高考生物历年全国卷真题汇编12——现代生物科技专题
一、单选题
1．（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。
二、综合题
2．（2022·全国乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是 ，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的 来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是 。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是 。
【答案】（1）逆转录酶或反转录酶
（2）特异性核苷酸序列；退火或复性
（3）曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者
（4）获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）以病毒RNA为模板合成cDNA的过程是逆转录过程，需要逆转录酶的参与。
故答案为：逆转录酶或反转录酶。
（2）引物需要有一段已知目的基因的核苷酸序列来合成，核苷酸的特异性越高，引物的准确性越高。PCR过程中需要高温变性（DNA解旋过程）；低温复性（也可称为退火，引物结合到互补链DNA上），中温延伸（合成子链）。
故答案为：特异性核苷酸序列；退火或复性。
（3）新冠病毒的检测包括核酸检测和抗体检测，核酸检测为阳性则说明体内含有新冠病毒，阴性说明体内不含有新冠病毒，抗体检测阴性说明体内不含新冠病毒抗体，阳性说明体内含有新冠病毒抗体；若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，是患者。
故答案为：曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者。
（4）通过基因工程技术获得蛋白S，基因工程的基本操作流程为目的基因的获取（获取S蛋白基因）→基因表达载体的构建（构建S蛋白基因与运载体的表达载体）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定（检测受体能否产生S蛋白）。
故答案为： 获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）。
【分析】1、核酸检测的原理：新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖，所需要的原料和能量来自于人体（宿主）细胞；该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板，经逆（反）转录过程形成DNA；用核酸检测试剂盒检测灵敏度较高的原因是逆转录过程遵循碱基互补配对的原则，具有很强的专一性。
2、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3．（2021·全国甲）[生物——选修3：现代生物科技专题]
PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是 （用数字序号表示）。
（2）操作③中使用的酶是 ，PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 三步，其中复性的结果是 。
（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与 特异性结合。
（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【答案】（1）④②③①
（2）Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；延伸；Taq酶从引物起始进行互补链的合成
（3）两条单链DNA
（4）一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】 （1）进行PCR条件：模板，引物（进行PCR操作的前提），热稳定DNA聚合酶。PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，需要先获取需要复制的DNA片段，进行引物设计。所以正确的操作顺序应该是④②③① 。
（2）在用PCR技术扩增DNA时，由于仿照细胞内DNA的复制环境，需要酶的催化。但是体外合成DNA需要较高温度，操作③中使用的酶是Taq酶（热稳定DNA聚合酶）。PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物起始进行互补链的合成。
（3）引物可以从某个起点开始体外合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子，与反应物以氢键形式连接。引物可以DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条解开的单链DNA特异性结合，称为DNA子链合成的起点。
（4）PCR技术的中文名称是多聚酶链式反应技术，是指一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【分析】PCR扩增技术中文名称为聚合酶链式反应，关于PCR技术扩增目的基因简介：
1、原理：DNA双链可以进行半保留复制；
2、过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成；
3、条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶）；
4、特点：使微量的DNA大幅增多。
4．（2021·全国乙卷）[生物选修3：现代生物科技专题]
用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示，
回答下列问题
（1）常用的 DNA连接酶有E.coli DNA连接和T4 DNA连接酶，上图中 酶切割后的 DNA片段可以用E .coli DNA连接酶连接，上图中 酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。
（2）DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
（3）DNA重组技术中所用的质粒体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中 ；质粒 DNA分子上有 ，便于外源DNA的插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是 。
（4）表达载体含有启动子，启动子是指 。
【答案】（1）EcoR I和Pst I；EcoR I、Pst I、Sma I、EcoR V
（2）磷酸二酯键
（3）自我复制（或自我复制并稳定存在）；一至多个限制酶切割位点；用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞
（4）在目的基因的首端，能与RNA聚合酶识别并结合，驱动目的基因转录出mRNA的一段具有特殊序列的DNA片段
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）限制酶EcoR I和Pst I切割形成的是黏性末端，限制酶Sma l和EcoR V切割形成的是平末端，E. coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoR I和Pst I切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E. coli DNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶Sma l和EcoR V切割后的DNA片段(平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。
（2）目的基因片段与质粒载体片段均为DNA片段，DNA连接酶将两个DNA片段连接形成的化学键是磷酸二酯键。
（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。
（4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。
【分析】1、黏性末端和平末端：
被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
分析题图，可知限制酶EcoR I和Pst I切割形成的是黏性末端，限制酶Sma l和EcoR V切割形成的是平末端。
2、DNA分子的连接技术——DNA连接酶
作用：把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。
连接部位：磷酸二酯键
特点：只要在同一种限制性内切酶切割的两种DNA片段中加上这种DNA连接酶，它就会把片段缝合得天衣无缝。
3、作为运载体必须具备的条件：①具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。②能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。③具有某些标记基因，便于进行筛选。最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
4、运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运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运载体的受体细胞，原理如下图所示：
