2024年高考生物学二轮复习19：胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
一、选择题
1．（2024·义乌模拟）《细胞报告》最近报道，我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞（卵泡中卵母细胞周围的细胞）转化为GV卵母细胞，进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代（如下图）。下列有关叙述错误的是（ ）
A．过程①中涉及基因选择性表达，类似植物组织培养中的脱分化过程
B．过程①②③所需培养液的成分不完全相同
C．过程③中受精的实质是雌雄原核融合
D．过程③需选择原肠胚进行胚胎移植才能获得健康幼鼠
【答案】D
【知识点】胚胎移植；体外受精
2．（2024·黑龙江模拟） 胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是（ ）
A．克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术
B．胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，还可产生遗传性状相同的后代
C．为提高体外受精成功率，新采集的精子应直接用于体外受精
D．动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率
【答案】C
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；体外受精
【解析】【解答】A、体细胞核移植结合胚胎工程技术可大量繁殖稀有生物，故克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术，A不符合题意；
B、胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此还可产生遗传性状相同的后代，B不符合题意；
C、为提高体外受精成功率，新采集的精子还不成熟，应经过获能处理后才能用于体外受精，C符合题意；
D、伴性遗传病和性别有关，故动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
（2）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.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(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)；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
3．（2024·甘肃模拟）胚胎工程技术的迅速发展实现了优良家畜品种的大量繁殖，能显著提高畜产品质量改善人民生活，还可以解决濒危动物繁育的问题。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．刚采集到的卵母细胞即可与获能处理后的精子在体外受精
B．在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，标志着卵子受精
C．卵裂在透明带内进行，此时胚胎细胞数量和总体积不断增加
D．为了获得大量同卵多胚，可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割
【答案】B
【知识点】胚胎分割；体外受精；胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、从动物体内采集的精子需要培养获能，卵子需要发育到减数第二次分裂中期时期，才具备受精能力，因此，卵子也需要体外培养，A不符合题意；
B、受精作用完成的标志是：在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体，其中一个是第一极体，还有一个是第二极体，B符合题意；
C、在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少，C不符合题意；
D、为了获得大量同卵多胚，可对囊胚或桑葚胚进行分割，但不可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代，否则胚胎无法正常发育，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体外受精和早期胚胎发育规律。
4．（2023高二下·遵义期末） 胚胎工程的迅猛发展可帮助人们获得大量优良家畜品种。下列说法合理的是（ ）
A．胚胎工程的理论基础是精子获能处理和卵母细胞成熟培养
B．超数排卵处理是指用外源性激素诱发卵巢排出多枚卵子
C．胚胎分割时应选择发育良好的桑葚胚，不宜选择囊胚期的胚胎
D．若要鉴别胚胎的性别，可选择滋养层的细胞作DNA分析鉴定
【答案】D
【知识点】胚胎分割；胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】 A、胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律，A错误；
B、超数排卵处理是指用外源促性腺激素诱发卵巢排出多枚卵子，B错误；
C、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，C错误；
D、若要鉴别胚胎的性别，可选择囊胚期滋养层的细胞作DNA分析鉴定，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等，经移植获得同卵双胚或多胚的技术。
2、胚胎分割的特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4、 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．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（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）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
5．（2023·天津）根据下图，正确的是（ ）
A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B．过程1需要MII期去核卵母细胞
C．过程2可以大幅改良动物性状
D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
【答案】D
【知识点】基因工程的应用；动物细胞核移植技术；胚胎移植
【解析】【解答】A、胚胎移植过程中，受体动物只是为移植的胚提供良好的发育环境，与子代遗传性状基本没有影响，A错误；
B、过程1是培育试管动物，要进行体外受精过程，而体外受精选用的卵母细胞不需要去核，B错误；
C、过程2是培育克隆动物，要进行动物细胞核移植，属于无性繁殖，不能大幅改良动物性状，C错误；
D、过程2通过克隆可以短时间内培育多个保持亲本优良性状的个体，为过程3提供了量产方式；过程3转基因技术可以改造生物的性状，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、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中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
2、移植胚胎的来源及生殖方式：
(1)核移植→ 无性繁殖
(2)体外受精 有性生殖
(3)体内受精→收集胚胎→移植→有性生殖
(4)基因工程→转入目的基因的受精卵 胚胎移植→转基因动物→有性生殖
6．（2023·浙江）以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（ ）
A．试管婴儿技术应全面禁止
B．治疗性克隆不需要监控和审查
C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险
D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
【答案】D
【知识点】生物技术中的伦理问题；克隆的利与弊
【解析】【解答】ABD、我国政府对生殖性克隆的四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆人，治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施，AB错误，D正确；
C、生殖性克隆人会冲击了现有的有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，C错误；
故答案为：D。
【分析】1、转基因生物的安全性问题：食物安全、生物安全、环境安全，对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
2、中国政府：禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆人。
7．（2024高三上·嘉兴模拟）关于转基因技术的安全性各有说辞，下列说辞合理的是（ ）
A．外来基因和受体的基因都由4种脱氧核苷酸构成，所以转基因技术是安全的
B．转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫，所以抗虫棉棉花制品对人体是有害的
C．若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应，则该转基因大豆不宜推广
D．若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的，则该转基因鲤鱼可以放养到自然水域
【答案】C
【知识点】转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、转基因生物安全性存在争议，外源基因插入部位往往是随机的，因此有时会出现一些人们意想不到的后果。A错误；
B、转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫，因为导入的抗虫基因表达出了毒蛋白，毒蛋白对棉铃虫和其他部分害虫有毒害作用，转基因作物被食用后目的基因不会转入动物体细胞，因为基因在胃肠道会被消化分解，不能从肠道直接进入细胞。所以抗虫棉棉花制品对人体是无害的。B错误；
C、转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应，过敏反应是异常的体液免疫、二次免疫，属于免疫过强，对人体有害，过敏反应严重可导致死亡，所以该转基因大豆不宜推广。C正确；
D、若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的，因为基因在胃肠道会被消化分解，不能从肠道直接进入细胞。但目的基因可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体进行基因重组，从而得到对人类或其他生物有害的细菌或病原体。所以该转基因鲤鱼不可以放养到自然水域。D错误；
故答案为：C。
【分析】转基因生物安全性争议的原因：目前对基因结构及相互作用调控机制等都了解有限；转移的基因不少都是异种生物的基因；外源基因插入部位往往是随机的，因此有时会出现一些人们意想不到的后果。
8．（2023高三上·浙江模拟）生物技术的发展给人类带来诸多好处的同时，也引发了许多关于生物技术安全与伦理问题的担忧。下列观点中合理的是（ ）
A．转基因生物的研究和应用均需要进行安全性评价后才能进行
B．通过试管婴儿无性生殖技术，可用于解决不孕不育问题
C．应反对一切形式的针对人类细胞的克隆研究
D．可以通过微生物改造研究生物武器，提高国防实力
【答案】A
【知识点】人工授精、试管婴儿等生殖技术；转基因生物的安全性问题；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、转基因生物研究出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市，A符合题意；
B、试管婴儿需要体外受精，为有性生殖，B不符合题意；
C、应反对任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究，C不符合题意；
D、生物武器具有致病性强、攻击范围广等特点世界各国都应抵制，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】1、转基因生物存在安全性问题的原因： （1）目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。 （2）目的基因往往是异种生物的基因。 （3） 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
2、我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究。
3、生物武器种类：包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
9．（2023·浙江模拟）4月12日，“美生物实验室感染病毒的小白风逃了”登上热搜，生物技术的安全性问题引发了广泛的关注。下列叙述正确的是（ ）
A．在战争情况下，我国可以使用生物武器
B．在实验结束后，转基因微生物应及时冲入下水道
C．通过生殖性克隆，可以解决人体移植器官短缺问题
D．转基因农作物进行推广种植可能会破坏生态平衡
【答案】D
【知识点】转基因生物的安全性问题；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，A不符合题意；
B、实验结束后，转基因微生物应当灭菌后再处理，不能随意丢弃到下水道，B不符合题意；
C、通过治疗行克隆，可以解决人体移植器官短缺问题，C不符合题意；
