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2020新课标高考生物二轮复习教师用书：第1部分专题12 基因工程、细胞工程、胚胎工程及生物技术的安全性
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专题十二 基因工程、细胞工程、胚胎工程及生物技术的安全性
构建知识体系·串联主干知识
考点1 基因工程和蛋白质工程
(对应学生用书第101页)
■核心整合——知识内化 融会贯通··································
1．基因工程的基本工具
2．基因工程的操作步骤
(1)获取目的基因的三种方法
①从基因文库中获取
③化学法人工合成：通过DNA合成仪利用化学方法直接合成。
(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建
①基因表达载体的组成
②构建过程
(3)将目的基因导入受体细胞的“三种类型”
①导入植物细胞——农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法(本法针对单子叶植物)
②导入动物细胞——显微注射法
③导入微生物(细菌)——转化法
(4)目的基因的检测与鉴定的方法
①检测目的基因是否导入受体细胞：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
3．蛋白质工程
(1)流程图
写出流程图中字母代表的含义：
A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。
(2)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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
(3)对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
■真题再做——思悟方法 体验感悟·································
1．(2019·江苏高考)下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是( )
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
D [将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂将胰岛素基因传给后代，A不符合题意；将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有花青素代谢基因，花青素代谢基因会随该植物传给后代，B不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，C不符合题意；该患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，D符合题意。故选D。]
2．(2019·全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_____________________________________。
解析：(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95 ℃进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中，要加热至90～95 ℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。
答案：(1)基因组文库 cDNA文库
(2)解旋酶 加热至90～95 ℃ 氢键
(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
3．(2019·江苏高考)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题：
图1
图2
(1)EcoRV酶切位点为…GAT↓ATC…
…CTA↑TAG…，EcoRV酶切出来的线性载体P1为________末端。
(2)用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为________的脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。
(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如下表(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是________(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________、________。
菌落类型
平板类型
A
B
C
无抗生素
＋
＋
＋
氨苄青霉素
＋
＋
－
四环素
＋
－
－
氨苄青霉素＋四环素
＋
－
－
(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是________。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段，原因是____________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)根据题意分析，EcoRV酶识别的序列是GATATC，并且两条链都在中间的T与A之间进行切割，因此其切出来的线性载体P1为平末端。
(2)依题意并据图分析，目的基因两侧为黏性末端，且露出的碱基为A，则在载体P1的两端需要各加一个含有碱基T的脱氧核苷酸，以便形成具有黏性末端的载体P2，再用DNA连接酶将P2与目的基因连接起来形成重组质粒P3。
(3)根据以上分析已知，限制酶(EcoRV酶)切割后破坏了四环素抗性基因，但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因，因此含有重组质粒P3的菌落在含有四环素的培养基中应该不能生长，而在含有氨苄青霉素的培养基中能生长，结合表格分析可知，应该选择B类菌落。根据表格分析，A类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中都能够生长，说明其导入的是P0；C类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长，说明其没有导入任何质粒。
(4)据图分析，根据目的基因插入的位置和PCR技术的原理分析，PCR鉴定时应该选择的一对引物是乙和丙；根据题意和图形分析，某同学用图中的另外一对引物(甲、乙)从某一菌落的质粒中扩增出了400bp的片段，说明其目的基因发生了反向连接。
答案：(1)平 (2)胸腺嘧啶(T) DNA连接 (3)B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒 (4)乙丙 目的基因反向连接
4．(2017·全国卷Ⅰ)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)人是真核生物，从人的基因组文库中获得的基因A有内含子，而受体细胞大肠杆菌是原核生物，原核生物基因中没有内含子，相应的就没有切除内含子对应的RNA序列的机制，故无法表达出蛋白A。
(2)噬菌体是专一性侵染细菌的病毒，以细菌为宿主，而昆虫病毒侵染的是昆虫，以昆虫为宿主。家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。
(3)与家蚕相比，大肠杆菌具有繁殖快、容易培养等优点，故要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。
(4)检测基因A是否翻译出蛋白A，可用抗原—抗体杂交法。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，说明可调控多糖荚膜产生的基因整合到了R型细菌的DNA分子中并成功得以表达。也就是说DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体并进行表达，这就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
5．(2017·全国卷Ⅱ)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)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。
(2)以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆转录(反转录)可以获得cDNA。
(3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。
(4)构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。
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
■考向专练——题点研练 触类旁通·································
基因工程的工具及操作程序
1．(2019·沈阳市东北育才学校高三模拟)青蒿素是最有效的抗疟疾药物，但野生黄花蒿青蒿素产量低，为缓解青蒿素供应不足的状况，科学家将tms基因和tmr基因导入黄花蒿的愈伤组织，从而获得了黄花蒿的冠瘿组织，改造过程用到的部分结构如图。
(1)科学家将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是________________________________。
(2)图中结构P、T是基因成功转录的保证，其中结构P的作用是________________________。为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基因的细胞筛选出来，图中还缺少的结构是________________。
(3)在获得转基因的冠瘿组织过程中，____________________是核心步骤，在具体操作中常常使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对目的基因和运载体的两端分别进行切割，这样做的好处是
____________________________________________________
____________________________________________________。
(4)TDNA的作用是可以使____________________，并插入到植物细胞中染色体的DNA上，要检测目的基因是否插入到冠瘿组织细胞的染色体DNA上，可采用____________技术。
(5)与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快，原因可能是
____________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，而导入植物细胞最常用农杆菌转化法，因此，科学家将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是农杆菌转化法。
(2)图中结构P、T与基因的转录有关，即基因成功转录的保证，T为终止子，则P为启动子，它的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位。为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基因的细胞筛选出来，图中还缺少的结构是标记基因。
(3)在获得转基因的冠瘿组织过程中，基因表达载体的构建是核心步骤，在具体操作中常常使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对目的基因和运载体的两端分别进行切割，这样做的好处是可以避免目的基因和运载体的自身连接成环和反向连接。
(4)TDNA的作用是可以使目的基因进入植物细胞，并插入到植物细胞中染色体的DNA上，要检测目的基因是否插入到冠瘿组织细胞的染色体DNA上，可采用DNA分子杂交技术。
