2018届 二轮复习 现代生物科技专题 学案(全国通用)

专题十六现代生物科技专题最新

考纲1.基因工程的诞生（I）2.基因工程的原理及技术（含PCR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的粗提取与鉴定①限制酶、②DNA连接酶、"操作工具载体目的基因的获取基因表达载体的构建一操作程序将冃的基因导入受体细胞一目的基因的检测与鉴定―1转基因植物、转基因动物一I十应用基因工程药物、基因治疗一*_基因工程发展⑤基因-操作对象可产生⑥朋界史憾的蛋白质一^^⑬输卵管和子宫・胚胎发育的场所体内受精⑭桑棋胚、襲胚一胚胎发育的移植期I早期脸胎发育培养法和化学诱导法-精子的获能方法体外受精“两盐”“两索”“两酸”，早期胚胎|早期胚胎培养外加动物血清①限制酶、②DNA连接酶、"操作工具载体目的基因的获取基因表达载体的构建一操作程序将冃的基因导入受体细胞一目的基因的检测与鉴定―1转基因植物、转基因动物一I十应用基因工程药物、基因治疗一*_基因工程发展⑤基因-操作对象可产生⑥朋界史憾的蛋白质一^^⑬输卵管和子宫・胚胎发育的场所体内受精⑭桑棋胚、襲胚一胚胎发育的移植期I早期脸胎发育培养法和化学诱导法-精子的获能方法体外受精“两盐”“两索”“两酸”，早期胚胎|早期胚胎培养外加动物血清培养液成分早期胚胎在空间位代上的转移—；充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能型!发育良好、形态正常的⑮棗輕或鯉尊胚胎分割加快繁殖速度型早期胚胎或⑯原始性腺一趣具有发育的⑰全能性•功能特点•胚胎干细胞蛋口质工程现代生物科

技:込获得克隆动物个体技术克隆厘理一⑦细胞的全能性、细胞膜的流动性魅*植物组织培养、⑧植物体细胞杂交应用一植物繁殖的新途轻、培育作物新品种、—细胞产物的工厂化生产动物细胞培养厘理*⑨细胞增殖垒矍获得新细胞，不形成个体动物体细胞核移植号⑩通嗨甦动物细胞融合单克隆抗休的制备厘聖⑪细胞膜的流动性壬段-物理法、化学法、生物法旨要步骤-给小白鼠注射抗原所需细胞"已免疫的b淋巴细胞和骨髓瘤细胞最后的筛选-产生⑫专一^体的杂交瘤细胞安全性问题•食品安全、生物安全、环境安全伦理问题克隆人、设计试管婴儿、基因身份证原理:物种多样性原理、物质循坏再生原理、⑲整体性原理、⑳协调与平衡原理、系统学与工程学原理生态工程的实例和发展前景武器我国政府一⑱完全禁止生产生物武器致病菌、病歪、生化歪剂、经过基因重组的致病菌的观点考点1基因工程洞悉命题规律►考情速查洞悉命题规律某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用作为载体,其原因是。若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有(答出两点即可)等优点。若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是。［解析］(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子，基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的RNA序列，无法表达出蛋白A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作为载体；噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原—抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。［答案］(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕繁殖快、容易培养蛋白A的抗体DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体(2017•高考全国卷II)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是(答出两点即可)。当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是。［解析］(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是防止RNA降解。⑵以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。［答案］(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常命题破译从近五年高考统计看，对基因工程考查明显多于其他工程技术，考查角度侧重于基因工程工具及特点，基因工程操作程序尤其是基因表达载体的构建与目的基因检测、鉴定。►热点追踪►热点追踪1．获取目的基因的3种途径从基因文库中获取。PCR技术扩增PCR原理：DNA复制。需要条件：模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。过程：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA或DNA引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。

(3)化学方法人工合成。2．基因表达载体的组成目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋复制原点。3．使用限制酶的注意点一般用同一种限制酶切割载体和获取目的基因不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。4．目的基因导入受体细胞的方法导入植物细胞农杆菌转化法；②基因枪法；③花粉管通道法。导入动物细胞：显微注射法。⑶导入微生物细胞：Ca2它处理法(感受态细胞法)。5．目的基因的检测与鉴定的方法检测目的基因是否导入受体细胞：DNA分子杂交法。检测目的基因是否转录出mRNA:分子杂交技术。检测目的基因是否翻译出蛋白质：抗原—抗体杂交技术个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。练透热考题型口角度一基因工程操作的基本工具及PCR技术(2017•高考江苏卷)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：模板DNA引物1引物2=tZZ)94°C步骤模板DNA引物1引物2=tZZ)94°C步骤1□=====•--FX71=4ZZ]*三:二_继续循环步骤355°C步骤272°C-CZZ]二辺步骤255°C72°C步骤3第二轮循环94°C步骤1(1)从高表达MT(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过.获得用于PCR扩增。设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的位点。设计引物时需要避免引物之间形成，而造成引物自连。图中步骤1代表，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但的引物需要设定更高的退火温度。如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有(填序号：①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。解析:(1)PCR技术可在体外对DNA进行扩增，模板可以是mRNA经过逆转录获得的cDNA。设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)时，需在引物中增加适当的限制性核酸内切酶的识别序列，便于目的基因与质粒的连接。为了避免引物自连，设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。(3)根据PCR的过程可知，图中步骤1为变性，步骤2为退火(复性)，步骤3为延伸，这三个步骤构成一个循环。(4)退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，过高的退火温度会破坏引物与模板的碱基配对。因G、C之间的氢键数多于A、T之间的氢键数，故GC含量高的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温度过高使扩增效率降低，也可能是未按照目的基因两端的核苷酸序列来设计引物，因此可以采取的措施是降低退火温度、重新设计引物等。答案：(1)逆转录cDNA(2)限制性核酸内切酶碱基互补配对(3)变性(4)引物与模板GC含量高(5)②③2.(2016・高考全国卷III)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的)。根据基因工程的有关知识，回答下列问题：经BamHI酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接，理由是⑵若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有，不能表达的原因是DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有和,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。解析：(1)由图(a)可知，尽管BamHI和Sau3AI两种限制酶的识别位点不相同，但两种酶切割后产生的DNA片段具有相同的黏性末端，故被BamHI酶切后得到的目的基因可以与图(b)中表达载体被Sau3AI酶切后的产物连接。(2)运载体上的启动子和终止子具有调控目的基因表达的作用，由于甲和丙的目的基因分别插入在启动子的上游和终止子的下游，故这两个运载体上的目的基因都不能被转录和翻译。(3)常见的DNA连接酶是EcoliDNA连接酶和t4dna连接酶，但作用有所差别，t4dna连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端,而E・coliDNA连接酶只能连接黏性末端。答案：(1)Sau3AI两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶13角度二基因工程操作的基本程序3．如图表示抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：基因:弋丿"比巴〃素抗性I基因:弋丿"比巴〃素抗性I、)1J"基因丿思幺＞Ti质粒重组Ti质粒棉花细胞(质粒中“Bl”代表“B谨因”)牒因g隸瓣愈伤组织分化形成的芽试管苗图中所示的目的基因是，构建重组Ti质粒时应将该基因插入质粒中的T-DNA原因构建重组Ti质粒需要的酶有，重组质粒除了目的基因和标记基因外,还有。图中显示将目的基因导入棉花细胞的方法是法，可以将该重组质粒导入棉花细胞，而一般不能导入小麦或玉米等单子叶作物的细胞中，原因是(4)图中过程③是，过程④的实质是。解析：(1)图中的目的基因是Bt基因，构建重组Ti质粒时要将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，因为农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞中的染色体DNA上。(2)构建重组质粒要用限制酶切割目的基因和质粒，然后再用DNA连接酶将二者连接起来。重组质粒中除了有目的基因和标记基因外，还需要有启动子和终止子等。(3)图中显示将目的基因导入棉花细胞的方法是农杆菌转化法。农杆菌因对大多数单子叶植物没有感染能力，所以一般不用农杆菌转化法将目的基因导入单子叶植物细胞中。(4)图中过程③是将导入重组质粒的棉花细胞培养成愈伤组织的过程，该过程的名称是脱分化。过程④是再分化，再分化也是细胞分化，所以该过程的实质是基因的选择性表达。答案：(1)Bt基因T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上(合理即可)(2)限制酶和DNA连接酶启动子和终止子(3)农杆菌转化农杆菌对大多数单子叶植物没有感染能力(4)脱分化基因的选择性表达□角度三蛋白质工程4.已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P］)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的进行改造。以P基因序列为基础，获得P］基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过和，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。解析：(1)从题中所述资料可知，将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。(2)在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P］基因。中心法则的内容如下图所示：复制険益絶蛋白质由图可知，中心法则的全部内容包括：DNA以自身为模板进行的复制，DNA通过转录将遗传信息传递给RNA,最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制(如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA(如HIV),这是对中心法则的补充。(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能一设计预期的蛋白质

