一、选择题
1．下列科研项目中，由不同国家的科学家通过国际间的广泛合作而完成的是( )
A．1988年开始的“人类基因组计划”
B．抗棉铃虫棉花的培育成功
C．能迅速分解石油的“超级细菌”的研究
D．利用大肠杆菌生产胰岛素
【答案】 A
2．现代生物科学的三大基石是( )
①细胞的发现 ②细胞学说 ③人类基因组计划
④生物进化论 ⑤遗传理论 ⑥能量守恒和转化定律
A．①③⑤ B．②④⑥
C．②④⑤ D．②③④
【解析】 细胞学说、生物进化论和遗传理论是现代生物科学的三大基石。
【答案】 C
3．在19世纪，细胞学说和以自然选择学说为中心的生物进化理论分别是由谁提出的( )
A．孟德尔和达尔文
B．施莱登、施旺和达尔文
C．沃森和克里克
D．施旺、施莱登和孟德尔
【解析】 细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的；以自然选择学说为中心的生物进化理论是由英国生物学家达尔文提出的；孟德尔是遗传学的奠基人，他揭示出了遗传学的两个基本规律；沃森和克里克在1953年共同提出了DNA分子双螺旋结构模型。
【答案】 B
4．(2013·宿迁高二期末)生物科学继续向微观世界发展，目前已发展到( )
A．分子水平 B．细胞水平
C．个体水平 D．生态系统
【解析】 生物科学对生命现象及其本质的研究不断深入和扩大，向多层面全方位发展，在探索微观世界方面，目前已深入研究到组成生命的重要化合物分子，如基因、DNA、蛋白质分子的结构和功能。
【答案】 A
5．标志着生物科学新时代开始的是( )
A．人类基因组计划的完成
B．抗虫棉的诞生
C．重组DNA技术
D．用荧光标记研究人类染色体
【解析】 “人类基因组计划”与“阿波罗登月计划”及“曼哈顿原子弹计划”一起被誉为20世纪科学史上的三个里程碑，它对于人类基因理论的研究和各种疾病，尤其是遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义。同时，这一计划的实施将推动生物高新技术的发展。重组DNA技术即基因工程，抗虫棉是基因工程的产物，用荧光标记研究人类染色体说明生物科学的研究从表象深入到生命活动的本质。
【答案】 A
6．判断科学领域重要性的根据是( )
①从事这一学科工作的人数
②一个时期内科学上的重大突破
③从事这一学科的科学家的知名度
④一个时期内创造的经济效益
A．①② B．①④
C．①③ D．③④
【解析】 有大量科学家涌入，发表了大量有价值的科学论文的必然是热门学科；不断有重大突破的领域必然是前沿领域。
【答案】 A
7．利用发酵罐生产药品、食品等实例能够说明生物科学的发展趋势是( )
A．生物科学正从对生命现象的表面观察深入到对生命活动本质的探究
B．生物科学与多学科的交叉与融合
C．生物科学分析与综合的统一
D．基础和应用研究的统一
【解析】 发酵罐生产药品、食品等都是人们利用生物科学研究成果服务于人类的生活，这说明基础和应用研究的统一。
【答案】 D
8．(2013·仙桃高二月考)下列不属于21世纪生物科学发展趋势的是( )
A．对生命现象及其本质的研究不断深入和扩大
B．向微观与宏观发展
C．向基础与应用研究统一的方向发展
D．从动态的、定量实验性学科向静态的、定性描述性学科转化
【解析】 A、B、C选项皆为21世纪生物科学发展的大趋势，D选项是说明生物科学发生的变革，应该是从静态的、定性描述性学科向动态的、定量实验性学科转化。
【答案】 D
9．刊物的水平通常是根据刊物的“影响因子”来判断的，“影响因子”是指( )
A．这种刊物对全世界的影响
B．这种刊物对人们生活的影响
C．在全世界范围内对这种刊物所发表的论文的引用情况
D．这种刊物在人们心目中的地位
【解析】 判断一篇科学论文的水平和价值是根据发表这篇论文的刊物的水平。而刊物的水平又是根据刊物的“影响因子”来判断，即在全世界范围内对这种刊物所发表的论文的引用情况。
【答案】 C
10．为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是( )
A．基因突变 B．基因重组
C．基因复制 D．基因分离
【解析】 可遗传的变异有三个来源：基因突变、基因重组和染色体变异。利用重组DNA技术，人们可以把某个基因通过载体送入受体细胞中，并且使新的基因在受体细胞中表达，从而达到定向改变生物性状的目的。这项技术的遗传学原理是基因重组。另外，还可以利用人工诱变技术培育节水高产新品种。
【答案】 B
二、非选择题
11．(1)20世纪以来，随着物理学和化学的渗透，实验生物学和遗传学的进步，生物化学和微生物学的发展，使生物学研究的对象逐渐集中在与生命密切相关的三大分子，主要是________、________和________三个方面。
(2)伴随物理、化学、数学等学科的发展以及计算机技术的广泛应用，生物科学发生了巨大变革，以______________、__________的学科向__________、__________的学科转化，________________的完成则标志着生物科学新时代的开始。
【答案】 (1)核酸 蛋白质 酶
(2)静态的 定性描述性 动态的 定量实验性 人类基因组计划
12．在数、理、化、天、地、生六大分支中，较为重要的4 000种刊物中，生命科学刊物占28.6%，在“影响因子”位列前十位刊物中除多学科综合性刊物外全部是生命科学领域的刊物，这一情况延续多年并还将持续下去。
(1)此材料充分说了____________________________________________。
(2)可以推测__________________________________________________。
【解析】 生物科学是21世纪最活跃的学科之一，从题干的材料可以说明。
【答案】 (1)生命科学在整个自然科学发展中的领先地位
(2)生物科学仍将是整个自然科学领域中最为活跃的学科之一
一、选择题
1．(2013·渭南高二检测)我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理( )
A．系统学和工程学原理 B．物种共生原理
C．物种多样性原理 D．生态位原理
【解析】 物种共生原理是生态工程的基本原理之一，该原理的一个重要方面就是考虑环境承载力，即生态系统的自我调节能力。
【答案】 B
2．某牧草的留种区，为了预防鸟啄食草籽，用网把留种区罩起来，后来发现，留种区草的叶子几乎被虫吃光了。发生这种现象的根本原因是( )
A．害虫过度繁殖 B．干旱缺水引起虫害
C．食物链被破坏 D．害虫产生变异新类型
【解析】 食物链被破坏，破坏了生态平衡，导致有害动物泛滥成灾。
【答案】 C
3．2011年6月5日是第39个世界环境日，中国倡导使用清洁能源，减小能耗，更好地保护环境。下列措施与其不相符的是( )
A．投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强
B．采用浮床工艺法等手段治理水污染
C．先生产后治理，提高经济效益
D．建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系
【解析】 低投入、高产出、无(低)污染是生态工程的总体目标，浮床工艺法治理水污染是已经验证了的行之有效的措施，物质经多级利用而实现良性循环，最大限度地提高能量的利用率。先生产后治理的思想不符合生态工程的要求，应该是在生产的同时不造成环境污染。
【答案】 C
4．在下列四种措施中，能提高区域生态系统的抵抗力稳定性的是( )
A．减少该生态系统内的捕食者和寄生生物的数量
B．适当增加该生态系统中各营养级的生物种类
C．使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持不变
D．减少该生态系统的生物种类
【解析】 生态系统的生物种类越多，其营养结构(食物链和食物网)越复杂，它的自我调节能力也就越强，抵抗力稳定性越高。因此，要提高区域生态系统的抵抗力稳定性，应适当增加生态系统中生物的种类。
【答案】 B
5．关于生态工程的叙述，不正确的是( )
A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的健康问题时，生态工程应运而生
B．生态工程能够减少环境污染
C．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品
D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一
【解析】 生态工程的目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益同步发展。
【答案】 C
6．生态农业设计中，引进捕食性动物控制有害昆虫的数量，增加新的生产环节，将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品。这都属于
( )
A．平面设计 B．垂直设计
C．时间设计 D．食物链设计
【解析】 引进捕食性动物，增加新的生产环节，从营养结构上看都是在原有的食物链中引入或增加新的环节，以实现对物质和能量的多层次利用，提高农业生产的效益，属于食物链设计。
【答案】 D
7．(2013·盐城高二测试)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括
( )
A．努力实现物质和能量的分层多级利用
B．减轻对环境的污染、提高抵抗力稳定性
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低
【解析】 生态农业中巧接食物链，提高了生态系统的抵抗力稳定性，实现了能量的多级利用，使能量尽可能多的流向对人类有益的地方，系统总能量利用率并没有降低。
【答案】 D
8．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种生态农业模式( )
A．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
B．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
C．提高了食物链中各营养级之间的能量传递效率
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
【解析】 生态系统中的能量不能循环利用，所以A项错误；食物链中各营养级之间的能量传递效率不会因环节的增多而发生改变，所以C项错误；桑基鱼塘的生态农业模式虽然更加注重系统内部的自身调节作用，但依然需要外部的投入，所以D项错误。
【答案】 B
9．下列关于生态工程设计的叙述，错误的是( )
A．生态工程设计的依据是生态学和工程学的基本原理
B．用玉米芯生产木糖醇采用的是生态工程的食物链(网)的“相接”法
C．生物氧化塘是生态工程设计的一个实例
D．利用藻类和细菌等生物之间的协同作用可处理污水
【解析】 用玉米芯生产木糖醇采用的是生态工程的食物链(网)的“加环”法。生物氧化塘内的转化过程实际上是一个连续处理污水的生物循环过程，是生态工程设计的一个实例。生物氧化塘就是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用来处理污水的，藻类产生的O2有利于好氧菌降解污水中的有机物，各种菌产生的CO2等无机物又能被藻类充分利用。
【答案】 B
10．(2012·南京高二检测)图示某生态农场生产流程，据图分析下列说法错误的是( )
A．食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者
B．该生态系统达到了能量多级利用的目的
C．因食物链延长，系统总能量利用效率降低
D．循环利用有机废弃物，提高了系统的效益
【解析】 由图示可知：该生态系统中能量被多级利用；食用菌和蚯蚓可分解粪屑、杂屑等，在生态系统中属于分解者；图中食物链并未延长，系统能量利用效率明显提高。
【答案】 C
二、非选择题
11．“四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：
(1)图中有几条食物链？________。沼气的产生依赖该生态系统中的成分是___________________________________________________________________。
(2)该生态系统中能量能否循环利用？_____________________________。
(3)“四位一体”应用了__________________________________________等原理，与自然生态系统相比，它的抵抗力稳定性________(填“高”或“低”)。
(4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益？
【解析】 该生态系统是运用了食物链原理、物种多样性原理建立起来的。生产者是蔬菜，消费者是人、猪，食物链只有两条。这样的生态系统与自然生态系统相比，抵抗力稳定性低得多。能量的利用特点是单向流动，逐级递减。
【答案】 (1)两条 分解者
(2)不能
(3)食物链原理、物种多样性原理 低
(4)①使用清洁、高效的沼气、减少对薪柴的砍伐量，有利于植被保护和水土保持；②人、畜粪便的无害化处理，改善农村卫生条件；③沼渣、沼液的合理利用，提高了土壤肥力，从而减少化肥用量；④减小农药用量，有利于环境保护。
12．根据材料回答问题：
据国家林业局发布的一项调查表明，我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。因此在实施西部大开发的过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等活动。
(1)从生态因素上分析，改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是____________。
(2)“退耕还林(还草)”所依据的主要生态学原理是______________；其目的是提高生态系统的____________。
(3)保护环境、保持生态系统稳定性的关键是保护森林，近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要是黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在__________________________等方面起着重要作用；另外我国在西北植树造林方面应依据生态工程的____________原理，注意树种不要过于单一。
【解析】 本题考查了非生物因素对生态环境的影响，以及物种多样性原理的应用。我国西部地区以干旱为主，水是影响生态环境的主要非生物因素。“退耕还林(还草)”和“植树造林”都增加了物种的多样性，提高了生态系统的自我调节能力。同时，植被具有特殊的生态功能，如防风固沙、保持水土、涵养水源等，这样改善了西北气候，从而形成了良性循环。
【答案】 (1)水 (2)物种多样性原理 自我调节能力
(3)防风固沙、保持水土、涵养水源 物种多样性
