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第一部分 知识落实篇
专题九 现代生物科技专题
第一讲 基因工程和细胞工程
核心考点
归纳整合
1．比较限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶和解旋酶
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
(3)将目的基因导入受体细胞。
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
(4)目的基因的检测与鉴定：
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
2．基因工程与蛋白质工程的比较
核心考点
归纳整合
对位训练
1．土壤农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能侵染双子叶植物和裸子植物，其细胞中含有一种特殊质粒叫Ti质粒，图甲表示Ti质粒的结构，图乙表示Ti质粒的转化过程，请据图回答相关问题：
核心考点
归纳整合
(1)利用图甲所示Ti质粒构建的基因表达载体，需要具有复制起始位点、启动子、标记基因、______和________，其中________是RNA聚合酶的识别位点；而Ti质粒中T－DNA的作用是______________________________________________。
(2)要检测目的基因是否成功表达，可以直接在______________________水平上对转基因植物与非转基因植物进行比较。
核心考点
归纳整合
(3)将图乙中的外植体置于一个选择培养基中进行筛选，筛选的过程利用了基因表达载体中的____________；由图可知，筛选是在外植体经________________(过程)培养成____________________________之后进行的，筛选之后经过再分化培育成新的植株，最后再对植株进行分子特性鉴定，该鉴定过程需要用到DNA分子杂交技术、________________技术和____________技术。
核心考点
归纳整合
解析：(1)基因表达载体包括：启动子、终止子、目的基因和标记基因，其中启动子是转录的起点，即RNA聚合酶的识别和结合位点；根据教材中的知识可知，T－DNA可将目的基因转移到受体细胞的染色体DNA上。(2)基因工程的最后一步是对转基因生物进行鉴定，鉴定过程包括分子水平和个体生物学水平，其中可直接进行比较的是个体生物学水平鉴定。(3)利用基因表达载体中的标记基因可进行筛选；外植体需要先经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成新植株，最后进行分子特性鉴定时，需要从DNA、RNA和蛋白质三个层次进行鉴定，这三个层次需要的技术分别是DNA分子杂交技术、分子杂交技术和抗原—抗体杂交技术。
核心考点
归纳整合
答案：(1)终止子 目的基因 启动子 将目的基因转移到受体细胞中，并整合到受体细胞染色体的DNA上
(2)个体生物学
(3)标记基因 脱分化 愈伤组织 分子杂交 抗原—抗体杂交
核心考点
归纳整合
1．比较下表中的动物细胞培养和植物组织培养
核心考点
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核心考点
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2.比较下表中的植物体细胞杂交和动物细胞融合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
3.下图为克隆动物的培育过程
(1)①～⑤的过程名称为：①去核；②取核；③核移植4；④卵裂；⑤胚胎移植。
(2)D新个体的性别与B动物相同。
(3)D新个体的绝大多数性状与B动物相同。
核心考点
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核心考点
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核心考点
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核心考点
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对位训练
2．利用现代生物工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如图是利用奶牛乳腺生产人血清白蛋白的图解，请回答下列问题：
核心考点
归纳整合
(1)在上述过程中，常用______将奶牛组织分散成单个细胞。在体外培养分散的动物细胞时，所需气体主要有______。
(2)在上述过程中，常借助基因表达载体将人血清白蛋白基因导入奶牛受体细胞中，构建基因表达载
体需要的酶有________________；将人血清白蛋白基因导入奶牛受体细胞最常用的方法是________________________。
(3)在上述过程中，用于核移植的去核卵细胞一般处于________期。动物体细胞经核移植可获得完整动物个体体现了__________________________具有全能性。
核心考点
归纳整合
(4)图中M应该包括早期胚胎培养、胚胎移植等过程。在培养奶牛早期胚胎的过程中，所用培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及______________等物质。胚胎移植在胚胎工程中的意义在于__________________________。
核心考点
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解析：(1)在动物细胞工程中，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将动物组织分散成单个细胞。在培养动物细胞过程中，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(2)在基因工程中，构建基因表达载体常用的两种工具酶是限制酶和DNA连接酶。将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(3)在核移植过程中，作为受体细胞的去核卵细胞一般处于减数第二次分裂中期。动物体细胞经核移植可获得完整动物个体体现了动物体细胞核具有全能性。(4)哺乳动物胚胎培养需要“两盐”(无机盐和有机盐)、“两素”(激素和维生素)、“两酸”(核苷酸和氨基酸)和动物血清等。
核心考点
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答案：(1)胰蛋白酶(胶原蛋白) O2和CO2
(2)限制酶和DNA连接酶 显微注射法
(3)MⅡ中(减数第二次分裂中) 动物体细胞核
(4)动物血清 提高优良母畜的繁殖率
核心考点
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1．阅读如下资料：
资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
资料乙 T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。
核心考点
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回答下列问题：
(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用________法。构建基因表达载体常用的工具酶有__________________和______________。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是__________________
_____________________________________________________。
(2)资料乙属于__________工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对__________进行改造，或制造一种____________的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的__________序列发生了改变。
核心考点
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解析：动物细胞基因工程中，最常用的导入基因的方法是显微注射法；植物细胞基因工程中，最常用的导入基因的方法是农杆菌转化法。
答案：(1)显微注射 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中 (2)蛋白质 现有蛋白质 新的蛋白质 氨基酸
核心考点
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2．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)为了培育该新型药用植物，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________________________________
核心考点
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(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。
核心考点
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解析：(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的。要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交，
因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁，然后用PEG化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者的原生质体融合。再采用植物组织培养技术获得杂种植株，植物组织培养的主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是两个物种，二者不能通过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。
核心考点
归纳整合
但植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会，产生正常的配子。由于甲、乙都是二倍体，因此，植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制，而且可以避免后代发生性状分离等优点，因此，植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子，用到的核心技术是植物组织培养技术。将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
答案：(1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(分化) 植物体细胞杂交技术 (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、腋芽第2讲 胚胎工程与生物技术的安全性和
伦理问题及生态工程