5．（2020·全国Ⅲ）[生物——选修3：现代生物科技专题]
W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
（1）步骤①中需要使用的工具酶有 。步骤②和③所代表的操作分别是 和 。步骤④称为 。
（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的 （答出2点即可）的限制。
（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息 （填相同或不同），原因是 。
（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有 （答出2点即可）。
【答案】（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶；显微注射；体外培养；胚胎移植
（2）性别、年龄
（3）相同；两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵
（4）体外受精、胚胎移植
【知识点】胚胎移植；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于胚胎工程。
【分析】1、膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不会对动物造成伤害。此外，该系统可从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。2、基因工程技术的基本步骤包括：目的基因的获取；基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。3、分析题图可知，步骤①为将W基因与运载体结合，构建基因表达载体；步骤②为将重组表达载体导入受精卵，常用显微注射法；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。
6．（2020·全国Ⅰ）[生物——选修3：现代生物科技专题]
为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题：
（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是 。
（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤： 。
（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于 ，使用该培养基进行细胞培养的结果是 。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是 。
（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有 （答出2点即可）。
【答案】（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
（2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
（3）选择培养基；只有杂交瘤细胞能够生存；抗原与抗体的反应具有特异性
（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】（1）实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。（2）取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。（3）图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原-抗体反应具有特异性。
（4）获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
【分析】单克隆抗体的制备流程：
7．（2019·全国Ⅱ卷） 植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
（1）植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有 （答出2点即可）。
（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、 和 等几类物质。
（3）用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的 进行组织培养。
（4）植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是 （用流程图表示）。
【答案】（1）能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
（2）有利于胚状体进行呼吸作用；矿质元素；糖
（3）茎尖
（4）含目的基因的细胞 愈伤组织 小植株
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】（1）植物微型繁殖是一种用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，这种技术的特点是能保持植物原有的遗传特性。
（2）人工种子萌发过程中需要从外界获得氧气进行细胞呼吸，所以人工种皮应具有透气性。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、矿质元素、糖、水、天然附加物等。
（3）为了获得脱毒苗，目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒。
（4）将含有目的基因的细胞培养成完整植株的基本程序是：
故答案为：（1）能保持植物原有的遗传特性；（2）有利于胚状体从外界获得氧气进行呼吸作用 矿质元素 糖； （3）茎尖 ；（4）
【分析】1.植物繁殖的新途径
（1）微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
（2）作物脱毒：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗。
（3）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
2.植物组织培养技术：
8．（2019·全国Ⅰ卷）基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括 和 。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是 。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 。
（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 。
【答案】（1）基因组文库；cDNA文库
（2）解旋酶；加热至90~95 ℃；氢键
（3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；DNA分子的复制；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，
（2）体内DNA复制解旋的酶为解旋酶，PCR体系内没有放置解旋酶，使用的是高温（即加热到90~95℃）来讲DNA的氢键断开，从而达到解旋的目的。共同点是为了解螺旋，都破坏了DNA双链之间的氢键
（3）PCR反应中由于使用了高温作为解旋的条件，如果使用普通的聚合酶，其活性会被高温破坏，所以只能使用Taq酶
故答案为：（1）基因组文库 部分基因文库 （2）解旋酶 加热到90~95℃ 氢键 （3）Taq酶热稳定性高，如果用大肠杆菌DNA聚合酶则在高温下会失活
【分析】（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，例如cDNA文库，首先得到mRNA，再反转录得cDNA，形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分，便于DNA重组时直接使用。
（2）PCR技术：
概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
原理：DNA复制．
前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
9．（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）。
10．（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。
三、实验探究题
11．（2022·全国甲卷）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，
（1）为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是 。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是 ；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是 （答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到 时才具备与精子受精的能力。
