生物技术与工程（原卷版）-2025年高考生物复习热点题型专项训练

专题10生物技术与工程

目录

一、基础知识解读

二、基础知识分类归纳

【基础知识1】传统发酵技术与发酵工程的运用

【基础知识2】微生物的培养技术以及应用

【基础知识3】植物细胞工程

【基础知识4】动物细胞工程

【基础知识5】胚胎工程

【基础知识6】基因工程操作技术

【基础知识7】基因工程与蛋白质工程的运用

三、最新模考题组练

1、基因工程:（1）基本工具：限制酶可识别特定核甘酸序列并切割DNA分子；DNA连接酶能连接DNA片

段；载体如质粒，可将目的基因导入受体细胞。（2）基本操作程序：获取目的基因可从基因文库获取、利

用PCR技术扩增或人工合成；构建基因表达载体需将目的基因与启动子、终止子等连接；将目的基因导入

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；目的基

因的检测与鉴定包括分子水平的DNA分子杂交、RNA分子杂交、抗原-抗体杂交，以及个体水平的抗虫抗

病等接种实验。

2、细胞工程：（1）植物细胞工程：植物组织培养技术利用植物细胞全能性，经脱分化和再分化形成完整

植株；植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和障碍，先去除细胞壁获得原生质体，再诱导融合，经组织培

养得到杂种植株。（2）动物细胞工程：动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础，需用胰蛋白酶或胶

原蛋白酶处理动物组织使其分散成单个细胞，培养过程有原代培养和传代培养；动物体细胞核移植技术常

以去核卵母细胞为受体，将体细胞的细胞核移入其中，构建重组细胞并培养；动物细胞融合可用于制备单

克隆抗体，常用聚乙二醇、灭活的病毒等诱导细胞融合，经筛选得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞。

3、胚胎工程：（1）体内受精和早期胚胎发育：精子需获能，卵子需发育到减数第二次分裂中期才具备受

精能力，受精过程包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和配子结合；早期胚胎发育依

次经历受精卵、卵裂期、桑松胚、囊胚、原肠胚等阶段。

（2）胚胎工程的应用：胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，供体的主要职能是产生具有优良遗传特性

的胚胎，受体需同期发情处理；胚胎分割可将早期胚胎切割成多份，获得同卵多胎，操作时要注意将内细

胞团均等分割。

4、生物技术的安全性和伦理问题：(1)转基因生物的安全性：包括食物安全方面可能存在滞后效应、过

敏原等问题；生物安全方面可能会扩散到种植区外变成野生种类或与近缘物种杂交等；环境安全方面可能

会对生态系统稳定性和生物多样性产生影响。(2)克隆技术引发的伦理问题：有生殖性克隆和治疗性克

隆之分，生殖性克隆面临伦理道德问题，治疗性克隆则可用于治疗疾病，但也需关注伦理规范。

(3)基因编辑技术的伦理问题：可能会引发对人类生殖细胞基因编辑导致的伦理争议，如改变人类遗传基

因库、引发“设计婴儿”等问题。

【基础知识1】传统发酵技术与发酵工程的运用

【典例分析1-1](2024.陕西西安模拟)泡菜在我国历史悠久，流传广泛，是人们喜爱的开胃食品。泡菜的

制作离不开乳酸菌。请回答下列问题。

(1)欲用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌，首先需要对泡菜滤液进行后涂平板，以便分离得到

