2023年高考生物二轮复习讲义：八 现代生物科技

专题八现代生物科技专题

第1讲基因工程和细胞工程

2015高考导航

考纲考频考情分析

1.基因工程1.趋势分析：(1)多以最新基因工程研究

⑴基因工程的诞生(I)成果为载体，考查基因工程的工具与

操作程序。

(2)基因工程的原理及技术

(IIX2014.T4)(2)以工农业生产、畜牧业生产和医学

实践中的具体事例为命题背景，考查

(3)基因工程的应用植物组织培养相关知识。

(IIX2014.T4)

2.备考指南：(1)表解比拟法理解限制

(4)蛋白质工程(I)酶、DNA连接酶和载体的作用。

2.克隆技术⑵实例分析法理解基因工程的原理与

(1)植物的组织培养过程。

(H)(201315)(3)列表比拟法理解两个不同：植物组

织培养和动物细胞培养的不同、植物

(2)动物的细胞培养与体细胞

克隆(I)体细胞杂交与动物细胞融合的不同。

(3)细胞融合与单克隆抗体(4)图解法理解单克隆抗体的制备过

(II)(2013-T2)程。

。网络构建•诊断学情基础建网诊断疏漏

ffl譬倒_______________、细胞膜的流动性

操作工具植

DNA连接醉物

技术「植物组织培养

0细

胞I-H________

工

程「植物繁殖的新途径

细

基蛆-n________

圄

胞

操作程序因一细胞产物的工厂化生产

工

工

程原理

程动物细

a结果获得细胞群

原理一

转基因植物动物体细

动颜而》■获得克隆动物个体

S____应_用_展物

细原理

基因工程药物—

胞动物细10__________

S工胞融合手段物理法、化学法、生物法

程

⑦操作对象蛋首要步骤因

白

质所需细胞B淋巴细胞和骨髓痛细胞

工体的制备I最后的「

结果程筛选回------------------------

［答案］口］限制酶团载体区基因表达载体的构建E

目的基因的检测和鉴定叵］转基因动物⑹基因治疗区基因

⑻可产生自然界没有的蛋白质叵］植物细胞的全能性园植物体

细胞杂交回作物新品种的培育因细胞增殖同动物细胞核的

全能性13细胞膜的流动性反给小鼠注射特定抗原及产生专

一抗体的杂交瘤细胞

［链接思考］

1.基因工程和克隆技术涉及哪些工具酶？

提示：基因工程的工具酶是限制酶和DNA连接酶；克隆技术的

工具酶是纤维素酶、果胶酶和胰蛋白酶。

2.转基因动物的培育涉及到哪些生物工程？

提示：基因工程、动物细胞工程和胚胎移植。

［真题自测］

判一判

(1)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，生根时，培养

基通常应含a-蔡乙酸等生长素类调节剂(2013重庆，5D)()

(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不可能同时进行ATP

的合成与分解(2013四川，1C)()

(3)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和

磷酸交替连接(2013安徽，6C)()

(4)将目的基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞

(2012浙江，6D改编)()

(5)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养(2012广东，

2A)()

(6)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(2011四川，5D)()

(7)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(2011江苏,

14B)()

(8)动物的生长激素基因转入植物体后不能表达(2010江苏，

18C)()

提示：(1)J。a-蔡乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根。

(2)XO在诱导离体的组织或器官形成幼苗的过程中，伴随细胞

的增殖与分化等需要能量的生理过程，一定会进行ATP的合成与分

解。

(3)XODNA分子杂交是通过碱基互补配对原则形成的。

(4)XO目的基因必须经构建形成基因表达载体，才能导入受体

细胞，否则不能正常表达。

(5)J。植物的茎尖一般没有病毒感染，因此可以通过组织培养

技术培养茎尖细胞以获得脱毒苗。

(6)XO应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目

的基因的存在及其是否转录，但不能检测其是否表达。

(7)XO克隆动物通过核移植技术获得，不能通过体细胞杂交技

术获得。

(8)XO不同生物的基因具有相同的化学成分和空间结构，合成

蛋白质时共用一套密码子，因此动物基因可以在植物体内表达。

命题点1基因工程及转基因技术的安全性

某质粒上有SalI、HindIILBamHI三种限制酶切割位

点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苇青霉素基因。利用此质粒获得

转基因抗盐烟草的过程如下图，请答复以下问题。

(1)将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这

种新性状(变异性状)的来源属于

(2)如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会

具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能,也不能

(3)在构建重组质粒时，应选用和两种酶对

和进行切割，以保证重组

DNA序列的唯一性。

(4)基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了

重组质粒的农杆菌，如图表示运用影印培养法(使一系列培养皿的相

同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法)检测基因表达载体是

否导入了农杆菌。

培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A和培养

基B分别还含有、。从检测筛选的结

果分析，含有目的基因的是________菌落中的细菌。为了确定抗盐烟

草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探

针进行分子杂交检测，又要用的方法从

个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。

(5)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用

技术，愈伤组织经_进而形成完整植

株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加0

(6)近几年转基因生物进入我们的生活。以下关于转基因生物安

全性的表达中，错误的选项是()

