2018年高考生物真题分类汇编专题14：选修3 现代生物科技
一、单选题
1．（2018·江苏）下列关于特异性免疫及其相关应用的叙述，正确的是（ ）
A．效应T细胞都是在胸腺中由造血干细胞分裂分化产生
B．细胞免疫和体液免疫的二次免疫应答都与记忆细胞有关
C．健康人的T细胞直接移植给肿瘤患者可提高患者的免疫力
D．大量制备一种单克隆抗体时需要大量的B细胞和骨髓瘤细胞
【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程；细胞免疫；体液免疫；免疫学的应用
【解析】【解答】A、效应T细胞可以由T细胞和记忆T细胞分裂分化产生，A不符合题意；
B、细胞免疫的二次应答与记忆T细胞有关，体液免疫的二次应答与记忆B细胞有关，B符合题意；
C、健康人的T细胞经过肿瘤免疫以后，移植给肿瘤患者可提高患者的免疫力，C不符合题意；
D、因为杂交瘤细胞具有无限增殖的能力，所以制备一种单克隆抗体时不需要大量的B细胞和骨髓瘤细胞，只要将B细胞与骨髓瘤细胞杂交产生的杂交瘤细胞经过筛选后进行培养就可以生产大量的单克隆抗体了，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】（1）单克隆抗体制备：
（2）与免疫有关的细胞总结
名 称 来 源 功 能 具有特异性
识别功能
吞噬细胞 造血干细胞 处理、呈递抗原，吞噬抗原和抗体复合物
B细胞 造血干细胞（在骨髓中成熟） 识别抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞 √
T细胞 造血干细胞（在胸腺中成熟） 识别、呈递抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞 √
浆细胞 B细胞或记忆细胞 分泌抗体
效应T细胞 T细胞或记忆细胞 分泌淋巴因子，与靶细胞结合发挥免疫效应 √
记忆细胞 B细胞、T细胞、记忆细胞 识别抗原、分化成为相应的效应细胞 √
2．（2018·江苏）下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是（ ）
A．采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
【答案】A
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、用促性腺激素对良种奶牛进行注射处理，可促使其超数排卵，A符合题意；
B、进行移植的胚胎是桑椹胚或囊胚，B不符合题意；
C、受体对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此无需使用免疫抑制剂，C不符合题意；
D、利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】（1）胚胎工程基本程序主要包括：
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
（2）胚胎分割
概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要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．（2018·全国Ⅰ卷）已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用，某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是（ ）
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】分析题图可知，甲组测得的细胞数从开始就少于乙组和丙组，说明是未加药物的，而乙组和丙组前段时间的细胞数一样多，说明都加入了药物X，后来丙组的细胞数又少于了乙组，是因为加入了药物D对药物X起到了抑制作用。
故答案为：C。
【分析】本题属于材料分析题。结合题干信息及图表发现变化规律，即乙组和丙组开始一段时间的细胞数重合且大于甲组，后来丙组的细胞数量又低于乙组，结合药物X和药物D的作用区别，可以推出乙组中只加入了药物X，而丙组先加入了药物X，后来又加入了药物D。
4．（2018·北京）用Xho I和Sal I两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（ ）
A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B．图2中酶切产物可用于构建重组DNA
C．泳道①中是用Sal I处理得到的酶切产物
D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、由图可知：用不同的限制酶切割DNA片段，切割下来的DNA片段数量及长度不同，由此推测，XhoI和SalI识别的序列不同，A不符合题意；
B、用限制酶切割下来的DNA片段可与同种限制酶切割的运载体重组，形成重组DNA，B不符合题意；
C、若限制酶在每个位点均切割，用XhoI切割，可形成长短不同的3个DNA片段，为电泳图中的②，用SalI进行切割，可形成长短不同的4个DNA片段，为电泳图中的①，C不符合题意；
D、用一种限制酶只能识别DNA双链上的一种特定的核苷酸序列，并在特定的位置切割相邻两个核苷酸序列之间的磷酸二酯键。限制酶作用的对象是DNA双链，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】不同的限制酶识别的核苷酸序列不同，把DNA可切割成长度不同的DNA片段，进行电泳时，则会出现不同的条带。
二、多选题
5．（2018·江苏）如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合
B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C．c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关
D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
【答案】B,C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；细胞融合的方法
【解析】【解答】A、若a细胞和b细胞是植物细胞，应该先用酶解法去掉它们的细胞壁再诱导融合，A不符合题意；
B、无论是动物细胞还是植物细胞，两个细胞的融合都需要促融处理后才能实现，B符合题意；
C、两个细胞融合成一个细胞，利用了细胞膜的流动性，C符合题意；
D、c细胞同时具备了a细胞和b细胞中的所有基因，但是基因是选择性表达的，因此c细胞中基因不一定都能够表达，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合
理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性
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
诱导手段 物理法：离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇（PEG） 物理法：离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇
生物法：灭活的病毒（灭活的仙台病毒）
诱导过程 原生质体的制备（酶解法）→原生质体融合（物、化法）→杂种细胞的筛选和培养→杂种植株的诱导与鉴定 正常小鼠免疫处理→动物细胞的融合（物、化、生法）→杂交瘤细胞的筛选与培养→专一抗体检验阳性细胞培养→单克隆抗体的提纯
用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围
应用：白菜-甘蓝等杂种植株 制备单克隆抗体，诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症
三、综合题
6．（2018·浙江选考）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：
某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。
①果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率（提取得到的果胶占原料质量的百分率）显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗 (A．有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B．使植物组织变得松散 C．使有关酶失活 D．有利细胞破裂和原料粉碎制浆)。
