（全国通用）2017版高考生物一轮复习 现代生物科技专题（课件+试题）（打包12套）新人教版选修3.zip

1第 37 讲 生态工程演练真题 领悟考向1.(2014·重庆卷，7Ⅰ)为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。(1)对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如题图所示。 t0→ t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的________转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在________，导致群落中植物物种数增加； t1→ t3，人工林抵抗力稳定性的变化是________；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间________加剧。(2)通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的__________________原理。答案 (1)分解者 种子或繁殖体 增强 竞争(2)整体性(系统论)2.(2013·广东理综，26)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染，生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含 7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及 PAHs 迁移的影响，结果见下表：测定项目 红壤 红壤＋污泥红 壤 ＋ 含7%生 物 质炭 的 污 泥土壤 PAHs 含量(μg·kg －1 )527 1 079 765黑麦草叶绿素含量(mg·g－1 )2.0 2.1 2.3黑麦草每盆干重/g 1.7 2.3 2.7黑麦草 PAHs 含量(μg·kg －1 )401 651 4282(1)生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞____________加强，________合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥________________________________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的 PAHs 含量________，但生物质炭的输入____________________________，从而降低 PAHs 污染的风险，由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用，污泥的应用符合生态工程的____________________原理。解析 (1)根据题意，土壤疏松，根系细胞有氧呼吸加强，ATP 的合成增加，促进根系对土壤养分的吸收。(2)从表中看出，施用含生物质炭的污泥中由于富含无机营养成分，叶绿素含量增多，光合作用强度增大，促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs 含量升高，但生物质炭的输入使土壤和黑麦草的 PAHs 含量下降；污泥中的有机物在分解者的分解作用下产生的二氧化碳和无机盐是植物光合作用的原料，符合生态工程的物质循环再生原理。答案 (1)有氧呼吸 ATP (2)使黑麦草叶绿素含量提高，促进光合作用的进行，有利于有机物的积累 增加 降低土壤 PAHs 含量和黑麦草对 PAHs 的吸收与积累 物质循环再生1第 37 讲 生态工程限 时 训 练 提 升 考 能(时间：15 分钟)1.如图是我国常见的一种生态农业示意图，请据图回答：(1)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、________原理、________原理、________原理。农作物、苍蝇分别属于该生态系统成分中的________、________，沼气池中微生物的异化作用类型主要是________。(2)该生态系统建立的意义在于人为调整生态系统的能量流动关系，使能量____________________________，其最大生态效益是通过多层次分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用了有机物中的________，又________。(3)一般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。答案 (1)物质循环再生 物种多样性 系统学和工程学 生产者 分解者 厌氧型 (2)尽可能流向对人类最有益的部分 能量 减少了环境污染 (3)已被破坏的生态环境(或受损的生态环境) 2.生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶。请回答下列关于生态工程的问题：(1)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________________，达到经济效益与生态效益的同步发展。(2)在农业和林业生产中，连年种植单一品种会造成病虫害增加，其主要原因是生态系统的________________稳定性降低，这主要违反了生态工程的________________原理。(3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少________________，使湿地依靠________________等机制复其生态功能。(4)在城市环境治理中，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等，这主要体现了生态工程的________________原理。(5)根据生态工程方面的内容，请你列举出一种对城市垃圾的处理办法：2________________________________________________________________________。答案 (1)物质循环 环境污染 (2)抵抗力 物种多样性 (3)人类的干扰 自然演替 (4)整体性 (5)对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用；改露天放置为掩埋处理，地表种植植物等(合理即可)3.下图表示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是________________。