A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识

制度

B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的

危害

C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全

的前提

D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环

境安全性上

［解析］(1)基因工程的原理是基因重组。(2)将抗盐基因直接导入

烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在

烟草细胞中不能复制，也不能表达，即不能转录和翻译成相应的蛋白

质。(3)质粒和含有目的基因的外源DNA分子上都含有Sa/I、hind

III.BamHI三种限制酶切割位点，其中BamHI的切割位点位于目

的基因上，用该酶切割会破坏目的基因；若只用S。/I一种限制酶切

割可能会导致目的基因与运载体反向连接；因此在构建重组质粒时，

应选用SRI和III两种限制酶对质粒和抗盐基因进行切割，以

保证重组DNA序列的唯一性。（4）用S。/IHindIII两种限制酶对

质粒进行切割时，会破坏四环素抗性基因，但不会破坏氯羊青霉素抗

性基因，因此导入重组质粒的农杆菌能在含有氨羊青霉素的培养基上

生存，但不能在含有四环素的培养基上生存，所以培养基A和培养

基B分别还含有氨羊青霉素、四环素，含目的基因的是4和6菌落

中的细菌。探针是指用放射性同位素标记的目的基因（抗盐基因）。除

了从分子水平上进行检测，还可以从个体水平上进行鉴定，即用一定

浓度的盐水浇灌烟草植株来鉴定烟草的耐盐性。（5）将转入抗盐基因

的烟草细胞培育成完整的植株需要采用植物组织培养技术，先经过脱

分化形成愈伤组织，愈伤组织再经过增殖和分化形成完整的植株。此

过程除营养物质外还必须向培养基中添加植物激素（生长素和细胞分

裂素）。（6）我国农业部公布了《农业转基因生物标识管理方法》，要求

对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以方便消费者自主选择。但

国际上并非大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危

害，A项正确、B项错误；目前对转基因生物安全性的争论主要集中

在转基因食物的安全性和转基因生物对环境安全的影响上，但这些通

过风险评估、预警跟踪和风险管理等都是可以解决的，C、D两项正

确。

［答案］（1）基因重组（2）复制表达（合成抗盐基因的mRNA）

⑶Sa/IHindIII质粒含抗盐基因的DNA（4）氨节青霉素四

环素（氨苇青霉素和四环素）

4和6抗盐基因一定浓度的盐水浇灌烟草植株（将烟草植株移

栽到盐碱地中）（5）植物组织培养

细胞增殖和分化植物激素（生长素和细胞分裂素）（6）B

1.理解限制酶及其切点

(1)一个至多个限制酶切点：作为载体必须具有一个至多个限制

酶切点，以便与外源基因连接。

(2)每种酶一个切点：每种酶的切点最好只有一个。因为某种限

制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组

后可能丧失某些片段，若丧失的片段含复制起点区，则重组载体进入

受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,

则酶切后既能把环翻开接纳外源DNA片段，又不会丧失自己的片段。

2.目的基因的获取

(1)从基因文库中获取。

(2)利用PCR技术扩增：其实质是在体外对目的基因进行大量复

制。

(3)用化学方法人工合成

①对于核甘酸序列已知的直接人工合成。

逆转录酶

②可通过逆转录法获取，即mRNA——>单链

DNA聚合酶

DNA------>双链DNA。

3.从“基因表达”层面理解基因表达载体的必需元件

(1)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。

(2)启动子和终止子:启动子是RNA聚合酶结合位点，启动转录；

终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是结构基因局部，其表

达需要调控序列。

4.将目的基因导入受体细胞

生物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、基因枪显微注射技感受态细胞

法、花粉管通道法术法(Ca2+处理

法)

受体细胞体细胞受精卵原核细胞

5.目的基因的检测和鉴定

结果显

类型步骤检测内容方法

示

目的基因是否整合DNA分子杂交

第一步到受体细胞染色体(DNA和DNA之

的DNA上间)