②在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂（乳酸菌菌液），其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用 ，进行单菌落分离，然后将其 ，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题，可添加 使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加 ，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的 （答出2点即可）、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过 来调节。
（2）回答与基因工程和植物克隆有关的问题。
①将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切，在切口处形成 。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成 ，获得重组质粒。
②已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成 实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是 ，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。
③取田间不同品种水稻的幼胚，先进行 ，然后接种到培养基中培养，幼胚发生 形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及 （答 2点即可）。
【答案】（1）C；划线分离法（或涂布分离法）；扩大培养；果胶酶和果胶甲酯酶；淀粉酶使淀粉分解；固定化酶的量、反应液温度；控制反应器液体流最（或体积）
（2）黏性末端；磷酸二酯键；转化；使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态；消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；植物组织培养的过程；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）①沸水漂洗，因高温会破坏蛋白质的空间结构，进而使有关酶失活，C不符合题意，A、C、D不符合题意。
②为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用划线分离法（或涂布分离法）进行单菌落分离，然后将其扩大培养，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③蛋白酶和纤维素酶可分别催化蛋白质和纤维素分解。在将以上提取过果胶和淀粉后的剩渣制成的汁液，经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，仍存在浑浊和沉淀问题，说明该汁液中仍有少量的果胶和淀粉，可添加果胶酶和果胶甲酯酶使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加淀粉酶使淀粉分解，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过控制反应器液体流最（或体积）来调节。 (2) ①用限制性核酸内切酶EcoR I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121，可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121，可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键，获得重组质粒。
②取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是：使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。
③在进行植物组织培养时，取田间不同品种水稻的幼胚，先进行消毒，以清除其表面附着的微生物；然后接种到培养基中培养，幼胚发生脱分化形成愈伤组织，并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。
【分析】（1）酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和（最适温度，最适pH），高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 （ 2 ）基因工程的基本操作程序： 第一步：目的基因的获取 第二步：基因表达载体的构建 第三步：将目的基因导入受体细胞常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是大肠杆菌 ， 其转化方法是：先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 （ 3 ）植物组织培养的过程：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→试管苗→植物体
7．（2018·全国Ⅰ卷）据题回答下列问题：
（1）博耶( H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了 (答出两点即可)。
（2）体外重组的质粒可通过Ca2+参与的 方法导入大肠杆菌细胞：而体外重组的噬菌体DNA通常需与 组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞，在细菌、心肌细胞，叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是 。
（3）真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加 的抑制剂。
【答案】（1）体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达（答出两点即可）
（2）转化；外壳蛋白（或答噬菌体蛋白）；细菌
（3）蛋白酶缺陷型；蛋白酶
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】（1）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆细胞中进行了表达，该过程证明了质粒可以作为载体，重组DNA可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达，实现物种之间的基因交流等。（2）体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞。（3）为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。
【分析】该题考查了基因工程中目的基因与质粒结合形成重组质粒后导入受体细胞时能体现出的过程。不同的载体进入受体细胞的方式是不同的，以及可以作为噬菌体受体细胞的对象选择。以及如何保留表达成功的蛋白质。
8．（2018·江苏）为生产具有特定性能的α-淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因（1 656个碱基对），利用基因工程大量制备琢α-淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：
（1）利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前，需先获得细菌的 。
（2）为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的 端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是 。
（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中 的设定与引物有关， 的设定与扩增片段的长度有关。（填序号）
①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间
（4）下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：
图中虚线框内mRNA片段包含 个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有 种。
（5）获得工程菌表达的α-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：
缓冲液 50 mmol/LNa2HPO4-KH2PO4 50 mmol/LTris-HCl 50 mmol/LGly-NaOH
pH 6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10.5
