2018版高中生物 第2章 生物科学与农业学案（打包5套）新人教版选修2.zip

1第 1 节 农业生产中的繁殖控制技术[课程目标]·导航1.概述植物栽培和家畜饲养中的繁殖控制技术及其意义。2.认同生物科学技术的发展和应用推动了农业现代化。3.形成关心农业发展、热爱农业的情感。知识点 1 杂种优势的应用[知识梳理]1.概念具有一定遗传差异的两个个体进行杂交后，所产生的后代在生活力、生长发育速度、抗逆性以及形态大小等方面明显优于杂交双亲的现象。2.制种杂种优势在杂种第一代(F 1)中表现最强或最突出，以后逐代递减。因此，为了确保利用杂种一代(F 1)的优势，对于一年生的作物而言，必须年年制种，而且制种的双亲都必须高度纯合。思考：玉米一般种植杂种，必须每年更换种子，为什么？提示 种植杂种的目的是利用杂种优势获得优质高产玉米，但是种植杂种所结的种子第二年接着种植会发生性状分离，造成减产，所以必须每年更换种子。[活学活用]下列与杂种优势有关的叙述中正确的是( )A.动物由于生殖隔离，不会出现种间杂种优势B.杂种优势只出现在种内C.杂种优势仅有一两个性状表现突出D.杂种优势的大小，一般取决于双亲相对性状的差异和互补程度解析 不同的物种的动物之间既有生殖隔离，也有杂种优势，如骡子。杂种优势不是仅有一两个性状单独表现突出，而往往是若干性状综合起来表现突出。杂种优势的大小，一般取决于双亲相对性状的差异和互补程度。在一定范围内，双亲差异越大，杂种优势越强。答案 D[归纳总结]1.杂种优势的定义及特点杂种优势是指具有一定遗传差异的两个个体进行杂交后，所产生的后代在生活力、生长发育速度、抗逆性以及形态大小等方面明显优于杂交双亲的现象。杂种优势是生物界普遍存在的一种遗传现象，既可见于种间杂种(如马与驴的杂种后代——2骡子，与其双亲相比，其挽力大、持久力强、性温顺，适于役用)，又可见于品种间的杂种(猪的品种间杂种子一代往往比双亲个体大、生活力强)。杂种优势具有以下特点：(1)杂种优势不只是一两个性状单独表现出优势，而是多个性状间的综合表现。(2)杂种优势的强弱取决于双亲性状间的互相补充。在一定范围内，双亲的基因差异越大，亲缘关系越远，杂种优势就越强。(3)杂种优势与双亲的基因型纯合度有关，若双亲的基因型纯合度高，F 1的优势就强。(4)杂种优势只在 F1得以表现，F 2、F 3等后代由于性状分离而逐代衰退。(5)杂种优势的大小与所处的环境有关，F 1个体只有在适宜环境下才能表现出杂种优势。2.杂种优势的应用杂种优势是生物界普遍存在的一种遗传现象，在农业、畜牧养殖业方面带来了巨大的经济效益。采用种子繁殖的植物，如水稻、小麦、玉米、油菜、大豆等，杂种优势的“保持”靠每年配制新的 F1，而且制种的亲本必须高度纯合。当然，也可以利用前一年配制好的 F1。对于不是采用种子繁殖的植物(因为种子繁殖的后代性状高度分离)，如苹果、桃、李、柑橘、玫瑰等，一旦获得具有优势品质的 F1后(通常从一个很大的杂交群体中才能选择出少数单株)，就可以用营养繁殖(如扦插、压条等)的方法保持杂种优势，因为营养繁殖的后代能保持亲本的优良性状。 知识点 2 植物微型繁殖技术[知识梳理]1.概念利用离体的芽、茎等器官(外植体)在无菌和特定光温条件下，在人工培养基上进行的快速无性繁殖技术，简称“微繁”或“快繁” 。2.产品用微繁技术生产的苗木一般称为“组培苗” 。3.过程选择优良母株→外植体→外植体表面消毒，接种→茎尖伸长、芽发育成茎或芽苗再生→芽苗或再生苗伸长→茎段扦插快速繁殖→伸长苗生根→移苗入土→移苗入圃。4.特点快速、 “高保真”和不受自然生长季节的限制。5.应用用于濒危植物的保存和繁殖、名稀特优植物的保存和繁殖、植物脱病毒、园艺园林苗木的大规模工厂化育苗。思考：植物的“微繁”技术具有“高保真”的优点，为什么？3提示：植物的微繁技术是利用植物组织培养获得试管苗，植物组织培养过程进行的是有丝分裂，亲子代遗传物质不变，属于无性生殖。[活学活用]下列对植物微型繁殖技术过程的叙述中，正确的是( )A.培养的整个过程都要见光B.脱分化过程中形成细胞壁需叶绿体和高尔基体参与C.所需培养基无需加碳源D.先诱导生芽，再诱导生根解析 形成愈伤组织即脱分化过程要在暗室中进行；愈伤组织无叶绿体；培养基中要有碳源(蔗糖)；再分化过程中要先诱导生芽，再诱导生根。答案 D【点评】植物组织培养(微型繁殖)的过程中需要使用生长素和细胞分裂素。当生长素与细胞分裂素的比值大时，侧重于生根；当生长素与细胞分裂素的比值小时，侧重于生芽。[归纳总结]1.植物微型繁殖技术的定义及特点(1)定义：“植物微型繁殖技术”(也称“快速繁殖技术” ，简称“微繁”或“快繁”)，是植物组织培养技术的一种，是利用离体的芽、茎等器官(外植体)在无菌和特定光温条件下，在人工培养基上进行的快速无性繁殖技术。(2)原理：植物细胞的全能性。(3)特点：繁殖速度快，取材少，培养周期短，不受季节、气候、自然灾害等因素的影响，可保持优良品种的遗传特性，可高效快速地实现种苗的大量繁殖。2.植物微型繁殖技术的基本过程(如下图所示)知识点 3 动物的人工授精与试管家畜技术[知识梳理]1.人工授精技术(1)概念指以人工方法，利用器械采集雄性动物的精液，经检查与稀释处理后，再输入到雌性动物4生殖道内，以此来代替自然交配，从而达到繁育的目的。(2)操作流程精液采集→品质检查→稀释与分装→保存与运输→解冻与输精→自然生产。(3)作用①极大地提高了优良公畜的配种效率，迅速地扩大其优良遗传特性在动物种群中的比例。②能较好地减少种公畜的饲养数量，降低生产和管理成本。③可以使得优良种公畜的使用不受时间和地域限制。2.试管家畜技术(1)概念通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养成为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。(2)过程卵子的采集和精子的采集→精子的处理和卵子体外培养→体外受精→受精卵发育至早期胚胎→移植到受体子宫→产仔。[活学活用]1.下列关于试管动物技术的叙述，正确的是( )A.应用该技术繁育后代的过程属于无性生殖类型B.应用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型C.试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术D.用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行解析 试管动物技术属于通过有性生殖繁育后代的技术，因为其操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程，只不过是通过人工体外操作获得胚胎，然后再移植到生物体内发育成新个体。答案 B2.下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( )A.获取的精子经获能后才能进行体外受精B.②过程只与细胞膜的流动性有关C.③过程的细胞增殖方式是有丝分裂D.④过程属于胚胎移植过程解析 在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等；③5过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。答案 B知识点 4 胚胎分割技术与克隆哺乳动物技术[知识梳理]1.