现代生物科技专题

1、基因工程考点：本题考查基因工程，意在考查考生识记所列知识点，并能运用所学知识做出合理的判断或得出正确的结论的能力。现在可用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素，请回答相关问题（1）此基因工程中的目的基因是 ，要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用_ _技术。在培育转基因番茄的过程中所用基因的“剪刀”是 ，基因的“运载工具”是 。将人工合成的DNA片段拼接在一起，所需要的酶有 _（2）将重组质粒放入番茄植株的受体细胞中常用的方法是 。（3）不同种生物之间的基因移植成功，其结构基础是 ，也说明了不同种生物共用一套 。【答案】（1）人胰岛素基因 PCR 限制酶 运载体 DNA连接酶 （2）农杆

2、菌转化法 （3）都是双螺旋结构，均有四种脱氧核苷酸组成 遗传密码【解析】试题分析： （1）由题意可知，基因工程生产的是人胰岛素，所以人胰岛素基因是目的基因，扩增DNA用PCR技术，基因的“剪刀”是限制酶，基因的“针线”是DNA连接酶，基因的“运载工具”是运载体。（2）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法。（3）不同种生物的DNA都是双螺旋结构，均有四种脱氧核苷酸组成，所以可进行基因移植，由于人的胰岛素基因可在番茄中表达，说明了不同种生物共用一套密码子。牛奶中有机营养物质除蛋白质外还含有乳糖等成分，许多人体内缺乏乳糖酶，无法分解这些乳糖，喝牛奶常会导致腹胀、腹泻、腹痛等症状。科学家已成功培

3、育出了转基因“低乳糖奶牛”。这种奶牛所产牛奶中不含乳糖或含量很低。其生产过程大致如下：请回答下列问题（1）在过程中构建基因表达载体时，需要获取仅在 细胞中特异性表达的基因的启动子，以使乳汁中的乳糖含量降低。构成启动子的基本单位是 。（2）将人的肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，常用的方法是 。（3）进行过程操作前，需要对取自早期胚胎的滋养层细胞利用 技术进行DNA分析，以鉴定其性别。为提高胚胎的利用率，可将 期的胚胎进行分割。胚胎中滋养层细胞将发育成 。（4）人的肠乳糖酶基因在奶牛中是否成功表达，可以采用抗原抗体杂交进行检测，其中的抗原是指 。 【答案】（1）（优良）奶牛乳腺 脱氧核苷酸（2）显微注

4、射法（3）DNA分子杂交（或DNA探针） 桑椹胚或囊胚 胎膜和胎盘（4）人的肠乳糖酶【解析】（1）在过程中构建基因表达载体时，需要获取仅在奶牛乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子，启动子位于DNA分子的前端，基本单位是脱氧核苷酸。（2）将人的肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，常用的方法是显微注射法。（3）进行过程操作前，需要对取自早期胚胎的滋养层细胞利用DNA分子杂交技术进行DNA分析，以鉴定其性别。为提高胚胎的利用率，可将桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割。胚胎中滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘（4）人的肠乳糖酶基因在奶牛中是否成功表达，可以采用抗原抗体杂交进行检测，其中的抗原是指人的肠乳糖酶【考点定位】基因

5、工程【名师点睛】学生易对基因工程的操作过程理解不清基因工程的操作过程(1)基因工程的操作步骤 组成 方法 转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被采用。我国是植物油消费大国，每年都从国外进口大量的转基因植物油。(1)在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是_。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有启动子，它是_ 的识别和结合位点。(2)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法：_ _。若受体细胞为植物体细胞，可采用_ _技术获得转基因植物体，该技术所依据的原理是_ _。(3)若要检测(2)中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用_

6、_ 技术。(4)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的 出发，设计预期的_ _结构，推测出应有的_序列，然后找到相对应的_ _ _序列，再用转基因技术改变现有性状。我国在种植转基因油料植物的同时仍保留原来非转基因油料植物等其他原有品种，这是依据生态工程中的_ _原理。【答案】（11分）(1)限制酶和DNA连接酶 RNA聚合酶(2)农杆菌转化(基因枪或花粉管通道)法 植物组织培养 植物细胞的全能性(3)DNA分子杂交 (4)蛋白质功能 蛋白质 氨基酸 脱氧核苷酸 生物多样性【解析】基因操作需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶，将目的基因导入植物细胞的最常用的方法有农杆菌转化

