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2019-2020年高考生物 考前三個月 知識專題突破練12 現(xiàn)代生物科技專題 [直擊考綱]　1.基因工程的誕生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技術(shù)(Ⅱ)。3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)。4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)。5.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)。6.動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅰ)。7.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)。8.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)(Ⅰ)。9.胚胎干細(xì)胞的移植(Ⅰ)。10.胚胎工程的應(yīng)用(Ⅱ)。11.轉(zhuǎn)基因生物的安全性(Ⅰ)。12.生物武器對人類的威脅(Ⅰ)。13.生物技術(shù)中的倫理問題(Ⅰ)。14.簡述生態(tài)工程的原理(Ⅱ)。15.生態(tài)工程的實例(Ⅰ)。 考點34　基因工程與蛋白質(zhì)工程 判斷下列有關(guān)基因工程和蛋白質(zhì)工程的敘述 (1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶，用前者可切割煙草花葉病毒的核酸(xx·浙江，3B和xx·浙江，2A)(　×　) (2)每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(2011·浙江，6B)(　√　) (3)應(yīng)用DNA探針技術(shù)可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá)(2011·四川，5D)(　×　) (4)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上，屬于基因工程(xx·大綱全國Ⅱ，5D)(　×　) (5)從某海洋動物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽(xx·廣東，3C)(　√　) (6)采用蛋白質(zhì)工程進(jìn)一步改造AFB1解毒酶的基本途徑是：從提高酶的活性出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(xx·天津，8節(jié)選)(　√　) 1．掌握基因工程的主干知識圖解 (1)目的基因的獲取 (2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因) (3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 導(dǎo)入植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法 導(dǎo)入動物：顯微注射法導(dǎo)入微生物 導(dǎo)入微生物細(xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2＋處理) (4)目的基因的檢測與鑒定 插入檢測：DNA分子雜交 轉(zhuǎn)錄檢測：DNA—RNA分子雜交 翻譯檢測：抗原—抗體雜交 個體水平檢測：抗性接種實驗 2．基本工具 項目 限制酶 DNA連接酶 載體 作用 切割目的基因和載體 拼接DNA片段，形成重組DNA 攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞 作用部位 兩個核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 作用特點(條件) 識別特定的核苷酸序列；在特定位點上切割 E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端 能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制；有多個限制酶切割位點；具有特殊的標(biāo)記基因 3.基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程 1．(xx·廣東，25)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是(雙選)(　　) A．過程①需使用逆轉(zhuǎn)錄酶 B．過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因 C．過程③使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備 D．過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞 答案　AD 解析　A項，過程①是通過逆轉(zhuǎn)錄獲取DNA，逆轉(zhuǎn)錄過程需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶。B項，過程②指的是從cDNA文庫中獲取目的基因，不需要利用PCR技術(shù)，也用不到解旋酶。C項，過程③中使用的感受態(tài)細(xì)胞要用CaCl2溶液制備，而不是用NaCl溶液制備。D項，過程④鑒定目的基因是否已經(jīng)導(dǎo)入受體細(xì)胞，可以用標(biāo)記的目的基因為探針來檢測受體細(xì)胞中是否存在目的基因，即利用DNA分子雜交鑒定。 2．(xx·重慶，4)下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正確的是(　　) A．②的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與 B．③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上 C．④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀 D．⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異 答案　D 解析　A項，②為重組Ti質(zhì)粒，其構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶參與。B項，含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒上的目的基因整合到受體細(xì)胞(④)的染色體上，而并非整個重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上。C項，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能進(jìn)行表達(dá)，所以抗蟲基因?qū)胫参锛?xì)胞后，培育成的植株也不一定具有抗蟲性狀。D項，轉(zhuǎn)基因抗蟲植株是否培育成功，可以從個體水平上進(jìn)行檢測，即觀察植株是否具有抗蟲性狀，如果具有抗蟲性狀則說明發(fā)生了可遺傳變異(基因重組)。 3．(xx·江蘇，23)下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，錯誤的是(多選)(　　) A．切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識別6 個核苷酸序列 B．PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng) C．載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因 D．抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá) 答案　ABC 解析　A項，限制性核酸內(nèi)切酶大多特異性地識別6個核苷酸序列，但也有少數(shù)限制性核酸內(nèi)切酶能識別4個、5個或8個核苷酸序列。B項，PCR反應(yīng)中溫度周期性變化是為變性、復(fù)性和延伸創(chuàng)造條件。另外，耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，變性和復(fù)性過程不需要酶的催化。C項，載體質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，而不是抗生素合成基因。D項，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能正常表達(dá)。 4．圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為：C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。