13．(2013·黄河中学月考)“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图A是“四位一体”农业生态工程模式图，图B是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：
(1)结合生态工程的原理，请补充图B中的连线并注解，从而完成该系统的物质循环示意图。
(2)该生态模式中建立了日光温室，日光温室和裸地栽培相比，植物需水量和需肥量为什么相对要多一点？______________________________________。
使用沼气池里的残渣肥田为什么可以提高蔬菜的产量？
(3)“四位一体”应用了______________等原理，与自然生态系统相比，它的稳定性有什么特点？_______________________________________________。
【答案】 (1)如下图
(2)日光温室比裸地栽培温度相对要高，植物生长快，所以需水、需肥多 沼气池里的残渣含有丰富的矿物质，能提高农作物的产量 (3)物质循环和生物多样性(或能量多级利用) 抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性高
一、选择题
1．下列不属于生态工程建设的基本过程的是( )
A．系统分析 B．技术设计
C．加强监管 D．可行性评价与决策
【答案】 C
2．(2013·平顶山高二检测)生态农业是运用生态学原理建立的综合农业生产体系，它不具备的特点是( )
A．多层次 B．多功能
C．少污染 D．无病虫害
【解析】 生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
【答案】 D
3．下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．依据生态学理论
B．以保持生态系统内生态平衡为主导思想
C．实现了物质循环利用
D．投入多
【答案】 D
4．云南久负盛名的滇池水质受到严重污染，若采用“人工湿地”可实现污水净化，“人工湿地”对污水净化是通过( )
A．不同类型的水生植物与微生物的共同作用实现的
B．不同类型浮游植物和动物共同作用实现的
C．不同类型水生植物的共同作用实现的
D．不同类型细菌的共同作用实现的
【解析】 “人工湿地”对污水的净化作用主要是通过多种水生植物和微生物共同作用实现的。
【答案】 A
5．下列关于生态工程建设的叙述，错误的是( )
A．应遵循生态学原理
B．实现社会-经济-自然的整体与功能的统一
C．生态工程建设的核心环节是系统分析
D．生态工程设计常用方法有食物链的“相接”和“加环”
【解析】 生态工程建设的基本过程包括拟定目标与本底调查、系统分析、可行性评价与决策和技术设计等。其核心环节为技术设计。
【答案】 C
6．(2012·南通高二检测)下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．生态农业实现了对能量和物质的多级利用
B．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
C．生态农业使废物资源化，提高能量的转化效率，减少了环境污染
D．农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高
【解析】 生态农业由于物种多样性低，自我调节能力弱，故抵抗力稳定性比自然生态系统低。
【答案】 D
7．(多选)下列属于湿地生态系统的生态效益的是( )
A．蓄洪防旱，调节区域气候
B．控制土壤侵蚀，自然净化污水
C．鸟类的栖息地
D．工业用水的资源
【解析】 本题考查湿地生态系统的作用，湿地号称“地球之肾”，是鸟类栖息地，可蓄洪防旱，调节区域气候；也可自然净化污水。
【答案】 ABC
8．(2013·江苏江都中学期中)“三北”防护林工程建设中，应当特别注意的生态工程原理是( )
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
【解析】 植树造林首先要考虑所栽树种必须适应当地环境，以及考虑环境容量问题，即协调与平衡原理；其次不能种植单一物种林木，为提高人工林的稳定性，应充分考虑物种多样性原理。
【答案】 B
9．下图是某生态农业的示意图，下列说法不正确的是( )
A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了废物的资源化
B．该生态农业提高了能量利用率
C．用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用了物质循环原理
D．离开人的管理，该生态工程仍可以正常运转
【解析】 生态农业中人的作用非常关键，离开人的管理，生态系统无法正常运转。生态农业实现了废物的资源化，利用了物质循环的原理，提高了能量利用率。
【答案】 D
10．(多选)某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A．该生态工程的建立实现了能量的多级利用
B．该生态系统中，人的作用非常关键
C．该生态系统的建立提高了各营养级间的能量传递效率
D．该生态工程体现了物质循环再生的原理
【解析】 该新型农业生态系统主要体现了物质循环再生、能量多级利用的原理，从而实现了废弃物的资源化，但营养级之间能量传递的效率未变，仍为10%左右。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．请仔细读图，回答下列问题：
(1)生态农业设计的基本原理是①____________，②____________。
(2)生态农业的优越性表现在_____________________________________。
(3) “农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产生________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量相当于______摩尔的葡萄糖(能量传递效率按10%计算)。
【解析】 本题考查农村综合发展型生态工程建设遵循的原理和优势。具体分析如下：
依据光合作用反应式：6CO2＋6H2O6O2＋C6H12O6，农作物产生300摩尔氧气，同时就产生50摩尔葡萄糖，能量沿食物链传递时，传递效率一般为10%左右，故农户从猪中获取的能量相当于50×10%×10%＝0.5摩尔葡萄糖。
【答案】 (1)①食物链原理 ②物种多样性原理
(2)生态农业能保持系统内的生态平衡，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益
(3)50 0.5
12．近年来苏北各地规模化养殖发展很快，畜牧业已逐步由农村副业发展成为相对独立的产业，但规模化养殖场污水的排放造成的环境污染问题也日渐突出。因此，必须对养殖业污水进行处理和生态综合利用，下图是集污水净化、休闲、养鱼为一体的人工湿地示意图。
人工湿地
(1)输入该湿地生态系统的能量有_________________和_______________。
(2)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是________________。
(3)该人工湿地中的浮游藻类等植物生长迅速，其主要原因是微生物将污水中的有机物分解，为藻类等植物提供了充足的________________。
(4)实地调查中发现，该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是____________；不能仅仅依靠人工湿地对污水进行净化，还应该加强对污染源的控制，理由是______________________________________________________。
【解析】 (1)对一个人工生态系统来说，除了具有自然生态系统的特点外，还有人为加进去的因素所引起的特有的特点，从图中可以看出流入该湿地生态系统的能量除来自生产者固定的太阳能外，还有养殖场的污水中的有机物所含有的能量。
(2)细菌、真菌等微生物的分解作用是在有氧情况下能彻底氧化分解污水中的有机物，故保证微生物所需要的氧气才能提高分解的效率。
(3)微生物分解污水中的有机物，为藻类等植物提供了大量的无机盐，使它们生长迅速。
(4)由于是在原有的生态系统的基础上进行的演替，故为次生演替。对生态系统的保护最好从源头上做起。
【答案】 (1)产者固定的太阳能 污水中有机物的能量 (2)向水体中通入空气 (3)含N、P的无机盐等 (4)次生演替 生态系统的自我调节能力是有限的
一、选择题
1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是( )
A．定向提取生物体的DNA分子
B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对DNA分子进行改造
D．定向地改造生物的遗传性状
【解析】 基因工程的定义就是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地改造了生物的遗传性状。
【答案】 D
2．(2013·仙桃模拟)基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是( )
A．目的基因与载体的结合
B．将目的基因导入受体细胞
C．目的基因的表达
D．目的基因的人工合成
【解析】 合成目的基因及其与载体的结合都有碱基互补配对过程，而目的基因进入受体细胞是通过载体的运输作用进入，不存在碱基互补配对过程。
【答案】 B
3．(2013·平顶山高二模拟)下列哪种情况说明目的基因完成了表达( )
A．棉株中含有抗虫基因
B．大肠杆菌中具有胰岛素基因
C．土豆中含有抗病毒的基因
D．大肠杆菌中提取了胰岛素
【解析】 目的基因在受体细胞内成功表达的意思是目的基因在受体细胞内已经成功地完成了转录和翻译，产生了相应的蛋白质，并表现出了一定的性状。而A、B、C项仅仅说明目的基因已进入了受体细胞内，受体细胞已具备了目的基因，但并没有明确地证据表明已经表达了。而D项大肠杆菌中提取到了胰岛素，表明胰岛素基因在大肠杆菌中已完成表达。
【答案】 D
4．(2012·安庆四校联考)下列四条DNA片段，可以由同一种限制性核酸内切酶切割而成的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
【解析】 只有②和④两个黏性末端的碱基是互补的，可能是由同一种限制性核酸内切酶切割而成的。
【答案】 D
5．下列关于限制性核酸内切酶的说法，不正确的是( )
A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．限制性核酸内切酶可用于提取目的基因
C．不同的限制性核酸内切酶切割DNA的切点不同
D．限制性核酸内切酶广泛存在于动、植物及微生物细胞中
【解析】 限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，而不是广泛存在于动、植物中。限制性核酸内切酶具有专一性，一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。限制性核酸内切酶可用于切割目的基因。
【答案】 D
6．(多选)基因工程的基本步骤中，一定用到酶的步骤有( )
A．人工合成目的基因
B．目的基因与载体结合
C．转化受体细胞
D．实现功能表达
【解析】 基因工程中，合成目的基因要使用DNA聚合酶或逆转录酶等；目的基因与载体结合时要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶等；实现功能表达时需要转录和翻译，也需要酶的参与；而转化受体细胞时可以不需要酶。
【答案】 ABD
7．限制性核酸内切酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制性核酸内切酶BamHⅠ、EcoRI、HindⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点，切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是( )
A．BamHⅠ和EcoRⅠ B．BamHⅠ和HindⅢ
C．BamHⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢ
【解析】 BamHⅠ酶处理后形成的黏性末端为
－G GATCC－
－CCTAG G－，BglⅡ酶处理后形成的黏性末端为
－A GATCT－
－TCTAG A－，可以互补配对。
【答案】 C
8．(多选)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作正确的是( )
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分子导入烟草体细胞
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
【解析】 构建重组DNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。
【答案】 BCD
9．现有一长度为1 000个碱基对的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000个碱基对，用KpnⅠ单独酶切得到400个碱基对和600个碱基对两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200个碱基对和600个碱基对两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( )
【解析】 从图谱中可发现有链状DNA、环状DNA，用EcoRⅠ酶切割后DNA的长度不变，此DNA应该为环状，用EcoRⅠ酶和KpnⅠ酶切割后得到200个碱基对和600个碱基对两种长度的DNA分子，因此DNA上应该存在两个KpnⅠ酶的切割位点。
【答案】 D
10．(2012·浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( )
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
【解析】 如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要构建基因文库，然后从基因文库中获取目的基因，而在基因序列已知的情况下，获取目的基因通常用逆转录法或利用化学方法直接人工合成，因此，A项正确、B项错误；将目的基因与质粒连接的酶是DNA连接酶，而非DNA聚合酶，C项错误；目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达，且导入植物细胞常用的载体是农杆菌，而不是大肠杆菌，D项错误。
【答案】 A
二、非选择题
