2019高考生物全程备考二轮复习教师用书：专题七选考


第Ⅰ课时　生物技术实践(选修①)

点点落实(一)　微生物的利用
[一过基础]
1．理清微生物培养的基本技术
基本技术
过程或类型
培养基的制备
→→→→
无菌
技术
消毒
煮沸消毒法、巴氏消毒法以及使用化学药剂进行消毒
灭菌
对培养基进行灭菌，常采取高压蒸汽灭菌；对接种环灭菌采取灼烧灭菌；对玻璃器皿灭菌采取干热灭菌
微生物
的纯化
技术
平板
划线法
通过接种环在琼脂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
稀释
涂布
平板法
将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将其分别涂布到琼脂固体培养基的表面，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落
倒平板操作
待培养基冷却至50_℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板


2．把握微生物分离与计数的两个实例
(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
①筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。
②测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜直接计数。
③过程：土壤取样→样品稀释→微生物的培养与观察。
④鉴定方法：含酚红指示剂以尿素为唯一氮源的培养基→细菌→出现红色透明圈，则该菌能分解尿素。
(2)分解纤维素的微生物的分离
①实验原理：

即：可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
②流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。
[二过易错]
(1)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(2015·江苏卷，T19B)(×)
(2)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养(×)
(3)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法(√)
(4)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌(×)
(5)检测土壤中细菌总数实验操作中，确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数(×)
(6)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌(×)
[三过高考]
1．(2018·全国卷Ⅰ)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。回答下列问题：
(1)M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制________的生长，加入了链霉素的培养基属于________培养基。
(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有__________________(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有________________(答出两点即可)。
(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133；
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)链霉素是抗生素，可抑制细菌生长，故在M培养基中加入链霉素作为选择培养基，可筛选出真菌。(2)培养基中的营养成分一般包括碳源、氮源、水和无机盐等。细胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白质、核酸等，故加入的氮源可参与以上物质的合成。(3)能产生淀粉酶的微生物可将淀粉水解成麦芽糖，淀粉遇碘液变蓝，向加有淀粉的培养基中加入碘液后培养基呈现蓝色，产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解，形成透明圈，可根据透明圈的大小判断产生淀粉酶的多少。(4)统计菌落数时，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，甲同学统计的3个平板中的菌落数在正常范围内且差距不大，比较准确；乙同学统计的3个平板中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差。
答案：(1)细菌　选择　(2)碳源、无机盐　蛋白质、核酸
(3)碘液　淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈　(4)乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差
2．(2018·江苏高考)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：

(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行分装，并进行____________灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约________(在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有________。
a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌
b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落
c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d．可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株
(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和________供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1 000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于________，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。
解析：(1)配制培养基时，进行计算、称量、溶解、定容后，需先调pH再分装到锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌。(2)倒平板时的培养基温度约为50 ℃，冷凝后倒置培养。(3)平板划线时，接种针、接种环使用前和每次划线后都需要进行灼烧灭菌，以免造成杂菌污染；划线时不能划破培养基表面，否则不能形成正常菌落；挑取菌落时，应挑取多个不同的菌落，分别测定酵母细胞中蛋白质含量；逐步提高培养基中甲醇的浓度，能筛选出其中的耐受菌，获得甲醇高耐受的菌株。(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌，在有氧条件下可大量繁殖。酵母扩大培养时，需保证充足的营养和氧气等条件。由题中信息“经等体积台盼蓝染液染色”可知，计数室中培养液容积实际只有0.1÷2＝0.05 (mm3)。设5个中方格中无色(活细胞不能被台盼蓝染色)的细胞数目为x个，则3×109＝x/5×25×1 000×1 000÷0.05，解得x＝30(个)。
答案：(1)pH　高压蒸汽(湿热)　(2)50 ℃　(3)a、b、d
(4)氧气　无　30
[规律技法]
微生物纯化培养的方法比较
(1)平板划线操作：
　　　　
(2)稀释涂布平板操作：先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落。如图所示：

