高考生物二轮复习板块4实验与探究专题15现代生物科技专题课件

这是一份高考生物二轮复习板块4实验与探究专题15现代生物科技专题课件，共60页。PPT课件主要包含了②③④⑦，①③④，①③④⑤⑥，④②③①，两条单链DNA，磷酸二酯键，自我复制，蛋白质，化学方法人工合成，BglⅡ等内容，欢迎下载使用。


板 块 四
实验与探究
专题十五　现代生物科技专题
课前——明考向·串知识
课堂——析考点·提素能
课前——明考向·串知识
1．下列关于基因工程的叙述，正确的有__________。①重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体。②没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞。③蛋白质工程是在分子水平上对基因进行操作。④用人胰高血糖素基因制成DNA探针，检测胰岛A细胞中的mRNA，可形成杂交带。⑤转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测。
②③④⑦
⑥DNA连接酶能将两碱基间的氢键连接起来。⑦用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。⑧利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。
2．下列有关细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的有___________。①动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒。②植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍。③传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞。④动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱。⑤单克隆抗体制备技术和植物体细胞杂交技术均依据细胞的全能性原理。
①③④
⑥精子和卵子的发生都是从初情期开始的。⑦内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。⑧胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。⑨胚胎移植技术中对供体和受体母牛都要进行相同激素处理。
3．下列有关生态工程和生物技术的安全性和伦理问题的叙述正确的有______________。①生态农业使废物资源化，提高能量的转化效率，减少环境污染。②生态工程建设的目的是单纯追求粮食产量的提高。③生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的基本理论。④“小流域综合治理”的综合体现在改变单纯造林、减水、减沙等工程模式，同时注重生态效益和经济效益。
①③④⑤⑥
⑤湿地生态恢复工程的关键是在湿地周围建立缓冲带，尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。⑥生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。⑦设计试管婴儿有利于生育健康的后代，所以不存在安全性和伦理问题。⑧将目的基因导入植物叶绿体基因组，防止目的基因通过花粉传播进入杂草，从而避免产生环境安全的风险。
1．PCR技术的原理是什么？在PCR反应过程中需要两种引物，原因是什么？提示：DNA双链复制。DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，DNA聚合酶不能从头合成DNA，而只能从引物3′端延伸DNA链。
2．生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求？为什么？提示：必须把药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证相应的目的基因在雌性动物泌乳期在其乳腺细胞内得以表达。3．作物脱毒时应选取哪些部位的组织进行组织培养？原因是什么？提示：一般选取根尖或茎尖的分生区；植物分生区的病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养，能得到大量的脱毒苗。
4．在动物细胞培养过程中，要定期更换培养液，清除代谢产物的目的是？提示：防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。5．防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？提示：两道屏障防止多精入卵：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。这两道屏障可以保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
6．胚胎发育过程中哪些细胞具有全能性？并分析各种细胞全能性的大小。提示：个体发育过程中从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。细胞全能性随发育的深化而降低。
7．对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？提示：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
课堂——析考点·提素能
考点一　基因工程与蛋白质工程(理解能力、实验与探究能力)
1．图解基因工程的三种工具、四步操作(1)三种工具
(2)四步操作
2．图解PCR相关知识
3．图解蛋白质工程
1．(2021·全国甲类卷，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)。
④②③①
(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。
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
两条单链DNA
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。
2．(2021·全国乙类卷，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______________。
EcoRⅠ、PstⅠ
EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅴ
磷酸二酯键
(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__________________________ __________________________________________________________。
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
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。
规律技巧：选择限制酶的两个依据
