2019高考生物一轮总复习 现代生物科技专题练案（打包4套）新人教版选修3.zip

1练案[39] 基因工程一、选择题1．(2017·海口模拟)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 ( D )导 学 号 21963049A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其 mRNAC．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素 DNA 序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白[解析] 基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C 项只能说明完成了目的基因的导入，B 项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。2．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 )导 学 号 21963050A．提取矮牵牛蓝色花的 mRNA，经逆转录获得互补的 DNA，再扩增基因 BB．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 BC．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] 提取矮牵牛蓝色花的 mRNA，逆转录得到 DNA，然后扩增，可获得大量的基因B，A 正确；从基因文库中获取目的基因，只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息进行筛选对比即可，不需要用限制酶进行切割，B 错误；目的基因与质粒的连接需要用DNA 连接酶，而不是 DNA 聚合酶，C 错误；目的基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入，而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，D 错误。3．基因工程利用某目的基因(图甲)和 P1 噬菌体载体(图乙)构建重组 DNA。限制性核酸内切酶分别是 BglⅡ、 EcoRⅠ和 Sau3AⅠ。下列分析错误的是 ( D )导 学 号 21963051A．构建重组 DNA 时，可用 BglⅡ和 Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体B．构建重组 DNA 时，可用 EcoRⅠ和 Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体C．图乙中的 P1 噬菌体载体只用 EcoRⅠ切割后，含有 2 个游离的磷酸基团D．用 EcoRⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，只能产生一种重组 DNA2[解析] 由题图可知， BglⅡ、 Sau3AⅠ及 EcoRⅠ三种酶在目的基因和 P1 噬菌体上都有切口，故可用 BglⅡ和 Sau3AⅠ或 EcoRⅠ和 Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体；图乙 P1 噬菌体载体为环状 DNA，只用 EcoRⅠ切割后产生两条反向双螺旋链状 DNA，有 2 个游离的磷酸基团；用 EcoRⅠ切割目的基因所在片段和 P1 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，能产生不止一种重组 DNA。4．(2016·信阳模拟)关于蛋白质工程的说法，正确的是 ( B )导 学 号 21963052A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的 mRNA 来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的[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。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。5．下列有关基因表达载体的构建的说法中，不正确的是 ( B )导 学 号 21963053A．需要限制酶和 DNA 连接酶参与B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C．可用抗生素基因作为标记基因的种类D．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤[解析] 构建基因表达载体时需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，以产生相同的黏性末端，然后用 DNA 连接酶连接；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的；抗生素基因的作用是作为标记基因，鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来；基因表达载体的构建是整个基因工程的核心环节。6．下列有关限制性核酸内切酶的叙述，正确的是 ( B )导 学 号 21963054A．用限制性核酸内切酶切割一个 DNA 分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有 2 个B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在 DNA 中出现的概率就越大C．—CATG ↓ 和—G ↓ GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒[解析] 用限制酶切割 DNA 分子中部获得一个目的基因时，需剪切 2 次，水解磷酸二酯键 4 个；限制酶识别序列越短，则该序列在 DNA 中出现的概率就越大；—CATG ↓ 和—3G↓ GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端均有 4 个碱基；切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶，如果不同的限制酶切割 DNA 分子所产生的末端也存在互补关系，则两末端也可连接。7．下列关于载体的叙述，错误的是 ( D )导 学 号 21963055A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组 DNA 分子B．