D、转基因农作物可能会成为入侵物种，会影响当地物种的生长、繁殖，破坏当地的生态平衡，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】
1、生武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，其致病能力强、攻击范围广，可直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。
2、彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望。
1984年11月，我国加入了《禁止生物武器公约》。
1998年6月，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
2010年，在第65届联合国大会上，我国政府重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标，全面、严格履行公约义务，支持不断加强公约的约束力，并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
3、生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体，治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或代替受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
4、转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市。
10．（2023·浙江模拟）动物细胞工程包括细胞培养、细胞融合、核移植等技术。下列叙述正确的是（ ）
A．体外培养白细胞到一定阶段时，会出现贴壁生长和接触抑制现象
B．用生物方法诱导动物细胞融合时，采用的仙台病毒已进行灭活处理
C．骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合后，经诱导融合的细胞即为杂交瘤细胞
D．通过核移植和体外受精所获得的胚胎都须移植给特定受体才能获得后代
【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；细胞融合的方法；单克隆抗体的制备过程；胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、白细胞是动物细胞，大部分动物细胞在体外培养到一定阶段时，会出现贴壁生长和接触抑制现象，A符合题意；
B、仙台病毒是植物病毒，不能诱导动物细胞融合，B不符合题意；
C、骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合后，经诱导融合的细胞不一定是杂交瘤细胞，还可能有同种细胞的融合，C不符合题意；
D、核移植是无性繁殖，对雌性受体没有特定要求，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】1、体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁，除此之外，这种细胞还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
2、诱导动物细胞融合的方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3、胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
11．（2023·门头沟模拟）当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法不正确的是（ ）
A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
B．我国坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验
C．对囊胚进行胚胎分割时，必须对整个胚胎进行均等分割
D．胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理
【答案】C
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、生物武器威胁巨大，消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面，A正确；
B、我国对待克隆人的态度：坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验，B正确；
C、对囊胚进行胚胎分割时，必须对内细胞团进行均等分割，C错误；
D、胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理，保证胚胎移植入相同的生理环境，D正确；
故答案为：C。
【分析】胚胎分割时，对囊胚的内细胞团均等分割的原因是：内细胞团一般是受精卵发育到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养，若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
二、非选择题
12．（2023高二下·桂林期末） 日本科学家从胰腺病患者身上获得诱导多能干细胞（iPS细胞），然后将干细胞注入到经过基因改造的、缺乏发展胰腺能力的猪胚胎中，这样猪体内可培育出人体的胰腺，提供器官移植。请回答下列问题：
（1）诱导多能干细胞（iPS细胞）可分化成为成体动物体内的任何一种类型的细胞、组织和器官，这与 （选填“胚胎干细胞”、“成体干细胞”）功能类似。
（2）用于器官移植的猪在培养过程中：必须要经历体外受精、 和胚胎移植等技术手段。胚胎移植操作中，应对供体和受体进行 处理，目的是 。
（3）为了多获得这种改造过的胚胎，可以采用 的方法，当处理对象为囊胚时操作要点是 。
（4）利用患者的体细胞诱导得到iPS，再定向培育出组织器官，用于器官移植，可解决问题 （请答出两点）。
【答案】（1）胚胎干细胞
（2）早期胚胎培养；同期发情；为胚胎植入受体提供相同的生理环境，确保胚胎移植后能正常发育
（3）胚胎分割；将内细胞团均等分割
（4）器官短缺、免疫排斥
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；干细胞的概念及种类
【解析】【解答】（1）诱导多能干细胞(iPS细胞)可分化成为成体动物体内的任何一种类型的细胞、组织和器官，是因为该细胞具有全能性的特点，这与胚胎干细胞功能类似。
（2）用于器官移植的猪的培养过程中，必须要经历体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术手段。胚胎移植时，为胚胎植入受体提供相同的生理环境，确保胚胎移植后能正常发育，需要对供体和受体进行同期发情处理。
（3）胚胎分割是体外获得多个胚胎的技术，故为了多获得这种改造过的胚胎，可以采用胚胎分割的方法；由于内细胞团将来发育为各种组织，为了保证分割后的胚胎正常发育，当处理对象为囊胚时，操作要点是将内细胞团均等分割。
（4）利用患者的体细胞诱导得到iPS，再定向培育出组织器官，用于器官移植，可解决器官短缺、免疫排斥等问题，在临床上具有较好前景。
【分析】（1）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。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(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)；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
（2）胚胎分割的特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
（3）进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
13．（2023高二下·应县期末） 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”。克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型的研究处于国际领先水平。请回答下列有关问题。
（1）成纤维细胞培养一般使用 （填“固体”或“液体”）培养基，除了细胞所需要的营养物质外通常还需要添加 等一些天然成分。动物细胞培养是置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的 中进行培养。
（2）在培养过程中发现贴壁细胞有接触抑制现象，这时需要对细胞进行分瓶培养，请简要写出分瓶培养的操作过程： 。
（3）对卵母细胞供体通常要进行 处理，可获得更多的卵母细胞。研究人员在将成纤维细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂的处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是 。
（4）科研人员发现对于灵长类动物的体细胞来说，单靠核移植本身并不足以使重构胚顺利发育成存活个体，还需要对供体细胞核进行表观遗传修饰才能开启细胞核的全能性。研究表明染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，控制着基因的表达（如图所示）。
①据图分析，H3K9 有利于细胞核全能性表达性基因恢复表达，从而显著提高重构胚的发育率。
A．乙酰化和甲基化 B．乙酰化和去甲基化
C．去乙酰化和甲基化 D．去乙酰化和去甲基化
②科研人员通过设计实验验证以上观点。请根据实验结果填写出表格中各组的实验处理方法。可供选择的注入重构胚的试剂：组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂、生理盐水
实验结果：分别检测各组的胚胎发育率，结果为：丙组>甲组=乙组>丁组
分组 注入重构胚的试剂
甲 组蛋白去乙酰化酶抑制剂
乙
丙
丁 生理盐水
【答案】（1）液体；血清；CO2培养箱
（2）贴壁细胞重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
（3）超数排卵（促性腺激素）；诱导细胞融合
（4）B；组蛋白去甲基化酶的mRNA；组蛋白去乙酰化酶抑制剂和组蛋白去甲基化酶的mRNA
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；胚胎移植；表观遗传
【解析】【解答】(1)动物细胞一般用液体培养基进行培养；为了更好地促进动物细胞的生长，一般需要加入血清等天然成分；CO2培养箱是恒温且含有5%CO2(可以维持培养液的pH)，常用于动物细胞的培养。
(2)贴壁细胞有接触抑制现象，则重新用胰蛋白酶处理，使胞间蛋白分解，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后将收集的细胞制成细胞悬液，进行分瓶培养。
(3)对卵母细胞供体常用促性腺激素处理，使之超数排卵，获得大量的卵母细胞；灭活的仙台病毒可以诱导细胞融合，促进核移植的成功。
(4)①组蛋白乙酰化可以使得染色体中的DNA和蛋白质分开，有利于基因表达，甲基化使得启动部位无法与RNA聚合酶结合，因此去甲基化有利于基因表达，H3K9乙酰化和去甲基化有利于细胞核全能性表达性基因恢复表达， B正确。故选：B。
②根据各组结果，胚胎发育率：丙组>甲组=乙组>丁组，因此乙组应该加的是组蛋白去甲基化酶的mRNA；而丙组胚胎发育最好，应该是加的是组蛋白去乙酰化酶抑制剂和组蛋白去甲基化酶的mRNA，最有利于基因表达。
【分析】1、动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
2、动物细胞培养过程：取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
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。
4、 表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成蛋白质，从而抑制了基因的表达，导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。
14．（2023·浙江）赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸，而人类主要食物中的赖氨酸含量很低，利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。
回答下列问题：
（1）植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于 。根据这种调节方式，在培养基中添加 ，用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞，可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体，通过培养获得再生植株。
（2）随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展，2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为：