(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲可选择PstⅠ，不能选择SmaⅠ。②为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①切割质粒和目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的黏性末端。②质粒上有标记基因等，所选限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中选SmaⅠ会破坏标记基因。③如果所选限制酶的切割位点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
1．(2021·汕头校级模拟)人体内的tPA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程tPA会诱发颅内出血，其原因在于tPA与纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，将tPA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的tPA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因，可制造出性能优异的改良tPA蛋白(注：如图表示相关的目的基因、载体、限制酶识别序列和切割位点，pCLY11为质粒，新霉素为抗生素)。请回答下列问题：
(1)以上制造出性能优异的改良tPA蛋白的过程被称为_______工程。(2)已知人tPA基因序列已测出，且第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA，而丝氨酸的模板链碱基序列为AGA，因此要获得改造后的目的基因最好采用____________________方法获得。
蛋白质
化学方法人工合成
(3)若tPA改良基因的黏性末端如图所示，那么需选用限制酶XmaⅠ和__________切开质粒pCLY11，才能与tPA改良基因高效连接。在基因工程中，最核心的一步为______________________。(4)一般选择在未加入新霉素的培养基中生存的大肠杆菌作为受体细胞，目的是__________________________________________。在加入新霉素的培养基中形成菌落的受体细胞并非都是目的菌株，原因是__________________________________________________________，这时需选择呈______色的菌落，进一步培养、检测和鉴定，以选育出能生产改良tPA蛋白的工程菌株。
BglⅡ
基因表达载体的构建
以便筛选出导入质粒pCLY11的大肠杆菌
含有未连目的基因质粒的大肠杆菌也可以在这种培养基上生长
白
【解析】　(1)在原有的tPA蛋白基础上改良蛋白质结构，属于蛋白质工程。(2)由于tPA蛋白基因的序列已知，因此可以使用化学方法人工合成的方法获得目的基因。(3)目的基因的黏性末端图中已经给出，观察各限制酶的识别序列可知所使用的限制酶为XmaⅠ和BglⅡ，要想把目的基因与载体拼接起来需要得到相同的黏性末端，因此载体也需要XmaⅠ和BglⅡ切割；基因工程中最核心的一个环节为基因表达载体的构建。(4)选择未加入新霉素的培养基中生存的大肠杆菌作为受体细胞，这些细胞没有新霉素的抗性，当其导入重组质粒后，质粒上的标记基因
使得大肠杆菌具有新霉素抗性，这样可以选择导入质粒pCLY11的大肠杆菌；由于标记基因存在于原有质粒上，若未连目的基因的质粒导入到大肠杆菌中，这些大肠杆菌也可以获得新霉素的抗性；而区分重组质粒和原有质粒的一个标志可以观察mlacZ基因的表达情况，由于重组质粒拼接了目的基因，破坏了mlacZ基因，因此在重组质粒中该基因不表达，菌落呈现白色，而导入非重组质粒的大肠杆菌由于该基因保存完整，可以表达，所以菌落呈现蓝色。
2．Cre/loxP重组酶系统是对转基因受体细胞DNA上的特定序列进行定点切割和重新连接，从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。其原理是重组酶Cre能识别loxP位点(特定的DNA序列)，并使loxP位点间的基因序列被重组或删除。受此启发，科学家在检测抗虫基因成功导入烟草细胞后，尝试用Cre/loxP重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因，其技术过程如图2(其中■表示启动子)。请回答下列问题：
(1)通过基因改造获得抗虫烟草过程中，为大量获得抗虫基因，可选择图1中引物_________(用图中罗马数字表示)组合进行PCR扩增；扩增时，为确保抗虫基因和表达载体充分连接，常在基因上、下游引物的______端添加不同的限制酶切位点，其目的是_____________________ ___________________________。(2)loxP是一种含34个碱基对的小型DNA片段，由一个不对称的间隔区和两个反向重复序列组成。Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键，类似于基因工程中的________酶，从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒的原理是____________。
Ⅱ、Ⅲ
5′
减少DNA自连，使抗
虫基因能定向插入表达载体
限制
基因重组
(3)通常用______________法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞，经检测导入成功后，抗除草剂基因即失去用途，继续留在烟草体内可能会引发的生物环境安全问题是____________________________ __________________。(4)经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开，得到图2右侧的两个环状DNA分子。由于__________________________________，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
农杆菌转化
抗除草剂基因可能转移到杂草
中，造成基因污染
质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子
【解析】　(1)由于DNA聚合酶只能从5′端向3′端延伸子链，因此为大量获得抗虫基因，应该选择图1中引物Ⅱ、Ⅲ组合进行PCR扩增；扩增时，为确保抗虫基因和表达载体充分连接，常在基因上、下游引物的5′端添加不同的限制酶切位点，其目的是减少DNA自连，使抗虫基因能定向插入表达载体。(2)Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键，类似于基因工程中的限制酶；从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒的原理是基因重组。(3)将目的基因导入植物细
胞常用农杆菌转化法；抗除草剂基因继续留在烟草体内可能会引发生物环境安全问题，如抗除草剂基因可能转移到杂草中，造成基因污染。(4)经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开，得到图2右侧的两个环状DNA分子。由于质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