人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第________营养级。(2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过________作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。(3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的________，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力________。(4)建立该生态系统遵循的原理主要是______________、________________。答案 (1)生产者(或桑树)通过光合作用固定的太阳能总量 一(2)分解者(或微生物)的分解(3)多级(或充分)利用 较强(4)物质循环再生原理 生物多样性原理4.(2015·浙江台州一次统练，44)下图是我国南京古泉生态农场的以沼气为纽带，联动农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的物质循环利用示意图，请据图回答问题。3(1)图中蘑菇房中的蘑菇属于生态系统成分中的________。(2)某同学据图写出一条捕食食物链：果树― →蚯蚓― →鸡，该食物链________(填“正确”或“不正确”)。(3)该生态工程的核心技术是________。若在果园中同时种植蔬菜，属于________技术。图中的沼气工程是在沼气池的基础上增添了脱硫塔等设施，更加优化了________的新能源开发技术。(4)此生态农业与传统农业相比，明显的优势是________和________。(5)假设下图是建成生态农场前的部分物质循环示意图，请画出与该图对应的能量流动图解。答案 (1)分解者 (2)不正确 (3)物质的良性循环技术间种 洁净可再生 (4)能量多级利用 减轻了对环境的污染(或实现了废物资源化等)(顺序可颠倒，答出两点即可)(5)如图1第 36 讲 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题演练真题 领悟考向1.(2015·天津理综，6)2015 年 2 月 3 日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿” 。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述错误的是( )A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B.捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核D.三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术解析 “三亲婴儿”的线粒体基因来自捐献者，A 项正确；红绿色盲基因位于 X 染色体上，捐献者只将细胞质基因遗传给该婴儿，B 项正确；“三亲婴儿”的染色体来自母亲卵母细胞的细胞核与父亲精子的细胞核，C 项错误；体外受精获得受精卵，先在体外培养到桑椹胚或囊胚，再进行胚胎移植，D 项正确。答案 C2.(2015·山东理综，36)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。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(两空可颠倒) 标记23.(2014·山东理综，36)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：(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。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)1第 36 讲 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题限 时 训 练 提 升 考 能(时间：15 分钟)1.根据下列有关胚胎工程的示意图，分析回答下列问题：(1)C 细胞应选择处于________________的细胞；体外受精前要对 B 细胞进行________处理。(2)将早期胚胎注入 D 羊子宫内的技术叫________，D 羊对外来胚胎不发生________，这使外来胚胎在其体内存活成为了可能。(3)图中的早期胚胎通常处________阶段。获得的早期胚胎若暂不移植给受体，可使用________法保存。(4)从早期胚胎中分离出的 ES 细胞可诱导分化出不同的组织细胞，这是因为在功能上，ES 细胞具有________。ES 细胞具有体积小、________、核仁明显的特点。答案 (1)减数第二次分裂中期 获能 (2)胚胎移植技术 免疫排斥反应 (3)桑椹胚(或囊胚阶段) 冷冻保存 (4)全能性 细胞核大2.如图是科学家培育生产人血清白蛋白(hALB)的乳腺生物反应器的流程图，请回答下列问题：(1)为获得更多的卵母细胞，在过程 A 中常对良种奶牛注射________。体外受精前，需对精子进行________处理。(2)过程 C 使用的酶是________，为让 hALB 基因在牛的乳腺细胞中表达，需将 hALB 基因与________等调控组件重组在一起。在分子水平上检测 hALB 基因是否在转基因牛体内成功表达的方法是________。(3)过程 D 使用的技术为________，获得囊胚后可切割[ ]________做 DNA 分析性别鉴定。(4)进行 E 操作前要对受体进行________处理。通过________技术可获得更多的转基因牛。2答案 (1)促性腺激素 获能 (2)限制酶和 DNA 连接酶乳腺蛋白基因的启动子 抗原—抗体杂交 (3)早期胚胎培养 [①]滋养层 (4)同期发情 胚胎分割3.如图表示转基因牛的培育过程，请据图分析回答下列问题。(1)①过程为________。(2)体外培养胚胎干细胞时，通常要加入________等一些天然成分，除了要保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需适宜的________和________。(3)②过程是将细胞注入图中囊胚的________位置，母牛 A 和 B 需要用激素进行处理使其________。(4)为获得较多基因型相同的犊牛，常采用________的方法。