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展，为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因)，可通过检索 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞（BEF）。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，与BEF膜发生 ，表达载体最终进入细胞核，发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞，从牛卵巢获取卵母细胞，经体外培养及去核后作为 。将两种细胞进行电融合，电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了 重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至 ，植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测：利用PCR技术，以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，以 为阳性对照，检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测：从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞，提取总RNA，对总RNA进行 处理，以去除DNA污染，再经逆转录形成cDNA，并以此为 ，利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是什么？ 。
【答案】（1）负反馈调节；一定浓度的赖氨酸类似物
（2）基因文库；融合；受体细胞；激活；桑椹胚或囊胚；含有目的基因的牛耳组织细胞；DNA酶；PCR的模板；构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转录，而在牛耳细胞中不能表达。
【知识点】胚胎移植；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）赖氨酸合成酶促进赖氨酸的合成，赖氨酸含量增多时，反过来抑制赖氨酸合成酶的活性，这属于反馈调节。想要获得抗赖氨酸类似物的细胞突变体，应在含有一定浓度赖氨酸类似物的培养基中培养经人工诱变的植物悬浮细胞，然后经组织培养获得诱变植株。
故答案为：负反馈调节；一定浓度的赖氨酸类似物。
（2）①构建基因表达载体，首先需要获得目的基因，获得目的基因可以通过人工合成的方法，但是需要在基因文库中检索查询目的基因的剑姬序列。
②将表达载体导入受体牛胚胎成纤维细胞（BEF），可将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，脂质体可以与受体细胞膜融合，从而将表达载体导入受体细胞。
③核移植过程中，转基因的BEF作为核供体细胞，位于减数二次分裂中期的去核卵母细胞作为受体细胞，通过电融合的方式使供体细胞和受体细胞融合，同时电融合会激活重组细胞，使重组细胞发育。
④胚胎发育到桑葚或胚囊胚阶段可进行胚胎移植。
⑤对转基因生物进行检测。实验中以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，为了检测到转基因牛耳组织细胞目的基因的中存在，应以含有目的基因的牛耳组织细胞为阳性对照。RNA水平的检测中，可以提取非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞的总RNA，为了除去DNA污染，可以使用DNA酶使其水解，并经逆转录形成cDNA，并作为模板进行PCR扩增。由于构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，故目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达。
故答案为：基因文库；融合；受体细胞；激活；桑椹胚或囊胚；含有目的基因的牛耳组织细胞；DNA酶；PCR的模板；构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转录，而在牛耳细胞中不能表达。
【分析】1、在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节，抑制原来生命活动的是负反馈调节。
2、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。
( 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。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
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。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。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。
15．（2022·北京）生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。
（1）将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是 。
（2）为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势是 ，因而被用于制备监测鱼（MO）。
（3）现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM需经MO和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。
Ⅰ.启动子： 。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P生）④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P肌）
Ⅱ.基因：
A．GFP B．Gal4 C．雌激素受体基因（ER） D．仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）
（4）SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素，与受体结合后 造成不育。
（5）使拟用于实际监测的SM不育的目的是 。
【答案】（1）显微注射
（2）监测灵敏度更高
（3）②；D
（4）激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡
（5）避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题
【知识点】基因工程的应用；转基因生物的安全性问题；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是显微注射；
故填：显微注射。
（2） 为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的监测灵敏度更高；
故填： 监测灵敏度更高。
（3）启动子是能活化RNA聚合酶，使之与mRNA结合，进行转录，由于方案2监测灵敏度高，需要利用方案2的操作流程，因此需要的启动子是UAS；先拟制备一种不育的监测鱼，需要选择的基因需要具有仅仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）；
故选： ② ； D 。
（4）SM不育的原因是：成体SM自身产生E物质，与受体结合后，形成E物质-受体复合物，激活了ERE，进而诱导了Gal4表达， Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡 ；
故填： 激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡 。
（5） 使拟用于实际监测的SM不育的目的是：避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题 ；
故填： 避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题 。
【分析】（1）将目的基因导入受体细胞对于的方法：
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法 显微注射法 钙离子处理法
受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
（2）基因表达载体的组成：
（3）生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面。
16．（2023高三上·叙州模拟） 下图是应用现代生物技术培育良种牛的流程图，请回答下列相关问题：
（1）通常通过 去除良种奶牛（B）卵母细胞的细胞核。进行核移植时，将乳腺细胞的细胞核移入 期的卵母细胞中以获得重构卵。与良种奶牛（C）相比，克隆牛（F）的染色体数 （填“增加”“减少”或“不变”）。
（2）试管牛（E）培育过程中，进行体外受精时，将精子培养在人工配制的 中使其获能后，才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用。与体外受精相比，体内受精在 内完成。若要人工控制奶牛的性别，在胚胎移植前，需要取 做DNA分析，鉴定性别。
【答案】（1）显微操作；MⅡ；不变
（2）获能液；输卵管；滋养层
【知识点】动物细胞核移植技术；体外受精
【解析】【解答】（1）通常通过显微操作去除良奶牛（B）卵母细胞的细胞核，卵（母）细胞比较大，容易操作；卵（母）细胞细胞质多，营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质，故选用MII中期去核卵母细胞作受体细胞。通过核移植获得的克隆牛的染色体数与提供细胞核的供体的染色体数相同。
（2）采到精子不能立即进行体外受精，进行体外受精时，将精子培养在人工配制的获能液中使其获能后，才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用，体内受精在输卵管内完成。若要人工控制奶牛的性别，在胚胎移植前，需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别。
【分析】1、体细胞核移植概念：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成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、体外受精：（1）卵母细胞的采集和培养：培养到减数第二次分裂中期才可受精。 （2）精子的采集和获能：采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。 （3）受精。
17．（2023高三上·重庆市模拟） 线粒体中某基因突变可引发莱氏综合征（Leigh Syndrome）。医学工作者用来自卵子捐献者的健康线粒体取代了母亲卵子中的缺陷线粒体，随后用父亲的精子使融合后的卵子受精，诞生出世界首位“三亲婴儿”。下图为“三亲婴儿”技术路线示意图，回答下列问题：
（1）该技术涉及 等操作（至少答两项）。
（2）在促使捐献者及母亲超数排卵时，不宜长期过量使用性激素的原因是 。
（3）图示重组卵母细胞应培养至 （时期），才具备与精子受精的能力，人工授精前需对精子进行 处理。
（4）“三亲婴儿”技术被认为可能有助于治疗某些不明原因的不孕不育症，并提高体外受精的成功率。医学工作者提出另一种“三亲婴儿”的技术路线：先 ，然后将其细胞核转移到另一个细胞核已提前被移除的受精卵中。这样的受精卵也有三个遗传学亲本，并且不携带母亲的致病线粒体DNA。
【答案】（1）动物细胞培养、动物细胞核移植、胚胎移植、早期胚胎培养等
（2）长期过量使用的性激素会通过负反馈调节，导致性腺萎缩
（3）MII；获能
（4）先让父母双方的生殖细胞完成受精过程，产生受精卵
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】（1）该技术涉及核移植技术、动物细胞培养、体外受精技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技等操作。
（2）性激素的合成受下丘脑—垂体—性腺轴的调节，通过长期过量使用性激素刺激母体，性激素会通过负反馈调节抑制垂体功能，导致性腺萎缩。
（3）卵母细胞要处于MⅡ才具备受精能力，故重组卵母细胞应培养至MⅡ期。精子要经过获能处理才具备受精能力，故人工授精前要对精子进行获能处理。
（4）可以先形成受精卵后再将其细胞核转移到另一个细胞核已提前被移除的受精卵中，这样的受精卵也有三个遗传学亲本，并且不携带母亲的致病线粒体DNA
【分析】1、性激素的分泌属于激素的分级调节，同时，性激素对下丘脑和垂体分泌的相关激素具有负反馈调节作用。促性腺激素释放激素作用于垂体使垂体分泌促性腺激素，促性腺激素作用于性腺，分泌性激素，当促性腺激素和性激素浓度升高时，通过负反馈调节使下丘脑分泌促性腺激素释放激素减少。
2、体外受精：（1）卵母细胞的采集和培养：培养到减数第二次分裂中期才可受精。 （2）精子的采集和获能：采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。 （3）受精。
18．（2023高三上·浙江模拟）人血清白蛋白（HSA）在临床上的需求量大，由于其来源有限和有生物污染的风险，重组人血清白蛋白（rHSA），成为其重要的替代品。回答下列小题：
（1）途径一：基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞，获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图，其中I、II、III、IV是四种不同的限制酶，具各自识别的酶切位点如表所示。
限制酶 I II III IV
识别序列及切割位点
①随着测序技术的发展，为获取人血清白蛋白基因，可通过检索 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。将HSA基因插入质粒中时，最好选择限制酶 进行共同切割。将受体酵母菌置于含有 的培养基中进行筛选培养，以获得能表达HSA的细胞。