结构-推测应有的氨基酸序列-合成DNA-表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。答案：（1）氨基酸序列（或结构）（其他合理答案也可）（2）PP1DNA和RNA（或遗传物质）DNA—RNA、RNA—DNA、RNA—蛋白质（或转录、逆转录、翻译）（3）设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能考点2细胞工程►考情速查►考情速查—洞悉命题规律a乙照甲乙丙对I一-1.（2017•高考全国卷III节选）编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图a乙照甲乙丙对I一-丙|B丨D|"培养时间图1图2回答下列问题：现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的co2浓度，CO2的作用是。仅根据图1、图2可知：上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段，贝9会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。［解析］当细胞达到一定浓度时，会出现接触抑制，此时应该进行传代培养。据图分析，丙与对照接近，甲和乙都有较大影响，在甲、乙中存在但在丙中不存在的片段是C,所以缺少C片段会降低效果。［答案］①进行细胞传代培养维持培养液的pH②C（2016•高考全国卷II）如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。供体的

体细胞卵母

细胞供体的

体细胞卵母

细胞①去核卵f母细胞重组

细胞早期②代孕胚胎〜个体新个怵回答下列问题：图中A表示正常细胞核，染色体数为2n,则其性染色体的组成可为。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用的方法。②代表的过程是经过多次传代后，供体细胞中的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了［解析］(1)核移植过程中，供体的体细胞中性染色体组成可为XX或XY；去核时常采用显微操作的方法；图示②过程表示胚胎移植。(2)细胞培养过程中，经过多次传代培养，细胞中遗传物质的稳定性会降低。(3)由于卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，所以克隆动物与供体性状不完全相同。(4)克隆动物的成功获得证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。［答案］(1)XX或XY显微操作胚胎移植遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性3.(2014.高考新课标全国卷I)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。x)ox)o)oo)oo)oox)ox)ox)o)oooOOOOOOOO28406284322211若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的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：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16000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只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是小鼠，理由是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。杂交瘤细胞中有__未融合的B个细胞核，染色体数目最多是条。淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是。［解析］⑴据图分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16000以上，小鼠Y的血清抗体的效价最高，最适合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，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目为40+60=100条。(4)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，而是经多次传代培养后逐渐衰老死亡。［答案］(1)4YY小鼠的血清抗体效价最高(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)1100(4)不能无限增殖对细胞工程的考查仅次于基因工程，考查内容多涉及动物细胞培养与融合技术，体细胞核移植技术(常渗透考查胚胎工程技术)及植物组织培养和体细胞杂交技术，答题关键语句均源自教材，故精准记忆教材相关内容是解题关键。对焦高频热点►热点追踪对焦高频热点1．植物组织培养易错点条件：无菌、离体。培养基组成：无机营养、有机营养、激素、琼脂。2．植物体细胞杂交常考点制备原生质体：用纤维素酶和果胶酶处理。原生质体融合：离心、振动、电激、聚乙二醇。杂种细胞形成的标志：新细胞壁的形成。3．动物细胞培养常考点条件①无菌、无毒；②特殊营养：血清、血浆；③适宜的温度和pH；④气体环境：含95%的空气加5%CO2的混合气体。两大阶段：原代培养f细胞株；传代培养f细胞系。