3．(2021·山西太原高三二模)核酸疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA片段)导入动物体细胞内，通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防或治疗相应疾病的一类新型疫苗。研究表明核酸疫苗不仅具有良好的免疫原性与安全性，且由于核酸更易于修饰与改造，较以往蛋白疫苗具有更大的灵活性和更广阔的应用前景。请回答：
(1)研发DNA疫苗时，构建含有病原体抗原基因表达载体的过程中需要用到的工具酶有__________________________________________。
限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶
(2)图中所用的载体是________，构建基因表达载体的目的是__________________________________________________________________________________，基因表达载体中，驱动病原体抗原基因转录的结构为__________。(3)mRNA疫苗可以由计算机设计、制造并通过高速机器大批量生产。目前用于制造疫苗的RNA有两种，非复制型mRNA和自我扩增型mRNA，从图中可以看出自我扩增型mRNA的优点是可在细胞内________________________________。mRNA常被包裹在脂质体颗粒中注射到相关人员的手臂肌肉，脂质体颗粒的作用是__________________ ____________。
质粒
使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
启动子
大量复制，提高蛋白质合成效率
保护mRNA，防止
被酶降解
(4)病毒核酸检测试剂盒通常以病毒独特的基因序列为检测靶标。PCR扩增时每一个循环分为____________________三步，使靶标DNA序列呈指数增加。每一个扩增出来的DNA序列都与预先加入的一段荧光标记________结合，产生荧光信号，扩增出来的靶标DNA序列越多，累积的荧光信号就越强。在没有病毒的样本中，因为没有靶标DNA序列扩增，所以就检测不到荧光信号增强。
变性、复性、延伸
探针
【解析】　(1)构建基因表达载体的过程中需要用到的工具酶有限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶。(2)图中所用的质粒可以充当运载体的作用，构建基因表达载体可以使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体中的启动子可以驱动目的基因的转录。将该DNA疫苗导入受体细胞的方法是肌肉注射法或基因枪法(微弹轰击法)。(3)从图中可以看出自我扩增型mRNA可在细胞内大量复制，提高蛋白质合成效率。mRNA常被包裹在
脂质体颗粒中注射到相关人员的手臂肌肉，其中的脂质体颗粒可以保护mRNA，防止被酶降解。(4)PCR扩增时每一个循环分为变性、复性、延伸三步，使靶标DNA序列呈指数增加。每一个扩增出来的DNA序列都与预先加入的一段荧光标记探针结合，产生荧光信号，扩增出来的靶标DNA序列越多，累积的荧光信号就越强。
考点二　细胞工程(理解能力、实验与探究能力)
1．比较记忆植物组织培养与动物细胞培养
2．理清克隆动物培育流程
3．比较记忆植物体细胞杂交与动物细胞融合
4．准确记忆单克隆抗体的“一过程两特点”(1)制备过程：(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。
1．(2020·全国卷Ⅰ)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题：(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是____________________________________________________。
诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A的抗体的B淋巴细胞
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：________________________________________________________________________________。(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于______________，使用该培养基进行细胞培养的结果是__________________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是______________________________。(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有__________________________________________________ __________(答出2点即可)。
取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
选择培养基
只有杂交瘤细胞能够生存
抗原与抗体的反应具有特异性
将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在
体外培养
【解析】　(1)实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A的抗体的B淋巴细胞。(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。(3)图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原－抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原－抗体反应具有特异性。(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
思维延伸：制备单克隆抗体的原理和过程分析：(1)3种细胞特点不同①B淋巴细胞：能____________，不能____________②骨髓瘤细胞：能____________，不能____________③杂交瘤细胞：既能____________，又能____________(2)2轮筛选目的不同①第1轮：______________________________②第2轮：________________________________________
分泌抗体
大量增殖
大量增殖
分泌抗体
分泌抗体
大量增殖
获得能分泌抗体的杂交瘤细胞
获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞
2．(2019·全国卷Ⅱ)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有__________________________________ ______(答出2点即可)。
能保持植物原有的遗传特性，繁殖速
度快