1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)。
2．胚胎干细胞的移植(Ⅰ)。
3．胚胎工程的应用(Ⅱ)。
4．转基因生物的安全性(Ⅰ)。
5．生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。
6．生物技术中的伦理问题(Ⅰ)。
7．简述生态工程的原理(Ⅱ)。
8．生态工程的实例(Ⅰ)。
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1．(2015·山东理综)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
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(1)过程①采用的是细胞工程中的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的________技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在 ( http: / / www.21cnjy.com )构建基因表达载体(重组载体)时必须使用________________和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中 ( http: / / www.21cnjy.com )的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
解析：(1)图中①过程采 ( http: / / www.21cnjy.com )用体细胞核移植技术；过程②为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程，利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时，气体环境为95%的空气和5%的CO2，CO2作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，需要的工具酶为限制酶和DNA连接酶。基因表达载体上除目的基因外，还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植给核供体，则不会发生免疫排斥反应。
答案：(1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养
(2)pH(或：酸碱度)
(3)限制性(核酸)内切酶(或：限制酶) DNA连接酶(注：两空可颠倒) 标记
(4)内细胞团 B
2．(2015·重庆卷)某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题，引进了具高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。
(1)拟进行如下杂交：
♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C
选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内 ( http: / / www.21cnjy.com )正常______________。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并不提高，说明高产奶是______________性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是______________，后代中出现这种母牛的概率是______________(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。
(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。
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精子要具有受精能力，需对其进行_ ( http: / / www.21cnjy.com )_________处理；卵子的成熟在过程__________中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是__________。为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的__________。子代母牛的优良性状与过程________的基因重组有关。
(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采取____________________技术。
解析：(1)由于胚胎能在母体内进 ( http: / / www.21cnjy.com )行正常的胚胎发育，所以可选择适宜当地生长的纯种牛做母本。用纯种高产奶牛与适宜当地生长的纯种牛杂交，获得了C牛，表现为适宜当地生长，但产奶量并没提高，这说明不适宜当地生长是隐性性状，适宜当地生长是显性性状，高产奶是隐性性状，低产奶是显性性状。由于控制奶牛的产奶量的基因和对本地的适应性的基因分别位于不同的染色体上，说明他们在遗传时遵循基因的自由组合定律，若控制奶牛的产奶量的等位基因为A和a，对本地的适应性的等位基因为B和b，可推知雄牛A的基因型为aabb，雌牛B为AABB，C为AaBb，可见要获得产奶量高且适宜当地生长的母牛(aaB)，最佳的实验组合为♂A×♀C，此时后代出现所需牛(aaBb)的概率为1/4×1/2＝1/8。(2)精子需获能后才具备受精的能力；由于排卵时排出的卵子只发育到减数MⅡ，而减数第二次分裂形成卵细胞是在受精过程中完成的，即卵子的成熟是在体外受精过程中完成；在胚胎培养过程中，培养基中的葡萄糖能为胚胎发育过程提供能量；为了筛选出具有优良性状的母牛，在胚胎移植之前需对胚胎的性别、高产奶和适宜生长的基因进行鉴定；母牛在减数分裂过程中发生基因重组，产生具有优良性状基因的卵细胞，子代母牛的优良性状与此有关。(3)通过胚胎分割技术可产生遗传性状相同的多个胚胎，从而提高胚胎的利用率。
答案：(1)生长发育或胚胎发育 隐性 ♂A×♀C 1/8
(2)获能或增强活力 ③ 供能 性别、高产奶和适宜生长的基因 ② (3)胚胎分割
3．(2014·福建卷) ( http: / / www.21cnjy.com )Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：
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(1)步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________。
(2)步骤②中，重组胚胎培养到 ______期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中，需要构建含有基 ( http: / / www.21cnjy.com )因Rag2的表达载体。可以根据Rag2基因的________________设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有______________酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 ________，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
答案：(1)细胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列 HindⅢ和Pst Ⅰ (4)蛋白质
4．(2011·新课标卷)现有 ( http: / / www.21cnjy.com )一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过________呼吸将有机物分解。
(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼 ( http: / / www.21cnjy.com )类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了____________(填“生态系统”、“群落”或“种群”)。在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于____________所固定的________能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______________和______________等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态统的生产力。
解析：(1)依据题干提供的信息分析，污水 ( http: / / www.21cnjy.com )流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物；流经兼氧池后，微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物。(2)据本小题提供的信息可推知植物池中所有的生物构成了群落。植物处于食物链的第一营养级；植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于生产者所固定的太阳能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。(4)根据小题中提供的信息可推测出，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境或受损的生态系统进行修复。
答案：(1)无氧和有氧(或细胞)
(2)群落 一 生产者 太阳
(3)物质循环再生 物种多样性
(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
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填充关键点 ( http: / / www.21cnjy.com )
思考连接处 (1)采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精吗？提示：用非激素处理法采集的卵母细胞需要在体外人工培养到减Ⅱ中期才能与获能的精子受精。(2)胚胎移植是一种生殖方式吗？提示：胚胎移植仅属于一种技术，可用于有性和无性生殖产生的胚胎移植。(3)试管婴儿用到了哪些生物工程技术？提示：体外受精、动物细胞培养、胚胎移植等。
1．(2015·江西六校二模)下面是有关胚胎工程的相关问题，请回答：
(1)胚胎工程是对动物________或________所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过____________给受体才能获得后代。
(2)哺乳动物的体外受精主要包括___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____、________和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射________，使其排出更多的卵子。