11．(2012·新课标全国卷改编)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)逆转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外获得大量逆转录产物，常采用________技术。
(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是___________________________________________。
【解析】 限制性核酸内切酶切割DNA分子形成的末端通常有两种，即黏性末端和平口末端。为使载体和目的基因连接，二者必须具有相同的黏性末端，因而当使用除EcoRⅠ之外的其他酶进行切割时，应该产生相同的黏性末端。DNA连接酶的来源有两个：一是大肠杆菌，二是T4噬菌体。逆转录是由RNA形成DNA的过程，获得大量逆转录产物时常用PCR扩增技术。基因工程常用的载体是质粒，除此以外，噬菌体和动植物病毒也可作为载体。如果用大肠杆菌作受体细胞，必须用钙离子处理，使其处于感受态(此状态吸收外源DNA的能力增强)。
【答案】 (1)黏性末端 平口末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同 (3)大肠杆菌 T4 (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR (5)噬菌体 动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
12．(2012·海南高考)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题：
(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的________序列，据此可利用________方法合成目的基因。获得丙种蛋白质的基因还可用________、________方法。
(2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用________酶和________酶。
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗________的危害。
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子________(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。
【解析】 (1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过PCR方法获取目的基因。
(2)构建重组质粒时，需要用限制性核酸内切酶将载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到载体上，从而构建基因表达载体。
(3)愈伤组织中含有丙种蛋白质，说明丙种蛋白质的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙种蛋白质，乙昆虫食用丙种蛋白质后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。
(4)用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内的部分细胞中能合成丙种蛋白质，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙种蛋白质的基因。
【答案】 (1)基因 化学 基因文库 PCR(其他合理答案也可)
(2)限制性核酸内切 DNA连接
(3)乙种昆虫
(4)不含
13．(2012·江苏高考)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、
MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题．
图1 图2
(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由___________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是________末端，其产物长度为________。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T—A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有________种不同长度的DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是___________________________________________________________________。
【解析】 (1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从SmaⅠ的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平口末端，图1中DNA片段有SmaⅠ的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537(534＋3)bp、790(796－3－3)bp和661(658＋3)bp三种。
(3)图示方框内发生碱基的替换后，形成的d基因失去了1个SmaⅠ的识别序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种(534＋793) bp的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamHⅠ的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的识别序列，故应选用的限制酶是BamHⅠ，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。
【答案】 (1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 (2)平口 537 bp、790 bp、661 bp (3)4 (4)BamHⅠ 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接
一、选择题
1．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是( )
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
A．① B．①②
C．①②③ D．②③
【解析】 本题考查几种高新技术所依据的遗传学原理。袁隆平培育新型水稻利用的是杂交技术，他本人也被称为“杂交水稻之父”，而杂交技术的原理就是基因的自由组合定律(即基因重组)。基因工程是人为地将目的基因导入受体细胞，使之表达，所以抗虫棉的培育原理也应是基因重组。太空育种的原理是基因突变。
【答案】 B
2．(2012·江苏高考)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是( )
A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物
【解析】 种植转基因作物(如抗虫棉)应与传统农业(普通棉花)种植区隔离，否则转基因作物中的基因可能扩散到普通作物中，使传统农业种植区的产量受到很大的影响，A项正确；目的基因为DNA分子，动物食用后会被消化成小分子脱氧核苷酸，所以目的基因不会转入动物体细胞中，B项错误；种植转基因作物，可能通过花粉扩散而使野生植物获得新基因，从而影响野生植物的遗传多样性，C项正确；导入转基因植物的外源基因有可能与感染转基因植物的某些根际微生物杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体，D项正确。
【答案】 B
3．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指( )
A．提供基因的动物
B．基因组中增加外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因信息的动物
【解析】 转基因动物是指基因组中增加了外源基因的动物。题中的转基因牛中携带有外源的白蛋白基因。
【答案】 B
4．(2013·苏州高二质检)腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是取出患者的T淋巴细胞，转入正常ADA基因进行体外培养，再将这些T淋巴细胞注射入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中，正确的是( )
A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因
B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能
C．T淋巴细胞需在体外培养成细胞系后再注射入患者体内
D．腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于获得性免疫缺陷病
【解析】 基因治疗是将正常的基因导入到有基因缺陷的细胞中，正常的ADA基因可以控制合成正常的ADA来影响免疫功能；细胞系阶段的细胞一般都发生了基因突变，故不能培养到细胞系，只是将增殖得到的细胞(株)注射到患者体内；腺苷脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫缺陷病。
【答案】 B
5．(2012·江苏扬州中学期中)在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是( )
A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡
B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带
C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带
D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带
【解析】 通过观察害虫吃棉叶是否死亡，属于个体水平的检测。
【答案】 A
6．人们对种植转基因农作物利弊有激烈的争论，假设正方认为种植转基因农作物对人类是有利的，反方认为种植转基因农作物是有潜在风险的。下列观点中支持正方的是( )
A．转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白
B．转基因农作物的扩散会威胁生物的多样性
C．推广种植抗虫棉可减少农药使用对环境的污染
D．抗虫基因通过基因漂移而造成“基因污染”
【解析】 依题意，需要选择的是转基因农作物对人类有利的方面，故C选项正确，其他选项均为不利的因素。
【答案】 C
7．科学家已经运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，下列相关叙述中正确的是( )
①该技术将导致定向变异 ②DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来 ③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供材料 ④受精卵是理想的受体
A．①②③④ B．①③④
C．②③④ D．①②④
【解析】 DNA连接酶是将两个DNA片段末端之间的缝隙缝合起来，在相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，而不是形成氢键。
【答案】 B
8．利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是( )
A．用适当的酶对载体与人类胰岛素基因进行切割与连接
B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．细菌获得的新性状不能遗传
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录，并合成人类胰岛素
【解析】 本题考查基因工程在生产药物方面的应用，解题关键是掌握基因工程的原理。基因工程使工程菌实现了基因重组，产生了可遗传的变异。
【答案】 C
9．有人认为转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。他的依据是( )
A．转入的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌杂交，形成新的病原体
B．转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为“超级杂草”
C．科学家赋予了转基因生物某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力
D．转基因技术打破物种原有的界限，改变了生态系统中能量流动和物质循环
【解析】 转基因生物由于被赋予了某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力，有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。
【答案】 C
10．(2013·上饶高二检测)2009年4月29日《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。基因治疗是指( )
A．把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
C．运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常
D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
【解析】 由于对基因治疗定义理解不到位，很容易错选其他选项。基因治疗只是将正常的外源基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并未修复。基因治疗不是切除病变基因或诱发其突变。
【答案】 A
二、非选择题
11．继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。
(1)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是______________。