(5)冠瘿组织的生长与细胞的分裂和伸长等有关，由此推知冠瘿组织的生长速度更快，原因可能是tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进其生长。
答案：(1)农杆菌转化法 (2)RNA聚合酶识别和结合的部位 标记基因 (3)基因表达载体的构建(或构建基因表达载体) 可以避免目的基因和运载体的自身连接成环和反向连接 (4)目的基因进入植物细胞 DNA分子杂交 (5)tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进了冠瘿组织的生长
2．(2019·濮阳市高三二模)P450是石油降解的关键酶，用SalI和NdeⅠ联合酶切获得的P450基因，与下图所示的质粒(pCom8)重组，导入土著菌种Y9，获得了基因工程菌P450/Y9。图中mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的菌落变成黑色，aacCl是庆大霉素(一种抗生素)抗性基因，限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ在原质粒上均只有一个酶切位点。下图表示几种限制酶的识别序列和切割位点，据图回答下列问题：
(1)构建pCom8重组质粒时，需用________(限制酶)对图示质粒进行处理，才能与________在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)为了扩增重组质粒，需将其转入用________预先处理的土著菌种Y9中，提高质粒导入率，以便获得更多基因工程菌P450/Y9。为了筛选出转入了重组质粒的基因工程菌P450/Y9，应在筛选平板培养基中添加________。作为载体的质粒除了含有标记基因，还应该含有________________________________(至少写两个)。
(3)为检测基因工程菌降解石油能力的大小，可观测的指标是____________。土著菌种Y9不能降解石油，但转入上述构建好的表达载体后则获得降解石油的能力，这是因为_______________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息已知，切割目的基因的限制酶是SalⅠ和NdeⅠ，而pCom8上无SalⅠ的切割位点，又因为右图显示SalⅠ和XhoⅠ切割后露出的黏性末端是相同的，因此可以用NdeⅠ、XhoⅠ切割质粒，然后与目的基因在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)为提高质粒导入率，土著菌种Y9预先需用Ca2＋处理。因为SalⅠ切割质粒会破坏标记基因mel，而aaCl未被破坏，因此为了筛选出转入了重组质粒的基因工程菌P450/Y9，应在筛选培养基中加入庆大霉素。质粒具备的特点有含有标记基因、启动子、终止子、复制原点、一个至多个限制酶切割位点等。
(3)为检测基因工程菌降解石油能力的大小，可在一定时间内观测所取样品石油的剩余量。P450是石油降解的关键酶，转入表达载体后，P450基因得以表达，即基因工程菌P450/Y9可分泌降解石油的P450酶。
答案：(1)Nde Ⅰ、Xho Ⅰ 目的基因(或P450基因)
(2)Ca2＋(或CaCl2) 庆大霉素 启动子、终止子、复制原点(答出两点即可)
(3)2天后(或一定时间后)样品中石油的含量(剩余量) 基因工程菌P450/Y9能分泌降解石油的P450酶(合理即可)
(1)使用限制酶的注意点
①一般用同种限制酶切割载体和目的基因。
②不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。
③双酶法可以使目的基因与载体定向连接，防止目的基因和载体的自身环化以及二者反向连接。
(2)有关标记基因的易错点
①一般将一些抗性基因作为标记基因。
②标记基因的主要作用是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞。
③标记基因表达产物对什么物质有抗性，在筛选培养时则在培养基中加入什么物质。
④标记基因若被插入了外源DNA片段，则该标记基因会被破坏。
(3)基因工程产物不同，选择的受体细胞类型也不相同
①培育转基因植物：受体细胞可以是受精卵、体细胞(需经植物组织培养成为完整植株)。
②培育转基因动物：受体细胞为受精卵，若用体细胞作为受体细胞，则需经核移植技术培养成转基因动物。
③生产蛋白质产品：一般选用大肠杆菌等原核生物的细胞作为受体细胞，因为原核生物具有一些其他生物没有的特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。若要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素(需内质网、高尔基体的加工)则必须用真核生物，如酵母菌。
基因工程原理的应用及蛋白质工程
1．为探究M基因的功能，科研人员将克隆得到的M基因导入拟南芥植株(自交繁殖)，流程图如图所示，回答下列问题：
(1)通过过程a、b，采用___________的方法来获得大量的M基因，过程b中需先加热至90～95 ℃然后冷却至55～60 ℃，冷却的目的是____________________________。
(2)为了获得转基因植物，采用________法侵染拟南芥的花序。基本过程如下：
①过程d：将重组质粒导入大肠杆菌，其目的是
____________________________________________________
____________________________________________________。
②过程e：将重组质粒导入农杆菌，再将含有重组质粒的农杆菌离心、富集，得到含有M基因的农杆菌液。
③过程f：在拟南芥植株产生大量花序时，将其花表面部分在农杆菌悬浮液中浸泡20～30 s，3～4周后对转化拟南芥植株收种子(T0)，浸泡之前，需先剪去已经长成的角果(这些角果将来发育成种子)，原因是____________________________________________________
____________________________________________________。
④将收获的拟南芥种子T0，播种在含有________的培养基上，能健康生长的幼苗含有________。
(3)采用农杆菌介导的花序侵染法转化，一般只能将目标片段整合到一条DNA上，若要获得M基因稳定的突变体，需________筛选出能稳定遗传的突变体。
解析：(1)图示中由已知RNA获取目的基因的方法是反转录法(逆转录法)，对目的基因进行扩增采用的是PCR技术。进行PCR时需加热至90～95 ℃然后冷却至55～60 ℃，冷却的目的是使引物结合到互补DNA链上。
(2)①图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌，而是先将其导入大肠杆菌，目的是利用大肠杆菌的增殖来获取大量重组质粒(让目的基因扩增)。
③适合转化植株的花卉应没有成熟，也没有产生已受精的角果。因为这些已受精的角果将来结的种子肯定是非转基因的，如果不剪掉的话会降低转化率，不利于后续操作。
④由于质粒中含有卡那霉素抗性基因，成功转入重组质粒的种子能够在卡那霉素培养基上正常生长，非转基因种子不能正常生长，一般萌发后死亡。
(3)由于农杆菌介导的花序侵染法一般只能将目标片段整合到一条DNA上，为筛选出能稳定遗传的突变体，可将T0代连续自交。
答案：(1)反转录法(逆转录法)和PCR技术 使引物结合到互补DNA链上
(2)农杆菌转化 ①获取大量重组质粒(让目的基因扩增)
③这些已受精的角果将来结的种子是非转基因的 ④卡那毒素 M(目的)基因
(3)T0代连续自交
2．(2019·安徽省芜湖市高三期末)国际水稻研究所人员从产量低的耐淹水稻中找到一种耐淹基因，将其移入高产热带水稻中，终于培育出耐淹的高产水稻品系，其产量比高产热带水稻产量还要高。耐淹基因移入的方法可通过转基因技术实现。请回答下列相关问题：
(1)为培育耐淹的高产水稻品系，应需将耐淹基因进行体外扩增。在PCR反应体系中加入了热稳定DNA聚合酶、引物等，还加入耐淹基因作为________，加入__________作为合成DNA的原料。
(2)质粒常被用作运载体，因为质粒具有________________(答2点即可)。构建耐淹基因的质粒表达载体时，常用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，目的是_____________________。
(3)根据耐淹基因表达的蛋白质，研究人员通过对它的氨基酸序列设计并人工合成耐淹基因。与水稻的耐淹基因相比，人工合成的耐淹基因在结构上缺少了________________。虽然两种基因转录的产物不同，但最终表达出相同的蛋白质，可能原因是________________________________________。
(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是____________________。
解析： (1)利用PCR技术在体外扩增耐淹基因(目的基因)时，在PCR反应体系中除了加入热稳定DNA聚合酶、引物等之外，还加入耐淹基因作为模板，加入dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)作为合成DNA的原料。
(2)质粒被用作运载体，应具备的条件有：能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切割位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选。构建耐淹基因的质粒表达载体时，用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，可以减少耐淹基因及质粒的自身环化、使耐淹基因定向连接到质粒上，以增大耐淹基因正向(正确)连接的概率。
(3)根据耐淹基因表达的蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA分子中，缺乏与基因中的启动子、终止子和内含子相对应的碱基序列。由于密码子具有简并性，虽然两种基因转录的产物不同，但最终能够表达出相同的蛋白质。
(4)由于直接改造的蛋白质不能遗传，而改造基因易于操作且改造后能够遗传，所以在蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质。
答案：(1)模板 dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)
(2)能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切割位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选 减少耐淹基因及质粒的自身环化、增大耐淹基因正向(正确)连接的概率
(3)启动子、终止子和内含子 密码子具有简并性
(4)改造基因易于操作且改造后能够遗传
考点2 细胞工程
(对应学生用书第105页)
■核心整合——知识内化 融会贯通··································
1．植物组织培养
(1)植物组织培养的两个关键
(2)植物激素的使用
细胞分裂素比例较高时，促进芽分化，抑制根形成；生长素比例较高时，促进根分化，抑制芽形成。
(3)光照的使用
脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的合成。
2．植物体细胞杂交技术
(1)图中过程①用纤维素酶和果胶酶处理除去细胞壁，得到的原生质体包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。
(2)图中过程②的原理是细胞膜的流动性，其诱导方法有PEG、电激、离心、振动等。
(3)原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
3．动物细胞培养的特殊条件
(1)营养条件：加入动物血清、血浆等；通入氧气以满足代谢的需要；通入二氧化碳以维持培养液的pH。
(2)胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。
(3)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液。
4．克隆动物培育的流程
(1)①～⑤的过程名称：①去核；②取核；③核移植；④早期胚胎培养；⑤胚胎移植。