胚胎分割技术(1)概念指采用机械方法将早期胚胎分割成 2 份、4 份或更多份，经体内或体外培养，然后植入代孕母体内，从而获得同卵双生或多生后代的技术。(2)作用胚胎分割可以提高胚胎的利用率，增加每枚胚胎的后代繁殖数，提高优良品种的推广速度。思考：精子和胚胎在冷冻过程中会造成致死的伤害吗？为什么？提示：精子和胚胎在冷冻过程中，需要添加冷冻保护剂，如二甲基亚砜、己二醇等，冷冻前要进行平衡。在平衡时，这些冷冻保护剂会渗透到精子或胚胎中去。这样，在冷冻时，精子或胚胎内部就不会形成对精子和胚胎造成致命伤害的冰晶。精子只是一个细胞，胚胎也只有很少数量的细胞，这使冷冻保护剂能够很容易就渗透到细胞中去。而生物个体，尤其是高等生物，细胞数目繁多，不可能在短时间内使冷冻保护剂渗透到所有细胞；并且一般的冷冻保护剂都或多或少对细胞有毒害作用，长时间浸润其中，会导致生物个体的死亡，所以到目前为止，还没有复杂生物个体冷冻成功的例子。2.克隆技术(核移植)(1)概念指利用某哺乳动物的体细胞核，产生一个与该动物几乎完全相同的新个体。(2)原理动物的体细胞核仍然具有全能性。(3)应用使优良农业动物的数量在较短的时间内得到大规模扩增；用于对濒临灭绝动物的保存。[活学活用]1.通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低解析 A 项在胚胎移植时，需用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，而受体母牛不6需用促性腺激素进行超数排卵处理；B 项胚胎移植技术中，移植的胚胎可来自体内受精后发育形成的胚胎，也可是体外受精后进行培养得到的早期胚胎；C 项移植的胚胎不能用原肠胚，而应是发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚；D 项目前以二分胚胎分割和移植效率最高，而同卵多胎的成功率很低。答案 D2.维尔穆特用甲母羊的乳腺细胞的细胞核，与乙母羊的卵细胞质组成一个细胞，培育成功了“多利” 。克隆绵羊“多利”的培育过程大致如图所示。下列说法中错误的是( )A.高度特化的动物体细胞核有全能性B.这个乳腺细胞核内含有该物种的全套遗传物质C.“多利”羊的特征与乙母羊几乎相同D.“多利”羊的特征与甲母羊几乎相同解析 1996 年“多利”羊的培育成功轰动了全世界，使生物学进入了一个崭新的时代。在这以前克隆动物早已成功，但科学家用的是一些胚胎细胞，而胚胎细胞具有分化能力。 “多利”羊的培育成功之所以引起轰动，主要是因为乳腺细胞是高度分化的动物体细胞，一般认为这种细胞不能再继续分化，而现在能继续分化形成一个动物体，表明动物体细胞核具有全能性。这个细胞能发育成一个动物体，也说明这个乳腺细胞核内含有该物种所需要的全套遗传物质。所获得的“多利”羊的特征与甲母羊的特征几乎相同，因为它的遗传物质主要来自甲母羊的细胞核。答案 C[归纳总结]1.关于克隆羊“多利”“多利”繁育过程如下：选取三只母羊，先用药物促使母羊 A 排卵，将所得卵细胞的细胞核去掉，然后从一只绵羊 B 的乳腺中取出一个普通细胞，提取出细胞核，通过电流刺激作用，使乳腺细胞的细胞核与去核的卵细胞结合成一个含有新的遗传物质的重组细胞，并促使它分裂发育成胚胎。当这一胚胎生长到一定程度时，再将它植入母羊 C 的子宫中，由母羊 C 孕育并产下克隆羊“多利” 。 “多利”继承了母羊 B 的核内全部遗传物质。“多利”羊在科学上的独特价值在于它是用乳腺细胞作为供体细胞进行细胞核移植的，突破了以往只能用胚胎细胞进行动物克隆的技术难关。从理论上说明高度分化的体细胞，经7过一定手段处理之后，也可恢复到受精卵时期的合子功能，说明了在发育过程中，细胞质对异源的细胞核的发育有调控作用，实现了更高意义上的动物复制。2.克隆技术的应用克隆技术可以在抢救珍稀濒危动物、复制优良家畜个体、扩大良种动物群体、提高畜群遗传素质和生产性能、提供足量实验动物、推进转基因动物研究、攻克遗传性疾病、研制高水平新药、生产可供人移植的内脏器官等方面发挥作用。但如果使用不当，这种技术可能对生态环境产生长期的不良影响，比如在畜牧业中大量推广这种无性繁殖技术，很可能破坏生态平衡，导致一些疾病的大规模传播。3.关于克隆人从某些角度看，克隆人是没有意义的，因为克隆技术只能复制出外貌特征相同的生物，不能克隆出被复制者原有的才能。人的思想才能受后天因素的制约。而通过克隆人取得人体器官，用于医学上人体器官的移植也是不可行的。因为克隆出来的人首先是一个公民，他享有人权，不能将其随意摆布。再者，克隆人的出现可能对人类社会的政治、宗教，法律、伦理道德提出挑战，给现在人类社会的生活方式、家庭结构、婚恋方式带来不可预料的冲击。中国政府的态度是禁止生殖性克隆人。一再重申四不原则，不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。但是，中国不反对治疗性克隆。[随堂练习]·巩固1.杂种优势最突出表现在( )A.亲代 B.F1 C.F2 D.多代以后解析 杂种优势指第一代杂种(F 1)比双亲表现出更优良的品质。答案 B2.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )A.有丝分裂 B.分化C.减数分裂 D.全能性解析 甘薯感染病毒后要进行脱毒处理才能恢复其优良特性，获得高产。脱毒的技术是微型繁殖技术，即利用无毒的茎尖等进行植物组织培养，组织培养的原理是细胞的全能性，细胞要通过脱分化和再分化过程，分裂方式是有丝分裂。答案 C3.把胡萝卜单个韧皮部细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这些植株( )A.变异频率较高 B.都是单倍体C.彼此性状极为相似 D.都是纯合子解析 组织培养属无性繁殖方式，由同一个韧皮细胞培育而来的许多植株遗传物质均相同，8故其性状极为相似。答案 C4.一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能( )A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优秀个体C.用于保存物种D.改变动物的基因型解析 克隆是无性繁殖，其后代性状几乎与提供核的母本完全一致。所以其基因型不会改变。答案 D5.人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下图所示：(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行________。接种前，要对人参根进行________。(2)用于离体培养的根切块，叫作________。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于________污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于________污染。(3)用少量________酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶液，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用________方法，操作时应采用________加热。