点点落实(二)　传统发酵技术的应用
[一过基础]
1．果酒和果醋的制作

2．腐乳的制作
(1)制作原理

(2)实验流程及影响因素

3．泡菜的制作

[二过易错]
(1)夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理(2018·江苏卷，T16A)(√)
(2)在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置(2018·北京卷，T4A)(×)
(3)勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长(×)
(4)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵(×)
(5)在制作果醋时，如果条件适宜，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸(√)
(6)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，让发酵装置接受光照并放在45 ℃处(×)
(7)在制作腐乳时，将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量(×)
(8)泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵(√)
[三过高考]
1．现代生物技术与我们的生活息息相关，且给人类的生活带来了重大的变化，依据所学的现代生物技术知识，回答下列有关问题：
(1)果酒制作离不开酵母菌，酵母菌是________型微生物，其最适生长温度约为________，在利用葡萄自然发酵生产果酒的过程中，未经杀菌，但绝大多数其他杂菌却不能生长的原因是________________________________________________________________________。
(2)在制作腐乳、果醋、泡菜的过程中需要氧气的是________________，腐乳生产过程中有多种微生物参与，其中起主要作用的是______________，加盐腌制的目的是________________________________________________________________________。
(3)微生物的实验室培养技术中，虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有________________________________________________________________________，
微生物接种的方法很多，最常用的是______________和________________。
解析：(1)酵母菌在氧气充足时进行有氧呼吸，无氧时能进行生成酒精的无氧呼吸，属于兼性厌氧型微生物，最适生长温度为20 ℃左右。在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物会因无法适应这一环境而受到抑制。(2)腐乳制作过程中主要利用毛霉，果醋制作过程中主要利用醋酸菌，它们都是需氧微生物；泡菜制作过程中利用的乳酸菌是厌氧菌。制作腐乳过程中，加盐腌制的主要目的是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，防止其在后期制作过程中过早酥烂，同时抑制微生物的生长，避免豆腐块变质。(3)虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和无机盐。平板划线法和稀释涂布平板法是最常用的微生物接种的方法。
答案：(1)兼性厌氧　20 ℃　发酵液缺氧、呈酸性(合理即可)　(2)腐乳和果醋　毛霉　析出豆腐中的水分，抑制微生物的生长　(3)水、碳源、氮源和无机盐　平板划线法　稀释涂布平板法
2．(2018·包头一模)某生物兴趣小组积极参加当地盛产苹果的乡镇生产苹果酒、苹果醋的调研项目。下面是他们调查之后发现的一系列问题，请回答下列问题：
(1)制备高产果酒的酵母菌菌株：
①秋季的葡萄园中，在____________________________________________________
的周围土壤中，酵母菌大量生长繁殖。
②为测定土壤中酵母菌的数量，一般选用____________倍稀释，用____________法接种上述所得酵母菌稀释液。
③在________________的发酵液中，酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(2)苹果酒、苹果醋的生产：
①小组同学在制作果酒的发酵阶段，发酵瓶的瓶盖应________。
A．一直打开　　　　　　 　B．打开并盖上一层纱布
C．定时拧松 D．始终拧紧
②苹果醋生产可在苹果酒生产基础上改变____________进行，其发酵温度应________(填“低于”或“高于”)苹果酒的生产。
③在果醋的制作中，提供碳源的物质主要是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①秋季的葡萄园中，在葡萄成熟落地流出的果汁的周围土壤中，酵母菌大量生长繁殖。②为测定土壤中酵母菌的数量，一般选用102、103、104倍稀释，用稀释涂布平板法接种上述所得酵母菌稀释液。③在缺氧、偏酸性环境中，酵母菌能大量生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。(2)①小组同学在制作果酒的发酵阶段，发酵瓶的瓶盖应定时拧松，排出二氧化碳。②苹果醋生产可在苹果酒生产基础上改变菌种和发酵条件进行，其发酵温度应高于苹果酒的生产。③在果醋的制作中，提供碳源的物质主要是葡萄糖或乙醇。
答案：(1)①葡萄成熟落地流出的果汁　②102、103、104　稀释涂布平板　③缺氧、呈酸性　(2)①C　②菌种和发酵条件　高于　③葡萄糖或乙醇
[规律技法]
控制杂菌的四大措施
(1)通过发酵条件控制杂菌。
①无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌。
②乳酸发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。
(2)利用盐控制杂菌，如腐乳的制作。
(3)利用酒精控制杂菌，如果酒、腐乳的制作。
(4)利用香辛料(调味料)控制杂菌，如腐乳、泡菜的制作。　　　　
点点落实(三)　生物技术在其他方面的应用
[一过基础]
1．图解生物技术在其他方面的应用

