2023届高考生物二轮复习现代生物科技专题学案

这是一份2023届高考生物二轮复习现代生物科技专题学案，共49页。


[考纲要求]　1.基因工程的诞生(Ⅰ)　2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)　3.基因工程的应用(Ⅱ)　4.蛋白质工程(Ⅰ)　5.植物的组织培养(Ⅱ)　6.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)　7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)　8.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)　9.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)　10.胚胎工程的应用(Ⅱ)　11.转基因生物的安全性(Ⅰ)　12.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)　13.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)　14.简述生态工程的原理(Ⅱ)　15.生态工程的实例(Ⅰ)　16.DNA的粗提取和鉴定(Ⅱ)

真题探究——深析真题明考向


1．(2020·全国卷Ⅰ)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题：
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是__________________________________________________________。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：____________________________________________________________________。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于______________，使用该培养基进行细胞培养的结果是__________________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是____________________________________。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有____________________________________________________________(答出2点即可)。
答案　(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
(2)取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
(3)选择培养基　只有杂交瘤细胞能够生存　抗原与抗体的反应具有特异性
(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
解析　(1)实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。
(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理使细胞分离，加入培养液可以制成单细胞悬液。
(3)图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原—抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原与抗体的反应具有特异性。
(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
2．(2020·全国卷Ⅱ)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：
(1)在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性________。抵抗力稳定性的含义是____________________________________________________________________。
(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是__________________________________________________(答出3点即可)。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的________。
(3)在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：________________________________________________________。
答案　(1)低　生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力
(2)改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用　分解者
(3)种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属
解析　(1)生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种植一种植物，生态系统的生物种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。
(2)由于有机肥料中有机物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微生物、实现了土壤养分的循环利用。分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物的微生物属于分解者。
(3)要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，可以通过种植能吸收这些金属元素的水生植物，来吸收污水中的金属元素，然后再从植物中回收金属元素。
3．(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)。
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
解析　(1)植物微型繁殖属于植物组织培养技术，其优点是能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等。
(2)人工种皮具备透气性，使胚状体易获得氧气，有利于胚状体进行呼吸作用。植物的生长需要有机物和无机物等营养，人工胚乳中应含有植物激素、矿质元素和糖等几类物质，这些物质都是胚状体生长所必需的。
(3)植物的茎尖含病毒较少，适合用其进行组织培养获得脱毒苗。
(4)植物组织培养中主要包含脱分化和再分化两个过程，结合基因工程，培育转基因植株的过程为：含目的基因的细胞愈伤组织小植株。
4.(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。

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。
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
解析　(1)植物细胞具有全能性，故用分化的植物细胞可以培养成完整的植株。
(2)形成层细胞分化程度低、全能性高，易培养成功，所以要选取含有形成层的组织块进行组织培养。
(3)培养愈伤组织过程中，需要一定的营养和激素诱导等条件，步骤⑤为脱分化过程，步骤⑥为再分化过程，两者在培养过程中需要的生长素和细胞分裂素的比例不同，所以，从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基。在培养基上愈伤组织通过细胞的分化(再分化)过程，最终可形成试管苗。
(4)试管苗需要照光培养，以便诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用，培养成正常的植株。
(5)通过组织培养获得的植株是在离体植物器官、组织、细胞等的基础上获得的，其理论基础是植物细胞具有全能性，一般可以保持优良品种的遗传特性。植物组织培养技术没有经过两性生殖细胞的融合，属于无性繁殖。
5．(2018·全国卷Ⅰ)回答下列问题：
(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Coben)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_______________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的________方法导入大肠杆菌细胞，而体外重组的噬菌体DNA通常需与______________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是____________。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用__________________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。
答案　(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达
(2)转化　外壳蛋白(噬菌体蛋白)　细菌
(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶
解析　(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等。
(2)用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，可以增大细胞膜的通透性，使重组的质粒更容易导入到受体细胞内，因此体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的转化方法导入大肠杆菌细胞。体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞。噬菌体侵染的是细菌，而不能寄生在其他细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷型细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。
6．(2018·全国卷Ⅱ)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1－GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

回答下列问题：
(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是____________。使用这两种酶进行酶切是为了保证______________，也是为了保证__________________。
(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。
(3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的________移入牛的________________________中、体外培养、胚胎移植等。
(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的________(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。
答案　(1)E1和E4　甲的完整　甲与载体正确连接
(2)转录　翻译
(3)细胞核　去核卵母细胞
(4)核DNA
解析　(1)甲是将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端而获得的L1－GFP融合基因，据此结合题意并分析图示可知：该团队在将甲插入质粒P0时，如果用E2或E3，则目的基因不完整，而使用E1和E4这两种限制酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种限制酶是E1和E4。
(2)构建的真核表达载体P1中含有GFP基因，而GFP基因的表达产物“某种荧光蛋白(GFP)”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，故GFP基因可以作为标记基因，若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了表达。基因的表达过程包括转录和翻译。
(3)若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。
(4)PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。