酶相对活性% 25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8
根据上述实验结果，初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为 。
【答案】（1）基因组DNA
（2）5’；使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
（3）②；⑥
（4）8；13
（5）pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）α-淀粉酶基因来自于海洋细菌，因此为了利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因，必须先获得细菌的基因组DNA。（2）目的基因与运载体结合前需要用限制酶对两者进行切割，延伸是在引物的3’端延伸，为了保证目的基因的完整性，因此需在引物的5’端加上限制性酶切位点，且为了使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连，常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点。（3）进行扩增时，退火温度的设定与引物有关，延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。（4）根据题意分析，虚线框内mRNA片段内含有24个碱基，每3个碱基构成一个密码子，因此包含24÷3=8个密码子；构成mRNA的碱基有4种，若虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有4×4-3=13种。（5）根据表格数据分析可知，在pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl的条件下，α-淀粉酶相对活性为99.5%，活性最高。
【分析】（1）用PCR技术扩增目的基因：
原理：在生物体外，复制特定DNA片段的双链复制。
过程：①90℃-95℃：目的基因的双链模板在热力作用下，氢键断裂形成单链DNA；
②55℃-60℃：引物与单链模板相应互补序列结合；
③70℃-75℃：在DNA聚合酶作用下进行延伸。
（2）PCR技术的条件：
模板：目的基因两条链
原料：四种游离的脱氧核苷酸
引物：与目的基因模板互补的一对DNA单链
酶：热稳定DNA聚合酶
温度控制：高温、低温、中温
（3）引物设计的基本原则
①引物长度：15-30bp，常用为20bp左右。
②引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C 过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列参照。
③引物内部不应出现互补序列。
④两个引物之间不应存在互补序列，尤其是避免3 ′端的互补重叠。
⑤引物与非特异扩增区的序列的同源性不要超过70%，引物3′末端连续8个碱基在待扩增区以外不能有完全互补序列，否则易导致非特异性扩增。
⑥引物3‘端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严格要求配对，最佳选择是G和C。
⑦引物的5 ′端可以修饰。如附加限制酶位点，引入突变位点，用生物素、荧光物质、地高辛标记，加入其它短序列，包括起始密码子、终止密码子等。
9．（2018·天津）甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用 技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的 ，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）。将该基因与 连接后倒入宿主细胞。提取宿主细胞的 进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加 的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特定tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是 （单选）。
A．病毒的DNA聚合酶
B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶
D．宿主的RNA聚合酶
（4）上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起 免疫，增强免疫保护效果。
【答案】（1）PCR；多肽（或蛋白质）
（2）载体；总RNA
（3）非天然氨基酸（Uaa）；D
（4）细胞
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。因此以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用PCR技术扩增，由于将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列，因此肽链合成提前终止，这样与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽（或蛋白质），因此不能产生子代病毒。（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才能导入宿主细胞，检测目的基因是否成功表达上述tRNA时，利用核酸分子杂交技术，即用相应的DNA探针与宿主细胞的总RNA分子进行杂交鉴定，进而筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。（3）因为设计的宿主细胞具有能合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa），因此可在补加非天然氨基酸（Uaa）的培养基中进行培养，筛选出宿主细胞。进而利用该宿主细胞，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。因为转录在宿主细胞内进行，且启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的RNA聚合酶。故选：D。（4）不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免疫，产生相应的抗体与记忆细胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属于细胞免疫。
【分析】本题以甲型流感病毒为素材，考查了基因工程、基因的表达、免疫调节的相关知识，分析题干可知，通过基因工程可以改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力，此过程中需要用到PCR技术，然后通过基因工程构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。最后利用转基因宿主细胞制备疫苗，以预防该病毒再次侵染。
10．（2018·全国Ⅲ卷）2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
（1）“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指 。通过核移植 方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目 （填“减半”“加倍”或“不变”）
（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度 （填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是 。
（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 （填“相同”或“不相同”），性染色体组合 （填“相同”或“不相同”）。
【答案】（1）将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞；不变
（2）小于；胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易
（3）相同；不同
【知识点】动物细胞核移植技术；动物体细胞克隆
【解析】【解答】（1）细胞核移植是指将动物的一个细胞核，移入另一个已去掉细胞核的卵母细胞中。（2）因为胚胎细胞的全能性大于体细胞，所以胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度小于体细胞核移植。（3）雌性个体和雄性个体的体细胞中的常染色体组成是相同的，性染色体组合雌性个体为XX，雄性个体为XY。
【分析】本题考查了核移植的概念，胚胎细胞核移植和体细胞核移植的区别，染色体组成等。