是否成

分子分子杂交技术功显示

目的基因是否转录

检测第二步(DNA和mRNA出杂交

出mRNA

之间)带

目的基因是否翻译

第三步抗原一抗体杂交

成蛋白质

个体根据目的基因表达出的性状判断，包括做抗虫、抗病的接种

水平实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；对基因工程产品

鉴定与天然产品的功能进行活性比拟，以确定功能是否相同

6.转基因生物可能引起的安全性问题

(1)食物安全问题

①出现滞后效应；②出现新的过敏原；③营养成分改变；④侵犯

宗教信仰者或素食者的权益。

(2)生物安全问题

①转基因植物成为杂草；②成为“入侵的外来物种〃，威胁其他

生物生存；③重组出对人类或其他生物有害的病原体；④通过基因重

组产生“超级杂草〃。

(3)环境安全问题

①打破自然物种的原有界限，破坏生态系统稳定性。

②重组微生物降解某些化合物过程中可能产生污染环境的中间

产物。

③重组DNA与微生物杂交，可能产生有害的病原微生物。

④转基因植物的花粉中含有的有毒蛋白或过敏蛋白可通过蜜蜂

进入蜂蜜中，最后进入其他动物和人体内。

猜测1输卵管生物反响器是继哺乳动物乳腺生物反响器后最具

开展前景的动物生物反响器。如图是用鸡的输卵管生物反响器生产猪

B干扰素的有关过程，据图答复：

携带猪P干扰素基因的鸡输卵管生物

反响器逆转录病毒载体的构建

(1)图中获取猪0干扰素基因(INF-B)用到的工具酶是

,用技术扩增猪P干扰素基因。

(2)构建基因表达载体是转基因技术的核心，该过程用到的酶是

,载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动目

的基因转录，该部位称为o

(3)将猪P干扰素基因导入鸡的受体细胞常用的方法是

,通常采用技术检测外源基因

是否插入了鸡的基因组。

(4)在研制输卵管生物反响器时，应使外源基因在鸡的

细胞中特异性表达，写出猪P干扰素基因表达的过程:

____________________________________O

(5)与噬菌体不同，逆转录病毒的复制是在酶的作用下

合成DNA,然后表达出相应的蛋白质。这些过程是在细胞

中完成的。

答案：(l)MluI和BamHIPCR(2)DNA连接酶和限制酶启

动子(3)显微注射法DNA杂交(核酸探针)(4)输卵管上皮猪p

干扰素基因茎鱼mRNA圈送猪p干扰素(5)逆转录宿主

命题点2克隆技术及伦理道德问题

典例引领

如图可表示细胞融合技术的一些过程，请据图答复:

(1)若A、B细胞为动物细胞，A、B融合为C的过程说明了细胞

膜具有的特点。若A、B到C的过程是体外受精过程，

则精子必须进行处理，卵子必须发育到

(时期)，用处理，可以获

得较多的卵子。

⑵若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解掉了

,这种酶可能是酶。A、B细胞到C

细胞的过程中，常用的物理方法是;融合完成

的标志是;形成的D细胞还要应用

技术把D培养成植株。培养过程中，所用

的固体培养基除了添加水、无机盐、糖等营养物质，还必须参加

和细胞分裂素等调节物质。

(3)若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为能产生抗体的B淋巴细胞，

那么D细胞称为细胞，这种细胞既能无限增殖，又能产生

_______________________________________________________O

(4)若该过程是制备单克隆抗体的过程，在A、B到C的过程中，

所形成的C有种(仅限于两个细胞的融合)，用来培养的D细

胞应该是o从中选择出它的方法是在特定的

培养基中培养。

(5)(2014・高考重庆卷)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的

热点。以下表达，错误的选项是()

A.应严格选择转基因植物的目的基因，防止产生对人类有害的

物质

B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性

克隆

C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计

婴儿

D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成

杀伤力

［解析］(1)动物细胞融合表达了细胞膜的结构特点具有一定的

流动性；若表示体外受精过程，则精子进行获能处理，卵子必须发育

到减数第二次分裂中期，另外用促性腺激素可进行超数排卵处理。

(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原

理，可以用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁得到原生质体；原生质

体融合常用物理方法如离心、振动和电刺激，化学方法如聚乙二醇;

