第38课时 克隆技术
考点116 技术原理——植物组织培养及细胞全能性
1．操作流程及培养条件
(1)操作流程
愈伤,组织 胚状体,或丛芽
完整,植株
(2)培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(如细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和pH等)。
提醒 ①幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。
②对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。
③植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。
④诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。
2．脱分化和再分化的比较
比较内容 脱分化 再分化
过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→幼苗
形成体特点 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞 有根、芽
需要条件 a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光 a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d.光照
提醒 ①愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理，以便诱导叶绿素的形成。
②生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。
3．原理：全能性
(1)含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。
(2)物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
(3)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、器官。
(4)全能性的实例：花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。
1．(2011·江苏卷，14)关于现代生物技术应用的叙述，错误的是 ( )
A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
C．植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒
D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育
考点117 实践应用——植物组织培养技术的应用
1．植物繁殖的新途径
(1)微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(2)作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种严重退化、产量降低和品质变差。利用植物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。
(3)人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就可以形成人工种子。下图是人工种子的结构示意图。
注意 人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。
2．作物新品种的培育
(1)单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。
花药单倍体幼苗纯合子
单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种
年限。
(2)突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
(3)细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．(2010·课标全国理综，38)请回答：
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的________，繁殖种苗的速度________。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部________。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免________的污染。
(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗________，而与______________配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促进愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是________(脱落酸、2,4 D)。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是________，单株鲜重的变化趋势是________。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________(能、不能)满足自身最佳生长的需要。
(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应 (降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
考点118 技术原理——植物体细胞杂交
1．概念：植物体细胞杂交就是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．图示过程
3．考点解读
(1)植物体细胞杂交的障碍
①植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
②原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇
(PEG)诱导等。
(2)杂种细胞的类型
有三种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进行筛选。
(3)杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。
(4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两
亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。
(5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育
成杂种植株利用了细胞的全能性。
3．据下面体细胞杂交技术流程图回答下列问题：
(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到杂种植株？为什么？
________________________________________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是________________，依据的原理是________________，其中过程②称为________________，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为________________，过程④相当于________________，⑤过程涉及的分裂方式为________________。
(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于________倍体植
株。
(4)随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到________过程(填字母编号)即可。
考点119 解读操作流程图——动物细胞培养
1．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2．操作流程
3．考点解读
(1)培养条件
①无菌、无毒的环境——无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。
②营养——葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素＋血清或血浆等天然成分。
③温度和pH——(36.5±0.5)℃和(7.2～7.4)。
④气体环境——95%空气＋5%CO2。
提醒 ①CO2作用——调节培养基pH；
②空气中O2作用——细胞有氧呼吸；
③所用装置——CO2培养箱。
(2)原理：细胞增殖。
(3)动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。
(4)在动物细胞培养过程中，一般情况下10代以前的细胞核型不变，10代以后有些细胞核型发生改变，50代以后的细胞可能发生癌变。
(5)胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将组织分散成单个细胞，以及将贴壁细胞从瓶壁上分离下来，这样做的目的是避免动物细胞的接触抑制现象。
4．应用
(1)生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。
(2)检测并判断某毒性物质毒性的大小。
(3)临床医学研究。
植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
培养基的物理性质基 固体 液体(合成培养基)
培养的成分 水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等
结果 新的植株或组织 新的细胞系或细胞株
目的 植株快速繁殖脱毒植株的培育③人工种子 ④生产药物、杀虫剂等 ⑤转基因植物的培育 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
取材 植物细嫩的部位或花药等 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
其他条件 均为无菌操作，需要适宜的温度、pH、O2等条件
4．如图是动物细胞培养的基本过程示意图，请据图回答。
(1)容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自___________________。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是______________，然后用__________酶处理，这是为了使细胞分散开来。这样做的目的是_________________________。
(3)培养首先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有______________等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第__________代，到这时的培养称为______________。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用__________处理，然后配制成__________，再分装。
(5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是______________。
考点120 关注生物新技术——动物细胞融合与单克隆抗体
1．动物细胞融合
(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
(2)原理：生物膜的流动性。
(3)方法：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。
(4)意义：①突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；②成为研究细胞遗传、细
胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；③制备单克隆抗体。
2．单克隆抗体
(1)取相应B细胞前必须先注射相应抗原，形象地说先“打针”，否则失败。
(2)诱导融合的两种细胞名称及作用。
免疫过的B淋巴细胞(浆细胞)——产生抗体；骨髓瘤细胞——无限增殖。
(3)诱导融合与原生质体融合的不同方法。
动物细胞诱导融合的特有方法——灭活的病毒诱导。
(4)两次筛选的目的及方法：①在特定的选择培养基上，未融合的亲本细胞(浆细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。
②经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(5)两种培养提取场所
①体外培养——培养液提取。
体内小鼠腹腔中培养——小鼠腹水中提取。
植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较
理论基础 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶) 注射特定抗原，免疫处理正常小鼠
促融方法 (1)物理法：离心、振动、电刺激等(2)化学法：聚乙二醇(PEG) (1)物、化法：与植物细胞融合相同(2)生物法：灭活的病毒
过程 第一步 原生质体的制备(酶解法) 正常小鼠免疫处理
第二步 原生质体的融合(物、化法) 动物细胞的融合(物、化、生法)
第三步 杂种细胞的筛选和培养 杂交瘤细胞的筛选与培养
第四步 杂种植株的诱导与鉴定 单克隆抗体的提纯
意义和用途 (1)克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围(2)克服有性杂交的母系遗传现象、获得细胞质基因的杂合子、研究细胞质遗传 (1)制备单克隆抗体(2)诊断、治疗、预防疾病。例如：单抗诊断盒、“生物导弹”治疗癌症
5． 1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。请据图回答问题：
(1)病原体注入小鼠体内后，要经过__________细胞处理后，才能被免疫细胞识别。
(2)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集，然后以____________________作诱导剂，使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。通过筛选和克隆培养，获得的杂交瘤细胞具有____________________的特点。
