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第八专题 生物工程
【考点再现】
试卷 题号 考点
2006江苏卷2008全国卷Ⅰ2008山东卷2008广东卷2007广东卷2008江苏卷2008海南卷2008江苏卷 第35题第4题第35题第39题第41题第20题第25题第34题 单克隆抗体制备基因工程基因工程基因工程植物组织培养植物组织培养植物组织培养胚胎工程
【自主梳理】
网络构建
知识梳理
一、基因工程
（一）限制酶
①来源：
②作用机制：
③作用结果：
（二）DNA连接酶
①作用：
②种类：
（三）运载体
①常用运载体：
②运载体的条件：
（四）基因工程基本操作程序
①步骤：
②基因表达载体的组成
③将目的基因导放受体细胞的方法
④思考：如何进行目的基因的检测与鉴定？
（五）基因工程的应用及蛋白质工程
①思考：动物基因工程主要有哪些方面的运用？
②蛋白质工程和基因工程最大的区别在哪？
二、细胞工程
（一）植物组织培养
①植物组织培养的原理是
②过程：离体的 → → →
③植物组织培养必需满足的条件是
（二）植物繁殖的新途径
①什么是微型繁殖，具有哪些优点？
②怎样对作物进行脱毒？
③人工种子是如何制备的？为提高种子的成活率，可对人工胚乳进行哪些操作？
（三）动物细胞培养
①概念：
②过程：取幼龄动物的组织→剪碎组织→ 处理组织分散成 →制成
→放入 内，置于适宜的环境中培养。
③动物细胞培养的条件
（四）动物细胞核移植
①概念：
②种类：
③大概过程：
（五）动物细胞融合与单克隆抗体的制备
①动物细胞融合常用的诱导因素是
②大概概括单克隆抗体的制备过程：
③单克隆抗体的优点是
三、胚胎工程
（一）体内授精与早期胚胎发育
①胚胎工程的概念：胚胎工程是指对 或 所进行的多种显微操作和技术处理，如 、 、 等技术。经处理后获得 ，还需移植到 动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。
②胚胎发育分哪几个阶段？各有哪些特点？
（二）体外授精与早期胚胎培养
①体外受精主要包括 、 和 等步骤。
②卵母细胞的采集方法有哪些？
③精子的获能方法有 法和 法两种。
④早期胚胎培养时培养液的成分是什么？
（三）胚胎移植与胚胎分割
①胚胎移植的生理学基础是
②胚胎分割时应选什么样的胚胎？
③对胚胎进行分割时有什么操作要求？
④胚胎干细胞的特点有哪些？
四、生物技术的安全性和伦理问题
①转基因生物的安全性表现在哪几个方面？
②生物武器的种类有哪些？与常规武器相比有哪些特点？
五、生态工程的基本原理
①生态工程建设的目的是什么？
②生态工程的基本原理是
③什么是生态经济？
④简要概述湿在生态恢复工程的对策？
自我检测
1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ）
A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列
B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键
C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA
D．限制酶只存在于原核生物中
2、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是( )
A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件
D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
3、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是( )
( http: / / www. / Subject / shengwu.html )
A、①② B、①③ C、①④ D．②③
4、作为目的基因的运载体应具备的结构是( )
A．目的基因、启动子 B．目的基因、终止子
C．目的基因、启动子、终止子 D．目的基因、启动子、终止子、标记基因
5、采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
6、基因工程中不会出现( )
A．DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来B．限制性内切酶可用于目的基因的获取
C．目的基因必须有载体导入受体细胞D．人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶
7、下列哪一项属于克隆？（ ）
A、 将鸡的某个DNA片段移植到小鼠的DNA分子中
A、 将抗药基因引入草履虫的细胞内
A、 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
A、 将某肿瘤细胞在体外培养成一个细胞系
8、（2004年湖南理综高考题）用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列错误的是
A、 将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
A、 用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
A、 用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
A、 筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
9.下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患（ ）
A.转基因植物有可能合成对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B.转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C.某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫能力
D.某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变
10.（2003年全国，4）据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是（ ）
A.物质经过了多级利用，实现了良性循环
B.每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低
D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
11、干扰素是一类具有很高生物活性的糖蛋白，它具有抑制多种病毒的复制功能，是一种广谱抗病毒物质。
