2017_2018学年高中生物全一册（习题单元测试）（打包25套）新人教版选修3

2.1.2　植物细胞工程的实际应用
基础巩固
1若要获得脱毒苗,一般选取植物体的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.叶
B.花粉
C.根
D.茎尖
解析要获得脱毒苗,一般选取植物体的分生区附近(如茎尖),该部位的病毒少,甚至无病毒。
答案D
2下列不属于利用植物细胞工程实现的植物繁殖新途径的是(　　)
A.微型繁殖
B.作物脱毒
C.有性生殖
D.人工种子
解析植物组织培养属于无性生殖,能够实现植物的快速繁殖,以及获得脱毒植株和人工种子。
答案C
3下列不是单倍体育种的优点的是(　　)
A.缩短育种年限
B.得到稳定遗传的优良品种
C.节约人力、物力
D.突变率高
解析与常规的杂交育种方法相比较,单倍体育种明显地缩短了育种年限,仅用两年时间就可得到纯合子,节约了人力、物力。突变率高是诱变育种的优点。
答案D
4右上图为某二倍体植株花药中未成熟花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是
(　　)
A.过程①②表示脱分化,过程③表示再分化
B.过程①②需要避光,过程③需要照光
C.过程①②③说明花粉细胞具有全能性
D.过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离
解析过程①表示脱分化,过程②表示再分化;过程②③需要光,过程①不需要光;过程③获得的完整植株为单倍体植株,高度不育,无法自交产生后代。
答案C
5下列关于人工种子的叙述,不正确的是(　　)
A.可以克服季节、气候、地域的限制
B.可以节约时间
C.可防止性状分离
D.由人工种子得到的植株为纯合子
解析由人工种子得到的植株并不一定是纯合子,如果所用材料为纯合子,则得到的植株为纯合子,如果所用材料为杂合子,则所得植株为杂合子。
答案D
6在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是
(　　)
A.培养的细胞一直处于不断的分生状态
B.培养基营养丰富,易于植物生长
C.纺锤丝的形成容易受抑制
D.DNA复制容易受抑制
解析在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。
答案A
7人参皂甙粉是人参中重要的药用成分,以前只能从人参中提取,产量低,因而价格较贵。目前可通过下列哪项技术迅速大量获取 (　　)
A.基因工程
B.植物组织培养
C.植物体细胞杂交
D.发酵工程
解析人参皂甙粉可利用人参细胞经植物组织培养而获得。
答案B
8下列选项中没有采用植物组织培养技术的是(　　)
A.利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,得到多倍体植株
B.利用花药离体培养得到单倍体植株
C.利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株
D.利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
解析A项属于多倍体育种,其中不涉及植物组织培养技术。
答案A
9人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像种子一样萌发生长,长成植物。人工种子的核心部件是类似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。
(1)人工种子依据的原理是　　　　　　　　　　　　　　,培育胚状体利用了　　　　　　　技术。
(2)包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如果外植体是植物的茎尖,通过①的处理可使细胞彼此分离,①过程中可加入　　　　。
A.蛋白酶
B.淀粉酶
C.果胶酶
D.胰蛋白酶
(4)②过程表示脱分化过程,其实质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;③表示再分化过程,其实质是　　　　　　　　　　　　　。
(5)由人工种子萌发成的植株是否可育 　　　　　　　　　　　。
答案(1)植物细胞的全能性　植物组织培养
(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶
(3)C
(4)使细胞恢复分裂能力　基因的选择性表达
(5)不一定
10研究人员最近开发出一种新的生产工艺,利用基因工程生产转基因烟草从而获得某种药物。请根据所学知识回答下列问题。
(1)构建重组质粒时,需要使用的工具酶是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。将重组质粒导入烟草细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和　　　　　　　　　　　　。
(2)在转基因烟草培育过程中,其受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是　　　　　　　　,该过程采用的技术是　　　　　　　　　　　　　。
(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用　　　　　　　　技术,该技术中使用的基因探针也可以用来检测　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)科学家将植物细胞培养成　　　　　　,包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便快速大面积推广。
解析(1)构建重组质粒时,需要使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶,将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。(2)愈伤组织细胞是未分化的细胞,叶肉细胞已经高度分化,愈伤组织的全能性高于植物的叶肉细胞,通常用植物组织培养技术将转基因细胞培养为植株。(3)用DNA分子杂交技术检测目的基因在受体细胞中是否存在,用分子杂交的方法检测目的基因是否转录出了mRNA。(4)人工种子是将植物组织培养技术培养的胚状体包上人工种皮制成的。人工种子有利于运输、推广。
答案(1)限制酶(限制性核酸内切酶)和DNA连接酶　花粉管通道法
(2)全能性高　植物组织培养
(3)DNA分子杂交　目的基因是否转录出mRNA
(4)胚状体
能力提升
1通过植物组织培养技术繁育农作物,其优点不包括(　　)
A.加快繁育速度
B.保持亲本优良性状
C.培育出无病毒植株
D.改变植物的基因型
解析植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,并通过作物脱毒提高作物产量,改善作物品质。
答案D
2下列有关植物细胞工程应用的叙述,不正确的是(　　)
A.利用组织培养技术培育脱毒苗,获得具有抗病毒能力的新品种
B.利用组织培养技术获得人工种子,能保持亲本的优良性状
C.利用细胞培养技术获得紫草素,实现了细胞产物的工厂化生产
D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍
解析脱毒的含义是脱掉病毒或者基本上不带病毒,而不是产生抗病毒能力。产生抗病毒能力一般需要使用转基因技术。
答案A
3下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,相关叙述正确的是(　　)
四倍体兰
花叶片愈伤组织胚状体植株
A.②和③过程会发生减数分裂
B.①阶段需生长素而②阶段需细胞分裂素
C.①阶段有细胞增殖但无细胞分化
D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
解析植物组织培养过程是无性繁殖的过程,因此不会涉及减数分裂。①是脱分化过程,②是再分化过程,在这两个过程中两种激素(生长素和细胞分裂素)都需要。花药离体培养获得的植株均为单倍体。
答案C
4下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图,下列有关叙述错误的是(　　)
花粉植株A植株B
A.过程②通常使用的试剂是秋水仙素,作用时期为有丝分裂前期
B.通过过程①得到的植株既有纯合子又有杂合子
C.过程①属于植物组织培养,在此过程中必须使用一定量的植物激素
D.与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
解析该过程是单倍体育种过程,①是花药离体培养,获得的是单倍体,基因型为AB、Ab、aB、ab
4种,经染色体加倍后的植株B都为纯合子;过程②使用秋水仙素使染色体数目加倍,作用的机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成;过程①属于植物组织培养,需要生长素和细胞分裂素的诱导。
答案B
5下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断不正确的是(　　)
①②③④
A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现不同植物的遗传特性
B.若①是花粉,则④是单倍体植株,经染色体加倍后可得到性状稳定遗传的品种
C.若①是人参细胞,对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量
D.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则利用③进行繁殖会发生性状分离
解析杂种细胞发育成的杂种植株具有两种植物体的遗传物质,因而可能表现出两种植物的遗传特性。若①是花粉,则④是通过离体培养获得的单倍体植株,经染色体加倍后获得的一定是纯合子,因而性状一定会稳定遗传。若①是人参细胞,②是脱分化获得的愈伤组织,对愈伤组织进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量。若①是具有杂种优势的农作物细胞,则③是再分化出的胚状体或丛芽,用其进行繁殖属于无性繁殖,后代会保持亲本的性状。
答案D
6下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是
(　　)
A.①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力
B.②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织
C.③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化
D.培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
解析①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力,A项正确;②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织,B项正确;③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化,C项错误;培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,D项正确。
答案C
★7制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹,并在薄膜以内放入一些营养物质,如图所示。据此判断下列说法不正确的是
(　　)
A.“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能
B.“胚状体”来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是脱分化和再分化
C.从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看,其外部薄膜应具有全透性和能被微生物降解的特点
D.在人工种子萌发的过程中,“胚状体”细胞吸收营养液中的物质用于生长等
解析从保证人工种子正常的生命力上来看,其外部薄膜应具有半透性,可以透气和透水,但是不能让薄膜以内的营养物质扩散出来。
答案C
8下图所示为农作物新品种的育种方式。
(1)图示育种方式涉及的生物工程技术有:　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。
(2)②③过程分别为　　　　　　、　　　　　　。
(3)⑤过程中常用的载体是　　　　　　;⑤过程表示的操作步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)上述育种与传统杂交育种相比,突出的优点是:


　。
解析(1)图中⑤过程涉及基因工程,①过程为植物体细胞杂交,两者都需要植物组织培养技术的支持。
(2)图中②为脱分化的过程,可获得愈伤组织,然后经过③再分化而得到胚状体。
(3)基因工程中常用的载体为质粒。⑤过程是将目的基因导入某种植物受体细胞中。
(4)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种,都会打破物种的界限——生殖隔离,实现生物性状的定向改变。
答案(1)基因工程　植物组织培养　植物体细胞杂交(细胞融合)
(2)脱分化　再分化
(3)质粒　将目的基因导入受体细胞
(4)打破生殖隔离、实现遗传物质的定向改变、克服了远缘杂交不亲和的障碍,育种周期短
9通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。
离体的植物器官、
组织或细胞愈伤组织胚状体
植物体
图甲　植物组织培养过程
表乙　植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况
(单位:mol/L)
A组
B组
C组
D组
E组
吲哚乙酸
0
3×10-6
3×10-6
0.03×10-6
0
细胞分裂素
0
0.2×10-6
0.002×10-6
1.0×10-6
0.2×10-6
花芽生长状况
仍是组织切块
形成愈伤组织
愈伤组织分化出根
愈伤组织分化出嫩芽
稍生长
(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是　。
(2)应用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构,若包裹上人造种皮,制成人工种子,可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[　]　　　　　　和[　]　　　　　　过程,在此过程中被培养的细胞始终受　　　　　　　的调节([　]内填序号)。
(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株,其原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)从表乙的实验结果可看出:吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中,新芽形成必需的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;而在培养形成完整新个体的过程中,对它们的调控关键是　

　。
解析离体器官或组织的细胞含有该生物的全套遗传信息,从而具有发育成完整个体的潜能,称为植物细胞的全能性,植物组织培养的基本过程是脱分化和再分化。植物细胞分化与细胞分裂素、生长素(吲哚乙酸)关系密切,在两种激素比例恰当时容易分化形成愈伤组织,细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度时容易分化形成芽。
答案(1)植物细胞的全能性
(2)①　脱分化　②　再分化　植物激素
(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染,甚至无病毒
(4)细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度　适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例3.2　体外受精和早期胚胎培养
基础巩固
1试管牛所采用的技术是(　　)
①胚胎移植　②基因工程　③细胞工程　④体外受精
⑤克隆技术
A.①④　　　B.②④　　　C.①③　　　D.①⑤
解析试管动物是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育成早期胚胎,经胚胎移植后产生后代的技术。试管牛采用的技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。
答案A
2胚胎早期培养需要用发育培养液,此培养液的成分是
(　　)
A.水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等
B.蔗糖、水、无机盐、激素、维生素等
C.水、无机盐、蔗糖、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清等
D.水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等
解析蔗糖一般是植物培养基的成分,淀粉一般不作为培养基的成分,只在某些微生物的培养过程中利用。胚胎培养液的成分和动物细胞培养液的成分相似。
答案A
3下列哪项不是人工授精和体外受精的区别 (　　)
A.人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性
B.体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C.人工授精和体外受精的本质不同
D.人工授精的精卵结合在母畜体内,而体外受精的这一过程在母畜体外
解析人工授精是用人工的方法,把精液注入雌性动物的生殖道内,使精卵结合,体外受精是将人工获取的精子和卵子在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合,只不过前者是在体内完成的,后者是在体外完成的。
答案C
4体外受精时采集小鼠卵子常用的方法是(　　)
A.超数排卵处理法
B.活体采卵法
C.从早期胚胎中采集
D.从屠宰后母畜卵巢中采集卵母细胞
解析对实验小鼠常用的采集卵子的方法:用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,再从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精,即超数排卵处理法。
答案A
5精子获能的常用化学物质可能是下列哪一种 (　　)
A.氯化钙溶液　
B.肝脏提取液
C.肝素溶液　
D.氨基酸营养液
解析采集到的精子必须获能后才能与成熟的卵子完成受精。精子体外获能的方法有两种:培养法和化学诱导法,对于啮齿类动物、家兔和猪等动物,一般采用培养法,即将精子放入获能液中使其获能;对于牛、羊等家畜常用化学诱导法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导精子获能。
答案C
6体外受精常采用的采卵方法有(　　)
①用促性腺激素处理后,从输卵管中冲取卵子　②化学诱导法　③电刺激法　④从活体动物卵巢中吸取卵母细胞　⑤从屠宰场废弃卵巢中采集卵母细胞
A.①②③
B.②③④
C.①③⑤
D.①④⑤
解析可采用注射激素的方法,使母畜排出更多的卵子然后从输卵管中冲取卵子;也可利用超声波引导法从母畜体内采集卵母细胞或直接从屠宰母畜的卵巢内获取卵母细胞。
答案D
7采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。以下原因不正确的是(　　)
A.卵母细胞也要经历类似精子获能的过程
B.采集到的卵母细胞的成熟程度不同
C.体外人工培养至减数第二次分裂中期时,才算成熟
D.卵母细胞还需要培养一段时间,才能由小变大
解析采集到的卵母细胞还不成熟,只有培养至减数第二次分裂中期时,才具有与精子受精的能力。在此之前,也要经历类似精子获能的处理过程。
答案D
8(2017江苏)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是(　　)
A.精子在获能液中于37
℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能
B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用
C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异
D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
解析体外受精前,获取的小鼠的精子需在获能液中进行获能处理,A项正确。运用超数排卵技术,促使动物产生更多的卵细胞,相关措施包括光周期的控制和注射促性腺激素,B项正确。分割后的胚胎细胞遗传物质完全相同,但个体发育还受环境条件的影响,C项错误。胚胎干细胞具有发育的全能性,可以分化为个体的任何一种组织细胞,因此胚胎干细胞可以参与囊胚腔中内细胞团的个体器官发育,D项正确。
答案C
9回答下列有关问题。
(1)哺乳动物的卵子发生是在雌性动物的卵巢内完成的。减数第一次分裂是在雌性动物　　　　前后完成的。
(2)刚排出的精子不能立即与卵子结合,必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做　　　　　　　　　　　。
(3)体外受精是对体内受精的模拟操作,首先对雌性动物用　　　　　　　　　　处理,使其排出更多的卵子。
(4)精卵体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中培养,它的成分比较复杂,除了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、　　　　等物质。
(5)对于“试管动物”的正确理解是　　　　　　　　　(多选)。
A.属于无性生殖
B.属于有性生殖
C.体外受精
D.体内受精
E.体外发育
F.体内发育
解析(1)初级卵母细胞减数第一次分裂发生在排卵前后。
(2)精子必须在雌性动物的生殖道内发生相应生理变化后,才具备受精能力,这一生理现象叫做精子获能(获能)。
(3)对雌性动物注射促性腺激素可使其超数排卵。
(4)动物细胞培养需要添加动物血清,以满足细胞生长发育的需要。
(5)“试管动物”经过精卵的体外受精,属于有性生殖过程。精卵体外受精形成受精卵后在体外进行早期胚胎发育,发育到一定阶段后移植到受体子宫中继续发育。
答案(1)排卵
(2)精子获能(获能)
(3)促性腺激素
(4)血清
(5)BCEF
10根据哺乳动物体外受精的过程,回答下列问题。
(1)体外受精的过程主要包括　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　及受精等几个步骤。
(2)精子采集的方法主要有　　　　　、　　　　　　和　　　　　　。获能的方法有　　　　　　和　　　　　　　　　　　。
(3)请用一个流程图表示体外受精过程。
答案(1)卵母细胞的采集和培养　精子的采集和获能
(2)假阴道法　手握法　电刺激法　培养法　化学诱导法
(3)图示如下:
能力提升
1下列说法错误的是(　　)
A.可以借助工具直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞
B.电刺激法只适于收集猪、犬等家畜的精子
C.在体外受精前,必须对精子进行获能处理
D.获能的精子和培养成熟的卵子,可以在体外完成受精过程
解析手握法只适用于收集猪和犬等体型较小、易于控制的家畜;电刺激法多用于野生或经济动物。
答案B
2下列关于卵母细胞采集的叙述,不正确的是(　　)
A.有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B.从输卵管中取出的卵子,可直接与获能的精子在体外受精
C.对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D.采集的卵母细胞,都可直接与获能的精子在体外受精
解析从输卵管中采集到的卵子可以与获能的精子直接受精,从卵巢中采集到的卵母细胞需要在体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。
答案D
3下列说法正确的是(　　)
A.试管牛是无性生殖的产物
B.试管婴儿是有性生殖的产物
C.“多利”羊是有性生殖的产物
D.转基因牛是无性生殖的产物
解析试管牛和试管婴儿都经过了受精作用,都是有性生殖的产物。“多利”羊是核移植技术的产物,属无性生殖;转基因牛也是有性生殖的产物。
答案B
4下列关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述,正确的是(　　)
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.成熟卵子与收集来的获能精子相遇形成的受精卵需培养到一定阶段才可移植
D.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程只需在体外进行
解析卵母细胞要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精,受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植,移植入受体后继续发育形成幼体产出。
答案C
5进行卵式生殖(卵式生殖是指卵细胞和精子的大小和形状都悬殊的配子生殖)的生物产生的卵细胞比精子大得多,其生物学意义是(　　)
A.利于受精作用
B.可携带更多的遗传物质
C.利于胚胎发育
D.利于胚后发育
解析卵式生殖使更多的营养物质进入卵细胞,这些营养物质对维持受精卵卵裂及其后的胚胎发育是必需的。就胚后发育来看,幼体可通过摄取外界的营养物质满足自身的需要。
答案C
6在动物细胞工程和胚胎工程中所用的物质和其发挥的作用正确的组合是(　　)
A.肝素——诱导精子及卵细胞受精
B.胃蛋白酶——动物细胞培养时分散细胞
C.聚乙二醇——诱导细胞分化
D.促性腺激素——促进供体母畜超数排卵
解析将动物组织细胞分散开的酶是胰蛋白酶,因为胃蛋白酶适宜的pH为2左右,当pH大于6时,胃蛋白酶活性丧失,而胰蛋白酶的适宜pH为7.2~8.4;肝素可诱导精子获能;聚乙二醇诱导细胞融合。
答案D
★7下图表示通过体外受精培育试管牛的过程,下列叙述错误的是(　　)
A.获取的精子经获能后才能进行体外受精
B.②过程只与细胞膜的流动性有关
C.③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂
D.④过程属于胚胎移植过程
解析获取的精子必须要经过获能后才能进行体外受精,A项正确。②表示受精作用,受精发生时,精卵识别,之后精子释放顶体酶,穿越放射冠和透明带,精子入卵后,雌、雄原核形成,最后雌、雄原核融合形成合子,因此受精过程不仅仅与细胞膜的流动性有关,B项错误。③表示受精卵的卵裂,其方式为有丝分裂,C项正确。④表示将发育成的早期胚胎移植入母体,D项正确。
答案B
8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)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,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(1)采集的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才具有受精能力,采集的精子获能后才能进行受精。(2)体外培养受精卵需要提供CO2以维持培养液的pH。(3)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。若转基因牛的乳汁中含有人类白细胞介素,说明目的基因已成功表达。
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)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)专题3
胚胎工程检测A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列有关精、卵形成及受精作用的说法,正确的是
(　　)
A.卵子成熟和受精的部位分别是输卵管和子宫
B.体型大的动物产生的精子多且大
C.家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是一种浪费
D.在卵细胞膜和透明带的间隙是否可观察到两个极体,是判断卵子是否受精的标志
解析卵子成熟的部位和受精的部位都是输卵管;不同种动物产生精子的形态相似,大小略有不同,但与动物体型大小无关;家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是动物繁衍后代的一种保障机制,并不是一种浪费。
答案D
2下图表示科学家利用小鼠皮肤细胞培养出多种细胞的过程。下列叙述正确的是(　　)
小鼠皮肤细胞诱导性多能干细胞神经细胞、肝细胞等
A.过程①中细胞内发生了基因突变
B.过程②中细胞内某些基因处于关闭状态
C.过程②中细胞内核酸的种类和数目不变
D.诱导性多能干细胞中没有同源染色体
解析基因突变通常发生于DNA复制过程中,过程①中细胞不进行有丝分裂,无DNA的复制,一般不会发生基因突变;过程②中细胞正在进行分化,基因选择性表达,有的基因处于关闭状态,有的基因表达,细胞中的DNA不变,RNA出现了不同;诱导性多能干细胞属于体细胞,细胞中有同源染色体。
答案B
3下列有关受精作用的叙述,错误的是(　　)
A.合子中全部的遗传物质,一半来自父方,一半来自母方
B.受精时,精子和卵细胞的染色体会合在细胞核中
C.合子中的染色体,一半来自父方,一半来自母方
D.合子中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相同
解析合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方,使合子中的染色体恢复到体细胞的数目;因为遗传物质并不是全部存在于染色体上(即细胞核中),在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质,而合子中的细胞质几乎全部来自卵细胞,所以合子中的遗传物质并不是一半来自父方,一半来自母方。
答案A
4下列说法正确的是(　　)
A.刚排出的卵子不是成熟的卵子
B.大量射精却唯一受精不利于种群发展
C.精子在体内不需经过获能过程即可受精
D.受精卵形成后需短暂休眠后,进入子宫内才进行有丝分裂
解析刚排出的卵子是次级卵母细胞或初级卵母细胞,不是成熟的卵子,需要在输卵管内进一步发育。公畜大量射精到发情母畜的生殖道内,是动物为繁殖后代、延续物种的一种生理保障机制,当精子经过母畜生殖道时,复杂的组织结构和生理环境对精子进行了筛选,有利于生物的进化和种群的发展。受精卵形成后立即开始进行有丝分裂,因此进入子宫的是早期胚胎,而不是受精卵。
答案A
5通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是(　　)
A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低
解析胚胎工程中首先要对供、受体母牛进行选择,并用性激素、孕激素等进行同期发情处理;然后对供体牛进行超数排卵处理,激素为促性腺激素;超数排卵的雌性个体可以体内受精,早期的胚胎发育也可在母牛体内进行;冲卵是将早期胚胎从母牛体内冲洗出来,此时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚期;目前,通过胚胎分割移植实现同卵双胎的成功率较高,而实现同卵多胎的成功率较低。
答案D
6胚胎工程的核心技术是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.胚胎分割与融合　
B.人工授精和胚胎移植
C.胚胎性别鉴定
D.胚胎冷冻保存技术
答案B
7下列叙述不正确的是(　　)
A.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
B.冲卵就是从卵巢中冲出卵子
C.哺乳动物早期胚胎在一定时间内不与母体子宫建立组织上的联系
D.早期胚胎发育到一定阶段才可取出向受体移植
解析冲卵是指将胚胎从供体子宫中冲洗出来。
答案B
8下列关于精子的说法,不正确的是(　　)
A.精子的MⅠ和MⅡ是连续的
B.它与卵细胞的受精发生在子宫内
C.精子细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体
D.精子细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后脱落
解析精子细胞变形为精子时,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘而保留下来,细胞内的其他物质浓缩为原生质滴,最后脱落。受精作用发生在输卵管内而不是子宫内。
答案B
9下图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是
(　　)
A.图中①过程表示胚胎发育,②过程表示胚后发育
B.受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大
C.原肠胚期,内细胞团的表层细胞形成外胚层
D.囊胚期开始出现三胚层的分化
解析胚后发育是指生物从卵膜内孵化出来,或从母体分娩出来后的发育过程。在卵裂过程中,每个细胞的体积应该是逐渐变小。三胚层的出现应在原肠胚期。
答案C
10下列措施中不能获得较多个体的是(　　)
A.超数排卵处理　　
B.转基因技术
C.植物组织培养技术　
D.胚胎分割技术
解析转基因技术仅仅改变了细胞的基因组成,而不增加个体数量。超数排卵可以增加卵细胞的数量从而增加受精卵的数量,最后达到增加个体数量的目的。植物组织培养用来快速繁殖个体,可以增加个体数量。胚胎分割可以增加胚胎的数量,从而增加个体数量。
答案B
11下列有关动物胚胎移植的叙述,错误的是(　　)
A.受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
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.试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成
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D
12下列不属于胚胎工程技术的是(　　)
A.体外受精
B.胚胎分割、胚胎移植
C.胚胎干细胞培养
D.转基因鲤鱼的培育
解析胚胎工程是在细胞水平上进行的操作,包括A、B、C项等方面。而D项是在分子水平上的操作,属于基因工程技术,而不属于胚胎工程技术。
答案D
13哺乳动物如牛、羊是人类生活中重要的肉制品、毛皮制品的原料来源,但哺乳动物妊娠时间长,每胎产仔数少,繁殖速度比较慢。要加快良种畜的繁殖速度,目前可行的方法是(　　)
A.动物细胞培养的方法
B.胚胎移植的方法
C.动物细胞融合的方法
D.核移植方法
解析动物胚胎移植技术可解决动物妊娠时间长、每胎产仔数少、繁殖速度比较慢等问题。
答案B
14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,不包括转基因、核移植和体细胞克隆,故D项正确。
答案D
15下列关于胚胎分割的说法,正确的是(　　)
A.选择发育良好、形态正常的原肠胚
B.需在电子显微镜下进行操作
C.用解剖刀切开后用镊子迅速取出
D.囊胚阶段分割注意内细胞团要等分
解析胚胎分割移植中,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。在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。该过程在实体显微镜下用分割针或分割刀进行。
答案D
16下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是(　　)
A.胚胎移植可以定向产生基因突变
B.可选择在桑椹胚期进行胚胎分割
C.①②两个胚胎具有不同的遗传物质
D.③可移植到任何母牛子宫内发育
解析基因突变具有随机性、不定向性,且胚胎移植不会引起基因突变;对囊胚进行分割时要均等分割,因此①②两个胚胎的细胞数目基本相同,各细胞都是由一个受精卵经有丝分裂获得的,因而具有相同的遗传物质;③一般只可移入同期发情处理后的同种母牛子宫内发育。
答案B
17下列叙述错误的是(　　)
A.胚胎干细胞具有分化成所有组织和器官的能力
B.在适宜的条件下,干细胞能在体外长期保存
C.治疗性克隆的目的就是为克隆人作准备
D.胚胎干细胞可用于治疗人类疾病
解析治疗性克隆的目的是将干细胞在体外进行诱导分化培育出遗传特征与病人健康细胞完全吻合的细胞、组织或器官,再移植到病人体内,从而达到治病的目的。
答案C
18下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是
(　　)
A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
解析癌细胞具有无限增殖的能力,其细胞膜上糖蛋白含量减少,细胞之间黏着性减小,细胞更容易扩散、转移,故更容易进行离体培养,A项错误。细胞核移植主要在同种生物的不同组织细胞之间进行,B项错误。胚胎分割技术,一般是将胚胎二等分或四等分,因此获得同卵多胚的数量是有限的,C项正确。动物早期胚胎培养需向培养液中加入维生素、激素等物质,但这两者均不作为能源物质,D项错误。
答案C
19动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述,错误的是(　　)
A.a过程表示干细胞能自我更新
B.b、c过程表示干细胞具有分化能力
C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D.b过程形成的细胞直接组成器官,可供器官移植使用
解析据图可知,a表示干细胞生成干细胞,即干细胞的自我更新;干细胞通过b、c生成了不同形态结构的细胞,表示细胞的分化过程;细胞分化的原因是遗传物质的选择性表达,故三条途径遗传信息的表达是不同的;细胞分化形成的是各种组织,还不能构成器官。
答案D
20下列关于哺乳动物胚胎发育的叙述,正确的是(　　)
A.原肠胚的形成标志着胚胎发育的完成
B.卵裂期细胞数目不断增多,每个细胞体积在减小
C.内细胞团细胞发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞只发育成胎膜
D.当胚胎发育到达原肠胚时,会导致透明带破裂
解析原肠胚的形成是胚胎发育的重要阶段,再经过外、中、内胚层的进一步分化发育形成不同的组织、器官、系统才能形成完整的个体;滋养层细胞能发育成胎膜和胎盘;囊胚阶段由于囊胚的增大,导致透明带破裂。
答案B
二、非选择题(共60分)
21(11分)图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示体外受精培育优质奶牛的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题。
图1
图2
图3
(1)图1中注射到小鼠体内的物质是　　　　　　　。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　。该过程所用的生物技术有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和　　　　　　的过程,才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的　　　　　　　均等分割后进行胚胎移植。以上技术是在　　　　(填“体内”或“体外”)完成的。
(3)图3中过程①是植物细胞形成　　　　　　　　的阶段,该阶段所用的酶是　　　　　　　　　　　　　　　　。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是　　　　。
解析(1)图1所示为单克隆抗体的制备过程。小鼠的B淋巴细胞经过免疫,再与能无限增殖的骨髓瘤细胞融合,形成的杂交瘤细胞同时具备了分泌抗体和无限增殖的能力。(2)图2所示为胚胎工程中的体外受精和胚胎移植技术。精子只有经过获能处理后才具备与卵细胞受精的能力。将内细胞团进行均等切割后,每部分都可以再发育成一个个体。以上操作过程都在体外进行。(3)图3所示为植物体细胞杂交和植物组织培养过程。体细胞杂交的第一步就是制备原生质体,可以利用纤维素酶和果胶酶将植物细胞壁分解掉。将杂种细胞培养成植株要经过脱分化和再分化等过程。
答案(1)抗原X　既能无限增殖又能产生抗X的抗体
动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
(2)获能　内细胞团　体外
(3)原生质体　纤维素酶和果胶酶　④⑤(⑥)
22(12分)控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题。
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下　　　　和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经胚胎移植产生后代的技术。
(2)图中过程①通常采用　　　　　　技术。在这个过程中　　　　的精子与卵子相遇时,首先发生　　　　　　反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对供、受体进行　　　　　　处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生　　　　　　反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)。
　。
答案(1)成熟
(2)体外受精　获能　顶体　透明带反应和卵细胞膜反应
(3)同期发情　免疫排斥
(4)DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定);分析胚胎细胞的染色体组型
23(11分)让羊产牛奶,科学家对此做了相关构想,过程如下图所示。请据图回答有关问题。
(1)图中涉及的现代生物技术有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写三种)。
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现　　　　(填“相同”或“不同”),你的理由是　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;小羊a与羊N呢 　,
理由是
　　　　　　　　　。
(3)若研究发现羊N细胞中线粒体发达,故而它的产奶率高,则小羊a会有这一优良性状吗 　　　　,你的依据是　
　　　。
(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合,以获得新物种“羊—牛”。你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构思 　　　　　,你的理由是　


　。
解析由图示可知,让牛乳蛋白基因在羊N体内表达获得产牛奶的羊N,需要利用基因工程技术将目的基因(牛乳蛋白基因)导入羊M的受精卵并使之表达,目的基因的导入需要在体外条件下完成,得到的细胞经动物细胞培养成胚胎后需移入受体体内发育成产牛奶的羊N。题干中由早期胚胎到羊1、羊2、羊3的过程属于胚胎的分割移植技术,小羊a、小羊b、小羊c表现出的性状应该相同,因为这些个体都是由一个细胞(重组细胞)发育而来的。题干图示中经C、D获得重组细胞的过程属于核移植技术。由重组细胞培养、胚胎分割移植后获得的小羊a,其细胞核遗传物质来自于羊N,细胞质遗传物质来自于羊O,由于生物性状中既有细胞核遗传物质控制的性状,又有细胞质遗传物质控制的性状,所以羊a与羊N性状表现不完全相同,羊N因线粒体发达导致产奶率高这一性状也不会在羊a个体上加以表现。
答案(1)基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割、动物细胞培养(任选三项)
(2)相同　这些个体都是由同一个重组细胞发育形成的　不完全相同　小羊a细胞质中的遗传物质来自羊O,生物体部分性状属于细胞质遗传
(3)不会　线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代,小羊a的细胞质主要来自于羊O
(4)不能　高度分化的动物体细胞的全能性受到限制,由羊体细胞和牛体细胞融合得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体,即使得到一个个体也不能成为一个新物种,因为它不能正常生殖(具有开放性,其他合理答案也可以)
24(11分)下图表示高等动物卵子的发生过程,请据图回答有关问题。
(1)图中A是　　　　　　　　,B是　　　　　　　,阶段C是指个体发育的　　　　　　(时期)。
(2)精子开始形成的时期是　　　　　　,精子形成过程中不同于卵子形成过程的最主要区别是　　　　　　　　　　,该过程保留下的主要结构是　　　　　　和　　　　　　。
(3)当在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体时,表明　　　　　　　　　　　　　。
(4)能发生染色体的着丝点分裂的阶段是　　　　。(填序号)
(5)①阶段可能存在的变异方式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)图中①为有丝分裂,可增加卵原细胞的数量,卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞;③④为减数分裂,只有在受精后,次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂,因此B是合子;卵泡的形成是在胎儿期,减数分裂是从初情期后开始的,因此阶段C为胎儿期,阶段D为初情期后。
(2)精子开始形成的时期是初情期,精原细胞经过减数分裂,即两次连续的分裂(MⅠ和MⅡ)产生精子细胞,需经过变形才形成精子(而卵子形成不需要变形),细胞中很多结构会消失,而细胞核和线粒体被保留下来。
(3)当在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体时,表明卵子已经受精。
(4)染色体着丝点分裂可发生在有丝分裂和减数分裂过程中,因此为①④(①为有丝分裂,④为减数第二次分裂)。
(5)有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异,没有基因重组。
答案(1)第一极体　合子　胎儿期
(2)初情期　需要变形　细胞核　线粒体
(3)卵子已经受精
(4)①④
(5)基因突变、染色体变异
25(15分)随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答问题。
(1)在此过程中涉及的细胞水平的现代生物技术手段主要有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在基因工程中,我们称②为　　　　　　,在②进入③之前要用　　　　　　　　　　　　　　　等工具来构建基因表达载体,能实现②进入③的常用方法是　　　　　　　　。
(3)图中①一般经　　　　　　处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用去核后未受精的卵细胞作为受体,而不用普通的体细胞,原因是　
　。
(4)A~D中表示④到⑤过程中正确的操作方法的是　　　　,把⑤送入⑥的最佳时期是　　　　　　　　　　　。
(5)⑦是经胚胎移植后⑥产下的后代,那么⑦的遗传性状和　　　　　　　最相似,为什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。如果②的数量太少,常用　　　　　　来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是　　　　　,利用该方法得到的动物叫做　　　　　　　　　　　　。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比,前者的优越性在于　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)在图示过程中涉及的细胞水平的现代生物技术手段主要有核移植和动物细胞培养。(2)基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶和载体,要将目的基因导入动物细胞常采用的方法是显微注射法。(3)动物细胞培养时要用胰蛋白酶处理使组织中的细胞分散开来,之所以采用卵细胞作为受体细胞,是因为卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞的细胞质中才能表现出全能性。(4)胚胎分割时要将内细胞团均等分割。胚胎移植的最佳时期是早期胚胎的桑椹胚期或囊胚期。(5)克隆牛与提供细胞核的个体性状最相似。要从乳汁中获取血清白蛋白,则该牛应该是产乳汁的雌牛,其性染色体是XX,这样通过导入目的基因的方法获得的动物叫转基因克隆动物。(6)与工厂化生产药物相比,用转基因克隆动物生产药物的优越性在于节约资源、降低成本等。
答案(1)核移植、动物细胞培养
(2)目的基因　限制酶、DNA连接酶和载体　显微注射法
(3)胰蛋白酶　卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞的细胞质中才能表现出全能性
(4)B　桑椹胚期或囊胚期
(5)荷斯坦奶牛　因为个体⑦的遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛,⑥只是为胚胎发育提供营养和场所,⑦并没有获得⑥的遗传信息　PCR技术　XX　转基因克隆动物
(6)节约资源、降低成本等2.2　动物细胞工程
2.2.1　动物细胞培养和核移植技术
基础巩固
1下列不属于动物细胞培养必需条件的是(　　)
A.无菌、无毒的环境　　　
B.适宜的温度和pH
C.O2等气体环境
D.适宜的光照条件
答案D
2下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是(　　)
A.动物细胞培养技术的原理是细胞的全能性
B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞
C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象
D.动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱
解析动物细胞培养的原理是细胞增殖。
答案A
3在动物细胞培养过程中,使用胰蛋白酶的目的是(　　)
A.使动物组织分散为单个细胞
B.去掉细胞壁,使其成为原生质体
C.去掉细胞膜,暴露出原生质体便于细胞融合
D.促进蛋白质水解为多肽
解析在进行动物细胞培养前,先用胰蛋白酶使组织块中的细胞相互分散开,以增加细胞与培养液的接触面积,便于培养。
答案A
4下列有关核移植的说法,错误的是(　　)
A.用核移植得到的动物称为克隆动物
B.核移植的受体细胞最好是受精卵
C.核移植可以充分发挥优良种畜的繁殖潜力
D.核移植得到的克隆动物属于无性生殖
解析核移植的受体细胞应该是MⅡ中期的卵母细胞,相对受精卵来说,MⅡ中期的卵母细胞细胞质所含的物质更有利于细胞核全能性的表达。
答案B
5用于动物体细胞核移植的供体细胞一般选用(　　)
A.受精卵
B.传代10代以内的细胞
C.传代10~50代以内的细胞
D.处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞
解析培养的动物细胞一般当传代至10~50代时,部分细胞核型可能会发生变化,而传代10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10代以内的细胞作为供体细胞。
答案B
6在进行核移植时,通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中,下列有关叙述错误的是(　　)
A.体细胞太小因而去除细胞核较困难
B.细胞质中遗传物质少因而对遗传的影响很小
C.直接将体细胞注入卵母细胞中简化了操作程序
D.体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活
解析体细胞太小因而去除细胞核较困难,因此可将整个体细胞注入去核卵母细胞中,A项正确;DNA主要位于细胞核中,细胞质中遗传物质少,因而对遗传的影响很小,B项正确;将整个体细胞注入去核卵母细胞中,简化了操作程序,C项正确;体细胞的核离开了原来的细胞质,注入去核的卵母细胞依然能存活,D项错误。
答案D
7下列关于动物细胞培养过程的叙述,错误的是(　　)
A.制作细胞悬液时可以使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.悬液中分散的细胞很快贴附在细胞壁上,细胞贴壁体现了细胞的适应性
C.细胞进行有丝分裂,数量增加到相互接触时可以使用胃蛋白酶处理后分瓶培养
D.传代10代以内的细胞一般保持细胞正常的二倍体核型
解析将相互接触的动物细胞分散开需使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
答案C
8甲羊的去核卵细胞与乙羊体细胞的细胞核“组装”成一个新的细胞,该细胞多次分裂后植入丙羊的子宫内发育,产下羊羔的毛色和性别分别与哪只羊保持一致(决定毛色的基因位于细胞核中) (　　)
A.甲、丙　　　　　　　B.甲、甲
C.乙、乙
D.丙、甲
解析决定毛色和性别的基因都位于细胞核中,因而产下的羊羔的毛色和性别与提供细胞核的乙羊相同。
答案C
9某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞、乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。一段时间后,会观察到甲细胞数量比乙细胞数量　　　　　　。
(2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。细胞培养应在含5%
CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是　　　　　　　　　　　　。
(3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长　　　　　　。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞传代的次数更　　　　　　。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用　　　　　　　　　处理。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的　　　　　　。
(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入一定量　　　　　　　　　,B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测基因X在A、B两组细胞中的　　　　　　或　　　　　　合成水平的差异,确定Y的药效。
解析(1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞,细胞周期短。在相同条件下,培养相同的时间,甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清,血清中含有清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。大多数细胞培养液所需pH为7.2~7.4,而多数培养液靠碳酸氢钠(NaHCO3)与CO2体系进行缓冲,所以CO2的作用是维持培养液的pH。(3)甲为肿瘤细胞能无限增殖,传代的次数要比乙细胞多,乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长,当铺满瓶壁时,生长停止。为得到更多的肝细胞,需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁,进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭微生物。(5)设计一组加入抗肿瘤药物的实验组,一组不加药物的对照组,通过检测药物影响基因X的表达过程,即转录形成的mRNA或翻译形成的蛋白质的量来检验药效。
答案(1)多
(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液的pH
(3)停止　多　胰蛋白酶
(4)抗生素
(5)Y的水溶液　mRNA　蛋白质
能力提升
1核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞,下列有关说法错误的是(　　)
A.MⅡ期卵母细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质
B.MⅡ期卵母细胞体积比较大,操作起来相对容易
C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中
D.MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响
解析直接把供体细胞注入去核的卵母细胞中也是可以的,并且这样可以减少对细胞核的损伤,更有利于重组细胞的分裂。MⅡ期卵母细胞提供了线粒体,线粒体所含的基因仍然能够控制一些性状,所以克隆动物并不是100%的细胞核供体动物的复制。
答案D
2细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是(　　)
A.选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞
B.选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率
C.选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
D.选择植物的愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体
解析高度分化的动物体细胞的分裂增殖能力很低,因此很难培养获得大量细胞。胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易,因此选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率。
答案A
3下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是(　　)
A.用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞
B.将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理并分散成单个细胞,再稀释制成细胞悬液培养
C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,然后分瓶继续培养,让细胞继续增殖
D.传代培养的细胞在传至10~50代时,增殖会逐渐减慢,以至于完全停止,所培养的细胞全部衰老死亡
解析为保证动物细胞培养过程中细胞的增殖,应先用胰蛋白酶使细胞分散开,解除细胞的接触抑制,并分瓶培养;有些细胞在传至10~50代时,细胞核型发生变化,获得不死性。
答案D
4下列关于哺乳动物细胞体外培养难易程度的叙述,正确的是(　　)
A.乳腺癌细胞易于乳腺细胞;胚胎细胞易于脂肪细胞
B.乳腺细胞易于乳腺癌细胞;胚胎细胞易于脂肪细胞
C.乳腺细胞易于乳腺癌细胞;脂肪细胞易于胚胎细胞
D.乳腺癌细胞易于乳腺细胞;脂肪细胞易于胚胎细胞
解析哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞,体外培养难度大,乳腺癌细胞能够恶性增殖,容易进行体外培养,胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力,容易进行体外培养,故A项正确。
答案A
5下列为克隆羊多利的培育过程示意图。
重组细胞
早期胚胎克隆羊“多利”
下列有关表述,错误的是(　　)
A.克隆羊“多利”的主要性状与甲羊一致,因其细胞核基因来自甲羊
B.克隆羊“多利”的培育过程中采用的生物技术有核移植和胚胎移植
C.乙羊的去核卵细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件
D.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性
解析此过程只能说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,而不能证明动物细胞的全能性。
答案D
★6动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息不能获得的结论是
(　　)
A.正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B.有无血清对正常细胞培养的影响不同
C.培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D.培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
解析从题图中曲线可看出,培养基中有无血清对癌细胞的培养影响不大,二者的细胞数曲线差不多。正常细胞的培养过程中有无血清所获得的细胞数差距较大,有血清的培养基在相同时间内培养得到的细胞数远远多于无血清的培养基所获得的细胞数。癌细胞培养与正常细胞培养二者的差距比较大,正常细胞达到一定的数目后不再增加,而癌细胞数目却能不断增加。
答案A
7下图表示动物细胞培养程序图,请据图回答下列问题。
①取动物组织块
↓
②　　　　　　
↓
③处理动物组织分散成单个细胞
↓
④制成　　　　　
↓
⑤转入培养液中进行培养
↓
⑥处理贴壁细胞分散成单个细胞,制成　　　　　
↓
⑦转入培养液中进行培养
(1)过程②表示　　　　　　　　　　　。
(2)过程③和⑥用　　　　　　　　处理组织块或贴壁细胞使其分散成单个细胞,这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)过程④和⑥都要把分散的细胞制成　　　　　　　　　。
(4)过程⑤进行的细胞培养是　　　　　培养,细胞适于　　　　　生长增殖。
(5)过程⑤和⑦都要放在含　　　　　　　　　　　　　　　　　的培养箱中培养。
答案(1)剪碎动物组织
(2)胰蛋白酶　解除由于接触对细胞生长和增殖的抑制
(3)细胞悬液
(4)原代　贴壁
(5)95%空气加5%
CO2的混合气体
8下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题。
(1)图中①所示的结构名称是　　　　　　。
(2)图中③④所示的生物技术名称分别是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。
(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞除了因为它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)过程④通常用②作为受体细胞的原因是