解析 本题以植物组织培养为材料背景，考查了植物组织培养过程中涉及的消毒、灭菌的相关知识及污染后的菌落特征的比较。同时考查了关于物质的提取和鉴定的知识，跨度较大，考查的知识面较广。(1)接种前，要对材料进行消毒(不能填灭菌)，配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。(2)真菌污染：有颜色的绒毛状菌落；细菌污染：有光泽的黏液状菌落。(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。(4)人参皂苷易溶于亲水性有机溶液，故采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。答案 (1)灭菌 消毒 (2)外植体 真菌(霉菌) 细菌 (3)果胶 (4)萃取 水浴6.毛角蛋白Ⅱ型中间丝( KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转 KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图所示：9(1)过程①中最常用的运载工具是________，所需要的酶是限制酶和________。(2)在过程②中，用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于 5%CO2的气体环境中，CO 2的作用是__________________________________________________。(3)在过程③中，用________处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行________处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是________。在胚胎移植前，通过________技术可获得较多胚胎。解析 (1)基因工程中的运载体包括质粒、噬菌体衍生物及动植物病毒，其中质粒是最常用的运载体；所需工具酶是限制酶和 DNA 连接酶。(2)分散皮肤组织块成单个细胞常使用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)；在动物细胞培养过程中，CO 2的作用是维持培养液 pH 的相对稳定。(3)要得到更多的卵(母)细胞需用促性腺激素进行超数排卵处理；成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理，以保证克隆后代的物质性状主要来自供体核。(4)把重组细胞培养成早期胚胎为早期胚胎培养技术；在胚胎移植前，可通过胚胎分割技术获得较多胚胎。答案 (1)质粒 DNA 连接酶 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养液的 pH 稳定 (3)促性腺激素 去核(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割[课时作业]·达标一、选择题1.试管动物的生产过程不涉及( )A.体外受精 B.胚胎体外培养C.胚胎移植 D.胚胎分割解析 试管动物的生产过程中涉及精卵细胞的采集与处理、体外受精、早期胚胎的培养、胚胎移植。答案 D2.利用植物的茎尖、叶片、茎等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短的时间内大量繁殖植物，还可以获得无病毒植株。下列关于这种技术的叙述中，正确的是( )①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术叫作组织培养，可以克隆生物体 ③这10种技术属于细胞工程的应用领域之一 ④这种技术是一种无性繁殖的方式A.① B.①②③C.①② D.①②③④解析 植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，该技术是一种无性繁殖方式(花药的培养是一种特殊的有性繁殖方式)，植物组织培养属于细胞工程的内容。答案 D3.对生根培养不起作用的激素是( )A.GA B.IAAC.NAA D.IBA答案 A4.下图为某哺乳动物生殖过程示意图(b 为卵细胞)。下列相关叙述中不正确的是( )A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖B.动物个体②的产生表明高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力C.按照动物个体②的产生方式，后代的性别比例仍为 1∶1，但这对于动物的进化是不利的D.图中 a、b、c 三种细胞的产生方式，仅 c 为有丝分裂解析 ①为有性生殖；②为克隆，证明了动物细胞核的全能性。 答案 C5.(多选)明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用的方法有( )A.设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产B.大量培养愈伤组织，直接提取药用成分C.大规模栽培组织培养苗，获取药用成分D.利用组织培养获得胚状体，制成人工种子解析 设计细胞培养反应器，可以实现细胞产物的工厂化生产。有些药用成分可以从愈伤组织中直接提取。微型繁殖和人工种子都可以促进植物大量繁殖。答案 ABCD6.下列对胚胎分割移植技术的叙述中，正确的是( )A.在任何时期都能成功B.是将受精卵分割C.在组织、器官形成期最好11D.分割份数会影响胚胎发育答案 D7.下列有关克隆的实际意义，不正确的是( )A.生物学和医药研究B.对濒危、珍稀的野生动物实施克隆，保护生物多样性C.可以克隆出许多科学家、艺术家、运动健将和各类优秀人才，为社会服务D.获得更多的优秀动物个体用于生产答案 C8.将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是( )解析 本题主要考查植物生命活动调节中激素的作用和产生部位，植物有五大类激素，其中细胞分裂素和生长素可以促进植物的长芽和生根，此题中虽然培养基中没有植物激素，但是植物幼苗叶片本身可以产生生长素，而细胞分裂素的产生部位在根尖，所以细胞分裂素不能产生，所以植物能够在一段时间后长出少量的根，所以答案为 B。答案 B9.某母牛一胎生出了几头基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是( )A.试管动物培养 B.胚胎移植C.受精卵移植 D.胚胎分割移植解析 一胎生的几头牛的基因型完全相同，则肯定不是自然受精的结果。试管动物属于有性生殖，由其得到的后代基因型不相同，胚胎移植只是移植胚胎的技术。若原来的胚胎基因型不同，则其培育的后代基因型也不同。由一个胚胎经胚胎分割所得到的个体基因型完全相同。答案 D10.中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，不接受任何生殖性克隆人的实验，主要原因是( )A.大多数人对克隆人的研究持否定态度B.克隆人不是正常的个体C.克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念D.