(3)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入________中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想 ( http: / / www.21cnjy.com )材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从________获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持________的状态
解析：(1)胚胎工程是对动物 ( http: / / www.21cnjy.com )早期胚胎或配子所进行的多种显微镜操作和处理技术，胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代，因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(2)哺乳动物的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、受精等几个主要步骤。给优良母畜注射促性腺激素，以促使其超精排卵。(3)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理解材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从原始性腺获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。
答案：(1)早期胚胎 配子 (胚胎)移植
(2)卵母细胞的采集(或培养) 精子的采集和获能 促性腺激素
(3)发育培养液 (4)原始性腺 不分化
2．(2014·广州大学 ( http: / / www.21cnjy.com )附中)人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血液中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。现应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞牛产血清白蛋白成为可能。大致过程如下：
a．将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成细胞①；
b．取出细胞①的细胞核，注入去核牛卵母细胞中，形成细胞②；
c．电脉冲刺激细胞②促使其形成早期胚胎；
d．将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题：
(1)细胞①、②中实现了基因重组的是__ ( http: / / www.21cnjy.com )__，实验过程b的牛卵母细胞应在体外培养到____________期。为使奶牛一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是__________。
(2)采用________技术将早期胚胎分成若干等份，从而获得遗传物质相同牛。
(3)在进行胚胎移植时，需对受体母牛进行________处理。
(4)“膀胱生物反应器”与“乳腺细胞生 ( http: / / www.21cnjy.com )物反应器”相比，优点是________________________________________________________。
(5)胚胎干细胞来源于______期的内细胞团或原始性腺，在功能上具有______________。
解析：利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白的 ( http: / / www.21cnjy.com )大致过程，a利用了基因工程，b利用了细胞工程中细胞核移植，c利用了动物细胞培养的技术，d利用了胚胎移植的技术。(1)①实现了基因的重组，重组细胞，②实现了细胞核和细胞质的重组。卵子发生的MⅠ和MⅡ是不连续的，只有达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力。为了获得更多的卵细胞可用促性腺激素处理雌牛，以促其多产生卵子。(2)胚胎分割是胚胎工程中的一项重要技术手段，一般在桑椹胚期或囊胚期，借助于显微操作技术切割早期胚胎，从而获得同卵双胎或多胎的生物学技术。(3)胚胎移植进行前，首先要对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理，目的是使供体和受体的生理状况必须是相同的。(4)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，不必对动物造成伤害。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。(5)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎(囊胚期的内细胞团)或原始性腺细胞中分离出来的一类具有发育的全能性的细胞。
答案：(1)① 减数第二次分裂中 ( http: / / www.21cnjy.com ) 促性腺激素(其他答案合理即可) (2)胚胎分割 (3)同期发情(孕激素) (4)雌性和雄性奶牛的尿液中都可提取到白蛋白 (5)囊胚 发育的全能性
3．南京古泉生态农场是生态 ( http: / / www.21cnjy.com )农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的________________、______________和________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物—农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？
______________________________________________________。
(3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D．由于各级产物都可利用，减少了废物污染
(4)根据生态工程中的物种多样性这 ( http: / / www.21cnjy.com )一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
______________________________________________________。
解析：(1)生态工程中的生态 ( http: / / www.21cnjy.com )农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也具有良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不超过5个营养级。
答案：(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性
(2)①如图所示
无机物农田秸秆沼气池
②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降
(3)C (4)不正确。因为食物链越长 ( http: / / www.21cnjy.com )，各营养级中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少第1讲 基因工程和细胞工程
1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2．基因工程的原理及技术(Ⅱ)。
3．基因工程的应用(Ⅱ)。
4．蛋白质工程(Ⅰ)。
5．植物的组织培养(Ⅱ)。
6．动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。
7．细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
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1．(2015·新课标卷Ⅱ)已知生 ( http: / / www.21cnjy.com )物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的______________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P ( http: / / www.21cnjy.com )1基因的途径有修饰______________基因或合成______________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：__________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因 ( http: / / www.21cnjy.com )工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________和________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物__________________进行鉴定。
解析：本题考查蛋白质工程相 ( http: / / www.21cnjy.com )关知识，难度较小。(1)对蛋白质的氨基酸序列(或结构)进行改造，可达到改变蛋白质的功能的目的。(2)以P基因序列为基础，获得P1基因，可以对P基因进行修饰改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法则的全部内容包括DNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测相应的核苷酸序列，并获取基因。经表达的蛋白质，要对其进行生物功能鉴定。
答案：(1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、 RNA→DNA、
RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)
(3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
2．(2015·新课标卷Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：
(1)用基因工程方法制备HIV ( http: / / www.21cnjy.com )的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________________，以其作为模板，在________________的作用下合成________________。获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________________。该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________________。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群 ( http: / / www.21cnjy.com )中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有________________癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。