　。
(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是　　　　　　　　　　　　,该种基因治疗所属类型为　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。
(2)③表示核移植技术,④表示基因工程。
(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞,原因是它体积大、易操作,含有供胚胎发育的营养物质,还含有促进细胞核全能性表达的物质。
(4)早期胚胎中的细胞分化程度低,全能性高,可诱导分化形成各种组织、器官。
(5)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人,所以移植后不会发生免疫排斥反应;图中所示基因治疗是体外转基因,故所属类型为体外基因治疗。
答案(1)细胞核
(2)核移植技术　基因工程(或转基因技术、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)含有促进细胞核全能性表达的物质
(4)这些细胞分化程度极低,具有全能性,可以定向地诱导分化为各类细胞
(5)没有免疫排斥反应　体外基因治疗专题1　基因工程
1.1　DNA重组技术的基本工具
基础巩固
1实施基因工程的最终目的是(　　)
A.提取生物体的DNA分子
B.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.创造符合人们需要的新的生物类型和生物产品
解析A、B、C三项均为基因工程操作的具体内容,但不是基因工程的目的。实施基因工程的最终目的是通过基因操作定向改造生物的遗传物质,创造符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
答案D
2有关DNA重组技术中的工具——“分子缝合针”“分子手术刀”“分子运输车”的组合正确的是(　　)
①DNA连接酶　②DNA聚合酶　③限制酶　④RNA聚合酶　⑤载体
A.②③⑤　　　　　　　B.①③④
C.①③⑤
D.④③⑤
解析“分子缝合针”是DNA连接酶,能连接DNA片段;“分子手术刀”
是限制酶,能切割DNA分子;“分子运输车”是载体,能运输目的基因。
答案C
3
右图表示限制酶切割基因分子的过程,从图中可知,该限制酶能识别的核苷酸序列和切点是(　　)
A.CTTAAG,切点在C和T之间
B.CTTAAG,切点在G和A之间
C.GAATTC,切点在G和A之间
D.GAATTC,切点在C和T之间
答案C
4能催化磷酸二酯键形成的酶有(　　)
①E·coli
DNA连接酶　②T4DNA连接酶　③DNA聚合酶　④解旋酶　⑤RNA聚合酶
A.①②③
B.①②③④
C.①②③⑤
D.①②③④⑤
解析DNA连接酶和DNA聚合酶都能催化形成磷酸二酯键,不同之处是DNA连接酶连接的是DNA片段,而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸,将单个脱氧核苷酸连接形成与模板链互补的单链;RNA聚合酶也可催化磷酸二酯键的形成,在转录过程中可将单个核糖核苷酸连接形成mRNA。解旋酶的作用是将双链DNA的氢键解开。
答案C
5如下图所示,两个核酸片段在适宜条件下,经X酶的催化作用发生下述变化。则X酶是(　　)
A.DNA连接酶
B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶
D.限制酶
解析图中X酶可将两个具有互补黏性末端的DNA片段连接在一起,因此该酶为DNA连接酶。
答案A
6以下有关基因工程的叙述,正确的是(　　)
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程的产物对人类都是有益的
C.基因工程产生的变异属于人工诱变
D.基因工程育种的优点之一是目的性强
解析基因工程是在生物体外,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(目的性强)和重新组合(基因重组),然后导入受体细胞内,使目的基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。但并不是所有的基因产物对人类都有益。
答案D
7下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的叙述,错误的是(　　)
A.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列
B.限制性核酸内切酶的活性受温度、pH的影响,总有一个最适的条件
C.限制性核酸内切酶能破坏相邻脱氧核苷酸之间的化学键
D.限制性核酸内切酶不只存在于原核生物中,其合成场所是核糖体
解析限制性核酸内切酶只能够识别双链DNA分子的某种特定的脱氧核苷酸序列,不能识别RNA分子的核糖核苷酸序列,A项错误;同其他的酶一样,限制性核酸内切酶同样受温度和pH的影响,而且具有发挥最大催化效率的最适温度和最适pH,B项正确;限制性核酸内切酶催化的是DNA分子上特定部位两个核苷酸之间磷酸二酯键的断裂,C项正确;限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离纯化,也有来自真核细胞的,其本质是蛋白质,在核糖体上合成,D项正确。
答案A
8下列关于质粒的叙述,正确的是(　　)
A.质粒是能够自我复制的环状DNA分子
B.质粒是唯一的载体
C.质粒只有在进入受体细胞后才能复制
D.每个细菌细胞内只有一个质粒
解析基因工程中常用的载体,除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物及动植物病毒等。质粒在含有质粒的细胞和受体细胞内均可复制。每一个细菌细胞内一般有多个质粒。
答案A
9下列各项中,一般不作为基因工程中的标记基因的是
(　　)
A.四环素抗性基因
B.绿色荧光蛋白基因
C.产物具有颜色反应的基因
D.贮藏蛋白的基因
解析在基因工程中利用标记基因可以鉴别和筛选含有目的基因的细胞,A、B、C三项中的基因都能起到此作用。
答案D
10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)质粒运载体用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)基因工程中除质粒外,　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　也可作为运载体。
答案(1)黏性末端　平末端　(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同　(3)E·coli　T4　(4)λ噬菌体的衍生物　动植物病毒
能力提升
　　　　　
　　　　　
　　　　　　
1基因工程的操作离不开三种工具,下列有关说法不正确的是(　　)
A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒,从而获得互补的黏性末端
B.在三种工具中最常用载体——质粒的基本单位是脱氧核糖核苷酸,两种酶的基本单位是氨基酸
C.
DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针”
D.限制性核酸内切酶主要从原核生物中分离获得,具有识别特定核苷酸序列的能力
解析DNA聚合酶用于DNA的复制,DNA连接酶才是基因工程中的“分子缝合针”。质粒是一种独立于细菌拟核DNA之外的小型双链环状DNA分子,基本组成单位是脱氧核糖核苷酸;限制性核酸内切酶和DNA连接酶的本质都是蛋白质,基本组成单位是氨基酸。
答案C
2下列关于DNA连接酶的叙述,正确的是(　　)
①可催化黏性末端互补的DNA片段之间的连接　②都能催化平末端的DNA片段之间的连接　③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成　④催化被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的形成
A.①③
B.②④
C.②③
D.①④
解析E·coli
DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端,而不能催化DNA片段平末端的连接。DNA连接酶的作用是催化被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的形成,即把“梯子”的“扶手”缝合起来。
答案D
3下列黏性末端属于同一种限制性核酸内切酶切割而成的是(　　)
A.①②
B.①③
C.②④
D.②③
解析同一种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列相同,且切割形成的黏性末端的碱基能互补配对。
答案C
4下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是(　　)
A.①②③④
B.①②④③
C.①④②③
D.①④③②
解析限制性核酸内切酶的作用是将DNA双链的磷酸二酯键切开;DNA聚合酶的作用是将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连在已有的DNA片段上;DNA连接酶可缝合两个末端互补的双链DNA片段,从而连成一个DNA分子;解旋酶的作用是使双链DNA的氢键断裂,将DNA双螺旋解开。
答案C
5已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有
3个酶切位点,如下图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有
1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是
(　　)
A.3
B.4
C.9
D.12
解析由题意知,最多可产生a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd
9种DNA片段。
答案C
6下图所示为部分双链DNA片段,下列有关基因工程中工具酶功能的叙述,错误的是(　　)
A.切断a处的酶为限制酶
B.连接a处的酶为DNA连接酶
C.切断b处的酶为DNA解旋酶
D.连接b处的酶为RNA聚合酶
解析a处为磷酸二酯键,限制酶能切断该处,DNA连接酶能连接形成该键。b处为氢键,切断该处的酶为DNA解旋酶。
答案D
★7基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,以便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图判断下列操作正确的是(　　)
A.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
D.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
解析目的基因若用限制酶Ⅰ切割时,只能在目的基因的一侧切开,而不能将其切下;质粒若用限制酶Ⅱ切割,两种标记基因均将被破坏,所以只能用限制酶Ⅰ切割。
答案D
8根据下列所给材料回答问题。
材料一　把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上,然后导入大肠杆菌体内,产生出人的胰岛素。
材料二　把萤火虫的发光基因转入烟草体内,培育出能产生荧光的烟草。
材料三　有人把蜘蛛中控制产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞中,在羊分泌的乳汁中加入某种物质后,可抽出细丝,这种细丝可望用作手术的缝合线。
(1)上述生物新品种的产生运用了　　　　　　　　　　　　　　　技术。
(2)一种生物的基因在另一种生物体内能够表达,而不影响其他基因的表达,这说明基因是有　　　　　　效应的　　　　　　片段,具有一定的　　　　　　性;同时可以说明各种生物共用一套　　　　　　。
(3)上述技术所用的工具酶有
　　　　　　　　。
(4)材料三中的缝合线与普通的缝合线相比有何优点

　　　　　。
(5)可遗传的变异分为三种:　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　,而基因工程可以定向改变一个物种的遗传性状,这属于　　　　　　。
(6)从上述材料不能得出哪一结论 　　　　　　。
A.动植物之间可以相互转基因
B.真核生物与原核生物之间共用一套密码子
C.基因工程可以定向地改变生物的遗传性状
D.转基因生物的出现对生物的进化是有利的
解析让某种生物实现外源基因的表达需运用体外DNA重组技术(基因工程);基因工程的工具酶包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶;用材料三中所述细丝作缝合线的最大优势是该“线”化学本质为蛋白质,将来可被分解吸收,从而免去“拆线”工序;从变异角度看,基因工程应属于基因重组。
答案(1)DNA重组(基因工程)　(2)遗传　DNA　独立　遗传密码　(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶　(4)可以被分解吸收,不用拆线　(5)基因突变　基因重组　染色体变异　基因重组　(6)D
★9目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒,pBR322质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如下图所示。
说明:ampR为氨苄青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因
(1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于

　。
(2)pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制酶作用位点,EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—,并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。
(3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点,现将经BamHⅠ处理后的质粒,与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢复　　　　　　键,成功获得了重组质粒。说明　

　。
解析作为载体的质粒应该有标记基因,以利于重组DNA的鉴定和选择。限制酶的作用是切出黏性末端或平末端,DNA连接酶的作用是催化磷酸二酯键的形成。既然经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶的作用能恢复磷酸二酯键,则说明BamH
Ⅰ和BglⅡ切割得到的黏性末端互补。
答案(1)重组DNA的鉴定和选择
(2)如下图
(3)磷酸二酯　两种限制酶(BamH
Ⅰ
和Bgl
Ⅱ)切割得到的黏性末端互补专题4
生物技术的安全性和伦理问题检测A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列关于生物技术安全性的说法,错误的是(　　)
A.制订相应的法规、条例规范生物技术的应用
B.拥有生物武器是一个国家综合实力的象征,各国均应加强研究和制造
C.转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
D.高致病性的基因重组到高传染性的病毒基因组中,就可能在人或动物群体中迅速蔓延
解析生物武器的生产、储运和使用都将对受害国的民众以及世界上爱好和平的人们造成极度恐慌和致命危害,我们应坚决禁止生物武器。
答案B
2对于用重组基因技术制造的全新致病菌,以下说法不正确的是(　　)
　　　　　　
　　　　　
　　　　　
A.受感染者会突然发病
B.受感染者无药可医
C.会造成极度恐慌
D.可以用疫苗预防
答案D
3一部分公众认为不必担心转基因食物的安全性,下列不属于他们的理由的是(　　)
A.“实质性等同”是对转基因农作物安全性评价的起点,而不是终点
B.担心出现新的过敏原
C.多环节、严谨的安全性评价可以保证转基因食物的安全
D.转基因食物进入市场以来,未发现影响人体健康的事例
答案B
4建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规,能够
(　　)
①规范生物技术研究　②防止生物技术滥用　③规范科学家的研究行为　④对生物技术产生负面影响
A.①②③
B.①②④
C.②③④
D.①③④
解析建立有关生物技术安全性和伦理问题的法律法规是规范生物技术研究、防止生物技术滥用的有力武器;还可规范科学家的研究行为,对生物技术产生负面影响有抑制作用。
答案A
5据统计,从20世纪90年代至今,全世界包括基因制药在内的生物技术药物的销售额以年均30%的速度增长,生物制药已成为21世纪的朝阳产业。下列有关说法不正确的是(　　)
A.我们可以利用转基因工程技术使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”
B.对于基因制药,我们应该科学地认识和评估,保障公众的知情权
C.利用转基因技术还可以进行基因治疗,现在技术已经完全成熟
D.由于转基因生物的安全问题,国家应建立相应的评估及预警机制
解析利用转基因工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”,如有人将α-抗胰蛋白酶基因转到羊体内生产α-抗胰蛋白酶;由于人们对基因药物持不同观点,所以应科学地认识和评估,保障公众的知情权;利用转基因技术可以进行基因治疗,但现在技术还不成熟。
答案C
6下列关于转基因生物与环境安全的叙述,错误的是
(　　)
A.重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B.种植抗虫棉可以减少农药的使用量,对环境没有任何负面影响
C.如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白,可能会通过食物链传递到人体内
D.转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的
解析转基因生物的存在可能产生破坏生态平衡、成为“入侵的外来物种”等负面影响。
答案B
7转基因植物可能引起营养成分发生改变的根据是(　　)
A.部分DNA发生了重组
B.某一基因可以控制合成不同的蛋白质
C.重组DNA控制一种蛋白质的合成
D.有些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化,这可能会导致转基因农作物营养成分的改变
解析导入新基因后,合成了该生物体内本来没有的物质,可能会对生物体正常的新陈代谢产生一定的影响。
答案D
8实验人员将一段外源DNA片段(包含约850个基因)与丝状支原体(一种原核生物)的DNA进行重组后,植入大肠杆菌,制造出一种“新的生命”。该生物能够正常生长、繁殖。下列有关该技术应用的叙述,错误的是
(　　)
A.该技术可以制造某些微生物,用于生产药品、制造染料、降解有毒物质等
B.由于存在生殖隔离,因此人造生命进入自然界并不会破坏生物多样性
C.人造生命扩散到自然界,有可能造成环境安全性问题
D.此项技术可能被用来制造生物武器,从而危及人类安全
解析外源DNA与丝状支原体DNA重组后植入大肠杆菌,形成的新生命为转基因大肠杆菌,转基因大肠杆菌与丝状支原体间存在生殖隔离,但大肠杆菌与转基因大肠杆菌间不存在生殖隔离。
答案B
9下列有关基因工程技术的应用,对受体不利的是(　　)
A.制造工程菌用于药品生产
B.创造“超级菌”分解石油、DDT
C.重组DNA诱发受体细胞基因突变
D.导入外源基因替换缺陷基因
解析基因突变一般是有害的,故基因工程诱发受体细胞的基因突变对受体是不利的。此外,基因工程应用相当广泛:在药品生产上,能利用工程菌大量制造所需要的药品;在环境保护方面,能创造出“超级菌”分解石油、DDT等有机污染物;在疾病治疗方面能利用优良基因来替换缺陷基因,从而达到从根本上治疗疾病的目的。不过,基因工程负面的影响也有不少,例如,产生“超级杂草”,破坏生态平衡等。
答案C
10下列做法不符合伦理道德观念的是(　　)
A.基因检测疾病
B.为生男孩而设计试管婴儿
C.捐献骨髓而治病救人
D.人类基因组计划
解析为生男孩而设计试管婴儿,会打破自然的性别比例,不符合伦理道德观念。
答案B
11下列说法正确的是(　　)
A.克隆人在理论上是可以的,但违反伦理道德
B.在医学上,通过遗传病基因检测后,进行胎儿性别的选择也是违法的
C.治疗性克隆和生殖性克隆是一回事
D.用于器官移植时,可以克隆人
解析在医学上,为了优生优育,通过遗传病检测后,可以建议患有某种遗传病的夫妇选择生育某一性别的孩子。治疗性克隆是为了治病,生殖性克隆是为了产生后代。在当前的形势下,无论怎样都不应当克隆人。
答案A
12克隆人胚胎引发了许多关于科技与伦理的争论。有人欢呼,科学技术的发展将改变一切;有人惊呼,它将引发道德危机。对此,我们应持的正确态度是(　　)
①摒弃现有道德规范,推动科技发展　②发挥道德规范作用,限制科技的负面效应　③科技的发展必须以现有道德为准绳　④适当调整现有道德规范,适应科技发展
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
解析科学技术是一把“双刃剑”,一方面,科技的发展改善了人类的生活条件,解决了许多疑难问题;同时,如果运用不当,将会出现一系列社会、道德、伦理等问题,面对这一问题,我们应该采取的积极措施是限制其负面效应,适当调整现有的道德规范,以适应科学技术飞速发展的需要。
答案D
13下列能体现克隆技术的是(　　)
A.1978年,美国科学家成功地培育出能直接生产能源物质的植物新品种——石油草
B.1995年,中国科学家将某种细菌的抗虫基因导入棉花体内,培育出了抗棉铃虫明显的棉花新品系
C.1958年,美国科学家斯图尔德将胡萝卜根韧皮部的一些细胞进行培养,由于细胞分化而最终发育成完整的新植株
D.1982年,美国科学家将人的生长激素基因和牛的生长激素基因分别注射到小白鼠的受精卵中,进而发育成体型巨大的超级小鼠
解析A、B、D三项都属于转基因技术。
答案C
14世界上第一匹克隆马——“普罗梅泰亚”的诞生在科技界引起了很大轰动。这主要是因为这匹克隆马是世界上首例哺乳动物生下自己的克隆体。自体克隆马的顺利诞生预示的意义不包括(　　)
A.相关技术可用于提高狮虎通过杂交生产的狮虎兽的存活率
B.相关技术可用于挽救大熊猫这一濒临灭绝的珍稀动物
C.相关技术可用于保留和扩大某种哺乳动物种群中出现的具有优良性状的变异类型
D.相关技术可用于使动物园中的雌长颈鹿在缺少配偶的情况下,繁殖后代
解析狮虎杂交属于有性生殖。
答案A
15下列关于基因检测疾病的叙述,错误的是(　　)
A.可以用测定基因表达产物——蛋白质的方法达到基因检测的目的
B.生物芯片的广泛使用,使基因及其表达产物的检测更加快速简便
C.基因检测疾病带来的负面影响主要是基因歧视
D.基因检测疾病时,一次只能检测一种疾病
解析基因检测疾病时,一次可以检测多种疾病。
答案D
16接种过疫苗的人,在遇到同样的生物战剂(用于战争的病原微生物或毒素)时,仍然要再次接种疫苗,原因是
(　　)
A.这些人已丧失免疫力
B.这些人体内没形成记忆细胞
C.原来的接种不成功
D.这些病原微生物突变快、变异性强
解析微生物的变异能力较强,以前接种过疫苗,但过一段时间后,由于致病微生物有可能发生变异,所以还要再次接种疫苗。
答案D
17下列关于转基因生物安全性问题的叙述,错误的是
(　　)
A.食物安全是指公众担心转基因生物会产生出毒性蛋白或过敏蛋白
B.生物安全是指人们担心转基因生物一定影响生物的多样性
C.环境安全是指转基因生物可能对环境造成新污染或破坏
D.转基因生物的安全性问题主要包括食物安全、环境安全和生物安全三个方面
解析生物安全是指人们担心转基因生物可能影响生物的多样性。
答案B
18下列各项中不属于克隆的是(　　)
A.生物体通过体细胞进行的无性繁殖
B.将某肿瘤细胞在生物体外进行原代培养
C.扦插和嫁接
D.将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA中
答案D
19下列有关“外来物种”会造成危害的理由,错误的是
(　　)
A.带有当地原本没有的疾病
B.成为当地生物新的掠食对象
C.可能与本地种杂交,影响种群基因频率
D.大量繁殖,排挤当地原有生物的生存
解析被当地生物掠食不会威胁当地生物的生存。
答案B
20下图表示一种转基因鼠的培育过程,有关叙述不正确的是(　　)
A.该过程中目的基因的受体细胞是胚胎干细胞
B.转基因细胞导入的部位应该是滋养层
C.该项技术会引起伦理、道德、安全性等方面的问题
D.转基因鼠通过自由交配后可以获得纯种转基因鼠
解析滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,不参与胚胎的发育;转基因鼠中的外来基因有可能会在近缘物种之间通过杂交而传播,从而引起生物的安全性问题。
答案B
二、非选择题(共60分)
21(12分)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并实现成功表达。
请根据上述材料回答下列问题。
(1)科学家预言,“转基因抗虫棉”独立种植几代以后,也将出现不抗虫的植株,此种现象来源于　　　　　　　　　　　　。
(2)题中毒蛋白基因转入棉花植株实现成功表达中的“成功表达”的含义是指
　。
(3)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
　。
(4)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:　。
答案(1)基因突变
(2)毒蛋白基因在棉花细胞内转录并翻译成毒蛋白
(3)目的性强,育种周期短,克服了远缘杂交不亲和的障碍
(4)用于疾病的诊断和治疗;用于培养优良的动植物新品种;有利于环境保护(说出任意一点即可)　可能引起环境问题、食物安全问题、生物安全性问题等(说出任意一点即可)
22(12分)对番茄的研究发现,害虫损伤番茄叶后,叶上的细胞壁能释放一种类激素因子,这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上,启动了蛋白酶抑制剂的基因,开始高效合成蛋白酶抑制剂,并在茎叶中迅速积累,以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,因此害虫取食后,就会因无法消化食物而被饿死。
人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米,让玉米获得与番茄相似的抗虫性状,以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。
试分析回答下列问题。
(1)番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的　　　　　　　　中合成的。
(2)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米内,使玉米形成新的性状,这种变异属于　　　　　　　　　　。
(3)能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著,有人认为抗虫玉米是无虫玉米,不必防治害虫。你是否赞成这种说法 说明理由。
(4)有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧,你认为这种担忧有道理吗 试简要分析。
解析大多数酶的化学本质是蛋白质,是在核糖体中合成的。将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,属于基因工程范畴,它的原理是基因重组。对于抗虫玉米只是用基因工程转入特定的基因,并不是对任何害虫均有作用,另外随着害虫变异和选择的进程,变异个体会越来越适应环境,故也要防治害虫。对于转基因生物的安全性问题,是一个开放性题目,根据材料给出支持自己观点的论据即可。
答案(1)核糖体　(2)基因重组　(3)不赞成。转基因玉米能抵抗玉米螟,但不能抵抗所有的害虫。　(4)如:①有道理,这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂,食用后可能抑制人体内消化酶的活性,使人无法对食物进行消化而患病。②无道理。因为人与害虫的消化酶结构存在差异,玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,但对人可能无影响(或人类食用的通常是煮熟后的玉米食品,玉米蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏,因此不会对人的消化造成不良影响)。
23(12分)阅读下列材料并回答有关问题。
ω-3脂肪酸是深海“鱼油”的主要成分,它对风湿性关节炎以及糖尿病等有很好的预防和辅助治疗作用。目前,人们主要通过食用深海鱼肉摄取ω-3脂肪酸,这造成人们过度捕杀深海鱼而严重破坏了海洋生态系统。由于ω-3脂肪酸去饱和酶可在普通猪体内将其富含的ω-6
饱和脂肪酸转变成ω-3脂肪酸,于是,科学家从一种线虫中提取出ω-3脂肪酸去饱和酶基因,然后将该基因导入猪胚胎干细胞,再将这种胚胎干细胞在体外培养一段时间后植入正常猪的子宫,以期得到富含ω-3脂肪酸的转基因猪。目前还不知道这些转基因猪肉能不能吃,也不清楚这些小猪长大以后能否保持较高水平的ω-3
脂肪酸。
(1)从线虫中提取目的基因需要特定的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　酶。
(2)请列举培育富含ω-3脂肪酸的转基因猪需利用到的三种现代生物技术。
(3)用于培养胚胎干细胞的培养基中的　　　　　　　(成分)通常是用于培养植物细胞的培养基所没有的。
(4)你对培育这种转基因猪有何评价
　。
答案(1)限制性核酸内切(或限制)
(2)转基因技术、早期胚胎培养技术(动物细胞培养技术)、胚胎移植技术等。
(3)动物血清(浆)等
(4)转基因猪肉中可能会产生原先没有的有毒物质,从而危害人体健康。培育这种转基因猪可减少人们捕杀深海鱼,有利于保护海洋生态系统(写出其中一项即可)
24(12分)供体器官的短缺和排斥是器官移植的重要问题,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。
病人健康细胞细胞核去核卵细胞
内细胞团
(1)正常情况下,去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中处于　　　　　　　　　　　　　期的卵细胞。
(2)重组细胞发育的过程中,细胞开始分化发生在　　　　期。
(3)治疗性克隆所用的技术名称是　　　　　　　　　　　　。
(4)已知患者是红绿色盲的女性,图中提供卵细胞的为完全正常的年轻女性。移植器官后,该患者所生育子代红绿色盲的情况是　。
(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克隆人。(至少写出两条理由。)
解析对于人来说,从卵巢中刚排出来的是次级卵母细胞,在受精过程中才完成减数第二次分裂。重组细胞先进行卵裂形成桑椹胚,再进一步发育成囊胚,从囊胚期开始出现细胞分化;治疗性克隆采用的是核移植技术。移植器官并不改变患者的基因型,故红绿色盲女性的后代中男孩为红绿色盲,女孩是否为红绿色盲则取决于父亲的基因型。我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆。
答案(1)减数第二次分裂(MⅡ)　(2)囊胚　(3)核移植技术　(4)男孩红绿色盲,女孩不一定　(5)①严重违反了人类伦理道德;②冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。(只要答案符合题意即可)
25(12分)“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出,在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育到囊胚期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。
据此回答下面的问题。
(1)人的受精卵通过卵裂,逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织,并进而形成器官和系统。从细胞水平看,卵裂的分裂方式是　　　　　　　　。
(2)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术 (填序号)　　　　。
①体外培养　②体外受精　③胚胎移植　④核移植
(3)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是　　　　　　　　　。所得双胞胎的性别是否相同 　　　　　　。
(4)“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿技术”,二者对人类作用上的区别是
　。
(5)现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是
　。
(6)一对夫妇,妻子为血友病基因的携带者,生出了一个不患血友病的女儿,该女儿10岁时得了白血病,需要骨髓移植。为了彻底治愈女儿的病,该夫妇到处求医,均未获得合适的骨髓。为了治愈女孩的病,这对夫妇应该怎么办
　。
解析本题以试管婴儿培育为背景材料,综合考查试管婴儿培育原理、技术、个体发育与设计试管婴儿技术的不同等知识。具体分析如下:
答案(1)有丝分裂
(2)①②③
(3)胚胎分割　相同
(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症,后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病
(5)破坏了人类正常的性别比例,违反了伦理道德
(6)申请设计试管婴儿,并在植入前做胚胎遗传学诊断,提取试管婴儿的骨髓移植到该白血病女儿体内5.2　生态工程的实例和发展前景
基础巩固
1农村综合发展型生态工程的优点包括(　　)
①能量的多级利用　②物质循环再生　③废物资源化
④生物相互依存,体现了整体性　⑤做到了生态、经济和社会效益三结合
A.①②
B.①②③
C.①②③④⑤
D.①②④⑤
解析农村综合发展型生态工程实现了能量的多级利用和物质的循环再生,使废弃物资源化,实现了综合的经济效益。
答案C
2下列生态工程不属于大区域生态系统恢复工程的是
(　　)
A.“三北”防护林
B.退耕还林还草工程
C.防沙治沙工程
D.在山间修建拦截坝
解析在山间修建拦截坝属于小流域综合治理。
答案D
3与自然生态系统相比,城市生态系统不具备的特点是
(　　)
A.自我调节能力较弱,易出现环境污染等问题
B.分解者的活动受到抑制,分解能力不强
C.一旦人的作用消失,生态系统很快会退化
D.流经生态系统的总能量等于所有生产者固定的太阳能总量
解析城市生态系统是一个高度开放的生态系统,其能量和物质在很大程度上要靠其他生态系统的供给,不能自给自足。
答案D
4下列不属于我国生态工程建设实例的是(　　)
A.沼气工程
　
B.桑基鱼塘
C.防沙治沙工程　
D.焚烧城市生活垃圾
解析焚烧城市生活垃圾一方面未实现废物资源化,另一方面会产生污染,不属于我国生态工程建设实例。
答案D
5下列处理城市垃圾的办法,不妥当的是(　　)
A.垃圾进行分类处理,并实现垃圾资源化利用
B.改露天放置为掩埋处理,地表种植植物
C.利用热解方法使垃圾分解
D.垃圾堆放在一块,通过微生物自然分解
解析城市生态系统分解者少,分解功能弱,因此城市垃圾不能依靠微生物的自然分解来处理。
答案D
6生态恢复工程的第一步是(　　)
A.恢复这一地区的生物群落
B.恢复植被
C.形成合理、高效的食物链
D.保持一定的动物数量
解析绿色植物是生态系统最基本的成分,所以要恢复生态环境首先得恢复植被。
答案B
7废弃矿区对生态及人们生活的影响包括(　　)
①造成土体、土壤、植被的破坏　②极端恶劣的土地条件会阻碍植被的生长　③影响土地景观　④可能产生严重的重金属污染
A.①②
B.③④
C.①②③④
D.①②③
解析矿藏开采后往往会造成土体、土壤和植被,乃至整个生态系统的破坏,尤其是规模巨大的采矿业,不仅会对土地景观造成巨大影响,还可能产生严重的重金属污染。
答案C
8下图为矿区生态恢复工程流程图,请据图完成下列问题。
(1)该生态恢复工程中,①②分别指　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　　措施。
(2)恢复植被的措施是植树和种草,那是否可以种植农作物,以获得农产品 为什么
(3)该生态工程所遵循的主要原理:
　。
解析结合图示分析,矿区废弃地的生态恢复的关键就是植被的恢复,以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。但是废弃地的水分状况、养分都是很差的,条件恶劣,所以首先要做的就是通过机械方法压实土地,人工制造表土,然后才可以植树、种草。恶劣的环境不适宜农作物的生长,因此代之以适应性强、耐旱的灌木、草和树。在该生态工程中植树、种草要多样化,不可以只种植单一品种,而且植树、种草所选的品种一定要适应当地的环境,要综合考虑矿区的实际情况。
答案(1)工程机械措施　制造表土、压实
(2)不可以。因为矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长。
(3)物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理
能力提升
1下列关于湿地生态恢复工程的叙述,错误的是(　　)
A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰
C.对湿地的恢复,只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
解析湿地生态也是一个综合性工程,需要多种措施相结合,控制污染。引进动植物物种,恢复受干扰的湿地,建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能,不是简单地依靠生物工程手段如退耕还湿地或建立自然保护区就可以的。
答案C
2下列措施中,不符合城市生态工程建设基本原理的是
(　　)
A.城市规划,分区建设工业区、居住区、生态绿地等
B.大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺
C.采用浮床工艺法等手段治理水污染
D.用法律手段严禁汽车上路,以及造纸厂、酒厂的生产,以断绝污染的源头
解析应该控制污染,而不是因怕污染而放弃发展。
答案D
3下图为生态养猪模式图。从图中可知该生态工程属于
(　　)
A.湿地生态恢复的生态工程
B.节水和废水处理与应用的生态工程
C.小流域综合治理与开发的生态工程
D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
答案B
4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;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;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,但依然需要一些外部投入,所以D项错。
答案B
5下列描述不符合“生物圈2号”实验给人类的启示的是
(　　)
A.人类要与自然和谐共处
B.加深对自然规律的认识,按自然规律办事
C.人类早晚会建立第二个“生物圈”,无须担心地球环境恶化
D.大自然给人类提供的支持与服务可谓是无价之宝
解析“生物圈2号”工程是人类在认识自然的道路上迈出的一小步,尽管科技如此发达,人类仍无能力去完全模拟出自然生态系统。
答案C
6下列哪项不是西方发达国家生态工程建设的主要目的
(　　)
A.治理环境污染
B.使破坏的生态恢复
C.注重经济效益
D.注重生态效益
解析我国的生态工程建设是十分注重经济效益的,但是对于西方发达国家来说,经济效益不是生态工程建设的主要目的。
答案C
7生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下图是生物氧化塘内部分成分之间的关系,相关分析错误的是(　　)
A.生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理
B.在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理
C.
B层中的藻类和细菌具有种间互助关系
D.出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放
解析根据题图分析,A层中有机物被各种微生物分解,产生的产物到B层中可与细菌代谢产物一同被藻类利用产生O2,而O2又可被好氧型细菌所利用。由此可知生物氧化塘利用了物质循环再生和物种多样性等原理,且B层中的藻类和细菌具有种间互助关系。如果在该塘中引进硝化细菌,则可将产生的多余NH3转变为N,利于污水的净化。而污水经处理后是否达到排放标准,不仅需要对细菌等微生物数量进行控制,还要对主要污染物进行检测,合格后才能排放。
答案D
★8研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心,以保护生态环境为目标的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时绘出了如右上模式图,请分析回答下列问题。
(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时所依据的生态学原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该生态系统最大的优点是　