单菌落。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌代谢过程中产生的乳酸能溶解培养基

中的碳酸钙，故分离纯化时应挑选出具有的菌落作为候选菌。

(2)在泡菜制作过程中，需要加入一定量的食盐。如果食盐加入过多，会导致制作的泡菜咸而不酸，其原因

是____________________________________________________________

(3)在泡菜制作过程中，密封发酵坛的目的是。在泡菜制作过程中，向发酵

坛中加入香辛料的主要作用是o

(4)为了身体健康，应少吃泡菜，这是因为泡菜中含有较多的亚硝酸盐。测定亚硝酸盐含量时，从泡菜坛中

取样后应迅速封坛，其目的是。

【提分秘籍】

1.传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发

酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是

家庭式或作坊式的。

2.制作泡菜

(1)制作原理:制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。发酵期间，乳酸会不断积累，

当它的质量百分比为0.4%-0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。

(2)方法步骤

①用清水和食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。

②将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装人泡菜坛内;装至半坛时，放人蒜瓣、生姜及其

他香辛料，继续装至八成满，其原因是发酵初期由于混有杂菌，杂菌的发酵过程可能产生气体，如果装满,

会导致发酵液溢出。泡菜装的太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。

③将冷却好的盐水缓缓倒人坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖，向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发

酵过程中注:意经常向水槽中补充水，用水密封泡菜坛的目的是乳酸菌是厌氧菌，创造个无氧环境，有利

于发酵，这说明泡菜制作需要无氧条件。

【典例分析1-2](2024•重庆涪陵模拟)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋。

(1)人们利用水果及附着在果皮上的,在18〜25℃、无氧条件下酿造果酒；在利用醋酸菌在

条件下，将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时，得到了醋酸产率较高的醋

酸菌群，为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，采用的接种方法是。

(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有(填编号)。

①先酿制果酒，发酵液能抑制杂菌的生长，有利于提高果醋的产率

②酿制果酒时形成的醋酸菌膜，有利于提高果醋的产率

③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中

(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋

酸含量的影响，结果见图。

J5

4

谕3

盟2

1llllllll

0

345678910

初始酒精浓度/%

该技术组使用的发酵液中，除酒精外还包括的基本营养物质有(填写两种)。据图可知，醋

酸发酵的最适初始酒精浓度是:酒精浓度为10%时醋酸含量最低，此时，若要尽快提高醋酸含量，可

采取的措施有(填写两个方面)O

【提分秘籍】

(1)许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些菌的作用下，水果可以发酵成果

酒。在有氧(无氧、有氧)的条件下，果酒经醋酸菌的作用还可以进步发酵成果醋。

(2)在制作果酒和果醋的过程中，发酵液的变化分别是果酒制作过程中会产生气泡，如果用紫色葡萄作原

料，发酵液会逐渐变成深红色;果醋制作过程中一般不会有气泡，发酵完成的发酵液液面上会出现一层菌

膜，引起这些变化的原因是由于酵母菌无氧呼吸产生了C02,同时葡萄皮中的花青素进人液体中:果醋制作

过程中产生的菌膜是醋酸菌膜。

【典例分析1-31生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。下

图A是果酒和果醋制作的实验流程，图B是一个利用果酒制果醋的发酵装置。请回答下列问题：

一

通入

空气

(1)果酒和果醋发酵的微生物在代谢方式上的主要区别是

(2)果醋是在图B中瓶产生的，发酵的微生物利用的碳源主要是0

(3)图A①过程是在图B中瓶进行的，发酵产物酒精要在________(填“酸”“中”或“碱”)性条

件下用来鉴定。

(4)图B中瓶发酵后溶液的pH下降，说明原因：

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

图B装置实际有一个不足之处，即在_______瓶上没有设置________0

【基础知识2】微生物的培养技术以及应用

【典例分析2-1](2024•山东青岛模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌，将玉米种子用

自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离

和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。回答下列问题。

05mL05mL0.1mL

扩大培养

振荡20min固氮能力

鉴定

土壤90mL

多次纯

10g无菌水

化培养

④

(1)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的培养基，原因是

培养基类型培养基组分

甘露醇(C6Hl406)、KH2P04、NaCKMgS04•7H20>K2s04、CaC03>

Ashby培养基

蒸储水、琼脂

LB培养基蛋白陈、酵母提取物、NaCl、蒸储水、琼脂

(2)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为个。

(3)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进

行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12,为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致

30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如图所示。

［注］CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤浇50mL有氮全营养液，成分为在1000mL无氮植物营养液