动物体细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核，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。
结果：得到克隆动物
原理：动物细胞核具有全能性
哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。）和体细胞核移植（动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难）。
11．（2018·海南）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜 （填“受伤的” 或 “完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是 。
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中 已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1：1，则说明甜蛋白基因已经整合到 （填 “核基因组”“线粒体基因组” 或 “叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用 作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有 4 个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为 。
【答案】（1）受伤的；叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞
（2）甜蛋白基因；核基因组
（3）茎尖
（4）按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的
【知识点】基因工程的应用；植物组织培养的过程；组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】（1）农杆菌具有趋化性，即植物的受伤组织会产生一些糖类和酚类物质吸引根癌农杆菌向受伤组织集中。研究证明，主要酚类诱导物为乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮，这些物质主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物中，这也是单子叶植物不易被根癌农杆菌侵染的原因。（2）甜蛋白基因指导甜蛋白的合成，有甜蛋白的合成就说明基因工程技术成功导入甜蛋白基因并成功表达。子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1：1，遵循分离规律，说明转移到核基因组，分离定律适用于有性生殖的生物的核基因遗传。（3）茎尖含病毒少，所以获得脱毒苗常用方法是茎尖组织培养。（4）基因工程是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，按照人们的愿望进行设计，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
【分析】（1）农杆菌转化法常用于双子叶植物和裸子植物。基因枪法常用于单子叶植物。
（2）目的基因检测与鉴定的“四个层面”
四、实验探究题
12．（2018·全国Ⅱ卷）某种荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5’末端，获得了L1-GFP融合基因（简称甲），并将其插入质粒PO。构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒PO时，使用了两种限制酶，这两种酶是 .使用这两种酶进行酶切是为了保证 ，也是为了保证 .
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色的荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了 和 过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的 移入牛的 中，体外培养，胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填”mRNA””总RNA”或”核DNA”)作为PCR模板。
【答案】（1）E1和E4；甲的完整性；甲与载体正确连接
（2）转录；翻译
（3）细胞核；去核卵母细胞
（4）核DNA
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；动物体细胞克隆；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）用E1和E4限制酶同时处理质粒和L1-GFP融合基因，使质粒PO产生与L1基因相同的5＇末端和与GFP基因相同的3＇末端从而使目的基因插入质粒后可以正确连接，而且不会破坏L1-GFP融合基因的完整性，如果使用E2或E3会破坏融合基因的完整性。（2）荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，若在细胞中观察到了绿色荧光说明细胞合成了荧光蛋白，说明L1-GFP融合基因得到了表达即完成了转录和翻译。（3）高度分化的动物细胞只有细胞核具有全能性，要想培育克隆牛应将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去掉细胞核的卵母细胞，体外培养，胚胎移植等。（4）核DNA甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
【分析】（1）基因表达载体应包括：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因，GFP基因即为标记基因，如果使用E2或E3会破坏L1-GFP融合基因的完整性，影响其与质粒的正确连接。（2）动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞，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。（3）甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
1 / 12018年高考生物真题分类汇编专题14：选修3 现代生物科技
一、单选题
1．（2018·江苏）下列关于特异性免疫及其相关应用的叙述，正确的是（ ）
A．效应T细胞都是在胸腺中由造血干细胞分裂分化产生
B．细胞免疫和体液免疫的二次免疫应答都与记忆细胞有关
C．健康人的T细胞直接移植给肿瘤患者可提高患者的免疫力
D．大量制备一种单克隆抗体时需要大量的B细胞和骨髓瘤细胞
2．（2018·江苏）下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是（ ）
A．采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
3．（2018·全国Ⅰ卷）已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用，某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是（ ）
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
4．（2018·北京）用Xho I和Sal I两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（ ）
A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B．图2中酶切产物可用于构建重组DNA
C．泳道①中是用Sal I处理得到的酶切产物
D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA
二、多选题
5．（2018·江苏）如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合
B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C．c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关
D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
三、综合题
6．（2018·浙江选考）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：
某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。