(3)单克隆抗体的特点是____________________。根据上图写出应用杂交瘤技术获得单克隆抗体的两种主要方法_______________________________________________。
考点121 关注生物学热点内容——动物细胞核移植与克隆动物
1．概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
2．操作流程
3．考点解读
(1)原理：动物细胞核的全能性(不能说动物细胞全能性)。
(2)卵母细胞选择时期及原因
减Ⅱ中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。
(3)选卵细胞作为受体细胞的原因
①大，易于操作；②卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；③能激发重组细胞分裂分化。
(4)供体细胞：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。
(5)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。
(6)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。
(7)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因
①克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以与植物组织培养不同(只来自于一个亲本)，克隆动物遗传物质来自2个亲本。
②在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性状改变。
③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。
4．应用及存在问题
(1)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移
植等。
(2)存在问题：①成活率低；②克隆动物的健康问题；③克隆动物食品的安全性问题。
5．克隆人
(1)过程
(2)分类
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；产生新个体、新组织，遗传信息相同
6．一只羊的卵母细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵母细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下了一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能
( )
A．有选择地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
1.组织培养在实践中的应用
考纲能力 利用所学知识解决生产实践的能力
考题1 某二倍体植物是杂合子，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生
完整植株的过程。据图回答：
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的__________过程，②表示的是________过程，X代表的是________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有____________。
(3)对植株甲进行____________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为____________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为____________种。花药培养在育种上的特殊意义是____________，从而开辟育种新途径。
2.动物细胞培养在实践上的应用
考纲能力 对生物学问题进行初步探究能力
考题2 动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。
(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞____________________________________。
(2)气室中充入5% CO2气体的主要作用是_____________________________。
(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 ，以保证抗生素对肝脏无害。
(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：
肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。
实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)。
甲 乙 丙 丁
步骤一：加入肝脏培养液 √ √ √ √
步骤二：加入有机物X溶液 √ √
步骤三：放置肝脏小块 √
上表中还需进行的操作是______________________________________________。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察 ，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明________________________________________________________________________。
(5)已知癌细胞X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入 ，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________或________合成水平的差异，确定Y的药效。
1.对克隆、组织培养和试管动物
(婴儿)区分不清
典例1 试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是 ( )
A．都属于无性生殖
B．都属于细胞工程的某些技术
C．都不会发生基因重组
D．都体现了分化的细胞具有全能性
纠错笔记
克隆 组织培养 试管动物(婴儿)
生殖方式 无性 无性 有性
遗传物质来源 2个亲本 1个亲本 2个亲本
性别决定 提供核亲本 一般没有 精子类型
用途 优良种畜快速繁育，可选择性别 快速繁殖无病毒植株 解决不孕不育
现状 不成熟 成熟 成熟
2.对植物细胞工程和动物细胞工
程辨析不清
典例2 某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处是不正确的 ( )
植物细胞工程 动物细胞工程
技术手段 植物组织培养、植物体细胞杂交 动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备
特殊处理 机械法去除细胞壁 胰蛋白酶处理，制成细胞悬液
融合方法 物理方法、化学方法 物理方法、化学方法、生物方法
典型应用 人工种子、杂种植株 单克隆抗体的制备
培养液区别 生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 动物血清不可缺少
A.1 B．2 C．3 D．4
纠错笔记 (1)核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。
(2)植物细胞培养中去掉细胞壁的原因是这层细胞壁阻碍了植物体细胞杂交融合；动物细胞培养中用胰蛋白酶处理动物组织的目的是使组织分散成单个细胞。
课时规范训练
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
植物组织培养 1、2
动物细胞培养 4
细胞核移植 7
单克隆抗体制备 5
综合检测 3
特别推荐 流程图解——1；实践应用与实验探究——4
1.“白菜—甘蓝”是科学家用植物细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图，请完成下列有关问题：
(1)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是__________________。该过程说明植物细胞具有______________。
(2)要制备“白菜—甘蓝”的人工种子，要在d步骤选取具有生根发芽能力的__________(结构)，包裹上人造种皮制得。
(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是________________，融合依据的原理是_____________________________________________________________________。
(4)要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。现提供以下材料和用具：紫色洋葱磷片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。
主要实验步骤：
①选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：适宜浓度的蔗糖溶液____________。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁。
第一步：用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央，滴加适量细胞壁分解液，制成临时装片，得到实验组装片。
第二步：________________________________________________________。
第三步：____________________________________________________________。
结果预测和解释： ___________________________________________。
2．人工种子的培育过程如图所示，请回答下列问题：
(1)人工种子依据的原理是______________________，是经过__________________技术培育而成的。
(2)包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构？
________________________________________________________________________。
(3)某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为__________________，基因型为______________________。
(4)如果外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入下列哪种试剂。
( )
A．15%的盐酸 B．淀粉酶
C．果胶酶 D．胰蛋白酶
(5)②表示脱分化过程，其实质是____________________；
③表示再分化的过程，其实质是______________________________________________。
(6)从上面所述胚状体的类型分析，人工种子萌发长成的植株是否可育？________________________________________________________________________。
3．细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。
(1)科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质——紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4 000 kg，但全世界紫杉醇的产量是250 kg，供求严重失衡，导致一些地区红豆杉资源遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术解决这一问题。
①植物组织培养依据的原理是_________________________________。
②在得到红豆杉的______________后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外，______________是其生长必需的，________是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看，得到________就可以提取紫杉醇。
(2)德国科学家豪森是2008年生理学或医学奖获奖者之一。他的研究证实宫颈癌和人乳头状瘤病毒(HPV)之间存在联系，为宫颈癌疫苗的研制奠定了基础。现在宫颈癌疫苗已经开发出来，使宫颈癌成为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。
①理论上讲，将纯化的HPV在________________中培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死，但要确保灭活HPV的________不被破坏，并且能被人的免疫细胞识别。这样就能得到预防宫颈癌的疫苗了。
②HPV疫苗的作用是使一部分淋巴细胞在反应阶段形成________，当________病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_______________________。
4．现有甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质，利用动物细胞培养的方法能够鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请完成下列实验报告。
Ⅰ.实验材料：小白鼠胚胎。
Ⅱ.药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、细胞培养箱、载玻片、盖玻片、光学显微镜、小 白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片。
Ⅲ.实验原理：______________________________________________________________，
根据这些变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值)，可判断该化学物质的毒性。
Ⅳ.实验步骤：
(1)制备细胞悬液
把小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离