(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入________中，原因是_______________________________________________________________。
(3)通常采用____________技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。
【解析】 在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射的方法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，当作受体细胞的通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交技术。
【答案】 (1)显微注射法
(2)受精卵(或早期胚胎) 受精卵(或早期胚胎细胞)具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达
(3)DNA分子杂交(核酸探针)
(4)膀胱上皮
12．(2013·信阳高二检测)口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图所示。请据图回答。
(1)口蹄疫病毒的VP1蛋白进入动物体内，能引起机体产生特异性免疫应答。VP1蛋白在免疫反应中称为____________。
(2)口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VP1基因可用________的方法合成DNA，再用______________将VP1基因片段切下。
(3)过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和______________等植物激素外，还需要添加________筛选出含有重组质粒的叶片小段。
(4)获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定。具体方法是将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的________的数量。为了使结果可信，应设两组对照，分别注射________________________和__________。
【答案】 (1)抗原 (2)逆转录 限制性核酸内切酶 (3)生长素和细胞分裂素 卡那霉素 (3)特导性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
13．棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。
(1)该项科学成果在环境保护上的重要作用是________________________。
(2)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此种现象缘于_________________________________________。
(3)题中“毒蛋白基因移入棉花植株内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是指_________________________________________________________。
(4)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是__________________________________________________________________。
(5)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“分子手术刀”是________________，基因的“分子针线”是________________，基因的“运载工具”是______________。
(6)转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明。
有利方面：_____________________________________________________。
有害方面：_____________________________________________________。
【解析】 本题主要考查了基因工程的优点、目的基因的表达和基因工程的安全性问题等知识点。基因工程的优点是目的性强、育种周期短、克服了远源杂交不亲和的障碍。抗虫棉的优点是减少了农药对环境的污染，保护了生态环境。其中毒蛋白基因的表达经过转录和翻译两个阶段。
【答案】 (1)减少了农药对环境的污染，保护了生态环境
(2)基因突变
(3)毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白
(4)目的性强，育种周期短，克服了远源杂交不亲和的障碍
(5)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体(或质粒等)
(6)用于疾病的诊断和治疗，生产传统方法难以生产的药物，用于培育优良动、植物新品种等 可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
一、选择题
1．(2013·淮安高二检测)蛋白质工程的实质是( )
A．改造蛋白质 B．改造mRNA
C．改造基因 D．改变氨基酸
【解析】 蛋白质是基因控制合成的，改造蛋白质要从改造基因入手。
【答案】 C
2．以下关于蛋白质工程的说法，正确的是( )
A．蛋白质工程以基因工程为基础
B．蛋白质工程就是酶工程的延伸
C．蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质的改造
D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
【解析】 改造蛋白质的结构从改造基因入手，因此蛋白质工程以基因工程为基础。
【答案】 A
3．对蛋白质的改造有大改、中改和小改之分，其划分的依据是( )
A．蛋白质分子的复杂程度
B．操作过程的复杂程度
C．蛋白质改造部位的多少
D．蛋白质数目的多少
【解析】 蛋白质的改造有大改、中改、小改，其划分的依据是蛋白质改造部位的多少。
【答案】 C
4．下列说法正确的是( )
A．蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别
B．基因工程是蛋白质工程的关键技术
C．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质
D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的
【解析】 改造蛋白质是从改造基因入手的，因此基因工程是蛋白质工程的关键技术。
【答案】 B
5．下列不属于蛋白质工程成果的是( )
A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．生产出鼠—人嵌合抗体
C．将t-PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺
D．将人的胰岛基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
【解析】 将人的胰岛基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素属于基因工程的成果。
【答案】 D
6．(2013·南京高二期末)关于蛋白质工程的说法，正确的是( )
A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作
B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
【解析】 所谓的蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子，能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。
【答案】 B
7．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗消化不良，最佳方案是( )
A．对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其热稳定性
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计与创造一种全新的蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
【解析】 酶的热稳定性与蛋白质的分子结构有关，应该说是与蛋白质分子结构中的少数几个氨基酸有关。
【答案】 A
8．下列关于基因定点诱变技术的说法，正确的是( )
A．对任何蛋白质的改造都可以用基因定点诱变技术
B．对于已知空间结构的蛋白质的改造可以采用基因定点诱变技术
C．基因定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术
D．采用基因定点诱变技术通常可以改变蛋白质中多种氨基酸
【解析】 基因定点诱变技术是“小改”时所用的一项技术，是有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，是改变蛋白质结构的核心技术之一，主要应用于空间结构已知的蛋白质。对于空间结构未知的蛋白质用非定点诱变技术来进行蛋白质的改造。
【答案】 B
9．猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于临床治疗糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子设计的最佳方案是( )
A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
【解析】 由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人胰岛素不同，所以蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多困难，所以不是最佳方案。
【答案】 A
10．(2012·洛阳高二检测)蛋白质芯片可用于( )
①检测血清样品中的特异性抗体 ②检测某人是否患有SARS ③检测体内的特异性抗体含量的动态变化
④检测所有传染病
A．①② B．①②③
C．①③④ D．③④
【解析】 蛋白质芯片含有蛋白质的抗原及相应的配套对照蛋白，它们有序地排列在一种新型的高分子芯片基质上，能检测出送检血清样品中的特异性抗体，从而鉴定出哪种血清样品异常；使用蛋白质芯片检测某人是否感染SARS病毒；还可用来观察某人感染SARS病毒之后体内特异性抗体含量的动态变化，帮助监测病情的发展。
【答案】 B
二、非选择题
11．(2013·合肥检测)下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：
(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________；代表中心法则内容的是________。(填写数字)
(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
①________；②________；③________；④________；⑤________。
(3)蛋白质工程的目的是________________________，通过________________实现。
(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是________的。
【解析】 本题考查蛋白质工程的基本思路，解题关键是理解蛋白质工程的原理，尤其注意以下两个方面：①蛋白质工程的直接操作对象是基因；②蛋白质工程的设计思路是中心法则的逆转。还要掌握中心法则和蛋白质结构的相关知识。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即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―→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。
【答案】 (1)④⑤ ①②③ (2)转录 翻译 折叠 分子设计 DNA合成 (3)获得预期功能的蛋白质 基因合成或改造 (4)相反
12．利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，获得毒副作用减小、专一性增强、药效加强及稳定性增强的理想药物。天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长其半衰期，得到长效胰岛素；还可以在不改变胰岛素活性部位的前提下，增强其他部位的结合强度，使之难以被酶破坏，从而增强其稳定性。
(1)此蛋白质工程的基本途径是___________________________________。
(2)与基因工程相比，合成的蛋白质有何特点？
__________________________________________________________。
(3)用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的优点是________________________________________________________________。
【解析】 蛋白质工程的基本途径所体现的内容为中心法则的逆过程，能合成自然界中根本不存在的蛋白质。通过蛋白质工程得到的长效胰岛素，难以被酶破坏，故其稳定性高。
【答案】 (1)从预期的胰岛素功能出发→设计预期的胰岛素分子结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)
(2)合成的是自然界根本不存在的蛋白质
(3)稳定性强
13．科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。如图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程，据图回答问题：
(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________________(生物工程)的范畴。
(2)图示过程是根据预期的__________，设计__________________，最终必须对__________进行操作，此操作中改变的是______________________。