（2）体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有 （答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。
（3）请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。
【答案】（1）放入-196℃的液氮中保存（或冷冻保存）；刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精；肝素或钙离子载体A23187；MⅡ中期
（2）维生素、氨基酸、核苷酸
（3）对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
【知识点】胚胎移植；体外受精；胚胎的体外培养
【解析】【解答】（1）体外受精时若需对获得的精液进行保存，需要将精液放入-196℃的液氮中保存。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内发生相应生理变化后，才能获得受精能力，称为精子获能，精子获能的方法包括培养法（放入人工配制的获能液中，如：啮齿动物、家兔和猪等）和化学诱导法（放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中看，如：牛、羊等）。体外受精时收集的卵母细胞需要培养达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。
故答案为：放入-196℃的液氮中保存（或冷冻保存）；刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精；肝素或钙离子载体A23187；MⅡ中期。
（2）早期胚胎培养的培养液成分有有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等两盐、两素、有机酸、无机酸、血清等。
故答案为：维生素、氨基酸、核苷酸。
（3）以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料获得具有该公羊优良性状的后代需要进行胚胎移植操作，需要对受体母羊进行同期发情处理，对保存的胚胎进行质量检查并进行移植，然后对受体母牛进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
故答案为：对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
【分析】1、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
（1）卵母细胞的采集和培养：①采集的第一种方法是：用促性腺激素处理使其超数排卵，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子体外受精。第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法：是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，叫活体采卵。②采集到的初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞，培养达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。
（2）精子的采集和获能：①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理：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内发生相应生理变化后，才能获得受精能力—精子获能。方法包括培养法（放入人工配制的获能液中，如：啮齿动物、家兔和猪等）和化学诱导法（放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中看，如：牛、羊等）。
（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎的早期培养的培养液成分：有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等两盐、两素、有机酸、无机酸、血清。
3、胚胎移植的基本程序主要包括：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。并用激素对受体进行同期发情处理，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葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。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。
12．（2021·全国甲）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ，)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是 。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是 。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是 。
【答案】（1）dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一
（2）防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
（3）解旋
（4）DNA酶
【知识点】酶的特性；基因工程的应用；DNA分子的复制
【解析】【解答】 （1）DNA的组成单体是腺嘌呤脱氧核苷酸等4种核苷酸。当dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是制备32p标记的DNA片段的原料。
（2）DNA和RNA都含有碱基，且DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有A、U、C、G四种碱基。碱基互补配对原则是A-T、C-G或者A-U。当碱基暴露出来时容易发生碱基互补配对，形成杂交带。去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交 。
（3）DNA分子解旋后，DNA双链的碱基之间氢键断裂，暴露出DNA分子结构内部的碱基，变成的单链片段有机会和32p标记的DNA片段甲发生碱基互补配对，于是需要使样品中的染色体DNA进行解旋处理，例如加入解旋酶。
（4）酶具有专一性，转移的催化某一种或者一类化学反应。 在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是DNA酶。
【分析】 1、根据题意，通过带32p标记的DNA分子与染色体样品的基因进行碱基互补配对，形成杂交带，进行放射性检测，从而对W基因在染色体上的位置进行推测和判断。
2、DNA的组成基本单体是脱氧核苷酸，有四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
3、正常DNA 分子碱基在分子内部，不可以和其他碱基配对，若果连接碱基的氢键断裂，可能出现核酸分子杂交现象。
13．（2019·全国Ⅲ卷）培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题。
（1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有 。
（2）步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是 。
（3）从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是 。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的 过程，最终可形成试管苗。
（4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是 。
（5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的 ，这种繁殖方式属于 繁殖。
【答案】（1）全能性（或答：形成完整植株所需的全部基因）
（2）形成层容易诱导形成愈伤组织
（3）诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同；分化（或答：再分化）
（4）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
（5）遗传特性；无性
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；植物组织培养的过程
【解析】【解答】（1）细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能。在多细胞生物中，每个体细胞的细胞核都含有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体。
（2）形成层细胞分裂能力强，细胞的全能性高，更容易诱导形成愈伤组织
（3）植物组织培养中，形成愈伤组织（脱分化）和诱导愈伤组织分化（再分化）时会用到生长素和细胞分裂素，只是两个时期所用激素的种类和浓度会有差别，脱分化过程中需要细胞增殖，所以生长素/细胞分裂素浓度比率会高一点，再分化时细胞分裂素/生长素浓度比率会高一点，因为细胞分裂素可以促进细胞分化，诱导组织生根发芽.