对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C．目前常用的载体有质粒、λ 噬菌体的衍生物和动植物病毒D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割[解析] 标记基因的作用是用于受体细胞的鉴别和筛选。8．科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因 a 转移到玫瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是 ( A )导 学 号 21963056A．利用 DNA 分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中获取基因 aB．用氯化钙溶液处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态C．用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞D．将基因 a 导入玫瑰细胞的液泡中，防止其经花粉进入野生玫瑰[解析] 将目的基因导入微生物细胞时，用氯化钙溶液处理受体细胞，可使其处于感受态，利于目的基因的导入。由于不知道标记基因的种类，用含四环素的培养基不一定能筛选出转基因玫瑰细胞。将目的基因导入玫瑰叶肉细胞的叶绿体基因组中，可防止其经花粉进入野生玫瑰，液泡中无 DNA。二、填空题9．(2017·云南昆明摸底调研)科学家将拟南芥的抗寒基因(CBFl)，转入香蕉以获得抗寒的香蕉品种。下图是某质粒载体上的 SacⅠ、 XbaⅠ、 EcoRⅠ、 HindⅢ四种限制酶的切割位点示意图。 导 学 号 21963057据图回答问题：(1)在该实验中为构建基因表达载体，用 SacⅠ、 XbaⅠ切下 CBFl 基因后，对质粒载体进行切割的限制酶是__ SacⅠ、 XbaⅠ__，理由是__用相同限制酶切割来源不同的 DNA 后，可产生相同的末端__。(2)连接 CBFl 基因到该质粒载体后，作为基因表达载体的组成还必须有__启动子和终4止子__。将重组质粒导入香蕉细胞最常用的方法是__农杆菌转化法__。(3)为了鉴别受体细胞中是否含有 CBFl 基因，可用含__氨苄青霉素__的培养基进行筛选。(4)科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行__低温__处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果__实验组的抗寒能力明显高于对照组__，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。 [解析] (1)在基因工程中，用相同限制酶切割来源不同的 DNA 后，可产生相同的末端，所以和含目的基因的 DNA 一样，质粒也应使用 SacⅠ、 XbaⅠ进行切割。(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因等。香蕉细胞是植物细胞，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。(3)据图分析，质粒上的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，所以为了鉴别受体细胞中是否含有 CBFl 基因，可用含氨苄青霉素的培养基进行筛选。(4)根据题干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科学家将生长健壮、苗龄一致的转基因香蕉(实验组)与非转基因香蕉(对照组)进行低温处理，鉴定两组之间的抗寒性差异，如果实验组的抗寒能力明显高于对照组，则说明获得了抗寒的香蕉优质品种。10．(2017·重庆八中第一次适应性考试，40)科学家利用基因工程(DNA 重组技术)成功培育出一种能够表达人类乳汁中常见蛋白的转基因水稻，使大米及其制品具有一定的抗菌作用。请回答下列相关问题： 导 学 号 21963058(1)在基因工程中，常用到的工具酶是__限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶__。 (2)利用水稻的成熟叶片为材料，同时构建 cDNA 文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA 文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是__ cDNA 文库中只含有叶肉细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因__。(3)在基因表达载体中，启动子是__RNA 聚合酶__识别并结合的部位，导入该水稻中的基因表达载体除启动子和目的基因外，还应含有__标记基因和终止子__等。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，常用的原核生物是__大肠杆菌__。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有__金粉__和__钨粉__粒子。 (5)由转基因水稻生产的相关大米制品有一定的抗菌作用，是因为制品中含有__溶菌酶(或抗体)__。[解析] (1)基因工程中常用到限制酶和 DNA 连接酶。(2) cDNA 文库中含有某种生物的部分基因，而基因组文库含有某种生物的全部基因，本题中 cDNA 文库中只含有叶肉细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中，启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位。基因表达载体中除了启动子和目的基因外还需要有标记基因、终止子等。如果采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，常用的原核生物是大肠杆菌。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属5颗粒有金粉和钨粉粒子。(5)由转基因水稻生产的相关大米制品有一定的抗菌作用，是因为制品中含有抗菌的物质溶菌酶或抗体。11．(2017·唐山一模)如图为培育转基因山羊生产人 β—酪蛋白的流程图。请回答下列问题： 导 学 号 21963059(1)过程①为基因工程中的__构建基因表达载体__，人 β —酪蛋白基因为__目的基因__，可从基因文库中获取，基因文库包括__基因组文库和部分基因文库__。(2)过程②指的是胚胎移植过程，一般选取__桑椹胚时期或者囊胚期__的胚胎进行胚胎移植，不选用原肠胚时期的胚胎。