(2)D新个体的性别与B动物相同。
(3)D新个体的绝大多数性状与B动物相同。其原因是①D新个体的大部分性状受来自B动物的细胞核控制，而D个体细胞质遗传物质来自A受体卵母细胞的细胞质。②生物性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。
5．单克隆抗体制备的过程
■真题再做——思悟方法 体验感悟·································
1．(2019·江苏高考)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
D [原生质体在30%的蔗糖溶液中会失水皱缩，A错误；②诱导芽分化时，需要提高细胞分裂素的比例，B错误；③可以表示诱导根的分化形成幼苗，此时细胞壁已经形成，C错误；原生质体无细胞壁，但由于含有一整套的遗传物质，故具有全能性，D正确。故选D。]
2．(2019·全国卷Ⅱ)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有__________(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是__________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是___________________________(用流程图表示)。
解析：(1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是含目的基因的细胞愈伤组织小植株。
答案：(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快 (2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖 (3)茎尖 (4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株
3．(2019·江苏高考)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________时期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自__________号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析 ③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
解析：(1)据图分析可知，1号猪提供的是卵母细胞，对其注射促性腺激素可使其超数排卵，获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能进行核移植。
(2)将2号猪的组织块分散成单个的成纤维细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，该细胞的培养应在37 ℃含5%的CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(3)利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪；据图分析可知，核移植的细胞核来自2号猪，因此产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪。
(4)检测病毒外壳蛋白基因(目的基因)是否导入4号猪，可以采用DNA分子杂交法检测目的基因的序列；目的基因表达的最终产物是蛋白质(病毒外壳蛋白)，可以利用抗原－抗体杂交法进行检测，故选①④。
答案：(1)促性腺激素 减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④
■考向专练——题点研练 触类旁通·································
植物细胞工程及应用
1．(2019·全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
→→→
① ② ③
→→
④ ⑤ ⑥
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_____________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是______________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是___________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于________繁殖。
解析：(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要光照培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
答案：(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因) (2)形成层容易诱导形成愈伤组织 (3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化(或再分化) (4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用 (5)遗传特性 无性
2．(2019·淄博市高三一模)马铃薯是重要的经济作物，植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题：
(1)培育脱毒马铃薯时，外植体宜选用________(填“茎尖”或“叶片”)，不选另一个的理由是_____________________________________。
(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上，外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是一团__________________________。在再分化阶段，生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中________________________。
(3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲和性。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是__________________________。
(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从________________________________等方面制订措施，减少污染(至少答出2点)；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制________________等培养条件(至少答出3点)。
解析：(1)培育脱毒马铃薯时，一般选择茎尖作为外植体，而叶肉细胞带病毒(病毒量大)、细胞的全能性低，一般不能作为外植体。
(2)植物组织培养过程中，外植体经过脱分化形成的愈伤组织是一团具有分生能力(高度液泡化的)薄壁细胞。再分化形成芽和根的过程中，生长素和细胞分裂素的比例是有一定的要求的，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中生长素含量低、细胞分裂素含量高。
(3)由题意可知，两种马铃薯之间存在生殖隔离，但是各有其优点，则可以通过体细胞杂交技术将两者的优点在同一后代中得以体现，即将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培养成植株。
(4)在植物组织培养时，为了减少污染，应该从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)等培养条件。
答案：(1)茎尖 叶肉细胞带病毒(病毒量大)、细胞的全能性低
(2)具有分生能力的(高度液泡化的)薄壁细胞 生长素含量低、细胞分裂素含量高
(3)将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培养成植株
(4)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作 温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)
有关植物细胞工程的几个关键问题
(1)植物细胞A和植物细胞B杂交获得的杂种细胞的类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。
(2)杂种细胞形成的标志：新细胞壁的生成。
(3)杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
(4)植物组织培养时植物激素和光照的使用
①植物激素的使用
脱分化阶段细胞分裂素与生长素的比例适中，以促进细胞的分裂和脱分化；再分化阶段细胞分裂素与生长素比例较高时，以促进芽形成，比例较低时，促进根的形成。
②光照的使用
脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。
(5)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。
动物细胞工程及应用
1．(2016·全国卷Ⅱ)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代表的过程是________。
(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)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。②过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。(2)一般来说，动物细胞在传代培养到10～50代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选10代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
答案：(1)XX或XY 显微操作 胚胎移植 (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
2．(2019·辽阳市高三模拟)下图表示通过现代生物技术制备单克隆抗体的两种途径，其中①～⑥表示相关过程。请分析并回答下列问题：
(1)细胞A的名称是________。与通过传统方法获得的抗体相比，通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显著优点是___________________。
(2)通过过程④________可获得V1基因。用________技术可以获得更多的V1基因。
(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的生物活性________(填“相同”或“不相同”)，原因是________________________________。
(4)除通过上述途径获得的单克隆抗体外，请再写出一种目前应用动物细胞工程技术生产的生物制品：________。
解析：(1)依题意并分析图示可知：从免疫的小鼠体内分离出的细胞A是浆细胞。单克隆抗体具有的显著优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
(2)过程④是以mRNA为模板获得V1基因的逆转录过程。欲获得更多的V1基因，可采用PCR技术进行扩增。
(3)大肠杆菌为原核生物，其细胞中没有内质网和高尔基体，因此大肠杆菌产生的抗体2，其形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工；杂交瘤细胞中有内质网和高尔基体，所以杂交瘤细胞产生的抗体1，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工。可见抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，但两者的生物活性不同。