4．动物细胞核移植易错点受体细胞：去核的卵母细胞。⑵原因：①营养丰富；②体积大，易操作；③含有刺激细胞核恢复分裂能力的物质。核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同克隆动物遗传物质来自两个亲本。发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。外界环境条件可能引起不可遗传的变异。5．制备单克隆抗体常考点3种细胞特点不同B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。2次筛选目的不同第1次：获得能分泌抗体的杂种细胞。•冲关集训」第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。•冲关集训」练透热考题型口角度一考查植物细胞工程1．草莓是人们经常食用的一种水果，有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，使其产量减少，品质下降。如图是利用植物组织培养技术培育脱毒草莓苗的过程，请据图回答下列问题：外植体|――^|愈伤组织――^|胚状体|>|脱毒苗|—草莓植株(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是。培育脱毒苗时，一般选取作为外植体，其依据是。⑵①是脱分化过程，细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其而转变为未分化细胞的过程。②是过程。研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种：一是使用(药剂)处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；二是利用(药剂)诱导草莓原生质体融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株，这种育种技术被称为技术。解析：(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是细胞具有全能性。植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，故培育脱毒苗时，一般选取茎尖等分生组织。(2)脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。外植体是已分化的组织或器官，要经历脱分化和再分化才能形成胚状体，因此①②过程分别是脱分

化和再分化。(3)愈伤组织分裂旺盛，用秋水仙素处理可使其细胞染色体加倍，再经培养可获得多倍体植株；聚乙二醇可以诱导草莓原生质体融合，杂种细胞经组织培养后可获得多倍体植株，这种育种技术被称为植物体细胞杂交技术。答案：(1)细胞的全能性茎尖(或芽尖或根尖)该部位病毒极少，甚至无病毒特有的(或特定的)结构和功能再分化(3)秋水仙素聚乙二醇(PEG)植物体细胞杂交2•为培育出含卩胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题：乙方案：nr~t—H—j.乙方案：nr~t—H—j.甲方案：―-“黄金大米”甲方案中，卩胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是若研究人员已知卩胡萝卜素基因序列，可采用方法获得卩胡萝卜素基因。过程中可用技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了卩胡萝卜素基因。乙方案中，在体细胞杂交前需要用酶除去细胞壁获得原生质体，诱导其融合的化学试剂常用。通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过两个过程，依据的原理是。在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加。与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是解析：(1)玉米的基因能在水稻体内表达的原因是所有生物共用一套遗传密码。若已知基因序列，可采用人工合成的方法获得目的基因。检测目的基因是否插入水稻体细胞中可用DNA分子杂交技术。(2)在植物体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体诱导体细胞融合的化学试剂常用聚乙二醇。乙方案中通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过脱分化和再分化两个过程，依据的原理是植物细胞的全能性，在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加植物激素。(3)与传统育种方法相比，两套方案共同的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)所有生物共用一套遗传密码(密码子)人工合成DNA分子杂交(2)纤维素酶和果胶聚乙二醇脱分化和再分化(植物)细胞的全能性(植物)激素(生长素和细胞分裂素)(3)克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)□角度二考查动物细胞工程(2017・北京海淀区第三次练习)下图是克隆羊的培育流程图，根据所学知识回答下列问题:

上皮细胞分散培养更—上皮细胞分散培养更—代挈羊蒼④k胎培2%胎移洛培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集，并在体外培养到从供体羊中取上皮细胞，用胰蛋白酶处理，然后进行分散培养。培养过程一般在中进行，整个过程必须保证细胞处于的环境中，所需营养物质要与体内基本相同。通过法吸出卵母细胞中的细胞核，微型吸管除了将细胞核吸除外，往往还会将一并吸出。去核的卵母细胞与供体细胞通过电击后融合，供体核进入受体卵母细胞，构建成重组胚胎。融合后的重组胚胎，需要用物理或化学的方法进行激活，使其完成过程。将重组胚胎发育到一定阶段，移植到同种的、相同的其他雌性动物体内，使之继续发育，最后形成克隆羊。移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫并不会对其发生，同时能够在子宫内建立正常的生理和组织联系。答案：(1)减数第二次分裂中期(2)二氧化碳培养箱无菌、无毒(3)显微操作第一极体细胞分裂和发育(5)生理状态免疫排斥反应(2017・湖北荆门高三模拟)下列是利用生物技术制备抗体的两个途径模式简图。请据图回答下列问题：抗体1強一F抗体抗体1強一F抗体2©7^®'Y细胞菁礬型①型mRNA务的基哆&细胞AX结构甲普通质粒过程①至②所获取的抗体1称为，其中过程①是指细胞工程中的技术。④过程需要酶，⑤过程需要的工具酶为②处需要筛选，其培养基称为(填“选择培养基”或“鉴别培养基”)。结构甲的组成必须包括启动子及目的基因等(写两项)。如果想用棉花产生该种抗体，则⑥过程的受体细胞通常选用菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过技术获得能产抗体的转基因棉花植株。解析：(1)过程①至②所获取的抗体1称为单克隆抗体，其中过程①是指细胞工程中的细胞融合(或B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合)技术。⑵④是由mRNA形成DNA的过程，表示逆转录，需要逆转录酶；⑤过程为基因表达载体的构建，需要的工具酶为限制酶和DNA连接酶。(3)②过程表示杂交瘤细胞的培养，需要筛选，其培养基称为选择培养基。结构甲表示基因表达载体，其组成必须包括启动子、终止子、标记基因及目的基因等。(4)如果想用棉花产生该种抗体，则⑥导入受体细胞过程中所用的受体细胞通常选用土壤农杆菌，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，即脱分化和再分化过程，获得能产抗体的转基因棉花植株。答案：(1)单克隆抗体细胞融合(2)逆转录限制酶和DNA连接酶(3)选择培养基终止子、标记基因(4)土壤农杆植物组织培养考点3胚胎工程及生物技术的安全性与伦理问题►考情速查」►考情速查」(2013・高考新课标全国卷I节选)阅读如下材料：资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。上述资料属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为体，兔乙称为体。［解析］胚胎工程中胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。资料丙中甲兔提供受精卵，所以甲兔是供体；胚胎在乙兔子宫内发育，所以乙兔为受体。［答案］同供受(经典高考题)如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：胚胎干细胞JI~~I1皮肤干细胞造血干细胞神经干细胞肝组织|干细胞皮肤细胞|I|神经细胞肝丄胞红细胞白细胞淋巴细胞胚胎干细胞是从动物胚胎发育至期的内细胞团或胎儿的中分离得到的一类细胞。图中分化程度最低的干细胞是。在体外培养条件下，培养液中加入因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因的结果。某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓治疗的实质是将上图的细胞移植到患者体内。