中加入0.12g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50mL接种自生固氮菌的无氮植物营养

液)。

①对照组(CK)的处理为o

②自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是

【典例分析2-2］(2024•山西大同模拟)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S,S

的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的

影响，结果见表。

碳源细胞干重(g/L)S产量(g/L)

葡萄糖3.120.15

淀粉0.010.00

制糖废液2.300.18

回答下列问题。

⑴通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有

_________________________（答出2点即可）。

（2）由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是；用菌株C生产S的最适碳源是-菌株C

的生长除需要碳源外，还需要（答出2点即可）等营养物质。

⑶由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是

⑷若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实

验思路：O

⑸利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是

________________________________________________________（答出1点即可）。

【提分秘籍】

牛肉膏蛋白陈培养基，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及02维生素的需求。例如，

在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加酸；在培养霉菌时，需要将培养基调至生;在培养细菌时，需要将

培养基调至中性或弱碱性；在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。

【典例分析2-3］（2024.辽宁鞍山调研）某种在田间广泛使用的除草剂（含氮有机化合物）在土壤中不易降解,

长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能有效降解该除草剂的细菌（已知

该除草剂在水中溶解度一定，该除草剂的培养基不透明，培养皿中会残留少量无菌空气）。回答下列问题：

有

透

明

带

菌

长期使用废落

除草剂的土壤

A.制备土B.培养基表C.第2次及其以后D.培养基

壤浸出液面连续划线划线总是从上次培养

划线末端开始

①制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行处理。

（2）要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基具备的特点

是。若需要调节培养基pH,应该在各种成分都溶化后且分装

（填“前”或“后”）进行。对培养基进行灭菌，常采用法。

⑶图中形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源可能是,有透明带菌落利用的氮源主要是该除草

剂，据此可筛选出目的菌。

⑷若对活菌进行计数，常用的接种方法为o为了测定微生物的数量，一位同学在4

个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL,培养后菌落数目分别为155、160、176、149,

则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为个。

【典例分析2-4](2024.江苏金坛模拟)请回答下列与大肠杆菌纯培养有关的问题：

(1)制备培养基：配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行，培养基在接种前要进行

______________灭菌。

(2)纯化大肠杆菌

通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线

后培养，可以分离得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的单菌落，这种方法称为o

(3)讨论分析

①纯化大肠杆菌时，(填“可以”或“不可以”)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。

②用该方法分离大肠杆菌时，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，并划线数

次，其原因是_____________________________________________________________________

③大肠杆菌与酵母菌的最本质区别是

【提分秘籍】

①制备培养基:配制固体培养基灭菌，配制好的培养基采用高压蒸汽灭菌方法灭菌，培养皿包扎好，放人干

热灭菌箱内，进行灭菌。

倒平板:待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。首先拔出锥形瓶的棉塞，将瓶口迅速通

过火焰，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基(10-20m)倒人培养皿，立即盖上皿

盖、等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。

②接种和分离酵母菌：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，其目的是聚集的菌种逐步稀释分散

到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单个菌落。

【基础知识3】植物细胞工程

【典例分析3-1](2023•浙江临安调研)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效

应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生

质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题。

⑴根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备

—的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原

生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的为外植体。

(2)植物细胞壁的主要成分为和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在

原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的失活。对

处理后的原生质体在显微镜下用计数，确定原生质体密度。两种原生质体1：1混合后，通过

添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是

(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，

并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于o下列各项中能

说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项？()

A.甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂

B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂

C.培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂

D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂

(4)愈伤组织经可形成胚状体或芽。胚状体能长出____________,直接发育形成再生植株。

(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA序

列b；Ml、M2为序列a的特异性引物，Nl、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路：

I.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的。

II.将DNA提取物加入PCR反应体系，为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。

III.得到的2个PCR扩增产物经后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的—

个条带，则可初步确定再生植株来自杂种细胞。

【典例分析3-2](2024.安徽淮北模拟)菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题：

菊花植物体A未开花的幼嫩枝条工愈伤组织

D||C

1——试管苗----------------------1

(1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净，用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，用体积分数