(3)经过改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是___________________________________________________(从免疫角度考虑)。
(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是________________________。
【解析】 (1)通过图示可知鼠—人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。
(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能→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)→通过基因工程操作生产预期的蛋白质。
(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用会减少。
(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以成为蛋白质工程中最大的障碍。
【答案】 (1)蛋白质工程
(2)嵌合体功能 嵌合体的结构 基因 碱基对
(3)对人体的不良反应减少
(4)设计嵌合体的空间结构
一、选择题
1．(2012·广东高考)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( )
A．组织培养 B．细胞杂交
C．显微注射 D．核移植
【解析】 培育草莓脱毒苗是利用草莓的茎尖分生组织细胞几乎不带病毒的特点，进行植物组织培养形成无毒种苗的过程，A项正确。植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术；显微注射是将目的基因导入动物细胞的方法；细胞核移植用于获得克隆动物，B、C、D项错误。
【答案】 A
2．百合利用它的球茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。在最短时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是( )
A．花药离体培养
B．选取成熟组织进行培养
C．利用茎尖进行组织培养
D．人工诱导基因
【解析】 因为植物分生区附近的病毒极少，故短时间内获得大量无病毒幼苗的方法是利用茎尖进行组织培养。
【答案】 C
3．(多选)细胞融合技术中常用的促融合方法有( )
A．病毒诱导融合法
B．电场诱导融合法
C．秋水仙素处理
D．聚乙二醇诱导融合法
【解析】 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。
【答案】 ABD
4．关于培育脱毒植物的说法，不正确的是( )
A．应该选用植物根部成熟区的细胞进行组织培养
B．应该选取植物体分生区细胞进行组织培养
C．用马铃薯和草莓等植物的脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒
D．脱毒植物比未经脱毒的植物品质好、产量高
【解析】 因为植物根部成熟区的细胞很可能含有一些病毒，故用其培育不出一定不含病毒的植物。
【答案】 A
5．(2013·仙桃高二检测)下列四项中，没有采用植物细胞与组织培养技术的一项是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株
B．用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C．利用基因工程培育的抗虫棉
D．利用细胞工程培育的“番茄—马铃薯”杂种植株
【解析】 花药的离体培养是单倍体育种的一项基础技术，其基本原理就是组织培养。利用基因工程培育抗虫棉和利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中，都必须经过组织培养才能形成完整植株。而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株，没有利用细胞和组织培养技术。
【答案】 B
6．将植物的茎尖、叶片、茎段、花药等，在无菌的条件下，培养在人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术不仅可以用来培育新品种，而且还可以快速繁殖植物及防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述正确的是( )
①这种技术利用了植物细胞的全能性
②这种技术叫做植物细胞与组织培养，可以克隆生物体
③这种技术属于植物细胞工程的应用领域之一
④这种技术属于无性繁殖
A．① B．①②
C．①②③ D．①②③④
【解析】 将植物的茎尖、叶片、茎段、花药等在无菌的条件下培养成完整的植株，属于无性繁殖，利用的原理是植物细胞的全能性，技术手段主要是植物细胞与组织培养技术。
【答案】 D
7．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官与组织进行离体培养，发育成完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的( )
A．茎尖 B．子房壁
C．叶片 D．花粉粒
【解析】 花粉粒的离体培养是单倍体育种通常采用的方法，单倍体植株是变异的类型，性状会自然分离。
【答案】 D
8．(2012·厦门高二检测)基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合，用灭活的仙台病毒处理后，不可能获得下列哪种基因型的细胞( )
A．AAAaaa B．AaBb
C．Aabb D．AaBBbb
【解析】 只考虑两个细胞之间的融合，将会有三种细胞融合情况出现：Aa与Aa形成AAaa，Bb与Bb形成BBbb，Aa与Bb形成AaBb；若考虑三个细胞之间的融合，A选项是由三个Aa融合形成，D选项由一个Aa与两个Bb融合形成。
【答案】 C
9．(2013·徐州高二月考)以下四种细胞工程技术中，培养出的新个体不能同时具有两个亲本遗传性状的是( )
A．细胞融合 B．细胞与组织培养
C．细胞核移植 D．染色体工程
【解析】 本题比较了四种细胞工程技术。细胞融合可以实现两个同种或异种细胞融合，具有双亲的遗传性状；细胞核移植可使一个亲本的细胞核遗传物质和另一个亲本细胞质遗传物质重新组合在一个细胞中，具有了两个亲本的遗传性状；染色体工程中添加异种染色体时，可具有两个亲本的遗传性状；细胞与组织培养是利用体细胞进行无性繁殖的技术，所以不具备双亲的遗传性状。
【答案】 B
10．(多选)在2010年1月，广州—东莞首届国际小型猪学术论坛上透露出最新消息：新型带有荧光标记的转基因克隆猪诞生，标志着广东转基因技术接近世界先进水平。在转基因克隆猪的培育过程中应用的技术包括( )
A．细胞培养技术 B．细胞核移植
C．细胞融合技术 D．基因工程技术
【解析】 本题考查转基因克隆猪产生的过程。将带有荧光标记的基因导入猪体细胞，体外进行细胞培养得到大量的供体细胞，然后取其细胞核进行核移植，得到重组卵细胞。融合后的卵细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎。然后把这个胚胎移植到代孕动物子宫中，这个过程利用了胚胎移植技术。胚胎就在代孕动物子宫内发育成熟，产下新型带有荧光标记的转基因克隆猪，该过程没有涉及细胞融合技术。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：
(1)这个实验中用到的培养基和器械都要进行彻底__________，这是因为_________________________________________________________________。
(2)目前，兰花、香蕉等植物的生产都是通过植物细胞与组织培养技术来提供试管苗，其优点是__________________________________________________。
(3)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是_________________________________________________________。
研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响，实验结果如下图：实验结果表明，茎尖越小，______________，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________。
【答案】 (1)消毒或灭菌 培养基中含有丰富的营养成分，如果带入杂菌，这些杂菌会迅速繁殖和生长，争夺营养和产生有害物质，导致培养的组织细胞死亡
(2)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
(3)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害 脱毒率越高，成苗率越低 0.27 mm
12．中科院上海生理与生态研究所为“神舟”四号上一批特殊“新人”——烟草细胞举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合室中，当充满液体的融合室中加入直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子就贴到了一起，开始“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了小孔，透过这微小的通道，两股细胞质展开了“心灵的沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20 min 后，两细胞已是你中有我，我中有你，一个新的生命就这样诞生了。
地面实验结果显示：用于融合的两个“新人”，一号开的是粉花，二号开的是黄花。融合后的细胞再生植株开的是黄花，但性状却和一号相同(称一号性状，另一个称二号性状)。
(1)由于细胞的密度不同，因此在地面上细胞配对融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞融合更容易，原因是__________________________________。
(2)在“细胞婚礼”举行前，必须对“新人”进行特殊处理，方法是______。
在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，细胞呈圆球状，这是因为___________________________________________________________________。
(3)粉花和黄花、一号性状和二号性状属于________，一号性状属于________。
(4)从染色体组成看，再生植株属于________体。
【解析】 (1)植物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，即膜上分子运动，因此，在地面实验室中融合，因受到重力的影响，分子运动的方向、速度等都受到限制。
(2)植物细胞融合的实质是原生质体的融合，而细胞壁阻碍了这一过程，因此实验中必须利用纤维素酶、果胶酶等处理细胞，以除去细胞壁。
(3)同种生物同一性状的不同表现称为相对性状，融合后的杂种植物细胞中具有两种性状的相关基因，而表现出来的却为一号性状，因此可以判断控制一号性状的基因在细胞中为显性基因。
【答案】 (1)在微重力的条件下，重力的沉降现象消失了
(2)用纤维素酶、果胶酶等除去细胞壁 没有细胞壁，细胞膜具有流动性
(3)相对性状 显性性状 (4)多倍
一、选择题
1．细胞具有全能性的原因是( )
A．体细胞具有发育成完整个体的潜能
B．生物体的每个细胞都具有全能性
C．生物体的每个细胞都含有个体发育的全部基因
D．生物体的每个细胞都是由受精卵发育成的
【解析】 A项中指的是细胞的全能性，并非细胞全能性的原因。细胞之所以具有全能性，是由于细胞中含有发育为完整个体所必需的遗传物质，所以从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性。
【答案】 C
2．(2011·上海高考)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．外植体可以来自于植物的任何细胞
B．培养应在无菌条件下进行
C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
【解析】 植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。
【答案】 A
3．如图为植物组织培养的基本过程，若制作人工种子，生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用编号( )
①②③―→④
A．④、② B．③、②
C．③、④ D．④、③
【解析】 人工种子是指已分化的胚状体等用合适的“人工种皮”进行包裹，所以应为再分化后的③；而获取产物紫草素则培养到具有产生此物质的细胞群体②即可，无需获得植株。
【答案】 B
4．甘薯是无性繁殖的生物，种植多年后易积累病毒而导致作物产量降低，品质变差。目前生产上采用甘薯茎尖分生组织，进行组织培养可以获得大量的脱毒苗，以保证该品种的品质和产量水平，这种通过组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )
A．有丝分裂 B．细胞分化
C．减数分裂 D．细胞的全能性
【解析】 减数分裂是有性生殖过程中的一种细胞分裂方式，植物组织培养属于无性生殖，所以并不涉及细胞的减数分裂。
【答案】 C
5．在离体的植物器官、组织或细胞分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的( )
A．消毒灭菌 B．适宜的温度
C．充足的光照 D．适宜的养料和激素
【解析】 离体的植物组织、器官或细胞无营养物质来源，在培养形成愈伤组织的过程中必须在严格的无菌条件下进行，并且需要适宜的温度、适宜的养料和激素。此过程在恒温箱内进行，不必见光，因为见光后会影响愈伤组织的形成。
【答案】 C
6．(2013·榆林高二测试)如图是人工种子的结构简图，下列对其叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
【解析】 人工种子是经植物组织培养获得的具有生根发芽能力的胚状结构后，包裹上人工种皮而形成的。在人工种子的胚乳中除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可以添加农药、植物激素、固氮菌等。
【答案】 D
7．(2013·三源中学月考)如图是关于植物组织培养及应用的示意图，关于此生物技术叙述合理的是( )
ⅠⅡⅢ―→Ⅳ
图a
图b
A．利用植物组织培养技术制造人工种子，应选用图a中的Ⅲ
B．利用物理或化学的手段诱导Ⅳ阶级细胞发生基因突变，培育突变新品种的效果最好
