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2018年高三二轮复习讲练测之测案――能力提升
新课标版生物
专题17 现代生物科技专题
总分 90分 时间 40分钟 班级 _______ 学号 _______ 得分_______
一、选择题（10×5＝50分）
1．下列有关高等动物受精作用的叙述，不正确的是（ ）
A．在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体时说明卵子已完成受精
B．精子与卵子结合过程中，卵子完成减数第二次分裂
C．精子细胞膜与卵子细胞膜的融合依靠细胞膜的结构特点
D．获能的精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵
【答案】D

2．下列关于“克隆羊”“试管羊”“转基因羊”的说法，合理的是（ ）
A．它们的遗传物质都只来自于一个亲本
B．它们在形成过程中一般都有卵细胞的参与
C．它们是通过相同的生殖方式获得亲本的优良性状
D．培育过程都用到核移植技术和胚胎移植技术
【答案】B
【解析】三种羊的遗传物质都不只来自一个亲本，如克隆羊也有少量遗传物质来自供质的亲本，试管羊是体外受精的产物，细胞核的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，A错误；克隆羊的培育，要把体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中；试管羊的培育需要精子和卵细胞体外受精；转基因羊中，往往把目的基因导入卵细胞，B正确；克隆羊、转基因羊属于无性生殖，试管羊属于有性生殖，C错误；三个成就都用到动物细胞培养技术和胚胎移植技术，但试管羊和转基因羊没有用到核移植技术，D错误。
3．下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．在动物的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使超数排卵
B．滋养层细胞发育成胎儿的胎膜和胎盘等结构发生在囊胚期
C．若在囊胚期进行胚胎分割，内细胞团需均等分割，滋养层则不必
D．从动物体内获取的精子能直接与卵细胞结合完成受精过程
【答案】C

4．人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图。相关叙述正确的是（ ）

A．①过程所用的促融方法与植物体细胞杂交完全相同
B．③过程以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测
C．应给小鼠多次注射HCG，以获得较多的记忆细胞
D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染
【答案】B
【解析】①过程为诱导动物细胞融合，所用的促融方法不同植物体细胞杂交的是：用灭活的病毒作为诱导剂，A错误；③过程的目的是筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞，需以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测，B正确；给小鼠注射HCG的目的是获得免疫的B淋巴细胞，C错误；④过程为采用动物细胞培养技术在体外生产抗HCG单克隆抗体，需要添加抗生素等物质，以防止杂菌污染，D错误。
5．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必须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
【答案】D
【解析】设计扩增目的基因的引物时要考虑表达载体相关序列，从而保证目的基因能与表达载体相连接及正常表达，A错误；只要设计出目的基因的引物，接下来即可自动进行，而不必知道其全部序列，B错误；PCR技术需要特殊的耐高温的DNA聚合酶，从细胞内提取的DNA聚合酶不耐高温，C错误；根据目的基因的编码产物要选择特定合适的受体细胞，从而保证目的基因能表达出所序产物，D正确。
6．DNA 分子中的碱基 C 被氧化后会转变为碱基U，细胞中的一种糖苷酶能够识别出碱基U， 将其切除，之后限制性核酸内切酶能识别和切除残留下的脱氧核糖和磷酸基团，最后由其他 酶将缺口修复。下列相关叙述错误的是（ ）
A．细胞中不存在游离的尿嘧啶脱氧核糖核苷酸
B．DNA 缺口修复需 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶发挥作用
C．限制性核酸内切酶丧失功能的人的癌症发病率高于普通人
D．若某个突变基因未被修复，则复制后有突变基因的子代 DNA 占 1/2
【答案】D

7．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，主要步骤如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）

A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性印度沙漠猫进行处理
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．为避免代孕猫对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂
【答案】B
【解析】为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性印度沙漠猫进行处理，以使其超数排卵，促性腺激素只能作用于性腺细胞，A错误，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵，C错误；代孕猫对植入的胚胎不产生排斥反应，不必注射免疫抑制剂，D错误。
8．在应用农杆菌侵染植物叶片获得耐旱基因植株的实验步骤中，不需要的是（ ）
A．将耐旱基因导入农杆菌并通过农杆菌侵染植物叶片细胞
B．利用标记基因和选择培养基的作用筛选导入耐旱基因的细胞
C．用PEG诱导转基因细胞的原生质体融合后培养出愈伤组织
D．将转基因幼苗栽培在干旱环境中以检验植株的耐旱性
【答案】C

