞为什么要选10代以内的培养细胞？
答案：保持细胞正常的二倍体核型。
植物组织培养与动物细胞培养的比较
1．植物组织培养与动物细胞培养的异同
项目 植物组织培养 动物细胞培养
理论基础 植物细胞全能性 细胞增殖
培养基 类型 固体或半固体培养基 液体培养基
成分 水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材 植物幼嫩部位或花药等 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
过程 外植体(离体根、茎、叶等) 动物胚胎或幼龄动物的组织器官
结果 新的组织或植株个体，可以体现全能性 新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
目的 ①植株快速繁殖②脱毒植株的培育③人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育 ①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育③检测有毒物质④生理、病理、药理学研究
相同点 ①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
2．相关概念的辨析
(1)原代培养和传代培养：
①原代培养：
可有两种表述：a.细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；b.第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。
②传代培养：
同样有两种表述：a.细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；b.传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。
(2)细胞株和细胞系：
①细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传50代左右，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。
②细胞系：细胞株传至50代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。
[例1]　下列与细胞工程技术相关的表述中，不正确的是(　　)
A．植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍
B．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分相同
C．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同
D．植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性
[解析]　植物体细胞杂交可以把来自不同植物的细胞融合在一起，克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障碍，融合后的细胞能培育成一个植物个体，体现了植物细胞全能性，细胞融合原理是膜的流动性，但植物细胞培养基除基本成分外还需要植物激素，动物细胞培养液还需要动物血清。
[答案]　B
植物体细胞杂交与动物细胞融合
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
过程 细胞A、B去壁原生质体A、B融合融合的原生质体杂种细胞 植物组织培养杂种植株 细胞A、B 融合杂交细胞 有丝分裂多个相同杂交细胞
相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
融合方法 物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导 除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导
结果 杂种植株 杂交细胞
意义 克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
[例2]　(2013·广东名校质检)下面是“白菜－甘蓝”杂种植株培育过程示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．如将纯种的白菜和甘蓝的卵细胞分别制成原生质体，按相同的方法操作也可得到与图示相同基因型的杂种植株
B．可以通过观察在0.3 g/mL 蔗糖溶液中是否发生质壁分离来判断白菜原生质体的死活
C．该培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异、基因突变或基因重组
D．植物组织培养和动物细胞培养的培养基、培养目的不完全相同，但诱导细胞或原生质体融合的方法完全相同
[解析]　A项用卵细胞杂交得到的植株细胞的遗传物质是体细胞杂交的一半。B项白菜的原生质体已经去掉了细胞壁，不会发生质壁分离。C项培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异、基因突变或基因重组。D项植物组织培养是得到植株或细胞产物，而动物细胞培养是得到大量的细胞；细胞融合的方法也不完全相同，动物细胞融合可用灭活的病毒。
[答案]　C
易误点 不能准确掌握单克隆抗体的制备过程
失误类型 知识理解类失误
　　
1．单克隆抗体的制备过程
2．两次筛选的目的不同
(1)第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。
(2)第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)给出单克隆抗体的制备过程，考查对相关过程的理解与掌握。
(2)结合基因工程、细胞工程等知识，综合考查单克隆抗体的制备方法。
1．对于下面制备单克隆抗体过程示意图，不正确的叙述是(　　)
A．①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的
B．④中的筛选是通过抗原、抗体反应进行的
C．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导
D．⑤可以无限增殖
解析：选A　单克隆抗体是利用B淋巴(浆)细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到，融合方法可以有化学方法如聚乙二醇，生物方法如灭活病毒；如果要筛选可以通过检测抗原、抗体反应，如果有反应说明表达了抗体；融合细胞具有双亲特点，即能无限增殖又能产生单一抗体。骨髓瘤细胞是体外培养的。
2．(2013·南京一模)下列方案中不能制备出抗H1N1流感病毒单克隆抗体的是(　　)
A．将H1N1流感病毒抗原的基因导入骨髓瘤细胞，并使该基因表达
B．将抗H1N1流感病毒抗体的基因导入骨髓瘤细胞，并使该基因表达
C．将产生抗H1N1流感病毒抗体的效应B细胞和骨髓瘤细胞融合，筛选出杂交瘤细胞并进行体外大规模培养
D．将骨髓瘤细胞中的癌基因导入能产生抗H1N1流感病毒抗体的效应B细胞中，并使癌基因表达
解析：选A　H1N1流感病毒的遗传物质是RNA，该病毒抗原的基因片段因不能与DNA连接而无法正常表达。第三讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
[教材知识问题化梳理]
一、体内受精和早期胚胎发育
3．受精作用的过程
准备阶段
4．早期胚胎发育
5．胚胎干细胞
(1)来源：早期胚胎或原始性腺中分离。
(2)特点
二、胚胎移植
(1)生理基础
(2)基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或人工授精→对胚胎的收集(冲卵)、检查、培养或保存→胚胎移植→检查。
(3)胚胎分割
三、生物技术的安全性和伦理问题
1．转基因生物存在安全性的原因
(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
(2)目的基因往往是异种生物的基因。
(3)外源基因往往是随机插入宿主细胞基因组的。
2．生物技术的伦理问题
(1)克隆人：
①中国政府的态度：禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。
②四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)试管婴儿：设计试管婴儿需对胚胎进行基因检测。
3．生物武器(连线)