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是________________ ____________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、____________和______等几类物质。
有利于胚状体进行
呼吸作用
矿质元素
糖
茎尖
思维延伸：
1．(2021·江西高三三模)近年来，一种名为“爱媛橙”的柑橘类水果因皮薄易剥、细腻多汁、口感似果冻等优点，被网友们称为“果冻橙”，并迅速成为网红水果。“爱媛橙”由柑橘品种南香与西子香杂交获得。某科研小组欲利用细胞融合技术培育“爱媛橙”，其部分流程如下图所示，回答下列问题：
(1)过程①应将两种植物细胞分别置于含有__________________酶的________(填“低渗”“等渗”或“高渗”)溶液中制备原生质体；与动物细胞融合相比，过程②不具有的融合方法是_______________ _______________。(2)杂种细胞形成的标志是________________；愈伤组织的细胞最突出的特征是__________________________________；过程⑤称为__________。
纤维素酶和果胶
等渗
生物法(灭活的
病毒诱导融合)
细胞壁的形成
细胞高度液泡化，处于无定形状态
再分化
(3)与通过南香与西子香杂交培育成的“爱媛橙”相比，该育种方法具有的优点是______________________________；该育种技术遵循的生物学原理是__________(填序号)。①细胞膜的流动性②细胞膜的选择透过性③植物细胞的全能性④细胞增殖
能克服远缘杂交不亲和的障碍
①③④
【解析】　(1)欲获得原生质体，需将植物细胞去除细胞壁，细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，因此可用纤维素酶和果胶酶处理细胞。为了保证原生质体的活性，需将两种植物细胞分别置于含有纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中制备。与动物细胞融合相比，过程②原生质体融合时不具有的融合方法是生物法(灭活的病毒诱导融合)。(2)融合的原生质体形成细胞壁标志着杂种细胞的形成。杂种细胞经过脱分化，形成高度液泡化、处于无定形状态的细胞团，即为愈伤组织。愈
伤组织通过⑤再分化，形成“爱媛橙”植株。(3)常规的杂交育种只能整合已有的性状，不能产生新性状，不能克服远缘杂交的不亲和性。题中“爱媛橙”植株的获得利用了植物体细胞杂交技术，该技术能克服远缘杂交不亲和的障碍。植物体细胞杂交技术遵循细胞膜的流动性、植物细胞的全能性、细胞增殖等生物学原理，即①③④。
2．(2021·青海高三二模)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌融合，构建目的菌株。其流程如下。据图回答下列问题：
(1)溶菌酶的作用是____________________________。PEG的作用是______________________________。(2)经处理后，在再生培养基上，未融合的A、B难以生长。图中AB融合菌能生长和繁殖，原因是成功融合的细胞既可以____________________，又可以____________。
溶解(去除、破坏)细胞壁
诱导(或促进)原生质体融合
分泌絮凝活性物质
降解石油
(3)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有________的培养基上生长的AB融合菌，选择效果最好的作为目的菌株，其同化作用类型应为________型，属于生态系统中的__________(成分)。(4)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中，还应设置________ ______________________________________________________为对照组。
石油
异养
分解者
不加发酵
液的石油污水(或不含目的菌株的石油污水或只有石油污水)
【解析】　(1)细菌所具有的细胞壁妨碍了细菌细胞的融合，所以溶菌酶的作用是将其细胞壁进行溶解，以获得原生质体。PEG是促进细胞融合的促融剂，其作用是诱导原生质体融合。(2)由图示分析可知，A菌细胞质失去活性，B菌DNA失去活性，所以AB融合菌有A的DNA和B的细胞质，既可以分泌絮凝活性物质又可以降解石油，在选择培养基上A菌或B菌都不能存活，而融合的AB菌能进行生长并繁殖。(3)目的菌的选择是要选择既能分泌具有絮凝活性物质的高分子化
合物，又具有降解石油能力的AB融合菌，因此目的菌株能在含有石油的培养基上生长，其同化作用类型为异养型，属于生态系统中的分解者。(4)为探究目的菌株在不同时间的絮凝效果，设置的对照组实验应是不加发酵液(没有目的菌株)的石油污水(或不含目的菌株的石油污水或只有石油污水)。
3．(2021·宁夏高三二模)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被______细胞表面的受体识别后激活该细胞。
T
(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的______________，形成________________细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的________；采集血液样本主要用于血清学检查，检测______________________。(4)据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射________________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得__________细胞。因为同一种抗原可能激活__________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
增殖、分化
浆细胞和记忆
核酸
抗新型冠状病毒抗体
刺突蛋白(或S蛋白)
杂交瘤
多种B
【解析】　(1)图1中，抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒抗原呈递给T细胞，后者识别抗原后被激活，分泌淋巴因子。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的增殖、分化，形成浆细胞和记忆细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子用于病原学检查时，检测的是病毒的核酸；采集血液样本用于血清学检查时，检测的是抗新冠病毒抗体。(4)为了诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B细胞，实验时需先给小鼠注射S蛋白，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选可获得杂交瘤细胞。因为同一种抗原可能激活多种B细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
考点三　胚胎工程(综合运用能力)
1．准确记忆早期胚胎发育过程
2．熟知胚胎工程的操作流程