　。
(2)该生态系统的“基石”是　　　　　　,若要生产3
kg鸡肉最少需要水稻和大豆共　　　　
kg。
(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物,其生态学作用主要是
　。
(4)若农田内有害虫发生,采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外,还有哪些用途 (写出2个)



　。
解析(1)构建生态农业所依据的生态学原理是物质的循环和能量的流动,构建农业生态系统的目的是实现物质和能量的多级利用,减少环境污染。
(2)生态系统中生产者是基础,当能量以最高效率沿最短食物链传递时,需生产者最少,故生产3
kg
鸡肉需要水稻和大豆最少3÷20%=15(kg)。
(3)沼气池中的微生物的作用是完成有机物的分解,产生沼气。
(4)采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。
答案(1)生态系统的能量流动和物质循环　提高物质和能量的利用率,减轻环境污染(或答实现物质和能量的多级利用,减轻环境污染)
(2)水稻和大豆　15
(3)分解有机物,产生沼气
(4)引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等
(5)①作为饲料养猪;②作为工业原料,广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等;③在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧,最大限度地转换成电能(写出2个合理答案即可)1.4　蛋白质工程的崛起
基础巩固
1蛋白质工程的基本流程是(　　)
①蛋白质分子结构设计　②DNA合成　③预期蛋白质功能　④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A.①→②→③→④　　　B.④→②→①→③
C.③→①→④→②
D.③→④→①→②
答案C
2蛋白质工程中需要直接进行操作的对象是(　　)
A.氨基酸结构
B.蛋白质空间结构
C.肽链结构
D.基因结构
解析蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。其目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,但因为基因决定蛋白质,因此对蛋白质的结构进行设计改造,归根到底,还需对相应的基因进行操作,按要求进行修饰加工改造,使之能控制合成人类需要的蛋白质。对基因进行改造的优点:蛋白质是由基因控制合成的,对基因进行操作较容易,而且可以遗传。
答案D
3科学家将干扰素基因进行定点突变,导入大肠杆菌使之表达,使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸,结果大大提高了干扰素的储存稳定性。该生物技术为
(　　)
A.基因工程
B.蛋白质工程
C.基因突变
D.细胞工程
解析基因工程是通过对基因的操作,将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体内,使其高效表达,从中提取所需的蛋白质,或表现某种性状,蛋白质产品仍然为天然存在的蛋白质;而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造,从而实现对其编码的蛋白质的改造,所得到的已不是天然的蛋白质。题目的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因,其合成的干扰素也不是天然干扰素,而是经过改造的具有人类所需优点的蛋白质,因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程。
答案B
4蛋白质工程在设计蛋白质结构时依据的是(　　)
A.基因功能　
B.蛋白质功能
C.氨基酸序列　
D.mRNA密码子序列
答案B
5当前医学上,蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂。基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是(　　)
A.都与天然产物完全相同
B.都与天然产物不相同
C.基因工程药物与天然产物相同,蛋白质工程药物与天然产物不相同
D.基因工程药物与天然产物不相同,蛋白质工程药物与天然产物完全相同
答案C
6增加玉米细胞中赖氨酸含量最有效的途径是(　　)
A.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞
B.切除玉米细胞中天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因
C.修饰天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基
D.将根瘤菌的固氮基因导入玉米细胞
解析玉米中赖氨酸的含量比较低,原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶,其活性受细胞内赖氨酸浓度的影响较大,当赖氨酸浓度达到一定量时,就会抑制这两种酶的活性。如果我们将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸,就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。通过改变有关基因的个别碱基,从而改变基因控制合成的蛋白质(酶)的结构来达到目的,属于蛋白质工程。
答案C
7下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是(　　)
A.胰岛素的改造
B.抗体的改造
C.酶的改造
D.性激素的改造
解析性激素属于固醇,不是蛋白质。
答案D
8蛋白质工程又称第二代基因工程。下图为蛋白质工程流程图,图中A、B在遗传学上依次表示(　　)
A.转录和翻译　
B.翻译和转录
C.复制和转录　
D.传递和表达
答案A
9下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。
据图回答下列问题。
(1)获得A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在　　　　　　　酶的催化下,合成互补的单链DNA,然后在　　　　　　　　　的作用下合成双链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,需要在反应体系中添加的有机物质有　　　　、　　　　　　、4种脱氧核糖核苷酸和耐热性的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C处理D,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)以A的mRNA为模板,在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA,然后再以该单链DNA为模板,在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA;根据目标蛋白质的氨基酸序列可推测出相应的mRNA序列,然后根据碱基互补配对原则推测出其DNA的脱氧核苷酸序列,再通过化学方法利用DNA合成仪合成所需基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因时,需要提供目的基因作为模板,添加引物来引导子链的形成,添加4种脱氧核糖核苷酸(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作为原料,需要耐热性的DNA聚合酶来催化子链的形成;扩增过程可在PCR扩增仪中完成。
(3)目的基因A和载体B拼接形成的C通常称为重组DNA。
(4)基因工程中,常用Ca2+处理细菌细胞,使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组DNA分子,提高受体细胞的转化率。
答案(1)逆转录　DNA聚合酶　氨基酸　脱氧核苷酸
(2)引物　模板DNA
(3)重组DNA(其他合理答案也可)
(4)提高受体细胞的转化率(其他合理答案也可)
能力提升
1下列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进行改造
D.蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
解析蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是以基因工程为基础的,所以又称为第二代基因工程。蛋白质工程不仅能对现有蛋白质进行改造,而且可以制造新的蛋白质。
答案A
2下列不属于蛋白质工程的研究内容的是(　　)
A.分析蛋白质分子的精细结构
B.对蛋白质进行有目的的改造
C.分析氨基酸的化学成分
D.按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质
解析蛋白质工程就是指根据蛋白质的精细结构和生物功能之间的关系,按照人的意愿改造蛋白质分子,形成自然界不存在的蛋白质分子。为了改造某种蛋白质分子,必须对其精细结构进行分析,但不包括对组成蛋白质的氨基酸的化学成分的分析。
答案C
3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,只是对热稳定性较差,进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂,临床治疗食物的消化不良,最佳方案是(　　)
A.对此酶中的少数氨基酸进行替换,以改善其功能
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
解析要想使蛋白酶的热稳定性有所提高,就要改变蛋白质的结构,此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。
答案A
4下列有关蛋白质工程的说法,正确的是(　　)
A.蛋白质工程无需构建基因表达载体
B.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
C.蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
D.蛋白质工程只是中心法则的简单逆转
解析蛋白质工程的基本流程: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,找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。这是蛋白质工程特有的途径,接下来按照基因工程的一般步骤进行。因此,基因工程技术利用的工具(限制酶、DNA连接酶、载体)以及操作流程也适用于蛋白质工程技术中,A项错误,C项正确;蛋白质工程生产的蛋白质是改造后的蛋白质或者是新的蛋白质,B项错误。
答案C
5葡萄糖异构酶(GI)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GI基因进行体外定点诱变,以脯氨酸(Pro138)替代Gly138,含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10~12
℃。这属于
(　　)
A.基因工程
B.蛋白质工程
C.发酵工程
D.酶工程
解析蛋白质工程的重点在于对已存在的蛋白质分子的改造。通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂,而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构,然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此,应选B。
答案B
6下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,不合理的是(　　)
A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质
B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C.当得到可以在-70
℃条件下保存半年的干扰素后,在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下,干扰素可以大量自我合成
D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
解析基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质;蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成,这样产生的改变才能遗传下去;蛋白质不能自我合成;由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作,因此,基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。
答案C
★7胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射入人体后,会堆积在皮下,要经过较长时间才能进入血液,而进入血液的胰岛素又容易被分解,治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题。
(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)图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么
(3)新的胰岛素基因与载体(质粒)结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—。请画出质粒被限制性核酸内切酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端:　　　　　　　　　　　　　　　。DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求 　　　　　　。
(4)若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中,最常用的方法是　　　　　　　　　　　　。
(5)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。
答案(1)蛋白质(即新的胰岛素)的预期功能
(2)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出相对应的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因。
(3)—G
—CCTAG、GATCC—
　　　G—　否
(4)农杆菌转化法
(5)蛋白质工程　基因工程
8黄曲霉毒素B1(AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中,它可以通过食物链进入动物体内并蓄积,引起癌变。某些微生物能表达AFB1解毒酶,将该酶添加在饲料中可以降解AFB1,消除其毒性。请回答下列问题。
(1)下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图。据图回答问题。
含AFB1解毒
酶基因的菌株总RNAcDNAAFB1解毒
酶基因
酵母
工程菌AFB1
解毒酶
①在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株,经测定,甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶;乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程Ⅰ应选择　　　　　菌液的细胞提取总RNA,理由是　

　。
②过程Ⅱ中,与引物结合的模板是
　　　　　　　。
③检测酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶,应采用　　　　　　　　　　　　　法。
(2)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是:从提高酶的活性出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的　　　　　　　　　序列。
解析(1)①因为甲菌液细胞中含解毒酶,说明解毒酶基因在甲菌液细胞中可以表达,细胞中一定含有解毒酶基因转录出的mRNA。②PCR扩增过程中,需要的模板是AFB1解毒酶基因的cDNA。③基因工程的检测与鉴定阶段,在分子水平上需要进行三步检测,其中检测目的基因是否成功表达出蛋白质,所用方法是抗原—抗体杂交法。
(2)蛋白质工程的基本步骤是,从预期的蛋白质功能出发,设计预期蛋白质的结构,推测应有的氨基酸序列,找出相对应的脱氧核苷酸序列。
答案(1)①甲　甲菌液细胞的AFB1解毒酶基因已转录生成mRNA,而在乙菌液细胞中该基因未转录
②AFB1解毒酶基因的cDNA
③抗原—抗体杂交
(2)脱氧核苷酸
9(2015海南高考)在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后,产生A、B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题。
(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是　　　　　　　　　　　　　　,合成胰高血糖素的细胞是　　　　　　　　　　　　　　。
(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的　　　　　　　　　　序列,用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成　　　　　　　　　　　的基因工程菌。
(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,则用该工程菌进行工业发酵时,应从　　　　　　　　　　　中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。
解析(1)激素由特异性的细胞合成,胰岛素(原)由胰岛B细胞合成,胰高血糖素由胰岛A细胞合成。(2)真核生物的目的基因可用人工合成的方法合成,可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的DNA序列(即目的基因);合成的DNA序列经过修饰与质粒构建胰岛素原基因表达载体,导入细菌体内,经转化后筛选鉴定,最终得到能稳定合成胰岛素原的基因工程菌。(3)培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,说明目的基因的表达产物存在于细胞内,没有分泌出来。因此利用该工程菌进行工业发酵时,目的基因的表达产物需要从菌体中分离和纯化。
答案(1)胰岛B细胞　胰岛A细胞
(2)DNA　胰岛素原
(3)菌体专题2
细胞工程检测B
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是(　　)
A.转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B.植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性
C.原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的选择透过性
D.植物愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
解析原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性。
答案C
2下列与细胞工程技术相关的叙述,不正确的是(　　)
A.植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍
B.动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分基本相同
C.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同
D.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性
解析植物体细胞杂交可以把来自不同种植物的细胞融合在一起,克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障碍;细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性;植物细胞培养基除基本成分外还需要加入植物激素等,动物细胞培养液中还需要加入动物血清等。
答案B
3下列关于植物组织培养技术的叙述,正确的是(　　)
①这种技术利用了植物细胞的全能性　②这种技术可以克隆生物体　③这种技术属于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
答案D
4下列关于植物体细胞杂交技术的叙述,错误的是(　　)
A.获得原生质体的过程需要用到纤维素酶和果胶酶
B.利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株
C.植物体细胞杂交过程就是原生质体融合的过程
D.可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞
解析利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,才能获得原生质体;通过植物体细胞杂交可获得多倍体,并可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定是否是杂种细胞;植物体细胞杂交过程包括原生质体融合和植物组织培养过程。
答案C
5下列说法正确的是(　　)
A.植物组织培养是指离体的植物器官或细胞在无人为干预的情况下经脱分化形成新个体
B.动物克隆可通过动物体细胞核移植技术来实现
C.人工诱变、细胞工程、基因工程等技术只能应用于对微生物进行改造
D.动物细胞融合技术最重要的用途是培养具有双亲优良性状的经济动物
解析植物组织培养需要在人工控制条件下进行;人工诱变、基因工程和细胞工程等技术可应用于植物、动物和微生物等;动物细胞融合最重要的用途是制备单克隆抗体。
答案B
6在现代生物工程技术中,下列研究方案能实现其目的的是(　　)
选项
方案
目的
A
诱导人胰岛B细胞和奶牛卵细胞融合
培育转基因克隆奶牛
B
将外源基因导入受体植物叶绿体中
防止外源基因扩散
C
通过体外培养或体内培养骨髓瘤细胞
制备单克隆抗体
D
用胃蛋白酶处理剪碎的动物组织块
制备动物细胞悬浮液
解析转基因克隆奶牛涉及基因工程和核移植;骨髓瘤细胞不能产生抗体;应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织块。
答案B
7下图表示“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列叙述正确的是(　　)
A.如将纯种的白菜和甘蓝的卵细胞分别制成原生质体,按相同的方法操作也可得到与图示相同基因型的杂种植株
B.可以通过观察在质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液中是否发生质壁分离来判断白菜原生质体的死活
C.该培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异或基因突变,一般不会发生基因重组
D.植物组织培养和动物细胞培养的培养基、培养目的不完全相同,但诱导细胞或原生质体融合的方法却是完全相同的
解析由于卵细胞是经减数分裂形成的,染色体数目减半,因此用卵细胞杂交得到的植株的体细胞中染色体数目是体细胞杂交得到的植株的体细胞中染色体数目的一半,基因型也不同。白菜的原生质体已经去掉了细胞壁,不会发生质壁分离。植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂,只能发生细胞分化、染色体变异或基因突变,不会发生基因重组。植物组织培养的目的是得到植株或细胞产物,而动物细胞培养的目的是得到大量的细胞;融合的方法也不完全相同,动物细胞融合可用灭活的病毒。
答案C
8将基因型为Aa和基因型为Bb的动物细胞混合,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.AAaa　　　　　　　　B.AaBb
C.Aabb
D.BBbb
解析基因型为Aa和基因型为Bb的动物细胞间融合是随机的,若只考虑两个细胞融合的情况,即Aa和Aa、Aa和Bb、Bb和Bb融合,可产生AAaa、AaBb、BBbb三种基因型的细胞。
答案C
9在植物细胞工程的技术中,无需激素调节的是(　　)
A.组织培养中促使细胞脱分化
B.制备原生质体时去除细胞壁
C.组织培养中促使细胞再分化
D.促使融合细胞形成愈伤组织
解析在植物组织培养过程中所用的培养基中除营养成分外还需加入植物激素,以促进细胞脱分化形成愈伤组织和再分化形成新个体。在原生质体的制备过程中需要纤维素酶和果胶酶,不需要植物激素。
答案B
10人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分——胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞制得,也可以用通过试管培养的花粉或胚囊制得,由此人们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚”。请据此判断下列说法,不正确的是(　　)
A.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难、发芽率低等问题
B.培育胚状体利用了植物组织培养技术
C.同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为1∶1
D.该项技术的成功应用体现了植物细胞的全能性
解析体细胞胚是由植物的体细胞经脱分化和再分化形成的,花粉胚是由花粉经脱分化和再分化形成的,因此,同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为2∶1。
答案C
11下图为植物体细胞杂交过程示意图。下列说法不正确的是(　　)
A.植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍
B.杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全能性
C.尽管愈伤组织可以进行光合作用,但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养
D.若A的基因型为Rr,B的基因型为Yy,则最终形成的杂种植株的基因型为RrYy
解析植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍;杂种细胞经过脱分化和再分化过程可以培育成杂种植株,说明杂种细胞具有全能性;愈伤组织没有叶绿体,不能进行光合作用,所以其培养基中需要糖类、氨基酸等有机营养;若A的基因型为Rr,B的基因型为Yy,则最终形成的杂种植株的基因型为RrYy。
答案C
12下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株的过程,下列有关分析正确的是(　　)
A.过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中,且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压
B.过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有选择透过性原理
C.过程④⑤需要根据生长发育进程更换不同的培养基
D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,不具有可育性
解析过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中,且溶液中的渗透压应等于细胞液渗透压,使细胞维持正常形态。诱导原生质体融合主要依据细胞膜的流动性。过程④⑤需要根据生长发育进程更换不同的培养基。最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,由于存在同源染色体,具有可育性。
答案C
13有甲(基因型为aaBB)和乙(基因型为AAbb)两品种的植物,取其花粉分别培养成植株,将它们的叶肉细胞制成原生质体,并将两者相混,使之融合,诱导产生细胞团。两品种融合细胞的基因型是(　　)
A.AaBb
B.AAaaBBbb
C.AAbb
D.aaaaBBBB
解析甲的花粉培养成的植株基因型为aB,乙的花粉培养成的植株基因型为Ab,二者融合后的原生质体的基因型是AaBb。
答案A
14下列技术可能保持亲本性状的是(　　)
A.利用花药离体培养得到的单倍体
B.利用杂交获得的杂种植株
C.利用基因工程培养的抗虫棉植株
D.利用花药培养再经秋水仙素处理长成的植株
解析花药离体培养得到的是单倍体,与其亲本的染色体数目不同;利用基因工程培养的植株,转入了外源基因;利用杂交手段获得的杂种植株,会发生性状分离,以上均不易保持亲本性状。D选项中植株是利用花药培养再经秋水仙素处理长成的,若亲本植株为纯合子,则得到的植株有可能与亲本性状相同。
答案D
15下列事实能体现细胞全能性的是(　　)
A.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B.单细胞的DNA
在体外大量扩增
C.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D.将注射了目的基因的受精卵细胞培育成具有新性状的动物
解析细胞的全能性是指已高度分化的细胞,仍具有发育成完整个体的潜能,A项为单个细胞培养成个体的实例,B、C、D三项则与这一概念不符,B项为DNA复制,C项则是细胞中特定蛋白质的合成与分泌,D项是受精卵发育成个体,而并非已高度分化的细胞发育成个体。
答案A
16对某种动物的肝细胞进行细胞培养,下列说法正确的是
(　　)
A.取单个肝细胞进行培养,获得细胞群的方法不属于克隆培养法
B.细胞培养过程中不需考虑细菌的污染问题
C.该培养液也能用来培养乙肝病毒
D.在原代培养过程中,培养的细胞最终会出现停止增殖的现象
解析A项的描述属于细胞层次的克隆。细胞培养过程中要防止杂菌的污染,B项错误。病毒的生存离不开细胞,用培养液不能培养病毒,C项错误。原代培养过程中,当细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞将停止增殖,D项正确。
答案D
17下列与动物细胞培养有关的表述,不正确的是(　　)
A.动物细胞培养需要无菌、营养、适宜的温度和pH等条件
B.用胰蛋白酶作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞
C.放入CO2培养箱中培养动物细胞的主要目的是满足细胞对CO2的需求
D.培养的10代以内的细胞一般具有恒定的染色体组型、生化特性等
解析CO2培养箱中CO2的作用是维持培养液的pH。
答案C
18如图为哺乳动物(羊)的生殖过程,下列叙述不正确的是
(　　)
A.个体2为克隆动物,c为高度分化的体细胞
B.个体2的遗传性状与提供c细胞的羊不完全相同
C.产生动物个体1与动物个体2的生殖方式是不同的
D.e细胞为完成减数分裂的卵细胞
解析在核移植过程中,去核卵细胞一般选用处于减数第二次分裂中期的细胞,而不是完成减数分裂的卵细胞。
答案D
19下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是(　　)
A.动物细胞培养的目的就是获得大量的分泌蛋白
B.对动物组织块和分散的细胞进行培养,效果是基本相同的
C.细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D.高度分化的动物体细胞一般不能经培养发育成幼体
解析获得大量的分泌蛋白仅仅是动物细胞培养应用的一个方面。分散的动物细胞比组织块更容易培养。细胞遗传物质的改变发生在传代培养过程中。
答案D
20某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养,下列叙述正确的是(　　)
A.制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理
B.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸
C.为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的干扰素
D.用血细胞计数板计数的方法,可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长
解析制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2维持培养液的pH。为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素。
答案D
二、非选择题(共60分)
21(12分)自然界中有一种含有叶绿体的原生动物——眼虫,这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。某同学提出问题:“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗 ”他尝试设计出如图所示的实验方案。结合实验方案回答下列问题。
实验原理:根据眼虫的特点,动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。
实验步骤如下:
(1)①中选的植物材料细胞中,必须有的细胞器是
　　。
(2)③过程所用的酶是　。
(3)④过程除了用电激之外,还可以用　　　　　　　　　　等作为诱导因素。(答出两种)
(4)⑤过程中动物细胞体外培养需要满足的条件是　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　。
(5)在整个实验过程中,要强调所用的器械的灭菌和无菌操作,原因是各种杂菌可以在培养基上面迅速生长,培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不但会和　　　　　　　争夺营养,而且这些杂菌生长的过程中会生成大量　　　　　　　　　　　　　导致培养物迅速死亡。
(6)在⑤⑥过程中,通常要添加血清,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)根据题意知,所选植物材料中必须含有叶绿体。(2)图中③是去除植物细胞细胞壁的过程,所用的酶是纤维素酶和果胶酶。(3)诱导细胞融合的方法除了电激外,还有振动、离心、聚乙二醇等。(4)图中⑤是动物胚胎细胞的培养,此过程需要满足以下条件:无菌、无毒的环境,合适的营养、温度和pH以及气体环境。(5)整个实验过程中,都是严格无菌的,否则各种杂菌会在培养基中生长,与所培养的细胞争夺营养,同时杂菌代谢也可能会产生对培养物有毒的物质,导致培养物死亡。(6)动物细胞培养过程中需要加入血清或血浆,因为动物细胞生长过程中需要一些未知的天然成分,而血清、血浆中含有这些天然成分。
答案(1)叶绿体
(2)纤维素酶和果胶酶
(3)聚乙二醇、振动、离心(任写两种)
(4)无菌、无毒的环境　合适的营养、温度、pH　气体环境
(5)培养物　对培养物有害的物质
(6)人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,通常加入血清、血浆等一些天然成分
22(12分)白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。请回答下列问题。
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在　　　　隔离。自然条件下,这两个物种间不能通过　　　　　　　的方式产生后代。离体培养获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础是植物细胞具有　　　　　　　　。
(2)为观察“白菜—甘蓝”的染色体数目和形态,通常取幼苗的　　　　做临时装片,用　　　　　　　　(染料)染色。观察、计数染色体的最佳时期是　　　　　　　　　。
(3)二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为　　　　。这种植株通常不育,原因是减数分裂过程中染色体　　　　　　　。为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜—甘蓝”,这种变异属于　　　　　　　。
解析(1)不同物种间存在生殖隔离,自然条件下不能通过杂交的方式产生后代。以白菜为母本、甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗利用了植物细胞的全能性。(2)观察植物细胞染色体的数目和形态,通常取幼苗的根尖做临时装片,用碱性染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是有丝分裂中期。(3)由题意知,这样得到的二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为10+9=19(条)。由于这样的植株无同源染色体,故减数分裂时联会紊乱,因此这种植株通常不育,可根据染色体变异的原理,通过人工诱导产生四倍体“白菜—甘蓝”使其可育。
答案(1)生殖　杂交(有性生殖)　全能性　(2)根尖(茎尖)　醋酸洋红液(龙胆紫溶液)　有丝分裂中期　(3)19　联会紊乱　染色体变异
23(11分)(2016全国高考甲理综改编)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。
回答下列问题。
(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为　　　　　　　　　。过程①表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用　　　　　　　　的方法。
(2)经过多次传代后,供体细胞中　　　　　　　　的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是
　。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)因为供体性别不确定,所以A的性染色体的组成可为XX或XY。常采用显微操作的方法去除卵母细胞的细胞核。
(2)取供体动物的体细胞培养,一般选用传代10代以内的细胞,因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。一般传代培养的细胞超过10代后,其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。
(3)克隆动物的细胞核基因来自供体,因此其大部分性状与供体相同,但细胞质基因来源于受体(或提供卵母细胞的个体),即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响,这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。
(4)其他克隆动物的成功获得也证明了动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。
答案(1)XX或XY　显微操作
(2)遗传物质
(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
24(12分)如下图所示为动物细胞培养过程中,动物细胞增殖情况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后继续培养)。据图回答问题。
(1)OA段的培养称为　　　　培养,AB段可能发生了　　　　　　　现象,常需要用　　　　　　酶处理使组织细胞分散开来。
(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,动植物细胞都要进行　　　　　　　,不同的是植物细胞还要进行　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)为制备单克隆抗体,需将　　　　注射到小鼠体内,以获取　　　　细胞,同时可选取图中　　　点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞;所选取的细胞,其细胞膜上的　　　　　　比正常细胞显著减少,为筛选能够产生单克隆抗体的杂交细胞,可用　　　　培养基达到目的。
解析(1)动物细胞培养的初次培养称原代培养,分瓶后的培养称传代培养;原代培养过程中,当动物细胞相互接触时,会发生接触抑制现象。
(2)动植物细胞培养都必然发生细胞增殖,从而使细胞数目增多;另外,植物组织培养一般都会发生脱分化和再分化。
(3)制备单克隆抗体时,需要将产生单一抗体的B淋巴细胞与能够无限增殖的细胞融合。欲获得B淋巴细胞必须先注射抗原,检测到有相应抗体的存在才可以提取到相应的B淋巴细胞;而癌细胞表面的糖蛋白减少,黏着性降低,近似球形,易于扩散。
答案(1)原代　接触抑制　胰蛋白
(2)增殖(或有丝分裂)　脱分化和再分化
(3)抗原　B淋巴　D　糖蛋白　选择
25(13分)如图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图回答下列问题。
(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后,所获得的免疫抗血清实际上是含有　　　　　　　　　　　　　(填写抗体的名称)的混合物,这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低,而且纯度低。与多克隆抗体相比,单克隆抗体突出的优点在于它的　　　　　　　　　　　　　　,并能大量制备。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,说明细胞膜具有　　　　　　,如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有　　　　种类型。
(3)图中两次筛选的目的不同,其中筛选①的目的是筛选出　　　　　　　,筛选②的目的是筛选出　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是　　　　　　　　　　　　　　　　　。用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)结合题图可看出获得的免疫抗血清实际上是含Ab1、Ab2、Ab3和Ab4多种抗体的混合物。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的优点,还能大量制备。
(2)动物细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性;仅考虑两个细胞的融合,可得到B淋巴细胞+B淋巴细胞、瘤细胞+瘤细胞及B淋巴细胞+瘤细胞3种类型的融合细胞。
(3)在单克隆抗体的制备过程中,筛选①的目的是筛选出杂交瘤细胞,筛选②的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
(4)把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成“生物导弹”,注入患者体内,借助单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞,又减小了用药剂量,而且疗效高、毒副作用小。
答案(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4　特异性强、灵敏度高
(2)流动性　3
(3)杂交瘤细胞　能产生所需抗体的杂交瘤细胞
(4)单克隆抗体上连接抗癌药物　可以原位杀死癌细胞,还不损伤正常细胞,且用药剂量小,疗效高、毒副作用小1.3　基因工程的应用
基础巩固
1转基因动物是指(　　)
A.提供基因的动物
B.基因组成中转入了外源基因的动物
C.能产生白蛋白的动物
D.能表达基因遗传信息的动物
解析转基因动物是指基因组中增加了外源基因的动物。
答案B
2若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,其在环境保护上的重要意义是(　　)
A.减少氮肥使用量,降低生产成本
B.减少氮肥生产量,节约能源
C.避免因施用氮肥过多引起的环境污染
D.改良土壤的群落结构
解析农业生产中大量使用氮肥容易造成水体富营养化,引起淡水“水华”、海洋“赤潮”现象,污染环境。利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种,可减少氮肥施用量,避免水体富营养化,保护环境。
答案C
3下列哪项不是植物基因工程技术的主要应用 (　　)
A.提高农作物的抗逆性　　
B.生产某些天然药物
C.改良农作物的品质
D.作器官移植的供体
解析D项为动物基因工程技术的重要应用。
答案D
4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.对有基因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.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变后恢复正常
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
解析目前实施的基因治疗措施有体外基因治疗和体内基因治疗,其基本方法都是把相应的正常基因导入有基因缺陷的相关细胞中,从而使病人恢复正常。
答案A
5科学家运用转基因技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因转到大白菜细胞中,培育出抗虫效果很好的优质大白菜,减少了农药的使用量,保护了环境。下列说法正确的是(　　)
A.抗虫基因中含有终止密码子
B.抗虫基因能在大白菜细胞中正常表达
C.转基因技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体
D.限制酶识别的序列一定是GAATTC
解析基因中不含有终止密码子,终止密码子存在于mRNA上。载体不是酶。限制酶有多种,不同的限制酶识别的序列大都不相同。
答案B
6以下关于抗病转基因植物成功表达抗病毒基因后的说法,正确的是(　　)
A.可以抵抗所有病毒
B.对病毒的抗性具有局限性或特异性
C.可以抵抗害虫
D.可以稳定遗传,不会变异
解析抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒,并不是所有病毒,也不可以抗虫。抗病毒基因也会发生变异。
答案B
7下列不属于利用基因工程技术制取药物的是(　　)
A.从大肠杆菌体内获取白细胞介素
B.从酵母菌体内获得干扰素
C.利用青霉菌获取青霉素
D.从大肠杆菌体内获得胰岛素
解析基因工程制药的实质是先用基因工程的方法将药物基因导入微生物细胞(如大肠杆菌、酵母菌等)中,并使该基因得到高效表达以产生药物,然后通过培养微生物来获得药物的一种技术。利用基因工程生产的人类蛋白药物有白细胞介素、干扰素、胰岛素等。青霉菌自身含有控制青霉素合成的基因,不需导入外源基因,因此不是利用基因工程技术制取的药物。
答案C
8我国科学家运用基因工程技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是(　　)
A.启动子对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
B.重组DNA分子中改变一个碱基对,不一定导致毒蛋白的毒性丧失
C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物,从而造成基因污染
D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
解析启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,没有启动子,目的基因无法转录。根据是否具有抗生素抗性可用来筛选含有目的基因的细胞,而不能用来检测转基因棉花是否具有抗虫特性。
答案D
9金茶花是中国特有的观赏品种,但易被有害真菌感染得枯萎病,降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答下列问题。
(1)将②连接到①上并形成③,常用到的酶有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)抗枯萎病的金茶花培育成功,从变异的角度来说属于　　　　　　。
(3)经过转基因方法获得的抗病金茶花,将来产生的配子中是否一定含有抗病基因 　　　　　　。
(4)通过检测,被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性,这说明②已经　　　　　　。判断抗病基因是否表达可以从个体水平上做　　　　　　实验。
解析(1)①是用限制性核酸内切酶切割质粒,②是指目的基因的获取,③是指目的基因与质粒在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。(2)基因工程是在人为作用下将控制不同性状的基因重新组合从而改造生物性状,从本质上来说这种变异属于基因重组。(3)经过转基因方法获得的抗病金茶花可能相当于杂合子,将来产生的配子中不一定含有抗病基因。(4)金茶花叶片细胞具备了抗病性,说明目的基因已在受体细胞中得到了表达。
答案(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶
(2)基因重组
(3)不一定
(4)表达　抗病接种
10(2017全国Ⅱ理综)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题。
(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是　　　　　　　　　。
(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是　　　　　　　　　。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)选取嫩叶为实验材料提取mRNA的原因是嫩叶细胞的细胞壁易破碎。提取RNA时加入RNA酶抑制剂的目的是防止RNA降解。
(2)以mRNA为材料获得cDNA的过程为逆转录,其原理是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。
(3)目的基因无复制原点,无表达所需的启动子、终止子等,其不能在受体细胞内表达,要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过含有这些结构的质粒载体将目的基因导入受体细胞。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。
(5)如果目的基因已经整合到植物的基因组中,但植物未表现出相应性状,可能的原因是目的基因未转录,或是转录出的mRNA未翻译出相应的几丁质酶。
答案(1)嫩叶组织细胞易破碎　防止RNA降解
(2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
(3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子
(4)磷酸二酯键
(5)目的基因的转录或翻译异常
能力提升
1下列关于基因工程应用的叙述,正确的是(　　)
A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C.一种基因探针可检测不同细胞中的各种目的基因
D.从基因组文库获取的真核生物基因可以直接导入原核生物细胞内
解析基因治疗是将正常基因导入基因异常的细胞中并表达的方法,不涉及基因的改造。一种基因探针只能与一种特定核苷酸序列的目的基因结合。从基因组文库中获得的真核生物的基因不能直接导入原核生物内,因真核生物基因的结构与原核生物基因的结构有所不同,直接导入后不能在原核细胞中正常表达。
答案B
2采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵,培育出了转基因羊。但人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。下列叙述正确的是(　　)
A.如果已知人凝血因子基因的核苷酸序列,可用人工合成的方法获得该目的基因
B.人凝血因子基因进入羊受精卵后,其传递和表达不再遵循中心法则
C.人凝血因子基因存在于该羊的乳腺细胞中,而不存在于其他体细胞中
D.人凝血因子基因开始转录后,在DNA聚合酶的作用下以DNA的一条链为模板合成mRNA
解析人凝血因子基因进入羊的受精卵后,会随着羊染色体DNA的复制而复制,同羊染色体DNA中其他基因一样进行正常表达,其传递和表达也依然遵循中心法则。将人凝血因子基因导入羊受精卵后,该受精卵细胞会分裂分化成各种细胞,进而形成新个体(转基因羊),因而该个体所有体细胞中都会有人凝血因子基因存在。催化转录过程的是RNA聚合酶。
答案A
3下列关于基因工程相关知识的叙述,正确的是(　　)
A.在基因工程操作中为了获得重组质粒,必须用相同的限制酶,露出的黏性末端可以不相同
B.若要生产转基因抗病水稻,可将目的基因先导入大肠杆菌中,再转入水稻细胞中
C.如要提高作物中某种氨基酸的含量,可以导入控制合成含有该种氨基酸的蛋白质的基因
D.基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复
解析要获得重组质粒,目的基因和载体必须有相同的黏性末端,使用的限制酶可以不同。对于水稻等单子叶植物,常用基因枪转化法;对于双子叶植物则常用农杆菌转化法。基因治疗只是将正常基因导入有缺陷基因的细胞中,并使之表达。
答案C
4在用基因工程技术培育抗除草剂的转基因烟草的过程中,下列操作错误的是(　　)
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分子导入烟草原生质体
D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体,而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能用限制性核酸内切酶切割。
答案A
5下列说法不正确的是(　　)
A.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染时产生的一种糖蛋白
B.基因治疗是治疗遗传病的最有效手段
C.体内基因治疗是基因治疗的一种形式
D.体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节
解析人类的遗传病很难用一般药物进行治疗,基因治疗是最有效的手段。体外基因治疗是先从病人体内获得某种细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再筛选基因成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内。
答案D
★6下页左上图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程,下列相关分析中正确的是(　　)
A.获得该mRNA的最佳材料是受精卵
B.构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌
C.完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA聚合酶
D.探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌,获得未被感染的细菌
解析该受体基因在神经细胞中表达,获得该mRNA的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在cDNA。
答案C
7酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本操作过程如下图:
请回答下列问题。
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于　　　　　　　　。
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用　　　　　　　　　　方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体是　　　　　　。
(3)此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选,则有含C的酵母菌在选择培养基上的生长情况是