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．精子和卵子的发生都是从初情期开始的。(×)
2．卵子形成过程中，MⅠ和MⅡ是不连续的。(√)
3．判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。(√)
4．透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精子入卵的两道屏障。(√)
5．卵裂是在透明带内进行的。(√)
6．内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。(×)
7．采集的卵母细胞要在体外培养成熟后，才能与获能的精子受精。(√)
8．精子获能处理的方法有培养法和化学诱导法两种。(√)
9．在胚胎移植中，对供体母羊要做超数排卵处理，对供、受体要做同期发情处理。(√)
10．胚胎分割移植应选取发育良好的、形态正常的囊胚或原肠胚。(×)
11．胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点。(√)
12．中国政府禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据胚胎移植过程示意图回答下列问题：
(1)图中供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？
答案：供体牛：良种公、母牛；受体牛：低产奶牛和母黄牛。
标准：供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康，有繁殖能力的个体。
(2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？
答案：对供体牛进行超数排卵处理；对供受体进行同期发情处理。
(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？
答案：桑椹胚或囊胚。
(4)排卵和冲卵有什么区别？
答案：排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。
体内受精和早期胚胎的发育
1．精子和卵子的发生
项目 精子 卵子
场所 睾丸曲细精管 卵巢
时间 初情期后 胚胎时期性别分化以后
过程
结果 4个精子细胞 1个卵细胞；3个极体
MⅠ和MⅡ是否连续 是 否
2．早期胚胎发育
(1)过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
(2)图示：
[例1]　(2012·浙江高考)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是(　　)
A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B．卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C．囊胚的滋养层细胞具有发育全能性
D．原肠胚发育分化形成内外两个胚层
[解析]　同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一，选项A正确；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂次数的增加，细胞逐渐变小，选项B错误；滋养层细胞不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官，选项C错误；原肠胚发育分化会形成各种器官原基，选项D错误。
[答案]　A
胚胎移植与胚胎干细胞
1.胚胎移植的理论基础
胚胎移入的基础 哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的
胚胎收集的基础 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
移入胚胎存活的基础 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
保留遗传特性的基础 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性在孕育过程中不受影响
2．胚胎移植的基本程序
(1)胚胎移植属于有性生殖。
(2)胚胎分割移植是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其理论基础是细胞的全能性。
(3)胚胎分割的操作要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
3．胚胎干细胞的培养过程
[例2]　(2012·江苏高考)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是(　　)
A．对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B．受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C．对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D．胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低
[解析]　A项，在胚胎移植时，需用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，而受体母牛则不需要；B项，胚胎移植技术中，移植的胚胎可来自体内受精发育形成的受精卵；C项，移植的胚胎不能用原肠胚，而应是发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，某些生物可在更早的阶段移植；D项，目前以二分胚胎的分割和移植效率最高，而同卵多胎的成功率较低。
[答案]　D
易误点 混淆治疗性克隆、生殖性克隆及试管婴儿和设计试管婴儿
失误类型 知识理解类失误
　　
1．克隆人
(1)克隆人的培育过程：
(2)治疗性克隆和生殖性克隆的比较：
类型项目 治疗性克隆 生殖性克隆
区别 目的 治疗人类疾病 用于生育，产生新个体
水平 细胞水平 个体水平
联系 都属无性繁殖；产生的新个体、新组织遗传信息相同
2．试管婴儿和设计试管婴儿的比较
(1)不同点：
①所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。
②应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。
(2)相同点：
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。
高考命题常从以下角度设置陷阱
此类问题常结合“克隆”、“试管婴儿”等热点问题，考查生物技术中的伦理问题。考查的问题中多涉及“治疗性克隆”和“生殖性克隆”的区别。
克隆羊“多利”的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的关注。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答：
(1)过程A表示________，由此产生的重组细胞②的主要遗传物质来自图中的________。
(2)图中B表示的生物技术名称是________；C表示定向诱导技术，其诱导的对象是[　]________细胞。
(3)如果进行生殖性克隆人，则不需要进行定向诱导，但必须进行________ ，使得胚胎能正常发育成完整个体，该操作一般在________时期进行。
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？
解析：(1)过程A表示细胞核移植技术，得到的重组细胞遗传物质主要来自供体乙。(2)B过程是重组细胞经过动物细胞培养发育成胚胎的过程，C过程是将从囊胚内细胞团中获得胚胎干细胞，诱导分化形成不同组织器官的过程，即治疗性克隆过程。(3)胚胎在囊胚(或桑椹胚)阶段可以通过胚胎移植技术转移到其他母体内继续发育，直至形成完整的个体，这是生殖性克隆。(4)这是对治疗性克隆是否符合伦理道德知识的考查。
答案：(1)细胞核移植　乙　(2)动物细胞培养　④　内细胞团(或胚胎干细胞)　(3)胚胎移植　桑椹胚或囊胚
(4)符合，因为脐带血不是来自胚胎，其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物，属于废物利用，符合伦理道德)。

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