②采用PCR等技术可检测目的基因是否插入酵母菌染色体中，得到的PCR产物一般通过 来鉴定，DNA分子的迁移速率与 有关（答出2点即可）。
③工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育，扩大培养、 接种、发酵、产品的分离、提纯等方面，将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对 （填“菌体”或“菌落”）进行直接计数，以评估增殖情况。发酵结束后，采用 （答出2点即可）等方法获得所需的发酵产品。
（2）途径二：基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器
I.采集良种供体牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；
II.构建基因的表达载体，并将其导人奶牛受精卵，形成转基因细胞；
III.电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎；
IV.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
①实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。
②实验步骤II中，将人的血清白蛋白基因导人奶牛受精卵最为有效的方法是 。
③实验步骤III中进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中通常要加入 等 天然成分，培养条件要求无毒、无菌的环境，具体措施有 （答出两点即可）。当胚胎发育至囊胚阶段，取其 做DNA分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雄性胚胎进行移植。
④实验步骤IV进行胚胎移植，其实质是 。为实现这一工序，需用相应激素对受体
进行 处理。
⑤有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 （答出两点即可）。
【答案】（1）基因数据库；Ⅱ、Ⅳ；四环素；琼脂糖凝胶电泳；凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象；培养基的配制、灭菌；菌体；过滤、沉淀、离心、静置
（2）获能；显微注射法；血清(或血清、血浆)；对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物；滋养层细胞；早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；同期发情；雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大
【知识点】微生物发酵及其应用；动物细胞工程的常用技术与应用；胚胎移植；基因工程的基本工具（详细）；体外受精
【解析】【解答(1)①化学合成法可合成已知序列的基因，可以检索基因数据库获取目的基因的编码序列，用化学合成法制备目的基因。图中四环素抗性基因中含有酶切位点I，氨苄青霉素抗性基因中含有I、II、IV三种酶切位点，若切割时使用限制酶I，则两种抗生素抗性基因均被破坏；若使用限制酶Ⅱ、IV进行酶切时，会将氨苄青霉素抗性基因破坏。为了能同时切割质粒和目的基因，防止反向连接和自身环化，同时使基因表达载体存在完整的标记基因，需要使用限制酶Ⅱ、IV。 氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因未被破坏，故筛选时可将受体酵母菌置于含有四环素的培养基中进行筛选培养，以获得能表达HSA的细胞。
②DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
③由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法，该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物菌体的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀、离心、静置等方法将菌体分离和干燥。
故填：基因数据库；Ⅱ、Ⅳ；四环素；琼脂糖凝胶电泳；凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象；培养基的配制、灭菌；菌体；过滤、沉淀、离心、静置。
(2)①精子经过获能后才具有与卵细胞结合形成受精卵的能力，因此在体外受精前，需要对奶牛的精子进行获能处理。
②将目的基因导入（动物）受体细胞最常用的方法是显微注射法。
③由于所需的成分可能有未知部分，动物细胞培养需要加入血清等天然成分；培养条件要求无毒无菌的环境，对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物都有助于提供无毒、无菌的环境。滋养层细胞可发育成胎膜和胎盘，对个体发育的关键部分没有影响，故取滋养层细胞做DNA分析来进行性别鉴定。
④在胚胎移植操作中，应对供体和受体母牛进行同期发情处理，以使供体和受体处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。由此可见，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
⑤乳腺生物反应器具有一定的局限性，雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大。
故填：获能；显微注射法；血清(或血清、血浆)；对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物；滋养层细胞；早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；同期发情；雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大。
【分析】（1）化学合成法可合成已知序列的基因，因此可以检索基因数据库获取目的基因的编码序列，再用化学合成法制备更多的目的基因。基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。基因表达载体的构建需要用到限制性内酶，为了能同时切割质粒和目的基因，防止反向连接和自身环化，同时使基因表达载体存在完整的标记基因，需要使用两种不同的限制酶。目的基因的导入常常采用显微注射法（动物）和脓杆菌转化法（植物），（2）PCR的产物可通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。（3）微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。细菌的计数可以通过稀释涂布法计数，也可利用显微镜进行直接计数。显微镜直接计数是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法，该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物菌体的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
19．（2024高三上·贵州模拟）抗凝血酶Ⅲ是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。如图表示培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ的流程。回答下列问题：
（1）在胚胎工程中，可用 激素使供体母牛超数排卵，激素给予方式及原因是 。
（2）若在体外获取大量抗凝血酶Ⅲ基因通常采用PCR技术，该技术所需引物的本质是 。PCR技术的全称是 。
（3）图中①过程是 。图中②过程是 。若要扩大生产，在不影响胚胎发育的基础上对囊胚进行分割时要注意 。
【答案】（1）促性腺；注射，该激素化学本质为蛋白质，饲喂时会被分解失去活性。
（2）DNA单链片段；聚合酶链式反应
（3）体外受精；胚胎移植；需要将内细胞团均等分割
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植；胚胎分割；胚胎的体外培养
【解析】【解答】（1）在胚胎工程中，可以用促性腺激素使供体母牛超数排卵，促性腺激素的本质使蛋白质，所以该给予供体母牛使不可以饲喂，否则该蛋白质会被分解而失去活性。
（2）若在体外获取大量抗凝血酶Ⅲ基因通常采用PCR技术，该技术所需引物，引物的本质使DNA单链片段，PCR的全称是聚合酶链式反应。
（3）由图示可知，①是体外受精、② 是胚胎移植，若要扩大生产，在不影响胚胎发育的基础上对囊胚进行分割，但是分割时要注意将内细胞团均等分割。
【分析】（1）胚胎移植的基本程序
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：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。
①胚胎分割时需要选择发育良好，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。）
②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）PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
20．（2023·沈阳模拟）“多发性骨性连接综合征”是由编码成纤维细胞生长因子（FGF9）的基因突变所致，患者FGF9基因中某碱基对发生替换，使FGF9中相应的氨基酸发生替换。科研人员欲利用基因工程等技术获得含有该突变基因的模型小鼠，用来研究该病的发病机理。图1表示FGF9cDNA（由FGF9基因转录得到的mRNA逆转录而来）进行定点突变得到突变型FGF9cDNA的流程，图2为研究中所用的质粒（SpeI、HindⅢ、SmalI和BglⅡ分别代表相应的限制酶切割位点，以上限制酶切割产生的粘性末端不同）。请回答下列问题：
（1）图1虚线方框中的a链与d链在延伸过程中的作用是：既可作为 又可以起到相当于 的作用，使 酶能够从a链与d链的3'端开始连接脱氧核苷酸。经PCR后获得的产物一般通过 来鉴定。
（2）基因工程操作的核心步骤是 。图2质粒中的C序列是 ，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。图1中突变型FGF9cDNA的a链所在的DNA单链为转录的模板链，则引物1和引物4的5'端需分别添加 酶的识别序列，才能与图2中的质粒正确连接。
（3）将构建的重组DNA分子通过 技术导入受精卵，再经 （答1点即可）等技术使其发育成模型小鼠。
（4）科研人员发现，已转入突变型FGF9cDNA的模型小鼠并未表现出“多发性骨性连接综合征”，从分子水平上寻找原因需采用的技术有 。（答出2点）
【答案】（1）模板；引物；耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶酶）；琼脂糖凝胶电泳
（2）基因表达载体的构建；启动子；HindⅢ（限制酶）和SpeⅠ（限制酶）
（3）显微注射；胚胎移植
（4）PCR，抗原-抗体杂交技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；胚胎移植；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由题图分析可知：图1虚线方框中的a链与d链在延伸过程中的作用是：既可作为转录的模板链，又可以起到相当于引物的作用，作为新子链的合成起点，只能结合在母链的3′端，使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。经PCR后获得的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
（2）获取了足够量的基因后，下一步就是让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时使基因能够表达和发挥作用，这就需要构建基因表达载体，这一步是基因工程的核心步骤。
图2质粒中的C序列是启动子，位于目的基因的上游，紧挨转录的起始位点，是RNA聚合酶识别和结合的部位。
图1中突变型FGF9cDNA的a链所在的DNA单链为转录的模板链，为了保证目的序列在启动子和终止子之间且质粒上需要保留启动子、终止子、复制原点和至少一个标记基因，使用双酶切可以避免载体自身环化，因此选用HindⅢ（限制酶）和SpeⅠ（限制酶）切割质粒，为了便于引物和质粒连接，需要用相同的酶切割引物，以产生相同的粘性末端，所以引物1和引物4的5'端需分别添加HindⅢ（限制酶）和SpeⅠ（限制酶）酶的识别序列，才能与图2中的质粒正确连接。
（3）将构建的重组DNA分子通过显微注射显微注射技术导入受精卵，再经早期胚胎培养、胚胎移植等技术使其发育成模型小鼠。
（4）科研人员发现，已转入突变型FGF9cDNA的模型小鼠并未表现出“多发性骨性连接综合征”，从分子水平上寻找原因需采用的技术包括通过PCR等技术检测小鼠的染色体上是否插入了FGF9cDNA，或检测FGF9cDNA是否转录出相应的mRNA，或用相应的抗体进行抗原-抗体杂交检测是否翻译出了相应蛋白质。
【分析】基因工程步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是核心步骤，基因表达载体要包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。
（2）目的基因的检测与鉴定
检测水平 检测目的 检测方法
分子水平 目的基因是否插入到转基因生物染色体DNA上 RCR
目的基因是否转录出了mRNA
目的基因是否翻译出蛋白质 抗原—抗体杂交
个体水平 转基因生物是否表现出相应的特性 如抗虫、抗病的接种实验
1 / 12024年高考生物学二轮复习19：胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
一、选择题