克隆人的技术性问题无法得到解决解析 克隆人严重违反了人类的伦理道德，冲击了现有的婚姻、家族和两性关系等传统的伦理道德观念，是在人为地制造在心理和社会地位上都不健全的人，因此中国政府禁止生殖性克隆人。12答案 C11.下列试管家畜技术过程中的操作，不合理的是( )A.精子和卵子采集后可直接在试管内受精B.精子采集后要获能，卵子采集后要体外培养C.体外受精后，待受精卵发育到桑椹胚后才可移植D.试管家畜技术在操作过程上要严格无菌操作解析 精子采集后，要对精子进行获能处理，才能进行受精，精子获能是指精子获得受精能力的生理过程，是精子受精前必须经历的一个重要阶段；卵子采集后需要在体外培养直至成熟才能进行受精作用。答案 A二、非选择题12.我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株的过程示意图。请据图回答问题。(1)过程④和⑤要经过________、________和________。(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入________。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气外，成功的另一个关键是操作过程必须保证________。(3)从育种的角度来看，植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条)：________、________。解析 (1)由愈伤组织形成完整植株要经过细胞分裂、细胞分化和组织器官的形成等阶段。(2)培养基中还要加入植物激素，并在无菌条件下培养。(3)植物组织培养的优势有能保持亲本的优良性状，培养周期短、繁殖率高，能培育无病毒植株等。答案 (1)细胞分裂 细胞分化 组织器官的形成(或形成新一代植株) (2)植物激素 无菌 (3)能够保持亲本的优良性状，培养周期短，繁殖率高，能培育无病毒植株(任选两点即可)13.让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如下图所示。13请根据上图回答下列有关问题：(1)图中涉及________、________等现代生物技术 (至少写出两项)。(2)羊 N 能分泌牛乳蛋白，说明________；通常情况下不采用人工方法获取牛乳蛋白基因，这是因为__________________________________________________。(3)小羊 a、小羊 b、小羊 c 的性状表现________，小羊 a 和羊 N 的性状表现________(填“相同” “不同”或“不完全相同”)。答案 (1)基因工程 细胞核移植 胚胎分割与移植 动物细胞培养(任写两项即可) (2)牛乳蛋白基因在羊细胞内能正常表达 真核细胞基因结构较复杂 (3)相同 不完全相同14.回答关于“试管牛”培育的几个问题：(1)刚刚排出的精子，不能立即与卵细胞受精，必须在雌性动物生殖道或体外类似于生殖道的理化条件下发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一现象叫________。(2)生产上常用________激素促进雌性动物排卵，该激素由________(器官名称)分泌。(3)将体外受精得到的受精卵在培养液中进行培养，形成了一个约 32 个细胞的小胚胎，此时受精卵大约经历了________次细胞分裂，培养液必须含有的不同于植物培养基的成分是________。(4)试管牛培育过程涉及的工程技术手段主要有______________________________________________________________。答案 (1)精子获能 (2)促性腺 垂体 (3)5 动物血清(血浆) (4)体外授精、早期胚胎培养和胚胎移植15.为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。Ⅰ.2002 年 1 月中旬到 2 月中旬，我国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有 3 个母亲，A 牛提供细胞核即供体细胞，B 牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入 C 牛子宫内。请回答下列问题：(1)培育出的克隆牛几乎就是________牛的复制品，这是因为控制牛性状的遗传物质主要存在于________中。(2)克隆牛的培育成功说明了____________________________。Ⅱ.在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植的方法来尽快繁殖更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工授精得到的受精卵在试管内培养到多个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，分成 2 份、4 份或更多份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头需要的小牛。(3)胚胎分割移植要在受精卵发育为桑椹胚或囊胚时进行，其主要原因是：__________________________________________________。14(4)通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为( )A.雌雄的可能性各占 50%B.全为雌性或全为雄性C.全为雌性D.全为雄性解析 通过体细胞核移植得到的后代，主要性状与 A 相似，遗传物质主要存在于细胞核中，但有些性状与 B 相似，原因是细胞质中也存在着少量的遗传物质。通过胚胎分割移植得到的后代，基因型是完全一样的，因为来自于同一个受精卵，遗传物质组成完全相同，所以性别也全部相同。答案 (1)A(供核) 细胞核 (2)动物体细胞的细胞核具有全能性 (3)此时还未出现细胞分化 (4)B1第 2 节 现代生物技术在育种上的应用[课程目标]·导航1.描述转基因技术育种和细胞杂交育种等现代育种技术。2.列举现代育种技术在实践中应用的实例，探讨其前景。3.关注转基因生物及其产品引发的社会问题。知识点 1 转基因技术[知识梳理]1.转基因技术育种(1)概念转基因技术是指按照人们的意愿，把一种生物的某个基因克隆出来，加以修饰和改造，再转移到另一种生物的细胞里，从而定向地改造生物的遗传性状。(2)内容目的基因的制备和目的基因导入受体细胞的过程。(3)操作流程基因分离→目的基因→目的基因与载体结合→目的基因导入受体细胞→转化组织或细胞→植株再生→转化与未转化的植株→筛选→转基因植株→移苗入土→选优。2.转基因植物的实例(1)1983 年第一例转基因植物——转基因烟草。(2)转基因耐贮藏番茄。(3)转基因抗虫作物：转 Bt 基因抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨树和抗虫甘蓝，转植物蛋白酶抑制剂基因、转外源凝集素基因的转基因水稻、转基因棉。(4)抗除草剂作物：抗除草剂玉米、油菜、大豆、棉等。3.转基因动物的实例(1)1982 年美国科学家将大鼠的生长激素基因注射到小白鼠的受精卵中，获得第一只转基因“超级小鼠” 。