9．下图是生物兴趣小组利用某植物离体的白色花瓣培养得到不同的结果，有关该结果的说法正确的是（ ）

A．该过程充分体现了分化的植物细胞具有全能性
B．图中需要光照处理的过程有①和②
C．①、②、③结果不同的原因之一为培养基中激素比例的差异
D．①、②、③继续培养得到的幼苗均为白化苗
【答案】C
【解析】据图分析，图中三幅图显示的是脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成芽和根的过程，并没有形成完整的植株，所以没有体现植物细胞的全能性，A错误；图中①过程不需要光照，B错误；图中三幅图中生长素和细胞分裂素的比例不同，C正确；①、②、③继续培养得到的幼苗应该是正常的绿色幼苗，D错误。
10．下图是某农户设计的生态农业示意图。下列有关叙述错误的是（ ）

A．该系统遵循物质循环再生原理、物种多样性原理
B．该系统的主要成分是农作物，蚕、驴、鱼、鸡，猪等是消费者
C．将猪粪直接施入农田，可以为农作物的生长提供物质和能量
D．塘泥施入农田的主要作用是增加土壤中的矿质营养供应
【答案】C

二、非选择题（4×10＝40分）
11．2016年4月，世界首例经过线粒体移植技术的“三亲婴儿”哈桑在墨西哥出生。下图是培育“三亲婴儿”的示意图，请回答下列问题：

（1）“三亲婴儿”共有三位生物学意义上的父母，即所谓的“___________爸___________妈”（填“一”或“二”）；由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射___________激素，促使一次有更多的卵泡发育。
（2）引入的线粒体基因相当于对婴儿原来的基因进行了修饰，这一过程类似于___________技术。
（3）去除细胞核时普遍使用___________去核法。从受精卵到“三亲婴儿”的出生还需要____________和____________等技术。
（4）“三亲婴儿”的培育技术能避免母亲的_______遗传病基因传递给后代，但其染色体仍有_______（填比例）来自母亲提供的细胞核。
【答案】（1）一 二 促性腺
（2）基因工程（或转基因）
（3）显微操作 早期胚胎培养 胚胎移植
（4）线粒体（或细胞质） 1/2（或50%）

（3）一般采用显微操作去除动物的细胞核；此外三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。
（4）“三亲婴儿”的细胞核中的染色体一半来自于母亲、一半来自于父亲，而细胞质基因来自于捐献者，这样可以避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。
12．纤维素分子不能进入酵母细胞，为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精，构建了含3种不同基因片段的重组质粒，下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。

据图回答：
（1）本研究构建重组质粒时可供选用的限制酶如下，其识别序列如下图，为防止酶切片段的自身环接，可选用的限制酶组合是___________或__________。
A.①② B.①③ C.②④ D.③④

（2）设置菌株Ⅰ为对照，是为了验证__________________________不携带纤维素酶基因。
（3）纤维素酶基因的表达包括__________和__________过程，与菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有______________________________。
（4）在以纤维素为唯一C源的培养基上分别培养菌株Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，菌株_____不能存活，原因是________。
（5）酵母菌生产酒精的细胞部位是___________，产生酒精时细胞的呼吸方式是___________，在利用纤维素生产酒精时，菌株Ⅳ更具有优势，因为导入的中重组质粒含有____________。使分泌的纤维素酶固定于细胞壁，减少因培养液更新二造成的酶的流失，提高酶的利用率。
【答案】（1）B （或C） C（或B）
（2）质粒DNA和酵母菌基因组
（3）转录 翻译 内质网、高尔基体
（4）Ⅱ 缺少信号肽编码序列，合成的纤维素酶不能分泌到胞外，细胞无可利用的碳源
（5）细胞质基质 无氧呼吸 A基因片段

（3）基因表达包括转录和翻译过程。菌株Ⅱ的纤维素酶不能分泌到细胞外，而菌株Ⅲ的纤维素酶分泌到细胞外，菌株Ⅳ的纤维素酶分布在细胞壁上，说明菌株III、IV产生的纤维素酶是分泌蛋白，因此与菌株Ⅱ相比，在菌株Ⅲ、Ⅳ中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有内质网和高尔基体。
（4）在以纤维素为唯一碳源的培养基上菌株Ⅱ不能存活，原因是菌株Ⅱ缺少信号肽编码序列，合成的纤维素酶不能分泌到细胞外，细胞无可利用的碳源。
（5）酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，酵母菌生成酒精的部位是细胞质基质。由于菌株Ⅳ导入的重组质粒含有A基因片段，使分泌的纤维素酶固定于细胞壁，酶不会因培养液的更新而流失，因此在利用纤维素生产酒精时，菌株Ⅳ更具优势。
13．我国是受荒漠化危害最为严重的国家之一。近年来，京津冀地区频受沙尘暴之苦，保护生态环境，大力开展植树种草、治理水土流失、防止沙漠化等是当前的紧要任务。
（1）据研究，京津冀沙尘暴的沙主要来自干旱的黄土高原和内蒙古高原，西部生态环境的改变首先要解决的非生物因素是_____________。
（2）在退耕还林、还草过程中，要注意树种、草种不要过于单一。这种做法所依据的主要生态工程原理是______________，其目的是提高生态系统的抵抗力稳定性。
（3）近年来大力推广的生态农业是一个自我维持的生态系统，其特点是保持和完善系统内的生态平衡，其设计的原则是能量的____________和物质的_____________，以求得最大的生产力和可持续发展。我国农民收集一切可能的有机物质使其转变为有机肥料、保持土壤肥力的做法称无废弃物农业。
（4）将抗旱基因导入植物细胞采用最多的方法是_____________。要检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中，采用的是_____________技术。若检测结果表明抗旱基因已经插入到受体细胞的DNA中，则培育的植株___________（ 填“一定”或“不一定”）具有抗旱性状。
【答案】（1）水
（2）物种多样性
（3）多级利用 循环再生
（4）农杆菌转化法 DNA分子杂交 不一定