C．通常人工种子中被包入的固氮菌在生态系统中属于消费者
D．人工种子中的胚状体与正常种子中的胚都是新个体的幼体，都具有一个亲本的遗传物质
【解析】 A正确：图a中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示离体的细胞(组织或器官)、愈伤组织、胚状体和植物体，制造人工种子应选用Ⅲ；B项误：培育突变新品种应选择分裂旺盛、易发生基因突变的Ⅱ(愈伤组织)细胞；C错误：通常人工种子中被包入的固氮菌是自生固氮菌，在生态系统中属于分解者；D错误：正常种子中的胚是由受精卵发育而来的，具备两个亲本的遗传物质和性状。
【答案】 A
8．(2012·南京市高二检测)如图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是( )
A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
【解析】 该过程是植物组织培养，实际上就是植物花药离体培养。B是配子细胞，脱分化形成C，此时全能性提高，由C再分化成D其全能性降低。花药是经过减数分裂形成的，因此，花药离体培养后得到的个体F(单倍体)——其染色体只有原母本植株A染色体的一半，其特点是高度不育的，所以要对其幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍后再种植。
【答案】 C
9．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜－甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是( )
A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶
B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种
C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变
D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远源杂交不亲和的障碍
【解析】 本题考查植物体细胞杂交技术和识图能力。根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体；③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目；植物体细胞杂交克服了远源杂交不亲和的障碍。
【答案】 C
10．(2012·海淀模拟)下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析不正确的是( )
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．③④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理
【解析】 ②过程中紫外线照射诱发基因突变是不定向的。
【答案】 B
二、非选择题
11．(2013·新课标全国卷Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：
(1)为了培养该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是______________________________________________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
【解析】 本题考查植物体细胞杂交。(1)为了培养新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶处理，获得具有活力的原生质体A、B，再用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞，进一步培养形成愈伤组织，经过再分化形成根、芽，长成完整植株，以上获得杂种植株的方法叫植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物A、B体细胞杂交形成的杂种植株是四倍体，且该杂种植株减数分裂能形成正常配子，理论上是可育的；但如果是甲和乙有性杂交形成的二倍体，减数分裂由于不存在同源染色体无法联会，无法形成正常配子，不可育。(3)在植物组织培养至胚状体阶段，可包裹上人工种皮制备人工种子。
【答案】 (1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化) 植物体细胞杂交
(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常
(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽
12．(2013·苏北四市调研)下图为白菜与甘蓝体细胞杂交育成白菜—甘蓝杂种植株的示意图。请根据此回答：
(1)图中①过程用到的酶是________________，作用的结果是获得________。
(2)在②过程中，常用的化学诱导剂是________，若在容器中放置若干a、b，诱导完成且假设所有细胞发生了融合(只考虑细胞两两融合)然后经③过程，形成的d细胞的类型有________种，从中选出进行培养。
(3)图中④过程是________，④⑤过程合称________技术。
【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (具有活力)原生质体
(2)聚乙二醇(PEG) 3 杂种细胞 (3)脱分化 植物组织培养
13．(2012·江苏高考)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题。
(1)2,4-D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________(填“升高”“保持”或“降低”)2,4-D的浓度。
(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加__________________，以促进幼苗形成。
(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是________。(填下列序号)
①绿色芽点细胞排列松散 ②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 ③胚状体细胞中有叶绿体
④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用________(填序号：①绿色；②红色；③蓝紫色；④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带(自上而下)窄于对照组。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的________________，还可避免再生苗中混有______________________________。
【解析】 (1)因为2,4-D对形态的发生有一定的抑制作用，常用于诱导形成愈伤组织，故在愈伤组织的再分化培养基中要降低2,4-D的浓度。(2)愈伤组织再分化产生幼苗时，需要细胞分裂素和生长素的共同作用。(3)愈伤组织的细胞排列松散，而绿色芽点的细胞是具有分生能力的细胞，排列紧密；刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还未形成新的细胞壁和大的液泡，因此不会发生质壁分离；胚状体的细胞是已经分化的具有生根发芽能力的细胞，其中有的细胞含有叶绿体；分化后的细胞在形态、结构和生理功能上会发生稳定性的变化。(4)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故在绿光和黄光的照射下，突变体和对照组的叶片光合作用无明显差异。突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值大于对照组，而叶绿素的总量不变，则叶绿素a的含量增多、叶绿素b的含量减少，故色素分离的结果是滤纸条自上而下的第4条色素带窄于对照组。(5)胚乳细胞中含3个染色体组，胚细胞中含2个染色体组，胚具有分裂和分化的能力，其存在可能会影响胚乳细胞诱导形成的愈伤组织细胞的增殖与分化，故需剔除，这样还可避免愈伤组织再分化形成的三倍体幼苗中混有二倍体幼苗。
【答案】 (1)降低 (2)适量的生长素 (3)③(4)①④ 4 (5)增殖与分化 二倍体幼苗
一、选择题
1．(2013·浙江高考改编)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异体核型
D．丁过程得到的细胞具有异体核型
【解析】 进行细胞培养前需要对小鼠进行消毒，A正确；进行培养的组织细胞用胰蛋白酶消化分散成单个细胞，B正确：丙过程属于原代培养，细胞的核型稳定，C错误；丁过程属于传代培养，期间部分细胞会出现异体核型，D正确。
【答案】 C
2．(2013·渭南高二模拟)下列各项属于克隆的是( )
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
【解析】 A和B属于转基因技术，C是细胞融合技术，D为动物细胞培养。
【答案】 D
3．(多选)将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是( )
A．B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
B．B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体
C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体
D．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
【解析】 B项，淋巴细胞无论是否与骨髓瘤细胞融合都可产生抗体，因此是错误的。D项，骨髓瘤细胞不能产生抗体，因此是错误的，所以只有A、C两项正确。
【答案】 AC
4．通过细胞工程生产单克隆抗体时，通常要经过三次筛选：①选出能产生抗体的B淋巴细胞 ②在特定培养基中筛选杂交瘤细胞 ③选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群，这三个过程的先后顺序是( )
A．②③① B．①②③
C．①③② D．②①③
【解析】 根据单克隆抗体的制备过程，首先是选出能产生抗体的B淋巴细胞——浆细胞，其次是筛选出杂交瘤细胞，最后是筛选出能产生特定抗体并能大量增殖的杂交瘤细胞。
【答案】 B
5．下列关于体细胞克隆的叙述，错误的是( )
A．供体为体细胞的细胞核
B．受体为去核卵细胞的细胞质
C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致
【解析】 动物体细胞克隆是核移植技术的产物，克隆出的后代绝大部分DNA来自供体细胞核，少数DNA来自受体的线粒体，克隆后代的表现型还要受环境的影响，因此克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型并不完全相同。
【答案】 D
6．(2013·南京高二月考)用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
【解析】 酶具有专一性，纤维素酶只能分解纤维素，用纤维素酶处理植物细胞是植物细胞工程中用来除去细胞壁获得原生质体的方法，与动物细胞工程无关。
【答案】 B
7．(2012·烟台高二期末)用a表示骨髓瘤细胞，b表示效应B细胞，则细胞融合过程中前两次筛选的目的分别为( )
A．a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培养
B．a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培养
C．a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab培养
D．a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa培养
【解析】 第一次筛选是选出杂交细胞(即ab)，第二次筛选是选出能产生特异性抗体的ab细胞。
【答案】 C
8．(2013·盐城检测)科学家通过细胞工程在小鼠体内生产单一抗体，其原因是( )
A．小鼠血液中只有一种B淋巴细胞
B．细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞
C．可以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
D．经抗原刺激后，小鼠体内会产生特定的效应T细胞
【解析】 单克隆抗体是经过筛选的杂交瘤细胞产生的。
【答案】 C
9．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，该重组细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能( )
A．有选择地繁殖某一性别的家畜
B．繁殖家畜中的优良个体
C．用于保存物种
D．改变动物的基因型
【解析】 克隆技术的优势在于能够完全保留亲本的优良性状、实现有针对性地繁育和保存物种。基因型的改变只能通过基因突变、基因重组、染色体变异来实现。克隆本身不会导致基因突变，更不会发生基因重组与染色体变异，因此，克隆不能改变动物的基因型。
【答案】 D
10．(多选)(2012·宿迁模拟)对于下面制备单克隆抗体过程示意图，正确的叙述是( )
A．①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的
B．④中的筛选是通过抗原、抗体反应进行的
C．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导
D．⑤可以无限增殖的杂交瘤细胞产生的细胞
【解析】 单克隆抗体是B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞产生的，细胞融合时，化学方法用聚乙二醇作诱导剂；筛选时，通过检测抗原、抗体反应，如果有反应说明表达了抗体；融合细胞具有双亲特点，即是能无限增殖又能产生单一抗体。B淋巴细胞也可以从血浆中提取。
【答案】 BCD
二、非选择题
11．美国威斯康星州的一个奶牛场有一头奶牛，年产奶量达15.8 t，我国奶牛产奶量年平均水平仅为3～4 t。某人用该高产奶牛的耳细胞，采用核移植技术获得高产奶牛(如图)。