解析：(1)HIV属于逆 ( http: / / www.21cnjy.com )转录病毒，它的遗传物质是RNA，在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA，用于构建基因表达载体，从而制备HIV的某蛋白。(2)HIV的某蛋白作为抗原进入机体后，能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体；可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。(3)HIV病毒营寄生生活，寄生在T淋巴细胞内，T细胞参与体液免疫和细胞免疫，因此少了T细胞，特异性免疫几乎全部丧失，降低了机体的免疫功能。(4)人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，可及时清除体内产生的癌细胞，艾滋病患者的整个免疫功能缺陷，机体会发生一系列顽固性机会感染和肿瘤的发生。
答案：(1)RNA 逆转录酶 cDNA(或DNA)
(2)抗体 抗原抗体特异性结合
(3)T(或T淋巴) (4)监控和清除
3．(2015·安徽卷)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)由过程①获得的A为____________________。
(2)在核移植之前，必须 ( http: / / www.21cnjy.com )先去掉受体卵母细胞的核，目的是__________________。受体应选用________________期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入 ( http: / / www.21cnjy.com )子宫的重组胚胎基本上不发生________________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_________________________________。
解析：(1)根据题意可知，要将人凝血因子 ( http: / / www.21cnjy.com )IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞，必须构建基因表达载体，所以由过程①获得的A为基因表达载体。(2)为保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞，在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核。受体应选用减数第二次分裂中(MⅡ中)期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。
答案：(1)含目的基因的表达载体
(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 MⅡ
(3)免疫排斥反应
(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
4．(2015·福建卷)GDNF是一种 ( http: / / www.21cnjy.com )神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是______________________。
(2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的______________________限制酶进行酶切。
(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接， ( http: / / www.21cnjy.com )连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第______________泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
(4)将正向连接的表达载体导入 ( http: / / www.21cnjy.com )神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的______________与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行________________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。
解析：(1)动物细胞培养时，可用胰 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白酶或胶原蛋白酶作用，使细胞分散开。(2)质粒上有XhoⅠ识别位点，而且在启动子之后，所以选用XhoⅠ限制酶进行酶切。(3)泳道①仅有一种条带，属于载体自连；泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同，为正向连接；泳道③有两种条带，长度与BamHⅠ酶切后结果相同，为反向连接。(4)检测基因是否表达采用抗原抗体杂交法。培养动物细胞采用动物细胞培养法，当细胞密度达到一定程度，需要进行分瓶，进行传代培养。
答案：(1)使细胞分散开 (2)XhoⅠ (3)② (4)抗体 传代
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填充关键点 ( http: / / www.21cnjy.com )
思考连接处 (1)基因工程和细胞工程操作的工具酶有什么不同？提示：前者涉及限制酶和DNA连接酶；后者涉及纤维素酶、果胶酶和胰蛋白酶。(2)转基因植物的培育涉及哪些生物工程？提示：基因工程、植物组织培养(植物细胞工程)。(3)转基因动物的培育涉及哪些生物工程？提示：基因工程、动物细胞工程、胚胎移植。
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1．阅读如下资料：
资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
资料乙 T4溶菌酶在温度较高 ( http: / / www.21cnjy.com )时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。
回答下列问题：
(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载 ( http: / / www.21cnjy.com )体导入小鼠的受精卵中常用________法。构建基因表达载体常用的工具酶有__________________和______________。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是______________________________
______________________________________________________。
(2)资料乙属于__________工程范 ( http: / / www.21cnjy.com )畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对__________进行改造，或制造一种____________的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的__________序列发生了改变。
解析：动物细胞基因工程中，最常用的导入基因的方法是显微注射法；植物细胞基因工程中，最常用的导入基因的方法是农杆菌转化法。
答案：(1)显微注射 限制性核酸内切酶 DN ( http: / / www.21cnjy.com )A连接酶 农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中 (2)蛋白质 现有蛋白质 新的蛋白质 氨基酸
2．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)为了培育该新型药用植物， ( http: / / www.21cnjy.com )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__ ( http: / / www.21cnjy.com )________________。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 ( http: / / www.21cnjy.com )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：(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的。要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交，
因此首先用纤维素酶和果胶酶 ( http: / / www.21cnjy.com )去掉植物的细胞壁，然后用PEG化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者的原生质体融合。再采用植物组织培养技术获得杂种植株，植物组织培养的主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是两个物种，二者不能通过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会，产生正常的配子。由于甲、乙都是二倍体，因此，植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制，而且可以避免后代发生性状分离等优点，因此，植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子，用到的核心技术是植物组织培养技术。将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
答案：(1)纤维素 果胶 原生质体 ( http: / / www.21cnjy.com )愈伤 再分化(分化) 植物体细胞杂交技术 (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(共25张PPT)
第一部分 知识落实篇
专题九 现代生物科技专题
第二讲 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题及生态工程
核心考点
归纳整合
1．早期胚胎的发育过程
核心考点
归纳整合
2．胚胎工程各技术间关系整合
核心考点
归纳整合
胚胎工程中必须清楚的几个问题：
(1)分清两个标志——受精的标志和受精完成的标志。
①受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。
②受精完成的标志：雌、雄原核的融合。
(2)卵子和精子能够受精的前提条件。
①成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后方才具备受精能力。
②动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异，但只有达到减Ⅱ中期时，才具备与精子受精的能力。
核心考点
归纳整合
(3)胚胎分割、胚胎移植应注意的问题。
①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
②囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(4)同期发情处理与超数排卵。