（4）再分化需要在光照环境下进行，以诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。
（5）植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术，是细胞有丝分裂的结果，遗传物质没有发生改变。
故答案为：（1）全能性（或答：形成完整植株所需的全部基因）；（2）形成层容易诱导形成愈伤组织；（3）诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化（或答：再分化）；（4）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用；（5）遗传特性 无性。
【分析】一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。受精卵是一个有着特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传信息。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全有样的DNA序列和相同的细胞质环境。当这些细胞在植物体内时，全部遗传信息仍然被保存在DNA的序列链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。于是就像一个受精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织，然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。一般来说，细胞全能性高低与细胞分化程度有关，分化程度越高，细胞全能性越低，全能性表达越困难。植物细胞全能性高于动物细胞，而生殖细胞全能性高于体细胞。幼嫩的细胞全能性高于衰老的细胞。细胞分裂能力强的全能性高于细胞分裂能力弱的。
植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。主要包括脱分化与再分化两个阶段：已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程叫脱分化，需要在无光环境下进行，这种未分化的细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞，称为愈伤组织。将处于脱分化状态的愈伤组织移植到合适的培养基（分化培养基）上继续培养，愈伤组织就会重新进行分化，并形成具有根、茎、叶的完整植株。这个过程就叫植物细胞的再分化，需要在光照环境下进行。
14．（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 / 1高考生物历年全国卷真题汇编12——现代生物科技专题
一、单选题
1．（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
二、综合题
2．（2022·全国乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是 ，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的 来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是 。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是 。
3．（2021·全国甲）[生物——选修3：现代生物科技专题]
PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是 （用数字序号表示）。
（2）操作③中使用的酶是 ，PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 三步，其中复性的结果是 。
（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与 特异性结合。
（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指 。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
4．（2021·全国乙卷）[生物选修3：现代生物科技专题]
用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示，
回答下列问题
（1）常用的 DNA连接酶有E.coli DNA连接和T4 DNA连接酶，上图中 酶切割后的 DNA片段可以用E .coli DNA连接酶连接，上图中 酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。
（2）DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
（3）DNA重组技术中所用的质粒体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中 ；质粒 DNA分子上有 ，便于外源DNA的插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是 。
（4）表达载体含有启动子，启动子是指 。
5．（2020·全国Ⅲ）[生物——选修3：现代生物科技专题]
W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
（1）步骤①中需要使用的工具酶有 。步骤②和③所代表的操作分别是 和 。步骤④称为 。
（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的 （答出2点即可）的限制。
（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息 （填相同或不同），原因是 。
（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有 （答出2点即可）。
6．（2020·全国Ⅰ）[生物——选修3：现代生物科技专题]
为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题：
（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是 。
（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤： 。
（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于 ，使用该培养基进行细胞培养的结果是 。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是 。
（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有 （答出2点即可）。
7．（2019·全国Ⅱ卷） 植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
（1）植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有 （答出2点即可）。
（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、 和 等几类物质。
（3）用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的 进行组织培养。
（4）植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是 （用流程图表示）。
8．（2019·全国Ⅰ卷）基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括 和 。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是 。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 。
（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 。
9．（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”）。
10．（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。
三、实验探究题
11．（2022·全国甲卷）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，