下列分析中正確的是(　　) A．若用限制酶MspⅠ完全切割圖1中DNA片段，會破壞2個磷酸二酯鍵 B．若圖1所示DNA虛線方框內(nèi)的堿基對被T－A替換，用限制酶SmaⅠ完全切割后會產(chǎn)生3種不同的DNA片段 C．若切割圖2中的質(zhì)粒以便拼接目的基因D應(yīng)選擇限制酶 BamHⅠ和MboⅠ D．若用上述條件構(gòu)建含有目的基因D的重組質(zhì)粒并成功導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，則此細(xì)菌在添加抗生素A和B的培養(yǎng)基中不能存活 答案　D 解析　由題意可知，圖1中的目的基因含有2個限制酶MspⅠ的切割位點，完全切割后會破壞4個磷酸二酯鍵，故A錯誤；若圖中堿基對被替換后，限制酶SmaⅠ的切割位點只有1個，完全切割后能產(chǎn)生2種不同的DNA片段，故B錯誤；若切割圖2中的質(zhì)粒，并且不能破壞目的基因，最好選擇限制酶BamHⅠ進(jìn)行切割，故C錯誤；由于插入目的基因后會破壞抗生素A抗性基因，但沒破壞抗生素B抗性基因，故在含有抗生素A和抗生素B的培養(yǎng)基中不能存活，D正確。 5．(xx·新課標(biāo)Ⅱ，40)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 回答下列問題： (1)理論上，基因組文庫含有生物的__________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。 (2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。 (3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的____________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的__________是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了________________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。 答案　(1)全部　部分　(2)篩選　(3)乙　表達(dá)產(chǎn)物　耐旱性　(4)同源染色體的一條上 解析　(1)基因組文庫含有生物的全部基因，而cDNA文庫中含有生物的部分基因。(2)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)，若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，包含該生物的所有基因，然后再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)若從植物甲中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞后，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測該耐旱基因是否合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，即檢測此再生植株中該基因的表達(dá)產(chǎn)物，如果檢測結(jié)果呈陽性，說明已經(jīng)合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，這時再進(jìn)行個體生物學(xué)檢測，即在田間試驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1，符合基因的分離定律，說明得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株為雜合子，因此可推測該耐旱基因只整合到了同源染色體的一條上。 6．(xx·山東，36)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下： (1)htPA基因與載體用________________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，可采用____________技術(shù)。 (2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其______________。采集的精子需要經(jīng)過________，才具備受精能力。 (3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是____________，為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的________。 (4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達(dá)。 答案　(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)　DNA分子雜交(或核酸探針)　(2)超數(shù)排卵　獲能(處理)　(3)顯微注射法　性別鑒定　全能性　(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物) 解析　(1)用同種限制性核酸內(nèi)切酶對目的基因和載體進(jìn)行切割，以形成相同的黏性末端。檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，常用DNA分子雜交技術(shù)。(2)對供體母羊注射促性腺激素可以使其超數(shù)排卵，采集的精子需要經(jīng)過獲能處理后才具備受精能力。(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵(動物細(xì)胞)常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊，需要對胚胎進(jìn)行性別鑒定。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，依據(jù)的原理是早期胚胎細(xì)胞的全能性。(4)目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測到htPA，即人組織纖溶酶原激活物。 7．(xx·海南，31)下面是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。請據(jù)圖回答： (1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在________作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的________序列，推測出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測其DNA的______________序列，再通過化學(xué)方法合成所需基因。 (2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有________、________、4種脫氧核苷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。 (3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為__________________________。 (4)在基因工程中，常用Ca2＋處理D，其目的是_________________________________。 答案　(1)逆轉(zhuǎn)錄酶　DNA聚合酶　氨基酸　脫氧核苷酸　(2)引物　(目的基因或A基因)模板　(3)基因表達(dá)載體　(4)使其成為感受態(tài)細(xì)胞，使大腸桿菌更容易吸收重組DNA分子 解析　(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成雙鏈DNA分子；根據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過程是：根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對原則，推測DNA中脫氧核苷酸的排列順序，通過化學(xué)方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和載體結(jié)合，形成基因表達(dá)載體。(4)在利用大腸桿菌做受體細(xì)胞時，需要先用Ca2＋處理，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于其吸收重組DNA分子。 