7、法，还有基因枪法和花粉管通道法。基因表达载体上的启动子是RNA聚合酶识别和结合位点。常用于现代生物科技研究中，请回答下列相关问题：(1)科学家通过基因工程技术使牛变成“批量生产药物的工厂”。若要从转基因牛的乳汁中提取血清白蛋白，则需将_基因与_等调控组件重组在一起，通过_法将目的基因常导入牛的_中，该转基因牛进入泌乳期后，可以从其乳汁中获取血清白蛋白，因而称为_。(2)为了提高胚胎的利用率，科学家在培育转基因牛时常导入含目的基因的_，通过_技术处理从而获得更多胚胎。目前分割和移植效率最高的是_技术。解析：(1)据题意，要从乳汁中提取血清白蛋白，则目的基因是血清白蛋白基因，该目的基因需与乳腺蛋白

8、基因的启动子重组在一起，启动乳腺蛋白基因表达的同时，启动血清白蛋白基因的表达。动物基因工程中常用的受体是受精卵。从乳汁中获取转基因产品的动物称为乳腺生物反应器(或乳房生物反应器)。(2)提高胚胎的利用率需用胚胎分割技术分割早期胚胎(桑椹胚或囊胚)，胚胎分割技术中以二分胚胎的分割和移植效率最高。答案：(1)血清白蛋白乳腺蛋白基因的启动子显微注射受精卵乳腺生物反应器(或乳房生物反应器)(2)桑椹胚或囊胚胚胎分割二分胚胎分割植物细胞工程考点：本题考查植物的组织培养等相关知识，意在考察考生对知识点的理解掌握和对图形的分析能力苦荞是一种有名的经济植物，全世界唯独在中国西南部的云贵川红土高原和北方黄土高原

9、高海拔山岳地区广为种植。其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效，CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。有人按照图所示流程把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系。请据图回答;通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题：表乙：植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况（1）离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是_。（2）有植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的

10、植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中 _和 _过程，在此过程中被培养的细胞始终受_的调节（ 填序号）。（3）应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是_。（4）从表乙的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质。其中，新芽形成必须的条件是_；而在培养形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是_。【答案】（1）植物细胞的全能性 （2）脱分化 再分化 植物激素（3）植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒。（4）细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度（2分） 适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素和吲哚乙酸的浓度和它们的比例。（2分）【解析】试

11、题分析：（1）图示表示植物组织培养过程，其原理是细胞的全能性。（2）由图甲可知：表示脱分化过程、表示再分化过程；在此过程中，被培养的细胞始终受细胞分裂素和生长素的调节。（3）植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒，因此应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株。（4）在植物组织培养过程中，细胞分裂素和生长素起着重要的调节作用，当细胞分裂素高时，诱导丛芽的产生，当吲哚乙酸浓度高时，诱导根的产生，由此可见，对它们的调控的关键是适当控制好不同培养期的培养基中细胞分裂素和生长素的浓度及二者的比例。【考点定位】植物体细胞杂交。白菜甘蓝同普通白菜相比，具有生长期短、易存储等优点。下图为白菜

12、甘蓝的培育流程，请回答：（1）图示培育白菜甘蓝幼苗的技术称为_，依据的原理_。 （2）在_的诱导和一定的营养条件下，经过程 _形成愈伤组织，该过程细胞的全能性如何变化？_。 （3）过程开辟了植物繁育的新途径，该技术通常可用于_、 _和制备人工种子。【答案】（1）植物体细胞杂交 细胞膜的流动性和细胞的全能性 （2）激素（生长素、细胞分裂素） 脱分化 提高 （3）微型繁殖 作物脱毒【解析】1）由以上分析可知，甲为植物体细胞杂交过程，依据的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。（2）在生长素、细胞分裂素的诱导和一定的营养条件下，经过程脱分化形成愈伤组织，其细胞的全能性升高。（3）植物组织培养的应用有微

13、型繁殖、作物脱毒和制备人工种子等。考点：本题考查植物细胞工程和动物细胞工程的相关知识。下图是某种细胞工程技术，请据图分析回答问题：ABC（1）若图表示动物细胞融合和植物体细胞杂交，则对于两者的比较中，正确的是（ ） 诱导融合的方法完全相同 所用的技术手段不相同 所采用的原理完全相同 都能形成杂种细胞A B C D （2）如果上图表示植物体细胞杂交过程，则该技术的原理是_，这项技术的用途主要是_，对于培养作物新品种方面的重大意义在于_。（3）如果上图表示动物细胞融合过程，在融合前需要对细胞进行培养，体外培养需要满足的环境条件有：营养充足、_、_、适宜的温度和pH等。（4）动物细胞融合过程体现了细

14、胞膜的结构特性_，而动物细胞整合的目的中最重要的是_【答案】（1）C（2）细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 获得杂种细胞，培育作物新品种 克服远缘杂交不亲和的障碍（3）无菌、无毒的环境 一定的气体环境（95%空气和5%CO2）（4）一定的流动性 制备单克隆抗体【解析】试题分析：图中表示细胞融合技术。（1）若图表示动物细胞融合和植物体细胞杂交，这两者的共同点是：都能形成杂种细胞。两者的区别是诱导融合的方法不完全相同：前者是使细胞分散后，诱导细胞融合，而后者是去除细胞壁后诱导原生质体融合； 所用的技术手段不完全相同：前者是离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导，而后者是离心、电刺激、聚乙二醇等