(3)过程③为加速转基因动物的繁育，可以采用__胚胎分割移植__、__体细胞核移植(或克隆技术)__等方法。(4)过程④指的是目的基因的表达，包括__转录与翻译__两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是__抗原—抗体杂交__。[解析] (1)由图可知，①为基因表达载体的构建，人 β—酪蛋白基因为目的基因，基因文库包括基因组文库和部分基因文库。(2)一般选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行胚胎移植。(3)为获得更多的转基因动物，可以采用胚胎分割移植和体细胞核移植(克隆)等方法。(4)基因表达包括转录和翻译两个阶段，在分子水平上检测目的基因是否在转基因山羊体内成功表达的方法是抗原—抗体杂交。12．(2016·潍坊模拟)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分解，治疗效果受到影响。如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：导 学 号 21963060(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__蛋白质的预期功能__。(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__根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用 DNA 合成仪来合成新的胰岛素基因6__。(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：__Error!__。DNA 连接酶对所连接的 DNA 两端碱基序列是否有专一性要求？__否__(填“是”或“否”)。(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__农杆菌转化法__。(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__蛋白质工程__、__基因工程__和发酵工程。[解析] (1)构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2)根据蛋白质的预期功能，推测新的胰岛素中氨基酸的序列，进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。(3)将目的基因导入植物细胞中，最常用的转化方法是农杆菌转化法。(4)限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列，产生特定的黏性末端或平末端，而 DNA 连接酶对所连接的 DNA 两端碱基序列却没有专一性要求。(5)生产自然界中本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程、基因工程等技术。1练案[40] 细胞工程一、选择题1．(2017·临沂质检)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 ( D )导 学 号 21963061A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C．二倍体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] 考查动物细胞培养的特点。保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞，所以 A 错。克隆培养法在培养细胞时由于所有子代细胞都来自于一个亲代细胞，所以基因型一般都相同，B 错；二倍体细胞的传代培养在培养 10 代左右多数会死亡，少数生存下来的细胞在 50 代左右会大量死亡，只有少数遗传物质改变的才能无限增殖 ，C 错。恶性细胞系的细胞有无限增殖的特点，可以进行传代培养。2．(2016·锦州质检)某实验室做了下图所示的实验研究，下列与实验相关的叙述正确的是 ( C )导 学 号 21963062A．过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变B．过程②属于动物细胞培养过程中的原代培养C．丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体D．过程③④所用的培养基中都含有聚乙二醇[解析] 理解动物细胞培养及融合的过程是解题关键。过程①是将高度分化的成纤维母细胞诱导形成干细胞，属于基因重组；过程②的实质是基因的选择性表达，属于细胞分化；丙细胞是由 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后形成的，它同时具备了 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点：既能无限增殖，又能分泌特异性抗体；过程③是动物细胞融合，可使用聚乙二醇作为诱导剂，过程④是动物细胞培养产生单克隆抗体，不需要聚乙二醇。3．关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是 ( B )导 学 号 21963063A．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] 本题考查了细胞培养的相关基础知识。由于动物细胞和植物细胞培养环境要求和营养物质不同，二者培养时所选的培养基也不同，A 正确；植物组织培养过程中不需要胰蛋白酶，B 不正确；烟草叶片离体可培养成新个体，体现了细胞的全能性，小鼠杂交2瘤细胞由于具备癌细胞持续分裂增殖的特点，可用离体培养增殖，C 正确；许多致畸、致癌物质加入细胞培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异，根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性，刚刚分裂形成的茎尖细胞一般不含病毒，可用于植物脱除病毒，D 正确。4．下列技术或方法与原理不相符的是 ( B )导 学 号 21963064A．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖B．植物组织培养和制备单克隆抗体——细胞的全能性C．原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性D．纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁——酶的专一性[解析] 制备单克隆抗体是将骨髓瘤细胞和免疫过的 B 淋巴细胞融合，形成杂交瘤细胞，利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖的原理。