(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等许多有重要价值的生物制品，都可以应用动物细胞工程技术来生产。
答案：(1)浆细胞 特异性强、灵敏度高、可大量制备
(2)逆转录 PCR
(3)不相同 抗体2是大肠杆菌产生的，其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1是杂交瘤细胞产生的，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工
(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等(答出一种即可)
有关动物细胞工程的答题要素
(1)动物细胞培养
①培养基的特有成分：动物血清。
②培养过程：原代培养、传代培养。
③制备悬液的酶：胰蛋白酶或胶原蛋白酶。
(2)未受精卵细胞作细胞核移植受体细胞的理由
①营养丰富。
②体积大，易操作。
③含有刺激已分化细胞核恢复分裂能力的物质。
(3)单克隆抗体制备中2次筛选目的不同
①第1次：筛选出杂交瘤细胞。
②第2次：筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(4)克隆动物的4种技术手段
动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。
(5)相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方法是用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合的方法相同。
考点3 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
(对应学生用书第107页)
■核心整合——知识内化 融会贯通··································
1．受精作用和早期胚胎发育过程
(1)受精条件：精子必须经过①获能过程，对于啮齿类动物的精子，一般采用培养法。卵母细胞必须发育至MⅡ中期才能参与受精过程。
(2)受精过程：首先发生顶体反应释放顶体酶，然后发生透明带反应和卵细胞膜反应阻止多精入卵。
(3)早期胚胎发育过程：③④过程的分裂方式是有丝分裂。细胞开始发生分化的时期是囊胚期，该时期分化形成内细胞团和滋养层。
(4)早期胚胎培养：发育培养液中的“两素”“两酸”分别指维生素、激素，氨基酸、核苷酸。
2．胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞的内在联系
3．基因工程的三大安全问题
(1)食物安全方面：可能合成毒蛋白、出现新的①过敏原、改变食物的营养成分等。
(2)生物安全方面：有可能造成“②入侵的外来物种”，危害生物的③生存。
(3)环境安全方面：有可能打破④自然物种的原有界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生危害动植物和人类的病原微生物。
4．试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
(1)设计试管婴儿比试管婴儿多的操作是遗传学诊断，其中解决不孕夫妇生育问题的是试管婴儿技术，治疗白血病的是设计试管婴儿技术。
(2)两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植。
■真题再做——思悟方法 体验感悟·································
1．(2018·江苏高考)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是( )
A．采取激素注射等方法对良种母牛做超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
A [用促性腺激素对良种奶牛进行注射处理，可促使其超数排卵，A正确；进行移植的胚胎是桑椹胚或囊胚，B错误；受体对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此无需使用免疫抑制剂，C错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高，D错误。]
2．(2010·山东高考)(生物－现代生物科技专题)
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。
ＫＫ
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。
(4)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)从良种母牛采集的卵母细胞一般还不成熟，需体外培养使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)，精子也需获能处理。(2)动物细胞培养时需提供二氧化碳，以维持培养液的pH。(3)过程A是胚胎移植，它的意义在于提高优良母畜的繁殖率。(4)基因工程中动物细胞做受体细胞时，常用的方法是显微注射法。检测目的基因是否表达看是否产生了相应的蛋白质。
答案：(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
■考向专练——题点研练 触类旁通·································
胚胎工程技术及应用
1．荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的奶牛品种之一。某良种公司引进纯种荷斯坦奶牛，并用以下途径繁育出荷斯坦良种奶牛群体。请回答以下问题。
(1)请把上面空格的内容补充完整：①________激素；②________处理；③________。
(2)该公司为了在短时间内得到更多的良种奶牛，常常在进行③过程之前采用________技术进行操作。若进行操作的是囊胚阶段的胚胎，要注意的是________________。
(3)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？________(填“一定不相同”“可能不相同”或“一定相同”)。为什么？
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
(4)为了确保得到雌性奶牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出一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)_______________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)对良种荷斯坦母牛进行超数排卵处理时需使用促性腺激素。对受体母牛要进行同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化与供体相同。质量检查、培养合格的早期胚胎可以进行胚胎移植。(2)欲得到更多的良种奶牛，常常在进行胚胎移植之前采用胚胎分割技术进行操作。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。(3)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型可能不相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来。(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，可取滋养层细胞，利用DNA分子杂交技术，做DNA分析性别鉴定。
答案：(1)促性腺 同期发情 胚胎移植 (2)胚胎分割 将内细胞团均等分割 (3)可能不相同 因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来 (4)DNA分子杂交技术
胚胎工程技术的几个易错点
(1)区别两种标志及可移植时期
①卵子受精的标志：在卵细胞膜和透明带的间隙看到两个极体。
②受精结束的标志：雌、雄原核融合。
③可以移植或分割的阶段：桑椹胚或囊胚。
(2)把握“冲卵”的2个不同
①胚胎移植过程：冲出的是早期胚胎。
②体外受精过程：冲出的是卵子。
(3)胚胎移植过程中的不同
①两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。
②两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。
2．(2019·潍坊市高三二模)基因剔除动物模型一直以来是开展基因功能研究的重要工具，其原理是通过导入外源分子使动物的某特定基因失活，进而培养出有基因缺陷的动物来研究相应基因的功能。下图是制作某类基因剔除小鼠流程示意图。请据图回答相关问题：
(1)图中①过程常用的技术是________，②过程是____________。
(2)体外受精时需要对精子进行________处理，然后与处于________________期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。
(3)为更多地获得基因剔除小鼠，可对囊胚阶段的胚胎进行分割移植，此时要对________进行均等分割。请说明理由___________。
(4)研究发现人的SPI基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关。你认为基因剔除技术可以为乳腺癌的治疗提供怎样的新思路：___________________________________。
解析：(1)将体外转录的mRNA导入动物细胞的常用方法为显微注射法。将受精卵在体外培养成囊胚的过程为早期胚胎培养。
(2)精子需获能处理后才能与MⅡ中期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。
(3)胚胎分割时若选用囊胚阶段，需对内细胞团细胞进行均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(4)因为SPI基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关，因此可利用基因剔除技术使SPI基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变。
答案：(1)显微注射 早期胚胎培养
(2)获能 减数第二次分裂中
(3)内细胞团 内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
(4)通过基因剔除技术使SPI基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变
生物技术的安全性及伦理问题
新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用____________处理，促进母亲排出更多的卵子。胚胎发育的卵裂期在________(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左右的胚胎，叫________，可用于胚胎移植。
(2)目前SRY—PCR法是对胚胎的性别进行鉴定最有效、最准确的方法。操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个________细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基序列作________，以______________为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为________性。
(3)治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于________和________之间的第一极体一并吸出。
解析：(1)促性腺激素能够促进母体超数排卵；到了囊胚阶段出现孵化现象，透明带才破裂，在此之前的发育都在透明带内进行。(2)用SRY—PCR法进行性别鉴定时，提取DNA的细胞理论上任何部位都可以，为了保证胎儿正常发育一般选用滋养层细胞。用SRY特异性探针检测出现阳性反应者，说明含有SRY基因，为男性。(3)第一极体位于卵细胞膜和透明带之间。