(2)动物转基因技术的应用：提高产仔数或产蛋数；提高抗病能力；研制乳腺生物反应器；提高动物生长速率；改善肉的品质。[活学活用]1.以下有关基因工程的叙述中错误的是( )A.马铃薯的叶肉细胞可用做受体细胞B.目的基因的成功导入是目的基因在受体细胞中表达的前提C.采用“基因文库法”获得目的基因是最常用的获得目的基因的方法2D.一般采用同一种限制酶分别处理质粒和含目的基因的 DNA解析 基因文库法是获取目的基因的常用方法之一，常用方法还有 PCR 技术和化学方法人工合成等。具体用哪一种方法，需根据目的基因的特点等综合考虑，如核苷酸序列已知的较小的基因，可用化学方法直接人工合成。答案 C2.番茄在运输和贮藏过程中常会出现由于过早成熟而腐烂变质的现象。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。请回答：(1)在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是________，基因的“针线”是________，基因的“运输工具”是________。(2)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是________、________、________。解析 本题重点考查转基因技术在育种过程中的应用，同时考查了转基因技术的操作工具及优点。在培育转基因作物的过程中，需要用同一种限制性核酸内切酶在目的基因和载体DNA 的特定位点上切割，使两者产生相同的黏性末端，然后再用 DNA 连接酶将目的基因和载体连在一起，由载体将目的基因转入到受体细胞中。答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA 连接酶 载体 (2)目的性强 性状稳定快 克服了种间基因不能交流的限制[归纳总结]1.转基因技术的定义转基因技术是指按照人们的意愿，把一种生物的某个基因克隆出来，加以修饰和改造，再转移到另一种生物的细胞里，从而定向地改造生物的遗传性状。转基因技术主要涉及两个方面的内容：目的基因的制备和目的基因导入受体细胞的过程。 2.转基因技术的主要步骤(如下图所示)33.将目的基因导入不同受体细胞的比较细胞种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞常用方法农杆菌转化法(还有基因枪法、花粉管通道法) 显微注射法 Ca2＋ 处理法受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞转化过程目的基因插入 Ti 质粒的 T－DNA 上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA 上→表达目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物个体Ca2＋ 处理细胞→感受态细胞→基因表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收重组 DNA 分子知识点 2 细胞杂交育种[知识梳理]1.细胞杂交指将同类或不同类生物体的原生质体或体细胞，在一定的物理或化学条件下进行融合形成杂种细胞，再创造条件将杂种细胞培养成完整的杂种生物个体。思考：粮食危机威胁着人类的生存，你能想办法培育如图所示的马铃薯—番茄植株吗？4提示：采用植物体细胞杂交技术，可以获得地上结番茄、地下结马铃薯的植物，提高立体产量。2.杂交过程3.获得原生质体酶解法：植物细胞放在含有纤维素酶、果胶酶的无菌混合酶液中消化数小时，将细胞壁分解，得到原生质体。4.诱导原生质体融合(1)过程：原生质体融合包括细胞膜融合→细胞质融合→细胞核融合。(2)方法①物理法：如振动、电刺激等。②化学法：聚乙二醇能够使原生质体紧密接触，导致细胞膜融合。[活学活用]下列关于动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是( )A.诱导融合的方法完全相同B.所用的技术手段完全相同C.所采用的原理完全相同D.都能形成杂种细胞解析 解答此题需从以下几方面入手分析：首先，两种细胞工程技术中都要进行细胞融合，融合的技术基本相同，但不能说完全相同；第二，除动物细胞的融合常用灭活的病毒作诱导剂外，其他诱导方法二者基本相同；第三，二者采用的原理基本相同，动物细胞融合的5原理是细胞膜的流动性，最终形成的是杂种细胞，植物体细胞杂交的原理是细胞的全能性和细胞膜的流动性，最终由杂种细胞形成杂种植株。答案 D[归纳总结]1.植物体细胞杂交技术(1)定义将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)原理细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。(3)过程(如下图所示)(4)诱导融合方法①物理方法：离心、振动、电刺激。②化学方法：聚乙二醇(PEG)。(5)与植物体细胞杂交过程有关的几个问题①植物体细胞杂交是用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植株的方法。由此可以看出，植物体细胞杂交包括植物细胞融合和植物组织培养两方面。其生殖方式为无性生殖。②植物体细胞融合的实质是不同植物体细胞的原生质体相融合。③植物体细胞融合的障碍是细胞外的细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解掉。④形成融合细胞的类型：体细胞融合成功以后，既有 AB 型杂种细胞，又能形成 AA 型和 BB型两种融合细胞，但只有 AB 型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。⑤植物体细胞杂交育种的优点和局限性优点：植物体细胞杂交的最大突破是克服了远缘杂交不亲和的种间或属间障碍。局限性：由于目前仍有许多理论和技术问题没有解决，不能让杂种植株按照人们的需要表现出亲代的优良性状。62.动物细胞杂交(1)含义动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。(2)原理细胞膜的流动性。(3)动物细胞融合的过程Error! 多核体― →杂种细胞― ― →灭 活 的 病 毒 或 化 学 融 合 剂(4)诱导融合的方法①物理法：离心、振动、电刺激。 ②化学法：聚乙二醇(PEG)。③生物法：灭活的病毒(动物细胞融合特有的促融剂)，灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。(5)应用动物细胞融合最重要的用途是制备单克隆抗体。迄今为止，已经实现了人—鼠、人—猴、人—蛙等种间个体的细胞杂交，获得杂交细胞，但尚未获得杂种动物。3.植物体细胞杂交和动物细胞杂交的比较(见下表)比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞杂交原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性细胞融合前的处理去除细胞壁后诱导原生质体融合 使细胞分散后诱导细胞融合诱导手段离心、电刺激、振动、聚乙二醇等诱导离心、电刺激、振动、聚乙二醇等诱导，还有灭活的病毒诱导用途克服远缘杂交不亲和障碍，获得杂种植株制备单克隆抗体的技术之一共同点 都能产生杂种细胞4.