(1)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对供、受体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。(2)胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。(3)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的(有性生殖)，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的(无性生殖)。
3．试管婴儿和设计试管婴儿(1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④。(2)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题；设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(3)两者都需体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
(2020·全国卷Ⅲ)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
(1)步骤①中需要使用的工具酶有____________________________。步骤②和③所代表的操作分别是____________和__________________ ________。步骤④称为____________。(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的______________(答出2点即可)的限制。(3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________(填相同或不同)，原因是________________________________________________。(4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有______________________(答出2点即可)。
限制性核酸内切酶、DNA连接酶
显微注射
体外培养(或早期胚
胎培养)
胚胎移植
性别、年龄
相同
两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵
体外受精、胚胎移植
【解析】　(1)由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和年龄的限制。(3)在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。(4)由分析可知，步骤③为体外培养(或早期胚胎培养)，步骤④为胚胎移植，均属于胚胎工程。
思维延伸：判断对错：(1)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂(　 )(2)培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(　 )(3)分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异(　 )(4)注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育(　 )
×
×
×
√
(5)胚胎移植技术中对供体和受体母牛都要进行相同激素处理(　 )(6)顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的(　 )(7)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(　 )(8)转基因生物不改变生物原有的分类地位、减少了农药使用、保护了农田土壤环境(　 )
×
×
×
√
1．(2021·天津南开中学高三三模)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，形成了如下操作流程，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。卵母细胞防止多精入卵的两道屏障是_____________、_______________。(2)在卵母细胞活体采集前，科学家利用如下两种方式对供体母羊进行了超排处理，记录的相关数据如下表：
精子的获能处理
减数第二次分裂中
透明带反应
卵细胞膜反应
不同超排方法对超排效果、卵裂及胚胎发育的影响①推测PMSG和FSH均属于__________激素。②结果表明：超排方法不同不仅影响超排效果而且对体外受精后卵裂及________________有很大影响。
促性腺
早期胚胎发育
(3)B过程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____________________(写一种)等技术加速辽宁绒山羊遗传改良进程，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。
生理和组织联系
胚胎干细胞核移植
胚胎分割
【解析】　(1)流程图中的A是指精子的获能处理，经过程A处理后的精子才能与发育至减数第二次分裂中期的卵母细胞完成受精作用。卵母细胞防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(2)①推测PMSG和FSH均属于促性腺激素，促进超数排卵；②结果表明：超排方法不同不仅影响超排效果而且对体外受精后卵裂及早期胚胎发育(卵裂率和囊胚)有很大影响。(3)胚胎移植的生理学基础之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，方便营养物质和代谢废物等的运输。(4)采用B处的胚胎干细胞进行核移植，可得到多只优良后代；也可采用胚胎分割技术将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。
2．(2021·湖南郴州市高三三模)由中科院神经科学研究所团队克隆的猕猴“中中”和“华华”，登上了全球顶尖学术期刊《细胞》的封面，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。回答下列问题：(1)正常情况下，哺乳动物的受精过程主要包括：____________ ________________，进入卵细胞膜，原核形成和两个原核融合。(2)哺乳动物的体外受精主要包括__________________、____________________等几个主要步骤。(3)在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和______________。
精子穿越放
射冠和透明带
卵母细胞的采集
精子的获取和受精
化学诱导法
(4)在使用合成培养基培养早期胚胎时，通常还需加入__________ ____等天然物质，并需要适时______________，以清除代谢产物，防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。(5)胚胎在受体内存活的最可能的生理基础是_________________ _____________________________。(6)克隆猴成功后，人们不得不慎重考虑克隆人的问题，对于此问题，中国政府的态度是______________________________________。