　。
(4)除了看啤酒泡沫丰富与否外,还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达
　。
解析(1)将大麦的LTP1基因重组入啤酒酵母菌的遗传物质中属于基因重组。
(2)目的基因可从相应生物细胞中直接分离获得,也可用人工合成的方法获得。基因工程中常用的载体是质粒。
(3)质粒中含有青霉素抗性基因和四环素抗性基因,重组质粒中四环素抗性基因已遭破坏,如果成功导入受体细胞,则重组酵母菌在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活。
(4)目的基因是否表达,可以通过检测特定的性状或者目的基因是否控制合成相应的蛋白质进行确定。
答案(1)基因重组　(2)人工合成　质粒　(3)在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活　(4)检验转基因啤酒酵母菌能否产生LTP1蛋白
8利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。该技术生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类健康。下图为利用生物技术获得这一生物新品种和抗虫棉的过程,据图回答下列问题。
(1)在基因工程中,A表示　　　　　　,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶的功能特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,B表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因,并采用　　　　　技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有　。
(3)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪些部分 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)将目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用　　　　　　　,在②过程中一般采用　　　　　　,受体细胞一般是　　　　。
(5)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其体内是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及结果是什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)要确定目的基因(抗虫基因)导入棉花细胞后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,请写出在个体水平上的鉴定过程:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)据图可知,A是从人的DNA分子中获取的合成乙肝表面抗原或抗凝血酶Ⅲ的基因,或者是从苏云金芽孢杆菌中提取的Bt毒蛋白基因,是基因工程中的目的基因;基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、载体等,其中限制酶的功能特点是:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子;B是载体和目的基因重组形成的基因表达载体(重组DNA分子)。(2)目的基因的获取一般有3种途径:从基因文库中获取目的基因;利用PCR技术扩增目的基因;通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶。(3)一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。(4)目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而不同,植物细胞通常采用农杆菌转化法,动物细胞是显微注射技术,微生物细胞是Ca2+处理法。其中动物通常的受体细胞是受精卵。(5)检测目的基因是否已经表达出相应的蛋白质,通常采用抗原—抗体杂交技术。(6)进行个体生物学水平的鉴定时,通常采用抗虫或抗病的接种实验。
答案(1)目的基因　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子　基因表达载体(重组DNA分子)
(2)PCR　限制酶、DNA连接酶
(3)至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分
(4)农杆菌转化法　显微注射技术　受精卵
(5)从转基因羊的乳汁中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,若出现杂交带,表明乳汁中出现了抗原蛋白,实验成功;若没有出现杂交带,表明乳汁中没有出现抗原蛋白,实验失败
(6)让害虫食用转基因棉的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状
9基因敲除是根据DNA重组原理发展起来的一门新兴技术,通常用设计好的DNA片段替代动物细胞内的基因片段,从而达到基因敲除的目的,其基本原理如图所示:
请回答下列问题。
(1)在将目的基因导入受体细胞前,需要构建一个基因表达载体。一个理想的基因表达载体通常由启动子、终止子、目的基因和　　　　　　　等组成。
(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常为　　　　　　。
(3)上述途径所获得的动物,其后代并非每一个个体都含目的基因,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)假设通过基因敲除构建了一个非球形红细胞型贫血(Ⅱ型)模型动物,该动物因丙酮酸激酶缺陷或葡萄糖-6-
磷酸脱氢酶(G-6-PD)缺陷,使红细胞膜变化引起红细胞自溶现象,但给该动物注射ATP后,自溶现象可明显降低。由此可表明,基因对生物性状的控制方式之一是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)某实验小组向正常小鼠胚胎细胞内导入某“X基因”后,发现靶基因能正常转录形成mRNA,但细胞内却不能合成相应蛋白质,其原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)一个理想的基因表达载体通常由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成。
(2)动物细胞中受精卵的全能性最高,因此常被用作基因工程中的受体细胞。
(3)转基因动物为杂合子,在形成生殖细胞时等位基因发生分离,因此有的配子中含目的基因,有的配子中不含目的基因。
(4)从题干信息中可看出,该基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状。
(5)靶基因能正常转录形成mRNA,但细胞内却不能合成相应蛋白质,说明转录出来的mRNA不能作为模板合成蛋白质,该情况发生在“X基因”导入小鼠胚胎细胞之后,因此最可能的原因是“X基因”转录出来的mRNA与靶基因转录出来的mRNA形成了杂交分子,从而抑制其控制合成相应的蛋白质。
答案(1)标记基因
(2)受精卵
(3)转基因动物为杂合子,在形成生殖细胞时等位基因发生分离
(4)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状
(5)“X基因”转录形成的mRNA与靶基因控制合成的mRNA杂交,抑制其控制合成相应的蛋白质(或抑制了目的基因的翻译过程)专题1
基因工程检测B
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列关于限制性核酸内切酶的叙述,错误的是(　　)
A.限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
B.同一种限制酶切割不同的DNA分子产生的末端能够进行碱基互补配对
C.限制酶能任意切割DNA分子,从而产生大量的DNA片段
D.每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列
解析限制酶存在于许多原核生物中,可以从中提取。每种限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点上切割DNA分子。同一种限制酶切割不同的DNA产生的末端能够进行碱基互补配对。
答案C
2下列有关基因工程中载体的说法,正确的是(　　)
A.在基因工程中,被用作载体的质粒都是天然质粒
B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子
D.作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴别和选择的标记基因
解析质粒是基因工程的常用载体,要符合载体的含有标记基因、多个酶切位点、能够复制等多个条件。基因工程中被用作载体的质粒是经过人工改造的。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外,并且具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
答案D
3下列关于限制酶的说法,错误的是(　　)
A.限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的
B.不同的限制酶识别不同的核苷酸序列
C.限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列,体现了酶的专一性
D.限制酶的作用只是用来提取目的基因
解析限制酶的作用是在基因工程中提取目的基因和切割载体,用同一种限制酶切割目的基因和载体,从而产生相同的黏性末端或平末端,使它们能相互结合。
答案D
4水母发光蛋白由236个氨基酸构成,现已将决定这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记基因。在转基因技术中,这种蛋白质的作用是(　　)
A.促使目的基因导入受体细胞中　　　　　　　
B.促使目的基因在受体细胞中复制
C.使目的基因容易被检测出来
D.使目的基因容易成功表达
解析由题干信息可知,该基因为标记基因,其作用是使目的基因容易被检测出来。
答案C
5质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内,某细菌质粒上的标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,如图所示,外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c三点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析,其中分析正确的是(　　)
实验推论
实验现象
在含青霉素培养基上的生长情况
在含四环素培养基上的生长情况
目的基因插入位置
A
能生长
能生长
a
B
不能生长
能生长
b
C
能生长
不能生长
c
D
不能生长
不能生长
c
答案B
6下列关于DNA连接酶的理解,正确的是(　　)
A.其化学本质是蛋白质
B.DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C.它不能被反复使用
D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
解析DNA连接酶的化学本质是蛋白质。它只可以恢复双链DNA片段间的磷酸二酯键,氢键是分子间的静电吸引力,不需要酶的催化形成。DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有DNA片段上。酶都是催化剂,不作为反应物,可被反复使用。
答案A
7下表所示为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法,正确的是
(　　)
限制酶名称
识别序列和切割位点
限制酶名称
识别序列和切割位点
BamHⅠ
G↓GATCC
KpnⅠ
GGTAC↓C
EcoRⅠ
C↓AATTC
Sau3AⅠ
↓GATC
HindⅡ
GTY↓RAC
SmaⅠ
CCC↓GGG
注:Y=C或T,R=A或G。
A.限制酶切割后不一定形成黏性末端　　　　　
B.限制酶的切割位点一定在识别序列的内部
C.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
D.一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列
解析由表中信息可知,HindⅡ能识别4种不同的核苷酸序列,D项错误;Sau3AⅠ酶的切割位点在识别序列的外部,B项错误;BamHⅠ酶与Sau3AⅠ酶切割后能形成相同的黏性末端,C项错误;SmaⅠ酶切割后产生的是平末端,A项正确。
答案A
8下列关于基因工程中有关酶的叙述,不正确的是(　　)
A.限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA
B.DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接
C.DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA
D.逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA
解析DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA;限制酶水解相邻核苷酸间的磷酸二酯键打断DNA;DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接;逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。
答案C
9北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是(　　)
A.过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选
D.应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
解析过程①中通过反转录法获得的目的基因,可用于基因工程,但该目的基因不存在内含子和非编码序列,因此不能用于比目鱼的基因组测序;将多个抗冻基因编码区相连形成的能表达的新基因可能不再是抗冻基因;利用农杆菌的目的是将重组质粒导入受体细胞,而不是筛选重组质粒;应用DNA探针技术,可以检测受体细胞中是否成功导入了目的基因,但不能检测目的基因是否完全表达。
答案B
10科学家依据基因工程的原理最新研制的某种疫苗是用病原微生物编码抗原的基因制成的,这个基因编码的产物能诱导机体产生免疫反应。该疫苗(　　)
A.引起人体特异性免疫的原因是DNA分子上具有抗原
B.引起免疫反应后相应淋巴细胞增多,细胞周期将变长
C.能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合
D.包括抗原基因、启动子、终止子和标记基因等
解析用病原微生物编码抗原的基因制成的基因疫苗,其本质是DNA,导入机体后通过转录和翻译合成抗原蛋白,进而刺激机体产生相应的抗体和效应T细胞,发挥免疫效应,A、C两项错误。当抗原引起免疫反应后,淋巴细胞增殖分化,细胞周期变短,B项错误。该疫苗是以基因表达载体的形式导入机体的,含有目的基因、启动子、终止子、标记基因等,D项正确。
答案D
11
下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是(　　)
A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与
B.③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的细胞质DNA上
C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
解析本题考查基因工程的原理和操作。构建基因表达载体时,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与,A项错误;携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制,B项错误;抗虫基因在转基因植株中正常表达才能使其表现出抗虫性状,C项错误;植株抗虫性状的出现是由于获得了外源基因,属于基因重组导致的可遗传变异,D项正确。
答案D
12利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列叙述正确的是(　　)
A.过程①需使用DNA聚合酶
B.过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C.过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
解析由mRNA获得DNA的过程是反转录,需要逆转录酶,A项错误。过程②表示用PCR扩增目的基因,此过程不需要解旋酶,通过控制温度达到解旋的目的,B项错误。过程③感受态的大肠杆菌是使用CaCl2处理得到的,C项错误。鉴定目的基因是否导入受体细胞,可以采用DNA分子杂交技术,D项正确。
答案D
13下列关于基因工程技术的叙述,正确的是(　　)
A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为标记基因
D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
解析本题考查基因工程相关内容。每种限制酶分别识别特定的核苷酸序列,大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,也有少数限制酶识别的核苷酸序列由4,5或8个核苷酸组成,故A项错误。PCR技术中温度在90~95
℃时,DNA解旋为单链;温度为55~60
℃时,引物与作为模板的单链DNA上特定部位相互配对并结合;温度为70~75
℃时,4种脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下,合成新的DNA链,故B项错误。作为标记基因的通常是抗生素抗性基因,故C项错误。抗虫基因成功导入受体细胞,也未必能正常表达,是否表达需要分子水平和个体水平上的检测和鉴定,故D项正确。
答案D
14来自宿主植物的信使RNA进入根瘤菌菌体,并在菌体内翻译合成了“豆血红蛋白”。当豌豆被不同种的根瘤菌侵染时,形成相同的豆血红蛋白;当豌豆与蚕豆分别被同一种根瘤菌侵染时,形成的豆血红蛋白有差异。对于上述现象,正确的说法是(　　)
A.豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因的序列相同
B.豌豆被不同种根瘤菌侵染时,控制合成豆血红蛋白的基因相同
C.不同种根瘤菌侵染豌豆时,影响豆血红蛋白合成的基因不同
D.豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因表达不受根瘤菌生活状况的影响
解析通过对题述材料的分析可以得出下列结论:豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因的序列不同,导致合成的信使RNA也不同,最终合成的豆血红蛋白有差别;豌豆被不同种根瘤菌侵染时,合成的豆血红蛋白都相同,说明控制合成豆血红蛋白的基因相同;豌豆与蚕豆的豆血红蛋白基因表达受根瘤菌生活状况的影响,代谢越旺盛,合成的豆血红蛋白越多。
答案B
15下列有关基因工程的说法,不正确的是(　　)
A.基因治疗遵循基因突变的原理
B.将目的基因与载体结合在一起,需要用到两种工具酶
C.基因工程技术可从根本上改变作物特性
D.即使检测出受体细胞中含有目的基因,也不能说明基因工程就一定成功
解析基因治疗是将正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。其遵循的原理为基因重组,而不是基因突变。
答案A
16限制性核酸内切酶EcoRⅠ对DNA的识别序列是G↓AATTC,当用它处理环状DNA分子时,可形成
(　　)
A.两端相同的线性DNA,有黏性末端
B.两端相同的线性DNA,无黏性末端
C.两端不同的线性DNA,一端有黏性末端,一端无黏性末端
D.两种末端无法判断
解析限制酶EcoRⅠ在它识别序列的中心轴线两侧进行切割,产生黏性末端;用该酶处理环状DNA时,会形成两端具有相同黏性末端的线性DNA,黏性末端为AATTC—
　　　G—。
答案A
17下列有关基因工程的叙述,错误的是(　　)
A.最常用的载体是大肠杆菌的质粒
B.工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C.该技术人为地增加了生物变异的范围,实现种间遗传物质的交换
D.基本原理是DNA具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同
解析基因工程的基本原理是基因重组,不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础。基因工程中的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶,最常用的载体是大肠杆菌的质粒。该技术可克服生殖隔离现象,实现种间遗传物质交换,按照人的意愿使生物发生变异。
答案D
18下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在含卡那霉素的培养基上生长。下列叙述正确的是(　　)
A.构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
B.愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株
C.卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点
D.抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传
解析质粒与目的基因结合时一般需要用同一种限制性核酸内切酶切割,用DNA连接酶连接;愈伤组织由相同细胞分裂形成,分化后产生相同基因型的植株;卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性核酸内切酶的切割位点;抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离,抗虫性状不一定能稳定遗传。
答案A
19下列关于基因工程的叙述,正确的是(　　)
A.终止密码不属于基因表达载体的组成部分
B.限制酶和DNA连接酶都能识别特定的核苷酸序列,是两类常用的工具酶
C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原具有生物活性
D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
解析终止子属于基因表达载体的组成部分,终止密码是mRNA上终止蛋白质合成的密码子;基因工程中常用的工具酶有限制酶和DNA连接酶,前者能识别特定的核苷酸序列;大肠杆菌为原核生物,不含有内质网和高尔基体等细胞器,不能对蛋白质进行加工,其合成的胰岛素原无生物活性;载体中的抗性基因为标记基因,其作用是有利于筛选含重组DNA的细胞,不能促进目的基因的表达。
答案A
20下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是
(　　)
A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
解析目的基因可通过反转录(逆转录)获得,但在人的肝细胞中胰岛素基因不能表达,因此没有胰岛素基因的mRNA,A项错误。表达载体的复制启动于复制原点,但胰岛素基因的表达则开始于启动子,B项错误。表达载体中含标记基因,作用是将含目的基因的受体细胞筛选出来,常用的标记基因是抗生素抗性基因,C项正确。启动子在胰岛素基因的转录中起作用,而终止密码子在胰岛素基因的翻译中起作用,D项错误。
答案C
二、非选择题(共60分)
21(11分)(2017全国Ⅰ理综)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题。
(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是