（3）设计生态农业要遵循能量的多级利用和物质的循环再生原则，以求得最大的生产力和可持续发展。由于有机肥料能被微生物分解，所以被称为无废弃物农业。
（4）将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是农杆菌转化法、显微注射法、Ca2+处理法。常采用DNA分子杂交技术检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中。抗旱基因插入到受体细胞的DNA中，还需要经过表达才能使植株具有抗旱性状。
14．小鼠是常用实验动物，其受精卵在交配24小时后进行第一次分裂，3天后发育成桑葚胚，并进入子宫。下图为转基因鼠培育过程流程图。据图回答问题：

（1）给供体母鼠注射促性腺激素，目的是使其__________。在供体母鼠交配后的次日清晨，将其水死并从__________处收集受精卵，置于含__________的混合气体的培养箱中培养。
（2）受精卵在培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到________。将DNA溶液注入到受精卵的_______原核中，注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵，马上进行移植，或放入_______中保存。
（3）受精卵移植的前一天晚上，受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，这样做的目的是____________________。
（4）由于科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限，再加上目的基因是异种生物基因，同时由于__________，因此在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。
【答案】（1）超数排卵 输卵管 95%空气加5%CO2
（2）两个极体 雄 -196℃液氮
（3）为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境 目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的

（3）受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，目的是为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境。
（4）由于目的基因插入小鼠基因组的部位是随机的等原因，在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。

2018年高三二轮复习讲练测之练案――精准到位
新课标版生物
专题17 现代生物科技专题
真题回顾
1．（2015年广东卷，25）图9为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图。

下列叙述正确的是（ ）
A．过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得
B．过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植
C．过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体
D．过程④人β- 酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译
【答案】AC

2．（2015年天津卷，6）2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。

据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B．捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
C．三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D．三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术
【答案】C
【解析】受体母亲提供细胞核，供体提供去核卵母细胞，这样就可避免受体母亲的线粒体遗传物质（线粒体中的致病基因）传递给子代；A正确。红绿色盲属于核基因控制的遗传病，而由图示可知捐献者提供的是去核的卵细胞，因此不会把其携带的红绿色盲基因传递给三亲婴儿；B正确。由图示可知三亲婴儿的的染色体来自于母亲和父亲；C错误。由图示可知三亲婴儿的获得运用了动物细胞培养、核移植技术，体外受精形成早期胚胎需要进行早期胚胎培养等；D正确。
3．（2015年北京卷，5）在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（ ）
A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞
B．用选择培养基筛法导入目的基因的细胞
C．用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合
D．用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽
【答案】C

4．（2015年重庆卷，6）下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（ ）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
【解析】人肝细胞中胰岛素基因不表达，因而不存在胰岛素mRNA；A错误。复制原点是基因表达载体复制的起点，而胰岛素基因表达的起点是启动子；B错误。借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来；C正确。启动子与RNA聚合酶结合启动转录过程，终止密码子是翻译的终止信号；D错误。
5．（2016年江苏卷，9）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
【答案】D
【解析】PEG是促细胞融合剂，但植物细胞不能直接融合，需先去壁形成原生质体才能融合，A错误；制备人工种子应用完整的植物细胞，不需用原生质体，B错误；骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；核移植克隆的动物，线粒体DNA来自供卵母体，D正确。
6．（2015年江苏卷，3）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
【答案】C

7．（2017年海南卷，31）甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：
（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________________。
（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到__________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是____________（填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”）。
（3）图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_______形成的。