细胞融合完成的标志是杂种细胞形成新的细胞壁，而细胞壁的形成与

高尔基体有关。杂种细胞还要经过植物组织培养过程中的脱分化和再

分化形成杂种植株，而培养液中参加生长素和细胞分裂素。

(3)A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，经过动物细胞

融合形成杂交瘤细胞，特点是既能无限增殖又能产生特异性抗体。

(4)制备单克隆抗体的过程中融合后的细胞有三种情况(B细胞自

身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞及B细胞和骨髓瘤细胞

融合形成的杂交瘤细胞)，需要用特定的选择培养基进行筛选，以获

得杂交瘤细胞。

(5)A项，培育转基因植物时，要根据目的基因的产物是否对人类

有害来确定该目的基因能否用于转基因植物的培育。B项，克隆人会

给社会带来伦理上的问题，所以当今社会的普遍观点是禁止克隆人的

实验；治疗性克隆对于一些重大疾病的治疗具有积极的意义，所以并

不反对治疗性克隆。C项，科学地设计试管婴儿对于治疗不育不孕及

一些难治之症具有积极的意义，但有人却滥用此技术选择性设计婴儿,

所以设计试管婴儿遭到反对。D项干扰素并不能用于制造生物武器，

多用于治疗一些病毒性疾病。

［答案］(1)流动性获能减数第二次分裂中期促性腺激素

⑵细胞壁纤维素酶和果胶离心、振动、电刺激形成了新的细

胞壁植物组织培养生长素

(3)杂交瘤特异性抗体(4)3融合的杂交瘤细胞

选择(5)D

归纳提升

1.细胞工程的几个过程流程图比拟

胞

①杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后

形成的原生质体融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫

杂种细胞。

②重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细

胞叫重组细胞。

③杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。

(2)从结果来分析原理

①植物体细胞杂交：植物体细胞杂交包含两个过程，一是植物细

胞融合，二是杂种细胞的植物组织培养。其最终结果是形成杂种植株,

产生了一个生物体，因此其原理是：细胞膜的流动性和细胞的全能性。

②动物细胞融合：动物细胞融合形成杂交细胞，杂交细胞进行细

胞培养，获得大量的克隆细胞，但没有形成生物体，因此动物细胞融

合的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性，不包含细胞全能性。

(3)明确单克隆抗体制备过程中的两次筛选

第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即

AB型细胞(A为浆细胞，B为骨髓瘤细胞)，不需要A、B、AA、BB

型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原一抗体杂交法筛选，获得

产生特定抗体的杂交瘤细胞。

2.动物细胞培养的特殊条件归纳

(1)胰蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，

以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样需要用胰蛋白

酶使细胞分散开。

(2)防止杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，参加一

定量的抗生素，定期更换培养液。

(3)特殊的营养条件

①液体培养基。

②参加动物血清、血浆等。

③通入氧气以满足代谢的需要。

④通入二氧化碳以维持培养液的pHo

命题猜想

猜测2科学家从某无限增殖细胞的细胞质中别离出无限增殖调

控基因(prG),该基因能激发细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供

了更为广阔的前景。请答复有关问题：

(1)利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体，常用聚乙二醇、

、电激等诱导因素诱导动物细胞融合。经选择性培养的杂交

瘤细胞，还需进行和,经屡次筛选以获得足够数

量的能分泌所需抗体的细胞。

（2）有人提出用核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，请

完成设计方案：

①取细胞的细胞核，移植到去核的

细胞中，构成重组细胞。

②将重组细胞在条件下做大规模培养或注射到小鼠

内增殖，以获得大量单克隆抗体。

（3）也有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备

单克隆抗体，其思路如下图。

①酶A是指,酶B是指

②图中I表示,对n进行检测与鉴定的目的是

__________________________________________________,in所指的

细胞具有的特点是

答案：（1）灭活的病毒体外培养抗体检测（2）①特定抗原刺

激的B淋巴骨髓瘤②体外腹腔（3）①限制性核酸内切酶（限制

酶）DNA连接酶②目的基因（无限增殖调控基因或prG）检测目

的基因是否导入和是否表达既能无限增殖，又能产生特定抗体

1.（2014・重庆名校联考）某研究小组为了研制预防甲型H7N9流

感病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如下图。以

下有关表达错误的选项是（）

甲型H7N9流感病毒遹£RNA—或DNA宜擅H基因一②-

携带基因的

H一③一导入大肠杆菌④一表达H基因

重组表达载体

A.步骤①所代表的过程是逆转录

B.步骤②需使用限制性核酸内切酶和RNA连接酶

C.步骤③可用CaCb处理大肠杆菌，使其处于感受态

D.检验H蛋白的免疫反响特性，可用H蛋白与甲型H7N9流感

康复病人的血清进行抗原一抗体特异性反响

解析：选B。从图可知，步骤①所代表的是逆转录，从RNA流

向DNA,A正确；步骤②代表基因表达载体的构建，此过程需要限

制酶和DNA连接酶，B错误；可使用CaCb处理大肠杆菌，使其处

于感受态，C正确；检验H蛋白的免疫反响特性，可进行抗原一抗体

特异性反响，D正确。

2.（2014.重庆南开中学模拟）观察分析以下图，该图表示的过程

是（）

A.构建基因组文库B.构建cDNA文库

C.构建基因表达载体D.构建转基因工程菌

解析:选A。从图可知,该过程利用的是某种生物的基因组DNA,

用限制酶切割后，与载体连接注入到受体菌中，该过程是构建基因组

文库，A正确。

3.（2014・重庆重点中学联考）汶川大地震时，“猪坚强〃在地震中

失去了生育能力。近期，科研人员克隆了这头“猪坚强〃，有了六只

可爱的小“猪坚强〃。以下相关表达中，正确的选项是（）

A.通过克隆技术，“猪坚强”获得了生育能力

B.六只小“猪坚强〃的遗传物质与“猪坚强”的完全一样

C.“猪坚强”的克隆说明已经分化的动物细胞核仍具有全能性

D.“猪坚强〃的克隆说明已经分化的动物细胞具有全能性

解析：选Co克隆“猪坚强”的过程是：取出它的体细胞的细

胞核，移植到一个去核的卵细胞中，在体外完成早期胚胎发育后，再

移植到另一头母猪的体内完成发育。A项错误，克隆技术是一种无性

繁殖技术，不能恢复“猪坚强”的生育能力。B项错误，克隆出的个

体细胞核中的遗传物质来自“猪坚强”，但细胞质中的遗传物质来自

提供卵细胞的个体，所以不能说克隆出的小“猪坚强”的遗传物质与

“猪坚强〃的完全一样。动物克隆说明动物细胞核具有全能性，而不

能说明动物细胞具有全能性，所以C项正确，D项错误。

4.利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺生物反响器技术。

青岛“崂山奶山羊乳腺生物反响器的研制〃工程生产的药用蛋白具

有表达效率高、本钱低、安全性高、易于别离纯化的优点，可产生乙

肝外表抗原及抗凝血酶ni等医药产品，造福人类。据图答复以下问题:

(1)在基因工程中，A表示,如果直接从苏云金芽泡杆菌

中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是

___________________________________________________,B

表示0

(2)在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目的基

因，并采用技术对目的基因进行扩增，然后将目的基因与质

粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具

酶有

____________________________________O

(3)将目的基因导入受体细胞的过程中，在③过程中一般采用

，在②过程中一般采用,受体细胞一般是

(4)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否

出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果是什么？

(5)要确定目的基因(抗虫基因)导入棉花细胞后，是否能稳定遗传

并表达，需进行检测和鉴定，请写出在个体水平上的鉴定过程：

答案：（1）目的基因一种限制酶只能识别一种特定的核甘酸序

列，并在特定的位点切割DNA分子重组DNA

（2）PCR限制酶（限制性核酸内切酶）、DNA连接酶（3）农杆菌

转化法显微注射法受精卵

（4）从转基因山羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原

—抗体杂交。如果出现杂交带，说明乳汁中出现了药用蛋白；如果不

出现杂交带，说明乳汁中未出现药用蛋白（5）让害虫吞食转基因棉

花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状

1.（2014・高考重庆卷）如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意

图。以下相关表达，正确的选项是（）

A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与

B.③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上

C.④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状

D.⑤只要表现出抗虫性状就说明植株发生了可遗传变异

答案：D

2.（2014・高考江苏卷改编）以下关于基因工程技术的表达，正确

的选项是（）

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核甘酸序

列

B.PCR反响中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同

的反响

C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常

表达

答案：D

3.（2014・高考浙江卷）以下关于动物细胞培养的表达，正确的选

项是（）

A.连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型

B.某些癌细胞在适宜条件下能逆转为正常细胞

C.由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆

D.未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状

答案：B

4.（2013・高考重庆卷）以下图是单克隆抗体制备流程的简明示意

图。以下有关表达，正确的选项是（）

A.①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞

B.②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成

C.③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性

D.④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群

答案：D

5.（2013•高考浙江卷）实验小鼠皮肤细胞培养（非克隆培养）的基本

过程如下图。以下表达错误的选项是（）

实验小鼠|-里-1皮肤组织|-乙一|皮肤细胞|一血,吾养细胞1

一工T培养细扇

A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒

B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化

C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型

D.丁过程得到的细胞具有异质性

答案：C

6.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过

敏反响，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的

基因）后再重组表达。以下相关表达正确的选项是（）

A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列

B.用PCR方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列

C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶

D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择适宜的受体细胞

答案：D

7.（2014・重庆巴蜀中学月考）用植物细胞工程技术将天竺葵与香

茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着天竺葵的