1．（2024·义乌模拟）《细胞报告》最近报道，我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞（卵泡中卵母细胞周围的细胞）转化为GV卵母细胞，进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代（如下图）。下列有关叙述错误的是（ ）
A．过程①中涉及基因选择性表达，类似植物组织培养中的脱分化过程
B．过程①②③所需培养液的成分不完全相同
C．过程③中受精的实质是雌雄原核融合
D．过程③需选择原肠胚进行胚胎移植才能获得健康幼鼠
2．（2024·黑龙江模拟） 胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是（ ）
A．克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术
B．胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，还可产生遗传性状相同的后代
C．为提高体外受精成功率，新采集的精子应直接用于体外受精
D．动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率
3．（2024·甘肃模拟）胚胎工程技术的迅速发展实现了优良家畜品种的大量繁殖，能显著提高畜产品质量改善人民生活，还可以解决濒危动物繁育的问题。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．刚采集到的卵母细胞即可与获能处理后的精子在体外受精
B．在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，标志着卵子受精
C．卵裂在透明带内进行，此时胚胎细胞数量和总体积不断增加
D．为了获得大量同卵多胚，可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割
4．（2023高二下·遵义期末） 胚胎工程的迅猛发展可帮助人们获得大量优良家畜品种。下列说法合理的是（ ）
A．胚胎工程的理论基础是精子获能处理和卵母细胞成熟培养
B．超数排卵处理是指用外源性激素诱发卵巢排出多枚卵子
C．胚胎分割时应选择发育良好的桑葚胚，不宜选择囊胚期的胚胎
D．若要鉴别胚胎的性别，可选择滋养层的细胞作DNA分析鉴定
5．（2023·天津）根据下图，正确的是（ ）
A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B．过程1需要MII期去核卵母细胞
C．过程2可以大幅改良动物性状
D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
6．（2023·浙江）以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（ ）
A．试管婴儿技术应全面禁止
B．治疗性克隆不需要监控和审查
C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险
D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验
7．（2024高三上·嘉兴模拟）关于转基因技术的安全性各有说辞，下列说辞合理的是（ ）
A．外来基因和受体的基因都由4种脱氧核苷酸构成，所以转基因技术是安全的
B．转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫，所以抗虫棉棉花制品对人体是有害的
C．若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应，则该转基因大豆不宜推广
D．若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的，则该转基因鲤鱼可以放养到自然水域
8．（2023高三上·浙江模拟）生物技术的发展给人类带来诸多好处的同时，也引发了许多关于生物技术安全与伦理问题的担忧。下列观点中合理的是（ ）
A．转基因生物的研究和应用均需要进行安全性评价后才能进行
B．通过试管婴儿无性生殖技术，可用于解决不孕不育问题
C．应反对一切形式的针对人类细胞的克隆研究
D．可以通过微生物改造研究生物武器，提高国防实力
9．（2023·浙江模拟）4月12日，“美生物实验室感染病毒的小白风逃了”登上热搜，生物技术的安全性问题引发了广泛的关注。下列叙述正确的是（ ）
A．在战争情况下，我国可以使用生物武器
B．在实验结束后，转基因微生物应及时冲入下水道
C．通过生殖性克隆，可以解决人体移植器官短缺问题
D．转基因农作物进行推广种植可能会破坏生态平衡
10．（2023·浙江模拟）动物细胞工程包括细胞培养、细胞融合、核移植等技术。下列叙述正确的是（ ）
A．体外培养白细胞到一定阶段时，会出现贴壁生长和接触抑制现象
B．用生物方法诱导动物细胞融合时，采用的仙台病毒已进行灭活处理
C．骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合后，经诱导融合的细胞即为杂交瘤细胞
D．通过核移植和体外受精所获得的胚胎都须移植给特定受体才能获得后代
11．（2023·门头沟模拟）当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法不正确的是（ ）
A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
B．我国坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验
C．对囊胚进行胚胎分割时，必须对整个胚胎进行均等分割
D．胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理
二、非选择题
12．（2023高二下·桂林期末） 日本科学家从胰腺病患者身上获得诱导多能干细胞（iPS细胞），然后将干细胞注入到经过基因改造的、缺乏发展胰腺能力的猪胚胎中，这样猪体内可培育出人体的胰腺，提供器官移植。请回答下列问题：
（1）诱导多能干细胞（iPS细胞）可分化成为成体动物体内的任何一种类型的细胞、组织和器官，这与 （选填“胚胎干细胞”、“成体干细胞”）功能类似。
（2）用于器官移植的猪在培养过程中：必须要经历体外受精、 和胚胎移植等技术手段。胚胎移植操作中，应对供体和受体进行 处理，目的是 。
（3）为了多获得这种改造过的胚胎，可以采用 的方法，当处理对象为囊胚时操作要点是 。
（4）利用患者的体细胞诱导得到iPS，再定向培育出组织器官，用于器官移植，可解决问题 （请答出两点）。
13．（2023高二下·应县期末） 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”。克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型的研究处于国际领先水平。请回答下列有关问题。
（1）成纤维细胞培养一般使用 （填“固体”或“液体”）培养基，除了细胞所需要的营养物质外通常还需要添加 等一些天然成分。动物细胞培养是置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的 中进行培养。
（2）在培养过程中发现贴壁细胞有接触抑制现象，这时需要对细胞进行分瓶培养，请简要写出分瓶培养的操作过程： 。
（3）对卵母细胞供体通常要进行 处理，可获得更多的卵母细胞。研究人员在将成纤维细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂的处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是 。
（4）科研人员发现对于灵长类动物的体细胞来说，单靠核移植本身并不足以使重构胚顺利发育成存活个体，还需要对供体细胞核进行表观遗传修饰才能开启细胞核的全能性。研究表明染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，控制着基因的表达（如图所示）。
①据图分析，H3K9 有利于细胞核全能性表达性基因恢复表达，从而显著提高重构胚的发育率。
A．乙酰化和甲基化 B．乙酰化和去甲基化
C．去乙酰化和甲基化 D．去乙酰化和去甲基化
②科研人员通过设计实验验证以上观点。请根据实验结果填写出表格中各组的实验处理方法。可供选择的注入重构胚的试剂：组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂、生理盐水
实验结果：分别检测各组的胚胎发育率，结果为：丙组>甲组=乙组>丁组
分组 注入重构胚的试剂
甲 组蛋白去乙酰化酶抑制剂
乙
丙
丁 生理盐水
14．（2023·浙江）赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸，而人类主要食物中的赖氨酸含量很低，利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。
回答下列问题：
（1）植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于 。根据这种调节方式，在培养基中添加 ，用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞，可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体，通过培养获得再生植株。
（2）随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展，2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为：
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展，为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因)，可通过检索 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞（BEF）。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，与BEF膜发生 ，表达载体最终进入细胞核，发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞，从牛卵巢获取卵母细胞，经体外培养及去核后作为 。将两种细胞进行电融合，电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了 重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至 ，植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测：利用PCR技术，以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，以 为阳性对照，检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测：从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞，提取总RNA，对总RNA进行 处理，以去除DNA污染，再经逆转录形成cDNA，并以此为 ，利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是什么？ 。
15．（2022·北京）生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。
（1）将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是 。
（2）为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势是 ，因而被用于制备监测鱼（MO）。
（3）现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM需经MO和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。
Ⅰ.启动子： 。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P生）④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P肌）
Ⅱ.基因：
A．GFP B．Gal4 C．雌激素受体基因（ER） D．仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）
（4）SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素，与受体结合后 造成不育。
（5）使拟用于实际监测的SM不育的目的是 。
16．（2023高三上·叙州模拟） 下图是应用现代生物技术培育良种牛的流程图，请回答下列相关问题：
（1）通常通过 去除良种奶牛（B）卵母细胞的细胞核。进行核移植时，将乳腺细胞的细胞核移入 期的卵母细胞中以获得重构卵。与良种奶牛（C）相比，克隆牛（F）的染色体数 （填“增加”“减少”或“不变”）。
（2）试管牛（E）培育过程中，进行体外受精时，将精子培养在人工配制的 中使其获能后，才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用。与体外受精相比，体内受精在 内完成。若要人工控制奶牛的性别，在胚胎移植前，需要取 做DNA分析，鉴定性别。
17．（2023高三上·重庆市模拟） 线粒体中某基因突变可引发莱氏综合征（Leigh Syndrome）。医学工作者用来自卵子捐献者的健康线粒体取代了母亲卵子中的缺陷线粒体，随后用父亲的精子使融合后的卵子受精，诞生出世界首位“三亲婴儿”。下图为“三亲婴儿”技术路线示意图，回答下列问题：
（1）该技术涉及 等操作（至少答两项）。
（2）在促使捐献者及母亲超数排卵时，不宜长期过量使用性激素的原因是 。
（3）图示重组卵母细胞应培养至 （时期），才具备与精子受精的能力，人工授精前需对精子进行 处理。