若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞和神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的，其原因是。若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的期。在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌的杂交瘤细胞。［解析］胚胎干细胞是指从动物胚胎发育成囊胚时期的细胞或胎儿的原始性腺中分离出来的一类细胞。胚胎干细胞是一种未分化细胞，它具有发育的全能性，在体外培养时，培养液中加入分化诱导因子后能分化出成体动物的所有组织和器官。细胞分化的实质是基因选择性表达。骨髓移植实际移植的是骨髓中的造血干细胞，通过骨髓移植可以治疗白血病。通过细胞增殖可以产生大量的克隆细胞，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不能进行繁殖。DNA的复制发生在细胞分裂的间期，用药物抑制肿瘤细胞DNA的复制可使肿瘤细胞停留在细胞分裂间期。制备单克隆抗体时，可用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。［答案］(1)囊胚原始性腺(2)胚胎干细胞分化诱导(3)选择性表达(4)造血干(5)红细胞红细胞中无细胞核(6)间(7)B淋巴特异性抗体命题破译往年未专项考查胚胎工程，只是将胚胎移植、胚胎分割、体外受精等技术渗透于动物细胞工程或基因工程中予以考查，但这并不代表2018年考向，备考需要的是“万全之策”故仍需重视，尤其应重视胚胎移植及干细胞应用等技术。►热点追踪►热点追踪对焦咼频热点1．克隆动物的4种技术手段核移植；(2)动物细胞培养；(3)早期胚胎培养；(4)胚胎移植。2．受精过程的3大反应(1)顶体反应；(2)透明带反应；(3)卵细胞膜反应3．防止多精入卵受精的2大屏障透明带反应；(2)卵细胞膜反应。4．体外受精注意点对象：获能精子和成熟卵子。条件：获能溶液或专用受精溶液5．区别2种标志(1)受精的标志：看到两个极体。受精完成的标志：雌雄原核融合。6．早期胚胎培养培养液成分的4个“2”(1)2“盐”：无机盐和有机盐。(2)2“酸”：氨基酸和核苷酸。(3)2“素”：维生素和激素。(4)2“液体”：水和血清。7．胚胎移植或胚胎分割的2个时期：桑椹胚和囊胚。8．2种“冲卵”的不同(1)胚胎移植：冲出的是早期胚胎。体外受精：冲出的是卵子。9．2次使用的激素不同(1)孕激素：对供、受体进行同期发情处理。(2)促性腺激素：对供体进行超数排卵处理。10．胚胎移植成功的关键供、受体同期发情处理。(2)供体用促性腺激素做超数排卵处理。11．胚胎分割的2个关注点快速繁殖动物的最佳方法。(2)后代具有相同的遗传物质。12．不同胚胎发育的个体生殖方式不同(1)有性生殖体内受精产生胚胎发育的个体。体外受精产生胚胎发育的个体。采用显微注射技术将外源(目的)基因导入受精卵培育的胚胎发育的个体。无性生殖：核移植产生的重组细胞培育出的克隆动物。13．生物技术引发的伦理问题克隆人技术①违反人类伦理道德。冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念。人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。设计试管婴儿把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重。抛弃或杀死配型不合适的多余胚胎，无异于“谋杀”。基因检测

①对个人隐私权提出挑战。②制造基因歧视。练透热考题型□角度一考查胚胎工程的操作流程及应用1．良种牛繁育的产业化技术的部分过程如图所示。请回答供体母牛B供体母牛供体母牛B超数排卵*……tj公牛C—(D无烤卵体犁胞鏗b—受体母，牛D—-⑥一尊构卵妊娠分娩妊娠分娩妊娠分娩妊娠分娩后代E后代E在产生后代E的过程中，图中A、C、D牛中,后代F牛可以是非良种个体。(2)若①是体外受精，需要提供的卵子和的精子。②过程通过显微操作去除卵细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质；③过程用物理或化学方法处理的目的是(2)若①是体外受精，需要提供的卵子和的精子。②过程通过显微操作去除卵细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质；③过程用物理或化学方法处理的目的是，使其完成细胞分裂和发育进程。用于移植的胚胎需要用发育培养液培养至适宜的阶段。在使用培养基时，通常还需加入血清等天然物质后再进行培养。在培养过程中，需要适时，以清除代谢产物，防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。⑷与F相比，E更具有多样性。E具有多样性的原因是解析：(1)利用A、C、D牛培育后代E牛是试管牛的培育过程，其中A、C牛分别提供卵细胞和精子，D牛只是接受早期胚胎，不提供遗传物质，因此，D牛可以是非良种个体。(2)体外受精需要提供处于减数第二次分裂中期的卵子和已经获能的精子，这样它们才能分别具有受精能力。通过显微操作去除卵细胞细胞核的目的是使重构卵的核遗传物质完全来自供体母牛Bo③过程用物理或化学方法处理的目的是激活受体细胞，使其进行细胞分裂和发育形成胚胎。(3)在使用合成培养基培养胚胎时，还需要加入动物血清等天然成分，在培养过程中需要适时更换培养液以清除代谢产物，防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。(4)E是经体外受精获得的个体，与自然生殖没有本质的区别，均为有性生殖过程，由于有性生殖减数分裂过程中发生了基因重组，因而可以获得具有不同遗传物质的E个体，而F是通过核移植技术获得的个体，这一过程属于无性生殖，遗传物质不具有多样性。答案：(1)D(2)成熟(或处于减数第二次分裂中期)已获能完全来自供体母牛B激活受体细胞合成更换培养液E是有性生殖后代，其亲代在减数分裂过程中会发生基因重组□角度二多种生物工程综合2．如图是利用转基因技术和体细胞核移植技术获得转基因奶牛，并利用奶牛乳汁生产人生长激素的示意图，回答下列问题：在基因工程中，构建基因表达载体的目的是使在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代。构建基因表达载体用到的工具酶是检测人生长激素基因是否插入受体细胞染色体DNA中的方法是应选取期的去核卵母细胞进行核移植。对重组胚胎进行早期培养，培养液中除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及等物质。待重组胚胎发育到阶段进行移植。转基因牛C的遗传性状与奶牛(填字母)最相似。转基因牛C可以通过分泌的乳汁来生产人生长激素，因而转基因牛C被称为。解析：(1)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代。构建基因表达载体需要使用限制酶切割目的基因和运载体，然后用DNA连接酶进行连接。检测目的基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交技术。(2)进行核移植应选择处于减数第二次分裂中期的去核卵母细胞。(3)动物细胞的培养液中除加入维生素、激素、氨基酸等营养物质外还需加入动物血清、血浆等一些天然成分。进行胚胎移植应选择桑椹胚或囊胚阶段的胚胎。(4)分析题图，奶牛A提供的是细胞核，奶牛B提供的是细胞质，因此转基因牛C的遗传性状与奶牛A最相似。利用转基因生物的乳腺产生乳汁，并从中获得转基因产物，这种转基因生物被称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。答案：(1)目的基因限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶DNA分子杂交技术(2)MII(MII中)(3)血清桑椹胚或囊胚(4)A乳腺(乳房)生物反应器3．干扰素是抗病毒的特效药，干扰素基因缺失的个体，免疫力严重下降。科学家设计了以下流程，利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失的患者进行基因治疗。根据所学的知识，结合图中相关信息，回答以下问题：△品垃盘上皮细胞干扰素基因伞專®(a_缺失患考*上皮细胞哄0移植卵母细胞分离、培养移植卵母细胞分离、培养ES细胞•Shit療，基爲入囊