考點35　細(xì)胞工程 判斷下列有關(guān)細(xì)胞工程的敘述 (1)在“羊胎兒皮膚組織塊→成纖維細(xì)胞”過程中，需要用胰蛋白酶處理，在培養(yǎng)過程中，將成纖維細(xì)胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培養(yǎng)基的pH穩(wěn)定，另外為便于清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液(xx·山東，35(2)和xx·福建，32(3)整合)(　√　) (2)不同種植物原生質(zhì)體融合的過程屬于植物體細(xì)胞雜交過程，該技術(shù)可克服生殖隔離的限制，培育遠(yuǎn)緣雜種(xx·全國卷Ⅰ，4AB)(　√　) (3)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞，克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會發(fā)生改變(xx·浙江，4AB)(　×　) (4)二倍體細(xì)胞和惡性細(xì)胞系一樣傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的(xx·浙江，4CD)(　×　) (5)二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株，若用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子(2011·江蘇，16BC)(　×　) 1．植物體細(xì)胞雜交與單克隆抗體制備過程比較 步驟 植物體細(xì)胞雜交過程 單克隆抗體制備過程 第一步 原生質(zhì)體的制備(酶解法) 正常小鼠免疫處理 第二步 原生質(zhì)體融合(物、化法) 動物細(xì)胞融合(物、化、生物法) 第三步 雜種植株的篩選與培養(yǎng) 雜交瘤細(xì)胞篩選與培養(yǎng) 第四步 雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定 單克隆抗體的提純 相同點 ①兩技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進(jìn)行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆，都不涉及減數(shù)分裂；②均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件 (1)誘導(dǎo)融合的方法分別有哪些？融合的細(xì)胞類型有哪幾種？ 提示?、僬T導(dǎo)植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合的方法主要有離心、振動、電激或用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑。 ②動物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒(誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的特有因素)、電激等。 融合的細(xì)胞類型：前者—AA、BB、AB。后者—瘤瘤、B瘤、BB。 (2)各自的原理分別有哪些？ 提示　前者有細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性，后者有細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞增殖。 2．掌握克隆動物培育流程圖 D個體的性別、性狀與哪個個體相同？ 提示　根據(jù)發(fā)育成新個體D的重組細(xì)胞核由動物B提供，而性別及大多數(shù)遺傳性狀是由核內(nèi)遺傳物質(zhì)決定的，故B、D兩者的性別及大多數(shù)遺傳性狀相同。 1．(xx·浙江，3)下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(　　) A．連續(xù)細(xì)胞系的細(xì)胞大多具有二倍體核型 B．某些癌細(xì)胞在合適條件下能逆轉(zhuǎn)為正常細(xì)胞 C．由多個祖細(xì)胞培養(yǎng)形成的細(xì)胞群為一個克隆 D．未經(jīng)克隆化培養(yǎng)的細(xì)胞系細(xì)胞具有相同的性狀 答案　B 解析　A項，連續(xù)細(xì)胞系的細(xì)胞一般都培養(yǎng)了多次，二倍體核型發(fā)生了改變，大多數(shù)細(xì)胞具有異倍體核型。B項，細(xì)胞癌變是由基因突變引起的，如果癌細(xì)胞在一定條件下(如用秋水仙胺等藥物治療)，則有可能恢復(fù)成正常細(xì)胞。C項，細(xì)胞克隆的最基本的要求是：必須確定所建立的克隆來源于單個細(xì)胞。D項，未經(jīng)克隆化培養(yǎng)的細(xì)胞系具有異質(zhì)性。 2．(xx·長沙模擬)下圖表示四倍體蘭花葉片通過植物組織培養(yǎng)成植株的過程，下列相關(guān)敘述中正確的是(雙選)(　　) A．①～③過程中發(fā)生了有絲分裂和減數(shù)分裂 B．①階段需要生長素而③階段僅需要細(xì)胞分裂素 C．①階段為脫分化過程 D．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得的植株體細(xì)胞有兩個染色體組 答案　CD 解析　①②③過程均發(fā)生了有絲分裂。植物組織培養(yǎng)的各個階段均需要生長素和細(xì)胞分裂素刺激。①階段細(xì)胞失去分化狀態(tài)變成愈傷組織，為脫分化過程。蘭花是四倍體，花粉細(xì)胞含兩個染色體組，經(jīng)離體培養(yǎng)所得的植株體細(xì)胞含兩個染色體組。 3．(xx·濟(jì)南5月)如圖為小白鼠的胚胎干細(xì)胞分化示意圖。 請回答： (1)圖中分化程度最低的是____________。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入________因子，可誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化?？茖W(xué)家將小鼠已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核移入卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，培育出“克隆鼠”，這里用卵母細(xì)胞的原因是________________________________________________________________________。 直到今天也不能用類似________________(某種植物細(xì)胞工程的技術(shù)手段)的方法直接獲得完整的動物個體。因此，培育“克隆鼠”的過程，實際是通過________來實現(xiàn)的。 (2)在培育轉(zhuǎn)基因鼠的過程中，人們將關(guān)鍵基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小白鼠的成纖維細(xì)胞，使其變成多功能干細(xì)胞。在該技術(shù)中，逆轉(zhuǎn)錄病毒是關(guān)鍵基因進(jìn)入成纖維細(xì)胞的________，它能夠攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞。 (3)在制取單克隆抗體過程中，用________細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，經(jīng)多次篩選最終得到能分泌________的雜交瘤細(xì)胞。 答案　(1)胚胎干細(xì)胞　分化誘導(dǎo)　卵母細(xì)胞可以給它提供表達(dá)全能性的環(huán)境　植物組織培養(yǎng)　(動物體細(xì)胞)核移植　(2)載體　(3)效應(yīng)B淋巴(漿)　特異性抗體 解析　(1)圖中分化程度最低的是胚胎干細(xì)胞。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，可誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。科學(xué)家將小鼠已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核移入卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，培育出“克隆鼠”，這里用卵母細(xì)胞的原因是：卵母細(xì)胞可以給它提供表達(dá)全能性的環(huán)境。直到今天也不能用類似植物組織培養(yǎng)(某種植物細(xì)胞工程的技術(shù)手段)的方法直接獲得完整的動物個體。因此，培育“克隆鼠”的過程，實際是通過(動物體細(xì)胞)核移植來實現(xiàn)的。(2)在培育轉(zhuǎn)基因鼠的過程中，人們將關(guān)鍵基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入小白鼠的成纖維細(xì)胞，使其變成多功能干細(xì)胞。在該技術(shù)中，逆轉(zhuǎn)錄病毒是關(guān)鍵基因進(jìn)入成纖維細(xì)胞的載體，它能夠攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞。(3)在制取單克隆抗體過程中，用效應(yīng)B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞)與骨髓瘤細(xì)胞融合，經(jīng)多次篩選最終得到能分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。 