（1）为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是 。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是 ；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是 （答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到 时才具备与精子受精的能力。
（2）体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有 （答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。
（3）请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。
12．（2021·全国甲）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ，)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是 。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是 。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是 。
13．（2019·全国Ⅲ卷）培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题。
（1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有 。
（2）步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是 。
（3）从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是 。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的 过程，最终可形成试管苗。
（4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是 。
（5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的 ，这种繁殖方式属于 繁殖。
14．（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】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。
2．【答案】（1）逆转录酶或反转录酶
（2）特异性核苷酸序列；退火或复性
（3）曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者
（4）获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）以病毒RNA为模板合成cDNA的过程是逆转录过程，需要逆转录酶的参与。
故答案为：逆转录酶或反转录酶。
（2）引物需要有一段已知目的基因的核苷酸序列来合成，核苷酸的特异性越高，引物的准确性越高。PCR过程中需要高温变性（DNA解旋过程）；低温复性（也可称为退火，引物结合到互补链DNA上），中温延伸（合成子链）。
故答案为：特异性核苷酸序列；退火或复性。
（3）新冠病毒的检测包括核酸检测和抗体检测，核酸检测为阳性则说明体内含有新冠病毒，阴性说明体内不含有新冠病毒，抗体检测阴性说明体内不含新冠病毒抗体，阳性说明体内含有新冠病毒抗体；若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，是患者。
故答案为：曾感染新冠病毒，已康复；已感染新冠病毒，是患者。
（4）通过基因工程技术获得蛋白S，基因工程的基本操作流程为目的基因的获取（获取S蛋白基因）→基因表达载体的构建（构建S蛋白基因与运载体的表达载体）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定（检测受体能否产生S蛋白）。
故答案为： 获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）。
【分析】1、核酸检测的原理：新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖，所需要的原料和能量来自于人体（宿主）细胞；该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板，经逆（反）转录过程形成DNA；用核酸检测试剂盒检测灵敏度较高的原因是逆转录过程遵循碱基互补配对的原则，具有很强的专一性。
2、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
3、基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取（基因组文库包含某种生物所有的基因，部分基因文库包含某种生物的部分基因，如：CDNA文库）、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；b、终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3．【答案】（1）④②③①
（2）Taq酶（热稳定DNA聚合酶）；延伸；Taq酶从引物起始进行互补链的合成
（3）两条单链DNA
（4）一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】 （1）进行PCR条件：模板，引物（进行PCR操作的前提），热稳定DNA聚合酶。PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，需要先获取需要复制的DNA片段，进行引物设计。所以正确的操作顺序应该是④②③① 。
（2）在用PCR技术扩增DNA时，由于仿照细胞内DNA的复制环境，需要酶的催化。但是体外合成DNA需要较高温度，操作③中使用的酶是Taq酶（热稳定DNA聚合酶）。PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物起始进行互补链的合成。
（3）引物可以从某个起点开始体外合成的一种具有特定核苷酸序列的大分子，与反应物以氢键形式连接。引物可以DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条解开的单链DNA特异性结合，称为DNA子链合成的起点。
（4）PCR技术的中文名称是多聚酶链式反应技术，是指一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【分析】PCR扩增技术中文名称为聚合酶链式反应，关于PCR技术扩增目的基因简介：
1、原理：DNA双链可以进行半保留复制；
2、过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成；
3、条件：模板，引物，热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶）；
4、特点：使微量的DNA大幅增多。
4．【答案】（1）EcoR I和Pst I；EcoR I、Pst I、Sma I、EcoR V
（2）磷酸二酯键
（3）自我复制（或自我复制并稳定存在）；一至多个限制酶切割位点；用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞
（4）在目的基因的首端，能与RNA聚合酶识别并结合，驱动目的基因转录出mRNA的一段具有特殊序列的DNA片段
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）限制酶EcoR I和Pst I切割形成的是黏性末端，限制酶Sma l和EcoR V切割形成的是平末端，E. coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoR I和Pst I切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E. coli DNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶Sma l和EcoR V切割后的DNA片段(平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。
（2）目的基因片段与质粒载体片段均为DNA片段，DNA连接酶将两个DNA片段连接形成的化学键是磷酸二酯键。
（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。
（4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。
【分析】1、黏性末端和平末端：