造血干细胞ES细胞ES细胞图中进行的是(填“体内”或“体外”)基因治疗，该过程利用的生物工程技术手段有动物细胞培养技术、早期胚胎培养技术、转基因技术和等。ES细胞是由早期胚胎或中分离出来的一类细胞，利用其具有性，可以将其培养成人体各种组织器官。步骤③中，需要构建含有干扰素基因的，该结构除了复制原点外，至少包含和干扰素基因等，为检测干扰素基因是否表达，可以采用的方法。为了快速获得更多的目的基因常常采用技术进行扩增。答案：(1)体外核移植技术(2)原始性腺发育的全能(3)基因表达载体启动子、终止子、标记基因抗原—抗体杂交(4)PCR□角度三生物技术的安全性和伦理问题4．2015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。据图回答下列问题：由于女性的自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射激素，促使一次有更多的卵泡发育。重组细胞需培养到MII中期的原因是该时期的卵母细胞才具备。从受精卵到三亲婴儿的培育还需要和等技术。三亲婴儿的培育技术(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体(填比例)来自母亲提供的细胞核。设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行。我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止性克隆，但不反对性克隆。答案：(1)促性腺(2)(与精子)受精的能力(3)早期胚胎培养胚胎移植(4)能不能1/2(或50%)遗传学诊断(或基因检测或基因诊断，合理即可)生殖治疗考点4生态工程

►考情速查►考情速查(经典高考真题)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池-曝光池-兼氧池f植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过呼吸将有机物分解。植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了(填“生态系统”“群落”或“种群”)。在植物池的食物网中，植物位于第营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于所固定的能。生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、和等原理。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。［解析］(1)生活污水流经厌氧沉淀池时，厌氧微生物通过无氧呼吸将有机物分解；流经曝气池时，其中的需氧微生物通过有氧呼吸将有机物分解；流经兼氧池时，其中的微生物则通过有氧呼吸和无氧呼吸将有机物分解。(2)水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物组成的整体，不止一种生物，故排除种群，不包含无机环境，故排除生态系统，则这个整体属于群落。植物为生产者，属于第一营养级，生态系统中消费者和分解者的能量都是最终来源于生产者固定的太阳能。(3)生态工程的建立要把社会、经济和自然作为一个统一的整体来考虑，需要考虑生物与环境的协调与平衡，分层、分级利用废弃物中的物质，并增加生物的种类以增强生态系统的稳定性，故生态工程需遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(4)生态工程对恢复和重建受损的生态系统有着重要作用，通过生态工程对已被破坏的生态环境进行修复和改善，可提高生态系统的生产力。［答案］(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)(2014.高考重庆卷)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图所示。/0—［,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；t］-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。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。［解析］(l)t0ft］,植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的分解者分解成无机物，使土壤条件得到改善。改造的废弃采石场中的土壤中存在一些种子或其他繁殖体,所以在群落演替过程中植物物种数会增加。t］ft3,由于人工林中的植物物种数增加，所以人工林的自我调节能力逐渐增强,导致人工林的抵抗力稳定性也逐渐增加。在一个群落中,植物之间因光照、土壤中的水分和无机盐等因素而具有竞争关系。(2)生态工程的整体性原理是指进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。［答案］(1)分解者种子或繁殖体增强竞争(2)整体性(系统论)命题破译对本考点常结合生态环境保护、生态农业推进环境污染治理,能量多级利用、物质循环再生原理及提高生态系统稳定性等方面命题。►热点追踪1．生态工程概念的理解遵循的规律：自然界物质循环规律。目的：达到经济效益和生态效益同步发展。特点：少消耗、多效益、可持续。2．生态工程基本原理的判断方法强调物质循环、废物利用、减轻环境污染-物质循环再生原理。体现物种多，营养关系复杂—生物多样性原理。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。涉及自然、经济和社会；指整个系统，如林业生态工程建设—整体性原理。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)。涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如互利共生—系统整体性原理(系统学和工程学原理)。3．生态农业易考点原理：生态系统的物质循环和能量流动。目的：提高能量利用率(不是传递效率)，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。优点：实现物质循环再生和能量多级利用，降低农业投入，减少环境污染。常见模式：桑基鱼塘和沼气农田立体养殖。练透热考题型(2017・山西高三名校联考)海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。请结合生态工程相关知识，分析回答下面问题：海绵城市可看作生命系统中的层次。该层次具有、和的功能。海绵城市的构建，能形成绿色的生态基础设施，对提高城市的能力也大有禆益。建设海绵城市的一个通常做法是做到雨水回收利用，这体现了生态工程建设的原理；城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种须遵循原理；建设海绵城市的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，体现了原理。解析：城市可看作生命系统中的生态系统层次。生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递的功能。构建海绵城市，提高了城市生态系统的自我调节能力。物质循环利用体现了物质循环再生原理，引种植物时需考虑与当地气候等条件相适应，应遵循协调与平衡原理；促进经济、社会、生态协调发展，应遵循整体性原理。答案：(1)生态系统物质循环能量流动信息传递自我调节物质循环再生协调与平衡整体性江门市大广海湾经济区把新会、台山、恩平的沿海区域整合，下图是大广海湾某泥质海岸生态护坡的模式图，请回答下列问题：在上图的坡地生态系统中，人们在中、低潮带引种耐盐植物，在高潮带和超高潮带则种植耐干旱植物，这体现了生态工程基本原理中的。这些不同植物的分布差异主要体现了群落的结构。图中方框内表示该水域的能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的生物群落。第二第三营养级之间的传递效率为。图中(填字母)在碳循环过程中起着关键作用。大广海湾发展规划中提到要建设红树林湿地公园等对生物多样性进行保护；并依据理论，充分依靠生态系统的，辅以相应物质和能量的投入，使一些受损的海岛生态系统恢复到正常状态。市文联组织文艺家走进大广海湾采风创作，充分体现了生物多样性的价值。解析：(1)依题意，人们在引种耐盐植物、耐干旱植物时，充分考虑了环境承载力，这体现了生态工程中的协调与平衡原理。中、低潮带引种耐盐植物，高潮带和超高潮带种植耐干旱植物，这是水平方向上呈现的差异，主要体现了群落的水平结构。(2)分析图中方框内该水域的能量流动简图可知，A为生产者(第一营养级)，B为分解者，C为次级消费者(第三营养级)，D为初级消费者(第二营养级)。能量在第二营养级和第三营养级之间的传递效率为(2.7x105片(1.5x106)x100%=18%。生产者和分解者在碳循环过程中起着关键作用，即图中的A、B。(3)建设红树林湿地公园等属于保护生物多样性措施中的就地保护；一些受损的海岛保留了原有的土壤条件以及植物的种子和其他繁殖体，若使其生态系统恢复到正常状态，则需依据(生物)群落演替的理论，充分依靠生态系统的自我调节能力，再辅以相应的物质和能量的投入。(4)文学艺术创作，充分体现了生物多样性的直接价值。答案：(1)协调与平衡原理水平18%A、B就地(生物)群落演替自我调节能力直接［专题强化训练］1．基因工程制药是制药行业突起的一支新军，自重组人胰岛素投放市场以来，利用转基因的工程菌生产的药物已有60多种。据此回答下列问题：（1）制造工程菌所需要的工具酶是，其作用部位是键。（2）除采用人工合成目的基因的方法外，还可以通过和的方法获得目的基因，后者可以在特定的仪器中加入模板DNA、dNTP（即dATP、dTTP、dGTP、dCTP）、以及等物质后自动完成。（3）利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素，（填“可以”或“不可以”）用大肠杆菌直接生产人的糖蛋白，原因是大肠杆菌缺少等细胞器。答案：1）限制酶和DNA连接酶磷酸二酯（2）从基因文库中获取利用PCR技术扩增引物TaqDNA聚合酶（热稳定DNA聚合酶）（3）不可以内质网和高尔基体2.（2016・高考江苏卷改编）如表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶BamHIBelISau3AIHindIIIJJJ识别序列及GGATCCTGATCAGATCAAGCTT切割位点CCTAGGACTAGTCTAGTTCGAATT,TT四环索抗性基因图1BamRI引物甲Hind皿|\/-——■o——-tBdl弓I物丙弓I物乙Sau3AI目的基因图2（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于态的大肠杆菌。（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中