（4）若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，___________（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是____________。
【答案】（1）绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。
（2）葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核
（3）细胞分裂素、生长素 脱分化
（4）不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株
【解析】（1）植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。
（2）蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套完整遗传信息。
（3）影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。
（4）由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。
8．（2016年新课标Ⅱ卷，40）下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：
（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。②代表的过程是__________。
（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。
（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是__________。
（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了______________。
【答案】（1）XX或XY 显微操作（去核法） 胚胎移植
（2）遗传物质
（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响
（4）已经分化的动物体细胞核具有全能性。

（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养，则其遗传物质（或核型）的稳定性会降低。
（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。
（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：已经分化的动物体细胞核具有全能性。
9．（2017年新课标Ⅰ卷，38）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_____________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_______________作为载体，其原因是_____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_________________________。
【答案】（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

（3）大肠杆菌作为受体菌具有繁殖周期短、易培养。
（4）检测目的基因是否表达通常用抗原－抗体杂交技术。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，证明了生物的遗传物质是DNA，还为基因工程理论的建立提供了启示，这一启示是DNA可以从一种生物转移到另一种生物个体。
10．（2017年新课标Ⅱ卷，38）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。
（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是_____________。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。
【答案】（1）嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解
（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
（4）磷酸二酯键
（5）目的基因的转录或翻译异常

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。
11．（2017年新课标Ⅲ卷，38）编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。

回答下列问题：
（1）现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是_____________________________________。
（2）某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为_____________________，加入了________________作为合成DNA的原料。
（3）现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。
①由图2 可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是__________________。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________________。
②仅根据图、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少______________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。
【答案】（1）编码乙的DNA序列起始端无ATG，转录出的mRNA无起始密码子
（2）模板 dNTP
（3）①进行细胞传代培养 维持培养液是的pH ②C

（3）①动物细胞培养中，细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点，因此若要使T淋巴细胞继续增殖，在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养，分瓶后的培养称为传代培养；动物细胞培养过程中加入CO2，作用是维持培养液的pH。②据图分析，丙与对照接近，甲和乙都有较大影响，在甲、乙中存在但在丙中不存在的片段是C，所以缺少C片段会降低效果。
12．（2016年新课标Ⅰ卷，40）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________（答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________；并且______________和______________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有是_____________的固体培养基。
（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_____________
【答案】（1）能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点（答出两点即可）
（2）二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒） 二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素
（3）受体细胞

和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。
（3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞中的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可推知：基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。
13．（2016年天津卷，7）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

（1）获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，采用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出标出另一条引物的位置及扩增方向。

（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是_____________（填写字母，单选）。
A.人血细胞启动子 B.水稻胚乳细胞启动子 C.大肠杆菌启动子 D.农杆菌启动子
（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是__________________________。
（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是_______________________________________。
（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与_________________的生物学功能一致。
【答案】（1）总RNA （或mRNA）

（2）B
（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化
（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工
（5）HAS

（3）农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，酚类物质可以吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的转移。
（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工，而大肠杆菌是原核生物，细胞中不具有膜结构的细胞器。
（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与天然的HSA生物学功能一致。
模拟演练
1．（江苏省南京市多校2018届高三上学期第一次段考生物试题）下列有关现代生物技术的叙述，错误的是（ ）
A．植物体细胞杂交、基因工程可以克服不同种生物间远源杂交不亲和障碍
B．纤维素酶、胰蛋白酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶等可作为生物工程工具酶
C．试管婴儿培育过程涉及到动物细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
D．人们可能通过基因工程、细胞工程大量生产特异性强、纯度高的抗体
【答案】C

2．（江苏南京市、盐城市2018届高三第一次模拟考试生物试题）下图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是（ ）

A．对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B．过程②应根据要求使用适宜的培养基，在避光的环境中进行
C．过程③发生脱分化，其实质是基因的选择性表达
D．用X细胞包裹人工种皮可获得烟草人工种子
【答案】B
【解析】对过程①获取的根组织块应进行消毒处理，如果采用灭菌技术，会使根组织块失去活力，无法进行组织培养，A错误；过程②是脱分化形成愈伤组织的过程，需要在避光的环境中进行，B正确；过程③发生再分化，其实质是基因的选择性表达，C错误；用胚状体包裹人工种皮可获得烟草人工种子，D错误。
3．（河南省沧州市普通高中2018届高三上学期教学质量监测（联考）生物试题）脂质体是以磷脂等物质制备的中空膜泡状结构的人工膜。转基因技术中的做法是将磷脂、胆固醇或其他脂质的乙醚溶液加入到DNA溶液中，经特殊处理而得到单层或双层的带DNA的脂质体小泡，其可被受体细胞内吞而实现基因转移。下列说法错误的是（ ）
A．脂质体介导基因转移的原理是膜的流动性
B．脂质体介导基因转移的过程起到了运载体的作用
C．转移前对植物受体细胞去壁可提高转移效率
D．动物对导入的脂质体小泡会产生免疫反应
【答案】D

