回归教材重难点06现代生物科技专题-2022年高考生物三轮冲刺过关（新高考版）

回归教材重难点06现代生物科技专题一般通过情境对本节知识进行考查，要求考生（1）熟记基因工程的基本工具和基本操作程序（生命观念、科学探究）；（2）理解基因工程在不同领域的应用（社会责任）；（3）理解蛋白质工程的基本原理（生命观念）；（4）熟记植物细胞工程中植物组织培养的原理与过程，掌握植物体细胞杂交的过程和应用（生命观念、科学探究）；（5）熟记动物细胞培养的原理和过程，掌握动物细胞融合的方法及应用（生命观念、科学探究）；（6）熟记体内受精和胚胎发育的过程（生命观念）；（7）掌握体外受精和胚胎培养的原理、过程，理解胚胎工程的应用前景（生命观念、科学探究）；（8）熟记干细胞的特点及应用（生命观念）；（9）理性看待生物技术的安全性和伦理问题（社会责任）。1、基因工程操作的基本工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。3、E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端。4、质粒是基因工程常用的载体，需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切割位点；具有标记基因。5、基因工程的基本操作程序：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。6、基因表达载体的构建是基因工程的核心，基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。7、目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，导入动物细胞常用显微注射法，导入微生物细胞常用感受态细胞法(Ca2＋处理法)。8、培育转基因动物时，受体细胞必须是受精卵；培育转基因植物时，受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。9、检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因常用DNA分子杂交技术，检测目的基因是否转录出了mRNA同样是采用分子杂交技术，检测目的基因是否翻译成蛋白质常用抗原—抗体杂交技术。10、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，在浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。11、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，可利用冷却的体积分数为95%的酒精对提取的DNA进行纯化。12、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。13、哺乳动物成熟的红细胞不含细胞核，不能作为提取DNA的实验材料。若选取肝脏细胞或植物细胞，则必须充分研磨。14、植物组织培养的基本过程eq\x(外植体)eq\o(→,\s\up11(脱分化),\s\do4())eq\x(愈伤组织)eq\o(→,\s\up11(再分化),\s\do4())eq\x(根、芽)→eq\x(植物体)15、植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，动物细胞融合的理论基础是细胞膜的流动性和细胞增殖。16、植物体细胞杂交用到的酶是纤维素酶和果胶酶，动物细胞培养用到的酶是胰蛋白酶或胶原蛋白酶。17、人工诱导原生质体融合的方法分为物理法和化学法，物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇作为诱导剂；动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。18、动物细胞培养。①原理：细胞增殖。②培养基的特有成分：在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。③培养过程：eq\x(\a\al(取动物,组织块))→eq\x(\a\al(分散成单个,细胞))→eq\x(\a\al(放入适宜,培养液))→eq\x(\a\al(让细胞生长,增殖))=4\*GB3④培养条件：无菌、无毒的环境；营养；适宜的温度和pH；气体环境(主要有O2和CO2)。19、细胞核移植技术。未受精卵母细胞作细胞核移植受体细胞的理由：①营养丰富；②体积大，易操作；③含有刺激已分化的细胞核恢复分裂能力的物质。20、精子发生的过程eq\x(\a\al(精原,细胞))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(有丝),\s\do4(分裂)))eq\x(\a\al(精原,细胞))→eq\x(\a\al(初级精,母细胞))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(MⅠ),\s\do4()))eq\x(\a\al(次级精,母细胞))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(MⅡ),\s\do4()))eq\x(\a\al(精子,细胞))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(变形),\s\do4()))eq\x(\a\al(精,子))21、卵子发生的过程eq\x(\a\al(卵原,细胞))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(有丝),\s\do4(分裂)))eq\x(\a\al(卵原,细胞))→eq\x(\a\al(初级卵,母细胞))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(MⅠ),\s\do4()))eq\x(\a\al(次级卵母细胞,和第一极体))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up11(MⅡ),\s\do4()))eq\x(\a\al(卵子和第,二极体))22、受精的过程：精子穿越放射冠和透明带→进入卵细胞膜→原核形成→雌雄原核融合。23、防止多精入卵有两道屏障，一是透明带反应，二是卵细胞膜反应。24、判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜与透明带的间隙能观察到两个极体，受精作用完成的标志是雌雄原核融合形成合子。25、早期胚胎发育的过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。26、胚胎的早期培养所需培养液的成分包括：无机盐、有机盐(两盐)；维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)以及水、血清等。27、生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)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。28、生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益的同步发展。29、生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理及系统学和工程学原理。30、物质循环再生原理的基础是物质循环；物种多样性原理的基础是生态系统的稳定性；协调与平衡原理的基础是生物与环境的协调和平衡；整体性原理的基础是社会、经济和自然构成复合系统；系统学和工程学原理的基础是系统的结构决定功能以及总体功能大于各部分之和。31、对转基因生物安全性的争论主要集中在食物安全、生物安全和环境安全上，面对转基因技术的利弊，要趋利避害，不能因噎废食。32、设计试管婴儿技术比试管婴儿技术多了胚胎移植前的遗传学诊断过程。33、生物武器的特点：致病力强、有潜伏期、污染面积大、危害时间长、传染途径多、拥有生命力、受自然条件影响大。34、中国政府对克隆人的态度是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。一、2021年高考真题1.（2021·浙江卷第一次，29）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。（1）为保护三叶青的________多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用________技术，实现了三叶青的林下种植。（2）依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成____________________和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（TDNA）。TDNA进入叶片细胞并整合到染色体上，TDNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成____________________________，再分化形成毛状根。（3）剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次________培养，培养基中添加抗生素的主要目的是__________________________________________。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的________和温度，调节培养基成分中的___________________________________________________，获得大量毛状根，用于提取药用成分。【答案】（1）遗传间种（2）DNA聚合酶愈伤组织（3）继代杀灭发根农杆菌转速营养元素以及生长调节剂的种类和浓度【解析】（1）生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质；三叶青的林下种植，是利用间种技术。（2）分析题意可知，从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（TDNA），DNA复制需要DNA聚合酶，故可知，酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达，形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知，相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织，再分化形成毛状根。