7．(2020·山东等级考)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
答案　C
解析　过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，A正确；根据题干信息及紫外线的作用可推断出过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法，诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，C错误；实验最终将不抗盐的普通小麦和耐盐性强的中间偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。
8．(2020·山东等级考)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。

(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是______________________，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为________。
(2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了____________________________________，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列________(填“发生”或“不发生”)改变，原因是____________________________。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(WxmRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，原因是______________________________。
(4)各品系WxmRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为________，原因是___________________________________________________。
答案　(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶　转化
(2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合　不发生　编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子
(3)逆转录(或反转录)　引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)
(4)品系3　品系3的WxmRNA最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强
解析　(1)将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化。
(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平，在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中的编码区，编码区中不包括启动子序列，因此3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列不发生改变。
(3)以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录，利用PCR技术扩增Wx基因的cDNA，需要合成Wx基因的引物，这样引物能够在总cDNA中与Wx基因的cDNA特异性结合，从而利用PCR扩增技术特异性扩增出Wx基因的cDNA。
(4)识图分析可知，图中品系3的Wx基因的mRNA的含量最少，那么合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小，糯性最强。
9．(2020·天津等级考)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如下。

据图回答：
(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有________个。

(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。
A．引入短肽编码序列不能含终止子序列
B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C．引入短肽不能改变A链氨基酸序列
D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
(3)在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成________种DNA片段。
(4)检测转化的乳酸菌发现，信号肽—重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是__________________________。
(5)用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有________。
A．B细胞 B．T细胞
C．吞噬细胞 D．浆细胞
答案　(1)6
(2)ABCD
(3)3
(4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁
(5)AB
解析　(1)从图示可知，改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换，则其转录形成的mRNA中，也会有7个核苷酸发生改变，一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成，由图可知这7个核苷酸应该存在于6个密码子中，所以该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。
(2)要确保等比例表达A、B肽链，则需A、B肽链一起合成，即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端，在其中间加入一段短肽编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子，同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综上，答案选A、B、C、D。
(3)在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ的酶切位点分别有2个和1个，当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后，会形成3个缺口，得到3种不同的DNA片段。
(4)乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质基质中加工，再将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。
(5)人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，在特异性免疫过程中，B细胞和T细胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能识别抗原，但不是特异性识别，浆细胞不能识别抗原。

考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
基因工程
获取目的
基因



T38
[15分]

★
基因表达
载体构建
T40
[15分]




★
基因工程
操作程序

T38
[15分]
T38
[15分]


★★
蛋白质工程






细胞工程
植物组织
培养






植物体
细胞杂交






动物细胞
培养




T38
[15分]
★
核移植






胚胎工程






生态工程






DNA的粗提
取和鉴定







全国Ⅱ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020

基因工程
获取目的
基因


T38(1)
[5分]


★
基因表达
载体构建






基因工程
操作程序

T38
[15分]
T38(2)
[2分]


★
★
蛋白质工程






细胞工程
植物组织
培养



T38
[15分]

★
植物体
细胞杂交






动物细胞
培养






核移植
T40
[15分]

T38(3)(4)
[8分]


★★
胚胎工程






生态工程




T38
[15分]
★
DNA的粗提取和鉴定







全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020

基因工程
获取目的
基因






基因表达
载体构建
T40
[15分]




★
基因工程
操作程序

T38(1)(2)
[6分]



★
蛋白质工程






细胞工程
植物组织
培养



T38
[15分]

★
植物体
细胞杂交






动物细胞
培养

T38(3)
[9分]



★
核移植


T38
[15分]


★
胚胎工程




T38
[15分]
★
生态工程






DNA的粗提取和鉴定







1．中国科学院神经科学研究所的三个研究团队经过三年努力，利用基因编辑技术(CRISPR/Cas9)，敲除了体外受精猕猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1，产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴。并利用克隆技术，首次成功构建了一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。目前这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑和精神分裂症等表型，这为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键的一步。回答以下问题：
(1)新一代基因编辑工具由Cas9和向导RNA(一段能特异性引导Cas9到靶序列处的RNA)构成。该复合体能与DNA分子上的特定序列结合，并在合适位点切断DNA双链，由此可知Cas9属于基因工程中的________酶，切开的是________键。一般来说，在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时，应使用Cas9和________(填“相同”或“不同”)的向导RNA进行基因的相关编辑。
(2)从分子水平上分析，科研人员可采用________技术检测是否成功敲除了猕猴的BMAL1基因。
(3)体细胞克隆猴产生过程中涉及的生物工程技术有__________________________________________(至少答三点)。
(4)选猕猴作实验对象的优点很多，例如：猕猴除了具有昼行性这一特性外，在____________________上与人类高度相似，可以用来研究脑疾病和高级认知功能。
(5)上述成果表明我国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代，这有助于一些重大疾病早期诊断与干预，缩短药物________，提高药物研发成功率，加快我国新药创制与研发的进程。
答案　(1)限制　磷酸二酯　不同
(2)DNA分子杂交
(3)动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等
(4)脑的结构和功能
(5)研发周期
解析　(1)由题干可知，向导RNA可特异性引导Cas9到靶序列处，一般来说，在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时，应使用Cas9和不同的向导RNA进行基因的相关编辑。
2．女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——绒毛膜促性腺激素(HCG)，尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答：