15、试剂诱导； 所采用的原理不完全相同：前者是细胞膜的流动性，而后者是细胞膜的流动性和细胞的全能性；（2）如果上图表示植物体细胞杂交过程，由以上分析可知，则该技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，这项技术的用途主要是获得杂种细胞，培育作物新品种，对于培养作物新品种方面的重大意义在于克服远缘杂交不亲和的障碍。（3）如果上图表示动物细胞融合过程，在融合前需要对细胞进行培养，体外培养需要满足的环境条件有：营养充足、无菌、无毒的环境、一定的气体环境（95%空气和5%CO2）、适宜的温度和pH等。（4）动物细胞融合过程体现了细胞膜流动性，而动物细胞融合的目的中最重要的是制备单克隆抗体。点评：植物体细

16、胞杂交和动物细胞融合的比较：项目细胞融合原理细胞融合方法诱导手段用途植物体细胞杂交细胞膜的流动性，（细胞的全能性）去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导克服远缘杂交不亲和，获得杂交植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后，诱导细胞融合离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导制备单克隆抗体的技术之一动物细胞工程科研人员通过以下三种途径快速繁殖猪的优良品种，请依此回答下列问题：（1）途径中的供体细胞应为传代_代以内的细胞，受体细胞应为_，该途径可说明_。（2）途径是把从猪输卵管中采集的卵母细胞进行物理化学联合刺激，使其激活并发育成胚胎，获得孤雌生殖克隆猪（二倍体），这些克

17、隆猪的性别_（都相同、不都相同），发育为孤雌克隆猪的卵母细胞应处于_时期。为了获得更多的卵母细胞，可对良种母猪用促性腺激素进行_处理。（3）途径采用了基因工程的方法，该方法的核心步骤是_，可采用_方法来检测转基因猪的DNA上是否插入目的基因。【答案】（1）10 去核的卵母细胞 动物细胞核的全能性（2）都相同 减数第二次分裂后期（M后期） 超数排卵（3）基因表达载体的构建 DNA分子杂交【解析】试题分析：（1）为保持细胞正常的二倍体核型及遗传物质的相对稳定，途径中的供体细胞应为传代10代以内的细胞；受体细胞应为去核的卵母细胞；该途径将核移植获得的重组细胞培育成优良胚胎，可说明动物细胞核的全能性。

18、（2）途径获得的孤雌生殖克隆猪（二倍体），是由猪的卵母细胞经过孤雌激活处理得到的，所以这些克隆猪的性别都相同；发育为孤雌克隆猪的卵母细胞应处于减数第二次分裂后期（M后期），因为此时期细胞内的染色体数目与体细胞相同，才能获得二倍体克隆猪；为了获得更多的卵母细胞，可对良种母猪用促性腺激素进行超数排卵处理。（3）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；可采用DNA分子杂交技术来检测转基因猪的DNA上是否插入目的基因。考点：本题考查动物体细胞核移植技术和克隆动物、细胞的减数分裂、基因工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。胚胎工程如图是牛体内受精

19、和体外受精获得早期胚胎并进行胚胎移植的示意图。请分析回答下列问题：(1)图中体外受精处理过程中，通常将卵母细胞培养至_(填时期)；体内受精作用发生的场所是_；在体外受精过程中，需要对精子进行_处理后才能进行受精作用。(2)早期胚胎培养过程中需要加入一定量的抗生素，其作用是_。(3)在受精过程中防止多精入卵的屏障有_和_。(4)图中在体内受精获得早期胚胎过程中，用冲卵的方法冲洗回收胚胎的生理学基础是_。解析：(1)采集的卵母细胞须在体外培养至M中期后，才能与获能的精子发生受精作用；体内受精作用发生的场所是输卵管。(2)早期胚胎培养的培养液营养成分丰富，易滋生细菌等微生物，加入一定量的抗生素，可防

20、止培养液被污染。(3)在受精过程中防止多精入卵的屏障有透明带反应和卵细胞膜反应。(4)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎的收集提供了可能。答案：(1)减数第二次分裂中期(M中期)输卵管获能(2)防止培养液被污染(3)透明带反应卵细胞膜反应(4)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态如图是牛胚胎移植示意图，请回答相关问题：(1)牛胚胎移植过程中，分娩产生的犊牛的遗传物质来自_。移植前可选择发育良好、形态正常的_进行_，实现同卵多胎。(2)胚胎移植前可用SRY­PCR法进行性别鉴