　。
(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用　　　　　作为载体,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)等优点。
(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是　　　　　　　　　　　(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)人的基因A含有内含子,其转录出的RNA需切除内含子对应的RNA序列后才能翻译出蛋白A,大肠杆菌是原核生物,其没有切除内含子对应的RNA序列的机制,故将人的基因A导入大肠杆菌无法表达出蛋白A。(2)噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,无法寄生在家蚕中。(3)大肠杆菌繁殖快、容易培养,常用作基因工程的受体。(4)在分子水平检测目的基因是否表达应用抗原—抗体杂交法,即用蛋白A与蛋白A的抗体进行杂交。(5)艾弗里的肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组,通过重组使得S型细菌的DNA在R型细菌中表达,这种思路为基因工程理论的建立提供了启示。
答案(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A
(2)噬菌体　噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕
(3)繁殖快、容易培养
(4)蛋白A的抗体
(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
22(12分)已知生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P1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(1)由题干信息可知,改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的结构实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得P1基因的途径有修饰现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径: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。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定,看是否达到人们的需求。
答案(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也给分)
(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
23(14分)已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为研制预防SARS病毒的疫苗开展了前期研究工作,其简要的操作流程如下图:
(1)实验步骤①需要一种特殊的酶,该酶是　　　　　　　　　　　　。
(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用的酶有　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　。为了使S基因和载体结合,需要注意的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,原因是　
　。
(3)经过④和⑥产生的S蛋白　　　　(填“一样”或“不一样”),原因是　
　。
(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性,可用　　　　　　　　　　　与　　　　　　　　　　　　进行抗原—抗体特异性反应实验。
解析(1)实验步骤①是由RNA合成DNA,所以需要的特殊酶是逆转录酶。(2)要使目的基因与载体结合,必须使用同种限制酶处理它们,以获得相同的黏性末端。(3)虽然题图中使用了不同的受体细胞,但由于目的基因相同,所以表达出的蛋白质也相同。(4)生产的S蛋白相当于抗原,若其与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性,应能与SARS康复患者血清中的抗体发生特异性结合。
答案(1)逆转录酶
(2)限制性核酸内切酶　DNA连接酶　用同种限制酶处理S基因和载体　只有这样才能使目的基因和载体具有相同的黏性末端,它们才能得以重组
(3)一样　所用的目的基因携带的遗传信息相同
(4)大肠杆菌中表达的S蛋白　SARS康复病人的血清
24(11分)质粒是基因工程中最常用的载体,质粒上有标记基因,如下图所示,通过标记基因可推知外源基因插入的位置,插入位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同。下图表示外源基因的插入位点(插入点有a、b、c)。
Ⅰ.(1)质粒的基本组成单位是　　　　　　　　。
(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素的培养基中培养,属于基因工程操作中的　　　　　　　　　　　步骤。
(3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.设计实验探究外源基因插入的位置。
(1)步骤:
①将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。
②分组:将细菌平均分成两组并标号为1、2。
③培养:将第1组细菌放入　　　　　　　　　　　　　　　　中培养,将第2组细菌放入　　　　　　　　　　　　中培养。
④观察并记录结果。
(2)预测实验结果及结论:
①若第1组、第2组均能正常生长,则外源基因的插入点是　　　;
②若第1组能正常生长,第2组不能生长,则外源基因的插入点是　　　　　;
③若第1组不能生长,第2组能正常生长,则外源基因的插入点是　　　　　。
解析Ⅰ.(1)质粒是小型环状DNA分子,其基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因都属于标记基因,其目的是便于目的基因的检测与鉴定。
Ⅱ.(1)分别将导入外源基因的细菌放在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基中进行培养,观察能否生长。(2)若目的基因插入a点,则受体细胞既具有抗四环素的能力,又具有抗氨苄青霉素的能力;若目的基因插入b点,则受体细胞只具有抗四环素的能力;若目的基因插入c点,则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力。以此可判断目的基因插入的位点。
答案Ⅰ.(1)脱氧核苷酸
(2)目的基因的检测与鉴定
(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶
Ⅱ.(1)③含氨苄青霉素的培养基　含四环素的培养基
(2)①a　②c　③b
25(12分)(2016江苏高考)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题。
限制酶
BamH
Ⅰ
Bcl
Ⅰ
Sau3A
Ⅰ
Hind
Ⅲ
识别序列及切割位点
(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用　　　　　　　两种限制酶切割,酶切后的载体和目的基因片段,通过　　　　　　　酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于　　　　　　　态的大肠杆菌。
(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加　　　　　　　,平板上长出的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图2中　　　　　　　　　。
(3)若BamH
Ⅰ酶切的DNA末端与Bcl
Ⅰ酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为　　　　　　　　　　,对于该部位,这两种酶　　　　　　　(填“都能”、“都不能”或“只有一种能”)切开。
(4)若用Sau3A
Ⅰ切图1质粒最多可能获得　　　　种大小不同的DNA片段。
解析(1)构建基因表达载体时,需要用限制酶和DNA连接酶。质粒上有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因,若用BamH
Ⅰ
酶切割,则两个抗性基因都将被破坏,质粒和目的基因所在的DNA片段都有BclⅠ和HindⅢ的切割位点,且四环素抗性基因上无这两种酶的切割位点,故应用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割。将重组质粒导入大肠杆菌进行扩增时,需要用钙离子处理大肠杆菌,使其处于感受态。
(2)由(1)知,氨苄青霉素抗性基因已经被破坏,四环素抗性基因完好,故应在培养基中添加四环素。PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合,沿相反的方向合成子链。
(3)根据BamHⅠ和BclⅠ的切割位点,BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为,与BamHⅠ和BclⅠ的切割位点均不同。
(4)根据BamHⅠ、BclⅠ和Sau3AⅠ的切割位点,Sau3AⅠ
在质粒上有三个切割位点,完全酶切可得到三种片段,记为A、B、C,若部分位点被切开,可得到AB、AC、BC、ABC四种片段,所以用Sau3AⅠ
切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。
答案(1)BclⅠ和HindⅢ　DNA连接　感受
(2)四环素　引物甲和引物丙
(3)　都不能
(4)7专题4　生物技术的安全性和伦理问题
4.1　转基因生物的安全性
基础巩固
1转基因生物的安全性问题主要包括(　　)
①食物安全　②生物安全　③环境安全　④社会安全
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①②③
　　
B.②③④
C.①②④　　　
D.①②③④
解析转基因生物的安全性问题主要包括食物安全、生物安全和环境安全三个方面。
答案A
2农业部颁布的《农业转基因生物标识管理办法》中要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注,其目的是
(　　)
A.警告消费者,不要随意购买
B.维护消费者的知情权和选择权
C.告诉消费者,可放心购买
D.无任何实际意义
答案B
3下列各项中,不属于转基因成果的是(　　)
A.可以清除石油污染的假单胞杆菌
B.青霉素高产菌株
C.转基因抗虫棉
D.巨型小鼠
解析可以清除石油污染的假单胞杆菌、转基因抗虫棉、巨型小鼠等都是基因工程的产物,青霉素高产菌株是诱变育种的产物。
答案B
4下列选项中,不是由转基因生物可能带来的弊端的是(　　)
A.对生物多样性的影响,如抗除草剂作物的产生会破坏农田的生物多样性
B.使近亲野生物种具有抗性基因,可能会变成“超级杂草”
C.转基因食品加工一定会带来食品污染
D.转基因生物的大规模繁殖导致生态入侵
解析转基因食品加工不一定带来食品污染。
答案C
5所谓“实质性等同”是指(　　)
A.转基因农作物中的成分没有发生改变
B.转基因农作物中的部分成分没有发生改变
C.转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变,就可以认为与天然品种“没有差别”
D.“实质性等同”是对转基因农作物安全性的最终评价
解析“实质性等同”是指在转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变,就可以认为与天然品种“没有差异”,因此不必再进行安全性检测,这是美国首先提出的。不过有些人认为,对食物安全性检测不仅要检测其重要成分是否发生改变,还应包括其他方面的测试结果。
答案C
6下列选项中,不属于转基因食物潜在的安全隐患的是
(　　)
A.转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B.转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C.某些转基因生物可以合成干扰素,进入人体增强相应细胞的免疫力
D.某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化,导致转基因农作物营养成分的改变
解析转基因生物引发食物安全的主要理由如下:对食物的安全性检测不够;担心出现滞后效应;担心出现新的过敏原;担心营养成分改变等。只有C项不是,它是基因工程在制药方面的应用。
答案C
7下列关于转基因生物引发的安全性问题的叙述,错误的是(　　)
A.对转基因生物安全性问题的争论一直在进行
B.转基因生物引起安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的
C.转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的
D.转基因生物有可能造成安全性问题,但不能一概而论
解析转基因生物引发的安全性问题可以通过一定的措施进行弥补。
答案C
8下列各项中,缺乏科学依据的是(　　)
A.由于存在生殖隔离,转基因植物很难与其他植物杂交
B.转基因农作物一定能够表现出转入的基因控制的性状
C.植物花粉的存活时间有限,一般不会对其他生物造成危害
D.转基因农作物若缺乏配套的种植技术,也会造成减产
解析转基因农作物不一定表现转入基因控制的性状,相关基因在一定的条件下才能表达。
答案B
9有人说:“转基因生物所转移的只是一两种自然界中已经存在的外源基因,它并不会改变生物原有的分类地位,充其量只能说是具有某种新特征的同一物种。”上述说法中是否是“同一物种”,关键应该看转基因生物与原来的生物是否(　　)
A.存在生殖能力
B.存在地理隔离
C.存在生殖隔离
D.能交配产生后代
解析生殖隔离是区别是否为同一物种的标准,若存在生殖隔离,则不是同一物种。
答案C
10关于转基因食品的安全性评价应做到多环节。下面属于转基因农作物安全性评价环节的有(　　)
①转基因农作物的研究　②转基因农作物的农田试种
③转基因农作物的大面积种植　④转基因农作物的商品化
A.①②④
B.①②③
C.②③④
D.①②③④
解析在我国,转基因农作物在研究、农田试种、大面积种植和商品化等阶段,都要进行严格的安全性评估,在分阶段获得批准证书后才允许进入下一个阶段。
答案D
11将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中,可使烟草获得抗病毒的能力,形成转基因产品。分析回答下列问题。
(1)烟草转基因产品的获得属于(　　)
A.基因工程
B.细胞工程
C.微生物工程
D.酶工程
(2)烟草具有抗病毒能力,说明烟草体内产生了　　　　　　　　　　。
(3)不同生物间基因移植成功,说明生物共用一套　　　　　　,从进化的角度看,这些生物具有　　　　　　　　　　　　　　。
(4)水能载舟也能覆舟,有人认为,转基因产品也是一把双刃剑,甚至可能带来灾难性的后果,你是否支持这一观点 如果支持,请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例。
解析(1)转基因生物是基因工程的产物。
(2)烟草具有抗病毒能力,说明烟草体内产生了抗病毒干扰素。
(3)不同生物间基因移植成功,说明生物共用一套遗传密码,从进化的角度看,这些生物具有共同的原始祖先。
(4)注意题中关键词“灾难性的后果”。
答案(1)A
(2)抗病毒干扰素
(3)遗传密码　共同的原始祖先
(4)支持。如果用于改良作物的抗不良环境的基因通过花粉传播进入杂草中,可能会造成杂草的蔓延,以致于人类难以控制。(答案合理即可)
能力提升
1基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因,这些外来基因可随被污染生物的繁殖、传播而发生扩散。下列叙述错误的是(　　)
A.基因工程间接导致了基因污染
B.基因工程破坏生物原有的基因组成
C.基因工程是通过染色体的重组发生基因交换,从而获得了生物的新性状
D.人类在发展基因工程作物时,没有充分考虑生物和环境之间的相互影响
解析基因工程是将外源基因导入宿主细胞内,从而使生物获得新的性状。而染色体的重组发生在有性生殖过程中,基因工程并没有涉及减数分裂和受精作用。
答案C
220世纪90年代,乌干达薯业遭到了病毒的毁灭性打击。科学家研究其原因发现,是一种新的病毒引发的疾病,而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的,这一事实有力地支持了下列哪一观点 (　　)
A.转基因生物有可能成为新的入侵物种,威胁生态系统中的其他生物的生存
B.导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些病菌或病原体杂交,从而组装出对人类或其他生物有害的病原体
C.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,使杂草成为除不掉的“超级杂草”
D.抗虫棉能抵抗棉铃虫,但随着棉铃虫抗性增强,抗虫棉有可能被淘汰
解析由题干材料可知,这种病毒是由两种已知病毒重组产生的,说明两种病毒的基因可以重新组合,形成新的生物,而B项正说明外源基因与某些病菌和病原体重组形成新的生物。因此题干材料是对B项的有力支持。
答案B
3下列关于转基因植物的叙述,正确的是(　　)
A.转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中
B.转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题
解析转基因的抗虫植物在长期栽培过程中,会导致以该植物为食物来源的昆虫的抗性基因频率增加。动物和植物共用一套遗传密码,因此转入植物体内的动物生长激素基因也能进行表达。转基因植物的外源基因来源于自然界,也可能存在食物安全、生物安全和环境安全等安全性问题。
答案A
4已得到证实的说法是(　　)
A.一些转基因植物成为“入侵的外来物种”,威胁着生态系统中其他生物的生存
B.转基因抗除草剂植物已使杂草成了抗除草剂的“超级杂草”
C.转Bt基因玉米的花粉可使某种斑蝶幼虫死亡
D.已发现因食用转基因食物而死亡的病例
解析转基因生物成为“入侵的外来物种”,转基因抗除草剂植物使杂草成为抗除草剂的“超级杂草”,只是人们的一种担心,有发生的可能性,但至今还没有证实。到现在,虽然已有大量的人食用转基因食物,但尚未发现一例因食用转基因食物而影响人体健康的实例,不过据报道:一种斑蝶幼虫食用了转Bt基因玉米的花粉后,有44%的个体死亡。
答案C
5下列选项明显体现出了转基因生物引发的食物安全问题的是(　　)
A.转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因,因而猪的生长速度快,个体大
B.转基因大米中含有β-胡萝卜素,营养丰富,产量高
C.转基因植物合成的某些蛋白质,引起个别人过敏
D.让转基因牛为人类生产凝血因子并在牛奶中提取
解析转基因生物在食物安全方面会出现滞后效应,可能会出现新的过敏原等。
答案C
6下列关于转基因大豆的叙述,不正确的是(　　)
A.培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B.目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵,也可以是体细胞
C.转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量,生产成本更低
D.固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一
解析与豆科植物共生的根瘤菌中有固氮基因,因此固氮基因不是必需的目的基因。
答案D
7基因工程产物可能存在着一些安全性问题,但不必担心的是(　　)
A.三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交,进而导致自然种群被淘汰
B.载体的标记基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
C.目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D.转基因生物体释放到环境中,可能会对生物多样性构成危害
解析三倍体转基因鲤鱼在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子,因此三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼不能进行杂交,所以不会导致自然种群被淘汰。
答案A
8对转基因生物的安全性发生争论,与科学发展水平的限制有密切关系。下面关于基因的相关知识中,不可能是争论的原因的是(　　)
A.对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限
B.所转移的基因有不少是异种生物之间的基因
C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
D.DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”
解析公众对转基因生物的安全性有争论是有多种原因的,因为生物科学的发展无论在基础理论方面还是工程技术方面都还有很大的局限性,科学家对基因的研究并未穷其根本,转基因技术也只是在逐步完善和成熟,还有大量工作要做。因此对基因结构和功能的不完全了解,DNA重组中极大的随机性,异种生物之间基因转移后果的不可预测性,都提醒人们不能不考虑转基因生物是否安全。
答案D
9如今,从土豆、草莓到西红柿,各种各样的转基因产品已经进入寻常百姓家,更有资料显示,我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来,有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如,1999年美国康奈尔大学Losey等人将转Bt毒蛋白基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上,喂食黑脉金斑蝶4天后死亡率达44%,而对照组无一死亡,研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒。
(1)目前没有转基因食品不安全的实例。据此有人认为转基因食品是安全的,试分析原因。
(2)自1983年转基因作物在美国问世以来,用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。2001年全球转基因作物的种植面积达到了5×107
hm2。试问:转基因产品到底有什么优势
(3)你是怎样理解“转Bt毒蛋白基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉对非靶生物是有毒的”
(4)有人认为转基因生物会造成基因污染,危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的
答案(1)①转基因食物被煮熟之后,细胞就被破坏了,进入人的肠胃系统后,基因被消化成小分子物质而失去遗传作用;②我们所食用的非转基因农作物是长期人工选择的结果,人们食用后并未影响健康,转基因农作物仅是在非转基因农作物基因组中加入一两个对人类无害的已知性状的基因而培育出来的农作物新品种,因此转基因食品也不会影响人类健康。(只要合理即可)
(2)①可缩短育种时间;②可定向改造生物的性状;③可提高粮食产量,解决粮食问题。
(3)转Bt毒蛋白基因玉米在培育过程中没有对所有的生物进行毒性检测实验,在逻辑判断上属于不完全归纳。
(4)转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传播,可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级动物等,使得生物多样性受到破坏。(只要合理即可)3.3　胚胎工程的应用及前景
基础巩固
1下列对于优良种牛的胚胎移植的说法,不正确的是
(　　)
A.供体母牛必须是同一物种的良种
B.受体母牛必须是同一物种的良种
C.供体公牛必须是同一物种的良种
D.受体母牛可以是同物种的一般健康牛
解析胚胎移植中,供体必须是同种的良种,而受体只要求是同种的健康个体即可,一般不必是良种。
答案B
2下列关于ES细胞的叙述,不正确的是(　　)
A.形态上体积小、细胞核大
B.体外培养可以增殖而不分化
C.ES细胞可以用来培育人造组织、器官
D.ES细胞是指取自于原肠胚以后的细胞
解析胚胎干细胞是全能细胞,它是来自早期胚胎或从原始性腺中分离出来的一类细胞,形态上体积小、细胞核明显,功能上可以用来培育人造组织、器官。
答案D
3下列关于胚胎移植的叙述,不正确的是(　　)
A.胚胎移植全部属于无性生殖
B.可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
C.受体对移入子宫的胚胎不发生免疫排斥
D.供体的主要职能变为只产生具有优良遗传特性的胚胎
解析移植的胚胎可以来自于受精卵发育而成的胚胎,这种属于有性生殖;也可以来源于胚胎分割技术或核移植技术,这些属于无性生殖。
答案A
4胚胎工程技术在生产中的应用不包括(　　)
A.移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能
B.进行胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能
C.采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎
D.在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体
解析A、B、C三项属于胚胎工程中最主要的三方面应用,而D项属于细胞工程中细胞融合技术的应用。
答案D
5供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是(　　)
A.防止受体牛不愿意接受胚胎
B.只有受体与供体的生理状态相同,被移植的胚胎才能继续正常发育
C.只要发情排卵后,供、受体各阶段的生理状态完全相同
D.同期发情处理后,卵子和精子受精结合能力强
解析对供体和受体同时用激素同期发情处理是为了保证供体和受体具有相同的生理状态,以确保胚胎移植后能正常发育。
答案B
6高等哺乳动物受精后不久,受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化,最后发育成一个完整的幼体,完成胚胎发育的全过程,下图为该过程中的某一时期示意图。下列有关叙述不正确的是
(　　)
A.进行胚胎分割时,应选择图示时期之后的胚胎进行
B.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期,终止于生命结束
C.胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化
D.图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
解析题图中所示为囊胚期的胚胎,胚胎分割时应选用桑椹胚或囊胚,因这两个时期的细胞几乎未分化。
答案A
7下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述,错误的是(　　)
A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B.人工授精后的一定时间内,收集供体原肠胚用于胚胎分割
C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D.一次给受体母羊植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例
解析胚胎移植前应对供体与受体进行同期发情处理。原肠胚的细胞已出现细胞分化,不再是全能干细胞,因此原肠胚不能用于胚胎分割。胚胎分割属于克隆技术,分割后得到的胚胎的基因型相同。一次给受体母畜植入多个胚胎,可产生双胞胎或多胞胎。
答案B
8供体的胚胎移植到受体后,在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响,下列关于其原因的说法正确的是
(　　)
A.供体胚胎的遗传性状是由供体胚胎细胞内的基因决定的
B.性状表现只与供体有关,与受体无任何关系
C.性状表现分为可遗传性状和不遗传性状
D.不遗传性状也不会受受体环境的影响
解析受体只为供体提供发育的环境,不会干扰供体胚胎的遗传组成。
答案A
9下图是牛胚胎分割示意图。请据图回答问题。
(1)进行胚胎分割时,应选择发育到　　　　　　　　期的胚胎进行操作。
(2)②指的是　　　　　　　　。
(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意
　。
解析(1)胚胎分割的时期应在细胞分化以前,所以选取的胚胎应处于桑椹胚或囊胚期。(2)由图可知②是囊胚腔。(3)经胚胎分割产生的个体来源于同一个细胞,其遗传物质相同,遗传性状也相同。(4)胚胎分割时要将囊胚的内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
答案(1)桑椹胚或囊胚
(2)囊胚腔
(3)具有相同的遗传物质
(4)将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育
10某奶牛场从本省某良种场购买了一批良种奶牛,这批奶牛是良种场利用从国外引进的良种奶牛繁育而成的。下面是奶牛繁育的技术流程图。
图中①是指对母牛进行　　　　　　　处理,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。②是　　　　　　　,③是　　　　　　　,④是　　　　　　　。
答案同期发情　使供体和受体动物的生理状况相同　超数排卵　收集胚胎　移植胚胎
能力提升
1既能进行胚胎性别鉴定,又能进行胚胎移植的示意图是
(　　)
解析进行胚胎移植的时期是原肠胚之前;囊胚期取细胞进行胚胎性别鉴定时只能取滋养层的细胞,而不能取内细胞团中的细胞。
答案A
2以下对于胚胎分割的描述,正确的是(　　)
A.只能对囊胚期细胞进行分割
B.囊胚阶段的胚胎分割份数越多,产生相同基因的后代个数越多
C.胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同
D.内细胞团一般到囊胚期才出现,胚胎分割时最好将其均等分割,移植成功率才高
解析胚胎分割可对囊胚或桑椹胚进行分割;进行胚胎分割时分割份数不能过多,否则有可能不会发育成个体;胚胎分割产生的后代性状可能不同,因为性状可能会受到环境的影响,分割后的胚胎一般在不同的母畜子宫内发育,因而表现型可能不完全相同。
答案D
3为获得较多的个体,可对牛的早期胚胎进行胚胎切割,产生多个胚胎,在此过程中不会涉及细胞的(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.有丝分裂
B.减数分裂
C.细胞分化
D.细胞的全能性
解析对早期胚胎进行切割后单独培养成新个体,利用了细胞的全能性,由于此时细胞分化程度较低,全能性较高,经过有丝分裂最终能产生新的个体,而不涉及细胞的减数分裂。
答案B
4胚胎移植技术已在畜牧业生产中得到广泛的应用。下列说法错误的是(　　)
A.胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,加速育种工作和品种改良
B.应用胚胎移植技术可使母牛提高生产能力
C.应用胚胎移植技术可以大量节省购买种畜的费用
D.胚胎移植可在畜牧业生产中产生新的品种,改良品种资源
解析胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力,让普通母牛承担妊娠和育仔任务,提高母牛的生产能力。胚胎移植不能产生新的品种。
答案D
5下列关于胚胎分割和胚胎移植的说法,不正确的是
(　　)
A.就目前的胚胎分割而言,产生的同卵双胎较多,同卵多胎成功率较低
B.胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪
C.可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份,然后移植
D.用分割针将桑椹胚均分成两部分,可直接将裸半胚移植入受体
解析囊胚阶段出现内细胞团,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,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,会出现内细胞团多的部分正常发育,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题,所以不能随机分割。
答案C
★6下图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是(　　)
A.图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘
B.胚胎干细胞的体积和细胞核都较小
C.体外培养情况下,胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化
D.利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用
解析图中A是内细胞团细胞,将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官。胚胎干细胞的体积较小,细胞核较大,在体外培养情况下,可以只增殖而不发生分化。利用胚胎干细胞可以诱导形成器官,但目前并没有大规模应用。
答案C
7根据下列有关胚胎工程的示意图,分析回答下列问题。
(1)为使A羊超数排卵,可向其注射　　　　　　激素,选择　　　　　　　　　　　　　期的卵母细胞进行体外受精;体外受精前要对B细胞进行　　　　　　处理,常用的方法是　　　　　　　法。
(2)将早期胚胎注入D羊子宫内的技术为　　　　　　　　,D羊被称为　　　　(填“供体”或“受体”);为使D羊的生理状况更适合完成该操作,要对D羊进行　　　　　　　处理以提高成功率。
(3)从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞,这是因为从功能上看ES细胞具有　　　　　　　　　　　　;若取囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割,要注意将　　　　　　　　均等分割;早期胚胎培养时,培养液中除营养成分外,还需加入　　　　。
答案(1)促性腺　减数第二次分裂中　获能　化学诱导
(2)胚胎移植　受体　同期发情
(3)发育的全能性　内细胞团　血清
8科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠(如下图)。
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为　　　　　　。培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为　　　　　　。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为　　　　;也可从灰鼠体内取出卵子,通过　　　　　　后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过　　　　　　技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用　　　　　　方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的　　　　　　　　分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向　　　　　　后用于疾病的细胞治疗。
解析(1)获得体细胞后进行的初次培养称为原代培养;培养的细胞会出现接触抑制现象。
(2)利用人工方法从灰鼠输卵管内获得胚胎的过程称为冲卵;也可从灰鼠体内取出卵子通过体外受精后再进行早期胚胎培养。
(3)将重组胚胎通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内进行发育;暂不移入的胚胎可利用冷冻法保存。
(4)ES细胞可由囊胚的内细胞团分离后获得;可通过对iPS细胞进行定向诱导分化形成所需组织用于疾病的细胞治疗。
答案(1)原代培养　接触抑制
(2)冲卵(或冲胚)　体外受精(或核移植)
(3)胚胎移植　冷冻(或低温)
(4)内细胞团　诱导分化专题1
基因工程检测A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列关于DNA连接酶的叙述,正确的是(　　)
A.DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核苷酸序列
B.一种DNA连接酶只能连接一种黏性末端
C.将单个脱氧核苷酸加到某DNA片段末端,形成磷酸二酯键
D.连接两条DNA链上碱基之间的氢键
解析DNA连接酶只能连接DNA片段,DNA聚合酶能连接单个脱氧核苷酸。DNA上的氢键的连接不需要酶催化,DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核苷酸序列。
答案A
2下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是(　　)
供体
剪刀
针线
载体
受体
A
质粒
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
B
提供目的基因的生物
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
质粒
大肠杆菌等
C
提供目的基因的生物
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
质粒
大肠杆菌等
D
大肠杆菌等
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
提供目的基因的生物
质粒
解析供体在基因工程中是指提供目的基因的个体,受体是指接受目的基因或者重组表达载体的个体或细胞。
答案C
3基因工程操作中将DNA导入受体细胞称为转化。下列相关叙述不正确的是(　　)
A.被转化的细胞吸收外源DNA是转化的实质
B.常用CaCl2处理植物细胞使其处于感受态
C.动物细胞相对于植物细胞吸收DNA的障碍要小
D.显微注射技术一般用于动物细胞的转化
解析转化是目的基因导入受体细胞,并在受体细胞内稳定保存和表达,因此,转化的实质是细胞吸收外源DNA;常用CaCl2处理大肠杆菌细胞使其处于感受态;由于植物细胞具有细胞壁,而动物细胞没有,故动物细胞吸收DNA障碍较小;显微注射技术一般用于动物细胞的转化。
答案B
4下列有关基因工程的叙述,正确的是(　　)
A.载体上的标记基因有利于促进目的基因在受体细胞中表达
B.用反转录法合成胰岛素基因时只能从胰岛B细胞中提取相关的模板
C.目的基因导入受体细胞后,引起受体细胞的变异属于基因突变
D.限制性核酸内切酶和DNA聚合酶是基因工程中两类常用的工具酶
解析用反转录法合成目的基因,需要先从细胞中提取到相应的mRNA,而胰岛素只能在胰岛B细胞中合成,因而胰岛素基因只能在胰岛B细胞中转录成相应的mRNA。目的基因导入受体细胞后,引起受体细胞的变异属于基因重组。基因工程中不需要DNA聚合酶,而需要DNA连接酶。
答案B
5下列有关基因工程的叙述,正确的是(　　)
A.DNA
连接酶能将碱基互补的两个黏性末端的碱基对连接起来
B.获得目的基因一定要使用限制性核酸内切酶
C.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
D.质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA
的细胞和转基因植物
解析DNA连接酶连接的是碱基互补的两个黏性末端的磷酸二酯键,A项错误;目的基因的获取可使用限制性核酸内切酶,也可人工合成,B项错误;目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物,C项正确;质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA的细胞,转基因植物常采用抗原—抗体杂交法进行筛选,D项错误。
答案C
6用某动物的胰岛素基因制成DNA探针,检测下列物质,不能形成杂交分子的是(　　)
A.该动物胰岛A细胞的DNA　　　　　　　　
B.该动物胰岛B细胞的mRNA
C.该动物胰岛A细胞的mRNA
D.该动物肝细胞的DNA
解析胰岛素只能在胰岛B细胞中合成,因而胰岛素基因只能在胰岛B细胞中转录成相应的mRNA,胰岛A细胞的mRNA中不会有胰岛素基因转录出的mRNA,也就无法与胰岛素基因制成的探针杂交。而该动物的所有体细胞中都会有胰岛素基因,因而其所有体细胞的DNA都能与该探针形成杂交分子。
答案C
7将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是(　　)
A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
解析将ada通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达,则每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒,且每个重组质粒至少含有一个限制酶识别位点,但每个限制酶识别位点只能插入一个ada,插入的ada成功表达,说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。故C项错误。
答案C
8下表中有关基因表达的选项,不可能的是(　　)
基因
表达的细胞
表达产物
A
细菌抗虫蛋白基因
抗虫棉叶肉细胞
细菌抗虫蛋白
B
人酪氨酸酶基因
正常人皮肤细胞
人酪氨酸酶
C
动物胰岛素基因
大肠杆菌工程菌细胞
动物胰岛素
D
兔血红蛋白基因
兔成熟红细胞
兔血红蛋白
解析抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因,细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白;正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因,人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶;大肠杆菌工程菌细胞中存在动物胰岛素基因,动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素;兔成熟红细胞中无细胞核,无兔血红蛋白基因,所以不能表达产生兔血红蛋白。
答案D
9人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因的主要作用是(　　)
A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.增加质粒分子的相对分子质量
D.便于与外源基因连接
解析可以根据被导入细胞是否具有对抗生素的抗性来判断目的基因是否导入。
答案B
10利用生物工程的方法可以让大肠杆菌生产人胰岛素。下面有关叙述错误的是(　　)
A.在进行基因操作时,将人工合成的人胰岛素基因连接到质粒上,再转移到大肠杆菌中
B.人胰岛素基因能够在大肠杆菌体内得以表达,是因为这两类生物具有完全相同的代谢方式
C.能合成人胰岛素的大肠杆菌从可遗传变异的类型上看属于基因重组
D.大肠杆菌制造的胰岛素,需要进一步的加工和提纯才能使用
解析人胰岛素基因能够在大肠杆菌体内得以表达,是因为两种生物基因表达的过程类似,并且共用一套遗传密码。
答案B
11农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系。下列叙述错误的是(　　)
A.要获得该抗病基因,可采用从细胞中分离、人工合成等方法
B.要使载体与该抗病基因连接,首先应使用限制酶进行切割。假如载体被切割后,得到的分子末端序列为AATTC—
　　　G—,则能与之连接的抗病基因分子末端是—G
—CATTT
C.限制酶切割完成后,采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接,形成重组DNA分子
D.将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,利用植物细胞具有的全能性进行组织培养,从培养出的植株中筛选出抗病的棉花
解析黏性末端只有互补才能连接。
答案B
12下图表示利用农杆菌转化法生产转基因植物的主要过程,下列说法错误的是(　　)
A.①是构建表达载体(目的基因与载体结合)需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶
B.②③是将重组质粒导入受体细胞
C.③是利用农杆菌转化作用将重组质粒导入植物细胞,转化前需要割伤叶片
D.整个流程中质粒作为载体能够在宿主细胞内稳定存在,目的基因随着质粒的复制而复制
解析从题图中可以看出目的基因已经从质粒上转移到宿主细胞的染色体DNA上,此时目的基因的载体是宿主细胞的染色体,因此目的基因能够在宿主细胞内稳定存在并且得以表达。
答案D
13限制酶可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamH
Ⅰ、EcoRⅠ、Hind
Ⅲ及Bgl
Ⅱ的辨识序列及每一种限制酶的特定切割部位。
其中切割出来的DNA片段末端可以互补结合的两种限制酶是(　　)
A.BamH
Ⅰ和EcoR
Ⅰ
B.BamH
Ⅰ和Hind
Ⅲ
C.BamH
Ⅰ和Bgl
Ⅱ
D.EcoR
Ⅰ和Hind
Ⅲ
解析BamH
Ⅰ和Bgl
Ⅱ切出的黏性末端碱基能互补配对,互补序列都含有—GATC—。
答案C
14下列有关蛋白质工程和基因工程的叙述,错误的是
(　　)
A.基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内,并在其中进行表达,它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质
B.蛋白质工程的产品已不再是天然的蛋白质,而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质
C.蛋白质工程利用基因工程的手段,按照人类自身的需要,定向地改造天然的蛋白质,甚至于创造出全新的蛋白质分子
D.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构
解析蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。其目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,但因为基因决定蛋白质,因此对蛋白质的结构进行设计改造,归根到底,还需对相应的基因按要求进行修饰加工改造,使之能控制合成人类需要的蛋白质。
答案D
15棉花产业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位,为了抵抗虫害,我国育成了拥有自主知识产权的转基因抗虫棉,棉田生态环境得到改善。下列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.检测目的基因的表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带
解析A项属于个体生物学水平的鉴定,不是分子检测。B、C两项为分子检测,利用DNA分子杂交技术,观察目的基因及目的基因转录形成的mRNA能否与DNA探针进行杂交,形成杂交带;D项也为分子检测,利用抗原与抗体杂交的原理,检测目的基因的表达产物能否与特定抗体形成杂交带。
答案A
16科学家已能运用基因工程技术,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依据　④受精卵是理想的受体
A.①②③④　　　　　　　
B.①③④
C.②③④
D.①②④
解析基因工程可将控制特定性状的外源基因导入受体细胞,从而定向改造生物的性状,而且此过程不受亲缘关系远近的制约,即克服远缘杂交不亲和的障碍。DNA连接酶只能催化形成磷酸二酯键。由蛋白质中的氨基酸序列可推知相应的mRNA中的核糖核苷酸序列,进而可推测相应基因中的脱氧核苷酸序列,从而可以用化学合成方法人工合成目的基因。转基因羊的乳腺细胞及全身所有的组织细胞均来自受精卵的有丝分裂,遗传物质都与受精卵完全相同,而受精卵体积较大,操作较容易,也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源基因。
答案B
17下列有关基因导入方式、受体细胞以及基因导入后获得个体的说法不正确的是(　　)
A.将目的基因导入动物细胞目前最常用的,也是最为有效的方式是显微注射技术
B.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法
C.转基因动物的受体细胞必须是受精卵,然后利用胚胎移植技术获得转基因动物
D.转基因植物的受体细胞必须是受精卵,然后利用植物组织培养技术获得转基因植株
解析转基因植物的受体细胞可以是体细胞或受精卵,因为植物细胞的全能性比较强,利用植物组织培养很容易获得转基因植株。而转基因动物则必须用受精卵作为受体细胞,通过胚胎移植技术获得转基因动物。
答案D
18下列说法不正确的是(　　)
A.基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的
B.基因文库包括基因组文库、cDNA文库等
C.基因工程的核心是基因表达载体的构建
D.外源基因插入转基因生物染色体DNA上后就能够表达
解析外源基因插入染色体上后不一定表达,所以需进行基因工程的第四步:目的基因的检测与鉴定,来确定外源基因是否表达。
答案D
19采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导入目的基因的做法正确的是(　　)
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中　②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中　③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入土壤农杆菌细胞中,用该细菌感染棉花体细胞,再进行组织培养　④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组,借助花粉管进入棉花子房,并进入受精卵
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
解析将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中,没有获得目的基因,子代细胞不会有抗虫性状,①错误;将编码毒素蛋白的DNA序列直接注射到棉受精卵中,而没有将目的基因与载体结合,这样目的基因是不会被保留下来的,很容易被水解掉,②错误;在植物基因工程中,可利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,然后通过植物组织培养技术将植物细胞培养成完整植株,③正确;在植物基因工程中,可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中,然后发育为转基因植株,④正确。
答案C
20质粒之所以能作为基因工程的载体,是因为(　　)
A.它能够自我复制、能携带目的基因
B.它含蛋白质从而能完成生命活动
C.RNA能指导蛋白质的合成
D.它具有环状结构而保持连续性
解析质粒具有自我复制能力,且有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。
答案A
二、非选择题(共60分)
21(12分)阅读下面的资料并回答问题。
资料一　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。
资料二　T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第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。
(1)资料一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是　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)资料二中的技术属于　　　　　　　工程的范畴,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。
解析(1)基因工程中,将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶。当植物体受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上,因此用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时,农杆菌的作用是将目的基因导入受体细胞。
(2)资料二中是对T4溶菌酶进行改造,属于蛋白质工程。蛋白质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,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术。改造后的T4溶菌酶和原T4溶菌酶相比,第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,即肽链中的氨基酸序列发生了改变。
答案(1)显微注射　限制性核酸内切酶　DNA连接酶　可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中
(2)蛋白质　现有的蛋白质　新蛋白质　氨基酸
22(10分)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。下图所示是获得转基因莴苣的技术流程,请据图回答下列问题。
(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和　　　　　　　。
(2)①过程需要的酶有　　　　　　　　　　、　　　　　　　。
(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外,还必须含有启动子、终止子和　　　　　等,这样才能构成一个完整的基因表达载体。
(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌,则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的　　　　　　　,使目的基因进入受体细胞C2,并将其插入受体细胞C2中的　　　　　　　上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达,形成转基因莴苣。经②过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达,在分子水平上可用　　　　　　　法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因莴苣培育成功。
解析(1)获取目的基因的主要途径有从自然界已有的物种中分离和人工合成。
(2)①过程为基因表达载体的构建过程,需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
(3)一个完整的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(4)农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用,将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,进而使目的基因能够稳定遗传和表达。检测目的基因是否成功表达可采用抗原—抗体杂交法。
答案(1)人工合成
(2)限制性核酸内切酶　DNA连接酶
(3)标记基因
(4)转化作用　染色体DNA　抗原—抗体杂交
23(12分)ch1L基因是蓝藻DNA上控制叶绿素合成的基因,为研究该基因对叶绿素合成的控制,需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示,请据图分析回答问题。
甲
乙
(1)与真菌相比较,蓝藻在结构上最主要的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　,在功能上最主要的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)①②过程中均使用的工具酶有　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若含有ch1L基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答下列问题。
①构建含ch1L基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是　　　　　　　　,对　　　　　　　　　　　　　进行切割。
②同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒,则产生含有1
800对碱基和8
200对碱基的两种片段;用图中四种酶同时切割此质粒,则产生含有600对碱基和8
200对碱基的两种片段;若换用酶1和酶3同时切割此质粒,则产生的片段是　。
解析(1)蓝藻为原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,其体内含有光合色素,能进行光合作用。
(2)构建基因表达载体时需限制酶和DNA连接酶等工具酶。
(3)由题干信息“构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞”可知,构建重组质粒B的目的在于破坏ch1L基因并筛选出变异株细胞。
(4)①由图乙知,要获得ch1L基因,需用酶1和酶3对此基因所在的DNA进行切割,同时对质粒也要用同种酶进行切割处理,以便构建重组质粒A。
②由题意知用四种酶同时切割时,会产生3个含600对碱基的片段。若用酶1和酶3同时切割,产生的片段有8
200+600=8
800对碱基;另一片段有600×2=1
200对碱基。
答案(1)没有以核膜为界限的细胞核　能够进行光合作用
(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶
(3)破坏ch1L基因　操作成功后筛选出该变异株细胞
(4)①酶1和酶3　质粒和含ch1L基因的DNA
②含有1
200对碱基和8
800对碱基的两种片段
24(12分)下图为某种质粒表达载体简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR
Ⅰ、BamH
Ⅰ的酶切位点,ampR为青霉素抗性基因,tetR为四环素抗性基因,P为启动子,T为终止子,ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR
Ⅰ、BamH
Ⅰ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答下列问题。
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切,酶切产物用DNA连接酶进行连接后,其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　3种。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是　。
(3)目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是　　　　,其合成的产物是　　　　。
(4)在上述实验中,为了防止目的基因和质粒自身环化,酶切时应选用的酶是
　。
解析将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoR
Ⅰ酶切,所产生的黏性末端相同,用DNA连接酶处理后,不同的片段随机结合,由两个DNA片段之间连接可形成3种不同的产物。将这3种连接产物导入受体菌后,可根据不同连接产物所携带抗性基因的差异选择不同的选择培养基进行筛选。由题图和题目中提供的信息可知,同时应用EcoR
Ⅰ和BamH
Ⅰ进行酶切可有效防止目的基因和质粒自身环化。
答案(1)目的基因—载体连接物　载体—载体连接物　目的基因—目的基因连接物
(2)载体—载体连接物　目的基因—载体连接物、载体—载体连接物
(3)启动子　mRNA
(4)EcoR
Ⅰ和BamH
Ⅰ(不能只答一种酶)
25(14分)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Msp
Ⅰ、BamH
Ⅰ、Mbo
Ⅰ、Sma
Ⅰ
4
种限制性核酸内切酶,它们识别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。
(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Sma
Ⅰ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不能正常表达,其最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)在一条脱氧核苷酸链上,相邻两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,所以相邻碱基之间通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连接。
(2)Sma
Ⅰ识别并切割的序列为CCC↓GGG,所以产生的末端为平末端,经Sma
Ⅰ
切割后,DNA片段会形成三个小的DNA片段,按切割位点算分别是:534
bp+3
bp=537
bp;796
bp-3
bp-3
bp=790
bp;658
bp+3
bp=661
bp。
(3)杂合子基因型为Dd。用Sma
Ⅰ
切割基因D,会形成537
bp、790
bp、661
bp
3种长度的DNA片段。题图1中虚线方框内C—G被T—A替换,失去了一个酶切位点,则会被切割成534
bp+796
bp-3
bp=1
327
bp
和658
bp+3
bp=661
bp。所以一共会得到4种长度的DNA片段。
(4)如果要获得完整的目的基因可用BamH
Ⅰ或Mbo
Ⅰ切割,但是Mbo
Ⅰ会破坏抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因,质粒会失去标记基因,无法筛选,所以只能用BamHⅠ切割。用BamHⅠ切割后破坏了抗生素A抗性基因,所以质粒上存在的标记基因是抗生素B抗性基因,因此,在加入抗生素B的培养基上进行培养、筛选。经过同种限制酶切割后质粒和目的基因会产生相同的末端,部分目的基因与质粒反向连接导致基因无法正常表达。
答案(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平　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2.2.2　动物细胞融合与单克隆抗体
基础巩固
1要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖,形成细胞群。其原因是(　　)
A.在体外培养条件下B淋巴细胞可以无限增殖
B.在动物体内,每个B淋巴细胞可产生多种抗体
C.每一个B淋巴细胞都参与特异性免疫反应
D.每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体但不能大量增殖
答案D
2与植物体细胞杂交相比,动物细胞融合的原理及其特有的诱导因素分别是(　　)
A.细胞膜的流动性、离心
B.细胞膜的流动性、灭活的病毒
C.细胞的全能性、电激
D.细胞的全能性、灭活的病毒
解析植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性,动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性;动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等,其中灭活的病毒是其特有的诱导因素,而聚乙二醇、电激均可用于诱导植物体细胞杂交。
答案B
3下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中1过程注射的物质和A细胞的名称分别为(　　)
A.抗体、T淋巴细胞　
B.抗原、T淋巴细胞
C.抗体、B淋巴细胞　
D.抗原、B淋巴细胞
解析
1过程注射的是抗原,使小鼠产生经过免疫的B淋巴细胞(A细胞)。
答案D
4将小鼠骨髓瘤细胞与一种免疫的B淋巴细胞融合,融合后的细胞经培养产生单克隆抗体,其依据是(　　)
A.骨髓瘤细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
B.
B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体
C.骨髓瘤细胞可以无限增殖,且能产生抗体
D.
B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖,骨髓瘤细胞可以无限增殖
答案D
5某同学列表比较了动植物细胞工程的有关内容,不正确的有(　　)
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养植物体细胞杂交
动物细胞培养和细胞融合等
特殊处理
酶解法去除细胞壁
胰蛋白酶处理,制备细胞悬液
典型应用
人工种子等
单克隆抗体的制备等
A.0处　　　　　　　　B.1处
C.2处
D.3处
答案A
6利用动物细胞融合技术可以获得杂交瘤细胞,下列针对单个杂交瘤细胞的叙述,不正确的是(　　)
A.需经筛选过程方可获得
B.具有双亲细胞的遗传物质
C.可分泌多种特异性抗体
D.体外培养条件下可大量增殖
解析单克隆抗体制备过程中,需要对融合细胞进行筛选,选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,进一步培养获得单克隆抗体。一种杂交瘤细胞只能产生一种特异性抗体。
答案C
7单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是(　　)
A.特异性强、灵敏度高
B.与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D.在单克隆抗体制备的过程中必须经过至少两次细胞筛选
解析B淋巴细胞在体外不能无限增殖,存活时间短,因而不能在体外培养B淋巴细胞来获得大量单克隆抗体;单克隆抗体制备过程中至少进行两次细胞筛选,一次是在特定的培养基中选出杂交瘤细胞,另一次是选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞群。
答案C
8下列关于动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较,正确的是(　　)
A.诱导融合的方法完全相同
B.所用的技术手段基本相同
C.所利用的原理完全相同
D.都能形成杂种细胞
解析动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中,都包含有细胞融合的过程,结果都形成杂种细胞;对于诱导方法来说,除动物细胞的融合还常用灭活的病毒作诱导剂外,其他的基本相同;植物体细胞杂交在完成细胞融合后,还要将杂种细胞培育成植株,所以,它们所应用的技术手段是有差别的;植物体细胞杂交所利用的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性,而动物细胞融合所利用的原理主要是细胞膜的流动性。
答案D
9如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述,正确的是(　　)
A.①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞
B.②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成
C.③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性
D.④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
解析①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞,用来和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,A项错误;诱导动物细胞融合的方法有生物方法(如某些灭活的病毒)、化学方法(PEG)、物理方法(离心、振动、电激),B项错误;杂交瘤细胞同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特点,C项错误;经过筛选培养获得的④是既能大量增殖又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞群,D项正确。
答案D
10右上图表示高等动植物细胞融合的部分过程,请据图回答下列问题。
(1)若上图表示植物体细胞杂交的部分过程,欲将丁细胞培育成植株,可选用　　　　　　　　技术,这一技术的两个关键步骤是　　　　　　和　　　　　　。
(2)若上图表示制备单克隆抗体的部分过程,甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞,则乙细胞为　　　　　　　　　　　　　　。在分离乙细胞之前,应对小鼠进行的处理是
　。
过程①区别于植物细胞常用的诱导因素是　　　　　　　　　,过程②可利用　　　　　　　　培养基进行筛选,筛选得到的丁细胞还需进行　　　　　　　和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。上述制备过程涉及的生物技术有　
　。
解析单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成分泌的,杂交瘤细胞要经过骨髓瘤细胞和能产生特异性抗体的B淋巴细胞融合获得。能产生特异性抗体的B淋巴细胞要在特定抗原刺激下才能获得,因此要先将特定抗原注射到小鼠体内。细胞融合后还需进行多次筛选,每次筛选后都要对剩余细胞再进行克隆化培养以及抗体检测,多次筛选后即可获得大量能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞。
答案(1)植物组织培养　脱分化　再分化
(2)相应的B淋巴细胞　将抗原注射入小鼠体内　灭活的病毒　特定的选择性　克隆化培养　动物细胞融合技术、动物细胞培养技术
能力提升
1下列有关单克隆抗体制备及其应用的叙述,不正确的是
(　　)
A.制备单克隆抗体运用的技术有动物细胞融合和动物细胞培养
B.需要用选择培养基筛选杂交瘤细胞
C.需要从杂交瘤细胞中筛选出能产生特定抗体的细胞
D.利用生物导弹治疗癌症就是利用了单克隆抗体清除癌细胞
解析生物导弹由单克隆抗体与化学药物、细胞毒素或放射性同位素结合而成,因单克隆抗体具有导向作用,在生物体内能将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。
答案D
2下列是应用动物细胞工程获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤,其中对单克隆抗体制备的相关叙述,错误的是(　　)
①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞
②将X抗原注入小鼠体内,获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞
③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养
④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞
⑤利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞
⑥从小鼠腹水中提取抗体
⑦利用促细胞融合因子促使细胞融合
A.实验顺序应该是①②⑦⑤④③⑥
B.③过程产生多个杂交瘤细胞的过程称为克隆
C.⑦过程获得的细胞均可无限增殖
D.利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选
解析在细胞融合过程中,如果只考虑两两细胞的融合,有骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞的融合、骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的融合、B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合,其中B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合不能无限增殖。
答案C
3下图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程,下列相关叙述错误的是(　　)
A.该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术
B.经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端
C.若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因),则该过程中的Ⅱ是已免疫的B淋巴细胞
D.通过检测和筛选得到的Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体
解析由图可知,该过程涉及基因工程,但未涉及动物细胞融合技术。该过程是把控制产生抗体的基因导入骨髓瘤细胞或把无限增殖调控基因导入已免疫的B淋巴细胞进而制取单克隆抗体的。
答案A
4对于下面制备单克隆抗体过程的示意图的叙述,不正确的是(　　)
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促进细胞融合可以利用聚乙二醇作介导
D.⑤可以无限增殖
解析单克隆抗体是利用免疫处理的B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到的,融合方法有化学方法(聚乙二醇诱导)、生物方法(灭活的病毒诱导)和物理方法(电激)等;筛选可以通过抗原—抗体反应;融合细胞既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,骨髓瘤细胞取自小鼠的骨髓。
答案A
5利用细胞工程方法,以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是(　　)
A.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,产生的血清抗体为单克隆抗体
B.体外培养单个免疫的B淋巴细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体
C.将等量免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者
解析经过抗原刺激后的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,产生杂交瘤细胞,克隆化培养后的杂交瘤细胞能产生特异性强、灵敏度高的单克隆抗体。已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经PEG诱导融合后形成的细胞有3种(只考虑两两融合)。SARS病毒感染者体内有病毒核衣壳蛋白,用相应的单克隆抗体与之发生特异性结合的方法可加以诊断。
答案D
★6将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞。其过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
B.经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体
C.②过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞
D.抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
解析①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同,都是细胞膜的流动性,A项正确。经①形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体,需要经过抗体阳性检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,B项错误。②过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养),C项正确。抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性,D项正确。
答案B
★7某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。
回答下列问题。
(1)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16
000以上,则小鼠最少需要经过　　　　　　次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中,最适合用于制备B淋巴细胞的是　　　　　小鼠,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(仅考虑细胞之间的两两融合),体系中出现多种类型细胞的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)杂交瘤细胞中有　　　　个细胞核,染色体数目最多是　　　　　条。
解析(1)由图看出,到第4次免疫时,Y和Z的血清抗体效价已达到要求,即16
000以上,而前3次免疫后,3只小鼠的血清抗体效价均未达到要求。从第3次开始,Y小鼠的血清抗体效价最高,所以Y小鼠最适合用于制备B淋巴细胞。
(2)仅考虑细胞之间的两两融合,该融合体系中有5种类型的细胞:2种未融合型(B淋巴细胞、骨髓瘤细胞),3种融合型(B淋巴细胞+B淋巴细胞、骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞、B淋巴细胞+骨髓瘤细胞),由此可看出细胞融合具有随机性。
(3)杂交瘤细胞是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的,有1个细胞核,核内染色体数为40+60=100,有丝分裂后期的染色体数目加倍为200条。
答案(1)4　Y　Y小鼠的血清抗体效价最高
(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞　细胞融合是随机的,且融合率达不到100%
(3)1　2004.3　禁止生物武器
基础巩固
1生物武器的传播途径包括(　　)
①直接传播　②食用传播　③生活必需品传播　④施用者人体传播
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.①②
B.②③
C.①②③
D.①②③④
答案C
2下列不属于生物武器的特点的是(　　)
A.污染性强
B.污染面广
C.难以防治
D.能破坏建筑物
答案D
3下列关于《禁止生物武器公约》的描述,不正确的是
(　　)
A.不发展、不生产生物武器
B.反对生物武器及其技术和设备的扩散
C.不储存生物武器
D.可储备少量的生物武器,以备急用
答案D
4不能作为生物武器的生物是(　　)
A.霍乱弧菌
B.鼠疫杆菌
C.乳酸菌
D.天花病毒
解析生物武器是由一些致病微生物、毒素等生物战剂以及装载它们的容器和投掷物组成的一种特殊武器,包括致病菌、病毒、生化毒剂、基因重组的致病菌等。乳酸菌为一种非致病菌,不可作为生物武器。
答案C
5下列不属于生物武器范围的是(　　)
A.寄生虫　　
B.致病菌
C.被改变的病毒　
D.生化毒剂
解析生物武器必须是能致病的病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。
答案A
6肉毒杆菌毒素的作用原理是(　　)
A.阻滞神经末梢释放乙酰胆碱
B.阻滞神经元内局部电流的形成
C.直接作用于肌肉细胞
D.引起肌肉麻痹
解析肉毒杆菌毒素通过阻滞神经末梢释放乙酰胆碱引起肌肉麻痹。
答案A
7下列关于基因武器的说法,错误的是(　　)
A.具有超强的抵抗力、致病性和耐药性等特点
B.会使原有的检测、消毒防治等方法失效
C.比一般的生物武器具有更大规模的杀伤力
D.生物武器的实质是各种基因武器
解析生物武器包括致病的病毒、病菌、生化毒剂等。
答案D
8回答下列问题。
(1)世界上有数以亿计的人口食用转基因农作物及其加工食品,至今尚未发现因食用转基因食物而影响人体健康的实例,反映了转基因食品在安全方面是　　　　　　　　。
(2)科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧,可能原因是什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)转基因食品或转基因生物武器都要应用DNA重组技术,该技术的基本工具是什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)生物武器是一种大规模的杀伤性武器,它与常规武器相比有许多特点:①　　　　　　　　　,②　　　　　　　　　,③　　　　　　　。
(5)1998年6月27日,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,重申在任何情况下　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　　生物武器。
解析转基因作物及其产品是新生事物,转基因生物的潜在危险是生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等,因此人们对它的安全性还存在着怀疑。
答案(1)相对安全的
(2)转基因生物的潜在危险:如生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等
(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体
(4)传染性强　污染面广　难以防治
(5)不发展　不生产　不储存
能力提升
1第二次世界大战中,侵华日军731部队在中国领土上大量培养引起鼠疫、霍乱、伤寒、炭疽和菌痢等一系列使人致命的传染性病菌,不仅用中国人做活体实验,还制成细菌武器,杀害了几十万中国老百姓,对中国人民犯下了滔天罪行。将病菌用于细菌战,这是利用病菌的哪种特性 (　　)
A.需氧性
B.厌氧性
C.传染性并引起宿主死亡
D.能形成芽孢,容易保存
解析题目中所列病菌由于具有极强的传染性和致死性,在人类历史上曾多次导致疾病大规模流行,并使数以亿计的人死亡,因此被侵略者用于战争。
答案C
2生物武器有传染性强的特点,针对这一特点,下列不属于防止生物武器危害的有效措施的是(　　)
A.提前接种和个人防护
B.发现病人,立即报告,及时隔离
C.注意切断传播途径
D.只注意环境消毒,不注意控制传染源
解析防止生物武器的危害,不但要进行环境消毒,而且要注意控制传染源。
答案D
3利用重组基因技术制造的全新致病菌比一般的生物武器的危害性大,其原因是(　　)
①人类从来没有接触过这种致病菌　②无药可医　③只有具有某种易感基因的民族容易感染,而施放国的人却不易感染
A.①
B.②
C.②③
D.①②
解析全新致病菌往往由于人类从来没有接触过,故对它没有免疫力或者免疫力很差,导致无药可医。
答案D
4下列关于生物武器的叙述,不正确的是(　　)
A.造价昂贵,具有大规模杀伤性
B.是致病微生物、毒素和其他生物性物质的总称
C.可以直接或间接地通过食物、生活必需用品等散布
D.一旦使用,将对军队和平民造成大规模杀伤后果
解析生物武器与常规武器相比,成本低廉、容易获取,但具有强大的杀伤力。
答案A
5完成下列问题。
(1)炭疽杆菌是　　　　生物,生殖方式是　　　　　　　　　　。
(2)炭疽杆菌是生物武器之一,不过现在有的人通过转基因技术把　　　　　改造成像炭疽杆菌一样的致病菌。它的危害要比炭疽杆菌的危害大,原因是　
　。
答案(1)原核　分裂(无性)生殖　(2)蜡状杆菌　人类从来没有接触过该致病菌,而且无药可医
★6阅读下列材料,回答问题。
材料一　联合国组织的一个专家小组的研究报告指出,虽然许多国家签订了生物武器公约,但对这方面的研究工作并未停止,因此,对生物武器防治方法的研究也应得到加强。
材料二　战剂做成干粉或液体喷洒到空气中,形成有害的气雾云团,叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小,肉眼很难看见,渗透力强,杀伤范围广,一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶由呼吸道感染。所以,使人致死的剂量较其他感染途径小。
(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物,应属于哪些类群 (请列举两例)
　。
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是　　　　　　　　　　,最有效的防线是　。
(3)在战争中,为预防敌方使用生物武器,你认为参战部队采取的最有效措施是什么 请简述这一措施的原理。
(4)有人说,生物武器给人造成的危害要远远超出核武器。你认为这种说法有道理吗 为什么
解析作为生物武器的微生物主要有细菌、病毒等,这些病原微生物借助于其他辅助装置在作战区散播,首先穿过皮肤、消化道和呼吸道黏膜,进入内环境,使作战人员失去战斗力。为预防敌方的生物武器,可采取接种疫苗、穿隔离衣等措施,其中最有效的措施为接种疫苗,其原理为特异性免疫致使体内产生相应的记忆细胞和抗体,消灭生物武器中的病原微生物。
答案(1)细菌、病毒、衣原体(任答两种)
(2)皮肤、呼吸道黏膜等　特异性免疫
(3)接种常见病原体的疫苗使参战人员体内产生相关的抗体和记忆细胞,当病原体侵入时,会迅速产生强烈的免疫反应。
(4)有道理。因为作为生物武器使用的病原体几乎都是微生物,使用有限容积的盛载体可能散播的病原体数量极大,且在人或动物体内有机会增殖,可在群体中传播,这会使其杀伤范围不断扩大,由此造成的危害可能难以估量。专题4
生物技术的安全性和伦理问题检测B
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列哪项是转基因生物引起的食物安全问题的证据
(　　)
A.世界上数以亿计的人口食用转基因农作物
B.转基因生物合成的营养物质与天然品种没有差别
C.转基因生物合成的某些蛋白质可能使某些人出现过敏反应
D.转基因产品经过了多环节、严谨的安全性评价
解析转基因生物中出现导致人体过敏反应的蛋白质,是转基因生物存在食物安全问题的重要证据之一。
答案C
2提供骨髓中的造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤,其原因是(　　)
A.骨髓造血干细胞可以无限再生
B.骨髓造血干细胞完成功能后不再发挥作用
C.骨髓造血干细胞具有再生能力,捐献后可刺激骨髓加速造血
D.骨髓造血干细胞已高度分化
解析骨髓造血干细胞是未分化的细胞,具有较强的分裂再生能力,但不能无限增殖。
答案C
3草甘膦是一种广泛应用的除草剂,能不加选择地杀死各种杂草和农作物。将抗草甘膦基因转入油菜中,使油菜能抗草甘膦。在转基因油菜种植多年后,调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗草甘膦基因。下列叙述正确的是(　　)
A.野生油菜体内的抗草甘膦基因主要源自转基因油菜的花粉
B.80%的野生油菜体内出现抗草甘膦基因是自然选择的结果
C.含抗草甘膦基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种
D.大量使用单一除草剂可以减轻环境污染,提高物种多样性
解析转基因油菜花粉的基因组中,含有抗草甘膦基因,可能通过受粉过程传递给野生油菜;在野生油菜繁殖过程中,没有使用草甘膦进行选择;含抗草甘膦基因的野生油菜和不含抗草甘膦基因的野生油菜之间没有形成生殖隔离;大量使用单一除草剂会造成环境污染、降低物种多样性。
答案A
4中国政府的“四不原则”是针对哪项技术来讲的 (　　)
A.克隆人　　
　　　　　B.设计试管婴儿
C.转基因动物　
D.基因组计划
解析针对克隆人技术,中国政府提出了“四不原则”:不赞成、不允许、不支持、不接受,但是中国政府不反对治疗性克隆。
答案A
5为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,其原因是(　　)
A.叶绿体基因组不会进入生殖细胞中
B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D.植物杂交的后代不会出现一定的性状分离
解析转基因植物与其他植物间主要通过花粉发生基因交流,将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,将遵循母系遗传特点,目的基因不会通过花粉转移到自然界中的其他生物,而造成污染。
答案B
620世纪70年代基因工程技术刚兴起的时候,都是以微生物作为实验材料,且必须在“负压”(低于外界大气压)的实验室里进行操作。这里“负压”的作用主要是(　　)
A.防止转基因生物进入人体或逃逸到外界,对人体产生危害作用或对环境造成基因污染
B.提高微生物的基因突变频率
C.加快微生物的繁殖速度
D.避免其他生物对实验材料的污染
解析由于转基因生物对人类影响的正负效应很难在短时间内呈现,为了安全起见,将实验材料放在“负压”条件下操作与培养,目的是防止这种转基因生物进入人体或逃逸到外界。
答案A
7第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学诊断,指在胚胎移植前,取胚胎细胞的遗传物质进行分析,筛选出健康胚胎进行移植的方法。下列有关说法,错误的是
(　　)
A.胚胎植入前遗传学诊断过程可取囊胚期滋养层细胞进行
B.体外受精后常在体外培养一段时间后才进行胚胎移植
C.胚胎移植的受体从技术上来说没有必要一定是胚胎的遗传学母亲
D.第三代试管婴儿技术的成熟意味着大家可以随意选择和定制孩子
解析随意选择和定制孩子属于设计试管婴儿技术,会引发伦理道德问题,D项错误。
答案D
8目前一部分人对“转基因微生物”的产生有激烈的争论,如果正方认为对人类是有利的,反方认为转基因微生物的产生是有潜在风险的,下列观点中能支持正方的是
(　　)
A.转基因微生物会合成出“超级病菌”危害人类健康
B.转基因微生物的扩散会威胁生物的多样性
C.利用转基因微生物可以生产某些药用蛋白或抗生素
D.毒性基因通过基因漂移而造成“基因污染”
解析A、B、D三项所述均反映出转基因生物的产生是有风险的,只有C选项所述可支持“转基因微生物对人类有利”这一观点。
答案C
9根据一个人的基因身份证记录的基因特征,可以对下列的信息作出判断的是(　　)
①持有者一定患什么疾病　②持有者不宜吃何种食品
③持有者不宜与哪些人结婚生育　④持有者可以接受什么人的器官
A.①②　
　
B.②③④
C.①③④　　　
D.①④
解析人类的很多遗传病不仅受基因控制,还受环境影响,因此,并不是具有某种遗传病基因的人就一定患相应遗传病。
答案B
10下列有关生物伦理的说法,不正确的是(　　)
A.生命科学的发展必须接受生物伦理的规范和制约
B.实施生命科学研究必须遵循自主、不伤害、善行和公正的原则
C.关注生物伦理问题,就是完全限制生命科学的发展
D.对于生物技术应科学地控制,合理地使用,使它的发展对人类最有益
解析关注生物伦理问题并不是完全限制生命科学的发展。对于生物技术,人类所面临的关键问题是如何科学地进行控制,并合理地使用,使它的发展对人类最有益。
答案C
11下列哪项是对待生物技术的理性态度 (　　)
A.转基因技术是按照人们的意愿对生物进行的设计,不存在负面影响
B.转基因农作物对于解决粮食、能源等问题起了积极作用,同时也存在一定风险
C.克隆技术如果被不合理利用将给社会造成灾难,应禁止任何克隆研究
D.转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝,应停止转基因研究
解析转基因技术是按照人们的意愿对生物进行的设计,但由于技术方面的原因和人为因素的存在,仍有产生负面作用的可能;科学从来都是一把双刃剑,任何科学进步都有有益和有害两个方面,是造福人类还是危害人类,关键在于人类如何对待和应用它,而不能因为暂时不合情理就因噎废食。
答案B
12生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是(　　)
A.应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
解析本题综合考查人们对现代生物技术的安全性与伦理问题的讨论。将目的基因导入另一生物体内后,可能会产生新的有害成分,所以需严格选择目的基因,A项正确;生殖性克隆人违反了人类现有伦理道德,中国政府的态度是禁止生殖性克隆人实验,但不反对治疗性克隆,B项正确;将设计试管婴儿技术用于设计婴儿性别等是对设计试管婴儿技术的滥用,是反对设计试管婴儿的原因之一,C项正确;干扰素是一种对病毒具有特异性杀伤作用的物质,不能用作生物武器,D项错误。
答案D
13若转基因技术被滥用,除了哪项外,都可能成为恐怖组织的利用方式 (　　)
A.把蜡状杆菌通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌
B.把炭疽杆菌基因通过转基因技术重组到人体内,使人具有免疫力
C.把流感病毒基因改造,只会使具有某种易感基因的人群感染,而其他人却不易感染
D.将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起
解析如果转基因技术被恐怖分子所掌握,肯定会对人类不利,而B项是对人类有利的一面。
答案B
14下列关于生物技术的安全性和伦理性问题的分析,不合理的是(　　)
A.转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存
B.运用基因重组技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器
C.我国政府是反对生殖性克隆的
D.转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原或者引起中毒
解析转基因生物有可能会在近缘物种之间通过花粉杂交,造成基因库的污染。克隆技术还不成熟,克隆人会带来社会伦理问题等,所以我国反对生殖性克隆人,但不反对治疗性克隆。
答案A
15下列关于现代生物工程技术的叙述,正确的是(　　)
A.通过转基因技术培育鸟类时,需要进行胚胎移植
B.通过核移植技术获得的克隆动物,其性别不可控
C.通过体外受精技术设计试管婴儿具有伦理争议
D.通过植物组织培养技术获得的植株都是可育的
解析鸟类为卵生,不需要进行胚胎移植;通过核移植获得的克隆动物,其性别与供核个体的性别相同;通过植物组织培养获得的个体不一定都是可育的,比如说二倍体的花药离体培养得到的单倍体就是不可育的。
答案C
16人们培育转基因作物的主要目的是(　　)
A.提高物种的多样性
B.提高作物的适应能力
C.提高作物的产量和质量
D.加快作物的进化过程
答案C
17英国某医院的医生利用基因诊断和胚胎筛选技术,使一对拥有乳腺癌家族病史的英国夫妇顺利孕育了一名排除乳腺癌隐患的婴儿。下列有关叙述,不正确的是
(　　)
A.这项技术属于“设计试管婴儿”,该技术的使用应受到限制
B.该项技术中涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
C.为保证胚胎移植成功,必须将受精卵在体外培养至原肠胚时期
D.在进行乳腺癌基因诊断时可运用DNA分子杂交技术
解析由于其中有基因诊断和胚胎筛选的技术(植入前对胚胎进行遗传学诊断),故属于“设计试管婴儿”,设计试管婴儿是通过体外受精获得许多胚胎,然后从中选择适合要求的胚胎,把不适合的胚胎处理掉。那么合适的胚胎发育成的婴儿就是设计试管婴儿,其受到限制的理由是:有人担心,这种“择优录取”的技术剥夺了普通生命降临人间的权利,严重干扰了人类的自然繁殖;更有人担心,如果将“坏”基因全部除掉,可能会打破人类遗传系统的平衡,给整个人类带来灾难。试管婴儿技术与其他试管动物技术一样,涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术。人的试管胚胎,可在8~16个细胞阶段进行移植,而不是培养到原肠胚期。基因诊断可运用DNA分子杂交技术。
答案C
18下列生物通常不用作生物武器的是(　　)
A.炭疽杆菌
B.酵母菌
C.天花病毒
D.肉毒杆菌
解析生物武器指致病菌、病毒、生化毒剂及经过基因重组的致病菌等,通常使人或其他生物致病。
答案B
19体细胞克隆技术的发明,在生物科学发展史上的确有里程碑的意义。但是,它也同其他事物一样,既有积极的一面,也有消极的一面。下面哪项叙述不符合克隆技术积极的一面 (　　)
A.丰富生物的多样性,促使生物进化
B.有利于生物界基因库的保护
C.有利于一些濒于绝迹的动物的保护
D.有利于生态系统的稳定
解析克隆属于无性生殖,不能丰富生物的多样性。
答案A
20为解决不孕夫妇的生育问题而诞生的“试管婴儿技术”与“设计试管婴儿”的区别是(　　)
A.根据愿望设计婴儿的性别
B.根据愿望生育一个婴儿
C.根据需要取用婴儿的造血干细胞
D.根据需要取用婴儿的器官
解析试管婴儿与设计试管婴儿的目的不同,前者是为了得到一个孩子,后者是为了获得符合特定要求的孩子。
答案B
二、非选择题(共60分)
21(9分)一个学习小组的同学在对当地栽培作物的种类进行调查时,发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米,这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好。杂草被除草剂杀死,玉米还能正常生长,给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查发现,这种转基因玉米除可直接食用外,还被加工成食品摆在超市的货架上。请完成下列问题。
(1)一部分同学认为,这种转基因玉米不会对当地生物多样性构成威胁,如果你同意这种观点,请列举出三条理由:
①　;
②　;
③　。
(2)转基因玉米的加工食品被摆在超市货架上,生产厂商根据我国的有关规定,对产品进行转基因生物标注,这样做是为了保护　　　　　　　　　　;在有关标识中,应标注“　　　　　　　　　”或“　　　　　　　　　　　　　”;如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分,应标注为“本产品加工原料中有　　　　　　　,但本产品中　　　　　　　　　　　　　”。
(3)随着转基因技术的发展,“基因污染”应运而生。下列关于基因污染的说法,不正确的是　　　。
A.转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上,从而污染生物基因库
B.基因污染是一种不可扩散的污染
C.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
D.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
答案(1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离　②玉米花粉的传播距离有限　③玉米花粉的存活时间有限(其他理由,合理即可)　(2)消费者的知情权　转基因玉米加工品　加工原料为转基因玉米　转基因玉米　已不再含有转基因成分　(3)B
22(14分)阅读下列材料,完成问题。
材料一　俄罗斯科学院理论与实验生物物理研究所的科研人员在分析了老鼠单细胞胚胎细胞核移植前后钾离子浓度的变化后发现,针对卵细胞进行的任何外在行为,必将破坏它的生物化学平衡,导致胚胎细胞正常发育进程的改变。因此,对卵细胞的任何行为不可能不留下痕迹。有关专家指出,这一实验的成功有助于解释大量克隆动物出现不正常的原因。细胞核移植是现代生物技术中常用的技术手段,克隆、细胞核与细胞质相互作用、人工授精等都要对卵细胞施加外在作用,这种外在行为是否会影响未来胚胎细胞的发育与成长
材料二　在现代,医生能在许多人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是令人最为头痛的事,如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”做器官移植之用,则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。问题是利用“克隆人”作为器官供体是否合乎人道 是否合法 经济是否合算 克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因,例如,在医学方面,人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素,使侏儒症患者重新长高的生长激素和抗多种病毒感染的干扰素等。
(1)根据材料一,可得出大量克隆动物出现不正常的原因可能是
　。
(2)尽管克隆动物在实际生活中还没有实际用途,但克隆技术在医学上却有巨大潜力,表现在
　　　　　　　　　　　。
(3)克隆技术作为现代生物技术和试管婴儿技术相比较,前者属于　　　　生殖,后者属于　　　　生殖。
(4)器官移植中的排斥反应仍是令人最为头痛的事,原因是　。
(5)人的胰岛素、生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素除了通过克隆技术生产外,还可以采用　　　　　　　　　　　　　　　　方法生产。
(6)英国罗斯林研究所的一项研究显示,利用克隆技术根本无法培育出完全相同的个体,究其原因,除了发育过程中的环境因素的影响外,还可能有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等原因(至少写出两个)。
答案(1)对卵细胞进行的外在行为,破坏了它的生物化学平衡,导致胚胎细胞正常发育进程改变　(2)可生产胰岛素、生长激素、干扰素等　(3)无性　有性　(4)免疫系统的识别和清除　(5)基因工程或发酵工程　(6)细胞分裂中可能发生基因突变、受卵细胞细胞质中遗传物质的影响
23(12分)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。下面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细胞核仍然具有　　　　　　。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　　　　　　　　　　　　　。
(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)若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植,图中患者是O型血,提供卵细胞的女性是AB型血,则骨髓移植成功后患者的血型是　　型。
(4)科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞,而不直接用体细胞进行细胞培养 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是