答案：(1)促性腺激素 透明带 桑椹胚 (2)滋养层 引物 滋养层细胞的DNA 男 (3)卵细胞膜 透明带
构建知识体系·串联主干知识
考点1 基因工程和蛋白质工程
(对应学生用书第101页)
■核心整合——知识内化 融会贯通··································
1．基因工程的基本工具
2．基因工程的操作步骤
(1)获取目的基因的三种方法
①从基因文库中获取
③化学法人工合成：通过DNA合成仪利用化学方法直接合成。
(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建
①基因表达载体的组成
②构建过程
(3)将目的基因导入受体细胞的“三种类型”
①导入植物细胞——农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法(本法针对单子叶植物)
②导入动物细胞——显微注射法
③导入微生物(细菌)——转化法
(4)目的基因的检测与鉴定的方法
①检测目的基因是否导入受体细胞：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
3．蛋白质工程
(1)流程图
写出流程图中字母代表的含义：
A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。
(2)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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
(3)对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
■真题再做——思悟方法 体验感悟·································
1．(2019·江苏高考)下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是( )
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
D [将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂将胰岛素基因传给后代，A不符合题意；将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有花青素代谢基因，花青素代谢基因会随该植物传给后代，B不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，C不符合题意；该患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，D符合题意。故选D。]
2．(2019·全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_____________________________________。
解析：(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95 ℃进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中，要加热至90～95 ℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。
答案：(1)基因组文库 cDNA文库
(2)解旋酶 加热至90～95 ℃ 氢键
(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
3．(2019·江苏高考)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题：
图1
图2
(1)EcoRV酶切位点为…GAT↓ATC…
…CTA↑TAG…，EcoRV酶切出来的线性载体P1为________末端。
(2)用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为________的脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。
(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如下表(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是________(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________、________。
菌落类型
平板类型
A
B
C
无抗生素
＋
＋
＋
氨苄青霉素
＋
＋
－
四环素
＋
－
－
氨苄青霉素＋四环素
＋
－
－
(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是________。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段，原因是____________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)根据题意分析，EcoRV酶识别的序列是GATATC，并且两条链都在中间的T与A之间进行切割，因此其切出来的线性载体P1为平末端。
(2)依题意并据图分析，目的基因两侧为黏性末端，且露出的碱基为A，则在载体P1的两端需要各加一个含有碱基T的脱氧核苷酸，以便形成具有黏性末端的载体P2，再用DNA连接酶将P2与目的基因连接起来形成重组质粒P3。
(3)根据以上分析已知，限制酶(EcoRV酶)切割后破坏了四环素抗性基因，但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因，因此含有重组质粒P3的菌落在含有四环素的培养基中应该不能生长，而在含有氨苄青霉素的培养基中能生长，结合表格分析可知，应该选择B类菌落。根据表格分析，A类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中都能够生长，说明其导入的是P0；C类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长，说明其没有导入任何质粒。
(4)据图分析，根据目的基因插入的位置和PCR技术的原理分析，PCR鉴定时应该选择的一对引物是乙和丙；根据题意和图形分析，某同学用图中的另外一对引物(甲、乙)从某一菌落的质粒中扩增出了400bp的片段，说明其目的基因发生了反向连接。
答案：(1)平 (2)胸腺嘧啶(T) DNA连接 (3)B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒 (4)乙丙 目的基因反向连接
4．(2017·全国卷Ⅰ)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)人是真核生物，从人的基因组文库中获得的基因A有内含子，而受体细胞大肠杆菌是原核生物，原核生物基因中没有内含子，相应的就没有切除内含子对应的RNA序列的机制，故无法表达出蛋白A。
(2)噬菌体是专一性侵染细菌的病毒，以细菌为宿主，而昆虫病毒侵染的是昆虫，以昆虫为宿主。家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。
(3)与家蚕相比，大肠杆菌具有繁殖快、容易培养等优点，故要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。
(4)检测基因A是否翻译出蛋白A，可用抗原—抗体杂交法。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，说明可调控多糖荚膜产生的基因整合到了R型细菌的DNA分子中并成功得以表达。也就是说DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体并进行表达，这就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
5．(2017·全国卷Ⅱ)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)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。
(2)以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆转录(反转录)可以获得cDNA。
(3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。
(4)构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。
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
■考向专练——题点研练 触类旁通·································
基因工程的工具及操作程序
1．(2019·沈阳市东北育才学校高三模拟)青蒿素是最有效的抗疟疾药物，但野生黄花蒿青蒿素产量低，为缓解青蒿素供应不足的状况，科学家将tms基因和tmr基因导入黄花蒿的愈伤组织，从而获得了黄花蒿的冠瘿组织，改造过程用到的部分结构如图。
(1)科学家将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是________________________________。
(2)图中结构P、T是基因成功转录的保证，其中结构P的作用是________________________。为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基因的细胞筛选出来，图中还缺少的结构是________________。
(3)在获得转基因的冠瘿组织过程中，____________________是核心步骤，在具体操作中常常使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对目的基因和运载体的两端分别进行切割，这样做的好处是
____________________________________________________
____________________________________________________。
(4)TDNA的作用是可以使____________________，并插入到植物细胞中染色体的DNA上，要检测目的基因是否插入到冠瘿组织细胞的染色体DNA上，可采用____________技术。
(5)与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快，原因可能是
____________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，而导入植物细胞最常用农杆菌转化法，因此，科学家将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是农杆菌转化法。
(2)图中结构P、T与基因的转录有关，即基因成功转录的保证，T为终止子，则P为启动子，它的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位。为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基因的细胞筛选出来，图中还缺少的结构是标记基因。
(3)在获得转基因的冠瘿组织过程中，基因表达载体的构建是核心步骤，在具体操作中常常使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对目的基因和运载体的两端分别进行切割，这样做的好处是可以避免目的基因和运载体的自身连接成环和反向连接。
(4)TDNA的作用是可以使目的基因进入植物细胞，并插入到植物细胞中染色体的DNA上，要检测目的基因是否插入到冠瘿组织细胞的染色体DNA上，可采用DNA分子杂交技术。
(5)冠瘿组织的生长与细胞的分裂和伸长等有关，由此推知冠瘿组织的生长速度更快，原因可能是tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进其生长。