胚胎工程流程图中的同期发情对象为同种供体母畜和受体母畜，超数排卵对象为供体母畜，子代遗传性状如何，应从最初来源入手分析，即是来自体外(或体内)受精还是来自体细胞等。
核心考点
归纳整合
3．生物工程技术应用组合
(1)转基因植物培育：基因工程＋植物组织培养。
(2)转基因动物培育：基因工程＋动物细胞培养＋胚胎移植。
(3)克隆动物培育：核移植＋动物细胞培养＋胚胎移植。
(4)植物体细胞杂交：酶工程＋体细胞融合＋植物组织培养。
(5)试管婴儿培育：体外受精＋动物细胞培养＋胚胎移植。
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
对位训练
1．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。结合所学知识，回答下列问题：
核心考点
归纳整合
(1)采集卵母细胞时，可用________________激素处理良种母牛，使其超数排卵；从良种公牛体内采集的精子需经______________处理后，才能获得受精能力。
(2)在体外培养受精卵时，所需气体主要有______；另外，所用培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及________等物质。
(3)图中A代表________过程，它在胚胎工程中的意义在于____________________________________________________。
核心考点
归纳整合
(4)研制能够产生人生长激素的牛乳腺生物反应器时，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________________；获得转基因母牛后，如果______________，则说明目的基因已经表达。
解析：(1)用促性腺激素处理良种母牛，可使其超数排卵。采集的精子经获能处理后才能与处于减数第二次分裂中期的卵子结合形成受精卵。(2)O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。哺乳动物胚胎培养需要“两盐”(无机盐和有机盐)、“两素”(激素和维生素)、“两酸”(核苷酸和氨基酸)和动物血清等。(3)进行胚胎移植的优势是可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜力等。(4)将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
3．生态工程的实例
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
核心考点
归纳整合
1．生态工程具体实例所用的生态学原理
(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。
(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。
(3)引种考虑适应环境——协调与平衡原理。
(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整体性原理。
2．农业生态系统的设计方案应当符合的原则
核心考点
归纳整合
(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。
(2)应当能够构成一个合理的生产结构。
(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源。
(4)应当体现减少环境污染的原则。
(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。
(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现物质的良性循环。
核心考点
归纳整合
对位训练
2．图1是某村子里的生态农业示意图，图2为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，请据图回答有关问题。
核心考点
归纳整合
(1)生态工程与传统工程相比，是一类______________的工程体系。
(2)从生态学角度分析，人们建立图示农业生态系统的主要目的是______________________，图1生态农业主要借鉴了“无废弃物农业”，主要体现了生态工程的________________原理。与此密切相关的生物有______________。
(3)图2中的①②分别为____________、____________，建立该生态系统所要遵循的主要原理有___________________________
_________________________________________(写出两个即可)。
(4)图1中种植了转基因水稻，图2中种了抗逆性的植物，对于转基因生物人们存在________、________、________三个方面的争论。
核心考点
归纳整合
解析：(1)生态工程和传统农业相比，具有少消耗、多效益和可持续的特点。(2)腐生细菌和真菌将粪便分解，产生的沼气做燃料，沼渣做肥料，体现了物质循环再生原理。(3)矿区恢复过程中首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植树种草，该生态工程利用的原理有物种多样性原理、整体性原理、协调与平衡原理等。(4)转基因生物在食物安全、生物安全和环境安全上存在争论。
核心考点
归纳整合
答案：(1)少消耗、多效益、可持续
(2)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染) 物质循环再生 腐生细菌和真菌
(3)工程机械措施 制造表土、压实 整体性原理、协调与平衡原理
(4)食物安全 生物安全 环境安全第2讲 胚胎工程与生物技术的安全性和
伦理问题及生态工程
配套作业
1．(2015·湖南怀化二模)胚胎工程 ( http: / / www.21cnjy.com )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， ( http: / / www.21cnjy.com )都需要进行体外培养，其目的是_______________________________________________________；
从良种公牛采集的精子需__________后才能进行受精的作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于__________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛 ( http: / / www.21cnjy.com )乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________；获得转基因母牛后，如果_________________________________________________
即说明目的基因已经表达。
解析：本题综合考查胚胎工程 ( http: / / www.21cnjy.com )和基因工程的知识。(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的主要作用是维持培养液的pH。(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)基因工程中把目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法；获得基因表达产物即母牛的乳汁中含有人类白细胞介素说明目的基因已经表达。
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)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
2．(2014·河北唐山二模)在畜牧生产中，人们利用多种方法促进优良畜牧繁育取得了显著成绩，请就高产奶牛的快速繁育过程回答以下问题：
(1)克隆奶牛：从供体高产奶牛体内获得体细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )后，对其进行的初次培养称为______，培养的细胞在贴壁生长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________，一般选取传代________代以内的细胞(的细胞核)注入体外培养到________期的受体去核卵母细胞内，通过________使两细胞融合，构建重组胚胎，在体外培养并移入代孕母牛体内，从而获得与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。
(2)试管牛：将体外培养成熟的卵母细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )与经________法获能的精子在体外受精后，移入________中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。通常将胚胎培养至________期，取________细胞做DNA分析，性别鉴定，并将雌性胚胎移入________________的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体。
解析：(1)动物细胞培养过程中，对获得细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )的初次培养成为原代培养，培养的细胞在贴壁生长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。通过核移植技术构建重组胚胎时，一般选取传代10代以内的细胞(的细胞核)注入体外培养到MⅡ中期的受体去核卵母细胞内，通过点刺激使两细胞融合。(2)在试管牛技术中，精子的获能常用化学诱导法，体外受精获得的受精卵常用发育培养液培养。只有当受精卵发育到囊胚时，才可取用滋养层细胞鉴定试管动物的性别(奶牛用雌性)。经鉴定合格的囊胚可以移入同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体。
答案：(1)原代培养 接触抑制 10 MⅡ中 电刺激
(2)化学诱导 发育培养液 囊胚 滋养层 同种的、生理状态相同
3．(2015·甘肃兰州模拟)胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快，回答下列问题：
(1)在哺乳动物的核移植实验中，一般通过__ ( http: / / www.21cnjy.com )______(物理方法)将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到________阶段时，将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精 ( http: / / www.21cnjy.com )子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行________处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至________，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
(3)利用体细胞进行核移 ( http: / / www.21cnjy.com )植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是_______________________________________。