4．(xx·新課標(biāo)Ⅰ，40)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如圖所示。 若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目為40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目為60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。 回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過________次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是_______________________。 (2)細(xì)胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有__________________________________________________，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是______________________________。 (3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。 (4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是____________________。 答案　(1)4　Y　Y小鼠的血清抗體效價最高　(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞　細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%　(3)1　100　(4)不能無限增殖 解析　(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價幾乎都達(dá)到16 000以上，小鼠Y的血清抗體的效價最高，最適合用于制備單克隆抗體。 (2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)胞的自身融合細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合細(xì)胞。細(xì)胞的融合是隨機(jī)的，并且不可能所有細(xì)胞都融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。 (3)動物細(xì)胞融合后形成的是具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞的細(xì)胞核中的染色體數(shù)目最多為40＋60＝100(條)。 (4)正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞高度分化，不能無限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。 5．科學(xué)家從某無限增殖的細(xì)胞中分離出無限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)細(xì)胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更為廣闊的前景。請回答下列問題： (1)利用________________________技術(shù)制備單克隆抗體，常用聚乙二醇、________________、電激等誘導(dǎo)因素誘導(dǎo)細(xì)胞融合。再經(jīng)多次篩選和細(xì)胞培養(yǎng)獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的________________細(xì)胞。 (2)有人提出用核移植技術(shù)構(gòu)建重組細(xì)胞來生產(chǎn)單克隆抗體，請完成設(shè)計方案： ①取________________細(xì)胞的細(xì)胞核，移植到去核的能夠________的細(xì)胞中，構(gòu)成重組細(xì)胞。(假定移植后細(xì)胞核中基因的表達(dá)狀態(tài)不受影響) ②將重組細(xì)胞在________條件下做大規(guī)模培養(yǎng)或注射到小鼠________內(nèi)增殖，以獲得大量單克隆抗體。 (3)也有人提出，可以直接通過基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因(prG)來制備單克隆抗體，其思路如圖所示。 ①酶A是指______________，酶B是指____________。 ②圖中Ⅰ表示________________，對Ⅱ進(jìn)行檢測與鑒定的目的是__________，Ⅲ具有的特點是__________________________。 答案　(1)動物細(xì)胞融合　滅活的病毒　雜交瘤 (2)①特定抗原刺激的B淋巴　無限增殖?、隗w外　腹腔　(3)①限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶?、谀康幕?無限增殖調(diào)控基因或prG)　檢測目的基因是否導(dǎo)入和是否表達(dá)　既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定抗體 解析　(1)在利用動物細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體的過程中，常用聚乙二醇、滅活的病毒、電激等方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合，融合后的細(xì)胞經(jīng)多次篩選和細(xì)胞培養(yǎng)，最終獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(2)產(chǎn)生單克隆抗體的細(xì)胞應(yīng)具有兩個特點：能無限增殖和產(chǎn)生特定抗體。若用核移植技術(shù)構(gòu)建重組細(xì)胞首先取特定抗原刺激的B淋巴細(xì)胞的細(xì)胞核，移植到去核的能夠無限增殖的細(xì)胞中，構(gòu)成重組細(xì)胞；然后將重組細(xì)胞進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，以獲得大量單克隆抗體。(3)基因工程中第一步獲取目的基因；第二步用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶處理供體DNA和質(zhì)粒，獲取基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)；第三步將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞；第四步檢測目的基因是否導(dǎo)入和表達(dá)。 6．我國科學(xué)家張道遠(yuǎn)先生通過從耐旱灌木白花檉柳中克隆得到TSOD基因，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)化到棉花中，獲得了具備更強(qiáng)抗旱性的T4代轉(zhuǎn)基因棉花株系。下圖為轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答： (1)①過程表示用________擴(kuò)增目的基因的方法。②過程用到的工具酶有____________________。步驟③一般用________處理農(nóng)桿菌，使其易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。 (2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞除步驟④所示的方法外，還可采用________________。如果受體細(xì)胞是動物的受精卵，則一般采用的方法是____________。 (3)外植體培養(yǎng)成為試管苗的過程采用了____________技術(shù)，利用了____________________的原理，步驟⑤⑥表示______________。 (4)為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標(biāo)記的________________作探針進(jìn)行分子水平鑒定，再________________進(jìn)行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性。 答案　(1)PCR技術(shù)　限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)、DNA連接酶　Ca2＋(或CaCl2)　(2)花粉管通道法(基因槍法)　顯微注射法　(3)植物組織培養(yǎng)　植物細(xì)胞的全能性　脫分化、再分化　(4)抗旱基因(TSOD基因、目的基因)　移栽到干旱土地中 解析　(1)①過程表示用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。