(1)制备单克隆抗体利用的生物学技术有______________和________。给小鼠注射的HCG相当于________，注射后小鼠体内发生的特异性免疫反应类型是______________。
(2)促进动物细胞融合得到乙，常采用的诱导因素有______________________________________________。
(3)用特定的选择培养基对乙筛选，得到的细胞丙的特点是____________________________________。
(4)对丙检测筛选得到丁，采用的方法是______________________________。生产的单克隆抗体可以与________________________特异性结合，从而诊断早孕。
(5)将验孕试纸标有MAX标志线的一端插入待测尿液中(尿液不能没过MAX标志线)，片刻后取出试纸平放，若尿液中含有HCG，其会随尿液向右扩散，与包埋在标志线右侧区域的被显色剂标记的抗HCG抗体1发生特异性结合，形成的复合体继续随尿液向右扩散至检测线处，又可以与固定在该区域的抗体2结合形成新的复合体，并不断积累，从而在此处显示出颜色。对照线区域固定着另外一种抗体3，可以捕获被显色剂标记的抗体1，因而当尿液继续扩散到对照线时，也会显示出颜色。

据此判断：
若检测线和对照线均显示颜色，表示________________；
若仅有对照线显示颜色，表示________；
若检测线和对照线均不显示颜色，表示________________。
答案　(1)动物细胞培养　动物细胞融合　抗原　体液免疫
(2)PEG、电激、灭活的病毒
(3)既能无限增殖，又能产生专一抗体
(4)抗原—抗体杂交　人绒毛膜促性腺激素(或HCG)
(5)待测女性已怀孕　未怀孕　操作不正确或试纸条已失效
解析　(1)制备单克隆抗体利用的生物学技术有动物细胞融合和动物细胞培养。HCG是蛋白质类激素，对小鼠来说，相当于抗原，主要分布在体液中，不会侵染组织细胞，所以机体产生体液免疫。
(2)促进动物细胞融合得到乙，常采用的诱导因素有PEG、灭活的病毒、电激等。
(3)用特定的选择培养基对乙筛选，得到的杂交瘤细胞丙的特点是既能无限增殖又能产生专一抗体。
(4)利用抗原—抗体杂交的方法筛选的丁是可以产生特异性抗体的杂交瘤细胞。生产的单克隆抗体可以与抗原——人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合。
(5)准确获取题干信息，并解读信息可知：验孕试纸利用了双抗夹心法的原理，进行检测是否怀孕。有HCG时检测线和对照线均显示颜色，表示已怀孕；没有HCG时检测线不显示颜色，对照线显示颜色，表示未怀孕；检测线和对照线均不显示颜色时，表示操作不正确或试纸条已无效。
3．2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生！这是我国科学家历经五年攻关取得的重大突破。回答下列问题：
(1)体细胞克隆技术也叫____________________。用于该技术的猕猴胎儿体细胞通常选用传代10代以内的细胞，其原因是__________________________。目前该技术中普遍通过________去除卵母细胞中的核。传统上常用________方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
(2)科学家建立阿尔兹海默症转基因克隆猕猴模型，用于人类阿尔兹海默症治疗的研究。猕猴模型比鼠更适合用作研究人类疾病和进行药物试验，其意义体现在：______________________________。
(3)转基因克隆动物细胞、组织、器官可以用作异种移植的供体。请结合基因工程理论，写出培育无免疫排斥反应的转基因克隆猪器官的思路：________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若考虑环境承载力，克隆猴不能大量放置到自然环境中，这遵循了生态工程的________原理。
答案　(1)体细胞核移植　能保持正常的二倍体核型(能保持遗传物质不变)　显微操作　物理或化学
(2)猴与人在进化上亲缘关系很近，有利于更准确地评估药效
(3)向器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官
(4)协调与平衡
解析　(1)体细胞克隆技术也叫体细胞核移植。动物细胞克隆过程中，被克隆的细胞一定要选择传代培养10代以内的细胞，因为这种细胞遗传物质没有发生改变，培养得到的细胞才能保证遗传物质的稳定性。动物细胞克隆过程中常用显微操作去除卵母细胞中的核。常用物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)异种移植的过程中会发生免疫排斥反应，原因是供体的抗原可引起受体产生特异性免疫，若要使转基因克隆动物细胞、组织、器官用作异种移植的供体，可向器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
(4)要考虑环境承载力，处理好生物与环境的协调与平衡，这体现了生态工程的协调与平衡原理。
4．研究人员发现，从锥形蜗牛体内提取出的毒液有望帮助人类开发出超级速效的胰岛素。他们研究表明锥形蜗牛毒蛋白(Con－lns GI)能加速受体细胞信号转换，比人类胰岛素更加快速的发挥作用。因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产成为Ⅰ型糖尿病治疗的新思路。请回答下列问题：
(1)利用基因工程制造这种速效胰岛素过程中，构建基因表达的载体一般包括目的基因、启动子、________、________和复制原点，标记基因的作用是__________________________________。
(2)为了获得目的基因可以通过提取分析毒蛋白中的________序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接酶，根据酶的来源不同分为________和T4DNA连接酶两类。