若BamHI酶切的DNA末端与BelI酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。若用Sau3AI切图1质粒最多可能获得种大小不同的DNA片段。解析：(1)由题图可知，质粒的两个标记基因中都含有BamHI的切点，因此不能用BamHI进行切割，结合题干及表中信息可知也不能用Sau3AI进行切割，所以只能用质粒和目的基因中都含有切点的BelI和Hindis这两种限制酶来切割目的基因和质粒。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。要将重组质粒转入大肠杆菌，要先用CaCl2处理大肠杆菌，使其处于感受态。(2)重组质粒中只含有四环素抗性基因这一个标记基因，所以为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素，含有重组质粒的大肠杆菌能在平板上长出菌落。要用PCR扩增目的基因，所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙，因为从图2中可以看出，引物甲与引物丙与模板链结合后能完成目的GT基因的复制。(3)BamHI酶切的DNA末端是，BelI酶切的DNA末端是“，CCTAGACTAGTGATCC(GGATCA那么这两个末端连接后的连接部位的6个碱基对序列为[],由于连接以ACTAGGCCTAGT后的6个碱基对序列中没有BamHI和BelI能识别的酶切位点，故对于该部位，BamHI和BelI都不能切开。(4)因为质粒的BamHI和BelI识别序列中都有Sau3AI的识别序列和切割位点，所以用Sau3AI切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。Sau3AI切点及得到的7种大小不同的DNA片段情况如图所示:①切点在1的位置可以得到1种DNA分子；②切点在1和2的位置可以得到2种DNA分子；③切点在1和3的位置可以得到2种DNA分子；④切点在2和3的位置可以得到2种DNA分子，故最多可能获得7种大小不同的DNA片段。答案：(1)BelI和HindisDNA连接感受四环素引物甲和引物丙都不能TGATCC(GGATC舛都不能(3)actagGcctagt)(4)73．番茄的成熟、腐烂与乙烯基因表达有关。为了提高番茄的耐贮运性能，科研人员运用基因工程技术减缓乙烯的生成。据此回答下列问题：⑴以番茄的数据库为基础，找到乙烯生成相关的基因yx-1。采用技术可得到大量的yx-1基因，这个基因的表达需要等不可缺少的调控组件。(2)如图所示，CRISPR-Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统，根据yx-1的序列设计sgRNA(向导RNA),该sgRNA的序列与yx-1基因部分互补配对，引导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割，使yx-1基因发生碱基对的，导致基因突变。该过程中，sgRNA和Cas9n共同剪切DNA的作用类似于的作用。为了验证靶向能力和编辑效率，可以选取番茄细胞用去除其细胞壁，得到，利用技术培育成改良的番茄植株。答案：(1)cDNA文库(或功能基因组文库)PCR启动子、终止子缺失限制酶纤维素酶和果胶酶原生质体组织培养4．植物组织培养技术被广泛应用于培育无病毒植株、育种及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。如图为番茄植株的培育过程。分析回答下列问题：去上表皮幼苗⑥③豳‘⑩⑨/J铺平板饗团⑤第=次分裂再生苗去上表皮幼苗⑥③豳‘⑩⑨/J铺平板饗团⑤第=次分裂再生苗⑦集群形成霾⑧愈伤组织叶片消毒①过程中使用了酶，获得植物细胞原生质体，此处使用的溶液浓度不宜过小，以防止细胞原生质体。铺平板类似于微生物接种，该过程必须在旁进行操作。平板中添加蔗糖的目的除了提供营养外，还有的作用。同一番茄植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因(填“相同”“不