②過程用到的工具酶有限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)、DNA連接酶。步驟③一般用Ca2＋(或CaCl2)處理農(nóng)桿菌，使其易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞除步驟④所示的方法外，還可采用花粉管通道法(基因槍法)。如果受體細(xì)胞是動物的受精卵，則一般采用的方法是顯微注射法。(3)外植體培養(yǎng)成為試管苗的過程采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，利用了植物細(xì)胞的全能性的原理，步驟⑤⑥表示脫分化、再分化。(4)為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標(biāo)記的抗旱基因(TSOD基因、目的基因)作探針進(jìn)行分子水平鑒定，再移栽到干旱土地中進(jìn)行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性。 考點36　胚胎工程 1．判斷下列有關(guān)胚胎工程及其應(yīng)用的敘述 (1)絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識別具有物種特異性(xx·浙江，2A)(　√　) (2)卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加(xx·江蘇，8A)(　×　) (3)早期胚胎培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清(2011·江蘇，18C)(　√　) (4)受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植(2011·江蘇，18B)(　×　) (5)試管嬰兒技術(shù)主要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)(2011·江蘇，18D)(　√　) (6)胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(xx·江蘇，8B)(　×　) (7)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎(xx·江蘇，16C)(　√　) (8)胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(xx·江蘇，8C)(　×　) 2．(xx·江蘇，13)軟骨發(fā)育不全為常染色體顯性遺傳病，基因型為HH的個體早期死亡。一對夫妻均為該病患者，希望通過胚胎工程技術(shù)輔助生育一個健康的孩子。下列做法錯誤的是(　　) A．首先經(jīng)超排卵處理后進(jìn)行體外受精 B．從囊胚中分離細(xì)胞，培養(yǎng)后檢測基因型 C．根據(jù)檢測結(jié)果篩選基因型為hh的胚胎 D．將胚胎培養(yǎng)至原腸胚期后移植到子宮 答案　D 解析　胚胎移植的時期是桑椹胚或囊胚，D錯誤。 3．(xx·山東，35節(jié)選)科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)，繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠，流程如下： (1)圖中2－細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為________________；也可以從灰鼠體內(nèi)取出卵子， 通過__________________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (2)圖中重組囊胚通過______________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用____________方法保存。 (3)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的________________分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向________________后用于疾病的細(xì)胞治療。 答案　(1)沖卵　體外受精　(2)胚胎移植　冷凍(或低溫)　(3)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　誘導(dǎo)分化 解析　細(xì)胞胚胎可從灰鼠輸卵管內(nèi)沖卵獲得；重組囊胚通過胚胎移植技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)，暫不進(jìn)行胚胎移植的胚胎可放入－196 ℃的液氮中冷凍保存；胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，是由早期胚胎或原始性腺分離出來的一類細(xì)胞。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，可以作為干細(xì)胞的來源，iPS與ES細(xì)胞一樣，可通過誘導(dǎo)定向分化修補(bǔ)某些功能異常的細(xì)胞來治療疾病。 1．早期胚胎發(fā)育過程的流程分析 2．胚胎工程操作流程分析(以牛為例) (1)上述圖示中幾次用到了激素？分別是什么作用？ 提示　兩次。第一次用促性腺激素對供體做超數(shù)排卵處理；第二次用激素對受體和供體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理。 (2)胚胎移植過程進(jìn)行哪兩次檢查？ 提示　第一次是對收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次是對受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。 (3)胚胎移植所用胚胎是有性生殖還是無性生殖產(chǎn)生的？ 提示　是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎是由受精卵形成，還是通過核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育而成或胚胎分割形成。其中通過核移植技術(shù)和胚胎分割形成的胚胎是無性生殖產(chǎn)生的。 (4)胚胎移植(胚胎能夠移入受體、胚胎收集、胚胎在受體能夠存活、胚胎能夠正常生長發(fā)育)的生理學(xué)基礎(chǔ)是什么？ 提示　①哺乳動物排卵后，同種供受體生殖器官的生理變化是相同的，這是胚胎能夠移入受體的生理基礎(chǔ)。 ②早期胚胎形成后，未與母體子宮建立聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這是胚胎收集的生理基礎(chǔ)。 ③受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ)。 ④供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系，且不影響供體胚胎的遺傳特性，這是供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ)。 3．胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)流程 1．(xx·江蘇，2)下列關(guān)于蛙胚胎發(fā)育過程的敘述，正確的是(　　) A．通過細(xì)胞分裂不斷增加細(xì)胞數(shù)量，并在一定時期發(fā)生細(xì)胞分化 B．胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞不斷分裂，但不發(fā)生凋亡 C．隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，蛙胚的有機(jī)物總量不斷增加 D．發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)逐漸增加 答案　A 解析　A項，在蛙的胚胎發(fā)育過程中，通過細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)量，在囊胚期細(xì)胞開始分化。B項，胚胎發(fā)育過程中，既有細(xì)胞的分裂和分化，也有細(xì)胞的衰老和凋亡。C項，在蛙胚胎發(fā)育的過程中，由于細(xì)胞呼吸的消耗，有機(jī)物的總量不斷減少。D項，蛙胚胎發(fā)育過程中需要從環(huán)境中獲得氧氣，但利用的營養(yǎng)物質(zhì)是受精卵自身含有的。 2．(xx·江蘇，19)杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，被稱為“鉆石級”肉用綿羊。 