散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬液。
(2)进行细胞培养
①取A、B、C三个洁净的培养瓶，________________________________________。
②_______________________________________________________________________。
③______________________________________________________________________。
(3)制作临时装片
①当细胞繁殖到大约第8代左右时，同时从细胞培养箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液迅速杀死细胞，并将细 胞固定在不同的分裂时期。
②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬液。滴在与培养瓶有相同编号的载玻片中央，加1～2滴适宜浓度的____________染色，3～5 min后，盖上盖玻片，制成临时装片。
(4)镜检和统计
把临时装片放在显微镜下，按照____________________的顺序观察，寻找处于__________________期的细胞，并与________________________________________对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数(Q值)。
Ⅴ.实验结果：
培养瓶 A B C
Q值 1.3% 12.5% 0.1%
Ⅵ.实验结论： _____________________________________________________________。
5．下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单抗的实验研究。据图回答相关问题。
(1)X、Y、Z细胞的名称分别是__________、__________、__________。
(2)①过程类似于植物组织培养技术中的__________过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较______。②过程的实质是______________________。
(3)③过程中需用到的生物诱导剂是____________。
(4)④处需要筛选，其目的是________________。
(5)若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，能检测到放射性32P的细胞器是________、________。
6． 2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯和英国人马丁·埃文斯。3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。所谓“基因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能。请回答下列问题：
(1)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是________________酶。用修改过的基因取代原有基因时还需要________酶。
(2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤： ___________________。
给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：___________________________。
(3)利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如下图所示：
①促进卵细胞融合最常用的试剂是_____________________________。
②重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于_________________，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和________等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是______________________________________________________________________。
7．供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解：
(1)正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中的________期的卵母细胞。
(2)重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在________期。
(3)治疗性克隆所用到的技术名称是____________，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用________技术。
(4)请你运用上述知识举一例说明干细胞在临床治疗上的应用。_ _______________________________________________________________________。
答案
突破考点提炼方法
对位训练1 B
对位训练2 (1)遗传特性 快 遗传信息 (2)微生物 (3)生根 细胞分裂素 2,4 D
(4)逐渐下降 先增加后下降 不能
(5)降低
对位训练3 (1)不能，不同种的植物间存在生殖隔离
(2)植物组织培养 细胞全能性 原生质体融合 高尔基体 脱分化 有丝分裂
(3)六 (4)e
对位训练4 (1)动物胚胎或幼龄动物的器官、组织 (2)剪碎组织 胰蛋白(或胶原蛋白) 使细胞与培养液充分接触 (3)葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清 10 原代培养 (4)胰蛋白酶 细胞悬液 (5)细胞没有发生癌变
对位训练5 (1)吞噬 (2)灭活的仙台病毒或聚乙二醇 既能产生特异性抗体，又能无限增殖 (3)特异性强，纯度高(或：专一性强、灵敏度高) 体外培养法和动物体内培养法
对位训练6 D
考题链接
考题1 (1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根
(2)植物激素 单倍体 细胞全能性
(3)染色体加倍 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍的) 1 多 缩短育种周期
考题2 (1)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物
(2)维持培养液适宜的pH (3)种类和剂量
(4)②向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 ④染色体形态和数量 肝脏小块对有机物X具有解毒作用 (5)Y mRNA 蛋白质
易错警示
典例1 B
典例2 B
课时规范训练
1．(1)植物组织培养 全能性 (2)胚状体
(3)聚乙二醇(PEG) 细胞膜的流动性
(4)①可防止原生质体过度吸水涨破(保持原生质体正常的形态)
②第二步：用适宜浓度的蔗糖溶液代替细胞壁分解液，其他操作同第一步，得到对照组装片
第三步：在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态
结果预测和解释：实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解
2．(1)植物细胞的全能性 植物组织培养
(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶
(3)单倍体 DT、Dt、dT、dt (4)C
(5)使细胞恢复分裂 基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变
(6)若是由花粉(或三倍体植物的营养器官)发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营
养器官发育而来的则可育
3．(1)①植物细胞的全能性 ②离体组织、细胞(或外植体) 矿质元素或无机盐 植物激素 愈伤组织
(2)①哺乳动物或人的活细胞 抗原决定簇
②记忆细胞 HPV 体液免疫和细胞免疫
4．Ⅲ.将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异(答出有毒物质使细胞发生变异即可)
Ⅳ.(2)①分别加入等量的细胞悬液 ②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不做处理，作为对照 ③把3个培养瓶放在37℃(或适宜温度)的细胞培养箱中培养
(3)②龙胆紫溶液
(4)先用低倍镜后用高倍镜 有丝分裂中 小白鼠正常体细胞有丝分裂中期的高倍显微镜照片
Ⅵ.甲、乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大
5．(1)骨髓瘤细胞 抗原刺激过的B淋巴细胞
杂交瘤细胞
(2)脱分化 高 基因的选择性表达
(3)灭活的病毒
(4)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
(5)核糖体 线粒体
6．(1)限制性核酸内切 DNA连接
(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因 用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”
(3)①灭活的病毒或聚乙二醇 ②液体培养基 动物血清 细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞
7．(1)减数第二次分裂中 (2)囊胚 (3)核移植技术、动物细胞培养 胚胎分割 (4)利用胚胎干细胞治疗白血病第6课时 细胞器——系统内的分工合作
一、细胞器的识别及功能
[判一判]
1．光合作用只能在叶绿体中进行 ( )
2．无线粒体的生物只能进行无氧呼吸 ( )
3．有中心体一定是动物细胞 ( )
4．各种正常细胞都有核糖体 ( )
5．所有植物细胞都有细胞壁、大液泡和叶绿体 ( )
6．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的成分和功能是相同的 ( )
二、细胞器之间的协调配合
如分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，参与的细胞器主要有________、________、________、________等。
[练一练] 已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网
的特殊序列(如图中P肽段)。若P肽段功能缺失，则该蛋白( )
A．无法继续合成 B．可以进入高尔基体
C．可以被加工成熟 D．无法被分泌到细胞外
三、生物膜系统
[判一判]
1．细胞的生物膜系统由细胞膜、核膜和各种具膜的细胞器膜组成 ( )
2．原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成，病毒只有细胞膜 ( )
3．生物膜系统指生物体内的所有膜结构 ( )
4．生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内部区域化 ( )
5．有多种酶附着在生物膜系统上，有利于化学反应的进行 ( )
1．教材44页“分离各种细胞器的方法”——差速离心法原理。
2．教材46中图3－7各种动植物细胞结构的区别，尤其关注溶酶体的功能及与细胞凋亡的关系。
3．教材47页细胞骨架的有关知识。
4．教材48页[资料分析]和教材49页图3－8分泌蛋白图解。
5．教材50页[与社会的联系]——人工合成生物膜及应用。
考点16 分类归纳比较法——各种细胞器
1．(2011·福建理综，1)下列关于人体细胞代谢场所的叙述，正确的是 ( )
A．乳酸产生的场所是线粒体
B．雌性激素合成的场所是核糖体
C．血红蛋白合成的场所是高尔基体
D．胰岛素基因转录的场所是细胞核
排雷 熟练掌握各种细胞器的组成、膜结构情况、功能等，如与蝌蚪尾的消失有关的细胞器为溶酶体；与植物细胞壁形成有关的细胞器为高尔基体，但与原核生物细胞壁形成无关。
细胞器分类归纳
分布 植物特有的细胞器 叶绿体、液泡
动植物都有的细胞器 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体
主要分布于植物中的细胞器 液泡
主要分布于动物中的细胞器 中心体
分布最广泛的细胞器 核糖体(真、原核细胞)
结构 不具膜结构的细胞器 核糖体、中心体
具单层膜结构的细胞器 高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
具双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体
成分 含DNA的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的细胞器 叶绿体、液泡
功能 能产生ATP的细胞器 线粒体、叶绿体
能半自主复制的细胞器 线粒体、叶绿体
与有丝分裂有关的细胞器 核糖体(间期蛋白质的合成)、中心体(动物)、高尔基体(植物)、线粒体
与蛋白质的合成、加工、运输、分泌有关的细胞器 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
与主动运输有关的细胞器 核糖体(载体蛋白合成)、线粒体(提供能量)
能产生水的细胞器 叶绿体(光合作用)、线粒体(有氧呼吸)、核糖体(脱水缩合)、高尔基体(植物细胞壁的形成)
能碱基互补配对的细胞器 叶绿体和线粒体(DNA复制、转录、翻译)、核糖体(翻译)
注意 (1)注意细胞结构与细胞器之间的差异
①能产生水的细胞结构：线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、细胞核(复制、转录时)。
②与分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌相关的细胞结构：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡和细胞膜。
③产生ATP的细胞结构：细胞质基质、线粒体、叶绿体。
④具有双层膜的细胞结构：细胞核、线粒体，叶绿体。
⑤能进行碱基互补配对的细胞结构：细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。
(2)不同细胞的差别主要体现在细胞器的种类和数量上
①在代谢旺盛的细胞内线粒体含量较多；②合成旺盛的细胞内，核糖体含量较多；③叶肉细胞中含大量叶绿体，而根细胞内不含叶绿体；④原核生物细胞中只有一种细胞器——核糖体。
常考特殊细胞总结如下：