（4）“三亲婴儿”技术被认为可能有助于治疗某些不明原因的不孕不育症，并提高体外受精的成功率。医学工作者提出另一种“三亲婴儿”的技术路线：先 ，然后将其细胞核转移到另一个细胞核已提前被移除的受精卵中。这样的受精卵也有三个遗传学亲本，并且不携带母亲的致病线粒体DNA。
18．（2023高三上·浙江模拟）人血清白蛋白（HSA）在临床上的需求量大，由于其来源有限和有生物污染的风险，重组人血清白蛋白（rHSA），成为其重要的替代品。回答下列小题：
（1）途径一：基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞，获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图，其中I、II、III、IV是四种不同的限制酶，具各自识别的酶切位点如表所示。
限制酶 I II III IV
识别序列及切割位点
①随着测序技术的发展，为获取人血清白蛋白基因，可通过检索 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。将HSA基因插入质粒中时，最好选择限制酶 进行共同切割。将受体酵母菌置于含有 的培养基中进行筛选培养，以获得能表达HSA的细胞。
②采用PCR等技术可检测目的基因是否插入酵母菌染色体中，得到的PCR产物一般通过 来鉴定，DNA分子的迁移速率与 有关（答出2点即可）。
③工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育，扩大培养、 接种、发酵、产品的分离、提纯等方面，将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对 （填“菌体”或“菌落”）进行直接计数，以评估增殖情况。发酵结束后，采用 （答出2点即可）等方法获得所需的发酵产品。
（2）途径二：基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器
I.采集良种供体牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；
II.构建基因的表达载体，并将其导人奶牛受精卵，形成转基因细胞；
III.电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎；
IV.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
①实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。
②实验步骤II中，将人的血清白蛋白基因导人奶牛受精卵最为有效的方法是 。
③实验步骤III中进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中通常要加入 等 天然成分，培养条件要求无毒、无菌的环境，具体措施有 （答出两点即可）。当胚胎发育至囊胚阶段，取其 做DNA分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雄性胚胎进行移植。
④实验步骤IV进行胚胎移植，其实质是 。为实现这一工序，需用相应激素对受体
进行 处理。
⑤有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 （答出两点即可）。
19．（2024高三上·贵州模拟）抗凝血酶Ⅲ是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。如图表示培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ的流程。回答下列问题：
（1）在胚胎工程中，可用 激素使供体母牛超数排卵，激素给予方式及原因是 。
（2）若在体外获取大量抗凝血酶Ⅲ基因通常采用PCR技术，该技术所需引物的本质是 。PCR技术的全称是 。
（3）图中①过程是 。图中②过程是 。若要扩大生产，在不影响胚胎发育的基础上对囊胚进行分割时要注意 。
20．（2023·沈阳模拟）“多发性骨性连接综合征”是由编码成纤维细胞生长因子（FGF9）的基因突变所致，患者FGF9基因中某碱基对发生替换，使FGF9中相应的氨基酸发生替换。科研人员欲利用基因工程等技术获得含有该突变基因的模型小鼠，用来研究该病的发病机理。图1表示FGF9cDNA（由FGF9基因转录得到的mRNA逆转录而来）进行定点突变得到突变型FGF9cDNA的流程，图2为研究中所用的质粒（SpeI、HindⅢ、SmalI和BglⅡ分别代表相应的限制酶切割位点，以上限制酶切割产生的粘性末端不同）。请回答下列问题：
（1）图1虚线方框中的a链与d链在延伸过程中的作用是：既可作为 又可以起到相当于 的作用，使 酶能够从a链与d链的3'端开始连接脱氧核苷酸。经PCR后获得的产物一般通过 来鉴定。
（2）基因工程操作的核心步骤是 。图2质粒中的C序列是 ，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。图1中突变型FGF9cDNA的a链所在的DNA单链为转录的模板链，则引物1和引物4的5'端需分别添加 酶的识别序列，才能与图2中的质粒正确连接。
（3）将构建的重组DNA分子通过 技术导入受精卵，再经 （答1点即可）等技术使其发育成模型小鼠。
（4）科研人员发现，已转入突变型FGF9cDNA的模型小鼠并未表现出“多发性骨性连接综合征”，从分子水平上寻找原因需采用的技术有 。（答出2点）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】胚胎移植；体外受精
2．【答案】C
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；体外受精
【解析】【解答】A、体细胞核移植结合胚胎工程技术可大量繁殖稀有生物，故克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术，A不符合题意；
B、胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此还可产生遗传性状相同的后代，B不符合题意；
C、为提高体外受精成功率，新采集的精子还不成熟，应经过获能处理后才能用于体外受精，C符合题意；
D、伴性遗传病和性别有关，故动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
（2）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.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(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)；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
3．【答案】B
【知识点】胚胎分割；体外受精；胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、从动物体内采集的精子需要培养获能，卵子需要发育到减数第二次分裂中期时期，才具备受精能力，因此，卵子也需要体外培养，A不符合题意；
B、受精作用完成的标志是：在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体，其中一个是第一极体，还有一个是第二极体，B符合题意；
C、在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少，C不符合题意；
D、为了获得大量同卵多胚，可对囊胚或桑葚胚进行分割，但不可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代，否则胚胎无法正常发育，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体外受精和早期胚胎发育规律。
4．【答案】D
【知识点】胚胎分割；胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】 A、胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律，A错误；
B、超数排卵处理是指用外源促性腺激素诱发卵巢排出多枚卵子，B错误；
C、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，C错误；
D、若要鉴别胚胎的性别，可选择囊胚期滋养层的细胞作DNA分析鉴定，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等，经移植获得同卵双胚或多胚的技术。
2、胚胎分割的特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
3、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4、 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．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（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）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
5．【答案】D
【知识点】基因工程的应用；动物细胞核移植技术；胚胎移植
【解析】【解答】A、胚胎移植过程中，受体动物只是为移植的胚提供良好的发育环境，与子代遗传性状基本没有影响，A错误；
B、过程1是培育试管动物，要进行体外受精过程，而体外受精选用的卵母细胞不需要去核，B错误；
C、过程2是培育克隆动物，要进行动物细胞核移植，属于无性繁殖，不能大幅改良动物性状，C错误；
D、过程2通过克隆可以短时间内培育多个保持亲本优良性状的个体，为过程3提供了量产方式；过程3转基因技术可以改造生物的性状，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、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中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
2、移植胚胎的来源及生殖方式：
(1)核移植→ 无性繁殖
(2)体外受精 有性生殖
(3)体内受精→收集胚胎→移植→有性生殖
(4)基因工程→转入目的基因的受精卵 胚胎移植→转基因动物→有性生殖
6．【答案】D
【知识点】生物技术中的伦理问题；克隆的利与弊
【解析】【解答】ABD、我国政府对生殖性克隆的四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆人，治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施，AB错误，D正确；
C、生殖性克隆人会冲击了现有的有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，C错误；
故答案为：D。
【分析】1、转基因生物的安全性问题：食物安全、生物安全、环境安全，对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
2、中国政府：禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆人。
7．【答案】C
【知识点】转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、转基因生物安全性存在争议，外源基因插入部位往往是随机的，因此有时会出现一些人们意想不到的后果。A错误；
B、转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫，因为导入的抗虫基因表达出了毒蛋白，毒蛋白对棉铃虫和其他部分害虫有毒害作用，转基因作物被食用后目的基因不会转入动物体细胞，因为基因在胃肠道会被消化分解，不能从肠道直接进入细胞。所以抗虫棉棉花制品对人体是无害的。B错误；
C、转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应，过敏反应是异常的体液免疫、二次免疫，属于免疫过强，对人体有害，过敏反应严重可导致死亡，所以该转基因大豆不宜推广。C正确；
D、若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的，因为基因在胃肠道会被消化分解，不能从肠道直接进入细胞。但目的基因可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体进行基因重组，从而得到对人类或其他生物有害的细菌或病原体。所以该转基因鲤鱼不可以放养到自然水域。D错误；
故答案为：C。
【分析】转基因生物安全性争议的原因：目前对基因结构及相互作用调控机制等都了解有限；转移的基因不少都是异种生物的基因；外源基因插入部位往往是随机的，因此有时会出现一些人们意想不到的后果。
8．【答案】A
【知识点】人工授精、试管婴儿等生殖技术；转基因生物的安全性问题；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、转基因生物研究出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市，A符合题意；
B、试管婴儿需要体外受精，为有性生殖，B不符合题意；
C、应反对任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究，C不符合题意；
D、生物武器具有致病性强、攻击范围广等特点世界各国都应抵制，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】1、转基因生物存在安全性问题的原因： （1）目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。 （2）目的基因往往是异种生物的基因。 （3） 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