③过程是________，实际上是________的过程。解析 (1)①过程为用被酶切割的载体和目的基因构建基因表达载体。(2)动物细胞培养液的成分包括糖、氨基酸、无机盐、微量元素和动物血清、血浆等。动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养物质(合成培养基)；温度和 pH(36.5±0.5 ℃，7.2～7.4)；气体环境(氧气和二氧化碳)等。(3)从图中分析，含有目的基因的胚胎干细胞应注入囊胚的内细胞团，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。供体母牛和受体母牛需要进行同期发情处理。(4)为获得较多基因型相同的胚胎可采用胚胎分割的方法。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。答案 (1)构建基因表达载体(2)血清、血浆 温度 pH(3)内细胞团 同期发情(4)胚胎分割 胚胎移植 生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代34.利用乳腺生物反应器获取药用蛋白具有产量高、成本低等优点。下图所示为培育转基因奶牛获得人血清白蛋白的流程。请回答下列问题：(1)PCR 扩增人血清白蛋白基因时使用的酶是________。要使人血清白蛋白基因在转基因奶牛的乳腺细胞中表达，应将其与________基因的启动子等调控组件重组。(2)为使供体母牛一次排出多枚卵母细胞，常对其注射________。采集的精子需要经过________，才具备受精能力。(3)过程①将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________。过程②包括____技术和胚胎移植技术；在进行胚胎移植时，需对受体母牛进行____处理。(4)为了获得母奶牛，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白，可采用________技术。(5)为使人血清白蛋白基因在后代中长期保持，可将转基因奶牛体细胞的________转入________细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为________。解析 (1)PCR 扩增使用的酶是热稳定 DNA 聚合酶，即 Taq 酶。由于人血清白蛋白基因在转基因奶牛的乳腺细胞中表达，故应将该目的基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组。(2)对供体母牛注射促性腺激素，可促使其一次排出多枚卵母细胞。采集的精子需要经过获能处理后，才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法。过程②是将受精卵在体外培育成早期胚胎后进行移植，故该过程包括早期胚胎培养技术和胚胎移植技术。在进行胚胎移植时，需对受体母牛注射孕激素，即进行同期发情处理。(4)为了获得母奶牛，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白，即检测目的基因是否成功表达，可采用抗原—抗体杂交技术。(5)可通过核移植技术，将转基因奶牛体细胞的细胞核转入去核后的卵细胞中，构成重组细胞，并使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为克隆。4答案 (1)热稳定 DNA 聚合酶(Taq 酶) 牛乳腺蛋白(乳腺蛋白) (2)促性腺激素 获能(处理) (3)显微注射法 早期胚胎培养(动物细胞培养) 同期发情(孕激素) (4)性别鉴定 抗原—抗体杂交 (5)细胞核 去核的卵 克隆5.(2015·山东临沂三模)我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系，为基因操作找到了新的动物模型。下列为获得转基因动物模型及动物细胞培养的部分过程示意图。请据图回答：(1)目前常用的获取目的基因的方法有________、利用 PCR 技术扩增和用化学方法人工合成。(2)在①过程中，科学家采用两种方法来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎，一是将受精后获得的合子的________去除；二是利用________技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中。(3)[④]________技术常用的诱导因素有________________。动物细胞工程中常通过此技术获得杂交瘤细胞，以制备特异性强的________。(4)若切取部分早期胚胎进行细胞培养，需要先剪碎切块，然后用________处理使细胞分散，制成 B 瓶中的细胞悬液。为保证无菌、无毒的环境，B、C、D 瓶中的培养基需要添加一定量的________，还需要提供 O2和 CO2等气体环境，CO 2的作用主要是________。答案 (1)从基因文库中获取 (2)雌原核 细胞核移植(3)动物细胞融合 灭活的病毒、聚乙二醇、电激 单克隆抗体 (4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 抗生素 维持培养液的 pH1第 35 讲 细胞工程演练真题 领悟考向1.(2015·天津卷，3)小鼠胚胎干细胞可诱导成能分泌胰岛素的胰岛样细胞。将胰岛样细胞移植给患糖尿病小鼠，可使患病小鼠血糖恢复正常水平。下列叙述错误的是( )A.小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养B.移植前，患病小鼠体内靶细胞缺失胰岛素受体C.移植后，小鼠体内靶细胞加强了对葡萄糖的摄取、利用和储存D.小鼠体内血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节解析 哺乳动物的胚胎干细胞来源于早期胚胎(如囊胚)或原始性腺，发育成小鼠的各种组织，A 正确；移植的细胞是能分泌胰岛素的胰岛样细胞，移植后，患病小鼠的血糖恢复正常水平，所以移植前的患病小鼠是缺乏胰岛素，而不是靶细胞缺乏胰岛素受体，B错误；移植后，小鼠体内胰岛素增加，加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而降低血糖，C 正确；反馈调节是指在一个系统中，系统本身的作用效果反过来作用于系统本身，如当小鼠体内的血糖浓度降低时，会引起胰高血糖素分泌升高，从而导致血糖浓度升高，血糖浓度的升高引起胰高血糖素分泌降低，D 正确。答案 B2.