生物育种技术比较技术 原理 优点 缺点诱变育种 基因突变提高生物变异的频率，可大幅度改良某些性状，缩短育种进程盲目性大，需大量处理实验材料杂交育种 基因重组使位于不同个体的优良性状集中于一个个体周期长，难以克服远缘杂交不亲和的障碍7单倍体育种 染色体变异获得个体均为纯种，明显缩短育种年限 技术复杂，需要与杂交育种配合多倍体育种 染色体变异器官大，提高产量和某些营养成分含量适用于植物，动物方面难以开展基因工程育种分子遗传学原理打破物种界限，定向地改造生物遗传性状易造成基因污染细胞工程育种细胞生物学和分子生物学原理克服远缘杂交不亲和的障碍；扩大了用于杂交的亲本组合范围；定向改造生物遗传性状不能按人们的需要表现出亲代的优良性状知识点 3 乳腺生物反应器[知识梳理]1.优点①产量高；②质量好；③成本低；④易提取。2.操作过程用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。操作过程大致归纳为：获取目的基因(例如血清白蛋白基因)→构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体→发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达)。3.缺点只能是雌性个体在泌乳期时才能应用。4.成果已在乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和 α­抗胰蛋白酶等重要医药产品。[活学活用]乳腺生物反应器可用于( )A.动物抗病育种 B.生产药用蛋白C.治疗人类疾病 D.分泌大量乳汁解析 乳腺生物反应器是让某些特定基因在哺乳动物体内表达，使这些哺乳动物的乳汁中含有人类所需要的物质，如激素、抗体和酶类。答案 B[随堂练习]·巩固1.下列关于转基因植物的叙述，正确的是( )8A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B.转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达D.如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题解析 若把抗除草剂基因导入油菜的细胞核中，则会在减数分裂时进入配子，然后随花粉进入环境。抗虫植物会对捕食它的昆虫群体进行自然选择，导致昆虫群体抗性基因频率增加。条件允许时，动物基因同样可以在植物体内表达，在修饰和改造后也可以在原核生物体内表达。转基因生物的外源基因不管是来源于自然界还是由人工合成，都可能存在安全性问题。 答案 A2.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( )①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的 DNA 序列注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的 DNA 序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉花体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的 DNA 序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵A.①② B.②③ C.③④ D.①④解析 将目的基因导入受体细胞的时候，是通过限制酶和 DNA 连接酶将目的基因和运载体结合起来，然后导入受体细胞的。将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中和将编码毒素蛋白的DNA 序列注射到棉受精卵中是不对的，没有载体的帮助，它们不能表达。显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法。答案 C3.植物体细胞杂交过程是( )A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D.通过以上三者来完成解析 植物体细胞杂交过程实际上是不同植物体细胞原生质体融合，融合后形成的杂种细胞进一步经组织培养形成杂种植株的过程。答案 D4.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是( )A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B.细胞壁使原生质体失去活力C.细胞壁阻碍了原生质体的融合D.细胞壁不是原生质的组成部分解析 细胞壁阻碍了植物体细胞的杂交，所以在细胞工程中首先就要去掉细胞壁，分离出9有活力的原生质体。答案 C5.世界上培育的第一种转基因植物和我国政府批准大面积种植的第一种转基因植物分别是( )A.抗玉米螟转基因玉米和转基因金大米B.转基因金大米和转基因油菜C.转基因烟草和转基因抗虫棉D.抗除草剂大豆和转基因抗虫棉解析 世界上培育的第一种转基因植物是转基因烟草，我国政府批准大面积种植的第一种转基因植物是转基因抗虫棉。答案 C6.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是( )A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B.人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D.一次给受体母羊植入多个胚胎可增加双胞胎和多胞胎的比例解析 进行胚胎分割要用桑椹胚或囊胚期的胚胎。答案 B7.(2015·课标Ⅰ，40)HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：(1)用基因工程方法制备 HIV 的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取 HIV 中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的 HIV，检测的原理是__________________________。(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。 解析 (1)HIV 的遗传物质是 RNA，RNA 可在逆转录酶的作用下合成 DNA。(2)抗原(目的蛋白)注入机体内可刺激机体免疫细胞的增殖、分化并合成相应的分泌蛋白——抗体。该抗体可以与目的蛋白(HIV 蛋白)特异性结合，即发生抗原－抗体反应，可用于 HIV 的检测。(3)HIV主要侵染人体的 T 淋巴细胞，使患者的免疫力降低。(4)人体免疫系统有防卫、监控和清除功能，能监控和清除体内癌变的细胞。10答案 (1)RNA 逆转录酶 cDNA(或 DNA) (2)抗体 抗原抗体特异性结合 (3)T(或 T 淋巴) (4)监控和清除[课时作业]·达标一、选择题1.转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是( )A.