血清(或血
浆)
更换培养液
受体子宫基本上不
对外来胚胎发生免疫排斥反应
禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆
【解析】　(1)哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和两个原核融合。(2)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。(3)在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法，对牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。(4)哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，因此在合成培养基中除了加入无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成
分外，还需要加入动物血清(或血浆)等天然物质，并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。(5)胚胎在受体内的存活的最可能的生理基础是受体子宫基本上不对外来胚胎发生免疫排斥反应。(6)中国政府对克隆技术的态度是禁止生殖性克隆人，不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。但是，中国不反对治疗性克隆。
3．(2021·辽宁大连市·高三其他模拟)试管婴儿是体外受精和胚胎移植技术的俗称，是分别将卵子和精子取出后，置于培养液内使其受精，再将胚胎移植回母体子宫内发育成胎儿的过程。根据相关知识回答下列有关问题：(1)与体外受精不同，体内受精的受精过程是在雌性的__________内完成的。(2)在体外受精前，要对精子进行________处理，通常采用的方法有__________和____________法两种。
输卵管
获能
培养法
化学诱导
(3)完成体外受精后，体外胚胎的早期培养的培养液成分中，除需要加入一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素等营养成分，以及________等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或____________。(4)胚胎干细胞的分离和培养成功，是胚胎工程应用与实践中的重大成就之一，胚胎干细胞是由早期胚胎或____________中分离出来的一类细胞，是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，细胞全能性是指______________________________________________。
血清
冷冻保存
原始性腺
已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
【解析】　(1)体内的受精过程是在雌性的输卵管内完成的。(2)(3)在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。完成体外受精后，体外胚胎的早期培养的培养液成分中，除需要加入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，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。(4)胚胎干细胞是在早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，是一种高度未分化细胞。细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
考点四　生态工程(综合运用能力)
1．熟记生态工程的原理和实例
2．准确判断生态工程实例中的主要原理
3．整体性原理和系统整体性原理的对比分析(1)整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理指总体功能大于各部分之和，即“1＋1>2”，目的是保持系统有很高的生产力，如藻类和珊瑚虫组成的高效的植物——动物营养循环使珊瑚礁能够保持很高的系统生产力，体现了系统整体性原理。
(2020·全国卷Ⅱ)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：(1)在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性______。抵抗力稳定性的含义是____________________________________________________________________。
低
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的
能力
(2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是______________________________________________ ________________(答出3点即可)。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的__________。(3)在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：________________________________________________________。
改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤
养分的循环利用
分解者
种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属
【解析】　(1)生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种植一种植物，生态系统的生物种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。(2)由于有机肥料中有机物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微生物、实现了土壤养分的循环利用。分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物质的微生物属于分解者。(3)利用生物来回收污水中的金属元素，可以通过种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属。
归纳总结：
1．(2021·南昌高三二模)立体农业是对农业概念的一种新的概括，利用各种农作物在生长发育过程中的时间差和空间差进行合理配置实现高产优质生产系统，来获得最大经济效益。某农场在百香果树下试种了木耳、草菇等食用菌；桉树下种植菠萝；柑橘林下养鸡等等。根据资料，回答下列问题：(1)立体农业是运用了群落的____________原理，为充分利用______________而发展起来的一种农业生产模式。
空间结构
空间和资源