(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为________细胞，再将重组DNA溶于________中与该类细胞融合，在一定温度下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。
(4)经过目的基因的检测和表达，获得的Con－Ins GI毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是______________________________________。
答案　(1)标记基因　终止子　鉴别和筛选含有目的基因的细胞
(2)氨基酸　E·coli DNA连接酶
(3)感受态　缓冲液
(4)大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未加工
解析　(4)经过目的基因的检测和表达，获得的Con－Ins GI毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是大肠杆菌属于原核生物，其细胞中不含内质网和高尔基体，基因表达获得的蛋白质未加工。
5．在互联网高度发达的今天，你一定知道什么是“关键词”。利用关键词，在互联网上你可以轻松地查找所需要的信息。关键词承载着所要表达的关键信息。
(1)请写出教材介绍基因工程的基本操作步骤(程序)中的五个“关键词”：____________________________________________________________________。
(2)简述将生长速度较快的奇努克三文鱼生长激素基因转入大西洋三文鱼基因组中，生产转基因三文鱼的基本过程：___________________________________________________________________。
(3)分析(2)中获得的转基因三文鱼对生态环境可能造成的影响。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
答案　(1)目的基因、表达载体、限制酶、DNA连接酶、受体细胞等
(2)包含获取目的基因、构建基因表达载体、导入受体细胞、筛选导入目的基因的受体细胞、筛选目的基因表达的个体(或出现相应的性状的个体)等过程(表述符合原理、逻辑通顺即可)
(3)有利：
资源消耗：转基因三文鱼生长迅速，因此每单位产出消耗的资源更少； 物种多样性：可以缓解重度捕捞野生三文鱼的压力，保护生物多样性。
可能的危害：
基因扩散：扩散到野生品种中，破坏生态平衡；外来物种入侵：形成优势种，与本地种形成竞争，造成捕食对象的生存压力等，威胁生态系统中其他生物生存。
解析　(2)通过基因工程将生长速度较快的奇努克三文鱼生长激素基因转入大西洋三文鱼基因组中，并通过动物细胞培养和早期胚胎培养等技术生产出转基因三文鱼。具体步骤如下：首先获取生长速度较快的史努克三文鱼的生长激素基因，再将生长速度较快的奇努克三文鱼生长激素基因与载体在生物体外先构建基因表达载体，然后将基因表达载体导入大西洋三文鱼的受精卵中，筛选导入目的基因的受体细胞并进一步培养，对转基因个体进行检测，以筛选目的基因表达的个体。

核心考点——重点难点全突破

考点1　基因工程与蛋白质工程
　1　目的基因的获取途径
方法
具体操作
直接
分离
从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取
人工合成
化学
合成
核苷酸序列已知的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板
逆转
录法
以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成
PCR
技术
扩增
①原理：DNA双链复制；
②条件：模板DNA、引物、脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶；

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方法比较
生物种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方法
农杆菌转化法
显微注射技术
感受态细胞法
受体细胞
体细胞
受精卵
原核细胞
转化
过程
将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组基因表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
4　目的基因的检测与鉴定

5　DNA的粗提取与鉴定
(1)原理
①溶解性
DNA与蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。DNA不溶于酒精，细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。
②DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
③鉴定
DNA＋二苯胺试剂蓝色。
(2)操作流程


1．(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：

(1)EcoR V酶切位点为，EcoR V酶切出来的线性载体P1为________末端。
(2)用Taq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____________________________、____________________________。
　　　　　　
　　　　　　　
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中甲、乙、丙为与正确重组质粒中的相应位置结合的三条引物，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________________。