21、定，在用PCR扩增SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液，模板DNA，4种脱氧核苷酸，特定引物和_。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫_，其生理学基础是_。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可通过_技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的_，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有_。【解析】(1)牛胚胎移植过程中，胚胎是由供体公牛和供体母牛配种后产生的，因此分娩产生的犊牛的遗传物质来自供体公牛和母牛。胚胎分割时，应该选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行，以实现同卵多胎。(2)利用PCR扩增

22、SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液，模板DNA，4种脱氧核苷酸，特定引物和TaqDNA聚合酶(或热稳定性DNA聚合酶)。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫冲卵，其生理学基础是早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，这样便于胚胎的收集。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可进行自体移植，即通过体细胞核移植技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的内细胞团，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有发育的全能性。【答案】(1)供体公牛和母牛桑椹胚或囊胚胚胎分割(2)TaqDNA聚合酶(或热

23、稳定性DNA聚合酶)(3)冲卵早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态(4)体细胞核移植内细胞团发育的全能性胚胎工程的安全性和伦理问题我国首例“第三代试管婴儿”在上海诞生，这是我国生殖辅助技术领域的一个里程碑。请回答下列问题：(1)第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者，用穿刺针将_(填细胞名称)取出，采集的细胞需要在体外培养成熟，才能与_受精。第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者，通过_技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。第三代试管婴儿要在胚胎移植前_，从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。(2)母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_，这为胚胎在母体内存活提供了可能。(3)现在我

24、国大多数人反对设计试管婴儿性别，原因是_，在进行试管婴儿设计时一定不能违反_。【解析】(1)第一代试管婴儿技术中采集的卵母细胞在体外培养到减数第二次分裂中期，然后与获能的精子结合，形成受精卵，经短期培养后再植入母体子宫。第二代试管婴儿技术中需要运用显微注射技术，将精子注入卵母细胞内。第三代试管婴儿，要在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断。(2)胚胎移植的前提是受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(3)如果设计试管婴儿性别得到允许，可能破坏人类正常的性别比例。【答案】(1)卵母细胞获能的精子显微注射对胚胎进行遗传学诊断(2)免疫排斥反应(3)可能破坏人类正常的性别比例人类伦理道德基因工程与胚胎

25、工程【生物现代生物科技专题】2008年1月7日，东北农业大学培育出我国第二代绿色荧光蛋白转基因克隆猪。研究人员是先从一种特殊水母中提取绿色荧光蛋白基因，然后把该基因经过处理后转移到培养的猪胎儿成纤维细胞的基因组中，再把转基因体细胞的细胞核移植到成熟的去核猪卵母细胞中构建成转基因胚胎。再经过手术移植入受体母猪，经过发育最终获得绿色荧光蛋白转基因克隆猪。下图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图。请据图回答：过程和必需用到的酶是             &#

26、160;        。重组质粒除了带有绿色荧光蛋白基因以外，还必须含有                才能构成一个完整的基因表达载体。为了获得更多的猪卵母细胞，可通过对母猪注射          的方法，做超数排卵处理，并将所采集到的卵母细胞在体外培养到  

27、0;      期即可通过显微操作将其细胞核去除。早期胚胎的培养液成分较复杂，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。如果想同时得到多头绿色荧光蛋白转基因克隆猪，可通过胚胎分割技术得以实现。但应选择              的早期胚胎进行操作，且要注意 

28、;             ，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。与一般的繁育良种动物方式相比较，胎移植的优势是                       。【答案】（共8分，每空1分）限制酶和DNA连接酶（缺一不可）  启动子、终止子和标记基

29、因（缺一不可）促性腺激素  减数第二次分裂中期  血清  发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚   将内细胞团均等分割 可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力【解析】主要考查了基因工程和胚胎工程有关的知识点。基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、运载体等。基因工程的核心是基因表达载体的构建，一个完整的基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等四部分。卵母细胞的获取，一般采用注射促性腺激素，使动物超数排卵，然后从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。对于大型的动物或大家畜，也可以采用活体采卵的方式。当卵母细胞培养到减数第二次分裂中期时才具有受精的能力。早期胚胎一般用发育培养液培养，其成分比一般的要复杂，还要加入血清等物质。在进行胚胎分割时，一般选择发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚，且要注意将内细胞团均等分裂，否则会影响到分割后胚胎的恢复和进一步发育。胚胎移植具有充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 考点：本题综合考查了免疫、基因工程、细胞工程、胚胎工程等方面的知识，要求考生能够识记胚胎干细胞的特点和来源；识记动物细胞培养的培养液成分及作用；识记目的基因导入受体细胞的方法；明确器官移植发生的免疫排斥反应属于细胞免疫。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