①果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率（提取得到的果胶占原料质量的百分率）显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗 (A．有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B．使植物组织变得松散 C．使有关酶失活 D．有利细胞破裂和原料粉碎制浆)。
②在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂（乳酸菌菌液），其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用 ，进行单菌落分离，然后将其 ，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题，可添加 使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加 ，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的 （答出2点即可）、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过 来调节。
（2）回答与基因工程和植物克隆有关的问题。
①将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切，在切口处形成 。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成 ，获得重组质粒。
②已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成 实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是 ，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。
③取田间不同品种水稻的幼胚，先进行 ，然后接种到培养基中培养，幼胚发生 形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及 （答 2点即可）。
7．（2018·全国Ⅰ卷）据题回答下列问题：
（1）博耶( H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了 (答出两点即可)。
（2）体外重组的质粒可通过Ca2+参与的 方法导入大肠杆菌细胞：而体外重组的噬菌体DNA通常需与 组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞，在细菌、心肌细胞，叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是 。
（3）真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加 的抑制剂。
8．（2018·江苏）为生产具有特定性能的α-淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因（1 656个碱基对），利用基因工程大量制备琢α-淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：
（1）利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前，需先获得细菌的 。
（2）为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的 端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是 。
（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中 的设定与引物有关， 的设定与扩增片段的长度有关。（填序号）
①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间
（4）下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：
图中虚线框内mRNA片段包含 个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有 种。
（5）获得工程菌表达的α-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：
缓冲液 50 mmol/LNa2HPO4-KH2PO4 50 mmol/LTris-HCl 50 mmol/LGly-NaOH
pH 6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10.5
酶相对活性% 25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8
根据上述实验结果，初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为 。
9．（2018·天津）甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用 技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的 ，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）。将该基因与 连接后倒入宿主细胞。提取宿主细胞的 进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加 的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特定tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是 （单选）。
A．病毒的DNA聚合酶
B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶
D．宿主的RNA聚合酶
（4）上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起 免疫，增强免疫保护效果。
10．（2018·全国Ⅲ卷）2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
（1）“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指 。通过核移植 方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目 （填“减半”“加倍”或“不变”）
（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度 （填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是 。
（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 （填“相同”或“不相同”），性染色体组合 （填“相同”或“不相同”）。
11．（2018·海南）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜 （填“受伤的” 或 “完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是 。
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中 已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1：1，则说明甜蛋白基因已经整合到 （填 “核基因组”“线粒体基因组” 或 “叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用 作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有 4 个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为 。
四、实验探究题
12．（2018·全国Ⅱ卷）某种荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5’末端，获得了L1-GFP融合基因（简称甲），并将其插入质粒PO。构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒PO时，使用了两种限制酶，这两种酶是 .使用这两种酶进行酶切是为了保证 ，也是为了保证 .