(2014·课标卷Ⅰ，40)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，需取免疫后小鼠的免疫 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2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__________________________________________，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。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是________________。解析 (1)据图分析，第 4 次免疫后 X、Y、Z 小鼠的血清抗体效价均达到 16000 以上，小鼠 Y 的 B 淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞的自身融合产物，由于细胞膜具有流动性，且诱导之后的细胞融合不具有特异性，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞形成后，小鼠的 B 淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。小鼠的 B 淋巴细胞(染色体数目 40 条)和骨髓瘤细胞(染色体数目 60 条)融合后，若不发生染色体数目丢失，染色体数目为 100 条，在有丝分裂后期染色体数目最多为 200条。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后，仍然不是能恶性增殖的细胞，同时正常细胞的分裂次数是有限的。答案 (1)4 Y Y 小鼠的抗体效价最高 (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)1 200(4)不能无限增殖3.(2013·全国课标卷Ⅱ，40)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)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指______________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是________________________________________________________________________。3(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的______________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。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)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可) 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常 (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一项即可) 1第 35 讲 细胞工程限 时 训 练 提 升 考 能(时间：15 分钟)1.(2015·河南十所名校阶段性测试，40)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有________。(2)过程①常用的酶是____________，细胞融合完成的标志是____________。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原生质体，当观察到________________时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。(4)过程③和过程④依次为____________，过程④中的培养基常添加的植物激素是____________。(5)若番茄细胞内有 m 条染色体，马铃薯细胞中含 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。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植株。解析 (1)植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁。(3)化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄—番茄、马铃薯—番茄、马铃薯—马铃薯，其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的荧光。(4)过程③和过程④分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)“番茄—马铃薯”体细胞有 m＋ n 条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍。由配子发育成的个体均为单倍体。答案 (1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 (2)纤维素酶和果胶酶 形成了新的细胞壁 (3)聚乙二醇(或 PEG) 3 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素 (5)2( m＋ n) 单倍体22.如图表示通过二倍体植株甲(自花受粉植物)和植株乙培育植株 A、B、C、D、E 的过程，其中植株甲的基因型为 AaBb，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答：(1)植株 A 是________倍体，经秋水仙素处理后获得的植株 B 的基因型为____________。(2)植株 C 与植株甲表现型相同的概率为________。(3)培养植株 D 的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为________，若要制备人工种子，则需诱导愈伤组织形成________结构，再包裹上人工种皮。(4)获得植株 E 的过程称为________，其中两个原生质体融合时常用的诱导剂是________。(5)植株 A、D、E 的培育过程中都需要采用的生物技术是________，其理论基础是________，其培养过程一定要保证________条件，防止培养失败。