　。
解析(1)由图示可知,高度分化的动物体细胞的细胞核仍然具有全能性,胚胎干细胞能够分化出各种各样的细胞,原因是细胞内基因的选择性表达。(2)通过胚胎分割技术可以得到两个基因型完全相同的胚胎。(3)血型由细胞核内的基因控制,O型血白血病病人通过治疗性克隆方法,获得骨髓进行骨髓移植,由于细胞核是患者本人提供的,因此血型不变。(4)卵细胞体积大,含养分多,并含有控制细胞核基因程序性表达的物质,因此用去核卵细胞作受体细胞进行动物细胞培养。(5)通过图示方法形成克隆器官,细胞核是由患者提供的,无排斥反应,可以解决临床上供体器官不足和器官移植后的免疫排斥问题。
答案(1)全能性　选择性表达　(2)胚胎分割　(3)O
(4)卵细胞体积大,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,不再具有分裂、分化能力　(5)解决临床上供体器官不足和器官移植后的免疫排斥问题
24(12分)阅读下列材料并回答问题。
转基因生物就是利用DNA重组技术,将外源基因(目的基因)导入受体生物(动物、植物、微生物)体内。当这种外源基因与受体生物的基因整合后,外源基因就能随受体生物细胞的分裂而增殖,并能表达出受体生物原本没有的性状,且能遗传给后代。1999年我国培育的首例转基因牛诞生;2001年2月转基因新鲤鱼(将大马哈鱼的生长激素基因转移到普通鲤鱼体内)在我国培育成功。此外,转基因兔、羊及转基因抗虫棉等也已培育成功。
(1)基因是　　　　　　的功能单位和结构单位,是有遗传效应的　　　片段。
(2)不同生物间基因移植成功,说明生物共用一套　　　　　　;从生物进化的角度看,这些生物具有　　　　　　。
(3)转基因技术将给农业、医药等诸多领域带来革命,目前取得了许多成就,同时也可能给人类带来灾难性的后果。试各举一至两个实例。
　。
(4)有人提出“吃基因补基因”,你是否赞成这种观点 试从新陈代谢的角度简要说明理由。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
解析本题综合考查了转基因技术的知识,以及基因、遗传等知识。不同生物间的基因之所以能够移植成功,是因为不同的生物共用一套遗传密码。吃基因不一定补基因,因为基因被食用后,可能被消化酶消化而失去作用,但其分解产物可作为合成DNA的原料。
答案(1)遗传物质　DNA　(2)遗传密码　亲缘关系
(3)成就:将抗病基因转移到水稻中形成抗病水稻新品种;将人的血型基因转移到猪的体内,培育生产人血的猪。　不良后果:转基因作物通过花粉传播可与亲缘关系较近的植物杂交,从而导致基因逃逸,可能产生优势种,危及生物多样性。　(4)开放性题目,只要用生物学知识回答即可。(如不赞成,因为基因被食用后,和其他生物大分子一样被消化分解,不可能以原状进入细胞,更不可能补充或整合到人体原有的基因中去;赞成,基因被吃下后,消化分解为简单物质,可以作为合成DNA的原料。)
25(13分)自英国的罗林斯公司成功地克隆出“多利”以后,“克隆”一词风靡全球。在一般人眼里,克隆就是复制动物,其实,克隆的含义要比此广得多。请阅读下列材料回答问题。
材料一　过去,一个糖尿病病人一年的胰岛素用量要从40~50头猪的胰脏提取,现将人工合成的胰岛素基因转移到大肠杆菌体内,并随大肠杆菌的繁殖快速扩增,然后在大肠杆菌体内合成大量的胰岛素,大大降低了医治糖尿病的成本。
材料二　单克隆抗体在医疗方面发挥着越来越重要的作用。最初获得单克隆抗体的过程是:老鼠的骨髓瘤细胞+已免疫的B淋巴细胞→选择培养基培养选取杂交瘤细胞并使之扩大增殖→将杂交瘤细胞接种在培养瓶或注射到动物体内→分离纯化单克隆抗体。
材料三　器官移植是重要的医疗手段之一,但许多病人却因为得不到适合自己的供体器官错过了最佳医疗期。胚胎干细胞(可保存在干细胞库里)经诱导可形成多种器官。
材料四　植物除了通过种子繁殖,还可以通过以下方式繁殖:植株的组织细胞→诱导形成愈伤组织→分化出不定芽→继续增殖→生根成苗→幼苗移栽。这种繁殖实质是植物克隆。
材料五　经过上百次实验才克隆成功的“多利”已不幸早逝。
(1)材料一中包含了　　　的克隆,它在转基因工程中发挥的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)材料二中运用了　　　　　技术,若是植物细胞需用　　　　　　　　酶除去细胞壁,这一技术在一定程度上解决了杂交育种的　　　　　　　　　　　　　问题。
(3)材料三中用自身的胚胎干细胞诱导形成器官,不仅能缓解供体器官的短缺,还具有另一优点,即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)应用材料四中的方法繁殖植物又叫　　　　　　　　　。这种方法在　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　　　　方面具有重要意义。
(5)综合材料一~五中的信息,谈一谈你对克隆的认识。