脂质体小泡，将DNA携带入受体植物细胞内，转移前对植物受体细胞去壁有利于脂质体小泡与植物细胞膜的融合，可提高转移效率，C正确；根据题意，该脂质体小泡的膜表面不含糖蛋白，因此动物对导入的脂质体小泡不会产生免疫反应，D错误。
4．（湖南省株洲市2018届高三教学质量统一检测（一）生物试题）我国政府正大力推广经济效益、社会效益和生态效益相统一的生态农业。下列关于生态农业的叙述不正确的是（ ）
A．生态农业系统中食物链和营养级越多，流向人类有益部分能量越多
B．生态农业系统的食物网较复杂，其抵抗力稳定性较高
C．生态农业系统设计的指导原则是实现生态系统的能量和物质的多级利用
D．生态农业系统属于人工生态系统，其总能量是其植物所固定的太阳能
【答案】A
【解析】生态农业系统中食物链和营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多，流向人类有益部分能量越少，A错误。生态农业系统的食物网较复杂，自我调节能力越强，其抵抗力稳定性较高，B正确。生态农业系统设计的指导原则是实现废物资源化，实现能量的多级利用，C正确。生态农业系统属于人工生态系统，流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，D正确。
5．（陕西省西安市长安区第一中学2018届高三上学期第六次质量检测生物试题）科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图所示：

（1）研究人员在过程①中，利用PCR技术扩增人凝血因子IX基因时，除了酶、引物、模板以外，还需要加入____________作为合成DNA的原料；PCR过程中需要不断调整反应体系的温度，一般情况下，至少需要______个不同的反应温度。
（2）通过步骤②获得的A，除了人凝血因子IX基因外，还含有_______________________（至少三个）等结构。
（3）过程④指_____________，重组胚胎可以与普通代孕母羊的子宫建立正常的生理和组织联系，但是出生后的转基因绵羊依然具有生产人凝血因子IX医用蛋白的能力，原因是_______________________。
（4）理论上，可以通过少量整合有目的基因的成纤维细胞，克隆出大量转基因绵羊，请对这一问题做出两个合理的解释：___________________；____________________。
【答案】（1）dATP、dGTP、dCTP、dTTP（或dNTPs） 3
（2）启动子、终止子、复制原点、标记基因
（3）胚胎移植 移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响
（4）整合有目的基因的成纤维细胞可以进行传代培养 转基因绵羊的体细胞可以作为供体细胞，克隆更多转基因绵羊

（2）通过步骤②获得的A为基因表达载体，该基因表达载体除了人凝血因子IX基因（目的基因）外，还含有启动子、终止子、复制原点、标记基因。
（3）过程④指胚胎移植。由于移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响，所以出生后的转基因绵羊依然具有生产人凝血因子IX医用蛋白的能力。
（4）因整合有目的基因的成纤维细胞可以进行传代培养，加之转基因绵羊的体细胞可以作为供体细胞，克隆更多转基因绵羊，所以理论上，可以通过少量整合有目的基因的成纤维细胞，克隆出大量转基因绵羊。
创新预测
1．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（ ）
A．动物细胞培养所需的营养物质与植物细胞培养相同
B．传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞
C．癌细胞在培养瓶中培养不会出现接触抑制现象
D．动物细胞培养时需要添加抗生素以防止杂菌污染
【答案】A

2．植物被野生型农杆菌感染后会产生瘤状结构（类似愈伤组织），主要原因是农杆菌的Ti质粒中含有生长素合成基因、细胞分裂素合成基因和冠瘿碱合成基因。冠瘿碱是农杆菌生命活动必需的有机物质，而植物自身不能合成和利用。下列叙述错误的是（ ）
A．去除生长素合成基因，瘤状结构会生出许多根
B．去除冠瘿碱合成基因，农杆菌在被感染植物体内不能大量繁殖
C．去除生长素合成基因和细胞分裂素合成基因，不会产生明显的瘤状结构
D．为获得正常生长的转基因植物，应去除Ti质粒中的上述3种基因
【答案】A
【解析】瘤状结构（类似愈伤组织）生根要受到生长素和细胞分裂素的共同调节，如果去除生长素基因，则瘤状结构不会生根，A项错误；由于冠瘿碱是农杆菌生命活动必需的有机物质，故去除冠瘿碱合成基因农杆菌在被感染植物体内不能大量繁殖，B项正确；瘤状结构是细胞分裂和生长的结果，需要生长素和细胞分裂素共同调节，C项正确；获得转基因植物一般采用农杆菌转化法，如果植物含有这三种基因，将会使转基因植物长出瘤状结构，D项正确。
3．基因组编辑技术是研究基因生物功能的重要手段，下图是对某生物B基因进行定点编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，相关说法不正确的是（ ）