5．(2017·武汉月考)下列关于“筛选”的叙述，错误的是 ( C )导 学 号 21963065A．在诱变育种、杂交育种、单倍体育种过程中都要进行筛选B．在制备单克隆抗体、通过植物体细胞杂交的方法获得杂种植株的过程中要进行筛选C．在小鼠胚胎细胞培养过程中，通过筛选可以获得具有无限分裂能力的细胞系D．将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选[解析] 诱变育种、单倍体育种和杂交育种会产生多种不同性状的子代，要得到特定性状的品种必须进行筛选；植物的原生质体融合时有三种不同的融合原生质体(在只考虑两两融合的情况下)，最终需要的是两种不同植物的原生质体的融合体，所以必须进行筛选；将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选，选出导入成功的受体细胞；动物细胞培养中能无限分裂的细胞在培养基中保留，其他细胞衰亡，不需筛选。6．下列有关细胞工程的说法正确的是 ( A )导 学 号 21963066A．在愈伤组织形成的过程中，除适宜的温度、pH 和无菌条件外，还需要有植物激素进行调节B．植物体细胞杂交前需要用酶去除细胞壁获得原生质体，然后再用灭活的病毒促进融合C．利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式D．动物细胞应在含 5%的 CO2的恒温箱中培养，CO 2的作用是为细胞提供碳源[解析] 在愈伤组织形成的过程中，需添加生长素和细胞分裂素等植物激素进行调节；灭活的病毒是促进动物细胞融合特有的方法；核移植属于克隆，为无性生殖，不会产生新物种；动物细胞应在含 5%的 CO2的恒温箱中培养，CO 2的作用是维持培养液中的 pH。7．下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，根图分析错误的是( B )导 学 号 219630673A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D．④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理[解析] 紫外线照射可诱导原生质体发生突变，但突变是不定向的。8．(2017·烟台月考)细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择合理的是 ( B )导 学 号 21963068A．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．选择早期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．选择植物的愈伤组织进行诱变处理一定能获得优质的突变体D．选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得抗毒苗[解析] 高度分化的动物体细胞已经没有分裂能力，所以不能增殖获得大量细胞。早期胚胎细胞具有全能性，所以选择早期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。突变是不定向的，选择植物的愈伤组织进行诱变处理可能获得优质的突变体。植物的茎尖分裂快，病毒不能寄生，所以选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗。二、填空题9．(2017·宝鸡一检)现有甲、乙两个番茄品种(染色体数 2n＝24)，其基因型分别为AAbb 和 aaBB，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于 500 勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa 或 bb)作用的结果。取甲乙两品种的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。然后，放到大于 500 勒克斯光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题： 导 学 号 21963069(1)甲、乙两番茄品种花粉经过花药离体培养技术而形成的植株是__单__倍体。(2)将叶肉细胞制成原生质体时，使用__纤维素酶和果胶酶__破除细胞壁。(3)在细胞融合技术中，常用的化学试剂是__聚乙二醇(PEG)__。融合后形成的细胞类型有__3__种(这里仅考虑 2 个原生质体的相互融合)。(4)细胞融合成功的标志是__再生出细胞壁__。(5)细胞融合后诱导产生的细胞团叫__愈伤组织__。(6)在大于 500 勒克斯光照下培养，能分化的细胞团的基因型是__AaBb__(这里只考虑2 个原生质体的相互融合)。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是__24__。4[解析] (1)由配子直接发育而来的植株是单倍体。(2)叶肉细胞有细胞壁，因此要制成原生质体时，先要把细胞壁分解掉，细胞壁的成分主要为纤维素和果胶，因此要用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁。(3)人工诱导植物细胞融合的方法有物理法和化学法，常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，可用的物理方法是离心、振动、电激。若只考虑两两结合的情况，会出现 3 种类型的融合细胞，即甲细胞自身融合形成的细胞，乙细胞自身融合形成的细胞及甲和乙细胞相融合形成的杂种细胞。(4)原生质体长出了新的细胞壁，说明细胞融合成功。(5)细胞融合后形成杂种细胞，杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织。(6)大于 500 勒克斯光照下培养，隐性纯合基因(aa 或 bb)有致死作用，只有杂种细胞才能存活，即基因型为AaBb 的细胞团存活。由杂种细胞发育成的植株，其染色体数是 24 条。10．(2017·福建漳州第一次月考，44)下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛 B 细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：导 学 号 21963070(1)图中①、②所示的结构分别是__细胞核__、__内细胞团__。