蒸腾作用散发到空气中，到达驱蚊的效果。下面有关培育过程的表达,

不正确的选项是（）

A.原生质体的融合常用PEG作为诱导剂

B.形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型

C.由杂种细胞一杂种植株，要通过有丝分裂和细胞的分化

D.该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍

解析：选Bo植物体细胞杂交技术中原生质体的融合常用PEG

作为诱导剂，A正确；形成的愈伤组织还没有分化出叶绿体，所以其

代谢类型是异养需氧型，B错误；杂种细胞形成杂种植株的过程中细

胞进行的是有丝分裂，同时细胞也进行了分化，C正确；植物体细胞

杂交技术的优点是可克服远缘杂交不亲和的障碍，D正确。

8.（2014・重庆一中月考）蛋白质工程与基因工程相比，其突出特

点是（）

A.基因工程原则上能生产任何蛋白质

B.蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋

白质

C.蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现

D.蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因

工程

解析：选B。基因工程原则上只能生产自然界已有的蛋白质；蛋

白质工程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，是延伸出来的第

二代基因工程，蛋白质工程需进行转录和翻译。

9.（2104•重庆一中月考）以下关于细胞工程的表达，正确的选项

是（）

A.细胞的全能性是植物组织培养和动物细胞培养的理论基础

B.进行植物组织培养，需先用酶解法去掉细胞壁

C.要获取单克隆抗体只能将杂交瘤细胞注入小鼠体内培养

D.动物细胞培养可作为检测有害物质的有效手段

解析：选D。动物细胞培养的理论基础是细胞增殖，A错误；植

物体细胞杂交技术，需先用酶去掉细胞壁，植物组织培养不需要，B

错误；要获取单克隆抗体也可在体外进行培养，C错误；动物细胞培

养可作为检测有害物质的有效手段，D正确。

10.在20世纪初，科学家用植物细胞杂交方法，将白菜的原生

质体和甘蓝的原生质体融合，成功地培育出了“白菜一甘蓝〃杂种植

株，据图答复以下问题：

(1)过程b完成的标志是o

要促进杂种细胞的分裂生长，培养基中应有营养物质和激素，其中激

素包括和两类植物激素。

(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是

___________________________,c涉及的分裂方式为

(3)若白菜细胞内有m条染色体，甘蓝细胞含n条染色体，则“白

菜一甘蓝〃细胞内含条染色体；若杂种细胞培育成的“白菜

—甘蓝〃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

属于倍体。

(4)要制备“白菜一甘蓝"人工种子，要选取具有生根发芽能力

的(结构)等，包裹上人工种皮制得。

答案：(1)原生质体再生出新的细胞壁细胞分裂素生长素(2)

植物细胞的全能性有丝分裂(3)m+n单(4)胚状体

11.某研究小组以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞

的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞

为正常肝细胞。请答复以下有关动物细胞培养的问题：

(1)以动物肝脏组织块为培养材料时，需用处

理，使组织分散成单个细胞。在植物体细胞杂交时，应用同样原理的

操作是

___________________________o

（2）细胞培养时，为了促进细胞生长和增殖，除了糖、氨基酸、

促生长因子、维生素、无机盐等营养物质外，还需要参加

⑶培养的细胞不能无限长大，细胞自身限制因素包括

（4）培养（填“肝肿瘤细胞”或“正常肝

细胞"）最终能获得单层细胞，这是因为除了细胞贴壁外，这种细胞

还具有的特点。

（5）已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一

种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为两组，A组

细胞培养液中参加,B组细胞培养液中参加等量无菌生理盐

水，经培养后，从两组收集等量细胞，通过比拟X基因在两组细胞

中和（生理过程）的差异，确定Y的药效。

答案：（1）胰蛋白酶或胶原蛋白酶（答出一种即可）（用纤维素酶

和果胶酶）去除细胞壁（制备原生质体）

（2）（动物）血清（血浆）（3）细胞外表积和体积比

细胞核控制范围（核质比）（4）正常肝细胞接触抑制

（5）药物Y转录翻译

12.以下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单克隆抗

体的实验研究。据图答复：

（1）X、Y、Z细胞的名称分别是

（2）①过程类似于植物组织培养技术中的过程。与纤

维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较o②过程的实

质是

____________________________________O

（3）生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是

（4）④处需要筛选，从而得到细胞，且

培养该细胞的气体环境为

答案：（1）骨髓瘤细胞抗原刺激过的B细胞（或浆细胞）杂交瘤

细胞（2）脱分化高基因的选择性表达（3）浆细胞高度分化，不

能无限（或大量）增殖（4）能产生特异性抗体的杂交瘤95%的空气

+5%的CO2

13.（2013・高考天津卷）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

局部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。流程如以下图。

据图答复以下问题:

⑴过程①所需的酶是

⑵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参加适宜浓度的甘露醇以保持一定的

渗透压，其作用是o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拟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。以下图是用该引

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o

（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

第2讲胚胎工程与生态工程

2015高考导航

考纲考频考情分析

1胚.胎工程

(1)动物胚胎发育的基本过程与胚

胎工程的理论基础(I)

(2)胚胎干细胞的移植(I)

1.趋势分析：(1)以最新的胚胎工

(3)胚胎工程的应用(H)程、干细胞培养的研究成果为背景

2.生物技术的安全性和伦理问题考查胚胎工程的应用。

(1)转基因生物的安全性(2)多以当今生态问题为背景考查

(I)(2014.T2)生态工程的原理与应用。

(2)生物武器对人类的威胁2.备考指南：(1)图解分析法理解

(I)(2014.T2)胚胎发育的过程和胚胎移植的程

序。

(3)生物技术中的伦理问题

(I)(2014.T2)(2)列表比拟法理解生态工程的五

个原理与实例。

3.生态工程

(1)简述生态工程的原理

(II)(2014・T7II)

(2)生态工程的实例(I)

6网络构建•诊断学情基础建网诊断疏漏

［答案］口］试管婴儿因生物安全国卵子的采集和培养

⑷透明带反响囱胚胎移植,［链接思考］

1.克隆生物是100%复制供核亲本吗？

提示：不是，克隆动物的绝大局部DNA来自供体细胞核，但核

外少量的DNA,即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。

2.胚胎移植是一种生殖方式吗？

提示：不是，胚胎移植仅属于一种技术，可用于有性和无性生殖

产生的胚胎的移植。

［真题自测］

判一判

(1)通过人工林建设的园林景观构建，既改善了生态环境，又可

提高社会和经济效益，这主要表达了生态工程的整体性原理［2014重

庆，7I(2)改编］()

(2)绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性(2012浙江，

2A)()

(3)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液都需参加动物血清

(2011江苏，18C)()

(4)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植(2011江苏，

18B)()

(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(2010

江苏，16C)()

(6)实施生态工程的目的是为人们提供丰富的生产和生活物质

(2010江苏，15D改编)()

(7)胚胎干细胞具有细胞核大，核仁小和蛋白质合成旺盛等特点

(2009江苏，8C)()