A．靶基因部分序列与sgRNA通过碱基互补配对原则进行配对
B．核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键
C．被编辑后的B基因与编辑前的B基因互称为非等位基因
D．通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能
【答案】C

4．池塘养鱼过程中，由于饲料中含N和P的营养物质未被鱼类全部摄取，成为废弃物，不仅影响鱼类生长速度，还加剧了水体的富营养化。利用养殖废水进行水稻灌溉，可大大降低水中N、P的含量。下列说法不正确的是（ ）
A．土壤颗粒对N、P有吸附作用
B．这些废弃物有利于水稻的正常生命活动
C．微生物分解含N和P的废弃物成为自身物质和能量来源
D．这种措施主要遵循生态工程物种多样性的原理
【答案】D
【解析】水稻田里的土壤颗粒对N、P有吸附作用，A项正确；这些废弃物中含有饲料中的N和P等营养物质，经微生物分解变成无机物后，可被水稻吸收利用，有利于水稻的正常生命活动，B项正确；微生物大多属于分解者，可分解含N和P的废弃物成为自身物质和能量来源，C项正确；这种措施主要遵循生态工程物质循环再生的原理，D项错误。
5．抗菌肽是一类由昆虫产生的多肽，同时具备抗霉菌、广谱杀菌、抑制病毒、抑杀肿瘤细胞等多重功能。目前已获得具有转抗菌肽基因的转基因动、植物，均具有较高抗病性。

（1）构建基因表达载体的过程中使用的两种工具酶是____________。质粒作为常用的运载体，应具备的基本条件有________________（写出两点即可）。若重组质粒如图甲所示，抗菌肽能否正常表达______，原因是_________。
（2）选用抗菌肽PR39基因培育转基因小鼠时，应将重组质粒导入______细胞；通过________，可直接证明转基因小鼠对细菌的抵抗力。
（3）选用抗菌肽PR39基因培育转基因植物时，应将重组质粒导入其______细胞，再通过______技术快速繁殖转基因植物。此过程中，通过调节_______激素的配比诱导其脱分化与再分化过程。
【答案】（1）限制性核酸内切酶（限制性酶）、DNA连接酶 能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点、需具有启动子和终止子等 否 图中目的基因插入在启动子的上游，无法开始转录
（2）受精卵 人工细菌感染，比较转 PR39 基因小鼠与野生型小鼠之间的抗菌能力的差异
（3）（正常）体 植物组织培养 生长素与细胞分裂素

（2）选用抗菌肽PR39基因培育转基因小鼠时，一般将重组质粒导入受精卵；通过人工细菌感染，比较转 PR39 基因小鼠与野生型小鼠之间的抗菌能力的差异，可直接证明转基因小鼠对细菌的抵抗力。
（3）选用抗菌肽PR39基因培育转基因植物时，一般将重组质粒导入其体细胞，再通过植物组织培养技术快速繁殖转基因植物。此过程中，通过调节生长素与细胞分裂素激素的配比诱导其脱分化与再分化过程。

2018年高三二轮复习讲练测之讲案――高效整合
新课标版生物
专题17 现代生物科技专题
考向预测1 基因工程的原理及应用
1．高考前瞻
（1）考纲导读
理解基因工程的原理、技术和应用；掌握基因诊断、基因治疗基因产品对人类的影响；理解基因工程与克隆技术、胚胎工程先进技术的综合。
（2）命题预测
预计2018年高考命题会结合相关材料或情境综合考查基因工程。
（3）真题演绎
1．（2017年北京卷，5）为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。

下列操作与实验目的不符的是（ ）
A．用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒
B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
【答案】C
【解析】用限制性核酸内切酶EcoRI处理目的基因和质粒，可以使目的基因两侧和质粒产生相同的黏性末端，再用连接酶把切口连起来就能构建成重组质粒，A正确；农杆菌转化法适用于双子叶植物或裸子植物，菊花属于双子叶植物，故可用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞，B正确；质粒中只有潮霉素抗性基因，被转化的菊花细胞只对潮霉素具有抗性，在培养基中添加卡那霉素，不能筛选被转化的菊花细胞，C错误；检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上，可采用DNA分子杂交技术，D正确。
2．要点整合
1．基因工程的概念
（1）供体：提供目的基因。
（2）操作环境：体外。
（3）操作水平：分子水平。
（4）原理：基因重组。
（5）受体：表达目的基因。
（6）本质：性状在受体体内的表达。
（7）优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。
2．DNA重组技术的基本工具
（1）限制性核酸内切酶（简称：限制酶）
①主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的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
①种类：按来源可分为E?coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。
②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③DNA连接酶和限制酶的关系