(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是__(体细胞)核移植技术__、__基因工程(转基因技术或重组 DNA 技术)__。 (3)过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，含有营养物质丰富外，还因为它__含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质__。 (4)过程④通常采用的方法是__显微注射技术__。(5)过程④的完成需要用到的非酶基因操作工具为__载体__。(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是__不发生免疫排斥反应__。 [解析] (1)体细胞核移植利用体细胞核和去核卵细胞。内细胞团细胞具有发育的全能性，此时导入健康胰岛 B 细胞基因，可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛 B 细胞群。(2)图中③是将体细胞核和去核卵细胞重组为一个细胞，为体细胞核移植技术。图中④是将健康胰岛 B 细胞基因导入受体细胞，为基因工程技术。(3)过程③通常用去核卵细胞作为受体细胞，除了因为它体积大，易操作，含有营养物质丰富外，还因为其含有能够激活细胞核全能性表达的物质。(4)将目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。(5)基因工程基本工具为限制酶、DNA 连接酶、载体，载体为非酶基因操作工具，通常为质粒。(6)图示方法与一般的异体移植相比可避免免疫排斥。11．下图为通过植物体细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程，请回答：导 学 号 219630715(1)图中①②过程处理后可获得具有活力的__原生质体__。过程③一般可用__聚乙二醇__作为诱导剂来诱导细胞融合。(2)过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是__植物组织培养__，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是__全能性高、易培养成愈伤组织__。(3)⑤过程为__脱分化__，即让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的__结构和功能__而转变为未分化的状态。(4)⑥过程表示通过__再分化__形成不同的组织和器官，其根本原因是__基因选择性表达__。(5)人们培育“番茄—马铃薯”的目的是想获得地上结番茄，地下结马铃薯的植株，从理论上这种设想是可以实现的，原因是__该植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息__。但最后却未能如愿，其原因是__基因的表达相互调控、相互影响__。尽管如此，从整个过程来看，植物体细胞杂交的研究在__克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍__方面，取得了巨大突破。 [解析] (1)图中①②为去壁处理获得具有活力的原生质体的过程。过程③为诱导细胞融合过程，一般可用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来进行。(2)图中⑤⑥⑦为植物组织培养过程，其原理是植物细胞具有全能性；植物组织培养时选用的材料通常是分生组织，原因是分生组织的全能性高，易培养形成愈伤组织。(3)过程⑤为脱分化，即让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变为未分化的状态。(4)⑥过程表示通过再分化形成不同的组织和器官，其根本原因是基因的选择性表达。(5)“番茄—马铃薯”从理论上可以实现地上结番茄，地下结马铃薯，原因是该杂种植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息，但最后却未能实现的原因是基因的表达相互调控、相互影响。植物体细胞杂交的研究在克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍方面，取得了巨大突破。12．下列是生物学技术制备单克隆抗体的两个途径模式简图。 导 学 号 21963072(1)过程①得到的 Y 细胞称为__杂交瘤细胞__。得到的单克隆抗体最主要的优点是__特异性强、灵敏度高、并可大量制备__。(2)④过程需要__反(逆)转录__酶，⑥过程需要用__Ca 2＋ (或 CaCl2)__处理受体细胞。6(3)若抗体 1 与抗体 2 的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构是否相同？__不同__为什么？__抗体 2 形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体 1 形成过程经过内质网和高尔基体的加工__。(4)如果想用棉花生产该种抗体，则⑥过程的受体细胞通常选用__农杆菌__，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过__植物组织培养__技术获得能产抗体的转基因棉花植株。[解析] 分析图形可知，图中①是动物细胞融合，②是动物细胞培养，③是分离提取mRNA，④是反(逆)转录形成目的基因，⑤是构建重组质粒，⑥是将目的基因导入大肠杆菌。(1)过程①将经免疫的 B 细胞与骨髓瘤细胞融合得到 Y 细胞，即杂交瘤细胞，杂交瘤细胞产生的单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高、并可大量制备。(2)④过程是反转录形成目的基因，⑥过程是将目的基因导入大肠杆菌，需要用 Ca2＋ (或 CaCl2)处理受体细胞，使其处于感受态，易于吸收外源 DNA。(3)抗体 2 形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体 1 形成过程经过内质网和高尔基体的加工，所以若抗体 l 与抗体 2 的氨基酸排列顺序虽然相同，但两者的空间结构不同。(4)如果想用棉花生产该种抗体，则利用农杆菌转化法，即⑥过程的受体细胞通常选用农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过植物组织培养技术获得能产抗体的转基因棉花植株。1练案[41] 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题一、选择题1．关于体内受精的顺序，正确的是 ( D )导 学 号 219623073①第一次卵裂开始 ②释放第二极体 ③顶体反应 ④穿越透明带 ⑤雌、雄原核的形成 ⑥核膜消失A．