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色的荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了 和 过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的 移入牛的 中，体外培养，胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填”mRNA””总RNA”或”核DNA”)作为PCR模板。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】单克隆抗体的制备过程；细胞免疫；体液免疫；免疫学的应用
【解析】【解答】A、效应T细胞可以由T细胞和记忆T细胞分裂分化产生，A不符合题意；
B、细胞免疫的二次应答与记忆T细胞有关，体液免疫的二次应答与记忆B细胞有关，B符合题意；
C、健康人的T细胞经过肿瘤免疫以后，移植给肿瘤患者可提高患者的免疫力，C不符合题意；
D、因为杂交瘤细胞具有无限增殖的能力，所以制备一种单克隆抗体时不需要大量的B细胞和骨髓瘤细胞，只要将B细胞与骨髓瘤细胞杂交产生的杂交瘤细胞经过筛选后进行培养就可以生产大量的单克隆抗体了，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】（1）单克隆抗体制备：
（2）与免疫有关的细胞总结
名 称 来 源 功 能 具有特异性
识别功能
吞噬细胞 造血干细胞 处理、呈递抗原，吞噬抗原和抗体复合物
B细胞 造血干细胞（在骨髓中成熟） 识别抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞 √
T细胞 造血干细胞（在胸腺中成熟） 识别、呈递抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞 √
浆细胞 B细胞或记忆细胞 分泌抗体
效应T细胞 T细胞或记忆细胞 分泌淋巴因子，与靶细胞结合发挥免疫效应 √
记忆细胞 B细胞、T细胞、记忆细胞 识别抗原、分化成为相应的效应细胞 √
2．【答案】A
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、用促性腺激素对良种奶牛进行注射处理，可促使其超数排卵，A符合题意；
B、进行移植的胚胎是桑椹胚或囊胚，B不符合题意；
C、受体对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此无需使用免疫抑制剂，C不符合题意；
D、利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】（1）胚胎工程基本程序主要包括：
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
（2）胚胎分割
概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要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．【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】分析题图可知，甲组测得的细胞数从开始就少于乙组和丙组，说明是未加药物的，而乙组和丙组前段时间的细胞数一样多，说明都加入了药物X，后来丙组的细胞数又少于了乙组，是因为加入了药物D对药物X起到了抑制作用。
故答案为：C。
【分析】本题属于材料分析题。结合题干信息及图表发现变化规律，即乙组和丙组开始一段时间的细胞数重合且大于甲组，后来丙组的细胞数量又低于乙组，结合药物X和药物D的作用区别，可以推出乙组中只加入了药物X，而丙组先加入了药物X，后来又加入了药物D。
4．【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、由图可知：用不同的限制酶切割DNA片段，切割下来的DNA片段数量及长度不同，由此推测，XhoI和SalI识别的序列不同，A不符合题意；
B、用限制酶切割下来的DNA片段可与同种限制酶切割的运载体重组，形成重组DNA，B不符合题意；
C、若限制酶在每个位点均切割，用XhoI切割，可形成长短不同的3个DNA片段，为电泳图中的②，用SalI进行切割，可形成长短不同的4个DNA片段，为电泳图中的①，C不符合题意；
D、用一种限制酶只能识别DNA双链上的一种特定的核苷酸序列，并在特定的位置切割相邻两个核苷酸序列之间的磷酸二酯键。限制酶作用的对象是DNA双链，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】不同的限制酶识别的核苷酸序列不同，把DNA可切割成长度不同的DNA片段，进行电泳时，则会出现不同的条带。
5．【答案】B,C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；细胞融合的方法
【解析】【解答】A、若a细胞和b细胞是植物细胞，应该先用酶解法去掉它们的细胞壁再诱导融合，A不符合题意；
B、无论是动物细胞还是植物细胞，两个细胞的融合都需要促融处理后才能实现，B符合题意；
C、两个细胞融合成一个细胞，利用了细胞膜的流动性，C符合题意；
D、c细胞同时具备了a细胞和b细胞中的所有基因，但是基因是选择性表达的，因此c细胞中基因不一定都能够表达，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合
理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性
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
诱导手段 物理法：离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇（PEG） 物理法：离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇
生物法：灭活的病毒（灭活的仙台病毒）
诱导过程 原生质体的制备（酶解法）→原生质体融合（物、化法）→杂种细胞的筛选和培养→杂种植株的诱导与鉴定 正常小鼠免疫处理→动物细胞的融合（物、化、生法）→杂交瘤细胞的筛选与培养→专一抗体检验阳性细胞培养→单克隆抗体的提纯
用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围
应用：白菜-甘蓝等杂种植株 制备单克隆抗体，诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症
6．【答案】（1）C；划线分离法（或涂布分离法）；扩大培养；果胶酶和果胶甲酯酶；淀粉酶使淀粉分解；固定化酶的量、反应液温度；控制反应器液体流最（或体积）
（2）黏性末端；磷酸二酯键；转化；使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态；消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；植物组织培养的过程；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）①沸水漂洗，因高温会破坏蛋白质的空间结构，进而使有关酶失活，C不符合题意，A、C、D不符合题意。