答案：(1)农杆菌转化法 (2)RNA聚合酶识别和结合的部位 标记基因 (3)基因表达载体的构建(或构建基因表达载体) 可以避免目的基因和运载体的自身连接成环和反向连接 (4)目的基因进入植物细胞 DNA分子杂交 (5)tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进了冠瘿组织的生长
2．(2019·濮阳市高三二模)P450是石油降解的关键酶，用SalI和NdeⅠ联合酶切获得的P450基因，与下图所示的质粒(pCom8)重组，导入土著菌种Y9，获得了基因工程菌P450/Y9。图中mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的菌落变成黑色，aacCl是庆大霉素(一种抗生素)抗性基因，限制酶NdeⅠ、XhoⅠ和SspⅠ在原质粒上均只有一个酶切位点。下图表示几种限制酶的识别序列和切割位点，据图回答下列问题：
(1)构建pCom8重组质粒时，需用________(限制酶)对图示质粒进行处理，才能与________在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)为了扩增重组质粒，需将其转入用________预先处理的土著菌种Y9中，提高质粒导入率，以便获得更多基因工程菌P450/Y9。为了筛选出转入了重组质粒的基因工程菌P450/Y9，应在筛选平板培养基中添加________。作为载体的质粒除了含有标记基因，还应该含有________________________________(至少写两个)。
(3)为检测基因工程菌降解石油能力的大小，可观测的指标是____________。土著菌种Y9不能降解石油，但转入上述构建好的表达载体后则获得降解石油的能力，这是因为_______________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息已知，切割目的基因的限制酶是SalⅠ和NdeⅠ，而pCom8上无SalⅠ的切割位点，又因为右图显示SalⅠ和XhoⅠ切割后露出的黏性末端是相同的，因此可以用NdeⅠ、XhoⅠ切割质粒，然后与目的基因在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)为提高质粒导入率，土著菌种Y9预先需用Ca2＋处理。因为SalⅠ切割质粒会破坏标记基因mel，而aaCl未被破坏，因此为了筛选出转入了重组质粒的基因工程菌P450/Y9，应在筛选培养基中加入庆大霉素。质粒具备的特点有含有标记基因、启动子、终止子、复制原点、一个至多个限制酶切割位点等。
(3)为检测基因工程菌降解石油能力的大小，可在一定时间内观测所取样品石油的剩余量。P450是石油降解的关键酶，转入表达载体后，P450基因得以表达，即基因工程菌P450/Y9可分泌降解石油的P450酶。
答案：(1)Nde Ⅰ、Xho Ⅰ 目的基因(或P450基因)
(2)Ca2＋(或CaCl2) 庆大霉素 启动子、终止子、复制原点(答出两点即可)
(3)2天后(或一定时间后)样品中石油的含量(剩余量) 基因工程菌P450/Y9能分泌降解石油的P450酶(合理即可)
(1)使用限制酶的注意点
①一般用同种限制酶切割载体和目的基因。
②不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。
③双酶法可以使目的基因与载体定向连接，防止目的基因和载体的自身环化以及二者反向连接。
(2)有关标记基因的易错点
①一般将一些抗性基因作为标记基因。
②标记基因的主要作用是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞。
③标记基因表达产物对什么物质有抗性，在筛选培养时则在培养基中加入什么物质。
④标记基因若被插入了外源DNA片段，则该标记基因会被破坏。
(3)基因工程产物不同，选择的受体细胞类型也不相同
①培育转基因植物：受体细胞可以是受精卵、体细胞(需经植物组织培养成为完整植株)。
②培育转基因动物：受体细胞为受精卵，若用体细胞作为受体细胞，则需经核移植技术培养成转基因动物。
③生产蛋白质产品：一般选用大肠杆菌等原核生物的细胞作为受体细胞，因为原核生物具有一些其他生物没有的特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。若要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素(需内质网、高尔基体的加工)则必须用真核生物，如酵母菌。
基因工程原理的应用及蛋白质工程
1．为探究M基因的功能，科研人员将克隆得到的M基因导入拟南芥植株(自交繁殖)，流程图如图所示，回答下列问题：
(1)通过过程a、b，采用___________的方法来获得大量的M基因，过程b中需先加热至90～95 ℃然后冷却至55～60 ℃，冷却的目的是____________________________。
(2)为了获得转基因植物，采用________法侵染拟南芥的花序。基本过程如下：
①过程d：将重组质粒导入大肠杆菌，其目的是
____________________________________________________
____________________________________________________。
②过程e：将重组质粒导入农杆菌，再将含有重组质粒的农杆菌离心、富集，得到含有M基因的农杆菌液。
③过程f：在拟南芥植株产生大量花序时，将其花表面部分在农杆菌悬浮液中浸泡20～30 s，3～4周后对转化拟南芥植株收种子(T0)，浸泡之前，需先剪去已经长成的角果(这些角果将来发育成种子)，原因是____________________________________________________
____________________________________________________。
④将收获的拟南芥种子T0，播种在含有________的培养基上，能健康生长的幼苗含有________。
(3)采用农杆菌介导的花序侵染法转化，一般只能将目标片段整合到一条DNA上，若要获得M基因稳定的突变体，需________筛选出能稳定遗传的突变体。
解析：(1)图示中由已知RNA获取目的基因的方法是反转录法(逆转录法)，对目的基因进行扩增采用的是PCR技术。进行PCR时需加热至90～95 ℃然后冷却至55～60 ℃，冷却的目的是使引物结合到互补DNA链上。
(2)①图示中将基因表达载体构建完成后没有直接导入农杆菌，而是先将其导入大肠杆菌，目的是利用大肠杆菌的增殖来获取大量重组质粒(让目的基因扩增)。
③适合转化植株的花卉应没有成熟，也没有产生已受精的角果。因为这些已受精的角果将来结的种子肯定是非转基因的，如果不剪掉的话会降低转化率，不利于后续操作。
④由于质粒中含有卡那霉素抗性基因，成功转入重组质粒的种子能够在卡那霉素培养基上正常生长，非转基因种子不能正常生长，一般萌发后死亡。
(3)由于农杆菌介导的花序侵染法一般只能将目标片段整合到一条DNA上，为筛选出能稳定遗传的突变体，可将T0代连续自交。
答案：(1)反转录法(逆转录法)和PCR技术 使引物结合到互补DNA链上
(2)农杆菌转化 ①获取大量重组质粒(让目的基因扩增)
③这些已受精的角果将来结的种子是非转基因的 ④卡那毒素 M(目的)基因
(3)T0代连续自交
2．(2019·安徽省芜湖市高三期末)国际水稻研究所人员从产量低的耐淹水稻中找到一种耐淹基因，将其移入高产热带水稻中，终于培育出耐淹的高产水稻品系，其产量比高产热带水稻产量还要高。耐淹基因移入的方法可通过转基因技术实现。请回答下列相关问题：
(1)为培育耐淹的高产水稻品系，应需将耐淹基因进行体外扩增。在PCR反应体系中加入了热稳定DNA聚合酶、引物等，还加入耐淹基因作为________，加入__________作为合成DNA的原料。
(2)质粒常被用作运载体，因为质粒具有________________(答2点即可)。构建耐淹基因的质粒表达载体时，常用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，目的是_____________________。
(3)根据耐淹基因表达的蛋白质，研究人员通过对它的氨基酸序列设计并人工合成耐淹基因。与水稻的耐淹基因相比，人工合成的耐淹基因在结构上缺少了________________。虽然两种基因转录的产物不同，但最终表达出相同的蛋白质，可能原因是________________________________________。
(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是____________________。
解析： (1)利用PCR技术在体外扩增耐淹基因(目的基因)时，在PCR反应体系中除了加入热稳定DNA聚合酶、引物等之外，还加入耐淹基因作为模板，加入dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)作为合成DNA的原料。
(2)质粒被用作运载体，应具备的条件有：能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切割位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选。构建耐淹基因的质粒表达载体时，用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，可以减少耐淹基因及质粒的自身环化、使耐淹基因定向连接到质粒上，以增大耐淹基因正向(正确)连接的概率。
(3)根据耐淹基因表达的蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA分子中，缺乏与基因中的启动子、终止子和内含子相对应的碱基序列。由于密码子具有简并性，虽然两种基因转录的产物不同，但最终能够表达出相同的蛋白质。
(4)由于直接改造的蛋白质不能遗传，而改造基因易于操作且改造后能够遗传，所以在蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质。
答案：(1)模板 dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)
(2)能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切割位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选 减少耐淹基因及质粒的自身环化、增大耐淹基因正向(正确)连接的概率
(3)启动子、终止子和内含子 密码子具有简并性
(4)改造基因易于操作且改造后能够遗传
考点2 细胞工程
(对应学生用书第105页)
■核心整合——知识内化 融会贯通··································
1．植物组织培养
(1)植物组织培养的两个关键
(2)植物激素的使用
细胞分裂素比例较高时，促进芽分化，抑制根形成；生长素比例较高时，促进根分化，抑制芽形成。
(3)光照的使用
脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的合成。
2．植物体细胞杂交技术
(1)图中过程①用纤维素酶和果胶酶处理除去细胞壁，得到的原生质体包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。
(2)图中过程②的原理是细胞膜的流动性，其诱导方法有PEG、电激、离心、振动等。
(3)原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
3．动物细胞培养的特殊条件
(1)营养条件：加入动物血清、血浆等；通入氧气以满足代谢的需要；通入二氧化碳以维持培养液的pH。
(2)胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。
(3)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液。
4．克隆动物培育的流程
(1)①～⑤的过程名称：①去核；②取核；③核移植；④早期胚胎培养；⑤胚胎移植。
(2)D新个体的性别与B动物相同。
(3)D新个体的绝大多数性状与B动物相同。其原因是①D新个体的大部分性状受来自B动物的细胞核控制，而D个体细胞质遗传物质来自A受体卵母细胞的细胞质。②生物性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。
5．单克隆抗体制备的过程