植株 A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株________。答案 (1)单 AABB 或 AAbb 或 aaBB 或 aabb (2)9/16(3)脱分化 胚状(体) (4)植物体细胞杂交 聚乙二醇(5)植物组织培养 细胞的全能性 无菌 C、D3.如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)的过程图解，请据图回答：(1)图中所涉及的现代生物技术有____________等。(至少写 3 个)(2)图中①结构表示________；选择________(时期)的卵母细胞去核后作为受体细胞构建重组细胞 A。②所示的细胞是____________。(3)将健康胰岛 B 细胞基因导入②之前要构建____________，这是基因工程的核心，除含目的基因外，还必须含有____________等。3(4)重组细胞 B 在一定的细胞分化诱导剂作用下，可以定向分化形成具有正常胰岛 B 细胞功能的胰岛样细胞，其根本原因是________________。培养重组细胞 B 的培养液中营养成分包括________________(至少写两种)。(5)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是________________。答案 (1)细胞核移植、转基因技术、动物细胞培养、早期胚胎培养 (2)细胞核 MⅡ中期(或减数第二次分裂中期) 内细胞团细胞(或胚胎干细胞) (3)基因表达载体 启动子、终止子、标记基因 (4)基因的选择性表达 糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清或血浆 (5)没有免疫排斥反应4.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。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。如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________。4(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。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1第 34 讲 基因工程演练真题 领悟考向1.(2015·重庆理综，6)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 胰岛素基因只在胰岛 B 细胞中表达，不在肝细胞中表达，肝细胞中无相应的mRNA，无法用反转录法获得胰岛素基因，A 项错误；复制启动于复制原点，胰岛素基因的表达启动于表达载体的启动子序列，B 项错误；抗生素抗性基因作为标记基因，作用是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞，C 项正确；终止密码子在翻译过程中起作用，D项错误。答案 C2.(2015·北京理综，5)在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是( )A.用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞B.用选择培养基筛选导入目的基因的细胞C.用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融合D.用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽解析 农杆菌侵染细菌是基因工程中常常用到的把目的基因导入植物细胞的方法，A 项正确；目的基因是否导入了细胞，需要在选择培养基上进行筛选，B 项正确；在植物细胞组织培养的过程中，需要调整培养基中生长素和细胞分裂素的比例，来达到对其脱分化和再分化的控制，D 项正确；在农杆菌侵染植物细胞的过程中并没有涉及到原生质体的融合，所以 C 项错误。答案 C3.(2015·海南单科，31)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：2(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)人体合成前胰岛素原的细胞是胰岛 B 细胞，合成胰高血糖素的细胞是胰岛 A 细胞。(2)蛋白质工程生产胰岛素时，需根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的脱氧核苷酸序列(目的基因)，然后再构建胰岛素原基因重组表达载体，导入细菌细胞内，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成胰岛素原的工程菌。(3)运用抗原—抗体检测法检测胰岛素原时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，故应从菌体中分离、纯化胰岛素原。答案 (1)胰岛 B 细胞 胰岛 A 细胞 (2)DNA 胰岛素原 (3)菌体4.(2014·课标Ⅱ，40)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的________基因；而 cDNA 文库中含有生物的________基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的____________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1 时，则可推测该耐旱基因整合到了__________________(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。答案 (1)全部 部分(其他合理答案也给分) (2)筛选(其他合理答案也给分) (3)乙 表达产物(其他合理答案也给分) 耐旱性 (4)同源染色体的一条上1第 34 讲 基因工程限 时 训 练 提 升 考 能(时间：15 分钟)1.(2015·山东淄博模拟)农杆菌侵染植物细胞后，能将 Ti 质粒上的 T­DNA 插入到植物基因组中。图示为利用农杆菌培育转基因植物的基本流程，请据图作答：(1)剪除 Ti 质粒的某些片段、替换复制原点 O 与添加抗生素的抗性基因 T 的过程①中，需用________处理 DNA 以防止 DNA 片段的自身环化，需用________“缝合”双链 DNA 片段的平末端。