　。
解析克隆分广义克隆和狭义克隆,广义克隆指所有无性繁殖,包括植物的组织培养和营养生殖等,还包括基因方面的扩增(如材料一)、细胞的培养(如材料二)、移植器官的形成(如材料三);狭义的克隆指复制动物。克隆技术是一把双刃剑,有对人类有益的一面,也有对人类有害的一面。
答案(1)DNA　使基因工程在短期内取得明显的效果
(2)细胞融合　纤维素酶和果胶　远缘杂交不亲和　(3)不会产生免疫排斥反应　(4)植物组织培养　优良品种的快速繁殖　濒危植物的繁殖　(5)克隆技术还存在一些问题,需进一步完善。例如,操作过程中一点小缺陷可能导致严重的健康问题甚至死亡;关于早逝的原因有多方面;供体细胞本身带有某些致病基因等;克隆包括分子克隆、细胞克隆和生物体克隆(开放性题目,合理即可)专题2
细胞工程检测A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1单克隆抗体产生于(　　)
　　　　
　　　　　
　　　　　
A.脾脏中产生单一抗体的B淋巴细胞
B.促融剂作用下形成的杂交瘤细胞
C.B淋巴细胞突变形成的瘤细胞
D.单个杂交瘤细胞增殖产生的细胞群
答案D
2下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是(　　)
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于植物脱除病毒
解析动物细胞培养所用培养基为液体培养基,需加入血清、血浆等。植物组织培养所用培养基为固体培养基,不需要加入血清、血浆等,但需加入植物激素,A项正确。胰蛋白酶能使动物细胞间的蛋白质水解,使动物组织分散成单个细胞,植物组织培养不需要胰蛋白酶,B项错误。高度分化的植物细胞有全能性,烟草叶片离体培养能产生新个体,杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特点,体外培养能无限增殖,C项正确。通过培养的动物细胞可以用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。植物分生区附近(如茎尖)无病毒,可用茎尖进行组织培养获得无病毒植株,D项正确。
答案B
3明党参是我国珍稀药用植物,对其进行保护性开发利用的方法,不正确的是(　　)
A.设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产
B.大量培养愈伤组织,直接提取药用成分
C.大规模挖取明党参的根,获取药用成分
D.利用组织培养获得胚状体,制成人工种子
解析设计细胞培养反应器,可以实现细胞产物的工厂化生产。有些药用成分可以从愈伤组织中直接提取。微型繁殖和人工种子都可以实现植物的大量繁殖。
答案C
4下列关于细胞全能性的理解,不确切的是(　　)
A.大量的科学事实证明,高度分化的植物体细胞仍具有全能性
B.细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在条件
C.通过植物组织培养得到的试管苗或人工种子,是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果
D.通过动物细胞培养获得大量的细胞,表明了动物体细胞也具有全能性
解析细胞全能性表达是指由一个已分化的细胞经过离体培养得到一个完整个体的过程。通过动物细胞培养获得的是细胞,不是动物个体,细胞的全能性并未得到表达。
答案D
5用动植物成体的体细胞进行离体培养,下列叙述正确的是(　　)
A.都需用CO2培养箱
B.都需用液体培养基
C.都要在无菌条件下进行
D.都可体现细胞的全能性
解析用动植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行。动物成体的体细胞的离体培养用液体培养基,需用CO2培养箱,不能体现细胞的全能性,植物成体的体细胞的离体培养不一定用液体培养基,不需用CO2培养箱,能体现细胞的全能性。
答案C
6植物体细胞杂交制备原生质体和动物细胞培养配制一定浓度的细胞悬浮液,所需要的酶依次是(　　)
A.淀粉酶和磷脂酶
B.纤维素酶和胰蛋白酶
C.脂肪酶和二肽酶
D.过氧化氢酶和半乳糖苷酶
解析制备原生质体应用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;配制动物细胞悬浮液可用胰蛋白酶将动物细胞分散开。
答案B
7下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是(　　)
A.动物细胞培养的目的是获得大量的分泌蛋白
B.动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开
C.动物细胞培养一般也需要脱分化过程
D.可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体
解析动物细胞培养的目的不只是获得蛋白质,还能用于有毒物质的检测,生理、病理和药理的研究等;脱分化是植物组织培养中的一个重要过程,动物细胞培养过程一般没有脱分化的过程。到目前为止,人们还没有成功地将单个分化的动物细胞培养成新个体。
答案B
8某小鼠生活过程中被多种病原体感染过,科学家却能够以该小鼠为实验材料,通过细胞工程技术获得抗某种病原体的高纯度单克隆抗体,这是因为(　　)
A.小鼠体内只有一种抗体
B.小鼠体内只有一种B淋巴细胞
C.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞
D.可以通过克隆化培养和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
解析被多种病原体感染过的小鼠体内一定存在多种B淋巴细胞,能产生多种抗体,所以与骨髓瘤细胞融合后也会产生多种杂交瘤细胞。可以通过抗原—抗体特异性结合的特点筛选出需要的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,从而获得特定的单克隆抗体。
答案D
9下列关于利用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述,不正确的是(　　)
A.给小鼠注射抗原,是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
B.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合培养,是为了获得融合细胞
C.杂交瘤细胞进行体外培养,是为了获得单克隆抗体
D.杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎
解析杂交瘤细胞的培养有体内培养和体外培养,其目的都是获得单克隆抗体,而不是获得能产生单克隆抗体的胚胎。
答案D
10下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是(　　)
A.保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B.原代培养的细胞传至10代左右时,极少数细胞衰老死亡
C.动物细胞的传代培养次数通常是无限的
D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养
解析保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞。原代培养的细胞传至10代左右时,细胞的生长就会出现停滞,大部分细胞衰老死亡,极少数细胞能存活下来并继续传下去。动物细胞的传代培养次数通常是有限的。恶性细胞系的细胞带有癌变的特点,有可能在培养条件下无限制地传下去,所以可进行传代培养。
答案D
11下列有关植物体细胞杂交技术的描述,不正确的是
(　　)
A.利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株
B.获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶
C.通常用聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合
D.可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞
解析利用灭活的病毒能诱导动物细胞融合,而不能诱导植物原生质体融合。
答案C
12一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后,这个卵细胞经过多次分裂,再植入第三只羊的子宫内发育,结果产下一只羊羔。这种克隆技术不能用于(　　)
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.保存物种
D.改变动物的基因型
解析首先要准确判断出这只小羊羔实际上是通过无性繁殖方式产生的。而无性繁殖的主要特点就是子代保持亲本的性状,很少发生变异,不改变基因型。
答案D
13下列有关细胞工程的叙述,正确的是(　　)
A.克隆不是无性繁殖
B.用体细胞克隆动物是通过核移植实现的
C.灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合
D.动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样
解析克隆就是一种无性繁殖方式;灭活病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝集,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合;与植物组织培养所用的培养基相比,动物细胞培养的培养基中无蔗糖和植物激素,但一般要添加葡萄糖和动物血清等物质。
答案B
14治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植过程中出现的排异反应等问题。下图表示治疗性克隆的过程,下列说法正确的是(　　)
A.该过程利用了动物体细胞融合技术
B.该过程实现了动物细胞的全能性
C.胚胎干细胞的不断增殖和分化潜能保证①过程的进行
D.①②过程不进行DNA复制和蛋白质合成
解析根据图示,该过程中没有利用动物体细胞融合技术,而利用了动物体细胞核移植和动物细胞培养技术;该过程没有将一个细胞培养成一个完整动物个体,所以没有实现动物细胞的全能性;①②过程中涉及细胞的增殖和分化,因此一定存在DNA的复制和蛋白质的合成。
答案C
15下列有关动物细胞工程和植物细胞工程的叙述,正确的是(　　)
A.叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
B.融合植物叶肉细胞时,应先用溶菌酶除去细胞壁
C.动物细胞培养过程中要用到胰蛋白酶,目的是使组织细胞分散成单个细胞
D.单克隆抗体制备的过程中,只进行了一次筛选
解析植物叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织;融合植物叶肉细胞时,应先用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁;单克隆抗体制备的过程中,至少要进行两次筛选(筛选杂交瘤细胞和筛选产生单一抗体的杂交瘤细胞)。
答案C
16下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是(　　)
A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制,培育远缘杂种
B.不同种植物的原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
C.某种植物甲、乙两品种的体细胞杂交后代与甲、乙两品种杂交后代的染色体数目相同
D.用于诱导原生质体融合的方法也可诱导动物细胞融合
解析体细胞杂交后的杂种细胞中染色体数为两亲本细胞染色体数之和,比自然杂交后代的染色体数要多,所以C项错误。
答案C
17下图表示“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是(　　)
A.所得到的“白菜—甘蓝”植株不能形成种子
B.愈伤组织是已高度分化的细胞
C.上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程
D.诱导原生质体融合时可用聚乙二醇
解析“白菜—甘蓝”为四倍体,可以进行正常的减数分裂形成配子,因而可以正常受精形成种子;愈伤组织是未分化的细胞群;在通过植物体细胞杂交获得杂种植株的过程中有有丝分裂和细胞分化的过程,而没有减数分裂的过程。
答案D
18培育英国克隆羊“多利”、培育番茄—马铃薯、制备单克隆抗体所用的生物工程技术依次为(　　)
A.基因工程、细胞工程、基因工程
B.细胞工程、细胞工程、细胞工程
C.基因工程、细胞工程、细胞工程
D.细胞工程、基因工程、基因工程
解析克隆羊“多利”与体细胞核移植、胚胎移植有关,番茄—马铃薯与植物体细胞杂交有关,单克隆抗体的制备与动物细胞融合和动物细胞培养有关。体细胞核移植、植物体细胞杂交、动物细胞融合均属于细胞工程。
答案B
19下方为植物组织培养过程流程图解,以下相关叙述不正确的是(　　)
植物
叶片叶组
织块愈伤
组织有生根发芽能力
的胚状结构人工
种子
A.上述过程中脱分化发生在b步骤,形成愈伤组织,在此过程中植物激素发挥了重要作用
B.再分化发生在d步骤,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
C.从叶组织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性
D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
解析d过程是将有生根发芽能力的胚状结构包上人工薄膜(人工种皮)的过程,该结构已经有了芽和根的分化。
答案B
20实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
实验小鼠皮肤组织皮肤细胞培养细胞1培养细胞2
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倍体核型
D.丁过程得到的细胞具有异质性
解析甲过程要对实验小鼠进行消毒,排除杂菌等对细胞培养过程的影响;乙过程对皮肤组织用胰蛋白酶处理从而得到分散的单个细胞,制成细胞悬液;丙过程中得到的细胞与正常细胞的染色体组成相同,而进行传代培养即丁过程时,部分细胞的细胞核型可能会发生变化,具有异质性。
答案C
二、非选择题(共60分)
21(10分)某二倍体植物是杂合子,下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答下列问题。
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的　　　　　　过程,②表示的是　　　　　　过程,X代表的是　　　　　　,③表示的是　　　　过程,④表示的是诱导　　　　过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中　　　　的种类及其浓度配比,最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为　　　　　　植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明未成熟花粉具有　
　　　　　　　　。
(3)对植株甲进行　　　　　　　　　,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲只有通过　　　　　　　　的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中,能产生可育花粉的是　　　　植株,该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因型种类数为　　　　种,该群体植株产生可育花粉的基因型种类数为　　　　种。花药培养在育种上的特殊意义是　　　　　　　　　　,从而开辟育种新途径。
解析花药中未成熟花粉经过脱分化形成愈伤组织,通过再分化形成具根和芽的胚状体,再通过细胞分裂、分化发育成一个完整个体。在再分化的过程中,愈伤组织是先生根还是先生芽取决于培养基成分中激素的种类和浓度配比,这一过程形成的个体由生殖细胞直接发育而成,称作单倍体,前提是生殖细胞中具有发育成完整个体的全部遗传物质,具有全能性。二倍体的单倍体只含有一个染色体组,高度不育,只有通过染色体加倍后,形成二倍体,才能使其结实产生后代。乙为二倍体且是纯合子,丙为单倍体,能产生可育花粉的是乙,每株只产生1种基因型的花粉。而乙群体是由多种基因型的个体组成的,能够产生多种基因型的花粉,单倍体育种2年就可完成,最大的优点就是缩短了育种年限。
答案(1)脱分化　再分化　胚状体　分化(发育)　生根
(2)激素　单倍体　细胞的全能性
(3)染色体加倍　无性繁殖　乙　1　多　缩短育种年限
22(13分)回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面　　　　　　　　时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的　　　　　　　。此时,瓶壁上形成的细胞层数是　　　　。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,常用的酶是　　　　　　　　。
(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现　　　　　　　　　　的现象;但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成　　　　　　　细胞,这种细胞的黏着性　　　　　,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量　　　　。
(3)用某种大分子染料对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞不染色,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目,最好选用分裂到　　　　期的细胞用显微镜进行观察。
(5)在细胞培养过程中,通常在　　　　　　　　条件下保存细胞。因为在这种条件下,细胞中　　　　的活性降低,细胞新陈代谢的速率降低。
(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤后,发生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮肤当作　　　　进行攻击。
解析(1)在动物细胞培养过程中,细胞会表现出接触抑制现象,此时是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。
(2)随着细胞传代培养代数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡的现象,但极少数细胞可以连续增殖,有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞,这种细胞细胞膜表面的糖蛋白减少,细胞黏着性降低。
(3)由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内,而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性,大分子染料能够进入死细胞内而使细胞着色。
(4)分裂到中期的细胞的染色体形态固定、数目清晰,适合用显微镜观察染色体数目。
(5)在冷冻、超低温或液氮条件下,细胞中酶的活性降低,细胞新陈代谢的速率降低,故通常在此条件下保存细胞。
(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击,会发生排斥现象。
答案(1)相互接触　接触抑制　单层(或一层)　胰蛋白酶
(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　减少
(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内,故活细胞不能着色(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性,大分子染料能够进入死细胞内而着色)
(4)中　
(5)冷冻(或超低温、液氮)　酶
(6)抗原
23(12分)进行有性生殖的生物产生后代时需进行受精作用,植物体细胞杂交要进行原生质体的融合,单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合。下图为细胞融合的简略过程,请回答问题。
(1)若a、b表示两种植物体细胞,则杂种细胞d会再生出　　　　　　,分裂形成愈伤组织并逐步发育成杂种植株。这项技术克服了　。
(2)若a、b分别为B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,则经融合并筛选得到的d细胞的特点是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比,具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的特点。下列是单克隆抗体制备过程的图解,请把代表各步骤的字母填写在流程示意图中。
答案(1)细胞壁　远缘杂交不亲和的障碍
(2)既能迅速大量增殖,又能产生专一的抗体　特异性强、灵敏度高,并可大量制备
24(12分)人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某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,其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
请回答下列问题。
(1)过程①代表的是　　　　　　。
(2)过程②构建A基因表达载体时,必须使用　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　两种工具酶。
(3)过程③采用的实验技术是　　　　　　　　,获得的X是　　　　　　　　。　
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的　　　　　　　所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可从疑似患者体内分离病毒,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)过程①是由RNA得到DNA的过程,是反转录过程。(2)基因表达载体的构建一般使用同一种限制性核酸内切酶对载体和目的基因进行切割,然后用DNA连接酶进行连接,得到基因表达载体。(3)过程③为动物细胞融合过程,可获得杂交瘤细胞。(4)A蛋白是病毒的主要抗原,利用基因工程得到的A蛋白可制备疫苗。从疑似患者体内分离的病毒,可通过与已知病毒比较核酸序列或利用抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性结合检测,以对其进行确定。
答案(1)反转录
(2)限制性核酸内切酶(限制酶)　DNA连接酶(注:两空顺序可颠倒)
(3)细胞融合　杂交瘤细胞
(4)A蛋白　核酸(基因)序列　抗A蛋白的单克隆抗体
25(13分)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。请据图回答下列问题。
(1)过程①所需的酶是　　　　　　　　　　　　　。
(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的　　　　　　存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是　　　　　　　　　　　　　　。原生质体经过　　　　　　再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和　　　　　　　　植株的根尖,通过　　　　、　　　　、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。
(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。右上图是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株1~4中一定是杂种植株的有　　　　　　　。
(6)对杂种植株进行　　　　　　　接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
解析(1)据题图分析,①为获得有活力的原生质体的过程,常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)②过程为诱导原生质体融合,叶肉细胞中含有叶绿体,融合成功的活细胞中肯定含有叶绿体。(3)原生质体在培养液浓度过高时会失水皱缩,在培养液浓度过低时则会吸水涨破;在培养液中加入适宜浓度的甘露醇以保持与原生质体内相同的渗透压,目的是维持原生质体的正常形态,保持其完整性。原生质体再生出新细胞壁后,可经脱分化形成愈伤组织。(4)染色体变异在显微镜下可见,为确定再生植株的变异类型,可选取再生植株与双亲植株的根尖分生区细胞,经解离、漂洗、染色、制片后,观察比较它们之间染色体的不同。(5)再生植株1、2、4中既有花椰菜的DNA,又有黑芥的DNA,应为杂种植株。(6)为筛选高抗性的杂种植株,可对杂种植株接种黑腐病菌,根据其接种后的表现进行选择。
答案(1)纤维素酶和果胶酶　(2)叶绿体　(3)保持原生质体完整性　细胞壁　(4)双亲(或花椰菜和黑芥)　解离　漂洗　(5)1、2、4　(6)黑腐病菌专题5　生态工程
5.1　生态工程的基本原理
基础巩固
1实现循环经济的最重要手段之一是(　　)
A.大力发展“石油农业”　　　
B.清除污染物
C.禁止产出污染物
D.生态工程
解析石油农业会产生大量的污染物,禁止产出或者清除污染物是不会实现循环经济的,只有实施生态工程把污染物作为另一个系统的原料再被利用,才会实现循环经济。
答案D
2我国西北地区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.协调与平衡原理
C.物种多样性原理　
D.整体性原理
解析协调与平衡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。
答案B
3某些地区出现“前面造林,后面砍林”的现象,产生这种现象的原因是(　　)
A.生物与环境的协调与平衡被破坏
B.整体调控不当
C.系统结构或功能失衡
D.忽略物种多样性原理
解析在人们利用某些自然资源的时候,往往由于缺乏整体调控,从而导致做了很多无用功,同时对生态系统造成破坏。题目中所说的现象就是由整体调控不当造成的。
答案B
4下列关于生态工程的说法正确的是(　　)
A.系统学和工程学是生态学的一个分支
B.生态工程主要运用了系统学中的系统结构决定功能的原理
C.生态工程的整体性原理主要指生物与环境、生物与生物之间是不可分割的
D.物种多样性原理要求引种的生物种类越多越好
解析系统学和工程学不是生态学的分支,而是独立的科学;生态工程的整体性原理是指在进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力;外来物种可能导致当地生态平衡遭到破坏。
答案B
5下列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A项为生态工程产生的背景,B、D两项为生态工程的意义,C项描述会破坏环境和浪费资源,不是可持续发展。
答案C
6下页左上图所示是“无废弃物农业”物质和能量流动图,该图所体现的主要生态工程原理是(　　)
A.物种多样性原理
B.整体性原理
C.物质循环再生原理
D.协调与平衡原理
解析由题图可知,该图显示的“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环,做到了分层分级利用。
答案C
7下列各项中,不符合生态工程所遵循的物质循环再生原理的是(　　)
A.秸秆还田
B.大量施用有机肥
C.作物秸秆等残留物作燃料
D.采集河泥作肥料
解析在稳定的良性循环的生态系统中,是不会有废弃物和污染物产生的,因为上一个环节产生的废料,是下一个环节的原料,实现废弃物的资源化。生态工程遵循了这一物质循环再生原理。在农业生态系统中,秸秆还田、使用河泥或其他有机肥,就是充分利用生态系统的废弃物,改善土壤的结构,增加土壤中的矿质元素,实现物质的循环利用。
答案C
8物种多样性原理是生态工程遵循的原理之一,其理论基础是(　　)
A.物质循环
B.生态系统的稳定性
C.1+1>2
D.生物与环境的协调
解析生态系统的物种越繁多,营养结构就越复杂,相应的自我调节能力就越大,抵抗力稳定性就越高。
答案B
9下图是某地农村生态工程示意图。据图回答下列问题。
(1)该生态工程的建设遵循了哪些基本原理 　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。生态工程与传统工程相比较,具有　　　　　　　　　　　　　　等特点。
(2)当地人希望进一步提高该系统的经济效益和生态效益。专家经过考察后,建议他们增加一个奶牛养殖项目。村民接受了专家的建议,并对原有的生产项目作了一些调整。他们需要调整的项目主要是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)该生态工程实例中有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理和系统的结构决定功能原理等的体现,比传统生态系统的消耗少、效益高,并且也有可持续发展的特点。(2)为了满足增加的奶牛的物质和能量需求,应调整作为牛的食物的农作物种类、数量等。
答案(1)物质循环再生原理　整体性原理　协调与平衡原理　系统的结构决定功能原理(任答两项)　少消耗、多效益、可持续
(2)种植的农作物种类和数量(或原养殖家畜的数量或其他合理项目,只要求答出一项)
能力提升
1下列关于生态工程的理解,错误的是(　　)
A.生态工程依据的是生态学、经济学和工程学的原理
B.研究对象为自然的生态系统
C.总体目标是可持续发展
D.以整体观为指导,在系统水平上进行研究,以整体调控为处理手段
解析生态工程的研究对象为“自然—社会—经济复合生态系统”。
答案B
2地衣中的真菌和蓝藻互利共生,当把它们分开时,两者都不能正常生长,这体现了生态工程的(　　)
A.系统的结构决定功能原理
B.物种多样性原理
C.系统整体性原理
D.协调与平衡原理
解析单独存在时,两种生物都不能很好地生活,但是在一起的时候就出现了一种“1+1>2”的效果,体现了系统整体性原理。
答案C
3“三北”防护林工程建设中注意了以下两个问题:(1)考虑到树种的生态适应性问题;(2)考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的(　　)
A.系统学原理和物种多样性原理
B.协调与平衡原理和物种多样性原理
C.整体性原理和物种多样性原理
D.物种多样性原理和整体性原理
解析引种时必须要注意引种的生物是否与当地的环境相协调,因此树种的生态适应性体现了协调与平衡原理;树种多样性体现了物种多样性原理。
答案B
4下列各项中,完全符合生态经济的是(　　)
①建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系
②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长　③在经济产出不变甚至增加的条件下,向环境排放的废弃物大大减少　④先生产后治理,提高经济效益
A.①②　　　B.①②③　　C.②③　　　D.②③④
解析要避免先生产后治理的经济发展模式。
答案B
5下图表示某农业生态工程,下列有关叙述错误的是
(　　)
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,提高了物质利用效率
C.由于排泄物、杂屑等都可以作为作物的肥料,食物链中实现了能量的循环利用,因此能量的利用率提高了
D.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染
解析本题给出了最常见的生态农业模式,需要进一步应用生态工程的基本原理。A项符合物质循环再生原理;B项对物质循环再生进行进一步阐述;C项中能量流动是不循环的;D项在物质循环再生的基础上,阐述“污染物是放在错误地点的原料”的含义。
答案C
6生态农业是一个在生态上自我维持的农业生产系统,其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述,不正确的是(　　)
A.生态农业中食物链的营养级之间能量传递效率大大提高了
B.生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高
C.生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生
D.生态农业属于人工生态系统,对病虫害一般采用生物的方法防治
解析生态农业中生态系统的营养结构变复杂了,但食物链的营养级之间的能量传递效率不变,A项错误。
答案A
7“菇—菜”立体栽培(如下图)是充分利用温室大棚等设施的光、温度等环境优势,按照空间层次分布,形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.图中X可代表CO2,Y可代表O2
B.该生态系统中食用菌属于分解者
C.菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量
D.该模式遵循了物质循环再生等生态工程原理
解析蔬菜光合作用产生的O2可用于食用菌的呼吸作用,同时食用菌呼吸作用产生的CO2可被蔬菜光合作用利用,故题图中X可代表CO2,Y可代表O2;食用菌分解有机物,属于分解者;菌渣作为有机肥,只能通过微生物的分解作用为蔬菜提供CO2和无机盐,蔬菜不能从菌渣中直接获取能量;该生态农业充分利用了菌渣等废弃物,遵循了物质循环再生等生态工程原理。
答案C
8下图表示一种“甘薯+奶牛+沼气+花木+龙虾+食用菌”的生态农业模式,下列有关叙述正确的是(　　)
A.图中可以组成的食物链是甘薯藤→奶牛→牛粪
B.该生态农业模式的设计遵循了物质循环再生原理、物种多样性原理等生态学原理
C.图中只有生产者、消费者和分解者3种成分
D.该生态农业提高了能量的传递效率
解析食物链是由生产者和消费者组成的,即甘薯→奶牛。生态学原理很多,该生态农业模式主要利用了物质循环再生原理和物种多样性原理。图中具有生态系统的四种成分:甘薯、花木等属于生产者,沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等都属于分解者,奶牛属于消费者,沼渣属于非生物成分。
答案B
★9一青年利用自己学习的生态学知识在自家庭院里建了一个小型农业生态系统。下图是该家庭生态工程的模式图,请据图分析回答问题。
(1)从图中可知,人类生活中所需的能源来自太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,突出的优点是　　　　　　　　。
(2)该家庭生态工程中的能量能够更多地被人类利用,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界　　　　　　的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比较,生态工程是一类　　　　　　　　　　　　　　的工程体系。
(4)生态工程所遵循的基本原理是　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　、协调与平衡原理、　　　　　　　　　　　　　　以及系统学和工程学原理。
解析(1)太阳能、沼气等新能源的利用与利用煤炭相比,突出的优点是减少了环境污染。
(2)该家庭生态工程充分利用了废弃物中的能量,实现了能量的多级利用。
(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比较,其优点是少消耗、多效益、可持续。
(4)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、协调与平衡原理以及系统学和工程学原理。
答案(1)减少了污染
(2)充分利用了废弃物中的能量,实现了能量的多级利用
(3)物质循环　少消耗、多效益、可持续
(4)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性原理1.2　基因工程的基本操作程序
基础巩固
1下列有关基因工程操作的顺序组合中正确的是(　　)
①目的基因的检测与鉴定　②基因表达载体的构建　③将目的基因导入受体细胞　④目的基因的获取
A.①②③④
B.④③②①
C.④②③①
D.③④②①
答案C
2在已知某目的基因的一段核苷酸序列的情况下,要在短时间内大量获取该目的基因,最简便的方法是(　　)
A.化学合成法
B.基因组文库法
C.cDNA文库法
D.利用PCR技术扩增
解析利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,根据这一序列合成引物,进而在一定条件下利用DNA双链复制的原理,将目的基因的核苷酸序列不断地加以复制。通过这一技术,可以在短时间内大量扩增目的基因。
答案D
3下列不属于基因表达载体的组成部分的是(　　)
A.启动子
B.终止密码
C.标记基因
D.目的基因
解析一个基因表达载体的组成,除了有目的基因外,还需有启动子、终止子和标记基因。终止子和终止密码不同,前者位于DNA上,后者位于mRNA上。
答案B
4下列不可能作为基因工程受体细胞的是(　　)
A.动物的受精卵细胞
B.人的神经细胞
C.大肠杆菌细胞
D.酵母菌细胞
解析动植物的受精卵细胞均可作为基因工程的受体细胞,以培育成转基因动植物;大肠杆菌细胞和酵母菌细胞是人们最常利用的受体细胞,它们具有很强的繁殖能力,是生产某些药品的良好实验材料。人的神经细胞高度分化,已失去分裂能力,不能作为基因工程的受体细胞。
答案B
5在基因工程技术中,需要用氯化钙处理的环节是(　　)
A.目的基因的提取和导入
B.目的基因与运载体结合
C.将目的基因导入受体细胞
D.目的基因的检测与表达
解析如果载体是质粒,受体细胞是细菌,一般是将细菌用氯化钙处理,以增大细菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。
答案C
6目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是(　　)
①检测受体细胞是否含有目的基因　②检测受体细胞是否含有致病基因　③检测目的基因是否转录出mRNA　④检测目的基因是否翻译成蛋白质
　　　　
　　　　　
　　　　　
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
解析目的基因的检测包括检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,方法是用基因探针与基因组DNA杂交。检测目的基因是否转录出了mRNA,方法是用基因探针与mRNA杂交。最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质,方法是进行抗原—抗体杂交。
答案C
7基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是(　　)
A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B.常用Ca2+处理大肠杆菌,有利于目的基因与载体的结合
C.可通过检测标记基因来检测重组质粒是否成功导入受体细胞
D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
解析将目的基因导入微生物细胞时,常用Ca2+处理微生物细胞,如大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞,有利于目的基因的导入。
答案B
8在基因表达载体的构建中,下列说法错误的是(　　)
①一个基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子　②有启动子才能驱动基因转录出mRNA　③终止子的作用是使转录在相应地方停止　④所有基因表达载体的构建都是完全相同的
A.②③
B.①④
C.①②
D.③④
解析一个基因表达载体必须具有目的基因、启动子、终止子和标记基因等。由于受体细胞和目的基因导入受体细胞的方法不同,基因表达载体的构建不可能是完全相同的。
答案B
9下列获取目的基因的方法中需要模板链的是(　　)
①从基因文库中获取目的基因　②利用PCR技术扩增目的基因　③反转录法　④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A.①②③④　　　　　B.①②③
C.①②④　
D.②③
解析PCR利用的是DNA双链复制原理,即将双链DNA之间的氢键打开,变成单链DNA,作为聚合反应的模板。反转录法则是以目的基因转录成的信使RNA为模板,在逆转录酶的作用下,先反转录形成互补的单链DNA,再合成双链DNA。①④均不需要模板。
答案D
10家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力,将人的干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养可以提取干扰素用于制药。
(1)从人的DNA分子中获取干扰素基因时,要用到限制酶。假设该限制酶能专一性地识别DNA上的GAATTC序列,并在某一位点切割某化学键,该化学键是　　　　。
A.G与A之间的键
B.G与C之间的键
C.A与T之间的键
D.两个核苷酸之间的键
(2)将外源基因导入家蚕细胞的常用方法是　　　　　　　　。
(3)在此基因工程操作过程中的核心步骤是　　　　　　　　　　　。启动子位于基因的　　　　　　,是　　　　　　识别和结合的部位。
(4)人的干扰素基因一般来自cDNA文库,其属于　　　　　　(填“基因组”或“部分基因”)文库。
(5)通过PCR技术可大量获取目的基因,PCR技术的原理是　　　　　　　　　。
解析(1)该限制酶切割的是识别序列上两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)在基因工程的操作过程中,将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。在基因表达载体上,目的基因的首端(上游)是启动子,这是一段特殊的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的位点,启动目的基因的转录。(4)cDNA文库属于部分基因文库,它只含有该种生物的部分基因。(5)PCR技术是一种体外DNA复制技术,原理是DNA复制。
答案(1)D
(2)显微注射法
(3)基因表达载体的构建　首端　RNA聚合酶
(4)部分基因
(5)DNA(双链)复制
11水稻种子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外,是多种动物的抗营养因子,同时,排出的大量磷进入水体易引起水华。为从根本上解决水稻中的高植酸问题,可将植酸酶基因导入水稻,培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
请据图回答下列问题。
(1)图中基因组文库　　　　　　(填“小于”或“大于”)
cDNA文库。
(2)B过程需要的酶是　　　　　　　　　;A、C过程中　　　　　　(填“可以”或“不可以”)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
(3)目的基因Ⅰ和目的基因Ⅱ除从构建的文库中分离外,还可以分别利用图中　　　　　　和　　　　　　为模板直接进行PCR扩增,该过程中所用酶的显著特点是　　　　　　　　　　　。
答案(1)大于
(2)逆转录酶　可以
(3)DNA　cDNA　耐高温
能力提升
1将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵,应分别采用的方法是(　　)
A.显微注射法　农杆菌转化法
B.基因枪法　花粉管通道法
C.农杆菌转化法　显微注射法
D.基因枪法　显微注射法
解析玉米是单子叶植物,对单子叶植物细胞来说,常用的方法是基因枪法;对于动物细胞来说,常用的方法是显微注射法。
答案D
2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步骤是
(　　)
A.人工合成基因
B.制备重组DNA分子
C.将目的基因导入受体细胞
D.目的基因的检测和表达
解析人工合成目的基因有两条途径:mRNA反转录形成DNA;或者由蛋白质序列推测DNA核苷酸序列,然后化学合成,这两个过程都涉及碱基互补配对。制备重组DNA涉及黏性末端的互补配对。检测目的基因是否存在于受体细胞,以及目的基因是否转录形成mRNA的时候,都要用DNA探针进行检测,其原理都是碱基互补配对原则。
答案C
3下图为基因表达载体的模式图,下列有关基因工程中载体的说法,错误的是(　　)
A.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建
B.任何基因表达载体的构建都是一样的,没有差别
C.图中启动子位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位
D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因,用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因
解析由于受体细胞有植物、动物和微生物之分,目的基因导入受体细胞的方式也不同,所以基因表达载体的构建也会有差别。
答案B
4下图表示一项重要的生物技术,对图中物质a、b、c、d的描述,正确的是(　　)
A.a通常存在于细菌体内,是目前该生物技术中唯一的载体
B.b识别特定的脱氧核苷酸序列,并将A与T之间的氢键切开
C.c连接双链间的A和T,使黏性末端处碱基互补配对
D.若要获得已知序列的d,可采用化学合成法
解析a为环状双链DNA,推测其为质粒,可作为基因工程的载体,但不是唯一的,动植物病毒等也可作为基因工程的载体。能将双链DNA打开,形成黏性末端的b为限制酶,它可以识别特定的脱氧核苷酸序列,但作用部位是磷酸二酯键,而不是氢键。d能与a连接,所以推测d为目的基因,如果序列已知可以采用化学合成法获得。
c为DNA连接酶,作用部位也是磷酸二酯键,而不是氢键。
答案D
5下图表示一项重要生物技术的关键步骤,字母X可能代表(　　)
A.不能合成胰岛素的细菌细胞
B.能合成抗体的人类细胞
C.能合成胰岛素的细菌细胞
D.不能合成抗生素的人类细胞
解析目的基因是人胰岛素基因,受体细胞是细菌,通过载体将目的基因导入受体细胞后,带有人胰岛素基因的细菌分裂形成能合成人胰岛素的子代。
答案C
6利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是(　　)
A.棉花细胞中检测到载体上的标记基因
B.山羊乳腺细胞中检测到人的生长激素基因
C.大肠杆菌中检测到人的胰岛素基因转录出的mRNA
D.酵母菌细胞中提取到人的干扰素
解析目的基因完成表达是指目的基因在细胞中翻译成相应的蛋白质,在酵母菌细胞中提取到人的干扰素,说明导入酵母菌中的人的干扰素基因完成了表达。
答案D
★7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,经反转录获得互补的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
解析可以利用mRNA经反转录合成目的基因后再进一步扩增,A项正确。因为开蓝色花的矮牵牛基因B的序列是已知的,所以该目的基因宜采用化学方法合成或用聚合酶链式反应(PCR)扩增,而不是从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取,从基因文库中获取目的基因具有很大的盲目性,B项错误。目的基因必须与载体结合后才能导入受体细胞,且需要DNA连接酶缝合,C、D两项错误。
答案A
8科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉,其过程大致如下图。
(1)基因工程的核心是　　　　　　　　　　　。
(2)上述过程中,将目的基因导入棉株细胞内使用了　　　　　　　法,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的　　　　　中,然后用该农杆菌感染棉株细胞,通过DNA重组将目的基因插入棉株细胞的　　　　上。
(3)目的基因在棉株体内能否成功转录,在分子水平上可采用　　　　　法检测。
(4)如果把该基因导入叶绿体DNA中,将来产生的卵细胞中　　　　(填“一定”或“不一定”)含有抗虫基因。
解析(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。
(2)将目的基因导入棉株细胞内使用了农杆菌转化法,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中,然后用该农杆菌感染棉株细胞,通过DNA重组将目的基因插入棉株细胞的染色体上。
(3)目的基因在棉株体内能否成功转录,从分子水平上可采用分子杂交法检测。
(4)由于在产生配子的过程中,细胞质基因是随机分配的,因此产生的配子中不一定含有抗虫基因。
答案(1)基因表达载体的构建
(2)农杆菌转化　T-DNA　染色体
(3)分子杂交
(4)不一定
★9科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组,并在大肠杆菌中成功表达。右上图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。
(1)步骤①和②中常用的工具酶分别是　　　　　　　　　和　　　　　　　　。
(2)图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因,经过①和②步骤后,有些质粒上的　　　　　　　　　　基因内插入了外源目的基因,形成重组质粒,由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。
(3)步骤③是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的过程,为了促进该过程,应该用　　　　　　　　　处理大肠杆菌。
(4)步骤④:将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养,目的是筛选　　　　　　　　　　　　　　,能在C中生长的大肠杆菌有　　　　　　种。
(5)步骤⑤:用无菌牙签挑取C上的若干单个菌落,分别接种到D(含氨苄青霉素和四环素)和E(含四环素)两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如左图所示。含目的基因的菌落位于　　　　　　(填“D”或“E”)上,请在图中相应的位置上圈出来。
解析(4)能在含四环素的培养基上生长的一定是含四环素抗性基因的大肠杆菌。而具有该基因的大肠杆菌不是具有质粒,就是具有重组质粒,因而能在C中生长的大肠杆菌有两种。(5)步骤⑤的目的是从在C中生长的两种大肠杆菌中筛选出含重组质粒(目的基因)的大肠杆菌。E培养基的条件与C相同,因而从C上挑取的菌落依然能在E上生长。而D培养基中除了含有四环素外,还含有氨苄青霉素,这样使得含重组质粒(目的基因)的大肠杆菌无法生长,因为在构建重组质粒时,氨苄青霉素抗性基因已被破坏,而含质粒的大肠杆菌可以生长,因为完整的质粒中氨苄青霉素抗性基因是完好无损的。由此判断,在E中出现,而在D中相应位置上不出现的菌落即为含有目的基因的菌落。
答案(1)限制性核酸内切酶　DNA连接酶　(2)氨苄青霉素抗性　(3)将重组质粒(目的基因)导入大肠杆菌(受体细胞)　CaCl2溶液　(4)含四环素抗性基因的大肠杆菌　两　(5)E专题3
胚胎工程检测B
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1下列关于胚胎工程的叙述,错误的是(　　)
A.胚胎工程技术离不开动物细胞培养技术
B.胚胎工程中的胚胎可来自自然受精或人工授精等
C.胚胎工程的许多技术实际上是在体外完成的
D.动物细胞培养技术属于胚胎工程技术
解析动物细胞培养技术属于动物细胞工程技术。
答案D
2下列过程,哪些发生在精子入卵后 (　　)
①精子继续完成减数第二次分裂　②精子发生顶体反应
③发生卵细胞膜反应　④卵子完成减数第二次分裂,形成雌原核
A.③④　　
B.①③④　　
C.②③　
　
D.①④
解析
答案A
3下列关于受精作用的叙述,错误的是(　　)
A.受精发生在输卵管　
B.受精前精子和卵子已完成第二次减数分裂
C.雌原核与雄原核融合　
D.精子进入卵子后,发生卵细胞膜反应
解析卵子的减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。
答案B
4下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是(　　)
A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性
D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层
解析不同种生物的精子和卵细胞不能融合,因为精卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白,A项正确。卵裂球几乎不生长即迅速地进行下次分裂,卵裂球细胞的体积越来越小,B项错误。
滋养层将来发育成胎膜和胎盘,起营养辅助的功能,其细胞没有全能性,C项错误。原肠胚发育分化形成外胚层、中胚层和内胚层三个胚层,D项错误。
答案A
5下列关于人类精子和卵子的发生及受精作用的叙述,正确的是(　　)
A.成熟的精子在青春期形成,成熟的卵子在胚胎期形成
B.成熟的精子在睾丸中形成,成熟的卵子在卵巢中形成
C.精子的获能在曲细精管,精子与卵子的结合在输卵管
D.精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部,精子穿越放射冠需要顶体酶
解析成熟的精子在青春期形成,成熟的卵子在受精时形成,A项错误;成熟的精子在睾丸中形成,成熟的卵子在输卵管中形成,B项错误;精子的获能在输卵管,精子与卵子在输卵管结合,C项错误;精子变形过程中线粒体聚集到尾的基部,精子穿越放射冠需要顶体酶,D项正确。
答案D
6动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①②③表示其结果,下列说法正确的是
(　　)
A.若a是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
B.若c是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D.若b是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
解析动物体细胞核移植技术说明动物细胞的细胞核具有全能性。通过胚胎分割技术得到的胚胎其基因型是相同的,发育成的个体的基因型也是相同的,但是,胚胎在发育过程中,会受到环境条件的影响,表现型可能有所不同。一般作为受体的雌性动物必须是同一物种的健康个体,而不是珍稀的或存量少的雌性个体。若b是体外受精技术,可以采集大量卵细胞和精子,在体外通过人工授精,再进行胚胎的早期培养获得大量良种胚胎。
答案D
7杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述正确的是(　　)
A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎
解析超数排卵技术是注射促性腺激素,故A项错误。从卵巢中采集到的卵母细胞需体外培养至减数第二次分裂中期,才具有受精的能力,故B项错误。胚胎移植过程中,受体子宫对供体胚胎基本不发生免疫排斥,无需注射免疫抑制剂,故C项错误。胚胎分割属于无性繁殖,可扩大繁殖规模,故D项正确。
答案D
8下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是(　　)
A.移植用的胚胎一般取发育到桑椹胚或囊胚期的早期胚胎
B.滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在囊胚期
C.分割囊胚阶段的内细胞团不要求均等分割
D.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
解析移植用的胚胎一般取自桑椹胚或囊胚期;滋养层细胞发育成胎膜和胎盘是在原肠胚期;对囊胚阶段的内细胞团要求均等分割;卵裂期胚胎中细胞数目增加,但有机物总量在不断减少。
答案A
9(2016江苏高考)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
解析步骤甲是体外受精、步骤乙是胚胎移植,A项错误。诱导超数排卵所注射的激素只能作用于性腺细胞,B项正确。受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵,C项错误。体外受精和早期胚胎培养所用的培养液成分不同,D项错误。
答案B
10下列各项中与克隆在本质上最相近的是(　　)
A.将兔的早期胚胎分割后,分别植入两只母兔的子宫内,并最终发育成两只一样的兔子
B.将人的抗病毒基因嫁接到烟草DNA分子上,培育出具有抗病毒能力的烟草新品种
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.将人的精子与卵细胞在体外受精,待受精卵在试管内发育到囊胚期时,再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”
解析克隆属于无性繁殖,胚胎分割也属于无性繁殖;B项属于转基因技术;C项属于细胞融合技术;D项“试管婴儿”属于有性生殖。
答案A
11下列关于胚胎工程的叙述,错误的是(　　)
A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析不同动物胚胎移植的时间不同,比如人的体外受精胚胎可在8~16个细胞阶段移植,牛的胚胎一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才可移植。
答案B
12胚胎移植主要包括以下步骤,排出正确的顺序(　　)
①配种或进行人工授精　②对胚胎进行检查　③对胚胎进行移植　④移植后的检查　⑤对供、受体的选择和处理
　⑥对胚胎的收集　⑦培养或保存
A.⑤①⑥②⑦③④　　
B.①⑤⑥②⑦③④
C.⑤①⑥⑦②③④
D.①⑤⑥⑦②③④
答案A
13近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下列说法正确的是(　　)
A.体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取,但在受精前要对精子进行获能处理
B.进行胚胎分割时,应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
C.胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎几乎不发生排斥反应
解析从母体卵巢中得到的卵子还不成熟,要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与精子结合的能力。进行胚胎分割时,应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作。进行胚胎分割时,应在实体显微镜和显微操作仪下进行,还可以采用分割刀片将胚胎切开。
答案D
14下图为某哺乳动物生殖过程示意图(b为卵子)。下列相关叙述不正确的是(　　)
A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖
B.动物个体②的产生表明,高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力
C.按照动物个体②的产生方式,后代的性别比例仍为1∶1,但这对于动物的进化则是不利的
D.图中a、b、c三种细胞的产生方式,仅c为有丝分裂
解析动物个体①的产生是由精、卵细胞结合而形成的个体,属于有性生殖,动物个体②是由去核卵细胞与另一细胞的细胞核重组成的一个新细胞发育成的,此方式属于克隆过程(无性生殖)。动物个体②的性别由核中的性染色体决定,故此个体的性别与提供细胞核的个体相同。
答案C
15胚胎干细胞是从哺乳动物的早期胚胎中分离出来的一类细胞,具有发育的全能性,它可进一步分化发育成各种不同的组织细胞。右上图所示为干细胞的培养过程,请问图中哪一阶段的细胞是全能干细胞 (　　)
A.囊胚
B.内细胞团
C.血液组织干细胞
D.各种血细胞
解析哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,它具有发育的全能性,可进一步分化形成造血干细胞和神经干细胞等各种不同的专能干细胞。内细胞团出现在囊胚期,它是发育成胚胎本身的基础,属于全能干细胞。
答案B
16干细胞是生物体生命进程中出现的一类未分化细胞,一旦需要,它可以分裂、分化形成各种组织干细胞,再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列有关叙述,不正确的是(　　)
A.心脏干细胞分化形成心脏的过程表现了细胞的全能性
B.造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
C.运用胚胎干细胞可以培育动物器官或组织,开创人类疾病治疗的新方法
D.干细胞中含有本物种生物发育的全套遗传物质
解析细胞的全能性是指高度分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,心脏干细胞分化形成心脏并没有表现出全能性。
答案A
17一般情况下,下列细胞中分化程度由高到低的顺序依次是(　　)
①卵细胞　②受精卵　③胚胎干细胞　④造血干细胞
⑤神经细胞
A.⑤①②③④
B.⑤③①②④
C.⑤①④②③
D.⑤①④③②
答案D
182010年,“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹获得了诺贝尔生理学或医学奖。下面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙述,不正确的是(　　)
A.过程①中可通过注射促性腺激素增加排卵数量
B.过程②在培养细胞的培养液中就可以完成
C.过程③的培养液中应该添加动物血清
D.过程④成功的条件之一是受体对供体胚胎没有排斥
解析获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。
答案B
19将经处理后的胚胎干细胞,移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后,该鼠血糖浓度趋于正常。上述事实说明(　　)
A.该过程体现了胚胎干细胞的全能性
B.移植的细胞中所有基因都得到表达
C.干细胞经处理后进行了定向分化
D.移植的细胞具有无限增殖的能力
解析移植后的胚胎干细胞定向分化成了胰岛B细胞,使小鼠体内胰岛素分泌正常。
答案C
20下列关于试管动物技术的叙述,正确的是(　　)
A.运用该技术繁育后代的过程属于克隆
B.运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型
C.试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术
D.试管动物技术培育动物过程全部在体外进行
解析试管动物技术仍然属于通过有性生殖繁育后代的技术,因为操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程,只不过是人工体外操作获得胚胎,然后再移植到生物体内发育成新个体。
答案B
二、非选择题(共60分)
21(11分)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题。
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的　　　　　　能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于　　　　卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂　　　　期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明卵子已　　　　　　　　。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且　　　　　　与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用　　　　　　激素对供体进行处理,其目的是获得更多的　　　　　　　　,经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎细胞不能被染色,其原因是活细胞的细胞膜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行　　　　　　　　处理,再植入受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于　　　　　　　　条件下。
解析(1)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)动物排卵时,处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞,处于减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力,卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体。(3)胚胎移植时受体的生理状态要和供体的一致,才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎,常用促性腺激素对供体进行处理,其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性,活胚胎细胞不能被染色的原因是细胞膜对物质的吸收具有选择性。死细胞会被染色,是因为细胞膜失去选择透过性。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,常用的方法是胚胎分割。常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。
答案(1)顶体酶　(2)初级　中　受精　(3)生理状态
促性腺　卵母细胞　对物质的吸收具有选择性　(4)胚胎分割　液氮冷冻
22(13分)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,请回答下列问题。
(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)把个体B的体细胞核移植到个体A去核的卵母细胞中,得到的重组细胞再经过早期胚胎培养获得发育到不同时期的早期胚胎。
(2)动物细胞培养需要在含有95%空气和5%二氧化碳的混合气体的培养箱中进行培养,二氧化碳可维持培养液的pH(酸碱度)。
(3)构建基因表达载体时需对目的基因和运载体用限制酶和DNA连接酶进行改造。基因表达载体必须含有标记基因,以便于筛选出含目的基因的受体细胞。
(4)胚胎干细胞可来自囊胚中的内细胞团。因为该胚胎的细胞核遗传物质全部来自个体B,所以图中获得的组织和器官适合移植给个体B。
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
23(12分)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下,请回答下列问题。
(1)htPA基因与载体用　　　　　　　　　　　　　切割后,通过DNA连接酶连接,以构建重组表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用　　　　　　　　　　　　技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其　　　　　　　。采集的精子需要经过　　　　,才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是　　　　　　　　。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行　　　　　　　　。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的　　　　　　　　。
(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到　　　　　　　　　　,说明目的基因成功表达。
解析(1)要将目的基因与载体连接,应使用同一种限制酶切割目的基因与载体,然后用DNA连接酶进行连接。检测目的基因是否存在于受体细胞,应使用DNA分子杂交技术。(2)促性腺激素可使供体超数排卵,采集的精子没有受精能力,需用化学药物处理使之获能。(3)将目的基因导入动物受体细胞的常用方法是显微注射法,为了繁殖某一性别的个体,应对胚胎进行性别鉴定;分割后的早期胚胎能发育成个体,说明早期胚胎细胞具有全能性。(4)若检测到目的基因的表达产物,说明目的基因成功表达。本题中的基因表达产物是htPA。
答案(1)同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)　DNA分子杂交(或核酸探针)　(2)超数排卵　获能(处理)　(3)显微注射法　性别鉴定　全能性　(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)
24(11分)现代生物科技在畜牧业生产中有着广泛的应用,下图表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程。请据图回答有关问题。
(1)为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵细胞之前需用　　　　　　　　对奶牛进行处理,使其　　　　　　　　。
(2)转基因牛D培育过程中,常将受精卵作为外源基因的受体细胞,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,过程h常用的方法是　　　　　　　　　。
(3)图中数字标号③代表的结构为　　　　　　　　　　　　,c→d
过程需对其均等分割的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。A、B牛基因型是否相同 　　　　。
(4)在培育良种牛的过程中,都运用了动物细胞培养技术,在动物细胞培养过程中,为防止杂菌的污染而要加入一定量的　　　　　　。
解析(1)胚胎移植技术需要让良种牛多排卵,通常用促性腺激素处理,使其超数排卵。(2)受精卵的分化程度最低,全能性最容易表达。将目的基因导入动物细胞通常采用显微注射法。(3)内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,在胚胎分割时,应注意对内细胞团均等分割,有利于胚胎的恢复和进一步发育。A、B两牛通过胚胎分割而来,基因型相同。(4)动物细胞培养过程中,应加入抗生素,以防止杂菌的污染。
答案(1)促性腺激素　超数排卵　(2)受精卵的全能性易于表达　显微注射法　(3)内细胞团　有利于胚胎的恢复和进一步发育　相同　(4)抗生素
25(13分)下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答下列问题。
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至　　　　　期的内细胞团或胎儿的　　　　　　　中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是　　　　　　　　　　　　。在体外培养条件下,培养液中加入　　　　　　　　因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因　　　　　　　　的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的　　　　　　细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的　　　　　　。其原因是　。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的　　　　　　期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用　　　　　　细胞与骨髓瘤细胞融合,经多次筛选最终得到能分泌　　　　　　　　的杂交瘤细胞。
答案(1)囊胚　原始性腺　(2)胚胎干细胞　分化诱导
(3)选择性表达　(4)造血干　(5)红细胞　成熟红细胞中无细胞核　(6)分裂间　(7)B淋巴　特异性抗体专题5
生态工程检测A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是
(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.整体性原则和生态工程
B.无污染原则和系统学手段
C.循环经济和工程学手段
D.循环经济和生态工程
解析生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物资源化。实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
答案D
2下列有关生态工程的相关内容的叙述,不正确的是(　　)
A.农村综合发展型生态工程遵循物质循环再生和整体性原理等生态工程的基本原理
B.我国南方的桑基鱼塘通过将单个生产系统优化组合成一个有机整体,大大提高了系统生产力,这主要是运用系统整体性原理的典型实例
C.小流域综合治理的目标是建立稳定高效的复合系统,获得最大的生态和经济效益
D.矿区废弃地的生态工程恢复关键在于植被的恢复以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建
解析桑基鱼塘通过将单个生产系统优化组合成一个有机整体,大大提高了系统生产力,故运用了系统的结构决定功能原理。
答案B
3具有较高的抵抗力稳定性的生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的(　　)
A.协调与平衡原理
B.物种多样性原理
C.物质循环再生原理
D.整体性原理
解析一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。如果生态系统的生物种类少,往往某一个物种的消失就会对生态系统造成危害,甚至使生态系统崩溃。
答案B
4在植树造林工程中,应当特别注意运用的生态工程原理是(　　)
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
解析所选用的树种必须是与当地环境相协调的,适应当地环境的,而且所选用的树种如果单一的话,极容易引发虫害,因为食物链和食物网简单。
答案B
5下列叙述违背生态工程中生态学原理的是(　　)
A.充分考虑环境因子对生物的影响
B.尽可能减少种间竞争所产生的耗损
C.实现生态系统良性循环
D.以单一种群获得经济效益的最大化
解析单一种群的生态系统极不稳定,无法获得经济效益的最大化。
答案D
6一个现代牧场的建设不仅要注重不同牧草种类的合理搭配,还要对单位面积内的放牧量进行计算并控制在一定范围内。这种做法体现生态工程所遵循的原理是
(　　)
A.物质循环再生原理
B.物种多样性原理和协调与平衡原理
C.系统学与工程学原理
D.整体性原理
解析牧场内种植多种牧草体现物种多样性原理,而处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力,即环境容纳量,故“对单位面积内的放牧量进行计算并控制在一定范围内”体现了协调与平衡原理。
答案B
7城市环境生态工程中,不应采取的措施是(　　)
A.注意城市规划和布局
B.推广“环境友好技术”
C.禁止燃烧含硫燃料
D.进行废弃物的资源利用
解析含硫的燃料只要注意处理,避免污染的产生,一样可以使用。
答案C
8下列关于小流域综合治理生态工程的叙述,错误的是
(　　)
A.该工程的主要目的是治理小流域的水土流失问题
B.该生态工程运用了整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理以及工程学原理
C.该生态工程针对不同的地形采取不同的措施
D.该生态工程做到了经济效益与生态效益相统一
解析小流域综合治理生态工程没有充分运用物质循环再生原理。
答案B
9下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是(　　)
A.机械法整平压实土地
B.人工制造表土,植树种草
C.排石整地,改良优化土壤
D.开发农田、广种农作物,增加农民收入
解析矿区废弃地的土壤条件极端恶劣,甚至有严重金属污染,植被难以恢复而农作物更难以生长,开发农田,收效难以保证,不适合用于矿区生态环境的恢复。
答案D
10“小流域综合治理”的综合体现在(　　)
A.改变单纯造林、蓄水、减沙等工程模式,同时注重生态效益和经济效益
B.采用多种植物进行生态工程恢复
C.运用了多种生物措施
D.运用了生态工程的整体性原理
解析小流域综合治理的综合是多个层面的,同时体现在生态效益和经济效益上也是多方面的。
答案A
11下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是
(　　)
解析A是集中式,B、C是环式,D是分布式。分布式的可靠性比集中式和环式要高,即分布式能更好地体现通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
答案D
12有一山区由于开采露天小铁矿等活动,自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上
(　　)
A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统
B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复
C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产
D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林
解析引进外来物种,栽种当地经济作物不能恢复原有的自然生态系统状态;撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复不能尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态。
答案D
13下列措施与生态工程的原理不符合的是(　　)
A.森林的采伐量小于生产量
B.人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量
C.农田通过农作物输出的氮素多于补充的氮素
D.向农田施用的无机氮肥多于生物固定的氮肥
解析森林的采伐量小于生产量,利于森林的发展;人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量,可以通过人工补充能量来维持;农田通过农作物输出的氮素多于补充的氮素,土壤就会变贫瘠,影响可持续发展;向农田施用的无机氮肥可以多于生物固定的氮肥。
答案C
14下列关于生态农业的叙述,正确的是(　　)
A.设计生态农业时应增加食物链中营养级的数量
B.生态农业的建立不能提高各营养级间能量的传递效率
C.生态农业可以实现自给自足,排除了人为干扰
D.生态农业是以高投入来获得农作物的高产出量
解析生态农业要实现能量的多级利用,并不是简单地增加食物链中营养级的数量,而是要综合考虑食物链与食物网的复杂程度;生态农业虽然注重系统内部的自身调节作用,但不能完全脱离人的控制与管理;生态农业的目的是实现低投入和高产出。
答案B
15右图是某生态工程示意图,下列有关说法错误的是(　　)
A.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可增加经济效益
B.用残渣来培育食用菌和蛆蛹,实现了物质的多级利用
C.用蛆蛹粪便作为有机肥还田,运用了能量循环再生的原理
D.该生态工程的运转离不开人的管理
解析任何生态系统都不能实现能量的循环再生,只能实现能量的多级利用和物质的循环再生。
答案C
16传统经济发展模式存在的问题是(　　)
①不注重生态环境的保护　②没有考虑生态成本　③往往造成生态环境的破坏　④注意了物质的分层多级利用
A.①②
B.②③
C.②③④
D.①②③
解析传统经济发展模式不注意物质的分层多级利用,能耗多,产出少。
答案D
17根据生态系统的结构和功能,下列叙述不正确的是
(　　)
A.“桑基鱼塘”是人工建立的良性生态系统
B.水产养殖业中,为充分利用生产者所固定的能量,应以食物链长的鱼类为养殖对象
C.为保护草原,应做到适度放牧
D.在我国西部大开发中,应采用“退耕还林(草)”的措施
解析根据生态系统中能量逐级递减的特点可知,食物链越长的鱼类越不能充分利用生产者所固定的能量。
答案B
18下列生产活动,既有利于开发和利用野生生物资源,又有利于保护生物多样性的是(　　)
①在鄱阳湖区围湖造田　②开垦山地　③完全禁止采伐林木　④适时地、有计划地采伐林木　⑤适时适量地捕获湖泊中的成鱼　⑥在繁殖季节捕捞成鱼
A.①②
B.②④
C.③⑥
D.④⑤
解析围湖造田破坏了湖泊生态系统原有的稳定性;开垦山地破坏了山地植被,造成水土流失、山地荒漠化加重;保护野生生物资源并不是完全禁止开发利用,而是适时适量地、有计划地利用,既要获得最大利用量,又不影响生物资源的恢复再生。
答案D
19下列关于生态工程的叙述,不正确的是(　　)
A.生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统
B.“退耕还林”、“退耕还草”属于生态工程的内容
C.生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则
D.实施生态工程的目的是环境保护
解析生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统,其目的不单纯是环境保护,而是要实现社会、经济、自然的协调发展和共同进步。
答案D
20目前我国在矿产资源开发中,坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则,建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态修复的叙述合理的是(　　)
A.矿区废弃地生态修复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
B.适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田,增加农民收入
C.该生态工程恢复所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理
D.矿石的开采只是破坏生态环境,不会产生其他危害
解析矿区废弃地生态修复的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建,这主要依靠人类的活动,A项错误;矿区的土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,B项错误;矿山开发形成大量岩质陡边坡及矿渣废弃地,边坡的不稳定性导致许多不良地质灾害,如地表塌陷等,D项错误。
答案C
二、非选择题(共60分)
21(12分)珠江三角洲的农民利用自然条件,建立该地特有的农业生态系统良性循环模式:桑基鱼塘和蔗基鱼塘。下图为桑基鱼塘和蔗基鱼塘模式图,据图回答下列问题。
(1)该模式依据的主要原理是　　　　　　　　　　　　　　,该人工生态系统最基本的生物成分是　　　　　　　　。
(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量　　　　　　　　　　　　　　　,其能量利用率高的原因是在营养结构上具有　　　　的特点。
(3)蚕粪等进入鱼塘经过　　　　　的作用,形成了　　　　　,被植物利用。
(4)概括地说,该生态系统功能的维持,取决于它的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)该系统能体现系统学和工程学原理吗 　　,请简要说明:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析桑基鱼塘和蔗基鱼塘遵循的主要原理是系统的结构决定功能的原理;生态系统最基本的成分为生产者和分解者,生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动达到动态平衡是维持生态系统功能的必要条件。
答案(1)系统的结构决定功能原理　生产者、分解者
(2)流向对人类最有益的部分　食物链短
(3)分解者　无机物
(4)生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长的时间内保持动态平衡
(5)能　系统中的各组分及其相互关系是经过精心设计的,是一种优化结构,各部分的功能得到充分发挥,使能量、物质、信息的转换和流通达到了总体功能大于各部分之和的效果
22(12分)下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答下列问题。
(1)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益。要通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是　　　　　　　　　　　　　　　　　。若要检测转基因甘蔗细胞染色体上是否插入了目的基因,可采用　　　　　　　　　技术。
(2)若要将转基因成功的甘蔗细胞快速应用到生产中,可通过　　　　　　　　　　　　　技术,该技术的原理是　　　　　　　　　　　　　。
(3)为大量繁殖良种猪,可采用胚胎移植技术。该技术首先要对母猪注射　　　　　　,做超数排卵处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,然后培养到　　　　　期,与经过　　　　处理的良种猪精子进行体外受精。
(4)该生态工程体现了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等生态工程的基本原理(选答两项)。
解析(1)转基因技术中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶,如要检验受体细胞中是否含有目的基因,可采用DNA分子杂交技术检测。(2)植物组织培养能大量快速繁殖脱毒苗,依据的原理是植物细胞的全能性。(3)要让良种母猪超数排卵需注射促性腺激素,冲卵后将卵母细胞培养至MⅡ中期与获能的精子完成受精作用。(4)该桑基鱼塘遵循物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理等生态工程的基本原理。
答案(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶　DNA分子杂交
(2)植物组织培养　植物细胞的全能性
(3)促性腺激素　MⅡ中　获能
(4)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理(任选两点即可)
23(12分)右上图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图,其中利用植物秸秆中的原料生产的燃料乙醇,是一种“绿色能源”,可减少对石油资源的依赖。请据图回答下列问题。
(1)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动,从生态学角度分析,人们建立图示的农业生态系统的主要目的是
　。
建立该生态工程所遵循的基本原理主要是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答两个)等。
(2)植物秸秆经预处理后,应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解,使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A,应采用具有选择功能的培养基,培养基中的碳源为　　　　　。
(3)为了提高植物秸秆的利用率,可以利用基因工程对微生物A进行改造,其基本方法是:先用　　　　　　　　　　　　　　　　同时切割　　　　　　　　　和　　　　,然后用DNA连接酶将上述切割产物连接,构成　　　　　　　　　　并将其导入受体菌中。
答案(1)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)　物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理　(2)纤维素　(3)同种限制性核酸内切酶　目的基因　载体　基因表达载体
24(10分)生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式。
模式1　鸡—猪—鱼立体养殖模式:1
hm2鱼池配90~120头猪,1
500~1
800只鸡,鱼池中各种鱼的比例大致为:花白鲢占20%,草鱼占40%,鲤鱼、鳙鱼占40%,1
hm2
投放鱼苗67
500
尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干,经初步发酵后混入一定量饲料喂猪,猪粪喂鱼。
模式2　“四位一体”生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。
请分析回答有关问题。
(1)在模式1中,必须注意某种鱼的投入数量,不宜超过该鱼在生态系统中的　　　　　　　　　　　。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落在垂直结构上具有　　　　的现象。
(2)右图表示某池塘中鲢鱼平均尾重变化情况,由曲线可知,生物体的生长呈　　　型曲线,根据图示结果分析,鱼生长速度最快的时期是在　　　　个月。
(3)模式2中,光能输入生态系统的途径是　　　　　　　　　　　　　,沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于　　　　(成分)。
(4)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是　　　　　　　　　　。
解析(1)鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落在垂直结构上具有分层现象,在池塘放养鱼类放养数量不能超过K值。(2)图中显示池塘中鲢鱼平均尾重变化呈“S”型曲线,鱼的生长速度最快的时期在5个月左右。(3)光能通过生产者的光合作用输入模式2生态系统,甲烷杆菌是腐生生物,在生态系统中属于分解者。(4)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是物质循环再生原理。
答案(1)环境容纳量(或K值)　分层　(2)“S”　5　(3)通过生产者的光合作用　分解者　(4)物质循环再生原理
25(14分)下图是对有机废弃物进行处理的一种方案,请回答问题。
(1)施用有机肥料有利于提高农作物的产量,原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的　　　　　　　　　使农作物的光合作用强度得到提高。
(2)从资源化、无害化角度分析,途径②③优于④的原因是
　。
(3)少量有机废弃物排入河流,不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化,这说明生态系统具有一定的　　　　　能力。
(4)焚烧塑料垃圾所产生的二口恶英会诱发　　　　　　　　　　　　基因突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
(5)能降解塑料的微生物属于生态系统的何种成分 　　　　。应在　　　　　　　的土壤中寻找能降解塑料的微生物,从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物,需使用　　　　培养基。若利用DNA重组技术将降解塑料的基因导入某些土壤微生物(如根瘤菌)中,则土壤中的塑料有望得到较快降解,该技术的核心是构建基因表达载体,此过程使用到的酶有　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)施用的有机肥料被土壤中的微生物通过细胞呼吸分解生成无机物(CO2和无机盐),CO2和无机盐都可以提高农作物的光合作用强度,有利于提高农作物的产量。(2)对有机废弃物进行②③的处理,既实现了物质和能量的多级利用,又减少了④处理过程中产生的污染问题。(4)正常细胞在致癌因子的作用下,原癌基因和抑癌基因发生突变,使正常细胞变成不受机体控制的癌细胞。焚烧塑料垃圾所产生的二口恶英属于化学致癌因子。(5)能降解塑料的微生物属于生态系统成分中的分解者,将其体内控制分解塑料的基因分离出来,再利用基因工程技术导入某些土壤微生物体内,可得到能大量降解塑料的微生物,从而解除塑料带来的污染。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,此过程中所用的酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
答案(1)CO2和无机盐　(2)通过多层分级利用有机废弃物的物质,既充分利用有机物中的能量又减少环境污染　(3)自我调节(自我净化)　(4)原癌基因和抑癌　(5)分解者　富含塑料垃圾　选择　限制性核酸内切酶、DNA连接酶
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1专题3　胚胎工程
3.1　体内受精和早期胚胎发育
基础巩固
1以下对精子形成过程的说法,不正确的是(　　)
A.精细胞中的细胞核变为精子头的主要部分
B.高尔基体发育为头部的顶体
C.线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘
D.原生质滴中存在中心体
解析在精子变形时中心体演变为精子的尾,原生质滴由细胞内的其他物质浓缩而成。
答案D
2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
解析卵子由卵巢排出时尚未成熟,其成熟是在进入输卵管后,且受精也是在输卵管中完成。
答案C
3防止多精入卵的屏障是(　　)
①顶体反应　②透明带反应　③卵细胞膜反应　④原有核膜破裂形成新的核膜
A.①③　　　B.②④　　　C.③④　　　D.②③
解析防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应,第二道屏障是卵细胞膜反应。
答案D
4精子变形时,线粒体集中在尾的基部的意义是(　　)
A.释放顶体酶发生透明带反应
B.产生能量促进精子运动
C.有利于质基因进入受精卵
D.受细胞核的挤压形成
解析线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所,精子的线粒体在精子形成过程中集中于尾的基部形成线粒体鞘,是精子维持生存和运动的“动力工厂”或“发动机”。
答案B
5下列说法不正确的是(　　)
A.雄性动物从初情期开始产生精子
B.
1个精原细胞可形成4个精子
C.对多数家畜来说,精子在睾丸中形成时间为两个月左右
D.体型大的动物产生的精子多而大
解析精子的大小与动物体型的大小无关。
答案D
6下列说法正确的是(　　)
A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期
B.排卵是指排出成熟的卵泡
C.排卵实质上是排出初级卵母细胞
D.正常情况下,一个卵泡只能形成一个成熟的卵子
解析排卵时初级卵母细胞完成了减数第一次分裂,产生了一个次级卵母细胞和第一极体。故排卵实质是排出次级卵母细胞。
答案D
7动物的受精过程包括下列基本步骤,其受精作用的实质是(　　)
A.精子和卵子相互识别
B.精子头部进入卵细胞内
C.精子和卵子结合
D.雌原核和雄原核相互融合
答案D
8次级卵母细胞的减数第二次分裂完成于(　　)
A.排卵前,在卵巢内
B.受精前,在输卵管内
C.排卵后,在腹腔内
D.受精时,在输卵管内
解析减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的,故D项正确。
答案D
9下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题。
(1)写出各个阶段的名称:
A.　　　　　;B.　　　　　;C.　　　　　。
(2)写出图中各标号的名称:
[2]　　　　　　;[4]　　　　　　;[5]　　　　　;[7]　　　　　　;[8]　　　　　　。
(3)A时期的细胞具有发育上的　　　　　性,B时期开始出现　　　　　　,C时期开始出现　　　　　　。
(4)[2]将来发育成　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)图中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原肠胚。(2)图B中[1]是滋养层,[2]是内细胞团,[3]是透明带,[4]是囊胚腔;图C中[5]是外胚层,[6]是滋养层,[7]是原肠腔,[8]是内胚层。(3)桑椹胚细胞具有全能性;囊胚期开始出现细胞分化,已分化为滋养层和内细胞团;原肠胚已有胚层分化,分化为外胚层、内胚层,在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织,滋养层将发育为胎膜和胎盘。
答案(1)桑椹胚　囊胚　原肠胚
(2)内细胞团　囊胚腔　外胚层　原肠腔　内胚层
(3)全能　细胞分化　胚层分化
(4)胎儿的各种组织
能力提升
1下列细胞,哪一个代表已经受精的卵子 (　　)
解析卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜的间隙观察到两个极体。
答案C
2下列关于受精过程的叙述,错误的是(　　)
A.获能后的精子与卵子相遇后,释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B.透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C.精子与卵细胞膜相互融合,精子入卵
D.雄原核形成的同时,卵子完成减数第二次分裂
解析精子获能后才具有受精能力,精子与卵子相遇后,首先发生顶体反应,释放顶体酶穿过放射冠进入透明带,并接触卵细胞膜。在精子接触卵细胞膜的瞬间,卵细胞膜会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,这是防止多精入卵的第一道屏障,然后精子与卵细胞膜相互融合,精子入卵,雄原核形成的同时,卵子完成减数第二次分裂形成雌原核,雌雄原核融合形成合子。
答案A
3下列不属于受精阶段所发生的反应的是(　　)
A.顶体反应
B.透明带反应
C.卵细胞膜反应
D.妊娠反应
解析A、B、C三项都是受精阶段所发生的反应,而妊娠反应是胚胎发育过程中雌性个体的生理反应。
答案D
4下列说法正确的是(　　)
A.卵裂期细胞经过了细胞分裂,不再分化
B.原肠胚细胞属于全能性细胞
C.囊胚腔先于原肠腔出现
D.桑椹胚开始进行孵化
解析早期胚胎发育的顺序:受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚。桑椹胚前的细胞属于全能细胞,囊胚期细胞开始分化,出现囊胚腔,囊胚孵化后,再进一步发育,出现原肠腔。
答案C
5下列关于动物胚胎发育过程的叙述,错误的是(　　)
A.胚胎发育的起点是受精卵
B.胚胎发育时的细胞分裂方式为减数分裂
C.受精卵首先通过卵裂发育成桑椹胚
D.由原肠胚内胚层包围的囊腔叫原肠腔
解析胚胎发育时的细胞分裂方式为有丝分裂。
答案B
6下图为受精作用及早期胚胎发育为幼体的示意图,下列叙述不正确的是(　　)
A.①过程需细胞表面的糖蛋白相互识别
B.②过程以减数分裂方式增殖
C.③过程开始出现细胞分化
D.②③④过程细胞的基因组成相同
解析①过程表示受精作用,此过程中精子与卵细胞通过细胞表面的糖蛋白进行识别,A项正确。受精卵通过有丝分裂形成桑椹胚,B项错误。形成囊胚的过程中细胞开始出现分化,C项正确。由于从受精卵到原肠胚都是通过有丝分裂实现的,子代细胞在基因组成上都相同,D项正确。
答案B
★7下图表示人的受精卵在卵裂期过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、细胞数量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是(　　)
A.①②
B.①③
C.②④
D.③④
解析在卵裂期,细胞不断进行有丝分裂,细胞数量不断增加,因此DNA总量不断增加,但整个胚胎与起初的受精卵相比体积基本没有变化,或略有缩小,因而每个细胞的体积在不断减小。
答案C
8某高等生物生殖发育周期如右上图所示,请据图完成问题。
(1)生物个体发育是从　　　　　　开始的,主要进行　　　　分裂,发育成熟后,通过[　]　　　　　　产生配子。
(2)图中B过程是　　　　　　,哺乳动物的该过程是在　　　　　　中进行的。
(3)哺乳动物的[C]　　　　　　过程和[D]　　　　　过程合称为　　　　　　　　。
(4)A、B两过程的重要意义是