为70%的消毒30s,立即将外植体用无菌水清洗2〜3次，吸干表面水分，再用溶

液处理30min后，立即用无菌水清洗2〜3次，其目的是。

(2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B(填名称)、再分化的关键激素是

o通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞的形态、结构

(填“相同”或“不同”)，其根本原因是。

(3)该实验操作成功的关键是,

所以要对外植体、超净工作台台面等消毒，对等灭菌，实验操作过程都要在

一旁进行。试管苗的获得证明菊花体细胞具有性。

【典例分析3-3](2024.江西分宜调研)通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙

高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答下列问题:

甲种植物细胞、因/甲原生质体'PEG后

乙种植物细胞;^苗(

乙原生质体/再

细

生

胞

细

目的植株分

胞

裂

[选择壁

□71用钠盐浓度为0.6%

旦’的固体培养基培养•愈伤组织-------1c

(1)A是酶，B是D是具有优良性状的幼芽。D

长成的幼苗需要选择的原因是________________________________________________________________

⑵由C形成植株的过程利用了_____________________________________________________________________

技术，形成愈伤组织需要经过过程，愈伤组织形成D需要经过过程。整个培养过程要在

的条件下进行。

(3)植物体细胞融合成功的标志是

-目前，植物体细胞杂交技术在______________________________________等方面取得

了重大突破。

(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲一乙植株”属于倍体植株。

【提分秘籍】

1.植物体细胞杂交技术

(1)概念:是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的

技术。

原因:番茄和马铃薯两种生物之间存在着生殖隔离，不能(能、不能)用传统的有性杂交的方法得到杂种后代。

(3)过程:进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质

体。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类即物理法和化学法。物理法包括电融

合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+--高pH融合法等。融合后得到的杂种细胞再

经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。

意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等。

(5)“番茄一马铃薯”杂种植株没有地上结番茄，地下长马铃薯，可能的原因是基因表达之间是相互调控,

相互影响的，杂种植物含两个物种的遗传物质，基因表达时受到相互干扰(合理即可)。

【基础知识4】动物细胞工程

【典例分析4-1](2024.江西新干模拟)图1表示SARS-CoVS蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。骨髓瘤

细胞由于缺乏次黄喋吟磷酸核糖转移酶(HGPRT-)在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。图2

表示筛选出融合细胞的过程。回答下列问题。

SARS-CoVS骨髓瘤

蛋白细胞株上二强GARGCQ

束口\体检验SARS-CoVVS

I/甲fA曷隆化*蛋白单克隆

小鼠体内一已免疫蓄鬟化抗体

的B细胞

图1

免疫B细胞骨髓瘤细胞

体外长期融合的细胞在HAT培养

培养中死亡液中死亡

图2

(1)图1中已免疫的B细胞能分泌，需要与骨髓瘤细胞融合的原因是

(2)图1中的A是,最后将能产生所需抗体的细胞进行扩大培养的方法有

_________________________和体外培养两种o

(3)图2中的细胞融合一般用进行生物诱导，该诱导方法的原理是

_______________________________________，从而使细胞膜打开，细胞发生融合。

【典例分析4-2](2024.山东高密模拟)下图为细胞工程的流程图(a、b表示过程)，请据图回答下列问题:

甲细胞

”一丙细胞入丁细胞

乙细胞

(1)若图示为动物细胞融合的过程，则a特有的诱导剂是-以动物细胞融合为基础发展起

来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径，通过把能产生抗体的细胞与能在体外

大量增殖的细胞进行融合，得到既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。

(2)若图示为植物体细胞杂交过程，则在甲、乙细胞融合之前，需要用(填酶名称)制备

0这项工程的意义是

(3)由甲、乙细胞融合得到丙细胞的基本原理是

【典例分析4-3](2024.河南巩义模拟)据报道，科研人员从一只成年雌性森林猫皮肤组织中分离培养

得到成纤维细胞，将该细胞的细胞核注入中华田园猫的卵母细胞中，经人工激活后获得多枚体细胞克隆胚

胎。将克隆胚胎移植到受体母猫体内，经过62天孕育，成功得到一只森林猫体细胞克隆后代。请回答下列

相关问题：

(1)从成年雌性森林猫皮肤组织中分离成纤维细胞，需在皮肤组织中添加酶。作为细胞核受体

的卵母细胞应是,用显微注射法将供体细胞核导入该细胞后形成重构胚，由此

培育成的森林猫体细胞克隆后代的性别是。动物体细胞核移植的难度大于胚胎细胞核移植，原因

是___________________________________________________________

(2)猫泛白细胞减少症也叫猫瘟热，该病是由猫泛白细胞减少症病毒引起的猫(特别是幼龄猫)的一种发热

性、高度接触性、致死性传染病，而抗猫泛白细胞减少症病毒单克隆抗体的应用会大大降低该病的死亡率。

下图为用小鼠制备该单克隆抗体的简图，若甲细胞为小鼠骨髓瘤细胞，则乙细胞为已免疫小鼠的

=与植物细胞融合相比，图示甲、乙细胞融合的过程中特有的诱导剂是

o①②筛选的目的分别是

湾寺丙细胞警丁细胞

【提分秘籍】

1、气体环境:动物细胞培养所需气体主要有02和C02。02是细胞代谢所必需的，C02的主要作用是维持培

养液的pHo在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%C02混

合气体的C02培养箱中进行培养。

2、幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低(低、高)的幼龄细胞更易于培养，原因是幼龄动物

细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，即分化程度越低的细胞，其增殖能力就越强。

【基础知识5】胚胎工程

【典例分析5-1](2024•广东汕头模拟)EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进

体内新红细胞生成。人类可通过基因工程合成EP0基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产

物，其过程如图。

EPO活©转EPO

性成分"一基因仓鼠

请回答下列问题。

(1)供体母鼠通常情况下每次排卵8〜12枚，为使其超数排卵，需注射激素以排出更多的卵子，培

养到期与获能的精子相遇时，精子穿越透明带，完成体外受精。

(2)采用技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液

成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核甘酸等营养成分，以及等

物质。

(3)当胚胎发育至____________时期向受体移植，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚阶段胚胎的均

等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。止匕外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行

(4)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO,可以采用技术对血液来进行检测。

【提分秘籍】

1.胚胎移植的生理学基础

(1)在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理，以保证胚胎能在受体子宫内正常发育。

(2)受体对来自供体的胚胎不会发生免疫排斥反应。

(3)胚胎移植后经受体孕育的后代，其遗传特性与供体一致(一致、不一致)。

(4)胚胎移植实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。

2.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环

节，还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。

【典例分析5-2](2024.湖北鄂州模拟)幼畜体外胚胎生产技术，即幼畜超排、胚胎体外生产和移植技术,

是提高良种家畜繁殖效率的核心技术。科学家经过多年对辽宁绒山羊体外胚胎生产技术的研究总结，形成

了下图所示的操作流程，回答下列问题：

(1)流程图中的A是指,经过程A处理后的精子才能与发育至________期的卵母细胞

完成受精作用。

(2)在卵母细胞活体采集前，科学家利用两种方式对供体母羊进行了超数排卵处理，记录的相关数据如下表

所示：

不同超数排卵方法对超数排卵效果、

卵裂及早期胚胎发育的影响

平均卵卵裂率/%囊胚形成

组别羊羔/只卵泡/个

数/个率/%

先加PMSG,后加61.00+42.4347.59

6366

FSH13.96(143/337)(69/145)

先加FSH,后加85.83+22.8025.74

6515

PMSG18.35(101/443)(26/101)

①推测PMSG和FSH的作用为«

②实验结果表明，超数排卵方法不同不仅影响超数排卵效果，而且对体外受精后卵裂及—

有很大影响。

(3)过程B的生理学基础之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的,但移入受体

的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。

(4)已知产下的小羊羔具有优良的遗传特性，另外还可采用B处的细胞，通过(写

出一种即可)等技术加速辽宁绒山羊遗传性状改良进程，并促进优良畜群繁育。也可采用技

术将B均等分割为几份，并进行胚胎移植，从而一次性获得多只羊羔。

【典例分析5-3](2024.湖北京山模拟)观察家畜卵子的发生和成熟示意图，思考并回答下列问题:

第一极体

(1)图中①②③表示的细胞名称依次是O假设该动物

体细胞内有2N条染色体，则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是=

(2)图中a、b、c表示细胞分裂，依次为，在精子与卵子结合

过程中完成的分裂是—(填“a”“b”或"c”)。图中的p、q表示的结构依次是

(3)卵子成熟后即可进行受精，判断卵子是否受精的标志是

【基础知识6】基因工程操作技术

【典例分析6-1](2023•江苏海门模拟)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术

构建质粒，如图1所示。请回答下列问题。

拟构建的720bp390bp|注:EGFP荧光蛋白

基因结构I—-----------AnBl纳米

EGFPAnBl抗体

门1二二臂逊菖....1PCX弓丽r

F*"苣笆星二二…遇1及目的产

F2-RJ物片段

XT7启动干F1-R---------11莪性质

基因重组

-----------1)---------------------U粒载体

克隆流程产物片段与

PCR重组酶

线性载体混合

注:一表示PCR引物;

相同背景方框

表示同源序列

图1

⑴分别进行PCR扩增片段Fl与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有

_____________________________，扩增程序中最主要的不同是

(2)有关基因序列如图2。引物F2—F、Fl—R应在下列选项中选用

EG尸尸基因序列:5'ATGGTGAGCAAGGGC……GACGAGCTGTACAAG3,

4也基因序列:5'CATGTCCAGCTGCAGCCAAAACCACAACCA3'

图2

A.ATGGTG-----------CAACCA

B.TGGTTG-----------CACCAT

C.GACGAG----------CTGCAG

D.CTGCAG-----------CTCGTC

(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过

程与传统重组质粒构建过程相比，无须使用的酶主要有o

(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有。

A.稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落

B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高

C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落

D.抗性平板上长出的单菌落无须进一步划线纯化

(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物Fl—F和F2—R进行了

PCR扩增，质粒P1〜P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有

(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是

【典例分析6-2](2023•湖南岳阳模拟)基因工程：制备新型酵母菌

(1)已知酵母菌不能吸收淀粉，若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵，则应导入多步分解淀粉所需的多

种酶，推测这些酶生效的场所应该是(填“细胞内”和“细胞外”)。

(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段

序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因直接插入。研究人员运用同源切

割的方式，在目的基因两端加上一组同源序列A-B,已知酵母菌体内DNA有许多A-B序列位点可以同源切割

插入。构建完成的目的基因结构如图，则应选择图中的引物对目的基因进行PCR。

|A|目的基因一同

(3)已知酵母菌不能合成尿喘咤，因此尿喀咤合成基因(UGA)常用作标记基因，又知尿嚏咤可以使5-氟乳清

酸转化为对酵母菌有毒的物质。

(i)导入目的基因的酵母菌应在__________________________________的培养基上筛选培养。由于需要导入

多种酶基因，需要多次筛选，因此在导入一种目的基因后，要切除UGA基因，再重新导入。研究人员在UGA

基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源C-L序列，以便对UGA基因进行切除。C-C的序列方向将影