2．归纳DNA粗提取与鉴定的“五个步骤”


3．比较植物有效成分提取的三种方法
物质
方法
原理
步骤
玫瑰精油
水蒸气蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油带出来
水蒸气蒸馏→分离油层(加NaCl)→除水过滤(加无水Na2SO4)
橘皮精油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
石灰水浸泡、漂洗→压榨、过滤、静置→再次过滤
胡萝卜素
萃取法
使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发后得到提取物
粉碎、干燥→萃取、过滤→浓缩

[二过易错]
(1)鉴定DNA时，将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴(2018·北京卷，T4B)(√)
(2)用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质(√)
(3)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用干薄荷叶做原料，可采用水蒸气蒸馏法提取(×)
(4)用萃取法提取胡萝卜素的主要步骤是：干燥、粉碎、萃取、浓缩、过滤(×)
(5)在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中，温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解(√)
(6)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定，在鉴定过程中不需要对照(×)
[三过高考]
1．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：
材料处理：
称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 °C，另一组置于－20 °C条件下保存24 h。
DNA粗提取：
第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。
第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。
第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。
DNA检测：
在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：
材料保存温度
菜花
辣椒
蒜黄
20 °C
＋＋
＋
＋＋＋
－20 °C
＋＋＋
＋＋
＋＋＋＋
注：“＋”越多表示蓝色越深。
分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)该探究性实验的课题名称是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二步中缓缓地搅拌，这是为了减少_____________________________________。
(3)根据实验结果，得出结论并分析。
①结论1：与20 °C相比，相同实验材料在－20 °C条件下保存，DNA的提取量较多。
结论2：______________________________________________________________。
②针对结论1，请给出合理的解释：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。
答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响　(2)DNA断裂　(3)①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多　②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢　(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液
2．(2019届高三·成都测试)紫甘薯红色素色泽鲜艳自然、无毒、无特殊气味，具有抗突变、抗氧化、缓解肝功能障碍、抗肿瘤、抗高血糖等营养、药理和保健功能，是一种理想的天然食用色素资源。如图是提取紫甘薯红色素的实验流程，请分析回答：
―→―→―→―→
(1)紫甘薯红色素通常采用萃取法提取，说明紫甘薯红色素具有____________________的特性，萃取之前需要进行粉碎和干燥处理，说明____________和____________影响萃取效率。
(2)柠檬酸、盐酸、无水乙醇、甲醇都能用于萃取紫甘薯红色素，但是不同溶剂的萃取效率不同，某研究小组用不同溶剂进行萃取，利用分光法测定提取液的吸光值，结果如下表(已知色素提取的吸光值与色素含量呈正相关)，由此可判断提取紫甘薯红色素的最理想的有机溶剂是________，原因是________________________________________________________________________。
也有同学认为15%不一定是柠檬酸的最佳提取浓度，若要进一步设计实验，以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响，实验时设计思路应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
溶剂种类
无水乙醇
5%盐酸
10%甲醇
15%柠檬酸
纯水
溶液的
颜色
紫红色
红色
橘色
红色
紫红色
吸光值
0.333
0.524
0.232
0.624
0.332

解析：(1)能够利用萃取法提取的植物有效成分通常是易溶于有机溶剂的物质，由于萃取时原料颗粒的大小和含水量会影响萃取效率，因此萃取前需将原料进行粉碎和干燥处理。(2)分析表格内容可知，提取紫甘薯红色素的几种溶剂中最理想的是柠檬酸，因为用柠檬酸作提取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的色素最多；也有同学认为15%不一定是柠檬酸的最佳提取浓度，若要进一步设计实验，以探究柠檬酸的浓度对紫甘薯红色素提取效率的影响，实验设计时应以柠檬酸浓度为自变量，设计一组具有浓度梯度的柠檬酸溶液，利用同样的提取方法进行提取，比较各组提取液的吸光值，以确定柠檬酸作为提取剂的最佳浓度。
答案：(1)易溶于有机溶剂　原料颗粒的大小　含水量　(2)柠檬酸　用柠檬酸作提取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的色素最多　设计一组具有浓度梯度的柠檬酸溶液，利用同样的提取方法进行提取，比较各组提取液的吸光值
[规律技法]
植物有效成分提取应注意的五个关键点
(1)水蒸气蒸馏过程中可用明火加热，萃取过程应该避免明火加热，采取水浴加热，这是因为有机溶剂都是易燃物，直接用明火加热容易引起燃烧、爆炸。
(2)在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中，油水混合物中要加入NaCl的目的是增大水的密度，有利于玫瑰精油与水的分层。加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。
(3)蒸馏时若温度太高，时间太短，产品品质较差，若提高产品品质，可适当延长蒸馏时间。
(4)橘皮压榨前，可在石灰水中浸泡10 h以上，既防止压榨时滑脱，提高出油率，又不会在过滤时堵塞筛眼。
(5)萃取时一般来说原料颗粒小，萃取温度高，时间长，则提取的物质能够充分溶解，萃取效果较好。　　　　