(1)③过程中选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因是________________。
(2)④过程所利用的技术是____________，其原理是_____________。
(3)该实验的成功说明已分化的耳细胞的细胞核中含有与__________一样的全套基因，这种繁殖方式属于________________________________________。
(4)若研究发现该高产奶牛线粒体发达，故而它的产奶量高，则小牛d成年后具有这一优良性状吗？__________。你的依据是________________________。
【解析】 (1)在核移植中常用去核卵母细胞作为受体细胞，是因为卵母细胞内含有丰富的营养物质；体积比较大，容易操作，且细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质。
(2)④过程属于动物细胞培养，其原理是细胞增殖。
(3)该实验的成功证明了动物细胞核有全能性，因为细胞核中含有和供体奶牛一样的全套基因。
(4)线粒体位于细胞质中，主要来源于受体细胞，因此小牛没有产奶量高的优良性状。
【答案】 (1)卵母细胞体积大，易操作；营养物质丰富，且细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质
(2)动物细胞培养 细胞增殖
(3)供体奶牛 无性繁殖
(4)不具有 线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代，而小牛d的细胞质主要来自于普通奶牛
12．人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答：
(1)制备单克隆抗体过程中要用到__________和__________技术。
(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于________，使小鼠产生分泌相应________的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的________免疫。
(3)在细胞内DNA合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基喋呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。
①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的 ____________成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是___________________________。
(4)此过程生产的单克隆抗体可以与__________________特异性结合，从而诊断早孕。
【解析】 图解表示了制备抗HCG单克隆抗体的过程。(1)制备单克隆抗体的过程要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)给小鼠注射的HCG相当于抗原，使小鼠产生分泌相应抗体的淋巴细胞，此过程为体液免疫。(3)根据题目信息HAT培养基中添加氨基喋呤可以阻断骨髓瘤细胞的DNA合成，从而筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单克隆抗体。(4)抗HCG的单克隆抗体能与HCG特异性结合，从而诊断出是否早孕。
【答案】 (1)动物细胞培养 动物细胞融合
(2)抗原 抗体 体液 (3)①氨基喋呤 ②能无限增殖并分泌特异性抗体
(4)人绒毛膜促性腺激素(或“HCG”)
13．(2012·浙江高考)请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。
实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。
(要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜。)
请回答：
(1)实验思路
①取培养瓶若干个，分组如下：______________________。
每组设置若干个重复样品。
②各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入________，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。
③重复②若干次。
④________________________________________________________。
(2)预测实验结果(用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示)。
【解析】 (1)解答本题的关键是分析题干中每一种实验材料的用途以确定自变量。培养液在各种细胞培养中都要用到，不可能作为自变量；联系细胞培养知识，分析判断胰蛋白酶的作用是将培养后的细胞分散便于计数，也不是自变量；要求与说明中“提供的细胞均具有分裂能力”说明W对正常体细胞和癌细胞分裂的促进作用均能在实验组中体现，都要与未加W的进行细胞培养的对照组做对照，因此实验应该分成四组(如下表)，一段合适的时间后取样、计数、分析数据，然后与预期结果比较得出结论。
分组
A组
B组
C组
D组
控制变量
培养液＋体细胞
培养液＋体细胞＋W
培养液＋癌细胞
培养液＋癌细胞＋W
预期结果
增殖
增殖度加快速
增殖速度比体细胞快
增殖速度最快
(2)根据上表中的预期结果，画出相应的曲线(坐标系中细胞数目变化曲线符合预期结果即可)，曲线画法见答案。
【答案】 (1)①A组：培养液中加入体细胞。B组：培养液中加入体细胞，加入W。C组：培养液中加入癌细胞。D组：培养液中加入癌细胞，加入W ②胰蛋白酶 ④统计并分析所得数据(其他合理答案均可)
(2)如右图所示(其他合理答案均可)
一、选择题
1．卵子的成熟部位和受精部位分别是( )
A．卵巢、卵巢 B．卵巢、输卵管
C．输卵管、输卵管 D．输卵管、子宫
【解析】 本题考查卵子的发生过程和受精作用的部位。
【答案】 C
2．在受精作用过程中，体现受精实质的是( )
A．同类生物的精卵互相识别
B．精子的头部进入卵细胞
C．卵细胞膜增厚并形成受精卵膜
D．精子核与卵细胞核互相融合
【解析】 控制生物性状的遗传物质主要存在于细胞核中，所以受精的实质是来自父母双方的核融合。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。
【答案】 D
3．(2011·广东高考)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( )
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆
⑤胚胎移植
A．①③ B．①④
C．②⑤ D．③⑤
【解析】 试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，该技术包括的环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，故D正确。
【答案】 D
4．(2013·平顶山高二检测)关于胚胎分割移植，以下说法正确的是( )
A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的两个新个体
B．胚胎分割次数越多，产生新个体越多
C．胚胎分割移植是有性生殖
D．胚胎分割产生的个体表现型完全一致
【解析】 胚胎分割的基本过程是将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开，或者采用酶处理等方法将卵裂球中的细胞分散开；分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，所以核中的遗传物质相同，其性状表现与环境因素也有关，所以表现型不一定完全相同。
【答案】 A
5．(2012·德州高二检测)奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是( )
A．通过分离出X精子与卵子结合受精
B．通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精
C．通过分离出Y精子并与卵子结合受精
D．通过分离含X、Y染色体的精子与卵子结合受精
【解析】 奶牛属于XY型性别决定的生物，由于精子有X和Y两种类型，而卵子只有X一种类型，所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊，通过分离出X精子与卵子结合即可。
【答案】 A
6．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在体外进行
【解析】 胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用促性腺激素进行处理；试管婴儿实质是“体外受精”和“胚胎移植”的共同产物。
【答案】 A
7．(2011·浙江高考)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．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
【解析】 分析图示可知，甲过程为卵母细胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊，使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。丁过程是胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物子宫内使之继续发育。
【答案】 A
8．下列关于动物胚胎移植的叙述中，错误的是( )
A．供体母畜体内的桑葚胚或囊胚均能进行移植
B．代孕母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．试管动物的受精过程及早期胚胎发育过程都是在试管中进行的
D．将采集到的精子和卵母细胞直接进行体外受精
【解析】 精子需要经过获能过程，卵母细胞也需要进行类似于精子的获能过程后，才能进行受精，所以D错误。
【答案】 D
9．下列有关哺乳动物受精作用和胚胎发育的说法，不正确的是( )
A．卵细胞内有机物分解的速率小于受精卵
B．受精过程要依赖细胞膜上受体的识别作用
C．胚胎的总体积随着受精卵的分裂而不断增大
D．受精卵的分裂意味着新生命的发育过程开始
【解析】 受精卵代谢活跃，因此卵细胞内有机物分解的速率小于受精卵。卵裂过程中细胞没有生长，因此随着受精卵的分裂，胚胎的总体积没有增大。受精卵是新生命的起点。
【答案】 C
10．下列关于培育良种“试管动物”的叙述，正确的是( )
A．从附睾中取出的是已获能的成熟精子
B．采集卵细胞前须对良种母畜进行配种
C．供体包括提供配子且遗传性状优良的雌性和雄性个体
D．将早期胚胎移植到代孕母畜中，经发育可获得表现型与受体相同的后代
【解析】 从附睾中取出的精子是成熟的精子，但精子的获能是在雌性动物的生殖道内(子宫和输卵管中)经卵泡液、输卵管分泌物、血清等的作用完成的。卵细胞采集后培养至减Ⅱ中期与获能的精子完成受精作用，因此采集卵细胞前并不对良种母畜进行配种。试管动物的表现型与代孕受体不同。
【答案】 C
二、非选择题
11．(2013·盐城高二检测)现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，如图为通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)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时，应选择发育到________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意________________________________。
(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于________，该生殖方式属于________。
【解析】 (1)从图中看A细胞是次级卵母细胞，将获能的精子和处于减数第二次分裂的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。
(2)为快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似，因此培育的后代性别相同。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同；该技术属于克隆的范畴，为无性繁殖。
【答案】 (1)(次级)卵母细胞 获能 桑葚胚或囊胚 胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步的发育
(2)相同
(3)供核的亲本 无性繁殖
12．如图为胚胎移植过程示意图，请回答以下问题。
(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是______、________和__________。
(2)过程①、②、③分别是________、________和________。
(3)欲得到更多的后代牛丁，可将收集得到的胚胎进行________。
(4)实施胚胎移植的意义是_____________________________________。
【解析】 本题主要考查胚胎移植的流程与识图能力。胚胎移植主要包括以下步骤：
对供、受体的选择和处理→配种或进行人工授精→对胚胎的收集、检查、培养或保存→对胚胎进行移植以及移植后的检查等。
【答案】 (1)优质母牛 普通母牛 优质公牛
(2)同期发情处理 胚胎移植 超数排卵
(3)胚胎分割
(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
13．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育试管牛的过程。
(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)自然情况下，牛的生育率很低，通过现代科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。请按照提示，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。