(2)草菇在生态系统中的成分属于__________。柑橘林下养鸡成了该农场一道独特的风景线，成为了当地的旅游特色，体现了生物多样性的________价值。(3)桉树是根深性物种，菠萝根系大部分在地表。两种植物根系深浅搭配的意义是__________________________________________。(4)结合所学知识说说立体农业的优点_________________________ ____________________________________________________(答出2点)。
分解者
直接
合理地利用了不同层次土壤内的水分和养分
能提高能量利用率、能充分
利用空间和资源、能提高农产品的产量、有利于环境保护
【解析】　(1)由题干信息“某农场在百香果树下试种了木耳、草菇等食用菌；桉树下种植菠萝；柑橘林下养鸡等等”可知，利用了群落的垂直结构，因此立体农业是运用了群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。(2)草菇是真菌，在生态系统成分中属于分解者，柑橘林下养鸡成了该农场一道独特的风景线，成为了当地的旅游特色，这体现生物多样性的直接价值。(3)桉树是根深性物种，菠萝根系大部分在地表，两种植物的根系深浅搭配可以合理地利用不同层次土壤内的水分和养分。(4)由以上分析可知，立体农业能提高能量利用率、能充分利用空间和资源、能提高农产品的产量、有利于环境保护。
2．(2021·全国高三专题练习)下图是某一家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题。
(1)从图中可知，人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比，突出的优点是_____________________ _________。(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是：__________________________________________________。(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界____________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展与传统工程相比较，生态工程具有__________、__________、__________的特点。
减少了燃烧煤炭所产生
的污染
充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用
物质循环
少消耗
多效益
可持续
(4)生态工程所遵循的基本原理是物质循环再生、_________________、协调与平衡原理以及______________和系统学和工程学原理。(5)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好，你是否支持这一观点，请解释。______(是、否)，___________________________________________ _____________________________________________。
物种多样性原理
整体性原理
否
食物链越长，营养级越多，则能量损耗越多，
能量的利用效率越低，不符合生态工程建设的目的
【解析】　(1)使用太阳能或沼气可以减少燃烧煤炭所产生的污染。(2)该生态系统中充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用，所以能量能够更多地被人类利用。(3)生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律；生态工程有少消耗、多效益、可持续的特点。(4)生态工程的基本原理有物种多样性原理、整体性原理、物质循环再生原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理。(5)生态农业建设中，不是使食物链和营养级越长越多越好，因为食物链越长，营养级越多，则能量损耗越多，能量的利用效率越低，不符合生态工程建设的目的。
1．(2021·天津实验中学高三一模)研究发现，新冠病毒外壳中的S蛋白具有很强的抗原性，可利用其制备单克隆抗体，制备流程设计如图1所示，相关限制酶及其识别序列如表所示，请分析回答问题：
(1)人体内，分泌抗体的细胞可来自于______________________细胞的增殖分化(2)根据病毒的结构，图中①过程常用________酶处理，完成②过程需要的酶是____________，过程③构建病毒的基因组文库时，需要________________________。
B淋巴细胞和记忆B
蛋白
逆转录酶
限制酶和DNA连接酶
(4)利用PCR技术扩增无限增殖调控基因时，科研人员设计了如图2一对引物(部分序列)，其中下划线部分序列的设计依据是_____________ ___________________，方框部分序列的设计目的是_________________ _______________________________________________。
(3)检测④过程是否获得成功的方法是______________________，⑥过程常用的方法是________________。
抗原­抗体杂交技术
显微注射技术
调控基因两
端的部分DNA序列
使扩增出的介导
序列两端含有限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列
(5)抗体可变区氨基酸的组成和排列顺序可随抗体结合抗原的特异性不同而有较大的变异，由于可变区中氨基酸的种类以及排列顺序千变万化，故可形成许多种具有不同结合抗原特异性的抗体。为克服鼠源性单抗输入人体后产生的免疫排斥反应，科研人员通过人工改造鼠源性单抗获得了嵌合抗体。分析图3，你认为最符合临床要求的嵌合抗体是A～D中的______。嵌合抗体的研制属于______________这一科技范畴。
D
蛋白质工程
【解析】　(1)人体分泌抗体的细胞是浆细胞，浆细胞可来自于B淋巴细胞或记忆B细胞的增殖分化。(2)病毒只有蛋白质和核酸构成，故步骤①为获取新冠病毒的RNA，可用蛋白酶处理病毒，使病毒的蛋白质分解，最终可分离出病毒的RNA；②过程以RNA为模板，合成DNA，是逆转录过程，需要的酶是逆转录酶；构建基因组文库需要限制酶切割获取一定大小范围的DNA，再使用DNA连接酶将其与运载体连接。(3)④表示翻译得到新冠病毒的S蛋白，对于蛋白质产物的检测，常采用抗原－抗体杂交技术进行检测：若出现杂交带，则证明成功；⑥过程是把含
有无限增殖的调控基因的基因表达载体导入细胞X中(动物细胞)，常用的方法是显微注射技术。(4)引物是根据已知核苷酸序列设计的，且一对引物应分别从两端开始，因此其中下划线部分序列的设计依据是介导序列两端的部分DNA序列；据表可知，GAATTC是限制酶EcoRⅠ的识别序列，而GGATCC是限制酶BamHⅠ的识别序列，因此方框部分序列的设计目的是使扩增出的介导序列两端含有限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列，便于酶切。(5)结合题意可知，为克服鼠源性单抗输入人体后产
生的免疫排斥反应，人­鼠嵌合抗体应保留鼠源单抗的可变区和人抗体恒定区的抗体结构，因此符合条件的是D；蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，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，嵌合抗体的研制属于蛋白质工程。