（3）剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。2.（2021·广东卷，22）非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（如图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。回答下列问题：（1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有___________________________________________________________________________________________。（答出两种即可）（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有______________________________________________________________________。（答出两种即可）（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备___________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有______________________________________________________________________。（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是__________________________________________________。在分子水平上，可以通过改变________________________________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。【答案】（1）基因文库中获取、人工合成法（2）盐析法、酶解法或高温变性（3）感受态抗原抗体杂交技术（4）有的酶失活而使反应中断基因的碱基序列【解析】（1）分析题意，研究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因采用了PCR技术，此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，可根据DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变性法等。（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞，即利用钙离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其易于接受外来的DNA分子。基因工程中，酶基因（目的基因）成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质，常用抗原抗体杂交技术进行检测。（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。3.（2021·湖南卷，22）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是________________________________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的___________________________________断开。（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是___________________________________________________________________________________________________________。（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为_______________________________________________________（答出两点即可），功能上具有_________________________________________________。（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的_________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】（1）限制性核酸内切酶（限制酶）磷酸二酯键（2）清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养（3）动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答）发育的全能性（4）B取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交【解析】（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（3）由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。（4）先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。4.（2021·全国甲卷，38）PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是_________________________________（用数字序号表示）。（2）操作③中使用的酶是____________________________________________。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、________三步，其中复性的结果是_______________________________________________________________。（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与______________________________________特异性结合。（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指______________________________________________________________________。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。【答案】（1）④②③①（2）Taq酶（热稳定DNA聚合酶）延伸Taq酶从引物起始进行互补链的合成（3）两条单链DNA（4）一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术【解析】（1）PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是④采集病人组织样本→②从病人组织样本中提取DNA→③利用PCR扩增DNA片段→①分析PCR扩增结果。（2）在用PCR技术扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似，操作③中使用的酶是Taq酶（热稳定DNA聚合酶），PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物起始进行互补链的合成。（3）DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条单链DNA特异性结合。（4）据分析可知，PCR（多聚酶链式反应）技术是指一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。5.（2021·全国乙卷，38）用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。回答下列问题：（1）常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中____________________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中__________________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是_________________________________。（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能_________________________；质粒DNA分子上有_________________________________________________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）表达载体含有启动子，启动子是指____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】（1）EcoRI、PstIEcoRI、PstI、SmaI和EcoRV（2）磷酸二酯键（3）自我复制一至多个限制酶切位点用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞（4）位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程【解析】（1）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。（2）DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。（4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。二、2022年高考模拟题1．（2022·天津市新华中学模拟预测）PCR引物的3'端为结合模板DNA的关键碱基，5'端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。下列叙述正确的是（