②为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用划线分离法（或涂布分离法）进行单菌落分离，然后将其扩大培养，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③蛋白酶和纤维素酶可分别催化蛋白质和纤维素分解。在将以上提取过果胶和淀粉后的剩渣制成的汁液，经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，仍存在浑浊和沉淀问题，说明该汁液中仍有少量的果胶和淀粉，可添加果胶酶和果胶甲酯酶使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加淀粉酶使淀粉分解，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过控制反应器液体流最（或体积）来调节。 (2) ①用限制性核酸内切酶EcoR I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121，可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121，可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键，获得重组质粒。
②取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是：使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。
③在进行植物组织培养时，取田间不同品种水稻的幼胚，先进行消毒，以清除其表面附着的微生物；然后接种到培养基中培养，幼胚发生脱分化形成愈伤组织，并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。
【分析】（1）酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和（最适温度，最适pH），高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 （ 2 ）基因工程的基本操作程序： 第一步：目的基因的获取 第二步：基因表达载体的构建 第三步：将目的基因导入受体细胞常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是大肠杆菌 ， 其转化方法是：先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 （ 3 ）植物组织培养的过程：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→试管苗→植物体
7．【答案】（1）体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达（答出两点即可）
（2）转化；外壳蛋白（或答噬菌体蛋白）；细菌
（3）蛋白酶缺陷型；蛋白酶
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】（1）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆细胞中进行了表达，该过程证明了质粒可以作为载体，重组DNA可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达，实现物种之间的基因交流等。（2）体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞。（3）为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。
【分析】该题考查了基因工程中目的基因与质粒结合形成重组质粒后导入受体细胞时能体现出的过程。不同的载体进入受体细胞的方式是不同的，以及可以作为噬菌体受体细胞的对象选择。以及如何保留表达成功的蛋白质。
8．【答案】（1）基因组DNA
（2）5’；使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
（3）②；⑥
（4）8；13
（5）pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）α-淀粉酶基因来自于海洋细菌，因此为了利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因，必须先获得细菌的基因组DNA。（2）目的基因与运载体结合前需要用限制酶对两者进行切割，延伸是在引物的3’端延伸，为了保证目的基因的完整性，因此需在引物的5’端加上限制性酶切位点，且为了使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连，常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点。（3）进行扩增时，退火温度的设定与引物有关，延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。（4）根据题意分析，虚线框内mRNA片段内含有24个碱基，每3个碱基构成一个密码子，因此包含24÷3=8个密码子；构成mRNA的碱基有4种，若虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有4×4-3=13种。（5）根据表格数据分析可知，在pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl的条件下，α-淀粉酶相对活性为99.5%，活性最高。
【分析】（1）用PCR技术扩增目的基因：
原理：在生物体外，复制特定DNA片段的双链复制。
过程：①90℃-95℃：目的基因的双链模板在热力作用下，氢键断裂形成单链DNA；
②55℃-60℃：引物与单链模板相应互补序列结合；
③70℃-75℃：在DNA聚合酶作用下进行延伸。
（2）PCR技术的条件：
模板：目的基因两条链
原料：四种游离的脱氧核苷酸
引物：与目的基因模板互补的一对DNA单链
酶：热稳定DNA聚合酶
温度控制：高温、低温、中温
（3）引物设计的基本原则
①引物长度：15-30bp，常用为20bp左右。
②引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C 过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列参照。
③引物内部不应出现互补序列。
④两个引物之间不应存在互补序列，尤其是避免3 ′端的互补重叠。
⑤引物与非特异扩增区的序列的同源性不要超过70%，引物3′末端连续8个碱基在待扩增区以外不能有完全互补序列，否则易导致非特异性扩增。
⑥引物3‘端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严格要求配对，最佳选择是G和C。
⑦引物的5 ′端可以修饰。如附加限制酶位点，引入突变位点，用生物素、荧光物质、地高辛标记，加入其它短序列，包括起始密码子、终止密码子等。
9．【答案】（1）PCR；多肽（或蛋白质）
（2）载体；总RNA
（3）非天然氨基酸（Uaa）；D
（4）细胞