科研工作者通過胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用雌激素對雌性杜泊羊進(jìn)行處理 B．從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子進(jìn)行體外受精 C．為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng)，應(yīng)注射免疫抑制劑 D．為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎 答案　D 解析　A項，超數(shù)排卵時使用的是促性腺激素，而不是雌激素。B項，從卵巢中采集的卵母細(xì)胞未發(fā)育成熟，需要經(jīng)過體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精。C項，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故不需要注射免疫抑制劑。D項，為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得基因型相同的同卵雙胎或多胎個體。 3．轉(zhuǎn)基因克隆豬已經(jīng)在我國培育成功。研究組首先從豬胎兒皮膚中分離出纖維細(xì)胞，進(jìn)行體外培育。通過電穿孔的方法將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)入纖維細(xì)胞，經(jīng)篩選后將基因纖維細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞克隆。接著，將重組胚胎移入代孕母豬體內(nèi)，最終獲得轉(zhuǎn)基因克隆豬。請回答： (1)在對纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時，需要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的________，以防止培養(yǎng)過程的污染，此外，應(yīng)定期更換________，防止______________________對細(xì)胞自身造成危害。 (2)篩選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞時，需要利用基因表達(dá)載體中______的作用。 (3)在進(jìn)行體細(xì)胞克隆前，先要從屠宰場收集豬卵巢，采集________，并在體外培養(yǎng)成熟。然后將轉(zhuǎn)基因纖維細(xì)胞注入到____________中，再經(jīng)過一系列過程獲得含有目的基因的重組胚胎。 (4)為了__________________，可以對處于____________階段的胚胎進(jìn)行均等分割。將重組胚胎移入到受體子宮中，由于受體子宮不會對外來胚胎發(fā)生____________，并能與之建立正常的生理和組織上的聯(lián)系，因此，重組胚胎能在受體子宮中繼續(xù)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因克隆豬。 答案　(1)抗生素　培養(yǎng)液　細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累　(2)標(biāo)記基因　(3)卵母細(xì)胞　去核卵母細(xì)胞　(4)提高重組胚胎的利用率　桑椹胚或囊胚　免疫排斥反應(yīng) 解析　在對纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時，需要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防止培養(yǎng)過程的污染，此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。篩選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞時，需要利用基因表達(dá)載體中標(biāo)記基因的作用。通過對囊胚或桑椹胚時期的胚胎進(jìn)行胚胎分割，可提高對重組胚胎的利用率。由于受體子宮不會對外來胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，并能與之建立正常的生理和組織上的聯(lián)系，因次，重組胚胎能在受體子宮中繼續(xù)發(fā)育。 4．根據(jù)下列有關(guān)胚胎工程的示意圖，分析回答： (1)為使A羊超數(shù)排卵，向其注射____________激素，選擇________期的卵母細(xì)胞進(jìn)行體外受精；體外受精前要對B細(xì)胞進(jìn)行________處理，常用的方法是________法。 (2)將早期胚胎注入D羊子宮內(nèi)的技術(shù)叫________，D羊被稱為________(填“供體”或“受體”)；為使D羊的生理狀況更適合完成該技術(shù)操作，要對D羊進(jìn)行________處理以提高成功率。 (3)從早期胚胎分離出的ES細(xì)胞可誘導(dǎo)分化出不同的組織細(xì)胞，這是因為從功能上ES細(xì)胞具有____________；若取囊胚階段的胚胎進(jìn)行胚胎分割，要注意將____________均等分割；早期胚胎培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中除營養(yǎng)成分外，還需加入________。 答案　(1)促性腺　MⅡ　獲能　化學(xué)誘導(dǎo)　(2)胚胎移植　受體　同期發(fā)情　(3)發(fā)育的全能性　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　血清 解析　本題考查胚胎工程。(1)注射促性腺激素能夠使A羊超數(shù)排卵，發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細(xì)胞能夠進(jìn)行受精作用；精子受精作用前需經(jīng)過獲能處理，常用的方法是化學(xué)誘導(dǎo)法。(2)將早期胚胎注入D羊子宮內(nèi)的技術(shù)叫做胚胎移植，D羊是受體；為了提高成功率，要對D羊進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)ES細(xì)胞具有發(fā)育的全能性；胚胎分割時要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割；培養(yǎng)早期胚胎時培養(yǎng)液中需要加入動物血清。 5．下圖為綠色熒光小鼠制備流程圖，Gfp是綠色熒光蛋白基因，請分析回答： (1)構(gòu)建表達(dá)載體需要的酶是：____________________，表達(dá)載體包含綠色熒光蛋白基因Gfp、______________、________________、終止子和復(fù)制原點等。 (2)圖中載體上的Neo基因是一種抗生素抗性基因，圖中步驟③所用的G418是一種抗生素(對細(xì)胞有毒害作用)，添加G418的目的是_______________________。 (3)圖中所用的胚胎干細(xì)胞來自于________________。 (4)圖中步驟⑤要將細(xì)胞注射入圖中囊胚的________位置，圖中步驟⑥胚胎移植前要對代孕母鼠用激素進(jìn)行________________處理。 (5)可以使用______________方法在蛋白質(zhì)水平上鑒定小鼠是否存在綠色熒光蛋白。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶　標(biāo)記基因　啟動子　(2)篩選出導(dǎo)入目的基因的胚胎干細(xì)胞 (3)早期胚胎或原始性腺　(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　同期發(fā)情 (5)抗原－抗體雜交 解析　(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。完整的基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、標(biāo)記基因、終止子等。(2)添加G418可以將不抗該抗生素的細(xì)胞殺死，從而選擇出導(dǎo)入目的基因的胚胎干細(xì)胞。(3)胚胎干細(xì)胞是由原始性腺或早期胚胎中分離出來的一類細(xì)胞。(4)步驟⑤是通過顯微注射技術(shù)將這些胚胎干細(xì)胞注入囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。胚胎移植前要對受體母鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理。(5)鑒定目的基因是否在受體細(xì)胞中表達(dá)可采用抗原－抗體雜交技術(shù)。 6．供體器官的短缺和排斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個重要問題。