）A．PCR第4个循环，消耗了15对引物B．脱氧核苷酸作为扩增的原料会依次连接到5'端C．耐高温的DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上D．用图中引物扩增至少四个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物【答案】C【详解】A、该DNA是双链，第一次循环要1对引物，第二次要2对，第三次4对，第四次要8对，即PCR第4个循环，消耗了8对引物，A错误；B、进行PCR时，扩增是从引物的3'端延伸，因此脱氧核苷酸作为扩增的原料会依次连接到3'端，B错误；C、耐高温的DNA聚合酶要在双链DNA解链以后，结合到DNA上，以其中一条单链为模板，以一小段RNA为引物，然后将单个脱氧核苷酸连续加成，合成子链，C正确；D、，由图示可知，第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，即用图中引物扩增至少3个循环后才能获得两端均添加限制酶切点的目的产物，D错误。故选C。2．（2022·河南·模拟预测）下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答。(1)上图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从___________________________和___________________________中分离获取。(2)过程I将胚胎干细胞置于y射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的_________________________________________，加入抗生素是为了_______________________________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(3)过程II将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的襄胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有____________________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是__________________________。(4)过程III是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导人胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_____________________________________________________________________________________________________________________。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是__________________________________。(5)过程IV得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，该过程研究的意义在于解决________________________________________________________________________问题。(6)该研究中，包含的生物技术有____________________________________________________________(至少写出两种）。【答案】

早期胚胎

原始性腺

营养物质

防止杂菌污染

全能性

原肠胚

使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用

显微注射法

去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥

临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等

动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植【详解】（1）图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。（2）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态，在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。（3）ES细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性．在哺乳动物胚胎发育过程为：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚期→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚。（4）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法．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，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用。（5）在器官移植时，发生的免疫反应属于细胞免疫，细胞免疫主要是T细胞起作用．因此去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥，从而获得免疫缺陷小鼠．该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题。（6）该研究中，包含的生物技术有动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植。3．（2022·四川·石室中学模拟预测）下面为科学家采用不同方法培育良种牛的过程示意图。请据图回答有关问题。

(1)与一般的繁育良种动物方式相比较,胚胎移植的优势是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理,目的是____________________________________。(2)“转基因牛”D培育过程中,常用受精卵作为外源基因的受体细胞,主要原因是______________________________________________________________________________________________。(3)图中数字标号①代表的结构为___________________________,①将来发育为__________________________________,c→d过程需对其均等分割的目的是___________________________________________________________________________。A、B牛基因型是否相同?__________________。(4)在培育良种牛的过程中,都运用了动物细胞培养技术。在动物细胞培养过程中,为防止杂菌的污染而要加入一定量的__________________________。【答案】