(1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，是观察有丝分裂的好材料，成熟区等根部和其他不见光部位的细胞都无叶绿体。
(2)叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体。
(3)花粉、极核、卵细胞都是减数分裂产生的子细胞。
(4)肾小管细胞、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛，线粒体含量多；肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞，核糖体、高尔基体多。
(5)蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，原料是葡萄糖，产物是乳酸，且人的成熟红细胞无细胞核，不再进行分裂，是提取细胞膜的首选材料。
(6)神经细胞表面形成突起——树突和轴突，是产生和传导兴奋的功能细胞。
(7)癌细胞：无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低，因不断合成蛋白质，故核糖体多而且代谢旺盛，核仁较大。
(8)干细胞：分化程度低，全能性高，诱导可分化产生其他功能细胞。
(9)与免疫有关的细胞：吞噬细胞、B细胞、浆细胞、T细胞、效应T细胞等，具体功能见免疫有关知识。
1．下列有关细胞器的说法正确的是 ( )
A．核糖体是噬菌体、细菌、酵母菌唯一共有的细胞器
B．线粒体是有氧呼吸的主要场所，在其中生成的产物有丙酮酸、CO2和H2O
C．叶绿体是所有生物进行光合作用的场所，含有DNA、RNA、蛋白质和磷脂等成分
D．在植物有丝分裂的末期，细胞中的高尔基体活动加强
考点17 文字、图解、曲线之间信息转换能力提升——细胞器间的协调配合与细胞生物膜系统
2．为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲，其相关结构关系如图乙，有关的生物膜面积变化如图丙，则有关说法不正确的是 ( )
A．图乙中首先可观察到3H标记的细胞器是③
B．能在图乙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成
C．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
D．图丙中d曲线表示的细胞结构是内质网
排雷 审题时看准关键词：合成场所——核糖体；加工、运输场所——内质网和高尔基体；加工、包装、分类、分泌场所——高尔基体。
1．成分上的联系
各种生物膜组成成分基本相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成，体现膜系统的统一性；但每种成分所占的比例不同，体现了膜系统的差异性。
2．结构上的联系
3．功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)
细胞核：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质；核糖体：利用氨基酸合成多肽；内质网：对多肽进行初步加工(如折叠、糖基化等)，再以囊泡的方式运送至高尔基体；高尔基体：将多肽再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜与之融合；细胞膜：胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白；线粒体：为各项过程提供能量。
1．结构模式图
两图都是分泌蛋白这一考点中常出现的，A图是细胞的局部，B图则是完整细胞。但考查的知识点基本相同。
考点1：从图上首先识别出相应结构的名称，并熟悉在分泌蛋白中的分工及相应作用。
考点2：B图中⑦代表分泌蛋白，常考的有消化酶、抗体、蛋白质类激素、血浆蛋白等，常考的不属于分泌蛋白的有血红蛋白、载体蛋白、呼吸酶等。
考点3：⑦物质排出细胞的方式——胞吐，该过程体现了细胞膜的流动性。
考点4：该过程研究手段——同位素标记，3H标记亮氨酸，最先出现在A图中②或B图中①。转移的方向和途径注意先后顺序。
考点5：图示中构成生物膜系统的细胞器不包括核糖体。
易错提示 该题型考查多要求用序号回答，且看清要求回答的是细胞器还是细胞结构。
2．曲线图和表格
图甲
细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡
时间/min 3 17 117
图乙
图甲表示用放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，而图乙表示在细胞的几种结构中最早检测到放射性的时间表。图甲不仅表示了放射性出现的先后顺序，而且还表示了某结构中放射性的含量变化，理解分泌囊泡的形成及放射性含量变化是个难点，高尔基体中放射性含量下降与分泌囊泡形成的对应关系，表示分泌囊泡来自高尔基体。而乙图表格中可以很容易看出分泌蛋白的合成、加工和运输经过的场所及先后顺序。
2．下图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是 ( )
A．①②③是内质网、高尔基体和线粒体
B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行
考点18 实验技能提升——用高倍镜观察叶绿体和线粒体及二者的比较
3．关于“观察叶绿体”的实验，下列说法正确的是 ( )
A．选用含叶绿体小而少的细胞来观察
B．活细胞细胞质基质中的叶绿体是静止不动的
C．选用含叶绿体大而少的细胞来观察
D．制片时叶片应保持干燥
排雷 实验材料的选取原则：①符合实验要求，如还原糖鉴定，材料中该物质含量较高。要观察叶绿体就不能用大白菜和绿色叶片的表皮细胞，需用含叶绿体的材料；②排除实验结果干扰，实验现象明显；还原糖鉴定应选无色或浅色材料；该实验中要选叶绿体大而少的材料；③易获取的原则，例如提取DNA时所用的猪或鸡血细胞，提取细胞膜时所用的哺乳动物成熟红细胞都是易获取的材料。
1．实验探究
(1)原理
①叶绿体呈绿色的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。
②线粒体呈无色棒状、圆球状等，用健那绿染成蓝绿色后制片观察。健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中线粒体呈现绿色，而细胞质接近无色。
(2)方法步骤
(3)注意问题
①实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
②要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。
③用菠菜叶带叶肉的下表皮的原因：靠近下表皮的叶为栅栏组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。
④叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源以避免被灼伤。
⑤盖盖玻片时，一定要缓慢且与载玻片成45°夹角，盖玻片一侧先接触液滴，防止装片下产生气泡。
2．叶绿体和线粒体的比较
不同点 线粒体 叶绿体
形态 短棒状、哑铃形等 椭球形、球形
结构
分布 动植物细胞 绿色植物细胞
生物膜 内膜向内腔折叠形成嵴 由类囊体堆叠成基粒
酶 与有氧呼吸有关，分布在基质中和内膜上 与光合作用有关，分布在基粒上和基质中
色素 无 叶绿素、类胡萝卜素，分布在基粒上
功能 有氧呼吸第二、三阶段进行的场所 光合作用的场所
共同点 均具有双层膜结构均具有能量转换功能都含磷脂、蛋白质、少量的DNA和RNA等，能够转录、翻译形成自身的部分蛋白质，控制细胞质遗传④共同参与了自然界的碳循环
3．如图甲与图乙是真核细胞内两种重要的细胞器模式图，请回答
有关问题：
(1)观察两种细胞器时需染色的是____，所用染色剂是________；
不需染色的是____，选菠菜作为实验材料撕________________
(哪一部位)的细胞。
(2)①②的主要成分是____________，其结构特性是________。
(3)③是该细胞器中某一结构的放大图示，其名称为______________，在光照下发生反应的产物是________________。若在其他条件适宜，植物缺少Mg时，将直接影响________的合成进而影响光反应。
(4)在④中除含有大量催化反应的酶等物质外，还含有____，与该细胞器的复制有关；在图甲中如果用放射性同位素对O2进行示踪，最先出现放射性同位素的产物是__________。
用“结构与功能相适应”的观点分
析细胞的结构与功能
“结构与功能相适应”是生物学的基本观点，无论是个体、器官还是细胞、细胞器，生物体不同层次的结构均与其功能相适应。分析这类问题时，无论细胞或细胞器有什么样的结构，都要与其功能相联系。例如：蓝藻能进行光合作用，其细胞内含有光合色素；根细胞表面有根毛，扩大了细胞的表面积，与吸收功能有关；神经细胞多突起，这与其传递兴奋的功能相适应；肌肉细胞的形状与其收缩、舒张功能相适应；浆细胞含有较多的高尔基体，与其分泌抗体的功能相适应；在植物细胞中分裂末期高尔基体数量较多，与植物细胞中高尔基体参与细胞壁形成的作用相适应。
典例1 (2011·四川理综，2)下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是 ( )
A．植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性
B．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达
C．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
D．生物膜之间可通过具膜囊泡的转移实现膜成分的更新
典例2 (2010·重庆理综，3)下列有关细胞结构和功能的叙述中，正确的是 ( )
A．在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成
B．在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体
C．分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工
D．质粒和线粒体是既有核酸又有外膜的细胞结构
体会 结构与功能相适应的观点包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在；二是任何功能都需要由一定的结构来完成。从分子、细胞器、细胞、个体到生态系统，均体现了结构与功能相适应的观点，这是生物长期进化的结果，例如生态系统的结构(生态系统的成分、食物链和食物网)与其功能(物质循环、能量流动)是相适应的。复习时要善于运用结构与功能相适应的观点解题。
对动植物细胞的结构和功能辨析不清
典例 如图为细胞亚显微结构示意图，下列有关说法中不正确的是 ( )
A．此图可用来表示低等植物细胞的亚显微结构
B．若此图表示洋葱根尖分生区细胞，应去掉的结构为5、9
C．图中能利用尿嘧啶核糖核苷酸的结构有3、5、6
D．此图若表示动物的性腺细胞，则不应有的结构为1、2、5
纠错笔记 纠错1：误认为没有叶绿体或大液泡的细胞是动物细胞
①有叶绿体的细胞是植物细胞，没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，如植物的根细胞不进行光合作用，没有叶绿体。
②有大液泡的细胞是植物细胞，没有大液泡的细胞不一定是动物细胞，植物的未成熟细胞也没有大液泡。
③有中心体的细胞可能是动物或低等植物细胞，没有中心体的是高等植物细胞，中心体不能作为鉴别动物细胞和植物细胞的依据，但可以用作鉴别动物细胞和高等植物细胞的依据。
纠错2：误认为具有细胞壁的生物一定是植物
自然界中除植物细胞具有细胞壁外，几乎全部的真菌和原核生物中的蓝藻、细菌、放线菌都有细胞壁，但植物细胞细胞壁主要由纤维素和果胶组成，用纤维素酶或果胶酶处理可破坏其细胞壁。其他生物细胞壁成分主要为肽聚糖，用纤维素酶处理不受影响。
纠错3：误认为没有叶绿体的细胞不能进行光合作用、没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸。
对真核生物来说，光合作用是在叶绿体中完成的，没有叶绿体的生物的代谢类型只能是异养型；有氧呼吸只能在线粒体中完成，没有线粒体的细胞如蛔虫体细胞、哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸获取能量。对原核生物来说，蓝藻没有叶绿体，但因在其细胞中有与光合作用有关的酶和色素，所以蓝藻能进行光合作用；硝化细菌和蓝藻等并没有线粒体，但因在其细胞膜和细胞质中有与有氧呼吸有关的酶，所以能进行有氧呼吸。
题组一 有关细胞器结构功能及观察实验的
考查
1．(2011·广东卷，1)小陈在观察成熟叶肉细胞的亚显微结构照片后得出如下结论，不正确的是 ( )
A．叶绿体和线粒体都有双层膜
B．核糖体附着在高尔基体上
C．内质网膜与核膜相连
D．液泡是最大的细胞器
2．(2011·江苏卷，2)关于人体细胞结构和功能的叙述，正确的是 ( )
A．在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息
B．核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所
C．线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜
D．高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关
题组二 细胞器的分工合作与分泌蛋白
3．(2011·安徽理综，1)AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子。人体血清蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。加工修饰的场所是 ( )
A．内质网和高尔基体 B．高尔基体和溶酶体
C．内质网和核糖体 D．溶酶体和核糖体
4．将用3H标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成物质X并分泌到细胞外，如图，其中的①②及物质X可能分别是 ( )
A．内质网、高尔基体、胰岛素
B．内质网、线粒体、胰高血糖素
C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶
D．内质网、高尔基体、呼吸酶
题组三 有关细胞器结构及功能的综合考查
5．下图1为某细胞模式图的一部分，图2 a～h为细胞器或细胞的某一结构。图2中各结构放大比例不同。请据图回答有关问题(括号中填序号或字母，横线上填文字)：
(1)a～h中控制物质进出的细胞结构是[h]，它的支架是____________。
(2)a～h中具有单层膜的细胞器是______(填字母)。
(3)若图1是浆细胞，分泌物是______，与其他没有分泌功能的细胞相比较，a～h中数目一定较多的细胞器是[f]__________。
(4)c结构上的①称为____________。