2．(2021·河南驻马店市高三其他模拟)禽流感病毒严重危害家禽与人类健康，为此科学界正在致力于研究预防H7N9禽流感病毒的疫苗和单克隆抗体。科学家决定采用基因敲除技术将小鼠的Ig基因敲除，代之以人的Ig基因，然后用H7N9病毒去免疫小鼠，再经杂交瘤技术即可产生大量完全人源化抗体。下图是某科研机构的实验方案。请回答：
(1)此处基因敲除技术的受体细胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的__________细胞，经技术处理后的该细胞，再重新植入小鼠脾脏中增殖。(2)小鼠B淋巴细胞用B表示，小鼠骨髓瘤细胞用A表示，在培养液中，用灭活的动物病毒作促融剂，培养液中共有______种类型的融合细胞(只考虑两两融合)。
B淋巴
3
(3)第一次筛选是选出________型的细胞(用字母组合表示)，筛选具体方法是在培养基中加入某种物质，抑制骨髓瘤细胞DNA的复制，而B细胞DNA复制虽不受影响，但增殖能力很有限，只有杂交瘤细胞可以借助B细胞DNA复制的途径继续增殖。此种培养基称为________培养基。(4)将能产生抗H7N9病毒的杂交瘤细胞在动物培养液中进行培养，其培养液与植物组织培养的MS培养基相比，特有成分是___________ _______。(5)利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒，用于准确、快速诊断H7N9禽流感病毒的感染者，这种诊断运用了______________杂交技术。
AB
选择
动物血清或
血浆
抗原－抗体
【解析】　(1)从题图看出，从基因敲除小鼠体内获得的是B淋巴细胞，所以基因敲除技术的受体细胞是小鼠的B淋巴细胞。(2)在培养液中，用灭活的动物病毒作促融剂，培养液中共有3种类型的融合细胞：AA、BB、AB。(3)单克隆抗体制备的过程中，第一次筛选的目的是选出AB型细胞。这种培养基称为选择培养基。(4)动物细胞培养液中需要加入动物血清或血浆。(5)单克隆抗体可制作成诊断盒，是运用了抗原－抗体杂交技术。
3．(2021·河南南阳市南阳中学高三月考)目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的培育转基因动物的方法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细胞受精。在某地采集老鼠，采用精子载体法进行A基因(目的基因)导入的研究。将老鼠的精子在保存液内与含有A基因的重组质粒保温30min，然后用于人工授精，共培育出127只小鼠。待小鼠生长至适宜大小时，对其中的36只进行PCR和DNA分子杂交检测。结果表明，有6只携有A基因。转基因老鼠的体型大约为普通老鼠的2倍。请回答下列有关问题。
(1)A基因(目的基因)表达效果与____________基因相同。(2)利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含缓冲液、Taq酶、原料、引物以外，还应含有______________；引物应选用上图中的__________(填图中标号)。第四轮循环产物中同时含有上述两种引物的DNA片段所占的比例为__________。
生长激素
模板DNA
A和D
7/8
(3)过程②采用的是____________技术，该过程中应对已经导入外源基因的精子进行________处理才能受精。(4)体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查______________________________。(5)为了获得更多的胚胎，可采用____________技术。该技术是动物________繁殖的方法之一。
体外受精
获能
受精状况和受精卵的发育能力
胚胎分割
无性
【解析】　(1)由题干信息可知，“转基因老鼠的体型大约为普通老鼠的2倍”，可推知A基因(目的基因)表达效果与生长激素基因相同。(2)利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含缓冲液、Taq酶、原料、引物以外，还应含有模板；DNA合成时需要一对引物，引物与目的基因模板链碱基互补，且复制方向总是从子链的5′端向3′端延伸，故应选择图中的引物A和D；第四轮循环即DNA复制4次，共形成16个DNA，其中2个DNA含有引物A或引物B,14个DNA含有引物A和引物B，因此同时含有引物A、B的DNA占14/16＝7/8。(3)②过程是精子与
卵细胞在体外受精的过程，采用的技术为体外受精。上述过程中应对精子进行获能处理才能受精。(4)体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(5)为了获得更多的胚胎，可采用胚胎分割技术；胚胎分割可以看做是动物无性繁殖或克隆的方法之一。
4．(2020·山西省太原五中高三一模)我国新型农业现代化地区充分利用土地，创造了一种高效人工生态系统，如图所示。据图回答有关问题。
(1)该生态工程能利用沼气池中的微生物将粪便等废物中的有机物转化成无机物，为农作物的光合作用提供无机营养，这一过程不但实现了废弃物的__________，而且体现了____________的“循环经济”原则。(2)沼气池中的微生物在该生态系统中的主要功能是____________；沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内的意义是_______________________ _______________________________________。
资源化
生态经济
分解作用
可以增加大棚中CO2浓度，
增强植物的光合作用，提高作物的产量
(3)禽畜粪便进入沼气池发酵后，产生的沼气可作为生活能源，沼液和沼渣再施入农作物，使土壤有机质含量明显提高，这样做的生态学意义有__________________________________________和提供清洁的能源等。(4)该模式减少了投入，增加了农民收入，其生态学原理是________________________________。(5)该生态系统与一般的自然生态系统相比较，__________稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。
减少了化肥的使用、减小粪便对环境的污染
物质循环再生和能量的多级利用
抵抗力
【解析】　(1)该生态工程能利用沼气池中的微生物将粪便等废物中的有机物转化成无机物，为农作物的光合作用提供无机营养，这一过程不但实现了废弃物的资源化，而且体现了生态经济的“循环经济”原则。(2)沼气池中的微生物在该生态系统中的主要功能是分解作用，将有机物分解成无机物；沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内，可以增加大棚中CO2浓度，增强植物的光合作用，提高作物的产量。(3)禽畜粪便进入沼气池发酵后，产生的沼气可作为生活能源，沼液和沼渣再施入农作
物，使土壤有机质含量明显提高，这样做的生态学意义是减少了化肥的使用、减小粪便对环境的污染和提供清洁的能源等。(4)该模式减少了投入，增加了农民收入，其生态学原理是：物质循环再生和能量的多级利用。(5)由于该生态系统是人工生态系统，所以该生态系统与一般的自然生态系统相比较，抵抗力稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。