维持棉田物种的多样性B.减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度C.使食虫鸟有虫可食D.维持棉田生态系统的能量流动解析 在大田中种植转基因抗虫棉时间久了，会引起害虫对药性抵抗力提高，而且随着时间的推移，有抗药性的害虫数量会越来越多，且抗性程度越来越高。在大田中间隔种植少量非转基因的棉花，可以减缓害虫抗性基因频率增加的速度。答案 B2.转基因耐贮藏番茄的作用机理是( )A.抑制生长素的合成B.抑制代谢，使代谢减弱C.抑制细胞呼吸D.封闭乙烯合成途径中的关键酶基因解析 乙烯能促进果实成熟，封闭乙烯合成途径中的关键酶基因有利于番茄的贮藏。答案 D3.下列关于转基因生物引发的安全性问题的叙述，错误的是( )A.转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全B.转基因生物引发的安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的C.转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的D.转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论解析 我们要辩证地看问题，对于转基因生物引发的安全性问题有些是可以弥补的。转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全三个方面，可能产生这些安全隐患的原因有：由于科学发展水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限；转移的基因虽然是功能已知的基因，但是不少却是异种生物的基因；而且外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。答案 C4.1993 年我国科学工作者成功培育了抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因的来源是( )11A.普通棉花的基因突变B.棉铃虫变异形成的致死基因C.寄生在棉铃虫体内的线虫D.苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因解析 我国科学家培育成功的抗棉铃虫的转基因抗虫棉的抗虫基因是从原核生物苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。答案 D5.下列关于转基因植物的叙述，不正确的是( )A.受体细胞用植物的受精卵或体细胞均可B.此过程中要用到植物组织培养技术 C.很多转基因植物都是通过农杆菌转化法培育出来的D.只有整个重组 Ti 质粒完整地嵌插到植物细胞的染色体 DNA 上，转化才能成功解析 只有转基因植物表达出了目的基因控制的性状，转化才算成功。答案 D6.植物体细胞杂交是利用不同物种的两个细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指( )A.不同植物的精子与卵细胞的融合B.不同植物的原生质体的融合C.完整的两个体细胞的融合D.植物花粉细胞的两两融合解析 植物体细胞杂交是不同植物的原生质体融合为一个杂种细胞的过程。精卵结合过程为受精作用，花粉细胞不是体细胞。答案 B7.植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及( )A.使用限制性内切酶B.使用纤维素酶和果胶酶C.诱导两种不同的细胞融合D.选择利于杂种细胞分裂和分化的培养基解析 植物体细胞杂交先要获取不同植物的体细胞，然后促使其融合，最后将杂种细胞培育成植物体。限制性内切酶主要用于基因工程。答案 A8.要获得一个杂种植株，下列步骤正确的是( )A.分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养→得到杂种植株B.分离原生质体→原生质体融合→杂种植株12C.获取细胞→原生质融合→组织培养→杂种植株D.获取细胞→原生质直接融合→组织培养解析 要获得一个杂种植株，首先要分离得到原生质体，再诱导其融合，然后通过组织培养获得。答案 A9.植物体细胞杂交尚未解决的问题是( )A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B.将杂种细胞培育成植株C.让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状D.培育属间杂种植物答案 C10.植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导出细胞壁，参与这一过程的细胞器是( )A.内质网、高尔基体 B.线粒体、叶绿体C.线粒体、内质网 D.线粒体、高尔基体解析 细胞壁的形成与线粒体、高尔基体有关。答案 D11.为获得性状优良的作物新品种，下列问题不是体细胞杂交时必须考虑的是( )A.亲本细胞间的生殖隔离B.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化C.亲本细胞融合方法D.选择具有优良性状的亲本类型解析 植物细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍，实现种间的基因交流。因此，两个物种的植物杂交，传统有性杂交虽然不可能进行，但植物细胞杂交却可以实现。故选 A。答案 A12.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。有关叙述正确的是( )A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B.多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白13C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D.应用 DNA 探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达解析 过程①获得的目的基因已不含非编码区和内含子，因此不能用于比目鱼基因组测序，A 项错误；导入农杆菌是为了扩增和更易导入番茄细胞，C 项错误；DNA 探针技术不能检测基因是否完全表达，D 项错误。答案 B13.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.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.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析 体外受精技术首先要进行精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养，在此过程中为了让雌性动物排出更多的卵母细胞，甲过程应为对雌性动物注射促性腺激素让其超数排卵，乙过程是促进其完成体外受精，丙过程是早期胚胎培养过程，丁过程是在母体内完成胚胎发育全过程，A 项正确；B 项错误；乙过程在专用获能培养液或受精溶液中进行，而丙过程是细胞培养过程，所以培养液的成分有所不同，C 项错误；早期胚胎移植到与供体处于同期发情状态的代孕母体内即可，D 项错误。