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
解析　(1)从图中可以看出，EcoR Ⅴ酶切出来的载体质粒为平末端。
(2)由题意可知，目的基因的两端各有一个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸，由于载体P1为平末端，所以载体P1的两端应该各添加一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，这样在DNA连接酶的作用下才能把目的基因和载体P2连接起来。
(3)由题意可知，构建重组质粒时四环素抗性基因被破坏，所以导入目的基因的细菌能在含有氨苄青霉素的培养基上生长，但不能在含有四环素的培养基上生长，则表中满足条件的为B类菌落。A类菌落能在表中四种条件下存活，说明导入的是P0质粒。C类菌落只能在无抗生素的培养基中存活，说明C类菌落没有导入质粒。
(4)由于处理后的P1质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶的脱氧核苷酸，而目的基因片段的两端各自带一个腺嘌呤脱氧核苷酸，所以目的基因在和P1质粒连接时可能会出现两种情况：正向连接和反向连接。分析图2可知，理论上可以选择的引物组合有甲和丙、乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物，则无论目的基因是否正确插入，扩增的片段都是50 bp＋300 bp＋100 bp＝450 bp，不符合要求；如果选择乙和丙这对引物，正向连接和反向连接后所得结果不同，所以应选择乙和丙这对引物进行PCR鉴定。如果目的基因和P0质粒反向连接，此时若加入引物甲和乙，则可以扩增出300 bp＋100 bp＝400 bp的片段。
2.(2018·江苏高考)为生产具有特定性能的α－淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α－淀粉酶基因(1656个碱基对)，利用基因工程大量制备α－淀粉酶，实验流程如图。请回答下列问题：

(1)利用PCR技术扩增α－淀粉酶基因前，需先获得细菌的________。
(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的________端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是________________________________________________。
(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中________的设定与引物有关，________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)
①变性温度　②退火温度　③延伸温度　④变性时间
⑤退火时间　⑥延伸时间
(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α－淀粉酶的mRNA 的部分碱基序列：
5′－U……－3′
图中虚线框内mRNA片段包含________个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有________种。
(5)获得工程菌表达的α－淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：
缓冲液
50 mmol/L
Na2HPO4－KH2PO4
50 mmol/L
Tris－HCl
50 mmol/L
Gly­NaOH
pH
6.0
6.5
7.0
7.5
7.5
8.0
8.5
9.0
9.0
9.5
10.0
10.5
酶相对
活性%
25.4
40.2
49.8
63.2
70.1
95.5
99.5
85.3
68.1
63.7
41.5
20.8
根据上述实验结果，初步判断该α－淀粉酶活性最高的条件为____________________________________________________。
答案　(1)基因组DNA
(2)5′　使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
(3)②　⑥
(4)8　13
(5)pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris－HCl
解析　(1)由题干信息可知某种海洋细菌含有α－淀粉酶基因，因此在扩增α－淀粉酶基因前需先从细菌中提取细菌的基因组DNA。
(2)由于引物的作用是引导子链的延伸，将脱氧核苷酸连接到引物上时，是与引物的3′端相连的，由此需在引物的5′端加上限制性酶切位点。常在两条引物上加入不同的限制性酶切位点的主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体，防止自身相连。
(3)进行PCR扩增时，退火的温度的设定是成败的关键，退火温度过高会使引物无法与模板的碱基配对，所以退火温度的设定与引物有关。延伸时间长短的设定与扩增片段的长度有关。
(4)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，该mRNA上5′端为AUG(起始密码子)，因此可依据三个碱基是一个密码子来分析图中虚线框中的碱基，可得出共有8个密码子。由于虚线框后的第一个密码子的第一个碱基已经确定为U，因此还有2个碱基未知，共可能有的种数为4×4＝16，又因为UAG、UGA、UAA为终止密码子，因此决定氨基酸的密码子最多有13种。
(5)据表格数据可知：α－淀粉酶在pH为8.5、缓冲液为50 mmol/L Tris－HCl的条件下相对活性为99.5%，初步判断此条件下酶活性最高。
3．如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。分析回答：