（3）载体
①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点：能自我复制；有一个至多个限制酶切割位点；有特殊的标记基因。
3．基因工程的操作过程
（1）基因工程的操作步骤
①获取目的基因—a．从基因文库中获取；b．利用PCR技术扩增c．通过化学方法人工合成。
②基因表达载体的构建—a．目的基因；b．启动子；c．终止子；d．标记基因。
③将目的基因导入受体细胞—a．植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；b．动物：显微注射技术；c．微生物：感受态细胞法。
④目的基因的检测与鉴定—a．利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无；b．利用分子杂交技术检测目的基因的转录；c．利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因的翻译；d．利用个体生物学水平的鉴定检测重组性状的表达。
4．基因工程的应用
（1）基因工程与遗传育种
培育各种转基因植物和转基因动物，以提高其抗逆性及生长速度等。
（2）基因工程与疾病治疗
①基因工程药物：如用工程菌生产人的胰岛素、生长激素、干扰素和乙型肝炎疫苗等。
②基因治疗：向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
（3）基因工程与生态环境保护
科学家正在利用基因工程技术开发生物可降解的新型材料；培育转基因“超级细菌”，提高分解石油的能力；利用转基因微生物吸收环境中的重金属等。
5．蛋白质工程
（1）概念理解
①基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
②操作：基因修饰或基因合成。
③结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。
④目的：满足人类的生产和生活的需求。
（2）操作过程：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（基因）→基因表达→产生需要的蛋白质。
3．能力提升
1．基因表达载体中启动子、终止子的来源
（1）如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子，因为目的基因中已含有启动子、终止子。
（2）如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。若只将基因的编码序列导入受体生物中，目的基因没有启动子、终止子，是无法转录的，因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。
2．载体上标记基因的标记原理
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞。
4．精准例析
【例1】下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制性内切酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是（ ）

A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNA
C．限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
【答案】D
【解析】用质粒4将目的基因导大肠杆菌，tet被破坏，则该菌不能在含四环素的培养基上生长。
【例2】将甜菜碱、海藻糖等有机小分子的合成基因转入烟草细胞中，会使烟草的抗旱性增强。下列关于这类转基因烟草及其培育过程的说法，不正确的是（ ）
A．细胞中甜菜碱等有机小分子的合成量增加
B．细胞液渗透压增大，避免细胞过度失水
C．将抗旱基因导入烟草细胞中常用农杆菌转化法
D．在干旱条件下筛选出成功导入抗旱基因的烟草细胞
【答案】D

杆菌转化法，C项正确；可利用基因表达载体中的标记基因来筛选成功导入抗旱基因的烟草细胞，在干旱条件下可筛选出成功导入抗旱基因的烟草植株，D项错误。
5．易错易混
1．基因工程误区警示
（1）一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。
（2）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
（3）标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。
（4）受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
（5）基因表达载体中，启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。
考向预测2 细胞工程、胚胎工程及生态工程
1．高考前瞻
（1）考纲导读
掌握植物组织培养及植物体细胞杂交在农业生产中的应用；掌握动物细胞培养及应用；理解单克隆抗体的制备与应用；掌握卵母细胞与受精卵的培养技术；理解胚胎分割与胚胎干细胞培养技术；掌握胚胎移植的理论基础与实际应用技术；了解生态工程的原理及实例。
（2）命题预测
预计2018年高考命题会结合具体实例综合考查三大生物工程。
（3）真题演绎
1．（2017年江苏卷，11）牛雄性胚胎中存在特异性H-Y 抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y 单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是（ ）
A．H-Y 单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌
B．应选用原肠胚做雌雄鉴别
C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植
D．用H-Y 抗原免疫母牛可获得相应抗体
【答案】D

2．要点整合
1．植物细胞的全能性
（1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
（2）原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。
（3）全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
2．植物组织培养技术
（1）原理：植物细胞具有全能性。
（2）过程

3．植物体细胞杂交技术
（1）概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
（2）过程

4．植物细胞工程的应用
（1）微型繁殖：优点是能够保持亲本的优良性状。
（2）作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
（3）培育人工种子：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
（4）作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。
（5）细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
5．动物细胞培养
（1）动物细胞的培养过程