(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中 ( http: / / www.21cnjy.com )含有人干扰素，则所购建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、__________、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的____________(填“受精卵”或“乳腺细胞”)，导入方法是________________。
解析：(1)在哺乳动物的核移 ( http: / / www.21cnjy.com )植实验中，一般通过电脉冲或点刺激(物理方法)将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时，将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行获能处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至MⅡ中期，该时期在显微镜下可以观察到次级卵母细胞和第一极体。(3)体细胞分化程度高，不易恢复全能性，所以利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植。(4)若要使获得转基因牛分泌的乳汁中含有干扰素，则所构建的基因表达载体包括某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因(或目的基因)、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵，导入方法是显微注射法。
答案：点冲脉(或点刺激) ( http: / / www.21cnjy.com ) 桑椹胚或囊胚 (2)获能 MⅡ中期(减数第二次分裂中期) (3)体细胞分化程度高，不易恢复全能性 (4)人干扰素基因(或目的基因) 受精卵 显微注射法
4．(2015·湖南长沙 ( http: / / www.21cnjy.com )模拟)2013年7月，中国试管婴儿之母——卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用________处理促进母亲排出更多的卵子。
(2)胚胎发育的卵裂期在________(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32细胞左右的胚胎，叫作________________，可用于胚胎移植。
(3)为了某些需要，需对胚胎的性别进行 ( http: / / www.21cnjy.com )鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个________(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞，提取DNA；然后用于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作________，以________为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探讨出现阳性反应者，胚胎为_________________________________性。
(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛 ( http: / / www.21cnjy.com )争议的问题。我国不反对治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于________和________之间的第一极体一并吸出。
解析：(1)胚胎工程中，可 ( http: / / www.21cnjy.com )使用促进腺激素使供体母畜超数排卵。(2)胚胎发育的卵裂期在透明带内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32细胞左右的胚胎，叫做桑椹胚，可用于胚胎移植。(3)对胚胎的性别进行鉴定时，先从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞，提起DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作为引物，以滋养层细胞的DNA为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为男性。(4)利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于卵细胞膜和透明带之间的第一极体一并吸出，然后导入人体细胞的细胞核。
答案：(1)促性腺激素 (2)透明带 桑椹胚
(3)滋养层 引物 滋养层细胞的DNA 男
(4)卵细胞膜 透明带
5．胚胎工程技术包含的内容 ( http: / / www.21cnjy.com )很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是_____________________________________________
______________________________________________________。
(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是__________________。
(3)通过应用2获得小牛，涉及胚胎工程的最后一道“工序”是____________________。
(4)应用3中的细胞D取自囊胚的____________，细胞C取自牛胎儿的________________。
(5)应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别____________。
解析：(1)应用1是通过体细胞核移植技术获 ( http: / / www.21cnjy.com )得克隆牛。克隆动物的遗传物质主要来自体细胞供体1，少量来自卵细胞供体2。给供体2注射促性腺激素而不是性激素可以促使其超数排卵，是因为注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵。(2)应用2通过体外受精和早期胚胎培养技术获得试管牛。将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是使精子获能，只有经过获能处理的精子才能与卵子结合。(3)胚胎工程的最后一道“工序”是胚胎移植。(4)应用3是胚胎干细胞培养技术。胚胎干细胞D取自囊胚的内细胞团，胚胎干细胞C取自牛胎儿的原始性腺。(5)应用4通过胚胎分割技术获得同卵双胎小牛。所以两只小牛的性别相同，同为雌性或者雄性。
答案：(1)供体1和供体2 注射一定量的性 ( http: / / www.21cnjy.com )激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵 (2)诱导精子获能 (3)胚胎移植 (4)内细胞团 生殖腺(原始性腺) (5)相同
6．某小组对市郊一农业生态系统进行调查后，经过交流绘制出了如图所示的生态工程示意图。据图回答有关问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)该生态系统中的主要成分是____________，图中的食用菌属于生态系统成分中的______________，该生态系统中，属于第二营养级的生物有_______________________________________________。
(2)建立这一生态系统的目的是使农作 ( http: / / www.21cnjy.com )物固定的太阳能持续、高效地____________________；该生态系统的能量利用率较高与物质的______________利用密不可分。
(3)请画出该农业生态系统的食物网。
(4)该生态系统的建设主要根据生态工程建设的_____________原理。
解析：(1)生态系统的主要成分是生产 ( http: / / www.21cnjy.com )者，即图中的农作物。食用菌属于腐生真菌，在生态系统中属于分解者。以农作物为食的生物属于第二营养级，包括人和家禽、家畜。(2)建立生态农业的目的是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，由于实现了能量的多级利用，所以该生态系统的能量利用率较高。(3)该农业生态系统中的食物网有两条食物链：农作物→家禽、家畜→人；农作物→人。(4)该生态系统实现了物质的循环利用、分级利用，并且减少了环境污染，所以该生态农业的设计遵循物质循环再生原理。
答案：(1)农作物(生产者或植物) 分解者 人和家禽、家畜 (2)流向对人类最有益的部分 多级(循环、重复)
(3)农作物→家禽、家畜→人 (4)物质循环再生
7．某男性表现型正常，其一 ( http: / / www.21cnjy.com )条13号染色体和一条21号染色体发生了图1所示变化。该男性与某染色体组成正常的女性婚配，所生的三个子女染色体组成如图2所示。据图回答：
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(1)图1所示的染色体变异类型有___ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________，该变异可发生在______________________________过程，观察该变异最好选择处于____________时期的胚胎细胞。
(2)若不考虑其他染色体，在减数分裂时，图 ( http: / / www.21cnjy.com )2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向细胞任一极，则其理论上产生的精子类型有______种，该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为______。参照4号个体的染色体组成情况，画出3号个体的染色体组成________。
(3)为避免生出有遗传缺陷的小孩，1号个体 ( http: / / www.21cnjy.com )在妊娠期间应进行________。为便于筛除异常胚胎，医生建议这对夫妇选择“试管婴儿”技术，该技术涉及的两个主要环节是_________________________________________________________。
解析：(1)图1所示的染色体变异类型有 ( http: / / www.21cnjy.com )染色体结构变异和染色体数目变异，在减数和有丝分裂过程中均可能发生，观察胚胎细胞的染色体变异应选择有丝分裂中期图。
(2)设13号、异常染色体、21号 ( http: / / www.21cnjy.com )染色体为A、B、C，在减数分裂时，若A与B配对，C随机分配，则产生的配子是AC和B或A和BC，同理若B与C配对，产生的配子是AB和C或AC和B，因此该男子共产生A、B、C、AC、AB、BC共六种配子，其中只有含AC的配子是正常的，因此该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为1/6。
(3)为避免生出有遗传缺陷的小孩，1号个体在妊娠期间应进行产前诊断。“试管婴儿”技术的两个主要环节是体外受精和胚胎移植。
答案：(1)染色体结构(易位)和数目变异 有丝分裂和减数分裂 有丝分裂中期 (2)6 1/6
(3)产前诊断(羊水检查) 体外受精、胚胎移植 ( http: / / www.21cnjy.com )