(1)图中实验材料A可以是____________等，研磨前加入的B应该是____________。
(2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是________________________，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是________________________。
(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的3种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的3种滤液，含DNA最少的是滤液________。
1
2 mol/L的NaCl溶液
搅拌后过滤
滤液E
2
0.14 mol/L的NaCl溶液中
搅拌后过滤
滤液F
3
冷却的95%的酒精溶液中
搅拌后过滤
滤液G
答案　(1)洋葱、菜花　洗涤剂和食盐
(2)使DNA溶解　使DNA析出
(3)G
解析　(1)用洋葱、菜花等材料提取DNA，破碎细胞时，加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂可以溶解细胞膜，有利于DNA的释放，食盐主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。
(2)在含有DNA的滤液中，加入2 mol/L的NaCl溶液，可以使DNA溶解而杂质析出；在滤液D中加入蒸馏水，当NaCl浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最小而析出。
(3)在滤液E中，DNA溶解度高，则含DNA最多；在滤液F中，因DNA溶解度低，则含DNA较少；在滤液G中，因DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精，则含DNA最少。
4．(2020·衡水中学一模)腺病毒为双链DNA病毒，具有很高的致病性，我国科学家研发的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗进展顺利，该疫苗以改造过的复制缺陷型腺病毒为载体，搭载上新冠病毒的S基因，进入受试者体内，使人体产生对S蛋白的免疫记忆。回答下列问题：
(1)新冠病毒为RNA病毒，简述获得新冠病毒的S基因的过程__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)构建重组DNA分子时需要用到限制酶，限制酶的作用是__________________________________________；若选用两种限制酶对新冠病毒的S基因进行切割，目的是____________________________________________(答出两点即可)；基因工程中常用的DNA连接酶有两种，分别是____________和________________，后者既能连接平末端又能连接黏性末端。
(3)疫苗制备中选取复制缺陷型腺病毒作为载体可以防止________________________，进而提高疫苗的安全性。
(4)疫苗注射入人体后，S蛋白合成的场所是________________________，S蛋白作为______________可引起人体产生特异性免疫反应。
答案　(1)提取病毒的RNA，通过逆转录获得其对应的DNA，PCR技术扩增得到S基因(或对病毒S基因进行测序，然后人工合成S基因)
(2)识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列并且断开特定部位的磷酸二酯键　防止S基因自身环化、防止S基因与载体反向连接　E．coliDNA连接酶　T4DNA连接酶
(3)病毒在人体内进行增殖　
(4)人体细胞内的核糖体　抗原
解析　(1)新冠病毒为RNA病毒，可提取该病毒的RNA，通过逆转录获得其对应的DNA，再通过PCR技术扩增得到该病毒的S基因或对病毒S基因进行测序，然后人工合成S基因。
(2)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列并且断开特定部位的磷酸二酯键；由于同种限制酶切割得到的两端黏性末端相同，用DNA连接酶连接时可出现S基因自身环化以及S基因与载体反向连接的现象，所以常选用两种限制酶对新冠病毒的S基因进行切割，目的是防止S基因自身环化、防止S基因与载体反向连接；基因工程中常用的DNA连接酶有两种，分别是E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，后者既能连接平末端又能连接黏性末端。
(3)复制缺陷型腺病毒不能增殖，在疫苗制备中选取复制缺陷型腺病毒作为载体可以防止病毒在人体内进行增殖，进而提高疫苗的安全性。
考点2　细胞工程
1　植物细胞工程及其应用

(1)植物组织培养的条件
①植物组织培养的关键
a．条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。
b．培养基状态：固体培养基。
c．体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。
②植物激素的使用
生长素/细胞分裂素的比值
作用效果
比值高时
促进根分化、抑制芽形成
比值低时
促进芽分化、抑制根形成
比值适中
促进愈伤组织形成
(2)植物体细胞杂交的关键
①酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
②促融剂——聚乙二醇。
③杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。
④培养杂种植株的技术——植物组织培养。
⑤杂种植株培育成功的原理——细胞膜的流动性、细胞的全能性。
　2　动物细胞工程及其应用
(1)动物细胞培养



(1)传代细胞的特点
传代培养10代以内的细胞核型稳定，10～50代时部分细胞核型发生变化，50代以后细胞已经发生了突变。
(2)原代培养与传代培养的区别：区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养结束，开始传代培养。
(3)动物细胞培养的条件
①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。
②营养条件
a．加入动物血清、血浆等。
b．通入氧气以满足代谢的需要。
c．通入二氧化碳以维持培养液的pH。
(2)动物细胞核移植技术
体细胞核移植的理论基础：动物体细胞核具有全能性
过程：

(3)动物细胞融合与单克隆抗体


1．(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______________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于________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
答案　(1)促性腺激素　减数第二次分裂中
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　维持培养液的pH
(3)分割　2
(4)①④
解析　(1)利用促性腺激素使雌性个体超数排卵，可得到较多的卵母细胞，将获得的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期时，才可以进行核移植。
(2)采集组织块是为了得到组织细胞，利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块可将组织细胞分散开；对组织细胞进行培养时，培养箱中CO2的作用是维持培养液的pH。
(3)为了获得更多的基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行分割。通过核移植技术获得的个体，其性染色体来自提供细胞核的个体，应为2号猪。
(4)检测病毒外壳蛋白基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交或DNA测序，检测目的基因是否在受体内表达常用的方法是抗原—抗体杂交。
2．利用现代生物技术，科研人员对马铃薯的培育进行了研究，请回答相关问题：