(5)如果图1细胞具有明显的b结构，则该细胞一般情况下是否会出现g的现象？____，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时规范训练
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
各种细胞器考查 1、2、3、6、8、9、17
细胞知识综合考查 4、5、12、13、14、15
分泌蛋白与生物膜 7、10、11、16
特别推荐 多角度考查一种细胞器——1、2、8、9；新题快递——7、8、15
1．(2010·大纲全国卷Ⅱ，1)下列关于高尔基体的叙述，错误的是 ( )
A．高尔基体膜具有流动性
B．抗体从合成到分泌不经过高尔基体
C．高尔基体膜主要由磷脂和蛋白质构成
D．高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能
2．(2010·海南生物，2)下列关于叶绿体的描述，错误的是 ( )
A．基粒由类囊体堆叠而成
B．叶绿体膜由双层膜组成
C．暗反应发生在类囊体膜上
D．类囊体膜上具有叶绿素和酶
3．(2011·上海卷，2)在蝌蚪发育成蛙的过程中，对尾部消失起主要作用的细胞器是( )
A．溶酶体 B．中心体
C．线粒体 D．高尔基体
4．细胞是生物体结构和功能的基本单位。组成生物体的活细胞都具有 ( )
A．选择透过性膜 B．遗传物质
C．细胞周期 D．有氧呼吸酶
5．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“用高倍显微镜观察线粒体”两个实验的各项比较中正确的是 ( )
A．实验材料可以相同
B．都需要用盐酸处理实验材料以促进染色剂进入细胞
C．染色剂都需要现用现配
D．都需要利用生理盐水来维持实验过程中细胞的生活状态
6．如图①～④表示某细胞的部分细胞器。下列有关叙述
正确的是 ( )
A．该图一定是高倍光学显微镜下看到的结构
B．此细胞不可能是原核细胞，只能是动物细胞
C．结构①不能将葡萄糖分解成二氧化碳和水
D．结构①和④都存在碱基A和T的互补配对
7．下列有关生物膜系统的说法中，正确的是 ( )
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C．生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系
D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰
8．美国科学家文卡特拉曼·拉马克里希南、托马斯·施泰茨和以色列科学家阿达·约纳特因对“核糖体结构和功能的研究”而共同获得2009年诺贝尔化学奖。下列有关核糖体的叙述正确的是 ( )
A．脱氧核苷酸是组成核糖体的成分之一
B．核糖体是所有生物共有的细胞器，线粒体、叶绿体中也存在
C．核糖体在合成蛋白质的过程中，一定遵循碱基互补配对原则
D．多肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序直接由核糖体RNA决定
9．(2010·山东卷，5)溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适pH在5.0左右。下列叙述错误的是 ( )
A．溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的
B．溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
C．细胞质基质中的H＋被转运到溶酶体内需要消耗能量
D．正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用
10．与生物膜的功能直接相关的一组是 ( )
①水的光解 ②神经纤维的兴奋 ③胰岛素调节血糖
④受精作用 ⑤氨基酸脱水缩合 ⑥乳酸菌分解丙酮酸
A．①②③④ B．②③④⑤
C．⑤⑥ D．②④⑥
11．下列关于生物膜的叙述，不正确的是 ( )
A．功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量就越多
B．生物膜的功能特性是选择透过性
C．叶绿体类囊体薄膜也属于生物膜系统
D．溶酶体、液泡、核糖体均具有单层膜结构
12．如图为细胞结构模式图，下列叙述错误的是 ( )
A．SARS病毒无上述任何结构，但其体内也存在遗传物质
B．大肠杆菌和酵母菌的体内都没有核膜包围的结构⑨
C．硝化细菌的细胞无⑥，但能进行有氧呼吸
D．蓝藻细胞不含有⑦，但能进行光合作用
13．下列关于细胞的说法正确的一组是 ( )
①含细胞壁结构的细胞必定为植物细胞 ②含中心体的细胞必定为动物细胞 ③同一动物体不同组织细胞中线粒体含量不同 ④植物细胞必定含叶绿体 ⑤能进行光能自养的生物不一定是绿色植物
A．①③ B．①④ C．③⑤ D．②⑤
14．如图为关于细胞结构的概念图，下列相关叙述正确的是 ( )
A．该图表示不够完整，缺少细胞核等结构
B．图中c是指细胞膜，e是指细胞质
C．图中b的成分是纤维素和果胶
D．图中g可以利用h释放的CO2
15．甲细胞可产生抗体，乙表示正在出芽的酵母菌。
(1)上述细胞的结构中，属于细胞代谢和遗传控制中心的是[ ]________；甲细胞可以由__________________分化而来。按顺序写出抗体合成与分泌过程中，所经过的细胞结构：____________________(用数字标号和箭头表示)。
(2)酵母菌产生酒精的场所是________，产生CO2的场所是________(上述两空填写数字符号)。
(3)甲细胞比乙细胞代谢速率快，从结构方面找出一条原因：________________________________________________________________________。
(4)从甲的[5]结构上提取了某种物质，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂并加热，出现砖红色沉淀，则说明该物质是________；此物质的存在体现了[5]结构具有____________的功能。
16．细胞内复杂的生化反应能有条不紊地进行，要归功于各种细胞器之间的通力合作。下面的流程图表示某分泌蛋白的合成及运输路线，其中①～⑥代表细胞器或细胞结构，请回答：
氨基酸→①→②→③→④→⑤→⑥→膜外
(1)如果上述的流程图中的氨基酸含放射性，则放射性最先出现在哪种有膜的细胞器上？________(填序号)。除上述流程图所示的细胞器外，还有________(填细胞器)为该过程提供能量。
(2)核糖体有两种：一种游离在细胞质中，称游离核糖体；另一种附着在内质网上，称附着核糖体。上述流程图所示的是____________。
(3)从该分泌蛋白的合成及运输过程，可以看出______(填序号)的膜面积基本不变，进而也反映出生物膜的________特点，即____________。
17．下图中A～E是从几种生物细胞中分离出来的5种细胞器，①～④是从这5种细胞器中分离出来的几种有机物(①④只表示某有机物的局部)，请回答下列问题：
④
(1)从细胞中分离各种细胞器的方法是先将__________获得各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，再用________的方法获得各种细胞器。
(2)①～④中属于生物大分子的是________________________________________________________________________。
(3)5种细胞器都有的有机物是[ ]________。
(4)具有①结构的物质存在于[ ]________中，提取它所用的溶剂是____________，分离它的方法是________________________________________________________________________。
(5)能够合成③物质的细胞器有[ ]__________、[ ]______________。
答案
回扣基础构建网络
一、细胞液 光合作用 养料制造车间 能量转换站 线粒体 有氧呼吸 动力车间 蛋白质 脂质 高尔基体 内质网 细胞壁 生产蛋白质 细胞有丝分裂 多种水解酶
判一判 1.× 2．× 3．× 4．√ 5．× 6．×
二、核糖体 内质网 高尔基体 线粒体
练一练 D
三、判一判 1.√ 2.× 3．× 4．√ 5.√
知识网络 代谢 遗传 中心体 核糖体 大液泡
突破考点提炼方法
典例引领1 D 对位训练1 D
典例引领2 A 对位训练2 D
典例引领3 C
对位训练3 (1)甲 健那绿 乙 带叶肉的下表皮 (2)磷脂和蛋白质 流动性 (3)类囊体 O2、ATP和[H] 叶绿素 (4)DNA H2O
方法体验
典例1 B 典例2 A
易错警示
典例 B
检测落实体验成功
1．B 2.C 3．A 4．A
5．(1)磷脂双分子层 (2)b、f (3)抗体 高尔基体 (4)信使RNA (5)否 具有成熟大液泡的细胞是已分化的细胞，一般不会发生细胞分裂
课时规范训练
1．B 2．C 3．A 4．A 5．A 6．C 7．D 8．C 9．D 10．A 11．D 12．B 13．C 14．D
15．(1)2或11 细胞核 B细胞和记忆细胞 4→3→7→5 (2)10 9、10 (3)甲细胞中线粒体较乙细胞多(或膜面积、内质网面积大) (4)糖蛋白 进行信息交流
16．(1)② 线粒体 (2)附着核糖体 (3)④ 结构 具有一定的流动性
17．(1)细胞膜破坏 差速离心 (2)②④ (3)④ 蛋白质 (4)C 叶绿体 无水乙醇或丙酮 纸层析法 (5)A 线粒体 C 叶绿体第39课时 胚胎工程
考点122 借图比较法——精子和卵子的发生及受精作用
1．哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别，但不是唯一的区别，如发生场所、过程及结果也不相同。
2．精子的发生中两次减数分裂是连续的，是在睾丸的曲细精管内进行的。卵子的发生中两次减数分裂是不连续的，减数第一次分裂在卵巢内完成，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂，产生一个成熟的卵子和第二极体。当雌雄原核融合时，第一极体完成分裂，形成2个第二极体。有的哺乳动物的第一极体不再分裂。
3．不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，但与动物的体型大小无关。
4．哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系
卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所，内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡，而成熟的卵
泡中可释放出卵子，其中卵子的外面有辅助结构——透明带，由卵丘细胞(卵泡细胞)形成
放射冠，而卵子外面的胞膜即卵黄膜。排卵指卵子从卵泡中排出，而非卵泡从卵巢中排出。
5．受精的标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志为雌雄原核的融合。
1．分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别 ( )
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B．MⅠ和MⅡ的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否经过变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
考点123 关注新技术手段——体外受精和早期胚胎培养
1．体外受精
(1)卵母细胞的采集和培养
①实验动物以及家畜猪、羊等：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。
②大家畜或大型动物：从刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取，然后在体外进行人工培养成熟后，才能与获能精子受精。
(2)精子的采集和获能
①收集精子的方法：主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。
②精子体外获能的方法：主要有培养法(啮齿动物、家兔、猪等)和化学诱导法(牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能)。
(3)体外受精
获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶液中完成受精过程。
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
1．体外受精时，精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。
2．胚胎发育的起点是受精卵，发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。
3．桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。
4．囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞——发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞——发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。
5．孵化——囊胚后期，透明带破裂，胚胎伸展出来；原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔，最后消失。
2．(2011·浙江卷，2)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是 ( )
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
考点124 关注生物科技新技术——胚胎工程的应用及前景
1．胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。
3．促性腺激素两次使用：①同期发情处理；②超数排卵。
4．两次检查：①收集胚胎检查；②移植后是否妊娠检查。
5．冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。
6．对囊胚进行分割时，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．牛胚胎移植的基本程序如下图所示，请据图回答：
(1)图中a、b、c过程分别是指______________、____________、____________。
(2)供体母牛的主要职能是________________________；受体母牛必须具备__________________________。