被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。
分析题图，可知限制酶EcoR I和Pst I切割形成的是黏性末端，限制酶Sma l和EcoR V切割形成的是平末端。
2、DNA分子的连接技术——DNA连接酶
作用：把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。
连接部位：磷酸二酯键
特点：只要在同一种限制性内切酶切割的两种DNA片段中加上这种DNA连接酶，它就会把片段缝合得天衣无缝。
3、作为运载体必须具备的条件：①具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。②能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。③具有某些标记基因，便于进行筛选。最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
4、运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运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运载体的受体细胞，原理如下图所示：
5．【答案】（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶；显微注射；体外培养；胚胎移植
（2）性别、年龄
（3）相同；两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵
（4）体外受精、胚胎移植
【知识点】胚胎移植；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于胚胎工程。
【分析】1、膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不会对动物造成伤害。此外，该系统可从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。2、基因工程技术的基本步骤包括：目的基因的获取；基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。3、分析题图可知，步骤①为将W基因与运载体结合，构建基因表达载体；步骤②为将重组表达载体导入受精卵，常用显微注射法；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。
6．【答案】（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
（2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
（3）选择培养基；只有杂交瘤细胞能够生存；抗原与抗体的反应具有特异性
（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】（1）实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。（2）取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。（3）图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原-抗体反应具有特异性。
（4）获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
【分析】单克隆抗体的制备流程：
7．【答案】（1）能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
（2）有利于胚状体进行呼吸作用；矿质元素；糖
（3）茎尖
（4）含目的基因的细胞 愈伤组织 小植株
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】（1）植物微型繁殖是一种用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，这种技术的特点是能保持植物原有的遗传特性。
（2）人工种子萌发过程中需要从外界获得氧气进行细胞呼吸，所以人工种皮应具有透气性。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、矿质元素、糖、水、天然附加物等。
（3）为了获得脱毒苗，目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒。
（4）将含有目的基因的细胞培养成完整植株的基本程序是：
故答案为：（1）能保持植物原有的遗传特性；（2）有利于胚状体从外界获得氧气进行呼吸作用 矿质元素 糖； （3）茎尖 ；（4）
【分析】1.植物繁殖的新途径
（1）微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
（2）作物脱毒：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗。
（3）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
2.植物组织培养技术：
8．【答案】（1）基因组文库；cDNA文库
（2）解旋酶；加热至90~95 ℃；氢键
（3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；DNA分子的复制；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，
（2）体内DNA复制解旋的酶为解旋酶，PCR体系内没有放置解旋酶，使用的是高温（即加热到90~95℃）来讲DNA的氢键断开，从而达到解旋的目的。共同点是为了解螺旋，都破坏了DNA双链之间的氢键
（3）PCR反应中由于使用了高温作为解旋的条件，如果使用普通的聚合酶，其活性会被高温破坏，所以只能使用Taq酶
故答案为：（1）基因组文库 部分基因文库 （2）解旋酶 加热到90~95℃ 氢键 （3）Taq酶热稳定性高，如果用大肠杆菌DNA聚合酶则在高温下会失活
【分析】（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库，例如cDNA文库，首先得到mRNA，再反转录得cDNA，形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分，便于DNA重组时直接使用。
（2）PCR技术：
概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
原理：DNA复制．
前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．
9．【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）。
10．【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。
11．【答案】（1）放入-196℃的液氮中保存（或冷冻保存）；刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精；肝素或钙离子载体A23187；MⅡ中期
（2）维生素、氨基酸、核苷酸
（3）对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
【知识点】胚胎移植；体外受精；胚胎的体外培养
【解析】【解答】（1）体外受精时若需对获得的精液进行保存，需要将精液放入-196℃的液氮中保存。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内发生相应生理变化后，才能获得受精能力，称为精子获能，精子获能的方法包括培养法（放入人工配制的获能液中，如：啮齿动物、家兔和猪等）和化学诱导法（放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中看，如：牛、羊等）。体外受精时收集的卵母细胞需要培养达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。
故答案为：放入-196℃的液氮中保存（或冷冻保存）；刚排出的精子必需在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精；肝素或钙离子载体A23187；MⅡ中期。
（2）早期胚胎培养的培养液成分有有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等两盐、两素、有机酸、无机酸、血清等。
故答案为：维生素、氨基酸、核苷酸。