(1)培育马铃薯脱毒苗所依据的原理是______________________，该培育过程涉及________和________两个阶段。
(2)研究马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。据图可知，茎尖越小，脱毒率________，成苗率________，培养脱毒苗茎尖的适宜大小为________。
(3)若想培育出“番茄－马铃薯”植株，运用传统有性杂交________(填“能”或“不能”)得到可育的杂种植株，原因是____________________________________。
(4)若马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞中含n条染色体，则“番茄－马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________条染色体。
答案　(1)植物细胞的全能性　脱分化　再分化
(2)越高　越低　0.27 mm
(3)不能　不同种的植物存在生殖隔离
(4)2(m＋n)
解析　(2)据图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，培养脱毒苗茎尖的适宜大小为0.27 mm。
(3)由于番茄和马铃薯属于两个不同物种，而不同种的植物存在生殖隔离，所以若想培育出“番茄—马铃薯”植株，运用传统有性杂交不能得到可育的杂种植株。
(4)若马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞中含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞中含有(m＋n)条染色体，在有丝分裂后期含2(m＋n)条染色体。
3．(2020·河北衡水中学期末)《2018全球癌症统计数据》显示：肺癌、女性乳腺癌、结肠直肠癌已成为全球发病率最高的三种癌症。脂质体是由脂质双分子层构成的闭合球形囊泡，在治疗癌症方面起到一定的作用。回答下列问题：
(1)将抗癌药物包埋于脂质体内，将单克隆抗体连接在脂质体膜上，单克隆抗体可以与癌细胞表面的________结合，用于癌症的靶向治疗。单克隆抗体最广泛的用途是________________。
(2)在基因工程中，利用脂质体膜的流动性，将________________包埋于脂质体内，从而使外源基因导入受体细胞内。
(3)研究发现：奥曲肽能够抑制癌细胞增殖。如图表示将不同浓度的奥曲肽处理组分别培养24 h、48 h、72 h，测定细胞生长情况并计算抑制率。

①由图中结果可知，奥曲肽作用________h抑制效果最显著。奥曲肽对癌细胞的抑制率受__________的影响。
②在培养过程中，癌细胞虽然不具有____________的生长特点，但应定期____________，以便清除代谢产物。
(4)从红豆杉树皮中能分离出高抗癌活性的紫杉醇，为实现工厂化生产，可以通过植物组织培养技术来大量生产，写出生产过程图：________________________________________。
答案　(1)抗原　用作体外诊断试剂
(2)重组DNA(或基因表达载体)
(3)①48　作用时间和浓度　②接触抑制　更换培养液
(4)离体的红豆杉树皮细胞愈伤组织→提取紫杉醇
解析　(1)利用抗原—抗体的特异性结合，可以定向、定位找到癌细胞。单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂。
(2)基因工程的步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此将基因表达载体包埋于脂质体中，便于利用膜的融合将目的基因导入受体细胞。
(3)①由曲线可知，奥曲肽作用48 h抑制效果最好，且抑制效果与作用时间和浓度有较大关系。
②癌细胞在适宜条件下能无限增殖，因此不具有接触抑制的现象。培养过程中需要定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止代谢产物的积累对细胞自身造成伤害。
(4)利用植物组织培养技术，能将细胞培养成愈伤组织，再从愈伤组织中提取紫杉醇。
考点3　胚胎工程
1　早期胚胎发育过程分析

2　熟记胚胎工程的操作流程

胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精形成的，还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的或胚胎分割形成的。
3　理清胚胎工程各技术间的关系

4　理清治疗性克隆与生殖性克隆的关系
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区
别
目的
从胚胎中取干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
5　区分试管婴儿和设计试管婴儿

(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。
(2)试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(3)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，都是有性生殖。

1．熊猫在自然条件下受精困难，产子率较低，可以通过胚胎工程提高熊猫的产子率。根据所学知识回答下列问题：
(1)自然条件下，熊猫的受精作用是在雌性动物的________内完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到________时，说明卵子已经完成受精。
(2)一般情况科学家用体外受精技术和胚胎移植等方法，提高熊猫的产子率，一般情况，用________激素处理母体使其超数排卵，精子和卵子在体外受精以后，应将受精卵移入________中继续培养。在胚胎移植过程中，移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是________________________________________。
(3)为了进一步提高熊猫的产子率，科学家用了胚胎分割技术，该技术是动物的________生殖，所以子代遗传物质完全相同。进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的________胚或囊胚，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将________均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
答案　(1)输卵管　两个极体　(2)促性腺　发育培养液　受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应　(3)无性繁殖或克隆　桑椹　内细胞团
2．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程。请据图回答有关问题：