提示：(1)J。生态系统改善后，考虑到社会一经济一自然复合

生态系统，表达了整体性原理。

(2)Vo物种之间具有生殖隔离，一般只有同种生物的精子和卵

细胞才能相互识别并结合为受精卵。

(3)J。早期胚胎培养是动物细胞培养技术的应用，需要参加动

物血清。

(4)XO适于移植的胚胎应是桑棋胚或囊胚，原肠胚不宜进行胚

胎移植。

(5)早期胚胎的所有细胞均来自于同一个受精卵的有丝分裂,

所有细胞的基因组成相同。

(6)XO实施生态工程的目的是发挥资源的生产潜力。防治环境

污染，到达经济效益与生态效益的同步开展，而不是单纯获取生产和

生活物质。

(7)XO胚胎干细胞分裂旺盛，具有细胞核大、核仁大而明显、

蛋白质合成旺盛等特点。

高频命题•互动突破互动整合命题研析

命题点1胚胎工程

典例引领

例①随着生物科学技术的开展，动物的生殖方式变得越来越多样

化。如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯

坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，请据图答复以下问题：

(1)应用1中获得的良种小牛，遗传物质来源于

_______________________个体，性别为。

(2)在应用2、3、4中，若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，

需要对精子进行处理，使其o得到的卵母细胞需要发育至

_________________________才能受精。

(3)应用3可解决良种动物快速大量繁殖的问题；对囊胚阶段的

胚胎进行分割时，要注意将均等分割，否则将影响分割后的

胚胎的恢复和进一步发育，如需做性别鉴定，还需从细胞取

样做DNA分析。

(4)应用4中细胞进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官。

在胚胎干细胞培养过程中除需要温度、无菌、无毒等环境条件以外,

营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核甘酸，还要参

加;向培养液中通入95%空气和5%二氧化碳，空气中的氧

气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维持培养基的o

［解析］(1)应用1为核移植技术，其中重组细胞的细胞核来自供

体1、细胞质来自供体2,所以良种小牛的遗传物质来自供体1和2,

其中控制性别的基因位于细胞核中，所以良种小牛的性别与供体1(母

牛）相同。（2）获能的精子才能与成熟的卵母细胞（发育至减数第二次分

裂中期）完成受精作用。（3）胚胎分割时，囊胚期的内细胞团应均等分

割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。从滋养层细胞取样做DNA

分析可鉴定性别。（4）培养动物细胞时，培养液中还应参加血清或血

浆。向培养液中通入CO2可维持培养液pH的稳定。

［答案］（1）供体1和供体2雌性（2）获能减数第二次分裂中

期（或答MII中期）（3）内细胞团滋养层

（4）动物血清（或血浆）pH

归纳提升

1.试管动物的培育流程

2.克隆动物的培育流程

（1）根据发育成新个体D的重组细胞核由动物B提供，而性别及

大多数遗传性状是由核内遗传物质决定的，故B、D两者的性别及大

多数遗传性状相同。

（2）克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细胞，其遗传物质

主要来自供核一方。

3.克隆动物与试管动物认识的误区

(1)误区一：试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。纠正：

试管动物的产生是有性生殖，克隆动物的产生是无性生殖。

(2)误区二：试管动物(哺乳类)的产生是在体外进行的，克隆动物

(哺乳类)的产生是在体内进行的。

纠正：试管动物(哺乳类)和克隆动物(哺乳类)早期胚胎之前都是

在体外进行的，早期胚胎经过胚胎移植之后都是在体内进行的。

(3)误区三：胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜

力，因此胚胎移植的胚胎只能来自体内受精的胚胎。纠正：胚胎移植

的胚胎有三个来源：体内正常受精产生的胚胎、核移植产生的重组细

胞培养而来的胚胎、体外受精产生的早期胚胎。

4.胚胎干细胞的培养流程

5.胚胎移植中的易错点

(1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种〃是指

“同物种”。

(2)不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑根胚或

囊胚阶段；小鼠、家兔在桑根胚前；人胚胎可在4个细胞阶段移植;

几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时分化程度高，移植

成功率很低。

(3)受精后形成的受精卵需经早期胚胎培养，才能完成植入或着

床。

(4)冲卵是从供体母牛体内获得早期胚胎的过程，而不是获得受

精卵或卵细胞。

6.生物工程技术应用组合

⑴转基因植物培育：基因工程+植物组织培养。

⑵转基因动物培育：基因工程+动物细胞培养+胚胎移植。

(3)克隆动物培育：核移植+动物细胞培养+胚胎移植。

(4)植物体细胞杂交：酶工程+体细胞融合+植物组织培养。

(5)试管婴儿培育：体外受精+动物细胞培养+胚胎移植。

命题猜想

猜测1如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，请据

图答复以下问题。

⑴图中①一般经__________________处理可以得到③0

(2)在胚胎发育过程中，囊胚时期的将发育

成幼体的各种组织。

(3)在基因工程中，②表示；②可用“DNA

探针”进行筛选或检测，这里的“DNA探针”是指

__________________________________________o在②导入单细胞之

前必须进行基因工程的核心步骤——基因表达载体的构建，其目的是

(4)如果②的数量太少，常用技术来扩增。

（5）图中应用到的胚胎工程领域的生物技术有

答案：（1）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）（2）内细胞团（3）目的基因

用放射性同位素标记的、含目的基因的DNA单链使目的基因在受

体细胞内稳定存在，并且可以遗传给下一代，使目的基因表达和发挥

作用

（4）PCR（5）早期胚胎培养、胚胎移植

命题点2生态工程

典例引领

例②设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，如

图就是一种“加环”示意图。据图判断，以下说法不正确的选项是

（）

A.用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用

B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益

C.用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用了物质循环再生原理

D.在离开人的管理条件下，该生态工程仍可以正常运转

［解析］农业生态系统的一个关键特点是离不开人的管理。

［答案］D

归纳提升

1.生态工程具体实例所用的生态学原理

(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——物种多

样性原理。

(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——平衡原理。

(3)引种考虑适应环境——协调原理。

(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整体性

原理。

2.农业生态系统的设计方案应当符合的原则

(1)应当能够表达生态学原理与现代农业技术相结合的原则。

(2)应当能够构成一个合理的生产结构。

(3)应当表达充分利用自然界的物质和能量资源。

(4)应当表达减少环境污染的原则。

(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。

(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。

命题猜想

猜测22014年2月2日是第18个世界湿地日，我

国湿地资源丰富，自2005年以来，中国连续中选为湿地

公约常委会成员国，获得“全球湿地保护与合理利用杰

出成就奖〃等。这与我国开展的湿地生态恢复工程密切

相关。以下关于湿地生态恢复工程的表达，不正确的选项是()

A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法

B.应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰

C.建立