（3）以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料获得具有该公羊优良性状的后代需要进行胚胎移植操作，需要对受体母羊进行同期发情处理，对保存的胚胎进行质量检查并进行移植，然后对受体母牛进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
故答案为：对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
【分析】1、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
（1）卵母细胞的采集和培养：①采集的第一种方法是：用促性腺激素处理使其超数排卵，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子体外受精。第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法：是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，叫活体采卵。②采集到的初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞，培养达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。
（2）精子的采集和获能：①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理：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内发生相应生理变化后，才能获得受精能力—精子获能。方法包括培养法（放入人工配制的获能液中，如：啮齿动物、家兔和猪等）和化学诱导法（放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中看，如：牛、羊等）。
（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎的早期培养的培养液成分：有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等两盐、两素、有机酸、无机酸、血清。
3、胚胎移植的基本程序主要包括：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。并用激素对受体进行同期发情处理，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葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。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。
12．【答案】（1）dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一
（2）防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
（3）解旋
（4）DNA酶
【知识点】酶的特性；基因工程的应用；DNA分子的复制
【解析】【解答】 （1）DNA的组成单体是腺嘌呤脱氧核苷酸等4种核苷酸。当dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是制备32p标记的DNA片段的原料。
（2）DNA和RNA都含有碱基，且DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有A、U、C、G四种碱基。碱基互补配对原则是A-T、C-G或者A-U。当碱基暴露出来时容易发生碱基互补配对，形成杂交带。去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交 。
（3）DNA分子解旋后，DNA双链的碱基之间氢键断裂，暴露出DNA分子结构内部的碱基，变成的单链片段有机会和32p标记的DNA片段甲发生碱基互补配对，于是需要使样品中的染色体DNA进行解旋处理，例如加入解旋酶。
（4）酶具有专一性，转移的催化某一种或者一类化学反应。 在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是DNA酶。
【分析】 1、根据题意，通过带32p标记的DNA分子与染色体样品的基因进行碱基互补配对，形成杂交带，进行放射性检测，从而对W基因在染色体上的位置进行推测和判断。
2、DNA的组成基本单体是脱氧核苷酸，有四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
3、正常DNA 分子碱基在分子内部，不可以和其他碱基配对，若果连接碱基的氢键断裂，可能出现核酸分子杂交现象。
13．【答案】（1）全能性（或答：形成完整植株所需的全部基因）
（2）形成层容易诱导形成愈伤组织
（3）诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同；分化（或答：再分化）
（4）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
（5）遗传特性；无性
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；植物组织培养的过程
【解析】【解答】（1）细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能。在多细胞生物中，每个体细胞的细胞核都含有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体。
（2）形成层细胞分裂能力强，细胞的全能性高，更容易诱导形成愈伤组织
（3）植物组织培养中，形成愈伤组织（脱分化）和诱导愈伤组织分化（再分化）时会用到生长素和细胞分裂素，只是两个时期所用激素的种类和浓度会有差别，脱分化过程中需要细胞增殖，所以生长素/细胞分裂素浓度比率会高一点，再分化时细胞分裂素/生长素浓度比率会高一点，因为细胞分裂素可以促进细胞分化，诱导组织生根发芽.
（4）再分化需要在光照环境下进行，以诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。
（5）植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术，是细胞有丝分裂的结果，遗传物质没有发生改变。
故答案为：（1）全能性（或答：形成完整植株所需的全部基因）；（2）形成层容易诱导形成愈伤组织；（3）诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化（或答：再分化）；（4）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用；（5）遗传特性 无性。
【分析】一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。受精卵是一个有着特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传信息。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全有样的DNA序列和相同的细胞质环境。当这些细胞在植物体内时，全部遗传信息仍然被保存在DNA的序列链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。于是就像一个受精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织，然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。一般来说，细胞全能性高低与细胞分化程度有关，分化程度越高，细胞全能性越低，全能性表达越困难。植物细胞全能性高于动物细胞，而生殖细胞全能性高于体细胞。幼嫩的细胞全能性高于衰老的细胞。细胞分裂能力强的全能性高于细胞分裂能力弱的。
植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。主要包括脱分化与再分化两个阶段：已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程叫脱分化，需要在无光环境下进行，这种未分化的细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞，称为愈伤组织。将处于脱分化状态的愈伤组织移植到合适的培养基（分化培养基）上继续培养，愈伤组织就会重新进行分化，并形成具有根、茎、叶的完整植株。这个过程就叫植物细胞的再分化，需要在光照环境下进行。
14．【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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