8．我国的农业生态工程遵循“整体、协调、 ( http: / / www.21cnjy.com )再生、循环”的基本原理，显示了强大的生命力。广东某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，先坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图，并回答问题：
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(1)该系统将多个生产系统 ( http: / / www.21cnjy.com )通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程____________的原理。该系统能生产出无公害农产品的原因是________________________________
______________________________________________________。
(2)图中属于消费者的生物有_ ( http: / / www.21cnjy.com )_________，食用菌在该生态系统的成分中属于__________，在农业生产上，常将食用菌房与蔬菜大棚相通，以提高蔬菜产量，其原因是_______________________________
______________________________________________________。
(3)该系统工程的核心之一是沼气工程，如果将“沼渣→农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？
(4)该生态系统为何能提高经济效益？
(5)根据生态工程中的物 ( http: / / www.21cnjy.com )种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
(6)根据该县地处水乡这一资源优势，请你就该生态系统提出一条合理化建议：
解析：应从生态工程的基本原理和生态系统能量流 ( http: / / www.21cnjy.com )动等角度入手解答该题。该生态工程依据的是物质循环再生、物种多样性、协调与平衡原理和系统的结构决定功能；生态系统的能量流动是从生产者开始的，即桑、菜等，消费者是蚕、禽、畜等；由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无公害化处理，因此更能净化环境；该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用，降低了生产成本，提高了农产品的产量；该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥用来肥田。
答案：(1)系统的结构决定功能 ( http: / / www.21cnjy.com )减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染 (2)蚕、畜、禽 分解者 食用菌细胞呼吸时释放CO2，为蔬菜光合作用提供原料 (3)土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降 (4)实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业成本投入) (5)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少 (6)蚕沙碎屑用来养鱼，鱼塘塘泥用来肥田第1讲 基因工程和细胞工程
配套作业
1．(2015·天津河西一摸节选)萤火虫 ( http: / / www.21cnjy.com )发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：
(1)在此转基因工程中，目的的基因是________，具体操作过程中下图所示的粘性末端是由________种限制性核酸内切酶作用产生的。
(2)将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助，则作为载体必须具备能够在细胞内复制并稳定保存，以及__________________
_______________________________________________________
(至少答出两点)等条件。
(3)在此转基因工程中，将体外重组DNA导 ( http: / / www.21cnjy.com )入大肠杆菌体内，并使其在细胞内________的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是____________________________________
______________________________________________________。
(4)目的基因在受体细胞是否能转录出 mR ( http: / / www.21cnjy.com )NA，可用______________技术来检测；目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过____________特异性反应来判断。
解析：(1)在此转基因工程 ( http: / / www.21cnjy.com )中，目的基因是荧光素酶基因；图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酶作用产生的，其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的，另外两个是由另一种限制酶切割产生的。(2)作为基因工程的载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因(如抗性基因)，以便于重组细胞的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。(3)基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态。(4)检测转基因生物的DNA上否插入目的基因，常用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术。
答案：(1)荧光素酶基因 2
(2)具有特定的限制酶切割位点、具有某些标记基因
(3)维持稳定和表达 使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态(或使大肠杆菌处于感受态细胞状态)
(4)分子杂交 抗原—抗体
2．(2015·河南周口一模)下图为转基因的培育过程。请回答：
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(1)在对胎猪细胞进行培养时，需要在细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞培养液中添加一定量的________，以防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止__________对细胞自身造成危害。
(2)构建基因表达载体的目的是________。基因表达载体的组成必须要有目的基因、________、终止子和________等。
(3)可用________处理母猪以获取更多的卵(母)细胞。
(4)重构胚发育到__________阶段才能进行胚胎移植，被移植的胚胎之所以能够在受体母猪的子宫内存活，是因为受体母猪对移入子宫的外来胚胎基本不发生___________________________________。
解析：(1)细菌对抗生素敏感，动物 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞培养时，需要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)基因工程中构建基因表达载体的目的是基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的组成必须要有目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)为获得更多的卵(母)细胞，可用促性腺激素处理供体母畜，使其超数排卵。(4)重构胚发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，被移植的胚胎之所以能够在受体母畜的子宫内存活，是因为受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥。
答案：(1)抗生素 细胞代谢产物积累 (2) ( http: / / www.21cnjy.com )使目的基因在受体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用 启动子 标记基因
(3)促性腺激素 (4)桑椹胚或囊胚 免疫排斥反应
3．(2015·宁夏银川二 ( http: / / www.21cnjy.com )中一模)人们预防与诊疗传染性疾病经常使用疫苗和抗体，已知禽流感传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，相应疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)过程②代表基因工程 ( http: / / www.21cnjy.com )操作步骤中的__________；基因工程的核心步骤是________(填序号)，该过程所需的工具酶有________。
(2)通过过程⑦获得的X称为__________。
(3)对健康人进行该传染病免疫预防时， ( http: / / www.21cnjy.com )可选用图中基因工程生产的________制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒进行________比较，或用图中的________进行特异性结合检测。
解析：(1)分析图解，①过程表示逆转录 ( http: / / www.21cnjy.com )；②过程表示目的基因的获取；③过程表示构建基因表达载体(基因工程的核心步骤)；④过程表示向受体细胞导入目的基因；基因工程中所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(2)⑤过程表示A蛋白(抗原)刺激B细胞；⑥过程表示B细胞增殖分化为浆细胞；⑦过程表示动物细胞的融合，获得所需的杂交瘤细胞；⑧过程表示培养、提取单克隆抗体。(3)可用作疫苗的是能使机体产生特异性免疫的抗原物质，由图可知应选A蛋白。确认该种病毒可将其与已知病毒进行核酸序列的比较；也可用抗原—抗体杂交法，即用制备的单克隆抗体与抗原发生特异性结合检测。
答案：(1)目的基因的获取 ③限制酶和DNA连接酶
(2)杂交瘤细胞
(3)A蛋白 核酸序列(或RNA序列等合理答案给分) 抗A蛋白单克隆抗体
4．(2015·吉林长春二模)为培育出含β 胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题。
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(1)甲方案中，β 胡萝卜素基因能 ( http: / / www.21cnjy.com )在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是___________________________________________。