①②③④⑤⑥ B．③②④⑤⑥①C．④⑤②①③⑥ D．③④②⑤⑥①[解析] 受精过程包括精、卵相遇，发生顶体反应，精子穿越放射冠；精子接触透明带；精子穿越透明带，接触卵细胞膜；精子头膨胀，同时卵子完成减数第二次分裂，释放第二极体；雌、雄原核形成，核膜消失，两个原核融合；第一次卵裂即将开始。2．(2016·哈尔滨质检)下列有关生物技术安全性的叙述，错误的是 ( 导 学 号 21963074D )A．生物技术可造福人类，也能威胁社会B．转基因生物带来的安全性问题主要包括食物安全、环境安全、生物安全C．人们对转基因食品的担心，从某些实例来看并非是多余的D．在严格控制和检验下培育的转基因生物绝对不会危害其他生物体的生存和环境[解析] 在严格控制和检验下培育的转基因生物也可能会危害其他生物体的生存和环境。3．下列哪种生物不能作为生物武器 ( C )导 学 号 21963075A．伤寒杆菌 B．炭疽杆菌C．乳酸菌 D．天花病毒[解析] 本题考查生物武器的种类。生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等，乳酸菌是一种非致病菌，因此不能作为生物武器。4．下列哪些说法已得到了证实 ( C )导 学 号 21963076A．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的生物的生存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] 从理论上说，一些转基因植物可能会成为“入侵的外来物种” ，威胁着生态系统中其他生物的生存，但没有被证实，故 A 错误；转基因抗除草剂植物可能使杂草成为抗除草剂的“超级杂草” ，没有得到证实，故 B 错误：抗虫棉和抗虫玉米已经成功，故 C 正确；到目前为止，还没有发现因食用转基因食物而死亡的病例，故 D 错误。5．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N 表示染色体组)。据2图分析，下列叙述错误的是 ( C )导 学 号 21963077A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞[解析] 据图可知，初级卵母细胞形成次级精母细胞的过程需要促性腺激素的调节，A 正确；细胞Ⅲ为次级卵母细胞，减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B正确；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体数目依次为：2N、2N、4N，染色体数不同，C 错误；动物细胞的受精卵全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D 正确。6．培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( A )导 学 号 21963078Error!― ― →乙 受 精 卵― ― →丙 早 期胚 胎 ― ― →丁 代 孕 母 羊 ― ― →繁 育 试 管 山 羊A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内[解析] 甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵；乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用；受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行的，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行的；丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育的过程。7．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是 ( C )导 学 号 21963079A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物[解析] 用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性，只需诱导干细胞分化形成相应的组织即可，A 错误；用脐带血中的干细胞不能治疗这3个孩子所有的疾病，如传染性疾病等，B 错误；如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用细胞培养技术，然后发育成器官，C 正确；自体器官移植不会发生免疫排斥反应，所以自体移植后不需要用免疫抑制药物，D 错误。8．下列有关设计试管婴儿的说法，错误的是 ( C )导 学 号 21963080A．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、胚胎移植和植入前胚胎遗传学诊断技术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，而后者技术上已经很成熟D．将设计试管婴儿技术用于设计婴儿性别也是该技术引发争议的原因之一[解析] 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，A 正确；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，B 正确；设计试管婴儿技术必须获得政府部门的相关批准证书，以防该技术的滥用，试管婴儿技术为许多不孕夫妇解决了不育问题，同样也需要得到政府的审批，C 错误；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，D 正确。二、填空题9．(2016·青岛模拟)下图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题。导 学 号 21963081(1)①阶段常用__促性腺__激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)冲卵的生理基础是__早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系__。(3)③阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到__囊胚__或__桑椹胚__阶段。(4)若要通过④获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对③阶段检查合格的胚胎进行__胚胎分割__技术处理，该过程中应注意对__内细胞团__进行均等分割。