(3)为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________________；处理的时期是____________________；理由是_____________________________________________。
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有____________________。
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？_________________。
1.胚胎工程与实践应用
考纲能力 利用所学知识解决生产实践的能力
考题1 (2010·山东卷，35)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培养试管牛的过程。
采集,
采集,培养,
A,分娩,
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是____________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于__________________________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________________；获得转基因母牛后，如果____________________即说明目的基因已经表达。
2.胚胎工程与基因工程综合考查
考纲能力 知识之间横向联系能力
考题2 (2011·福建卷，32)一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如图。
请回答；
(1)过程①是指在体外进行的________处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为________________________________________________________________________。
(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③________进行PCR扩增，然后用Mst Ⅱ 对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Mst Ⅱ 是一种______________酶。
(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断该胎儿为____________(正常/患者/携带者)。
1.对卵裂过程中物质的量变化及
胚胎工程中知识点模糊不清
典例1 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是 ( )
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
纠错笔记 (1)对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清
①卵裂阶段的细胞分裂方式——有丝分裂。
②受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减小。
③伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。
④该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。
(2)对胚胎工程中一些说法辨析不清
①精子发生场所——睾丸曲细精管；
卵子的发生场所——卵巢和输卵管；
受精场所——输卵管；
发育场所——输卵管和子宫。
②精子发生时间及特点——初情期后，两次分裂连续进行；
卵子发生时间及特点——胚胎性别分化以后，两次分裂不连续。
③受精的标志和受精完成的标志不是一回事。
④胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚，可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚。
⑤防止多精入卵的两道屏障的名称——透明带反应和卵黄膜封闭作用。
⑥体外受精易怱视“精子获能”和“卵子成熟”问题。
2.对试管婴儿、设计试管婴儿与克
隆技术辨析不清
典例2 自然情况下，牛的生育率很低，通过现代生物科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请根据提示，回答下列问题：
(1)使一头良种雄性黄牛在一年内繁殖数百头后代，最简便的方法是___________。
(2)现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。其操作过程中需要用激素对该良种母牛(供体)和代孕母牛(受体)进行__________处理；还要用激素使供体母牛____________________。胚胎收集的过程也叫做____________。用于移植的胚胎应发育到______________或________________阶段。
(3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和________________。体外受精主要包括______________________、________________和________________等几个主要步骤。
纠错笔记 (1)试管婴儿技术与克隆技术的区别：试管婴儿技术的生物学原理是有性生殖(又称为体外受精技术)，克隆技术的生物学原理是无性生殖(又称为体细胞核移植技术)。
(2)试管婴儿与设计试管婴儿的区别
上述过程①②③是试管婴儿的培育过程，①②③④是设计试管婴儿的过程。后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。
(3)克隆技术流程图。
(4)以上三项技术都用到胚胎移植，发育场所先体外培养后母体孕育。
课时规范训练
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
体内及体外受精和发育 1、3、4、5
综合考查 2、6、7
特别推荐 实践应用题——3；学科内综合题——6
1.下图表示胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程。请回答下列问题：
(1)请在图中空格处将内容补充完整：① ，② 。
(2)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 。
(3)冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的 冲洗出来。
(4)如果胚胎发育到了F期，这时[ ] 细胞就是胚胎干细胞。
2．下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：
(1)在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有_____________。
(2)在基因工程中，我们称②为 ，在②进入③之前要用 等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是 。
(3)图中①一般经 处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的去核卵细胞为受体，而不用普通的体细胞，原因是__________________________。
(4)从A～D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法 ，把⑤送入⑥的最佳时期是 。
(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和 最相似，为什么？___________，
如果②的数量太少，常用 来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是 ，利用该方法得到的动物叫做 。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，优越性在于 。⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，这样的转基因动物被称为 。
3． 2010年10月4日英国剑桥大学的罗伯特·爱德华兹教授荣获该年度的诺贝尔生理医学奖，授予理由是“他使试管受精技术用于治疗不孕症成为可能，为占总人口比例超过10%的不孕夫妇带来了福音”。胚胎工程等生物工程技术正在改变着人类的生活。请回答下面相关问题：
(1)试管婴儿的奥秘，通俗地说就是改变精子和卵子的相遇方式及场所，通过诱发________与________在体外培养皿中完成受精作用。
(2)用来培养受精卵的营养液除水和无机盐以外，还需添加____________________等物质。
(3)体外受精及培养过程需在________℃条件下及无菌环境中进行。母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________，这为胚胎在母体内存活提供了可能。
(4)为了确保受孕成功常根据母体年龄及健康状态移植__________。现在大多数人反对设计婴儿性别，原因_____________________________________________________。
4．长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有____________、____________(至少写出两项)。
(2)和受精有关的过程有：①第一次卵裂开始；②释放第二极体；③顶体反应；④穿越透明带；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合。
其正确的顺序为________________(填序号)。
(3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期的有__________；图中标号3为__________，它将来可发育为胎膜和胚盘。
(4)动物的早期胚胎移植到同种且____________与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_______________________________________。
(5)试管牛E的性别为______________，克隆羊多利的性状和____________最接近，原因是________________________________________________________________________。
5．下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：
(1)在进行体外受精前要对精子进行____________处理。
(2)进行胚胎分割时，应选择发育到____________时期的胚进行操作。通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是_____________________________________。
(3)②指的是____________________________________。
(4)受体母牛必须和供体牛属于______________________。
6．(2010·海南卷，26)请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、______________、______________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其__________。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和__________。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使
用的激素是__________。
(4)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是____________、基因表达载体的构建、____________和______________。若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、______________、______________、______________和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是____________(显微注射法、农杆菌转化法)，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是______________(受精卵、乳腺细胞)。
7．克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础，而且解决了器官移植中供体不足的问题，但同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：
(1)图中所涉及的现代生物技术有________和___________________________等。
(2)下列有关胚胎移植的叙述，正确的有________。
A．冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子
B．只有供、受体的生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受
C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D．不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在原肠胚时期进行
(3)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同，这说明________具有全能性，早期胚胎发育在______________阶段以前的细胞是全能细胞。
(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入 ________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需的____________等。
(5)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。
答案
突破考点提炼方法
对位训练1 D 对位训练2 A
对位训练3 (1)超数排卵 冲卵 胚胎移植
(2)产生具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和健康的繁殖能力 (3)胚胎分割移植 桑椹胚和囊胚期 此时还未出现细胞分化或分化程度低 (4)体积小、细胞核大、核仁明显 (5)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种