若研究人员已知β 胡萝卜素基因序列，可采 ( http: / / www.21cnjy.com )用________方法获得β 胡萝卜素基因。②过程中可用________技术检测水稻体细胞DNA上否插入了β 胡萝卜素基因。
(2)乙方案中，在体细胞杂交前需要用 ( http: / / www.21cnjy.com )__________酶除去细胞壁获得原生质体，诱导体细胞融合的化学试剂常用______。通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过________两个过程，依据的原理是__________________________________________________________。
(3)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是________________。
解析：(1)玉米的基因能在水稻体内表达 ( http: / / www.21cnjy.com )的原因是所有生物共用一套遗传密码。若已知基因序列，可采用人工合成的方法获得目的基因。检测目的基因是否插入水稻体细胞中可用DNA分子杂交技术。(2)在植物体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体，诱导体细胞融合的化学试剂常用聚乙二醇。乙方案中通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要进过脱分化和再分化两个过程，依据的原理是植物细胞的全能性，在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加植物激素。(3)与传统育种方法相比，两套方案共同的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。
答案：(1)所有生物共用一套遗传密码(密码子) 人工合成 DNA分子杂交
(2)纤维素酶和果胶 聚乙二醇 脱分化和再分化 (植物)细胞的全能性 (植物)激素(生长素和细胞分裂素)
(3)克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)
5．胰岛素可以用于治疗糖尿病， ( http: / / www.21cnjy.com )但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是__________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与______________结合后转移到______________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么？
______________________________________________________。
解析：(1)蛋白质工程首先要根据人们对 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是预期胰岛素的功能，即速效胰岛素。(2)合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。(3)利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因工程转入受体细胞，并在生产中要借助工程菌，所以还需要发酵过程，因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵工程。(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本思路是根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。
答案：(1)蛋白质的预期功能 (2)载体 ( http: / / www.21cnjy.com )大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
6．植物组织培养是克隆植物的一种方法，其过程如图所示，据图回答下列问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)为了获得脱毒植株，外植 ( http: / / www.21cnjy.com )体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是_____________________________________。
(2)培养皿中的培养基中除需添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体____________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物 ( http: / / www.21cnjy.com )，如紫杉醇，可将①________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过________即可获得大量细胞。
(4)植物组织培养过程需要在植物生长和 ( http: / / www.21cnjy.com )繁殖的最适条件下进行，否则在光学显微镜下可能观察到细胞的________________发生了异常，进而导致植物性状遗传不稳定甚至出现不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果 ( http: / / www.21cnjy.com )树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛应用于__________、________________、________________等育种过程。
解析：(1)刚长出的茎尖或芽尖还没有受到病毒 ( http: / / www.21cnjy.com )的侵染，因此用这些部位的细胞作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。(2)在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织，生根发芽，从而形成新的植物体。(3)紫杉醇是细胞代谢产物，可通过对愈伤组织进行机械处理获得大量的单细胞，再经过细胞有丝分裂获得大量细胞，以形成大量的细胞代谢产物。(4)在植物形成愈伤组织时，很容易发生细胞融合，从而使植物发生染色体结构或数目的变异。(5)植物组织培养技术除了用于微型繁殖、脱毒植株的培育，还可以用于植物体细胞杂交育种、基因工程育种和单倍体育种等多个方面。
答案：(1)这些部位很少受到病毒等的侵害 (2)脱分化和再分化 (3)愈伤组织 细胞分裂 (4)染色体结构或数目
(5)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
7．下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。
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请据图回答：
(1)获得A有两条途径：一是以A的m ( http: / / www.21cnjy.com )RNA为模板，在__________的催化下，合成互补的单链DNA，然后在____________作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的________序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的__________序列，再通过化学方法合成所需基因。
(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要 ( http: / / www.21cnjy.com )在反应体系中添加的有机物质有______、______、4种脱氧核苷酸、三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为________。
(4)在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是________________
______________________________________________________。
解析：(1)利用逆转录法合成目的基因的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。(4)有利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子。
答案：(1)逆转录酶 DNA聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸 (2)引物 (目的基因或A基因)模板
(3)基因表达载体 (4)使其成为感受态细胞，使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子
8．干扰素是动物或人体细胞受病毒感染后产生的一类糖蛋白，具有抗病毒、抑制肿瘤及免疫调节等多种生物活性。请分析回答：
(1)干扰素的产生受细胞内基因的控 ( http: / / www.21cnjy.com )制，通常处于抑制状态。在病毒刺激下，干扰素基因经______、翻译形成干扰素前体，进一步加工后形成成熟的干扰素，通过______方式分泌到细胞外。
(2)某些干扰素可作用于宿主细胞膜上 ( http: / / www.21cnjy.com )的相应受体，激活该细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通过激活RNA酶使病毒的mRNA______，有些则可与________(细胞器)结合，通过抑制病毒多肽链的合成发挥抗病毒作用。
(3)某些干扰素可抑制肿瘤细胞DNA的 ( http: / / www.21cnjy.com )合成，通过减慢细胞______分裂过程抑制肿瘤。还有些干扰素可提高吞噬细胞将抗原呈递给________细胞的能力，从而在免疫调节中发挥作用。
(4)获取干扰素的传统方法是 ( http: / / www.21cnjy.com )从人的白细胞中提取，但产量很低。科学家利用__________酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子(即RNA聚合酶________________的部位)等调控组件连接在一起，采用________________的方法将重组DNA导入牛的____________细胞中，经胚胎早期培养一段时间后移植入母体内发育成熟，即可获得能产生干扰素的转基因牛。大大提高了干扰素的产量。
解析：(1)基因通过转录和 ( http: / / www.21cnjy.com )翻译合成蛋白质，干扰素是一类糖蛋白，属于分泌蛋白，在核糖体上合成，经过内质网、高尔基体加工，在细胞膜上以胞吐的方式分泌到细胞外；(2)RNA酶的作用是水解RNA，核糖体上合成蛋白质的实质是将氨基酸脱水缩合成多肽链；(3)肿瘤细胞最大的特点是能无限增殖，干扰素能抑制肿瘤，就是减慢了细胞的有丝分裂，即抑制了DNA的复制，同时提高了吞噬细胞半抗原呈递给T淋巴细胞的能力，从而在免疫调节中发挥作用；(4)基因工程中采用DNA连接酶将目的基因和载体重组，构建基因表达载体，其中的启动子即RNA聚合酶识别与结合的部位。要将基因表达载体导入动物细胞体内，采用的方法是显微注射法，采用的受体细胞是动物的受精卵。
答案：(1)转录 胞吐 (2)水解 核糖体 (3)有丝 T淋巴 (4)DNA连接 识别与结合 显微注射 受精卵