相同”或“不一定相同”)；图中属于再分化的过程是(填序号)。多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高，若想培育多倍体番茄，可选择在图中的过程③中添加进行处理，也可以选择在过程⑥中添加进行处理。解析：(1)①过程中使用了纤维素酶和果胶酶，破坏植物细胞的细胞壁，而不损伤细胞内部结构，以获得具有活力的单个的原生质体，因为失去了细胞壁的支撑作用，因此此处使用的溶液浓度不宜过小，以防止细胞原生质体吸水涨破。(2)铺平板类似于微生物接种，该过程必须在酒精灯火焰旁进行无菌操作。平板中添加蔗糖的目的除了提供营养外，还有调节渗透压的作用，保持细胞正常的形态和功能。(3)同一番茄植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因不一定相同。如体细胞培养得到的细胞中含两个染色体组，而花粉离体培养得到的细胞内染色体数目减半，因此基因不一定相同；图中①②③表示获得外植体，④⑤⑥⑦⑧表示已分化的细胞在一定因素作用下恢复细胞分裂能力，失去原有分化状态的过程，叫做脱分化，⑨⑩表示已经脱分化的愈伤组织在一定条件下，再分化出胚状体，形成完整植株，这一过程叫做再分化。(4)若想培育多倍体番茄，可选择在图中的过程③中添加聚乙二醇作为诱导剂来诱导细胞的融合，使融合细胞内染色体数目加倍。也可以选择在过程⑥中添加秋水仙素，抑制细胞分裂时纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍。答案：(1)纤维素酶和果胶吸水涨破(2)酒精灯火焰调节渗透压(3)不一定相同⑨⑩聚乙二醇秋水仙素5．利用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。科研人员通过乳腺生物反应器生产人凝血因子X医用蛋白，其技术路线如图所示。请回答下列问题：人一导①」-

凝因IX丙人一导①」-

凝因IX丙

人血子基斗—z乡作绵胎成维胞II整合有目的基因的成纤「维细施核移植转基因绵羊卵母细胞陵型胚胎，移植代孕母羊单重组胚胎基因工程的第一步是获取目的基因。目的基因可以从自然界已有的物种中分离，也可以人工合成。可以通过技术扩增目的基因。利用该技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核糖核苷酸和模板(人凝血因子IX基因)。图中过程①为基因工程的核心，则A表示的结构是。将A导入绵羊胎儿成纤维细胞的常用方法是。筛选整合有目的基因的成纤维细胞时，常用的检测方TOC\o"1-5"\h\z法是。欲获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞，可用酶处理绵羊组织块。图中所用的去核卵母细胞一般处于期。进行胚胎移植时，代孕母羊需要注射激素，以实现。解析：(1)利用PCR技术可以把目的基因扩增。PCR过程中需要TaqDNA聚合酶、底物、模