■真题再做——思悟方法 体验感悟·································
1．(2019·江苏高考)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
D [原生质体在30%的蔗糖溶液中会失水皱缩，A错误；②诱导芽分化时，需要提高细胞分裂素的比例，B错误；③可以表示诱导根的分化形成幼苗，此时细胞壁已经形成，C错误；原生质体无细胞壁，但由于含有一整套的遗传物质，故具有全能性，D正确。故选D。]
2．(2019·全国卷Ⅱ)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有__________(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是__________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是___________________________(用流程图表示)。
解析：(1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是含目的基因的细胞愈伤组织小植株。
答案：(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快 (2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖 (3)茎尖 (4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株
3．(2019·江苏高考)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：
(1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________时期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自__________号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。
①DNA测序 ②染色体倍性分析 ③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交
解析：(1)据图分析可知，1号猪提供的是卵母细胞，对其注射促性腺激素可使其超数排卵，获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能进行核移植。
(2)将2号猪的组织块分散成单个的成纤维细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，该细胞的培养应在37 ℃含5%的CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(3)利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪；据图分析可知，核移植的细胞核来自2号猪，因此产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪。
(4)检测病毒外壳蛋白基因(目的基因)是否导入4号猪，可以采用DNA分子杂交法检测目的基因的序列；目的基因表达的最终产物是蛋白质(病毒外壳蛋白)，可以利用抗原－抗体杂交法进行检测，故选①④。
答案：(1)促性腺激素 减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④
■考向专练——题点研练 触类旁通·································
植物细胞工程及应用
1．(2019·全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
→→→
① ② ③
→→
④ ⑤ ⑥
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_____________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是______________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是___________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于________繁殖。
解析：(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要光照培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
答案：(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因) (2)形成层容易诱导形成愈伤组织 (3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化(或再分化) (4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用 (5)遗传特性 无性
2．(2019·淄博市高三一模)马铃薯是重要的经济作物，植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题：
(1)培育脱毒马铃薯时，外植体宜选用________(填“茎尖”或“叶片”)，不选另一个的理由是_____________________________________。
(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上，外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是一团__________________________。在再分化阶段，生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中________________________。
(3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲和性。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是__________________________。
(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从________________________________等方面制订措施，减少污染(至少答出2点)；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制________________等培养条件(至少答出3点)。
解析：(1)培育脱毒马铃薯时，一般选择茎尖作为外植体，而叶肉细胞带病毒(病毒量大)、细胞的全能性低，一般不能作为外植体。
(2)植物组织培养过程中，外植体经过脱分化形成的愈伤组织是一团具有分生能力(高度液泡化的)薄壁细胞。再分化形成芽和根的过程中，生长素和细胞分裂素的比例是有一定的要求的，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中生长素含量低、细胞分裂素含量高。
(3)由题意可知，两种马铃薯之间存在生殖隔离，但是各有其优点，则可以通过体细胞杂交技术将两者的优点在同一后代中得以体现，即将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培养成植株。
(4)在植物组织培养时，为了减少污染，应该从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)等培养条件。
答案：(1)茎尖 叶肉细胞带病毒(病毒量大)、细胞的全能性低
(2)具有分生能力的(高度液泡化的)薄壁细胞 生长素含量低、细胞分裂素含量高
(3)将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培养成植株
(4)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作 温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)
有关植物细胞工程的几个关键问题
(1)植物细胞A和植物细胞B杂交获得的杂种细胞的类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。
(2)杂种细胞形成的标志：新细胞壁的生成。
(3)杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
(4)植物组织培养时植物激素和光照的使用
①植物激素的使用
脱分化阶段细胞分裂素与生长素的比例适中，以促进细胞的分裂和脱分化；再分化阶段细胞分裂素与生长素比例较高时，以促进芽形成，比例较低时，促进根的形成。
②光照的使用
脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。
(5)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。
动物细胞工程及应用
1．(2016·全国卷Ⅱ)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代表的过程是________。
(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)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。②过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。(2)一般来说，动物细胞在传代培养到10～50代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选10代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。
答案：(1)XX或XY 显微操作 胚胎移植 (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
2．(2019·辽阳市高三模拟)下图表示通过现代生物技术制备单克隆抗体的两种途径，其中①～⑥表示相关过程。请分析并回答下列问题：
(1)细胞A的名称是________。与通过传统方法获得的抗体相比，通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显著优点是___________________。
(2)通过过程④________可获得V1基因。用________技术可以获得更多的V1基因。
(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的生物活性________(填“相同”或“不相同”)，原因是________________________________。
(4)除通过上述途径获得的单克隆抗体外，请再写出一种目前应用动物细胞工程技术生产的生物制品：________。
解析：(1)依题意并分析图示可知：从免疫的小鼠体内分离出的细胞A是浆细胞。单克隆抗体具有的显著优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
(2)过程④是以mRNA为模板获得V1基因的逆转录过程。欲获得更多的V1基因，可采用PCR技术进行扩增。
(3)大肠杆菌为原核生物，其细胞中没有内质网和高尔基体，因此大肠杆菌产生的抗体2，其形成过程中没有经过内质网和高尔基体的加工；杂交瘤细胞中有内质网和高尔基体，所以杂交瘤细胞产生的抗体1，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工。可见抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，但两者的生物活性不同。
(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等许多有重要价值的生物制品，都可以应用动物细胞工程技术来生产。
答案：(1)浆细胞 特异性强、灵敏度高、可大量制备
(2)逆转录 PCR