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。因此以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用PCR技术扩增，由于将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列，因此肽链合成提前终止，这样与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽（或蛋白质），因此不能产生子代病毒。（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才能导入宿主细胞，检测目的基因是否成功表达上述tRNA时，利用核酸分子杂交技术，即用相应的DNA探针与宿主细胞的总RNA分子进行杂交鉴定，进而筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。（3）因为设计的宿主细胞具有能合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa），因此可在补加非天然氨基酸（Uaa）的培养基中进行培养，筛选出宿主细胞。进而利用该宿主细胞，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。因为转录在宿主细胞内进行，且启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的RNA聚合酶。故选：D。（4）不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免疫，产生相应的抗体与记忆细胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属于细胞免疫。
【分析】本题以甲型流感病毒为素材，考查了基因工程、基因的表达、免疫调节的相关知识，分析题干可知，通过基因工程可以改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力，此过程中需要用到PCR技术，然后通过基因工程构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。最后利用转基因宿主细胞制备疫苗，以预防该病毒再次侵染。
10．【答案】（1）将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞；不变
（2）小于；胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易
（3）相同；不同
【知识点】动物细胞核移植技术；动物体细胞克隆
【解析】【解答】（1）细胞核移植是指将动物的一个细胞核，移入另一个已去掉细胞核的卵母细胞中。（2）因为胚胎细胞的全能性大于体细胞，所以胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度小于体细胞核移植。（3）雌性个体和雄性个体的体细胞中的常染色体组成是相同的，性染色体组合雌性个体为XX，雄性个体为XY。
【分析】本题考查了核移植的概念，胚胎细胞核移植和体细胞核移植的区别，染色体组成等。
动物体细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核，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。
结果：得到克隆动物
原理：动物细胞核具有全能性
哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。）和体细胞核移植（动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难）。
11．【答案】（1）受伤的；叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞
（2）甜蛋白基因；核基因组
（3）茎尖
（4）按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的
【知识点】基因工程的应用；植物组织培养的过程；组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】（1）农杆菌具有趋化性，即植物的受伤组织会产生一些糖类和酚类物质吸引根癌农杆菌向受伤组织集中。研究证明，主要酚类诱导物为乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮，这些物质主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物中，这也是单子叶植物不易被根癌农杆菌侵染的原因。（2）甜蛋白基因指导甜蛋白的合成，有甜蛋白的合成就说明基因工程技术成功导入甜蛋白基因并成功表达。子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1：1，遵循分离规律，说明转移到核基因组，分离定律适用于有性生殖的生物的核基因遗传。（3）茎尖含病毒少，所以获得脱毒苗常用方法是茎尖组织培养。（4）基因工程是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，按照人们的愿望进行设计，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
【分析】（1）农杆菌转化法常用于双子叶植物和裸子植物。基因枪法常用于单子叶植物。
（2）目的基因检测与鉴定的“四个层面”
12．【答案】（1）E1和E4；甲的完整性；甲与载体正确连接
（2）转录；翻译
（3）细胞核；去核卵母细胞
（4）核DNA
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；动物体细胞克隆；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）用E1和E4限制酶同时处理质粒和L1-GFP融合基因，使质粒PO产生与L1基因相同的5＇末端和与GFP基因相同的3＇末端从而使目的基因插入质粒后可以正确连接，而且不会破坏L1-GFP融合基因的完整性，如果使用E2或E3会破坏融合基因的完整性。（2）荧光蛋白（GFP）在紫外线或蓝光激发下会发出绿色荧光，若在细胞中观察到了绿色荧光说明细胞合成了荧光蛋白，说明L1-GFP融合基因得到了表达即完成了转录和翻译。（3）高度分化的动物细胞只有细胞核具有全能性，要想培育克隆牛应将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去掉细胞核的卵母细胞，体外培养，胚胎移植等。（4）核DNA甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
【分析】（1）基因表达载体应包括：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因，GFP基因即为标记基因，如果使用E2或E3会破坏L1-GFP融合基因的完整性，影响其与质粒的正确连接。（2）动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞，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。（3）甲只有融合在受体细胞的核DNA中才能使克隆牛的不同组织细胞都含有甲，所以用PCR鉴定的模板应为核DNA。
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