板、引物等条件。(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建，分析图示可知，A表示基因表达载体。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因可以利用DNA分子杂交技术。(3)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将动物组织块分散成单个细胞。在核移植过程中，作为受体细胞的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期。(4)在进行胚胎移植时，受体即代孕母羊需要与供体有相同的生理状态，故会用激素处理使其同期发情。答案：(l)PCR引物热稳定DNA聚合酶(或TaqDNA聚合酶)(2)基因表达载体显微注射法DNA分子杂交技术(3)胰蛋白(或胶原蛋白)MII(或减数第二次分裂中)(4)同期发情小鼠骨箭瘤细胞选择培养基阳性细胞用小鼠(2n=40)制备单克隆抗体的过程如图所示，请回答下列问题:经免疫小鼠的小鼠骨箭瘤细胞选择培养基阳性细胞B淋巴细胞筛选•种(种(只考虑两两融合细胞)。细胞融合实验完成后，融合体系中存在的细胞类型有从阳性细胞筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞所用的技术是杂交瘤细胞中的染色体数为条，在增殖过程中能形成个四分体。杂交瘤细胞在体外培养过程中，会产生接触抑制现象吗？理由是在培养中为避免毒害，常采取的措施是在肿瘤治疗中，利用单克隆抗体制备的“生物导弹”的导弹头是，瞄准装置是答案：(1)3(2)抗原—抗体杂交技术(3)800不会杂交瘤细胞具有无限增殖的特性定期更换培养液(5)杀死癌细胞的药物单克隆抗体人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。其大致过程如下：•采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；•将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；III.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；W.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行处理。受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的生理反应包括实验步骤II中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤的目的是实验步骤III中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加和动物血清。实验步骤W中，应选择性别为的奶牛胚胎进行移植。解析：(1)在体外受精前，需对精子进行获能处理。在受精过程中，防止多精入卵的生理反应有透明带反应和卵细胞膜反应。(2)显微注射法是一种高效的将目的基因导入受精卵的方法。将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这样可以使血清白蛋白基因稳定地存在于奶牛乳腺细胞中，并得以表达，遗传给下一代。(3)动物早期胚胎在体外培养时，培养液中还需要添加激素和动物血清。(4)实验的目的是获得牛乳腺细胞产生的血清白蛋白，因此应选择雌性的奶牛胚胎进行移植。答案：(1)获能透明带反应和卵细胞膜反应(2)显微注射法使人血清白蛋白基因能够在奶牛乳腺细胞中稳定存在，能够表达和发挥作用，并可遗传给下一代(3)激素(4)雌性［创新预测］8．如图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖，适应低碳经济发展要求。请据图回答下列问题：沼气池发酵产生的沼气能成为人类的能源物质，提高了该生态系统的能量利用率，这主要遵循了生态工程的原理。从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是“低碳生活”正在成为全社会的共识，成为人们所期待的最为主导的生存和发展方式，“低碳”指。指出图中体现“低碳”的一个做法：若此图为碳循环的部分示意图，与碳循环有直接关系的细胞器是；在农业生产上，若将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量试分析其增产的原因：答案：(1)物质循环再生(2)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染)(3)较低(更低)的温室气体(二氧化碳等)排放秸秆不作燃料，用于培育蘑菇、生产沼气叶绿体和线粒体蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强［选修板块综合练］(2017・宜春二模)某研究小组尝试制作蓝莓果酒和蓝莓果醋，并探讨提取花青素的方法。请回答下列问题：为提高果酒的品质，需先获得纯净的酵母菌菌种。吸取1mL酵母菌样液，在105稀释倍数下统计各平板上生长的平均菌落数为32,涂布时所用稀释液体积为0.1mL，则1mL样液中的菌株数个。酿制蓝莓果酒前不需要对蓝莓进行严格的消毒以除去杂菌，这是因为在条件下，绝大多数微生物因无法适应这一环境而受抑制。发酵时一般要先通气，其目的是。果汁发酵后是否有酒精产生，可在酸性条件下用橙色的进行检验，若溶液颜色变成证明有酒精存在。酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现酸味，尤其是气温高的夏天，其原因是查阅资料得知，花青素是水溶性色素，在pH小于3.0条件下比较稳定，在60°C以下热稳定性较好。溶剂萃取法是最常用提取方法，萃取剂宜选用(填“乙醇”或“乙醚”)，将萃取相关过程的pH控制在左右可有效地保障萃取成功。解析：(1)为提高果酒的品质，需先获得纯净的酵母菌菌种。吸取1mL酵母菌样液，在105稀释倍数下统计各平板上生长的平均菌落数为32,涂布时所用稀释液体积为0.1mL,则1mL样液中的菌株数=32—0.1x105=3.2x107个。(2)酿制蓝莓果酒前不需要对蓝莓进行严格的消毒以除去杂菌，这是因为在缺氧、呈酸性条件下，绝大多数微生物因无法适应这一环境而受抑制。发酵时一般要先通气，其目的是酵母菌可在有氧条件下大量繁殖。果汁发酵后是否有酒精产生，可在酸性条件下用橙色的重铬酸钾进行检验，若溶液颜色变成灰绿色证明有酒精存在。(3)酿制成功的蓝莓果酒如果暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现酸味，尤其是气温高的夏天，其原因是醋酸菌在有氧条件下，产生大量醋酸。(4)花青素是水溶性色素，在pH小于3.0条件下比较稳定，在60°C以下热稳定性较好。溶剂萃取法是最常用提取方法，萃取剂宜选用乙醇，将萃取相关过程的pH控制在3左右可有效地保障萃取成功。答案：(1)3.2x107(2)缺氧、呈酸性酵母菌可在有氧条件下大量繁殖重铬酸钾灰绿色醋酸菌在有氧条件下，产生大量醋酸(4)乙醇3LB液体培养基和LB固体培养基是微生物实验室中较常用的一种培养基，其配方为10g/L蛋白胨、10g/L酵母提取物、5g/L氯化钠等，主要用于培养细菌、扩增菌种数量。某研究组开展了氧气对微生物生长、繁殖的影响实验，请回答下列问题：要配制供微生物生长、繁殖的培养基，其中一般都含有和无机盐等。有些微生物对某些特殊营养物质及等条件有特殊要求。将各类微生物用从斜面培养基接种于灭菌过的LB液体培养基中，进行扩大化培养。将含有LB固体培养基(LB液体培养基中加15g琼脂粉，刚配好，尚未凝固)的锥形瓶放入中进行灭菌。灭菌完成后将锥形瓶取出，待温度下降到60C(不烫手的温度)时，用擦拭桌面和双手，在超净工作台中的旁将锥形瓶中的LB培养基分装到一系列试管中，并做标记。当试管温度下降到40C(培养基还是液态)时，用灭菌过的移液器吸取0.1mL的各类微生物悬液加入相应试管中并封口，双手快速搓动试管，使菌种均匀分布于培养基内后迅速将封口的试管放置在条件下使培养基凝固。将上述试管放置于常温条件下培养48小时后观察实验结果，下图中可表示制作果酒的菌种的分布图的是。解析：(1)要配制供微生物生长、繁殖的培养基，其中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等。有些微生物对某些特殊营养物质及pH、氧气等条件有特殊要求。(2)斜面培养基接种用接种环接种，对微生物进行扩大化培养。(3)培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌。灭菌完成后将锥形瓶取出，待温度下降到60°C时，用酒精擦拭桌面和双手，在超净工作台中的酒精灯火焰旁将锥形瓶中的LB培养基分装到一系列试管中，以防止杂菌污染。(4)培养基凝固需要放置在低温条件下。(5)参与果酒制作的菌种是酵母菌，其新陈代谢类型是异养兼性厌氧型，因此图中表示果酒制作菌种的图是B。答案：(1)水、碳源、氮源pH、氧气(2)接种环(3)高压蒸汽灭菌锅酒精酒精灯火焰(4)低温(5)B(2017・濮阳高三一模)“创卫”是创建卫生城市的简称。“卫生城市”是一个城市综合功能和文明程度的重要标志。某同学欲利用所学习的微生物培养知识，通过实验证明痰液中含有细菌，来倡导同学们不要随地吐痰，为“创卫”添一份力。请回答下列问题：欲培养细菌必须先制备可供细菌生长的培养基。实验室中常用牛肉膏蛋白胨固体培养基来培养微生物，该培养基的组成成分包括牛肉膏、蛋白胨、NaCl、H2O等；该培养基中微生物所需的氮源来自，制备该培养基的步骤是：计算-称量-溶化-灭菌—倒平板，其中灭菌常用的方法是;培养基灭菌后，需要冷却到C左右才能倒平板，等平板冷凝后，还需要将平板倒置，主要目的是为了使实验更有说服力，某同学设置空白对照组和若干实验组，其中对照组的作用是若在某次调查中，某一实验组平板上的平均菌落数为39个，而空白对照组的平板上出现了9个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了现象。某同学利用稀释涂布平板法来统计样品中细菌的数目，统计结果往往比实际细菌的数目要低，主要原因是：。答案：(1)琼脂牛肉膏、蛋白胨高压蒸汽灭菌法50防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染排除实验组中非测试因素对实验结果的影响(答案合理即可)污染当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落科学家培育转乳糖分解酶基因奶牛的过程如图所示。请回答下列问题：采集卵细胞TOC\o"1-5"\h\z(1)图中细胞培养的培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前者含有。在进行细胞原代培养时会出现和细胞接触抑制现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的。(2)图中将乳糖分解酶基因导入胚胎成纤维细胞中，最常用的方法是。图中的核移植操作需要将经过细胞培养获得的供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞细胞核的目的是保证克隆动物的核遗传物质全部来自，而所用的供体细胞一般都选用传代培养10代以内的细胞，原因是传代培养10代以内的细胞能保持正常的。重组细胞2在培养液