答案 A二、非选择题14.下图为植物体细胞杂交示意图，请据图回答下列问题。(1)图中完成植物体细胞融合的过程是________(填编号)。(2)图中④过程是________，⑤过程是________，④⑤过程合称________。(3)图中①过程用到的酶是________，作用的结果是形成________，之所以使用它们是要除去________，除去的原因是____________________。(4)在②过程中，常用的化学诱导剂是________，常用的物理方法是________。若在容器中放置若干 a、b 结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经③过程，形成的 d 细14胞的类型有________种(这里仅考虑 2 个原生质体的相互融合)，从中选出________进行培养。(5)c 细胞的状态是__________________________________________。(6)e 称为________。f 称为________，该植株具有________。(7)这一技术的优点是______________________________________。答案 (1)①②③ (2)脱分化 再分化 植物组织培养 (3)纤维素酶和果胶酶 原生质体 细胞壁 细胞壁阻碍原生质体的融合 (4)聚乙二醇 振动、电刺激 3 杂种细胞 (5)正在进行原生质体融合 (6)愈伤组织 杂种植株 双亲性状 (7)能够克服远缘杂交不亲和的障碍15.阅读下列资料，回答有关问题。 通过基因改良，科学家培育出保鲜时间更长的番茄，不受除草剂影响的农作物和生长更快的鱼。实验室正在培养基因工程昆虫。这种生物技术昆虫——含有水母基因的粉红色棉铃虫蛾的首次实地放飞计划将要进行。水母基因使这种幼虫能够发出荧光，使科学家更容易跟踪及监视其行为。科学家们已做好下一步的准备：对转基因棉铃虫进行放飞实验。这种蛾被棉农称为“终结者” ，它没有繁殖能力，但仍具有与野生昆虫相同的交配能力。目的是让它与野生昆虫交配，使野生蛾无法繁殖。(1)水母基因导入棉铃虫蛾体内后，其表达效果是______________。在此性状表达过程中，实质上是有相应蛋白质的合成，这一事实表明不同生物共用一套________，这为________提供了又一证据。(2)在培育转基因蛾的基本操作中，所用基因的“剪刀”是________，基因的“针线”是________，基因的“运载工具”是________。(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是________和________。解析 利用基因工程的方法把水母的基因拼接到运载体上，导入棉铃虫蛾的体内，使棉铃虫能发光，便于跟踪。而且使棉铃虫不能繁殖，但能交配，使后代不能繁殖。杂交育种、诱变育种不能定向改变生物的遗传性状，而且性状稳定慢。基因工程能定向改变生物的遗传性状，使性状稳定快。答案 (1)使棉铃虫蛾的幼虫能够发出荧光，失去繁殖能力 遗传密码 生物进化 (2)限制性内切酶 DNA 连接酶 运载体 (3)定向改变生物遗传性状 性状稳定快16.有甲、乙两个烟草品种(2 n＝48)，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 800 lx 时都不能生长。这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa 和 bb)作用的结果。 取甲、乙两品种的花粉分别离体培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，诱导使之融合，再诱导产生细胞团。然后，放到大于15800 lx 的光照下培养，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。(1)甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为________和________。(2)将叶肉细胞制成原生质体时，使用________去除细胞壁。(3)在细胞融合技术中，常用的促融剂是________。(4)细胞融合后诱导产生的细胞团叫________。(5)在大于 800 lx 光照下培养，有________种细胞团不能分化(这里只考虑两个原生质体的相互融合)。能分化的细胞团分化发育成的植株，其染色体条数是________，基因型是________，该植株自交后代中，在大于 800 lx 的光照下，出现不能生长的植株的概率是________。解析 本题综合考查了单倍体育种和细胞融合技术以及基因的分离和自由组合定律。在只考虑两个原生质体相互融合的情况下，任意两个原生质体(aB 与 aB、Ab 与 Ab、aB 与 Ab)融合后的细胞的基因型可能为 aaBB、AAbb 和 AaBb，其中基因型为 aaBB 和 AAbb 的细胞团在大于 800 lx 的光照下培养时不能分化；基因型为 AaBb 的细胞团则分化发育成植株，该植株为二倍体(2 n＝48)。基因型为 AaBb 的植株自交后代中，在大于 800 lx 的光照下不能生长的植株即含有一对及一对以上隐性基因(aaB － 、A － bb 和 aabb)的植株，其出现的概率为1/4×3/4＋3/4×1/4＋1/4×1/4＝7/16。答案 (1)aB Ab (2)纤维素酶和果胶酶 (3)聚乙二醇 (4)愈伤组织 (5)两 48 AaBb 7/1617.野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题。(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解， 其中“酶解”所用的酶应该包括__________________________________________________。(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是____________________。(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程：_______________。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能，这是_________________的表现。(4)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处：____________________________________________________________________________________________________。答案 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)诱导原生质体融合16(3)融合细胞 愈伤组织 幼苗 植物细胞具有全能性 (4)可使本来存在着生殖― ― →脱 分 化 ― ― →再 分 化 隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。