（1）美国一家公司用转基因技术生产干扰素，首先从人的T淋巴细胞中提取目的基因，使之与细菌的 结合，这两步所用的工具酶为 。然后移植到酵母菌体内，使干扰素基因在酵母菌中得以表达。目的基因转入后，并不影响酵母菌中其它基因的表达，原因是 。
(2)为了能在体外获得大量的干扰素，有人进行了实验，可是当将效应T淋巴细胞在体外培养繁殖了几代后，细胞分裂就停止了。请你用细胞工程的方法，以小鼠为实验对象，提出一个既能使效应T淋巴细胞在体外培养繁殖，又能获得大量小鼠干扰素的实验设计思路(3分)
12．让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如图所示。请根据图回答有关问题：
________________________________________________________________(至少写出三种)
（2）小羊a、小羊b、小羊c的形状表现______________（填“相同”或“不同”），你的理由是___________________________________________；小羊a与小羊N呢？______________，理由是___________________________________。
（3）若研究发现羊N细胞中线粒体发达，故而他的产奶率高，则小羊a会有这一优良性状吗？____________________________，你的依据是____________________________。
（4）有人设降将羊体细胞与牛体细胞进行融合，以获得新物种“羊-----牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构想？______________，你的理由是_______________________________________。
（5）2003年1月世界第一只克隆羊、年仅3岁的“多利”，因患老年羊常得的肺部感染疾病，研究人员不得对他实施“安乐死”，同时某些科学狂人宣布成功克隆了人“夏娃”，根据以上信息，谈谈你对克隆技术或克隆人的评价。
13、（10分）医学上常用器官移植来治疗人类的某些疾病，而利用人类胚胎干细胞可以解决器官移植中的很多问题。分析以下材料回答问题：
（1）上述各种器官的获得所依据的生物学原理是 。
（2）③阶段的细胞来自于囊胚中的 。从细胞水平上看，卵裂的分裂方式是 。
（3）过程X称为 。
（4）请说出一种胚胎干细胞的应用 。
【点拨提升】
点拨一：限制酶与DNA连接酶
1、问题：限制酶与DNA连接酶有什么区别与联系
2、归纳：酶都具有专一性，限制酶的专一性表现在 ，与DNA连接酶一样，都作用于 ，与氢键无关，但作用效果正好相反。同时注意切割目的基因和运载体用的是 限制酶。
3、例1：下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是
A、其化学本质都是蛋白质 B、DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C、在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
D、因为酶具专一性，所以它们的作用部位不同
点拨二：植物组织培养的过程及应用
1、问题：植物组织培养过程中应注意哪些问题？有哪几方面的应用？
2、归纳：
3、例2：下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：
①→脱分化→②→再分化→③→④
（1）①表示 ，它能被培养成④的根本原因是 。
（2）②表示 ，它的细胞特点是 ，它的颜色特点是 。
（3）若想制造人工种子，应该选择（写编号） 。
（4）若①是花药，则④是 ，这项技术可用在 上。
（５）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是 ，这说明根源细胞 。
点拨三：动物体细胞核移植
1、问题：体细胞核移植之前，受体卵母细胞为什么必须先去掉核？得到的克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？
2、归纳：为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA是来自于受体卵细胞。所以克隆动物不是供核动物的完全复制,但核物质全部来自供核体细胞，基因型和性别也与供核个体完全相同。
3、例3：一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能
A、有选择的繁殖某一性别的家畜 B、繁殖家畜中的优秀个体
C、用于保存物种 D、改变动物的基因型
点拨四：单克隆抗体的制备
1、问题：制备单克隆抗体过程中为什么要两次筛选？筛选的作用是什么？
2、归纳：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淋巴细胞时会取出很多种，形成杂交瘤细胞也会有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。
3、例4：图２－２为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案。请回答：
（1）该方案能得到预期的效果吗？
原因是：
（2）图中②为 过程，
常用 作为诱导剂，该细胞继承
了
（3）图中③是进行细胞培养，目的是
（4）图中④的细胞培养能获得 的细胞，便于大规模培养。
（5）破伤风杆菌的抗体最终可从
和 中提取。
（6）该方案的目的是
点拨五：胚胎移植和胚胎分割
1、问题：胚胎移植过程中两次用到促性腺激素，作用一样吗？胚胎分割时为什么要对内细胞团均等分割？
2、归纳：胚胎移植过程中两次用到 ，第一次是对受、供体进行 处理，第二次用于对供体进行 ，所以两次作用一样。胚胎分割时一定要选
，操作时要对 进行均等分割，以免影响分割后 。
3、例5：下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程设计图解，请据图回答：
（1）图中①、②所示的结构分别是 、 。
（2）图中③、④所示的生物工程技术分别是 、 。此外图示过程还应用了哪些生物工程技术？ 。（至少一种）
（3）过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作外，还因为
。
（4）过程④通常用②做受体细胞的原因是 。
（5）过程④的完成需要用到的基因操作工具有 。（2分）
（6）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是 。
【变式训练】
1．（现化生物科技专题 8分）
下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：
（1）在基因工程中，A表示 ，B表示 。