考题链接
考题1 (1)使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力) 获能 (2)CO2 培养液(基)的pH (3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率 (4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
考题2 (1)精子获能 胚胎移植 (2)DNA 限制性核酸内切 (3)正常
易错警示
典例1 A
典例2 (1)人工授精
(2)同期发情 超数排卵 冲卵 桑椹胚 囊胚
(3)早期胚胎的培养 卵母细胞的采集 精子的采集和获能(精子的获取) 受精
课时规范训练
1．(1)同期发情处理 移植胚胎 (2)促性腺激素 (3)早期胚胎 (4)③ 内细胞团
2．(1)核移植技术、动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养
(2)目的基因 限制酶、DNA连接酶和载体 显微注射法
(3)胰蛋白酶 卵细胞大，易操作，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
(4)C 桑椹胚和囊胚
(5)荷斯坦奶牛 因为个体⑦的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提
供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息 PCR技术 XX 转基因克隆动物
(6)节约资源、降低成本等 乳腺生物反应器
3．(1)超数排卵 获能的精子
(2)维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清
(3)37 免疫排斥反应
(4)2～3个胚胎 可能破坏人类正常性别比例
4．(1)动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术
(2)③④②⑤⑥①
(3)D、E 滋养层细胞
(4)生理状态 对物质的吸收具有选择透过性
(5)雌性或雄性(不能确定) 白面绵羊 因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊，生物体的性状主要是由细胞核基因控制的
5．(1)获能 (2)桑椹胚或囊胚 具有相同的遗传物质 (3)囊胚腔 (4)同一物种
6．(1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 第一极体 (3)促性腺激素
(4)目的基因的获取 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 人干扰素基因(或目的基因) 终止子
标记基因 显微注射法 受精卵
7．(1)核移植 胚胎移植 细胞培养(任意两个) (2)A、B (3)体细胞核 桑椹胚
(4)血清 温度和pH (5)胰蛋白酶第37课时 基因工程
考点112 核心概念——基因工程的概念及工具
1．基因工程的概念理解
(1)操作环境：体外——关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。
(2)优点
①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重组。
(5)本质：甲(供体：提供目的基因)乙(受体：表达目的基因)，即基因未变，合成蛋白质未变，只是合成场所的转移。
2．基因工程的基本原理和理论基础概括如下图
提醒 若题目强调“目的基因”的表达过程，则只包括“转录和翻译”两个过程，不包括
目的基因的复制。
3．操作工具
(1)限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②化学本质：蛋白质。
④作用特点：特异性，即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，切割特定位点。
⑤切割方式
提醒 ①切割的化学键为磷酸二酯键。
②在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。
③将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。
④不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。
(2)DNA连接酶——“分子缝合针”
常用
类型 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
功能 连接黏性末端 连接黏性末端或平末端
结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
拓展提升 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
DNA连接酶 DNA聚合酶
作用实质 都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
是否需要模板 不需要 需要
连接DNA链 双链 单链
作用过程 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羟基上，形成磷酸二酯键
作用结果 将两个DNA片段连接成重组DNA分子 合成新的DNA分子
(3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
①类型
②功能：将目的基因导入受体细胞。
③应具备条件
a．能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有一个至多个限制酶的切割位点，以便于与外源基因连接；c.有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。
提醒 ①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。
②常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。
③作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种
限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。
④注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。
⑤质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。
1．(2010·浙江卷，2)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，如下操作错误的是 ( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
考点113 以流程图解决知识内在联系——基因工程的操作步骤
1．基因工程的图解
(1)抗虫棉的培育过程
(2)基因工程技术生产凝乳酶的过程
2．基因工程的操作程序分析
(1)目的基因的获取途径
①从自然界已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。
提醒 cDNA文库只含某种生物的部分基因，相当于地方图书馆；基因组文库含该种生物的全部基因，相当于国家图书馆。
②人工合成目的基因：常用的方法有化学合成法和反转录法。
化学合成法：蛋白质氨基酸序列RNA碱基序列DNA碱基序列―→用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因
反转录法：分离出供体细胞mRNA单链DNA合成目的基因
③PCR扩增技术与DNA复制的比较
PCR技术 DNA复制
相同点 原理 DNA复制(碱基互补配对)
原料 四种游离的脱氧核苷酸
条方式件 模板、ATP、酶、原料、引物
不同点 解旋 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
场所 体外复制(PCR扩增仪) 主要在细胞核内
酶 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合酶
结果 在短时间内形成大量的DNA片段 形成整个DNA分子
(2)基因表达载体的构建——最核心步骤
①基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。
提醒 a．与载体相比较，增加启动子、目的基因和终止子三个基因片段，其功能各不相
同。
b．启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。
②基因表达载体的构建方法
提醒 该过程把三种工具(两种工具酶、一种载体)全用上了，是最核心、最关键的一步，
在体外进行。
(3)将目的基因导入受体细胞
细胞类型 常用方法 受体细胞 转化过程
植物细胞 农杆菌转化法 体细胞 将目的基因插入Ti质粒的T DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上
动物细胞 显微注射技术 受精卵 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵→获得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→发育成为具有新性状的动物
微生物细胞 Ca2+处理增大细胞壁通透性 原核细胞或酵母菌 用Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收
提醒 ①唯一不涉及到碱基互补配对的操作步骤。
②将微生物作为受体细胞主要原因是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得目的基因产
物多。
③植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。
(4)目的基因的检测和鉴定
2．如图为获得抗虫棉的技术流程。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
请据图回答：
(1)A过程所用的载体是______________，需要的工具酶有____________和____________。
(2)C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素外，还需加入____________。
(3)由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用____________技术，该技术所依据的原理是________________________________________________________。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用放射性同位素(或荧
光分子)标记的__________作为探针。
(5)如果从个体生物水平来鉴定，D过程可用的最简单检测方法是____________。
考点114 关注热点问题——基因工程的应用
1.抗虫棉的培育
（1）目的基因：Bt毒蛋白基因。
（2）原理：抗虫——Bt毒蛋白水解成多肽与虫肠上皮细胞结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；两种抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；植物凝集素为糖蛋白，与虫肠黏膜结合，影响营养物质的吸收和利用。
注：毒性来自Bt毒蛋白水解后的多肽。
（3）受体细胞
(4)方法：花粉管通道法(也可用农杆菌转化法或基因枪法)。
注：a.抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等；
b．培育抗虫作物的优点：减少环境污染、降低生产成本；
c．不同抗虫基因作用机理不同；
d．Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。
2.动物反应器
（1）外源基因：药用蛋白基因。
（2）表达条件：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因(膀胱内表达相应基因)＋启动子。
（3）受体生物——牛、羊等。
（4）方法：显微注射法。
注：分为乳腺反应器和膀胱反应器，前者受性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制，优点可以不用提取服用；后者提取后服用，但不受性别和年龄的限制。
3.基因检测和基因治疗的比较
基因检测 制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病；制作探针三要求：①标记——同位素或荧光；②单链；③序列与待测基因相同 临床应用阶段
基因治疗 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法 仅处于实验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展，所以该技术并未在临床开展
误区警示 ①基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，在临床上未开展、未实现这方
面的治疗。②DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。③
原核生物基因(如抗虫基因)可作为真核生物(棉花)的目的基因。
3.目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是 ( )
A.苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去
C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因
D.转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫
考点115 关注生物新技术——蛋白质工程
1．蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
特别提醒 对蛋白质工程的概念应从以下几个方面理解：
(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质。
2．蛋白质工程的过程和实例
(1)蛋白质工程的过程：其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(基因)。其流程图如下：
(2)蛋白质工程的实例：①通过蛋白质工程改造的干扰素可在－70 ℃条件下保存半年。②经过蛋白质工程改造天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶这两种酶后，使玉米体内赖氨酸的含量大大提高。