2、我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但不反对治疗性克隆的研究。
3、生物武器种类：包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
9．【答案】D
【知识点】转基因生物的安全性问题；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，A不符合题意；
B、实验结束后，转基因微生物应当灭菌后再处理，不能随意丢弃到下水道，B不符合题意；
C、通过治疗行克隆，可以解决人体移植器官短缺问题，C不符合题意；
D、转基因农作物可能会成为入侵物种，会影响当地物种的生长、繁殖，破坏当地的生态平衡，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】
1、生武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，其致病能力强、攻击范围广，可直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。
2、彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望。
1984年11月，我国加入了《禁止生物武器公约》。
1998年6月，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
2010年，在第65届联合国大会上，我国政府重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标，全面、严格履行公约义务，支持不断加强公约的约束力，并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
3、生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体，治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或代替受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
4、转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市。
10．【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；细胞融合的方法；单克隆抗体的制备过程；胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、白细胞是动物细胞，大部分动物细胞在体外培养到一定阶段时，会出现贴壁生长和接触抑制现象，A符合题意；
B、仙台病毒是植物病毒，不能诱导动物细胞融合，B不符合题意；
C、骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合后，经诱导融合的细胞不一定是杂交瘤细胞，还可能有同种细胞的融合，C不符合题意；
D、核移植是无性繁殖，对雌性受体没有特定要求，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】1、体外培养的动物细胞可以分为两大类：一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，大多数细胞属于这种类型，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁，除此之外，这种细胞还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。
2、诱导动物细胞融合的方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
3、胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
11．【答案】C
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；生物武器；克隆的利与弊
【解析】【解答】A、生物武器威胁巨大，消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面，A正确；
B、我国对待克隆人的态度：坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验，B正确；
C、对囊胚进行胚胎分割时，必须对内细胞团进行均等分割，C错误；
D、胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理，保证胚胎移植入相同的生理环境，D正确；
故答案为：C。
【分析】胚胎分割时，对囊胚的内细胞团均等分割的原因是：内细胞团一般是受精卵发育到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养，若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
12．【答案】（1）胚胎干细胞
（2）早期胚胎培养；同期发情；为胚胎植入受体提供相同的生理环境，确保胚胎移植后能正常发育
（3）胚胎分割；将内细胞团均等分割
（4）器官短缺、免疫排斥
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；干细胞的概念及种类
【解析】【解答】（1）诱导多能干细胞(iPS细胞)可分化成为成体动物体内的任何一种类型的细胞、组织和器官，是因为该细胞具有全能性的特点，这与胚胎干细胞功能类似。
（2）用于器官移植的猪的培养过程中，必须要经历体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术手段。胚胎移植时，为胚胎植入受体提供相同的生理环境，确保胚胎移植后能正常发育，需要对供体和受体进行同期发情处理。
（3）胚胎分割是体外获得多个胚胎的技术，故为了多获得这种改造过的胚胎，可以采用胚胎分割的方法；由于内细胞团将来发育为各种组织，为了保证分割后的胚胎正常发育，当处理对象为囊胚时，操作要点是将内细胞团均等分割。
（4）利用患者的体细胞诱导得到iPS，再定向培育出组织器官，用于器官移植，可解决器官短缺、免疫排斥等问题，在临床上具有较好前景。
【分析】（1）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。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(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)；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
（2）胚胎分割的特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
（3）进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
13．【答案】（1）液体；血清；CO2培养箱
（2）贴壁细胞重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
（3）超数排卵（促性腺激素）；诱导细胞融合
（4）B；组蛋白去甲基化酶的mRNA；组蛋白去乙酰化酶抑制剂和组蛋白去甲基化酶的mRNA
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；胚胎移植；表观遗传
【解析】【解答】(1)动物细胞一般用液体培养基进行培养；为了更好地促进动物细胞的生长，一般需要加入血清等天然成分；CO2培养箱是恒温且含有5%CO2(可以维持培养液的pH)，常用于动物细胞的培养。
(2)贴壁细胞有接触抑制现象，则重新用胰蛋白酶处理，使胞间蛋白分解，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后将收集的细胞制成细胞悬液，进行分瓶培养。
(3)对卵母细胞供体常用促性腺激素处理，使之超数排卵，获得大量的卵母细胞；灭活的仙台病毒可以诱导细胞融合，促进核移植的成功。
(4)①组蛋白乙酰化可以使得染色体中的DNA和蛋白质分开，有利于基因表达，甲基化使得启动部位无法与RNA聚合酶结合，因此去甲基化有利于基因表达，H3K9乙酰化和去甲基化有利于细胞核全能性表达性基因恢复表达， B正确。故选：B。
②根据各组结果，胚胎发育率：丙组>甲组=乙组>丁组，因此乙组应该加的是组蛋白去甲基化酶的mRNA；而丙组胚胎发育最好，应该是加的是组蛋白去乙酰化酶抑制剂和组蛋白去甲基化酶的mRNA，最有利于基因表达。
【分析】1、动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
2、动物细胞培养过程：取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
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。
4、 表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成蛋白质，从而抑制了基因的表达，导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。
14．【答案】（1）负反馈调节；一定浓度的赖氨酸类似物
（2）基因文库；融合；受体细胞；激活；桑椹胚或囊胚；含有目的基因的牛耳组织细胞；DNA酶；PCR的模板；构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转录，而在牛耳细胞中不能表达。
【知识点】胚胎移植；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）赖氨酸合成酶促进赖氨酸的合成，赖氨酸含量增多时，反过来抑制赖氨酸合成酶的活性，这属于反馈调节。想要获得抗赖氨酸类似物的细胞突变体，应在含有一定浓度赖氨酸类似物的培养基中培养经人工诱变的植物悬浮细胞，然后经组织培养获得诱变植株。
故答案为：负反馈调节；一定浓度的赖氨酸类似物。
（2）①构建基因表达载体，首先需要获得目的基因，获得目的基因可以通过人工合成的方法，但是需要在基因文库中检索查询目的基因的剑姬序列。
②将表达载体导入受体牛胚胎成纤维细胞（BEF），可将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，脂质体可以与受体细胞膜融合，从而将表达载体导入受体细胞。
③核移植过程中，转基因的BEF作为核供体细胞，位于减数二次分裂中期的去核卵母细胞作为受体细胞，通过电融合的方式使供体细胞和受体细胞融合，同时电融合会激活重组细胞，使重组细胞发育。
④胚胎发育到桑葚或胚囊胚阶段可进行胚胎移植。
⑤对转基因生物进行检测。实验中以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，为了检测到转基因牛耳组织细胞目的基因的中存在，应以含有目的基因的牛耳组织细胞为阳性对照。RNA水平的检测中，可以提取非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞的总RNA，为了除去DNA污染，可以使用DNA酶使其水解，并经逆转录形成cDNA，并作为模板进行PCR扩增。由于构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，故目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达。
故答案为：基因文库；融合；受体细胞；激活；桑椹胚或囊胚；含有目的基因的牛耳组织细胞；DNA酶；PCR的模板；构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转录，而在牛耳细胞中不能表达。
【分析】1、在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节，抑制原来生命活动的是负反馈调节。
2、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。
( 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。
（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
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。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。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。
15．【答案】（1）显微注射
（2）监测灵敏度更高
（3）②；D
（4）激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡
（5）避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题
【知识点】基因工程的应用；转基因生物的安全性问题；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是显微注射；
故填：显微注射。
（2） 为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的监测灵敏度更高；
故填： 监测灵敏度更高。
（3）启动子是能活化RNA聚合酶，使之与mRNA结合，进行转录，由于方案2监测灵敏度高，需要利用方案2的操作流程，因此需要的启动子是UAS；先拟制备一种不育的监测鱼，需要选择的基因需要具有仅仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）；