响切割时同源序列的配对方式，进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连，如图，则应选择方式

_____________________进行连接。

(ii)切去UGA基因的酵母菌应在的培养基上筛选培养。

(4)综上，目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图

目的目的

【提分秘籍】限制酶不剪切细菌本身的DNA的原因是生物在长期进化过程中，含有某种限制酶的细胞，

其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基

上，使限制酶不能将其切开。对外源人侵的DNA可以降解掉。

【典例分析6-3](2023•山东潍坊模拟)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，

该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。

启动子J基因V5编码序列终止子

图甲

条带1-—条带1

条带2—

抗J蛋白抗体抗V5抗体

图乙

（1）与图甲中启动子结合的酶是=除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有

_________________________（答出2个结构即可）。

（2）构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，

应选择图甲中的引物o已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因

的（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。

（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达

水平,结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了，条带2所检出的蛋白（填

“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。

【基础知识7】基因工程与蛋白质程的运用

【典例分析7-1］（2023•河南汝州模拟）GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP

基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列

问题。

（1）构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基

因的突变基因文库。通常，基因文库是指

（2）构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达

载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为；②为,其作用

是；图中氨革青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是

（3）目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧

光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是

_（答出1点即可）。

（4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基

因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因（黄色荧光蛋白基因）。

若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是

【提分秘籍】

在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因，并且由于不同转基因产品所需要

的目的基因不同，受体细胞又有植物、动物、微生物之分，因此基因表达载体的构建方法以及将目的基因

导人受体细胞的方法也不是完全相同的。例如，将目的基因导人动物受精卵最常用的一种方法是利用显微

注射将目的基因注人动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常

用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。一般先用Ca2+处理该种细胞，使细胞处于一种

能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导人其中。【典例分析7-21（2024.

湖南武冈模拟）研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒状杆菌，

以提高苯丙氨酸产量。

【典例分析7-2］（2024.湖南武冈模拟）研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1

导入谷氨酸棒状杆菌，以提高苯丙氨酸产量。

引物1

Pl

（1）如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR（卡那霉素抗性基因）和SacB两个标记基因，

为去除筛选效率较低的SacB,应选择引物和,并在引物的（填“5,”或“3

'"）端引入Xhol酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。

（2）PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL（链霉素敏感基因）时，引物应包含（填“EcoR

I”“Hindlll”或“Xhol”）酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。

（3）将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素

敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有的平板进行初步筛选。

（4）用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA,且载体5上其他DNA片段

全部丢失。该菌的表型为0

A.卡那霉素不敏感、链霉素敏感

B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感

C.卡那霉素和链霉素都敏感

D.卡那霉素和链霉素都不敏感

（5）可采用技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。

【典例分析7-3]（2024•湖南东安模拟）改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一

种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因，并开展了相关探索。

步骤I：

步骤H：

(1)花药培养能缩短育种年限，原因是o在步骤I的花药培养过程

中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。I

中能用于制造人工种子的材料是。

(2)步骤H中，eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库，原因是

_______________________________________________________________________________；在构建重组Ti质

粒时使用的工具酶有。为筛选含重组Ti质粒的菌株,

需在培养基中添加0获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染I中的,以

获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是,移栽后若发

育为更高且丰产的稻株，则可望“禾下乘凉”。

【提分秘籍】

目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。

①分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插人目的基因或检测目的基因是

否转录出了mRNA；从转基因作物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，检测目的基因是否翻

译出相应的蛋白质等。

②个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特

性以及抗性的程度。

1.(2023•广东珠海模拟)纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形

成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。

(D纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能

是O

(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增

与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中

添加NaCl至2.0mol/L的目的是。PCR扩增时，需在

催化下，在引物端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。

（3）为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可

示其在细胞内位置。将X-GFP基因融合片段M导入如图2所示载体质粒Y,构建Y-M重组质粒（在EcoRV位

点插入片段）。请完成下表。

限制酶识别序列

BamHIG^GATCC

EcoRVGAT^ATC

HindHIAUGCTT

A^GATCT

BglU

Y-M连接处测序后部分序列

编号____________________________

Q15,…AGATCTCCGATATT…3'

Q25,…AGATCTCCAAGCTT…3'

Q35,-AAGCTTCCGGATCC-3,

Q45'…AAGCTTCCGATATC…3'

图3

分步实验目标简易操作、结果、分析

PCR鉴定正向重组质粒Y-M（图2中融合片段M①选择图2引物——；

中有白色的箭头，代表方向）②PCR目的产物约为______________bp。

确保M及连接处序列正确，Y-M的连接处上游

③质粒测序，图3中正确的是

含有Hindlll+EcoRV的识别序列，下游含有