（2）如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程和A→B过程共同使用的酶是 ，另外A→B过程还必需用 酶,两者的作用部位是 。
（3）B→C为转基因绵羊的培育过程，其中④用到的生物技术主要有动物细胞培养和 。
（4）若使用棉花的体细胞为受体细胞，⑤表示的生物技术是 。要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程： 。
2．组织培养出来的植株一般很少有病毒危害，其原因在于
A、在组织培养过程中，细胞进行的是快速分裂和分化
B、人工配制的培养基上，植物病毒无法生存
C、组织培养出的植物水分太少，无机盐含量高
D、组织培养过程中都是在无菌条件下进行的
3．要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（　　）
A.具有完整细胞核的细胞　　　　Ｂ．离体状态
Ｃ．一定的营养和激素　　　　　Ｄ．导入外源基因
4、下图是某克隆羊的培育过程模式图，则与获得该克隆羊接近的生殖方式和其发育成熟时所分泌的主要性激素分别是
A、无性生殖、雄性激素 B、无性生殖、雌性激素
C、有性生殖、雄性激素 D、有性生殖、雌性激素
5、用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列错误的是
A、将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B、只考虑两两融合，融合细胞有3种
C、用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D、杂交瘤细胞只有一种，可直接进行克隆化培养，培养后提取单克隆抗体
6、（8分）以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a~h为操作过程，请据图回答有关问题：
（1）“试管牛”技术的操作流程是 （填字母）。
（2）图中数字标号代表的结构名称是
① ② ③
（3）d操作的名称是 ，受体子宫内胚胎发育的赛程中，细胞不断分裂，其分裂方式为 。
（4）图中用到的激素是 ，过程h常用的方法是 。
【延伸训练】
潍坊二轮专题检测31~36题。
自我检测答案：
CABDC ADBCC
11、（1）质粒 同一种限制性酶和DNA连接酶 DNA分子的不同基因之间具有相对独立性（基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位）
（2）将效应T淋巴细胞与小鼠的瘤细胞在体外融合，筛选出既能产生干扰素又能无限增殖的杂交瘤细胞，然后在适宜条件下进行细胞培养。
12．（1）基因工程 核移植 胚胎移植 胚胎分割 动物细胞的培养 （2）相同 这些个体都是有一个重组细胞发育成的 不完全相同 小羊a细胞质中的遗传物质来自羊O，生物体部分性状属于细胞质遗传 （3）不会 线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代，小羊a的细胞质主要来自于羊D （4）不能 因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，由羊体细胞和牛体细胞融合得到的杂交细胞不能正常发育成为完整个体，即使得到一个个体也不能成为一个新物种，因为它不能正常生殖（具有开放性，其他合理答案也可） （5）就目前情形看，克隆技术还不够成熟，还有许多问题需要探讨，克隆人除了会带来社会、伦理、法律等方面的问题外，还可能带来克隆个体生命质量的问题，这也是对克隆人的不负责任。
13、（1）细胞的全能性 （2）内细胞团 有丝分裂 （3）细胞核移植 （4） 用于研究细胞分化和细胞凋亡的机理；用于器官移植等
让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状
点拨提升答案
例1、A
例2、（1）离体的植物器官、组织或细胞 植物细胞的全能性 （2）愈伤组织 细胞排列疏松、高度液泡化、无定形状态 色浅 （3）③ （4）单倍体植株 单倍体育种 （5）绿色 含有表达叶绿体的基因
例3、D
例4、（1）不能 实验小鼠未免疫，不能获得相应浆细胞(或没有将抗原注射到小鼠体内)
（2）细胞融合 灭活的病毒 双亲细胞的遗传特性，既能无限增殖，又能产生特异性抗体
（3）挑选出能产生所需抗体的细胞群
（4）足够数量的
（5）培养液 小鼠腹水中
（6）制备单克隆抗体
例5．（1）细胞核 内细胞团（或胚胎干细胞） （2）核移植技术 转基因技术（或重组DNA技术） 细胞培养、早期胚胎培养、胚胎干细胞移植、显微操作技术等（答出一种即可） （3） 营养物质丰富且含有促进细胞核全能性表达的物质
（4）这些细胞还未分化，具有全能性，可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官
（5）限制性内切酶、DNA连接酶和运载体 （6）没有排斥反应
变式训练答案
1．（现代生物科技专题 8分）
（1）目的基因 重组DNA
（2）同一种限制性内切酶 DNA连接酶 磷酸二脂键
（3）胚胎移植
（4）植物组织培养
2、D 3、D 4、A 5、D
6．（1）a→b→f→g
（2）①滋养层 ②囊胚腔 ③内细胞团
（3）胚胎移植 有丝分裂
（4）促性腺激素 显微注射法
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细胞融合与
单克隆抗体
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克隆技术
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术
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安全性与伦理问题
转基因生物 的安全性
基因工程 的诞生
蛋白质工程
基因工程应用
基因工程
基因工程的原理及技术
基本工具
操作程序
植物的组织培养
操作步骤
实际应用
理论基础
从供体中获得体细胞→ 培养→大量供体细胞
采集卵母细胞→体外培养得到 →无核卵母细胞
胚胎移植得到
家畜
的细胞、组织、器官
（ ）
（ ）
小植株
培养此类细胞，用于
提取色素等物质
制人工种子
种皮
人造胚乳
育种
植物组织培养的核心技术
全能性表达的条件
作物脱毒时的取材是
②
B淋巴细胞 骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞
细胞③
①
④
图２－２
♀A羊
基因型AA
♂B羊
基因型aa
卵细胞
体细胞
植入
♀C羊子宫
基因型Aa
某克隆羊
a
b
公牛
良种奶牛牛
精子
激素
处理
卵细胞
受精卵
外源基因
转基因牛D
h
母牛子宫
A、B牛
C牛
c
d
e
f
g
①
②
③
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