(2)目的基因是指编码蛋白质的结构基因和一些________。由过程②形成的运载体中，目的基因的首端具有________识别和结合的部位。(3)过程③常用________处理使农杆菌成为感受态细胞。在过程⑤⑥前，常采用________技术检测农杆菌和愈伤组织细胞中是否有目的基因及转录产物。(4)过程④需对植物细胞做冲洗和________处理，然后用________去除细胞壁。答案 (1)多种限制酶 T 4DNA 连接酶 (2)具调控作用的因子 RNA 聚合酶 (3)Ca2＋ (CaCl2溶液) 核酸分子杂交(基因探针) (4)消毒 纤维素酶和果胶酶2.下图是利用牛乳腺生产人生长激素的流程图，回答相关问题。(1)图中 B 过程需要________酶。③是________。含有启动子的是________(填“目的基因Ⅰ”或“目的基因Ⅱ”)。(2)大量扩增目的基因可采用的方法是________。(3)④为牛的________，b 过程常用的方法为________。图示过程中，为使人生长激素基因在牛乳腺细胞中表达，需将该基因与____________等调控组件重组在一起。(4)检测人生长激素基因在牛的乳腺细胞中是否转录需用____________法。2答案 (1)逆转录 cDNA 文库 目的基因Ⅰ (2)PCR 技术 (3)受精卵 显微注射法 乳腺蛋白基因的启动子 (4)分子杂交3.(2015·江苏单科，32 节选)胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图 1是该方法所用的基因表达载体，图 2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白 A、B 分别表示 β-半乳糖苷酶与胰岛素 A、B 链融合的蛋白)。请回答下列问题：图 1图 2(1)图 1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是______。(2)图 1 中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是______________________________________________。(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有________。(4)β-半乳糖苷酶与胰岛素 A 链或 B 链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于______。解析 (1)一个基因表达载体的基本结构应包括启动子、目的基因、终止子、标记基因等，故图 1 中基因表达载体没有标注出的基本结构是终止子。(2)启动子是一段有特殊结构的DNA 片段，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达，氨苄青霉素抗性基因的作用是作为标记基因，鉴定和筛选含有重组质粒的大肠杆菌。(3)构建重组载体必需的工具酶为限制性内切酶(限制酶)和 DNA 连接酶。(4)根据题干信息，β-半乳糖苷酶与胰岛素 A 链或 B 链融合表达，可将胰岛素肽链上的蛋白酶的切割位点隐藏在内部，可知其意义在于防止胰岛素的 A、B 链被菌体内的蛋白酶降解，从而保证胰岛素结构的完整性。答案 (1)终止子 (2)RNA 聚合 作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来 3(3)限制酶和 DNA 连接酶 (4)防止胰岛素的 A、B 链被菌体内蛋白酶降解4.(2015·吉林长春调研)某实验室通过基因工程成功培育出抗虫植物，其培育过程大致如图所示，请据图分析回答问题。(1)抗虫植物的培育过程中，目的基因是____________。目前获取该基因的常用方法有____________和____________两种。(2)目的基因获取之后，需要构建____________，启动子是____________识别和结合的部位，有了它才能驱动目的基因转录。(3)图示将获取的目的基因导入植物细胞的方法为________法，通过 DNA 重组将目的基因插入植物细胞中________上。目的基因是否成功导入植物细胞，可以用____________技术进行检测。如果操作中将该基因导入线粒体 DNA 中，将来产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有抗虫基因。解析 (1)抗虫植物的培育过程中，目的基因是抗虫基因。目前获取该基因的常用方法有从基因文库中获取和利用 PCR 技术扩增两种。(3)目的基因是否成功导入植物细胞，可以用 DNA 分子杂交技术进行检测。答案 (1)抗虫基因 从基因文库中获取 利用 PCR 技术扩增 (2)基因表达载体 RNA聚合酶 (3)农杆菌转化 染色体的 DNA DNA 分子杂交 不一定5.某二倍体植株的株高由等位基因 G 和 g 决定，GG 为高秆，Gg 为中秆，gg 为矮秆。B 基因是另一种植物的高秆基因，B 基因与 G 基因在决定油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两种基因的数量呈正相关。如图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题：(1)图中的 B 基因称为________，获取该基因后常用________技术进行扩增。(2)步骤①中用到的工具酶是________。图中将重组基因导入受体细胞的方法是________。目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是检测___________________________。4(3)可用含________的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞。图示培育转基因油菜主要运用了转基因技术和________技术。解析 (1)图中的 B 基因为目的基因，获得目的基因后可通过 PCR 技术进行扩增。(2)步骤①为已被限制酶切割过的质粒和目的基因的连接，故只需要 DNA 连接酶。(3)从题意可知，在运载体上有标记基因——草丁膦抗性基因，所以可用含草丁膦的培养基来筛选含有目的基因的受体细胞，能生长的是导入目的基因的细胞，再利用植物组织培养技术，使其发育成油菜植株。答案 (1)目的基因 PCR (2)DNA 连接酶 农杆菌转化法 转基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因(3)草丁膦 植物组织培养(植物细胞工程)