如何利用現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)解決這一難題成為熱點問題。如圖是治療性克隆的過程圖解，回答下列問題： (1)自體移植供受體為同一個體，最大的優(yōu)點是______________，但移植器官種類受限。利用細(xì)胞工程技術(shù)的治療性克隆，重組細(xì)胞培養(yǎng)時除了保證無菌、無毒環(huán)境，還需豐富的營養(yǎng)，通常會在培養(yǎng)液中加入 ____________等天然成分。核移植的胚胎干細(xì)胞通常只分裂不分化，所以需在培養(yǎng)液中加入________誘導(dǎo)形成相應(yīng)的組織、器官后用于移植。 (2)重組細(xì)胞發(fā)育的過程中，細(xì)胞開始分化發(fā)生在①________期，若想獲得基因型完全相同的兩個胚胎，采用________技術(shù)，并且要注意對②________進(jìn)行均等分割。與試管嬰兒不同的是該技術(shù)屬于________(有性/無性)生殖。 (3)目前臨床器官移植多為同種異體移植，患者需要長期服用________預(yù)防免疫排斥反應(yīng)。為了擴(kuò)大器官供體的來源，人們嘗試異種移植，試圖利用基因工程手段______抗原決定基因，再利用克隆技術(shù)培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官，從而解決供體短缺問題。獲得該轉(zhuǎn)基因豬的核心步驟是________________。 答案　(1)不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)　血清　分化誘導(dǎo)因子 (2)囊胚　胚胎分割　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　無性　(3)免疫抑制藥物　抑制(或除去)　基因表達(dá)載體的構(gòu)建 解析　(1)自體移植不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；動物細(xì)胞培養(yǎng)需要加入血清，以滿足動物細(xì)胞生命活動的需要；培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞時加入分化誘導(dǎo)因子可以誘導(dǎo)形成相應(yīng)的組織、器官后用于移植。(2)重組細(xì)胞發(fā)育與受精發(fā)育過程相同，在囊胚時期開始發(fā)生細(xì)胞的分化；若要獲得基因型完全相同的兩個胚胎，可以采用胚胎分割技術(shù)，并且要注 意對內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。與試管嬰兒不同的是該技術(shù)屬于無性生殖。(3)預(yù)防免疫排斥反應(yīng)需要服用免疫抑制藥物；利用基因工程手段可以除去抗原決定基因，再利用克隆技術(shù)培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官；培育轉(zhuǎn)基因豬的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。 7．下圖表示利用胚胎干細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)基因小鼠的流程。請回答下列問題： (1)過程①所培養(yǎng)的細(xì)胞應(yīng)取自囊胚的________。 (2)過程②中，提取的DNA在水浴加熱的條件下需用________試劑鑒定，基因轉(zhuǎn)入前需要先構(gòu)建__________，其目的是___________________________。 (3)過程③稱為____________。由于動物細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚，所以需要加入____________________。 (4)過程④所使用的是________技術(shù)，進(jìn)行該操作前需要對受體雌鼠進(jìn)行______________。 答案　(1)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　(2)二苯胺　基因表達(dá)載體　使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并表達(dá)　(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))　動物血清　(4)胚胎移植　同期發(fā)情處理 解析　(1)胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，如囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。(2)DNA分子在水浴加熱條件下需用二苯胺試劑鑒定，基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞前需先構(gòu)建基因表達(dá)載體，其目的是使基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并表達(dá)。(3)過程③是少量單個細(xì)胞經(jīng)動物細(xì)胞培養(yǎng)(或早期胚胎培養(yǎng))形成早期胚胎的過程；由于動物細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚，所以需要加入動物血清。(4)過程④表示胚胎移植，在該操作前為使二者生理環(huán)境相同，需對受體雌鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理。 考點37　生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1．判斷下列有關(guān)生物技術(shù)的安全性和倫理問題的敘述(xx·江蘇，13和xx·江蘇，18) (1)種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離(　√　) (2)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細(xì)胞中(　×　) (3)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散而影響野生植物的遺傳(基因)多樣性(　√　) (4)轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中(　√　) (5)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加(　×　) (6)動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá)(　×　) (7)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題(　×　) 2．(xx·江蘇，15)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中，錯誤的是(　　) A．我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強(qiáng)制實施了產(chǎn)品標(biāo)識制度 B．國際上大多數(shù)國家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害 C．開展風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提 D．目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上 答案　B 解析　本題用直選法。對轉(zhuǎn)基因食品只是要求標(biāo)注“轉(zhuǎn)基因**”等字樣，并沒有在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害，故B錯誤。 1．轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題 (1)食品安全方面：可能合成毒蛋白、出現(xiàn)新的過敏原、改變食物的營養(yǎng)成分等。 (2)生物安全方面：有可能造成“基因污染”，危害生物的多樣性。 (3)環(huán)境安全方面：有可能打破物種界限，改變生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)；造成二次污染或產(chǎn)生危害動植物和人類的生物或產(chǎn)物。 2．生物技術(shù)引發(fā)的倫理問題 (1)克隆人技術(shù) ①違反人類倫理道德。 ②沖擊現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)倫理道德觀念。 ③人為地制造在心理上和社會地位上都不健全的人。 (2)設(shè)計試管嬰兒 ①把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠，是對生命的不尊重。 ②拋棄或殺死配型不合適的多余胚胎，無異于“謀殺”。 (3)基因檢測 ①對個人隱私權(quán)提出挑戰(zhàn)。②制造基因歧視。 3．正確看待生物技術(shù) (1)正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。 (2)我國政府支持治療性克隆，反對任何生殖性克隆人實驗。 1．供體器官的短缺和排斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個重要問題，而治療性克隆能最終解決這些問題。如圖所示為人類“治療性克隆”的大概過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)過程A表示________________________，是目前實現(xiàn)體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)的主要操作是應(yīng)用患者的體細(xì)胞作為核供體，由①________________細(xì)胞提供細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)行人工重組，由此產(chǎn)生的重組細(xì)胞②的遺傳物質(zhì)主要來自圖中的________________。 (2)過程B表示的生物技術(shù)是________________，C表示定向誘導(dǎo)技術(shù)，其誘導(dǎo)的對象是[　]________細(xì)胞。 (3)“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細(xì)胞的________________________。相同的胚胎干細(xì)胞，“克隆”的結(jié)果多種多樣，如有的是神經(jīng)細(xì)胞，有的是血細(xì)胞，有的是肌肉細(xì)胞，究其本質(zhì)原因是____________________。 (4)中國政府對“克隆人”的觀點是______________________________________________?！坝幸荒凶踊加邪籽。?jīng)醫(yī)生利用其出生時保留的臍帶血進(jìn)行治療后康復(fù)”，你認(rèn)為這種做法符合倫理道德嗎？為什么？______________________。 答案　(1)細(xì)胞核移植　(次級)卵母　供體乙　(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)?、堋?nèi)細(xì)胞團(tuán)(胚胎干)　(3)細(xì)胞核具有全能性　基因的選擇性表達(dá)　(4)禁止生殖性克隆人，不反對治療性克隆　符合，因為臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細(xì)胞屬于成體干細(xì)胞 解析　(1)從圖中可以看出，過程A是細(xì)胞核移植的過程，其遺傳物質(zhì)主要來自供體乙，其中由①(次級)卵母細(xì)胞提供細(xì)胞質(zhì)。(2)過程B是重組細(xì)胞經(jīng)動物細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)育成胚胎的過程，過程C是將從囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中獲得的胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化形成不同組織、器官的過程，即治療性克隆過程。(3)在現(xiàn)有的條件下，動物細(xì)胞的全能性不能得到表達(dá)，但是動物細(xì)胞核的全能性可以表達(dá)出來；在分化成各種細(xì)胞的過程中，基因進(jìn)行了選擇性表達(dá)。(4)中國政府對“克隆人”的觀點是禁止生殖性克隆人，不反對治療性克隆。臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細(xì)胞屬于成體干細(xì)胞，所以符合倫理道德。 2．治療性克隆是指把患者體細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞中構(gòu)建形成重組胚胎，體外培養(yǎng)到一定時期分離出ES細(xì)胞，獲得的ES細(xì)胞定向分化成所需的特定類型細(xì)胞(如神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和血細(xì)胞)，用于治療。請回答下列問題： (1)治療性克隆采用的技術(shù)有__________________、早期胚胎培養(yǎng)和__________________。將患者體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成____________和發(fā)育進(jìn)程。 (2)為治療遺傳性糖尿病，可將胰島素基因?qū)隕S細(xì)胞中，再將此重組細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化后，篩選得到能____________________的胰島樣細(xì)胞，并擴(kuò)增培養(yǎng)后輸入患者體內(nèi)，這種治療方法稱為______________________。 (3)中國政府不反對治療性克隆，但禁止________________________。 (4)若想提取ES細(xì)胞中的DNA，可利用DNA不溶于____________溶液，但細(xì)胞中的脂質(zhì)和某些蛋白質(zhì)易溶于此溶液的原理進(jìn)一步分離。 答案　(1)體細(xì)胞核移植　胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)　細(xì)胞分裂 (2)分泌胰島素　體外基因治療　(3)生殖性克隆 (4)酒精(冷酒精) 解析　(1)由題干可知，治療性克隆應(yīng)用了體細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。(2)在體外完成基因轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到治療疾病的目的，屬于體外基因治療。(3)中國政府禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆。(4)利用DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精的原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步地分離。 考點38　生態(tài)工程的原理 1．(2011·新課標(biāo)全國，40)現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經(jīng)凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}： (1)污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過__________________呼吸將有機(jī)物分解。 (2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了________(生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群)。在植物池的食物網(wǎng)中，植物位于第________營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于__________所固定的__________能。 (3)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調(diào)與平衡、____________________和__________________等原理。 (4)一般來說，生態(tài)工程的主要任務(wù)是對______________________進(jìn)行修復(fù)，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。 答案　(1)無氧和有氧(或細(xì)胞)　(2)群落　一　生產(chǎn)者　太陽　(3)物質(zhì)循環(huán)再生　物種多樣性　(4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統(tǒng)) 解析　(1)厭氧沉淀池主要是無氧呼吸，曝氣池為有氧呼吸，兼氧池兩種方式均有。(2)生物群落是指生活在一定區(qū)域內(nèi)所有生物個體的總稱，生態(tài)系統(tǒng)還包括無機(jī)環(huán)境。(3)生態(tài)工程的原理包括：整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。 2．(2011·江蘇，29)池塘養(yǎng)殖普遍存在由于餌料、魚類排泄物、換水不及時等引起的水體污染現(xiàn)象，研究者設(shè)計了一種循環(huán)水池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)(如圖)