(3)不相同 抗体2是大肠杆菌产生的，其形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1是杂交瘤细胞产生的，其形成过程经过了内质网和高尔基体的加工
(4)疫苗、干扰素、生长因子、酶、激素等(答出一种即可)
有关动物细胞工程的答题要素
(1)动物细胞培养
①培养基的特有成分：动物血清。
②培养过程：原代培养、传代培养。
③制备悬液的酶：胰蛋白酶或胶原蛋白酶。
(2)未受精卵细胞作细胞核移植受体细胞的理由
①营养丰富。
②体积大，易操作。
③含有刺激已分化细胞核恢复分裂能力的物质。
(3)单克隆抗体制备中2次筛选目的不同
①第1次：筛选出杂交瘤细胞。
②第2次：筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(4)克隆动物的4种技术手段
动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。
(5)相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方法是用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合的方法相同。
考点3 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
(对应学生用书第107页)
■核心整合——知识内化 融会贯通··································
1．受精作用和早期胚胎发育过程
(1)受精条件：精子必须经过①获能过程，对于啮齿类动物的精子，一般采用培养法。卵母细胞必须发育至MⅡ中期才能参与受精过程。
(2)受精过程：首先发生顶体反应释放顶体酶，然后发生透明带反应和卵细胞膜反应阻止多精入卵。
(3)早期胚胎发育过程：③④过程的分裂方式是有丝分裂。细胞开始发生分化的时期是囊胚期，该时期分化形成内细胞团和滋养层。
(4)早期胚胎培养：发育培养液中的“两素”“两酸”分别指维生素、激素，氨基酸、核苷酸。
2．胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞的内在联系
3．基因工程的三大安全问题
(1)食物安全方面：可能合成毒蛋白、出现新的①过敏原、改变食物的营养成分等。
(2)生物安全方面：有可能造成“②入侵的外来物种”，危害生物的③生存。
(3)环境安全方面：有可能打破④自然物种的原有界限，改变生态系统的能量流动和物质循环；造成二次污染或产生危害动植物和人类的病原微生物。
4．试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
(1)设计试管婴儿比试管婴儿多的操作是遗传学诊断，其中解决不孕夫妇生育问题的是试管婴儿技术，治疗白血病的是设计试管婴儿技术。
(2)两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植。
■真题再做——思悟方法 体验感悟·································
1．(2018·江苏高考)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是( )
A．采取激素注射等方法对良种母牛做超数排卵处理
B．体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C．使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D．利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
A [用促性腺激素对良种奶牛进行注射处理，可促使其超数排卵，A正确；进行移植的胚胎是桑椹胚或囊胚，B错误；受体对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此无需使用免疫抑制剂，C错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高，D错误。]
2．(2010·山东高考)(生物－现代生物科技专题)
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。
ＫＫ
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。
(4)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)从良种母牛采集的卵母细胞一般还不成熟，需体外培养使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力)，精子也需获能处理。(2)动物细胞培养时需提供二氧化碳，以维持培养液的pH。(3)过程A是胚胎移植，它的意义在于提高优良母畜的繁殖率。(4)基因工程中动物细胞做受体细胞时，常用的方法是显微注射法。检测目的基因是否表达看是否产生了相应的蛋白质。
答案：(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
■考向专练——题点研练 触类旁通·································
胚胎工程技术及应用
1．荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的奶牛品种之一。某良种公司引进纯种荷斯坦奶牛，并用以下途径繁育出荷斯坦良种奶牛群体。请回答以下问题。
(1)请把上面空格的内容补充完整：①________激素；②________处理；③________。
(2)该公司为了在短时间内得到更多的良种奶牛，常常在进行③过程之前采用________技术进行操作。若进行操作的是囊胚阶段的胚胎，要注意的是________________。
(3)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？________(填“一定不相同”“可能不相同”或“一定相同”)。为什么？
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
(4)为了确保得到雌性奶牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出一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)_______________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)对良种荷斯坦母牛进行超数排卵处理时需使用促性腺激素。对受体母牛要进行同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化与供体相同。质量检查、培养合格的早期胚胎可以进行胚胎移植。(2)欲得到更多的良种奶牛，常常在进行胚胎移植之前采用胚胎分割技术进行操作。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。(3)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型可能不相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来。(4)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，可取滋养层细胞，利用DNA分子杂交技术，做DNA分析性别鉴定。
答案：(1)促性腺 同期发情 胚胎移植 (2)胚胎分割 将内细胞团均等分割 (3)可能不相同 因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来 (4)DNA分子杂交技术
胚胎工程技术的几个易错点
(1)区别两种标志及可移植时期
①卵子受精的标志：在卵细胞膜和透明带的间隙看到两个极体。
②受精结束的标志：雌、雄原核融合。
③可以移植或分割的阶段：桑椹胚或囊胚。
(2)把握“冲卵”的2个不同
①胚胎移植过程：冲出的是早期胚胎。
②体外受精过程：冲出的是卵子。
(3)胚胎移植过程中的不同
①两次使用激素：第一次对供、受体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。
②两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体是否妊娠进行检查。
2．(2019·潍坊市高三二模)基因剔除动物模型一直以来是开展基因功能研究的重要工具，其原理是通过导入外源分子使动物的某特定基因失活，进而培养出有基因缺陷的动物来研究相应基因的功能。下图是制作某类基因剔除小鼠流程示意图。请据图回答相关问题：
(1)图中①过程常用的技术是________，②过程是____________。
(2)体外受精时需要对精子进行________处理，然后与处于________________期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。
(3)为更多地获得基因剔除小鼠，可对囊胚阶段的胚胎进行分割移植，此时要对________进行均等分割。请说明理由___________。
(4)研究发现人的SPI基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关。你认为基因剔除技术可以为乳腺癌的治疗提供怎样的新思路：___________________________________。
解析：(1)将体外转录的mRNA导入动物细胞的常用方法为显微注射法。将受精卵在体外培养成囊胚的过程为早期胚胎培养。
(2)精子需获能处理后才能与MⅡ中期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。
(3)胚胎分割时若选用囊胚阶段，需对内细胞团细胞进行均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(4)因为SPI基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关，因此可利用基因剔除技术使SPI基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变。
答案：(1)显微注射 早期胚胎培养
(2)获能 减数第二次分裂中
(3)内细胞团 内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
(4)通过基因剔除技术使SPI基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变
生物技术的安全性及伦理问题
新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用____________处理，促进母亲排出更多的卵子。胚胎发育的卵裂期在________(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左右的胚胎，叫________，可用于胚胎移植。
(2)目前SRY—PCR法是对胚胎的性别进行鉴定最有效、最准确的方法。操作的基本程序是从被测的囊胚中取出几个________细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基序列作________，以______________为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为________性。
(3)治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于________和________之间的第一极体一并吸出。
解析：(1)促性腺激素能够促进母体超数排卵；到了囊胚阶段出现孵化现象，透明带才破裂，在此之前的发育都在透明带内进行。(2)用SRY—PCR法进行性别鉴定时，提取DNA的细胞理论上任何部位都可以，为了保证胎儿正常发育一般选用滋养层细胞。用SRY特异性探针检测出现阳性反应者，说明含有SRY基因，为男性。(3)第一极体位于卵细胞膜和透明带之间。
答案：(1)促性腺激素 透明带 桑椹胚 (2)滋养层 引物 滋养层细胞的DNA 男 (3)卵细胞膜 透明带
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