(5)ES 或 EK 细胞的形态特征是__体积小、细胞核大、核仁明显__，在培养液中加入__分化诱导因子__，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。[解析] (1)胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系，这是冲卵的生理基础。(3)胚胎移植前对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。(4)应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体，胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割。4(5)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，胚胎干细胞在培养时加入分化诱导因子，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。10．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： 导 学 号 21963082(1)图中 c 的操作名称是__胚胎分割__，d、f 的操作名称是__胚胎移植__。(2)图中用到的激素是__促性腺激素__，其目的是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；图中早期胚胎属于胚胎发育的__囊胚__期，其中胚胎干细胞来源于__③__(填数字标号)。(3)过程 h 常用的方法是__显微注射法__。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)图中 A、B 牛的性别__相同__(填“相同” “不相同”或“不一定相同”)。[解析] (1)分析题图可知，a 过程是体外受精，b 过程是早期胚胎培养，c 操作是胚胎分割，d、f 操作是胚胎移植。(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；胚胎移植时宜选用桑椹胚期或囊胚期胚胎，囊胚的内细胞团细胞具有全能性，胚胎干细胞可来源于此。(3)常用显微注射法将外源基因注入受精卵中，用 DNA 分子杂交技术检测牛 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而来，二者遗传物质相同，性别相同。11．我国全面二孩政策已于 2016 年 1 月 1 日起正式实施。十二年前，33 岁的产妇朱女士利用试管婴儿技术，成功生下一个男孩。2016 年 3 月，朱女士决定生育第二个孩子，医院找到当年为她冷冻的“胚胎” ，经过检胎等程序，朱女士已成功怀孕 12 周。冷冻 12 年后的胚胎经复苏、植入，该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。有意思的是，这个沉睡了 12 年的“冰宝宝” ，跟自己 11 岁的亲哥哥其实是“同龄” 。请回答以下相关问题： 导 学 号 21963083(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，医生在取卵前通常需要注射__促性腺__激素，促使一次有更多的卵泡发育。试管婴儿技术采用了体外受精等技术，精子顶体内含有的__顶体酶__能协助精子穿过卵细胞的__放射冠和透明带__最终进入卵细胞内完成受精作用。 (2)通过胚胎移植技术将冷冻的“胚胎”移入朱女士子宫内，使其继续发育，胚胎移植的实质是__早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移__。沉睡了 12 年的“冰宝宝”跟自己 11 岁的亲哥哥其实是“同龄” 。二者性别相同的概率为__1/2__。(3)若进行试管婴儿的某夫妇，其中妻子患有线粒体疾病(线粒体 DNA 缺陷)，则子女患病的情况为__全患病__，该疾病的遗传__不遵循__(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传5定律。 (4)与试管婴儿相比，人们对克隆人争议较大。持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子；但是坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和__染色体检查__等方法得到解决。而有些人利用试管婴儿技术选择生男孩还是女孩，从种群特征角度分析，这会严重影响人口的__性别比例__，进而影响人口数量，产生一系列社会问题。 [解析] (1)注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡发育；精子顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵细胞的放射冠和透明带，最终进入卵细胞。(2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；生男、生女的概率相等，均为 1/2。(3)线粒体疾病的遗传方式是细胞质遗传，具有母系遗传的特点，不遵循孟德尔遗传定律，母亲患病子女全患病。(4)通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法，可检测出有严重缺陷的胚胎；人为地选择生男孩还是生女孩，会严重影响人口的性别比例。12．(2017·江西南昌检测)一对表现正常的夫妇，其家族中都有遗传性囊性纤维病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后，决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。 导 学 号 21963084(1)医生首先为女性注射__促性腺激素__，刺激卵泡成长，实现控制性超数排卵，然后在局部麻醉下从卵巢中吸取__卵母细胞__，并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中，置于 37 ℃培养箱中培养。(2)从男性体内采集精子经过__获能__处理，其方法通常采用__培养法__和__化学诱导法__。处理后的精子与卵子放在含有__受精培养液(或获能溶液)__的同一培养皿中完成__体外受精__。(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养，检查__受精状况和发育能力__，分别对多个胚胎的细胞进行基因检测，选择出无致病基因的胚胎(__8～16__个细胞阶段)植入母亲__子宫__内，避免遗传病孩子的出生。