(1)图中c的操作名称是________，d、f的操作名称是________。
(2)图中用到的激素是________，其目的是获得更多的卵细胞，卵细胞受精后发育可得到早期胚胎；图中早期胚胎属于________期，其中胚胎干细胞来源于________(填数字符号)。
(3)过程h常用的方法是________。采用____________________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
(4)图中A、B牛的性别________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)
答案　(1)胚胎分割　胚胎移植　(2)促性腺激素　囊胚　③　(3)显微注射法　DNA分子杂交　(4)相同
解析　(1)分析图可知，a、b过程分别为体外受精和早期胚胎培养，c操作为胚胎分割，d、f操作为胚胎移植。
(2)用促性腺激素处理母畜，可获得更多的卵母细胞，卵母细胞受精后发育可得到早期胚胎，囊胚的内细胞团具有全能性，胚胎干细胞来源于此。
(3)常用显微注射法将外源目的基因导入动物细胞中，可采用DNA分子杂交技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。
(4)A、B牛由同一个胚胎分割发育而成，二者的遗传物质相同，性别相同。
3．(2015·山东高考)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：

(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。
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　标记
(4)内细胞团　B
解析　(1)由图示可知，过程①表示利用个体A的去核卵(母)细胞和个体B的体细胞核通过核移植技术构建重组细胞；过程②表示将重组细胞进行早期胚胎培养，培养至囊胚期，然后从内细胞团中获取胚胎干细胞，之后定向诱导分化形成所需要的组织器官并进行器官移植。
(2)动物细胞培养需要适宜的外界条件，例如无菌无毒的环境、营养、温度和pH、气体环境等，其中CO2用以维持培养液的pH。
(3)基因工程中需要用限制酶切割目的基因和载体，以获得相同的末端，再用DNA连接酶连接成基因表达载体。基因表达载体包含目的基因、标记基因、启动子、终止子等结构，标记基因用于筛选成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞来自内细胞团细胞或原始性腺细胞。图示克隆器官细胞核来自个体B，获得的组织器官与个体B不会发生免疫排斥反应。
考点4　生态工程
1　生态工程基本原理的判断方法
(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。
(2)体现物种多，营养关系复杂→物种多样性原理。
(3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调与平衡原理。
(4)涉及自然、经济和社会→整体性原理。
(5)涉及结构、功能，分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理、系统学和工程学原理。
(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和→系统整体性原理、系统学和工程学原理。
2　农业生态系统的设计方案应当符合的原则
(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。
(2)应当能够构成一个合理的生产结构。
(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源。
(4)应当体现减少环境污染的原则。
(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。
(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现物质的良性循环。

1．某农户建立了小型的“蔬菜—鸡、猪—沼气”系统。请回答：
(1)这一系统属于人工干预下的________生态系统，其生物组成成分包括生产者、消费者和________，在分析该生态系统的经济效益时，除了考虑这三者的投入与产出外，还要考虑________的投入。
(2)在该生态系统中，利用发酵技术产生沼气开发生物能属于________的生态工程。
A．生物多样性保护和持续利用
B．节水和废水处理与利用
C．山区小流域综合治理与开发
D．洁净及可再生能源系统组合利用
答案　(1)庭院　分解者　劳动者　(2)D
2．实施西部大开发，要切实搞好生态环境保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等。
材料一　据计算，要维持一个6口人的牧民家庭生活所需的食物，需饲养35～40头牛，其中一半必须是母牛，以提供牛奶和繁殖小牛，其余为2～3头公牛，15～18头小母牛和几头小公牛。这一畜群所需的牧场面积取决于降雨量(因降雨量影响产草量)，在降雨量为250 mm地区，约需400公顷放牧地。
材料二　“退耕还林工程”囊括25个省(区、市)和新疆生产建设兵团，共1897个县(含市、区、旗)。到2010年，完成退耕地造林1467万hm2，宜林荒山荒地造林1733万hm2，陡坡耕地基本退耕还林，严重沙化耕地基本得到治理，工程区林草覆盖率增加4.5个百分点，工程治理地区的生态状况得到较大改善。
(1)在生态工程中，人类应用了____________________等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。
(2)在西部地区“退耕还林还草”的目的是________________________________，从而能够提高生态系统的自我调节能力。
(3)根据______________原理可知，西部地区的草场要注意合理放牧，需要考虑________________________，因为若超过其限度，就会引起________________。
(4)一般来说，生态工程的目标除了治理环境污染之外，主要是对已被破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行________________。
答案　(1)生态学和系统学
(2)增加当地物种多样性
(3)协调与平衡　环境承载力　系统的失衡和破坏
(4)生态恢复