（2）培养条件
①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加抗生素，定期更换培养液以清除代谢产物。
②营养：除正常的有机和无机营养外，需加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度和pH：温度为36．5±0．5℃（哺乳动物），pH为7．2～7．4。
④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，其中后者的作用是维持培养液的pH。
（3）应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。
6．动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）动物体细胞核移植技术的过程

（2）原理：动物体细胞核具有全能性。
（3）结果：产生新个体。
（4）应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植。
7．动物细胞融合
（1）原理：细胞膜的流动性。
（2）融合方法：聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激等。
（3）意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。
8．单克隆抗体
（1）制备过程

（2）优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。
（3）用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。
9．精子和卵子的发生的比较
项目
精子的发生
卵子的发生
场所
睾丸的曲细精管
卵巢
时间
从初情期开始
从胚胎出现性别分化后
变形
需变形
不需变形
分裂
均等分裂
不均等分裂
结果
形成4个精子
形成1个卵子和3个极体
10．受精
（1）精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
（2）卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。
（3）受精过程
①精子穿越放射冠和透明带：顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内的卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障。
②精子进入卵细胞膜：卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
③原核的形成：雄原核形成和雌原核形成。
④合子形成：雌雄原核融合形成合子，即受精卵形成。
11．早期胚胎发育
（1）卵裂期
①细胞分裂方式：有丝分裂；
②细胞数量增多，胚胎总体积不增加或略有缩小。
（2）桑椹胚
①细胞数目为32个左右；
②细胞都具有全能性。
（3）囊胚
①内细胞团：发育为胎儿的各种组织；
②滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘。
（4）原肠胚
①外胚层：内细胞团表层的细胞；
②内胚层：内细胞团下方的细胞。
12．体外受精
（1）卵母细胞的采集和培养
①超数排卵法：用促性腺激素处理后冲卵；
②直接采集法：从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接从活体动物的卵巢中吸取。
（2）精子的采集和获能
①采集：假阴道法、手握法、电刺激法；
②获能：培养法、化学诱导法。
（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。
13．胚胎的早期培养
（1）目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。
（2）培养液成分巧记
两“盐”：无机盐和有机盐；两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核苷酸另有水和血清等。
（3）胚胎处理：向受体移植或冷冻保存。
14．胚胎工程的应用及前景
（1）胚胎移植
①地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。
②过程

③意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
（2）胚胎分割
①材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。
②实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性生殖即克隆。
③分割要求：对囊胚分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
（3）胚胎干细胞
①早期胚胎或原始性腺。
②特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。
15．生态工程的基本原理
（1）物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。
（2）物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
（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。
（4）整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，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：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
3．能力提升
1．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法
（1）诱导产物（假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B）：
①未融合的细胞：A和B。
②两两融合的细胞：AA、BB和AB。
③多细胞融合体。
（2）检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。
①若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。
②若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。
③若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。
④若只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。
2．制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的
（1）第一次筛选是因为诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞。用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞（“BB”细胞、“瘤瘤”细胞）都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞（“B瘤”细胞）才能生长。
（2）第二次筛选是由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。筛选的方法是用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群。
3．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
（1）有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。
（2）细胞体积：胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。
（3）细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
4．关于生态工程的几个问题
（1）生态工程建设的目的：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，使经济效益和生态效益同步发展。
（2）生态工程的特点：具有少消耗、多效益、可持续的特点。
（3）生态工程的理解：涉及的学科知识包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
（4）生态工程的主要任务：对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
5．农业生态系统的设计原则
（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。
（2）应当能够构成一个合理的生产结构。
（3）应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。
（4）应当体现减少环境污染的原则。
（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。
（6）所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。
4．精准例析
【例1】图示为人体抗胃癌单克隆抗体的制备过程。下列有关叙述错误的是 （ ）

A．甲是能与人体抗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，多次筛选后可获得能分泌所需抗体的丁
【答案】C

【例2】下列有关高等哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．早期胚胎培养通常需要加入动物血清
B．为了获得更多的卵母细胞，需对受体动物进行同期发情处理
C．从动物体内获取的精子不能直接与卵母细胞结合完成受精过程
D．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
【答案】B
【解析】早期胚胎培养通常需要加入动物血清，以补充合成培养基缺乏的物质，A正确；为了获得更多的卵母细胞，对供体母畜注射促性腺激素可促其超数排卵，B错误；从动物体内获取的精子经过获能处理后才能与卵子结合完成受精作用，C正确；为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵多胎，该技术应该选择发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚进行，D正确。
5．易错易混
1．受精过程的三个易混点
（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
（3）受精的标志≠受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。
2．克隆动物和试管动物的异同
（1）试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。
（2）试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有性生殖，后者是无性生殖。
（3）试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。
（4）试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。
（5）获得试管动物和克隆动物相同之处：二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植环节。

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