3．与基因工程的关系
(1)区别：基因工程是借助于另外一种生物生产自然界已有的蛋白质；而蛋白质工程生产自然界没有的新的蛋白质。
(2)联系：蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
蛋白质组计划和人类基因组计划的比较
蛋白质组计划 基因组计划
启动时间 2003年正式启动 1990年正式启动
主要内容 “肝脏蛋白质”和“血浆蛋白质”的研究 测定人类基因组24条染色体上全部DNA序列
参加国家 16个国家，80多个实验室 6个国家，中国是唯一的发展中国家
我国承担任务 牵头执行“人类肝脏蛋白质组计划” 承担1%的测序工作
意义 揭示并确认肝脏(血浆)蛋白质为重大疾病预防、诊断、治疗以及新药研发提供科学基础；推动支持蛋白质工程 遗传病的诊断和治疗；揭示基因表达的机理
4．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是
________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与____________结合后转移到____________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有____________、____________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么？
________________________________________________________________________。
基因工程的综合应用
考纲能力 知识灵活运用能力
考题 (2011·山东理综，35)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如下图所示。
(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠__________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为______，质粒作为________，二者需用________________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有____________有关。
(3)子代大鼠如果____________________________________和______________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是________、早期胚胎培养和胚胎移植。
对基因工程中易错点辨析不清
典例 下列关于基因工程的叙述，错误的是 ( )
A．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
纠错笔记 ①基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。
②工具酶本质为蛋白质，载体本质为小型DNA分子，但不一定是环状。
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，表达产物为带颜色物质等。
④受体细胞中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。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红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
课时规范训练
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
基因工程概念及相关工具 2、3
基因工程的操作程序 1、4、5
基因工程的应用 6
蛋白质工程 7
特别推荐 流程图解——4、7；高考新题快递——1、2、3
1.(2011·安徽理综，31Ⅱ)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的____________和__________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________________和____________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
2．(2011·江苏卷，33)请回答基因工程方面的有关问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物
为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。
②在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关的键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)
都不合理(如下图)，请分别说明理由。
①第1组： ________________________________________________________________；
②第2组： ________________________________________________________________。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的
功能，这是因为____________________________________________________________。
(4)用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1
kb即1 000个碱基对)，请画出质粒上EcoRⅤ、MboⅠ的切割位点。
3．(2011·海南卷，31)回答有关基因工程的问题：
(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也
可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选
择能使二者产生____________(相同、不同)黏性末端的限制酶。
(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是___________________________________________________________。
在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为__________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________，常用抗原—抗体杂交技术。
(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌T i质粒的________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________上。
4．(2010·天津卷，7Ⅰ)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答：
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用______________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A．启动子 B．tetR C．复制原点 D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
A．农杆菌转化 B．大肠杆菌转化
C．显微注射 D．细胞整合
(4)过程②采用的生物技术是________________。
(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交 B．基因序列分析
C．抗原－抗体杂交 D．PCR
5．降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow 酶补平，获得双链DNA，过程如图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种 酶，合成的双链DNA有 个碱基对。
(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序
列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_____________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是____________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有 。
(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能
的原因是 。
(4)上述制备该新型降钙素运用的现代生物工程技术是 。
6．应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题：
(1)在培育转基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是________________________，②过程常用的方法是_________________________________________________________。
(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有________，它是________________识别和结合点部位。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用________技术，培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗
体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有____________________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是____________法。④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是__________，⑤过程采用的技术是______________。
7．如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：
(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示的过程，实现③过程的依据有________________________________________________________________________。
(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质获取的，则④过程包括________、________。
(3)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是__________，进行⑤过程的目的是________________________________________________________________________。
(4)为获得较多的受精卵用于研究，⑥过程的处理方案是________________。若⑥过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示________________________________________。
答案
突破考点提炼方法
对位训练1 A
对位训练2 (1)含kanr质粒 限制性核酸内切酶 DNA连接酶(两种酶顺序可颠倒) (2)卡那霉素 (3)植物组织培养 植物细胞全能性 (4)抗虫基因 (5)让棉铃虫食用再生植株(抗虫接种实验)
对位训练3 C
对位训练4 (1)蛋白质的预期功能 (2)载体 大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
考题链接
考题 (1)卵巢 (2)目的基因 载体 同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶) 限制酶切割位点 (3)检测到体内有相关蛋白 出现高血压 (4)体外受精
易错警示
典例 D
课时规范训练
1．(1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子 终止子 (3)对干扰素基因特异的DNA引物对 Taq DNA聚合酶 (4)扩大细胞贴壁生长的附着面积
2．(1)①15/16 ②三 (2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效 ②引物Ⅰ’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
(4)见图
3．(1)平口 相同 (2)RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质 CaCl2溶液(或Ca2＋) DNA分子杂交技术 人胰岛素
(3)T DNA 染色体的DNA
4．(1)HindⅢ和BamHⅠ 氨苄青霉素 (2)A (3)C
(4)胚胎移植技术 (5)全能 (6)C
5．(1)DNA聚合 126
(2)①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 ②保证目的基因和载体的定向连接(或防止目
的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) ③标记基因
(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象
(4)蛋白质工程
6．(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射法 (2)启动子 RNA聚合酶 胚胎分割移植 (3)浆 既能无限增殖又能产生特定抗体 (4)农杆菌转化 全能性高 植物组织培养
7．(1)① 氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA的模板链间的碱基互补配对原则
(2)逆转录 诱导突变
(3)限制酶 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
(4)用促性腺激素进行超数排卵 在体外人工培养至减数第二次分裂中期