　　　　　　　　。
答案(1)受精卵　有丝　A　减数分裂　(2)受精作用
输卵管　(3)胚胎发育　胚后发育　个体发育　(4)保持生物亲代和子代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的遗传和变异具有重要意义专题2　细胞工程
2.1　植物细胞工程
2.1.1　植物细胞工程的基本技术
基础巩固
1生物体内细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织、器官,这是因为(　　)
A.细胞丧失了全能性
B.基因的选择性表达
C.不同的细胞内基因不完全相同
D.在个体发育的不同时期,细胞内的基因发生了变化
解析生物体内的细胞不能表现出全能性,是因为基因进行选择性表达而分化为不同的组织和器官。
答案B
2在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件一般是不需要的 (　　)
A.消毒和灭菌　　　　　B.适宜的温度
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
解析由于脱分化形成的是愈伤组织,并没有形成具有根、茎、叶的植物体,因此不需要光照。
答案C
3植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式分别是
(　　)
A.给予适宜的营养和外界条件;减数分裂
B.导入其他植物细胞的基因;有丝分裂
C.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件;有丝分裂
D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内;减数分裂
答案C
4将花药离体培养,形成试管苗,通常需要经过的两个阶段是(　　)
A.脱分化形成愈伤组织,再分化形成根、芽
B.分化形成愈伤组织,进一步分化形成根、芽
C.通过减数分裂形成配子,配子再发育形成根、芽
D.先用秋水仙素处理花粉,再进行花药离体培养
解析花药离体培养应用了植物的组织培养技术,植物的组织培养包括脱分化和再分化。
答案A
5植物体细胞杂交尚未解决的问题有(　　)
A.去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体
B.将杂种细胞培育成植株
C.让杂种植物按照人们的需要表现亲代的优良性状
D.尚未培育出属间杂种植物
解析目前植物体细胞杂交产生的杂种植株还不能按照人们的需要表现亲代的优良性状。
答案C
6植物体细胞融合完成的标志是(　　)
A.再生出细胞壁　　　
B.细胞质发生融合
C.细胞核发生融合　
D.细胞膜发生融合
解析植物体细胞融合的过程既有细胞膜、细胞质的融合,又有细胞核的融合。植物细胞最外层为细胞壁,融合前应去掉细胞壁,融合完成的标志是再生出新的细胞壁。
答案A
7植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指(　　)
A.不同植物的精子与卵细胞的融合
B.不同植物的原生质体的融合
C.完整的两个植物体细胞的融合
D.植物花粉细胞的两两融合
解析精子与卵细胞属于生殖细胞,所以二者的融合不属于体细胞杂交;两个完整的植物体细胞由于有细胞壁无法融合,必须去除细胞壁,去除细胞壁的植物细胞叫原生质体,因而植物体细胞杂交的实质是不同植物的原生质体的融合。
答案B
8在植物组织培养过程中,愈伤组织的形成和形态的发生是十分关键的。这除了需要必备的营养和一些刺激因素外,还需要有诱导作用的物质,即(　　)
A.铜、锌等微量元素　　
B.细胞分裂素和生长素
C.蔗糖和葡萄糖
D.维生素和氨基酸
解析微量元素的作用是满足植物对各种矿质元素的需求,参与各种物质的合成及代谢调节;在植物组织培养过程中,培养基中通常添加蔗糖而非葡萄糖,蔗糖可以作为重要营养成分;维生素可以促进离体组织的生长;细胞分裂素和生长素可以诱导高度分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织,也可诱导愈伤组织再分化成为植株。
答案B
9下列各项关于植物细胞工程的叙述,正确的是(　　)
A.植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性
B.制备原生质体时可利用酶或植物激素去除细胞壁
C.愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织、器官
D.叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织离不开植物激素的作用
解析植物细胞表现出全能性的前提条件是处于离体状态,同时也需要其他条件配合,如需要一定的营养物质、激素、环境条件等;制备原生质体时可利用酶去除细胞壁,但植物激素无法去除细胞壁;愈伤组织形成新的植物组织、器官的过程是再分化,而不是增殖;植物组织培养过程中的脱分化和再分化过程都需要由植物激素诱导。
答案D
10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　　　　　　　　　　　　　　。
(2)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

　。
解析利用植物体细胞杂交技术培育新品种的过程中,应先用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁,获得有活力的原生质体,经诱导融合后培养成为愈伤组织,再经再分化形成完整植物体。
答案(1)纤维素　果胶　原生质体　愈伤　再分化(或分化)　植物体细胞杂交技术
(2)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(其他合理答案也可)
能力提升
1下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是(　　)
①不同种植物的叶肉细胞融合时,应先去掉细胞膜
②叶肉细胞脱分化后,可形成无定形状态的薄壁细胞　③叶肉细胞经过再分化过程,可形成愈伤组织　④叶肉细胞离体培养时,可以表现出细胞全能性
A.①③
B.②④
C.①②④
D.①②③④
解析植物细胞融合应去掉细胞壁而不是细胞膜;高度分化的叶肉细胞经脱分化后,可形成愈伤组织,愈伤组织是无定形状态的薄壁细胞团;高度分化的植物细胞必须在离体培养的状态下才能表现出全能性。
答案B
2下列关于植物组织培养的叙述,正确的是(　　)
A.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B.离体器官、组织或细胞都必须在光下才能形成愈伤组织
C.同一植株不同细胞经培养获得的愈伤组织的基因相同
D.生长素导致愈伤组织形成而细胞分裂素使细胞分化
解析离体器官、组织或细胞脱分化的过程是靠激素诱导的,不需要光;同一植株中体细胞和生殖细胞经过脱分化获得的愈伤组织的基因不相同;生长素和细胞分裂素需共同作用,才能诱导愈伤组织形成和再分化。
答案A
3通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”杂种植株。下图为培育杂种植株过程的示意图,下列操作不是必需的是(　　)
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁
B.原生质体先进行脱分化处理再融合
C.原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养
D.诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株
解析植物体细胞的杂交过程:在融合之前除去两种细胞的细胞壁,获得具有活力的原生质体;原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养;诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株。
答案B
4A种植物细胞和B种植物细胞的结构如下图所示(仅显示细胞核),将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后,诱导二者的原生质体融合,形成单核的杂种细胞,若经过组织培养后得到了杂种植株,则该杂种植株是(　　)
A.二倍体;基因型是DdYyRr
B.三倍体;基因型是DdYyRr
C.四倍体;基因型是DdYyRr
D.四倍体;基因型是DDddYYyyRRrr
解析根据图示A和B物种等位基因的数量都是两个,所以可得出A和B物种都是二倍体,二者体细胞的原生质体融合后形成的杂种植株是四倍体。
答案C
5水稻的花药通过无菌操作,接入试管,经过如下过程培育试管苗。据图分析下列叙述正确的是(　　)
A.a、b、c、d中的植物细胞都具有全能性,且全能性的表达程度相同
B.a、b、c的培养基中都有琼脂、有机物、水、植物生长调节剂等物质
C.水稻花药经a~d发育成试管苗的过程涉及有丝分裂、减数分裂等细胞分裂方式
D.只要调节培养基中各种营养物质的比例就能诱导b中的愈伤组织分化成试管苗
解析细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,不同细胞全能性的表达程度不同,A项错误。植物组织培养所用的培养基为固体或半固体培养基,其成分有水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂、植物激素等,B项正确。水稻花药经脱分化和再分化发育成试管苗的过程涉及的分裂方式为有丝分裂,而减数分裂发生在进行有性生殖的个体形成生殖细胞的过程中,C项错误。诱导b中的愈伤组织分化成试管苗与生长素和细胞分裂素有关,生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,抑制芽的形成;二者比值低时,有利于芽的分化,抑制根的形成,D项错误。
答案B
★6某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。下列根据图示实验的分析,错误的是(　　)
A.植株A高度不育,说明该植物的生殖细胞不具有全能性
B.植株A的细胞能进行正常的有丝分裂,但不能进行正常的减数分裂
C.在植株B的细胞中,通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的
D.由花粉到植株A需要用含有有机物的培养基来培养
解析如果某细胞经脱分化和再分化等阶段得到完整的个体,即只要能够实现“细胞→个体”,就可以说细胞体现出全能性,花粉细胞经过培育得到单倍体植株,可以说明花粉细胞具有全能性,单倍体植株尽管不育,但也属于完整的个体,A项错误;植株A是单倍体植株,其细胞内只有一个染色体组,不能进行正常的减数分裂,B项正确;用秋水仙素处理只有一个染色体组的单倍体幼苗,可以使其染色体组加倍而成为纯合的二倍体,C项正确;由于培养的细胞内没有叶绿体不能进行光合作用,植物组织培养所用的培养基除了需要加入水分、无机盐等无机营养成分之外,还需要加入氨基酸、蔗糖等有机营养成分,D项正确。
答案A
★7下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作,接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A.愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂形成的不规则的细胞团
B.在愈伤组织的形成过程中,必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质
C.为促进花粉细胞分裂生长,在培养基中应加入适宜浓度的生长素等植物激素
D.试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
解析花粉是通过减数分裂形成的,其基因型为AB或Ab或aB或ab,由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理,是单倍体。
答案D
8草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代,导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下:
外植体愈伤组织芽、根植株
请回答下列问题。
(1)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取　　　　　　　　作为外植体,其依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)在过程①中,常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和　　　　　　。在配制好的培养基中,常常需要添加　　　　　　　　,以有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5
d,若发现外植体边缘局部污染,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)在过程②中,愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析(1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位,原因是这两个部位含病毒极少。
(2)MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物,在配制好的培养基中,常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养也应注意无菌操作。
(3)生长素与细胞分裂素的比值低时有利于芽的分化,生长素与细胞分裂素的比值高时有利于根的分化。
答案(1)茎尖(或根尖)　茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒　(2)有机物　植物激素　外植体消毒不彻底　(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
9下图表示植物分化、脱分化和再分化过程及其关系。回答相关问题。
(1)离体的高度分化的细胞要顺利完成脱分化,除了需要各种无机营养物质外,还需要在培养基中加入　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　(两类物质功能不同),脱分化形成的愈伤组织细胞与正常体细胞相比,前者在结构方面的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)图中“单倍体性细胞”主要指的是　　　　　　　,是正常植物体经　　　　　　形成的,在这一过程中细胞中的染色体如何变化 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)从分化、脱分化和再分化的结果看,它们的实质都是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)以上两种培育植株的方法得到的完整植株相同吗 　　　　　　。哪种方法更容易实现 　　　　　　　　　　　　　。
答案(1)有机营养物质(蔗糖、维生素、氨基酸等)　植物激素(生长素、细胞分裂素)　高度液泡化、无定形、细胞壁薄　(2)花粉(细胞)　减数分裂　染色体复制一次,平分两次,子细胞中染色体数目是亲代细胞的一半　(3)基因选择性表达　(4)不相同　花药离体培养4.2　关注生物技术的伦理问题
基础巩固
1引发伦理问题的生物技术包括(　　)
①克隆人　②设计试管婴儿　③基因身份证　
④转基因生物
A.①②　　　　
B.①②③
C.①②③④　
D.④
解析引发伦理问题的生物技术包括克隆人、设计试管婴儿和基因身份证,引发安全性争议的是转基因生物。
答案B
2下列有关叙述不属于中国政府的态度的是(　　)
A.禁止生殖性克隆人
B.不反对治疗性克隆
C.禁止设计试管婴儿
D.允许利用试管婴儿技术治疗不孕不育问题
答案C
3下列关于克隆人的说法,不正确的是(　　)
A.克隆人是对人类文明的亵渎和犯罪,应严禁一切对人类的克隆实验,克隆人的社会地位无法确定
B.由于人的体细胞分裂次数是有限的,克隆人有可能会面临早衰和多病
C.克隆技术还不成熟,与社会伦理有严重冲突,应研究治疗性克隆而禁止生殖性克隆
D.克隆人实验可能会存在流产率高、胎儿畸形率高等问题
解析治疗性克隆的研究是有必要的。
答案A
4基因检测的优点在于(　　)
A.及早采取预防措施,适时进行治疗
B.给受检者带来巨大的心理压力
C.利于基因治疗
D.可以预知未来
解析基因检测的优点是可以在某些遗传病没有发作前进行预防,从而采取合理的措施治疗。
答案A
5下列关于生物工程及其安全性评价的叙述,正确的是
(　　)
A.从输卵管冲取的卵子都需经过人工培养成熟后才能与获能的精子在体外受精
B.对于基因检测是否有必要进行的争论仍在进行
C.中国政府对于克隆技术的态度是不反对治疗性克隆,可以有限制地进行生殖性克隆研究
D.由于存在生殖隔离,大田种植转基因抗旱、抗除草剂农作物不存在生物安全性问题
答案B
6试管婴儿和克隆羊都用到的生物学技术是(　　)
A.体外受精　　
B.核移植
C.胚胎移植
D.胚胎分割
解析试管婴儿用到的生物学技术是体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,克隆羊用到的生物学技术是核移植、早期胚胎培养、胚胎移植,因此选C项。
答案C
7设计试管婴儿利用的技术手段包括(　　)
①体外受精技术　②胚胎移植技术　③基因诊断技术
④克隆技术
A.①②③④
B.①②③
C.②③④
D.①②④
解析设计试管婴儿先在体外进行受精作用,发育到早期胚胎再进行胚胎移植,植入胚胎前进行基因诊断,以排除一些遗传病。
答案B
8适合进行基因检测的疾病是(　　)
A.家族性黑蒙痴呆病
B.艾滋病
C.乙肝
D.流感
解析基因检测一般只能检测一些基因病。
答案A
9下列不属于解决基因歧视的正确方法的是(　　)
A.通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决
B.把保护个人遗传信息隐私权写入法规中
C.建立完善的法规,通过立法解决
D.禁止进行任何形式的基因检测活动
解析基因检测有利于人们对疾病的诊断和治疗,通过检测可以及早采取预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的。但是,有些人对基因检测认识不够,因此,正确的科学知识传播和伦理道德教育,用法律手段来约束某些人的基因歧视行为显得很有必要。杜绝基因检测限制了生物技术的发展和利用,是不可取的。
答案D
10某研究团队的报告中证实,皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议,另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限制。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。
(1)在胚胎发育中,根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为　　　　　　、　　　　　　、　　　　　三个阶段。
(2)胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的　　　　　　和孕育胚胎的　　　　　共同繁殖后代的过程,其生理学基础主要有哪些 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出两点)。
(3)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由　　　　　　　　分离出来的一类细胞。科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因导入皮肤细胞,促使普通的皮肤细胞产生变化,最后成为带有　　　　　　性质的细胞,称为诱导式多能干细胞(iPS)。在基因工程中,这四个基因称为　　　　　　　,所利用的病毒称为　　　　。与借助胚胎提取胚胎干细胞比较,这样获得干细胞的研究,其最大突破就是在不破坏胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞,不仅避开了长期以来有关生物技术的　　　　　　　　　　　　方面的争议,也使其来源更加广泛而方便。
(4)通过体细胞核移植技术,从患者身上取出体细胞,将其细胞核植入去核的卵母细胞,从而获得早期人类胚胎,然后再从中培育患者自身的胚胎干细胞供医学临床使用的技术叫做　　　　　　。这一技术也可以用来研究克隆人,中国政府对生殖性克隆人研究所持态度的“四不原则”是　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　、不接受任何生殖性克隆人的实验。
解析根据胚胎形态的变化,可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段:
胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。其生理学基础主要有以下几个方面:胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致;哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态;受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应;供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性不受任何影响。哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。美日科学家得到的诱导式多能干细胞类似于胚胎干细胞。导入受体细胞的基因就是目的基因,利用病毒导入,此时的病毒就是载体。利用这种方式获得干细胞可避免借助胚胎提取胚胎干细胞,避开了长期以来有关生物技术的伦理(道德)问题方面的争议,也使其来源更加广泛而方便。我国政府对生殖性克隆人研究所持的态度是“四不原则”:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验,但不反对治疗性克隆。
答案(1)桑椹胚　囊胚　原肠胚
(2)供体　受体　a.胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致;b.哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态;c.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应;d.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性不受任何影响(至少答出两点)
(3)早期胚胎或原始性腺　胚胎干细胞　目的基因
载体　伦理(道德)问题
(4)治疗性克隆　不赞成　不允许　不支持
能力提升
1下列有关基因身份证的说法,正确的是(　　)
A.基因身份证上可以检测到个人的所有基因
B.用基因身份证去看病进而预见将来,已经应用于实践
C.基因身份证只能对少数、个别基因进行检测
D.用基因身份证可以治疗任何疾病
解析基因身份证对所有基因进行检测是不现实的,因为目前还有很多基因尚未确定。
答案C
2下列各项中,属于反对克隆人的生物学家的观点的是
(　　)
A.克隆技术尚不成熟,现在就做克隆人很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子
B.可以通过胚胎分割、基因诊断和染色体检查等方法弥补技术的不足
C.克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念
D.不能迁就于人的道德观念,道德观念是可以改变的
解析B、D两项是支持克隆人的观点,C项是伦理学家的观点。
答案A
3下列关于哺乳动物克隆实验的说法,错误的是(　　)
A.重构胚胎成功率低
B.流产率高
C.胎儿畸形率高
D.克隆的胚胎着床率高
解析重构胚胎受细胞核和细胞质的相互影响,生活力不如受精卵,所以克隆的胚胎着床率低。
答案D
4下列有关克隆人的说法,错误的是(　　)
A.克隆人是一种无性生殖方式
B.克隆人证明了人体细胞核具有全能性
C.在现有克隆技术条件下,成功率很高,接近100%
D.中国政府禁止生殖性克隆人
解析在现有的克隆技术条件下,不可能做到100%成功。由其他哺乳动物的克隆实验推测:克隆人会出现重构胚胎成功率低、胚胎着床率低、流产率高、胎儿畸形率高、出生后死亡率高等特点。
答案C
5下列选项是科学家对自身克隆结果的预测及理由,其中正确的是(　　)
A.克隆产物是科学家,因为克隆是形成完全一样的产品
B.克隆产物是普通人,因为科学知识是后天获得的,而非遗传
C.克隆产物与该科学家完全一样,因为遗传物质完全来自科学家
D.只能克隆部分器官,不可能克隆完整的人,因为克隆技术有限
解析人的成长受遗传物质与后天环境的共同作用。
答案B
6植入胚胎前进行遗传学诊断是在常规试管婴儿技术的基础上,将受精后3天分裂为6~8个细胞的早期胚胎,用显微操作法取1~2个卵裂球,利用荧光原位杂交技术或聚合酶链式反应技术进行单细胞诊断后筛选出正常、无遗传疾病的胚胎植入子宫腔,使这些夫妇获得正常健康的孩子。针对上述技术,下列说法错误的是
(　　)
A.植入前,可以通过诊断筛选出无遗传疾病的胚胎植入母体子宫
B.针对某些有特殊疾病的夫妇,可以筛选出无遗传疾病的男胎植入母体子宫
C.针对某些有特殊疾病的夫妇,可以筛选出无遗传疾病的女胎植入母体子宫
D.该技术是为了不生出患病孩子,因此无需考虑性别
解析有些伴X或伴Y遗传病,若考虑性别则会大大简化遗传学诊断的步骤。
答案D
★7下列有关设计试管婴儿的说法,错误的是(　　)
A.不合适的胚胎的处理问题是设计试管婴儿所引发的主要问题之一
B.设计试管婴儿利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术
C.设计试管婴儿必须得到政府的审批,而试管婴儿则不需要,这是因为前者技术复杂,有一定的危险性,而后者在技术上已经很成熟
D.将设计试管婴儿技术滥用于设计婴儿性别也是该技术引发争议的原因之一
解析与试管婴儿相比,设计试管婴儿在操作技术上的特点是胚胎在移植前需进行遗传学诊断。有些人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死及滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别引起性别比例失调等违反了伦理道德。
答案C
★8克隆羊“多利”的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的关注。下图所示为人类“治疗性克隆”的大致过程,请据图回答下列问题。
(1)A过程表示　　　　　　　　　,由此产生的重组细胞②的主要遗传物质来自图中的　　　　。
(2)图中B过程表示的生物技术名称是　　　　　　　　　　;C过程表示定向诱导技术,其诱导的对象是[　]　　　　　　　。
(3)如果进行生殖性克隆,则不需要进行定向诱导,但必须进行　　　　　　　　　　,使得胚胎能正常发育成完整个体,该操作一般在　　　　　　　　　　　期进行。
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论,有一男子患有白血病,医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复,你认为这种做法符合伦理道德吗 为什么

　。
解析(1)A过程表示细胞核移植技术,得到的重组细胞的遗传物质主要来自乙(供核个体)。
(2)B过程是重组细胞经过动物细胞培养发育成胚胎的过程,C过程是将从囊胚内细胞团中获得的胚胎干细胞诱导分化的过程,即治疗性克隆过程。
(3)胚胎在桑椹胚或囊胚阶段可以通过胚胎移植技术转移到受体内继续发育,直至形成完整的个体,这是生殖性克隆。
(4)脐带血不是来自胚胎,其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物,属于废物利用),故用脐带血治疗白血病符合伦理道德。
答案(1)细胞核移植　乙
(2)动物细胞培养　④　内细胞团(或胚胎干细胞)
(3)胚胎移植　桑椹胚或囊胚
(4)符合。因为脐带血不是来自胚胎,其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物,属于废物利用,符合伦理道德)