可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力

超数排卵

受精卵的全能性易于表达

内细胞团

胎儿的各种组织

有利于胚胎的恢复和进一步发育

相同

抗生素【详解】（1）与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵。（2）由于受精卵的全能性易于表达，因此良种牛培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞。（3）图中③为内细胞团，将来发育为胎儿的各种组织；c→d过程需对其均等分割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型，因此A、B牛的基因型相同。（4）在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的抗生素。4．（2022·吉林·东北师大附中模拟预测）盐分是限制植物生长发育的重要因素之一，科研人员尝试利用獐茅液泡膜Na+/K+逆向转运蛋白基因（AINHX基因）培育转基因耐盐马铃薯。(1)通常从獐茅的___________________中获取AINHX基因用以构建基因表达载体，构建基因表达载体过程中必须使用的工具酶是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)为保证目的基因在马铃薯根细胞中能够正常表达，运载体上应含有特定的_________________________________。(3)马铃薯的转化过程常用农杆菌转化法，这种方法是利用了农杆菌的Ti质粒上的TDNA具有_________________________________________________________________________________________________________的特点。(4)为探究目的基因整合到马铃薯基因组后是否转录，可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成_____________________，再利用PCR方法进行基因扩增，基因扩增时需要先根据_________________________________________________________________________合成引物。若以根细胞为材料扩增结果为阳性（有产物生成），以叶细胞为材料扩增结果为阴性（无产物生成），则说明____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)为证明转基因马铃薯获得了耐盐性，将生长至4叶期的转基因幼苗转入_________________________________溶液中培养，30天后观察植株生长情况。【答案】(1)

基因文库

限制核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶(2)启动子(3)可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上(4)

cDNA（互补DNA）

目的基因（AINHX基因）的一段核苷酸序列

目的基因在根细胞中转录，未在叶细胞中转录(5)高浓度的NaCl【分析】基因工程常用的工具有限制酶、DNA连接酶、运载体。基因工程可以分为四步：目的基因的提取、目的基因与运载体的结合、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。(1)某种生物的基因文库中包含该生物的全部基因，故通常可以从獐茅的基因文库中获取AINHX基因用以构建基因表达载体；构建基因表达载体过程中需要用限制酶切割出目的基因和质粒的黏性末端，再用DNA连接酶连接质粒和目的基因，即构建基因表达载体过程中使用的工具酶是限制酶、DNA连接酶。(2)基因表达载体上必须有目的基因、标记基因、启动子、终止子，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，可驱动转录开始，故为保证目的基因在马铃薯根细胞中能够正常表达，运载体上应含有特定的启动子。(3)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，农杆菌Ti质粒上的TDNA具有可携带目的基因转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上的特点。(4)基因工程中经mRNA逆转录得到的产物是cDNA；PCR扩增时需要有目的基因（AINHX基因）的一段核苷酸序列作为引物；转录是否成功是通过分子杂交技术鉴定的：若以根细胞为材料扩增结果为阳性（有产物生成），以叶细胞为材料扩增结果为阴性（无产物生成），则说明目的基因在根细胞中转录，未在叶细胞中转录。(5)为证明转基因马铃薯获得了耐盐性，则需要进行个体生物学水平的鉴定：将生长至4叶期的转基因幼苗转入高浓度的NaCl溶液中培养，30天后观察植株生长情况，若能正常生长，则证明获得了耐盐性。5．（2022·河南·模拟预测）动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、核移植、细胞融合等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。请回答相关问题：(1)动物细胞培养的原理是______________________________；动物细胞培养所使用的是液体培养基（即培养液），其原因是____________________________________________________________________________________________________；在动物细胞培养过程中，随着细胞数量不断增多，会出现____________________________________________现象。(2)在动物细胞培养过程中，为防止杂菌污染，应采取的具体措施有____________________________________________、_______________________________________________________________________________________________________________；培养过程中定期更换培养液的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在克隆动物培育过程中使用的动物细胞工程技术有_______________________________________________________；哺乳动物利用胚胎细胞核移植较体细胞核移植更易成功，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)