【解析】 本题考查胚胎发育、胚胎工程的应用。(1)人工采集的卵母细胞要在体外培养成熟后才能与获能的精子完成受精，同理，在体外受精前，要对精子进行获能处理。(2)体外培养受精卵所需气体主要有O2和CO2，O2是细胞代谢必需的，CO2的主要作用是维持pH稳定。(3)把早期胚胎移入受体母牛子宫的过程称为胚胎移植，意义在于可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(4)①人工授精可以提高精子的利用率，提高雄性个体的生殖潜能。从一头良种雄性黄牛中通过假阴道法、手握法、电刺激法等方法收集精子，然后对多头母牛进行人工授精，可使这头公牛在一年内繁殖数千头自己的后代。②胚胎移植过程需先进行良种母牛、代孕母牛同期发情处理，再使供体母牛超数排卵；再进行人工授精(或配种)；收集胚胎；受体母牛妊娠检查等步骤。
【答案】 (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)①人工授精
②同期发情 超数排卵 冲卵 桑葚胚 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
一、选择题
1．通过特定方法，科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述，正确的是( )
A．类胚胎干细胞能够分化成多种细胞
B．分化的体细胞丢失了某些基因
C．二者功能有差异，但形态没有差异
D．二者基因组相同，且表达的基因相同
【解析】 此题考查胚胎干细胞的相关知识。胚胎干细胞可以分化成多种细胞，其细胞形态和功能都与其他体细胞不同，结构与功能是相适应的。但是遗传物质都是一样的，之所以形态结构不同是因为基因选择性表达的结果。在分化过程中，基因不会丢失。
【答案】 A
2．按照细胞分化潜能由大到小排列顺序，正确的是( )
A．全能干细胞→专能干细胞→多能干细胞
B．多能干细胞→胚胎干细胞→专能干细胞
C．胚胎干细胞→骨髓造血干细胞→专能干细胞
D．胚胎干细胞→多能干细胞→造血干细胞
【解析】 全能干细胞(如胚胎干细胞)的分化潜能最大，多能干细胞(如骨髓造血干细胞)次之，专能干细胞最小。
【答案】 C
3．关于胚胎干细胞应用的叙述，错误的是( )
A．可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病
B．在体外诱导分化可培育出人造组织器官
C．是研究体外细胞分化的理想材料
D．不能用于治疗糖尿病、肝衰竭等疾病
【解析】 胚胎干细胞分化程度低，具有发育成完整个体的潜能，可用于体外诱导分化，可培育出各种组织、器官，治疗细胞坏死、功能异常等引起的疾病。
【答案】 D
4．关于胚胎干细胞的叙述，不正确的是( )
A．细胞体积较小，细胞核明显
B．体外培养可以增殖而不分化
C．目前已经在体外诱导分化出不同器官
D．可以从哺乳动物的囊胚内细胞团中分离获取
【解析】 从理论上讲，胚胎干细胞可在体外诱导分化出不同的器官，但到目前为止，还没有培养出任何真正的器官。
【答案】 C
5．(2013·扬州高二检测)下列关于胚胎干细胞的叙述中，错误的是( )
A．一般都取自动物早期胚胎或某些器官
B．胚胎干细胞是一种原始细胞
C．胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能
D．汤姆森建立小鼠胚胎干细胞系，开创了该研究领域之先河
【解析】 干细胞是动物胚胎及其器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。1981年，美国科学家埃文斯等建立了小鼠胚胎干细胞系，开创了胚胎干细胞研究的先河。
【答案】 D
6．下列不属于胚胎干细胞用途的是( )
A．阐明细胞分化中各调节因子的作用机制
B．在试管中改良创造动物新品种
C．生产有价值的药物
D．培育超级小鼠
【解析】 干细胞研究在生物学基础研究中具有极其重要的作用。例如，细胞分化是发育生物学的核心内容之一，利用干细胞就可以将复杂问题简单化，有利于阐明细胞分化中各调节因子的作用机制。通过胚胎干细胞，我们可以在试管中改良并创造动物新品种，再结合基因工程等技术培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种，生产有价值的药物等。超级小鼠是基因工程的产物。
【答案】 D
7．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是
( )
A．各种组织干细胞分化形成不同组织细胞是基因选择性表达的结果
B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程表现了细胞的全能性
【解析】 细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，动物细胞不具有全能性。动物细胞分化过程是不可逆的，是基因选择性表达的结果。高度分化的不再分裂的神经细胞不具有细胞周期。
【答案】 D
8．下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，符合的一项是( )
A．人类胚胎干细胞即人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞团
B．人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团
C．人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞
D．人类胚胎干细胞不仅指人类囊胚中未分化的细胞，也指成人身上的成年干细胞
【解析】 人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期——囊胚中未分化的细胞。囊胚外表是一层扁平细胞，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等；中心的腔称为囊胚腔，腔内侧有内细胞群。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化，内胚层分化形成肝、肺和肠等，中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚层分化形成皮肤、眼睛和神经系统等。由于内细胞群能发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。
【答案】 B
9．(多选)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β-淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β-淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术可用于老年痴呆症治疗的是( )
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术
C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
【解析】 采用胚胎干细胞技术可以产生新的神经元细胞；单克隆抗体技术能定向改善免疫能力；基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆进行治疗；而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆。
【答案】 BCD
10．(多选)干细胞是一种尚未充分分化的未成熟的细胞，它具有再生各种组织、器官的潜能，医学家们正在尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法有效治疗白血病是成功的例证。下列说法正确的是( )
A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的功能
B．骨髓分为红骨髓和黄骨髓，其中，只有红骨髓具有造血功能
C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥反应
D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变
【解析】 骨髓移植中的供体骨髓相对于受体为抗原，因而需要选择配型相合或相近的供体，以减弱或消除移植免疫，保证成活。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去再分裂的能力，最终衰老死亡。但机体在生长发育过程中保留了一部分未分化的原始细胞，一旦需要，这些原始细胞能够按照发育途径通过分裂而产生分化细胞，以保证局部组织损伤的修复。
(1)个体发育过程中最原始的细胞是 _______________________________。
(2)如果治疗性克隆研究获得成功，病人将可以轻易地获得与自己完全匹配的移植器官，不会产生________反应。假设有一个人患有糖尿病、进行性老年痴呆、严重的心力衰竭或其他疾病，如果从他自己身上一定部位提取一些干细胞，通过技术，在体外培养发育成____________，并在体外诱导它们形成胰岛细胞、神经元、心肌细胞等，再将这些细胞移植至发病部位，则能够修复病人的组织或器官，从而使病人摆脱病魔的煎熬。
(3)在胚胎干细胞用于治疗性克隆过程中，要把胚胎干细胞放在一定的条件下通过________和________形成不同的组织和器官，然后才能进行移植。
(4)据报道，有些国家已经通过了生殖性克隆的有关法律，你对此持什么样的观点？
______________________________________________________________。
【解析】 我们身体的每一个细胞都是由胚胎干细胞分裂、分化形成的。治疗性克隆的优点是不会发生免疫排斥反应，胚胎干细胞是个体发育过程的原始细胞，要获得相应的组织和器官需把胚胎干细胞放在一定环境下进行离体培养和诱导分化。我国明确规定禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。生殖性克隆对人类来讲是对于生命和尊严的极不尊重。
【答案】 (1)胚胎干细胞 (2)免疫排斥 早期胚胎
(3)离体培养 诱导分化 (4)我们应当反对生殖性克隆，它对于人类社会的基本伦理道德来讲提出了极大挑战
12．(2013·伊犁高二测试)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)治疗性克隆的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有__________。相同的胚胎干细胞克隆的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因__________的结果。
(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用__________技术。
(3)科学家为何要将患者体细胞的核植入去核的卵子，而不直接用体细胞进行细胞培养？____________________________________________________。
(4)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是_______________。
(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。请你谈谈为什么要反对生殖性克隆。(至少写出两条理由)_____________________________
【答案】 (1)全能性 选择性表达
(2)胚胎分割
(3)卵子体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质，而体细胞是高度分化的细胞，体外培养不能表达出全能性(答出含有与核基因表达有关的物质即可)
(4)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
(5)①严重违反了人类伦理道德。
②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。
③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人。
④克隆技术尚不成熟，很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子。
13．2002年初，美国33名诺贝尔奖获得者联名上书国会，要求政府支持对胚胎干细胞的研究。胚胎干细胞是从哺乳动物或人的早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性，它可进一步分化成各种组织干细胞，进而分化成各种不同的组织细胞。因此在临床上具有极大的应用价值。如图是干细胞的培养过程：
(1)胚胎干细胞在形态、功能上有哪些特点？
(2)胚胎干细胞具有发育全能性的原因是什么？
(3)胚胎干细胞经诱导可以得到造血干细胞，将这种方式得到的造血干细胞回输到患者体内，会不会发生免疫排斥反应？为什么？
(4)请说出胚胎干细胞的其他应用的一个例子。
【解析】 胚胎干细胞有两处来源，囊胚期的内细胞团或从原始性腺中分离得到。(1)①形态特点：细胞体积小、细胞核大、核仁明显；②功能特点：具有发育的全能性；③体外培养可做到增殖而不分化。(2)胚胎干细胞是未分化的原始细胞，其细胞内含有本物种全套的遗传物质，具有发育成完整个体的能力。(3)骨髓移植遇到的最大难题即如何避免发生免疫排斥反应，发生免疫排斥反应的原因是细胞表面的组织相容性抗原(ALA)不同，本题中综合运用体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎干细胞的分离、培养与定向诱导等技术。由于通过本题中所示技术路线得到的造血干细胞来源于由患者的体细胞核移植所得到的重组细胞，故其细胞表面的组织相容性抗原与患者相同，不会发生免疫排斥反应，同时还可以解决捐献骨髓不足等问题。(4)胚胎干细胞具有全能性，即经诱导可以分化成各种组织和器官，故其在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的应用价值。除了本题中提到的通过诱导产生特定的组织、细胞或器官用于移植而解决免疫排斥等问题外，另有以下应用：①用于治疗因细胞坏死、退化或功能失常而引起的疾病，如少年糖尿病、帕金森氏综合症等，向患者体内移入胚胎干细胞经诱导而产生的各种组织、细胞，可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；②胚胎干细胞还是研究体外细胞分化的好材料，可以通过对胚胎干细胞的诱导分化研究，揭示细胞分化和细胞凋亡的机理。
【答案】 (1)形态特点：细胞体积小、细胞核大、核仁明显；功能特点：具有发育的全能性。
(2)细胞中含有本物种全部的遗传信息，能够全部得以表达。
(3)不会发生免疫排斥反应，因为通过本技术得到的造血干细胞来源于患者体细胞核移植得到的重组细胞，与患者遗传物质相同，产生的细胞表面的组织相容性抗原也相同。
(4)治疗由于细胞死亡或功能退化而引起的疾病；可以通过对胚胎干细胞的诱导分化研究，揭示细胞分化、凋亡的机理等。