故选： ② ； D 。
（4）SM不育的原因是：成体SM自身产生E物质，与受体结合后，形成E物质-受体复合物，激活了ERE，进而诱导了Gal4表达， Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡 ；
故填： 激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡 。
（5） 使拟用于实际监测的SM不育的目的是：避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题 ；
故填： 避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题 。
【分析】（1）将目的基因导入受体细胞对于的方法：
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法 显微注射法 钙离子处理法
受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
（2）基因表达载体的组成：
（3）生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面。
16．【答案】（1）显微操作；MⅡ；不变
（2）获能液；输卵管；滋养层
【知识点】动物细胞核移植技术；体外受精
【解析】【解答】（1）通常通过显微操作去除良奶牛（B）卵母细胞的细胞核，卵（母）细胞比较大，容易操作；卵（母）细胞细胞质多，营养物质丰富，含有促进细胞核全能性表达的物质，故选用MII中期去核卵母细胞作受体细胞。通过核移植获得的克隆牛的染色体数与提供细胞核的供体的染色体数相同。
（2）采到精子不能立即进行体外受精，进行体外受精时，将精子培养在人工配制的获能液中使其获能后，才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用，体内受精在输卵管内完成。若要人工控制奶牛的性别，在胚胎移植前，需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别。
【分析】1、体细胞核移植概念：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成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、体外受精：（1）卵母细胞的采集和培养：培养到减数第二次分裂中期才可受精。 （2）精子的采集和获能：采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。 （3）受精。
17．【答案】（1）动物细胞培养、动物细胞核移植、胚胎移植、早期胚胎培养等
（2）长期过量使用的性激素会通过负反馈调节，导致性腺萎缩
（3）MII；获能
（4）先让父母双方的生殖细胞完成受精过程，产生受精卵
【知识点】动物细胞培养技术；动物细胞核移植技术；动物胚胎发育的过程
【解析】【解答】（1）该技术涉及核移植技术、动物细胞培养、体外受精技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技等操作。
（2）性激素的合成受下丘脑—垂体—性腺轴的调节，通过长期过量使用性激素刺激母体，性激素会通过负反馈调节抑制垂体功能，导致性腺萎缩。
（3）卵母细胞要处于MⅡ才具备受精能力，故重组卵母细胞应培养至MⅡ期。精子要经过获能处理才具备受精能力，故人工授精前要对精子进行获能处理。
（4）可以先形成受精卵后再将其细胞核转移到另一个细胞核已提前被移除的受精卵中，这样的受精卵也有三个遗传学亲本，并且不携带母亲的致病线粒体DNA
【分析】1、性激素的分泌属于激素的分级调节，同时，性激素对下丘脑和垂体分泌的相关激素具有负反馈调节作用。促性腺激素释放激素作用于垂体使垂体分泌促性腺激素，促性腺激素作用于性腺，分泌性激素，当促性腺激素和性激素浓度升高时，通过负反馈调节使下丘脑分泌促性腺激素释放激素减少。
2、体外受精：（1）卵母细胞的采集和培养：培养到减数第二次分裂中期才可受精。 （2）精子的采集和获能：采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。 （3）受精。
18．【答案】（1）基因数据库；Ⅱ、Ⅳ；四环素；琼脂糖凝胶电泳；凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象；培养基的配制、灭菌；菌体；过滤、沉淀、离心、静置
（2）获能；显微注射法；血清(或血清、血浆)；对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物；滋养层细胞；早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；同期发情；雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大
【知识点】微生物发酵及其应用；动物细胞工程的常用技术与应用；胚胎移植；基因工程的基本工具（详细）；体外受精
【解析】【解答(1)①化学合成法可合成已知序列的基因，可以检索基因数据库获取目的基因的编码序列，用化学合成法制备目的基因。图中四环素抗性基因中含有酶切位点I，氨苄青霉素抗性基因中含有I、II、IV三种酶切位点，若切割时使用限制酶I，则两种抗生素抗性基因均被破坏；若使用限制酶Ⅱ、IV进行酶切时，会将氨苄青霉素抗性基因破坏。为了能同时切割质粒和目的基因，防止反向连接和自身环化，同时使基因表达载体存在完整的标记基因，需要使用限制酶Ⅱ、IV。 氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因未被破坏，故筛选时可将受体酵母菌置于含有四环素的培养基中进行筛选培养，以获得能表达HSA的细胞。
②DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。
③由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法，该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物菌体的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀、离心、静置等方法将菌体分离和干燥。
故填：基因数据库；Ⅱ、Ⅳ；四环素；琼脂糖凝胶电泳；凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象；培养基的配制、灭菌；菌体；过滤、沉淀、离心、静置。
(2)①精子经过获能后才具有与卵细胞结合形成受精卵的能力，因此在体外受精前，需要对奶牛的精子进行获能处理。
②将目的基因导入（动物）受体细胞最常用的方法是显微注射法。
③由于所需的成分可能有未知部分，动物细胞培养需要加入血清等天然成分；培养条件要求无毒无菌的环境，对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物都有助于提供无毒、无菌的环境。滋养层细胞可发育成胎膜和胎盘，对个体发育的关键部分没有影响，故取滋养层细胞做DNA分析来进行性别鉴定。
④在胚胎移植操作中，应对供体和受体母牛进行同期发情处理，以使供体和受体处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。由此可见，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
⑤乳腺生物反应器具有一定的局限性，雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大。
故填：获能；显微注射法；血清(或血清、血浆)；对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物；滋养层细胞；早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；同期发情；雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大。
【分析】（1）化学合成法可合成已知序列的基因，因此可以检索基因数据库获取目的基因的编码序列，再用化学合成法制备更多的目的基因。基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。基因表达载体的构建需要用到限制性内酶，为了能同时切割质粒和目的基因，防止反向连接和自身环化，同时使基因表达载体存在完整的标记基因，需要使用两种不同的限制酶。目的基因的导入常常采用显微注射法（动物）和脓杆菌转化法（植物），（2）PCR的产物可通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。（3）微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。细菌的计数可以通过稀释涂布法计数，也可利用显微镜进行直接计数。显微镜直接计数是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法，该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物菌体的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
19．【答案】（1）促性腺；注射，该激素化学本质为蛋白质，饲喂时会被分解失去活性。
（2）DNA单链片段；聚合酶链式反应
（3）体外受精；胚胎移植；需要将内细胞团均等分割
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植；胚胎分割；胚胎的体外培养
【解析】【解答】（1）在胚胎工程中，可以用促性腺激素使供体母牛超数排卵，促性腺激素的本质使蛋白质，所以该给予供体母牛使不可以饲喂，否则该蛋白质会被分解而失去活性。
（2）若在体外获取大量抗凝血酶Ⅲ基因通常采用PCR技术，该技术所需引物，引物的本质使DNA单链片段，PCR的全称是聚合酶链式反应。
（3）由图示可知，①是体外受精、② 是胚胎移植，若要扩大生产，在不影响胚胎发育的基础上对囊胚进行分割，但是分割时要注意将内细胞团均等分割。
【分析】（1）胚胎移植的基本程序
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：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。
①胚胎分割时需要选择发育良好，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。）
②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）PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
20．【答案】（1）模板；引物；耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶酶）；琼脂糖凝胶电泳
（2）基因表达载体的构建；启动子；HindⅢ（限制酶）和SpeⅠ（限制酶）
（3）显微注射；胚胎移植
（4）PCR，抗原-抗体杂交技术
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；胚胎移植；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由题图分析可知：图1虚线方框中的a链与d链在延伸过程中的作用是：既可作为转录的模板链，又可以起到相当于引物的作用，作为新子链的合成起点，只能结合在母链的3′端，使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。经PCR后获得的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
（2）获取了足够量的基因后，下一步就是让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时使基因能够表达和发挥作用，这就需要构建基因表达载体，这一步是基因工程的核心步骤。
图2质粒中的C序列是启动子，位于目的基因的上游，紧挨转录的起始位点，是RNA聚合酶识别和结合的部位。
图1中突变型FGF9cDNA的a链所在的DNA单链为转录的模板链，为了保证目的序列在启动子和终止子之间且质粒上需要保留启动子、终止子、复制原点和至少一个标记基因，使用双酶切可以避免载体自身环化，因此选用HindⅢ（限制酶）和SpeⅠ（限制酶）切割质粒，为了便于引物和质粒连接，需要用相同的酶切割引物，以产生相同的粘性末端，所以引物1和引物4的5'端需分别添加HindⅢ（限制酶）和SpeⅠ（限制酶）酶的识别序列，才能与图2中的质粒正确连接。
（3）将构建的重组DNA分子通过显微注射显微注射技术导入受精卵，再经早期胚胎培养、胚胎移植等技术使其发育成模型小鼠。
（4）科研人员发现，已转入突变型FGF9cDNA的模型小鼠并未表现出“多发性骨性连接综合征”，从分子水平上寻找原因需采用的技术包括通过PCR等技术检测小鼠的染色体上是否插入了FGF9cDNA，或检测FGF9cDNA是否转录出相应的mRNA，或用相应的抗体进行抗原-抗体杂交检测是否翻译出了相应蛋白质。
【分析】基因工程步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是核心步骤，基因表达载体要包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。
（2）目的基因的检测与鉴定
检测水平 检测目的 检测方法
分子水平 目的基因是否插入到转基因生物染色体DNA上 RCR
目的基因是否转录出了mRNA
目的基因是否翻译出蛋白质 抗原—抗体杂交
个体水平 转基因生物是否表现出相应的特性 如抗虫、抗病的接种实验
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