细胞（生长和）增殖

与动物细胞生活的液体环境相近，有利于动物细胞进行物质交换（或吸收营养物质和排出代谢废物）

细胞贴壁和接触抑制(2)

对培养液和所有培养用具进行无菌处理

在培养液中添加一定量的抗生素

清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害(3)

动物细胞培养和核移植

动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易【分析】1、动物细胞培养需要满足以下条件：①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理．通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染；此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害；②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常需加入血清、血浆等天然成分；③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃+0.5℃；pH：7.2～7.4；④气体环境：95%空气+5%CO2。2、单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞，将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。(1)动物细胞培养的目的是得到更多细胞，其原理是细胞增殖；由于液体培养基与动物细胞生活的液体环境相近，有利于动物细胞进行物质交换，故动物细胞培养所使用的是液体培养基；在动物细胞培养过程中，细胞会有贴壁生长的特点，随着细胞数量不断增多，会出现接触抑制现象。(2)在动物细胞培养过程中，为防止杂菌污染，应采取的具体措施有对培养液和所有培养用具进行无菌处理、在培养液中添加一定量的抗生素；为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，培养过程中需要定期更换培养液。(3)在克隆动物培育过程中使用的动物细胞工程技术有动物细胞培养和核移植；由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，故哺乳动物利用胚胎细胞核移植较体细胞核移植更易成功。6．（2022·河北·模拟预测）(1)用核移植的方法可以获取克隆动物，哺乳动物核移植可以分为_____________________________________________和体细胞核移植；体细胞核移植的难度明显高于前者的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)动物细胞核移植过程中，通常采用卵（母）细胞作为受体细胞，原因可能是____________________________________________________________________________________________________________________________________。核移植前需将卵母细胞培养至MⅡ中期，并去核，去核的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)克隆技术可用于动物器官移植，能解决______________________________________________________等问题；胚胎分割_____________（填“属于”或“不属于”）克隆，应选取________________________________阶段的胚胎进行分割，要保证将_______________________________________均等分割。【答案】(1)

胚胎细胞核移植

动物胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高、恢复其全能性比较困难(2)

卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核恢复分裂能力的物质

避免卵母细胞核中的遗传物质传递到子代(3)

供体器官不足和排斥反应

属于

桑椹胚或囊胚

内细胞团【分析】动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植．体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物，克隆动物的核基因完全来自供体动物，而细胞质基因来自受体细胞；核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植，其中体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，因为体细胞的全能性低于胚胎细胞。(1)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植；体细胞核移植的难度明显高于前者的原因是动物胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高、恢复其全能性比较困难。(2)动物细胞核移植过程中，通常采用卵（母）细胞作为受体细胞，原因可能是卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质。核移植前需将卵母细胞培养至MⅡ中期，并去核，去核的目的是避免卵母细胞核中的遗传物质传递到子代。(3)克隆技术可用于动物器官移植，能解决供体器官不足和排斥反应等问题；胚胎分割属于克隆，应选取桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行分割，要保证将内细胞团均等分割。7．（2022·湖北·模拟预测）CRISPRCas9基因组编辑系统由向导RNA（也叫sgRNA）和Cas9蛋白组成，向导RNA识别并结合靶基因DNA，Cas9蛋白切断双链DNA形成两个末端。这两个末端通过“断裂修复”重新连接时通常会有个别碱基对的插入或缺失，从而实现基因敲除，如图1所示。(1)向导RNA识别靶基因DNA时遵循__________________________________原则，Cas9蛋白相当于____________酶，Cas9蛋白切断靶基因DNA形成的两个末端重新连接时所必需的一种酶是________________________________。(2)CCR5是人体的正常基因，其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV入侵T淋巴细胞的主要通道“入口”。科研人员依据_________________的部分序列设计sgRNA，导入骨髓_______________________细胞中，构建sgRNACas9复合体，以实现对CCR5基因的定向切割，变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，即可有效阻止HIV侵染新分化生产的T淋巴细胞。