[课堂巩固落实]
1．(2018·全国卷Ⅱ)在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：
(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能____________________。在照射前，适量喷洒________，可强化消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是：
________________________________________________________________________。
解析：(1)干热灭菌是指将物品放入干热灭菌箱内，在160～170 ℃条件下加热1～2 h。能耐高温、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等，可采用干热灭菌的方法。(2)巴氏消毒法是在70～75 ℃条件下煮30 min或在80 ℃条件下煮15 min，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养物质损失较少。(3)接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30 min，紫外线能破坏微生物的DNA结构，从而杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以强化消毒效果。(4)自来水通常是用氯气进行消毒的。(5)在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是锅内原有的冷空气没有排尽。
答案：(1)可以　(2)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少　(3)破坏DNA结构　消毒液　(4)氯气　(5)未将锅内冷空气排尽
2．(2019届高三·张掖诊断)发酵工业起源很早，中国早在公元前22世纪就采用发酵法酿酒，然后开始制酱、制醋、制腐乳等，请回答下列问题：
(1)酿酒主要依赖于酵母菌，酒精是在酵母菌细胞的________________中产生的。
(2)在腐乳发酵过程中起作用的主要是毛霉，其产生的____________________(填酶名称)能把豆腐中的大分子有机物分解为多种小分子有机物，使腐乳味道鲜美。腐乳发酵过程中，主要依赖于_____________________________________________________等物质来防腐。
(3)制作泡菜时，泡菜坛口要用水密封，目的是______________________________。从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜叶逐渐变酸，泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________________________，原因是________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)酿酒主要利用的是酵母菌的无氧呼吸，酒精是在酵母菌的细胞质基质中产生的。(2)在腐乳发酵过程中起作用的主要是毛霉，毛霉可以产生蛋白酶和脂肪酶，其中蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的多肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪分解成甘油和脂肪酸，从而使腐乳味道鲜美。在制作腐乳过程中，主要依靠食盐和酒精等物质来进行防腐。(3)制作泡菜时，泡菜坛口要用水密封，目的是创造无氧环境，有利于乳酸发酵。从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜叶逐渐变酸，泡菜坛中乳酸菌数量会增多，而其他杂菌数量减少，主要原因是乳酸菌比杂菌更能适应酸性环境。
答案：(1)细胞质基质　(2)蛋白酶和脂肪酶　食盐和酒精　(3)创造无氧环境，利于乳酸发酵　乳酸菌数量增多，杂菌数量减少　乳酸菌比杂菌更能适应酸性环境
3．饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶菌株的过程示意图。请分析回答下列问题：

(1)分离产植酸酶的菌株，需先配制合适的培养基。配制培养基时，在各成分都溶化后和分装前，要进行的是____________和灭菌。对培养基进行灭菌的常用方法是________________。
(2)接种以前进行的一系列稀释操作，目的是在固体培养基表面形成__________。这种接种方法是______________________。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的________就能大致推测出样品中的活菌数。如果一培养基上平均有3个菌落，则1 g土壤中大致的活菌数量是________个。
(3)由于植酸钙的不溶解性，使培养基中形成白色浑浊。产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A～E五种菌株中，________是产植酸酶最理想的菌株。
(4)植酸酶的活力可用_____________________________________________的量来表示。
解析：(1)分离产植酸酶的菌株，需先配制合适的培养基，配制好的培养基要先调整pH再灭菌，常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。(2)接种以前进行的一系列稀释操作，表明该接种方法为稀释涂布平板法，目的是在培养基表面形成单个菌落。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的菌落数就能大致推测出样品中的活菌数；如果按题中处理后，统计的平板上平均有3个菌落，则1 g土壤中大致的活菌数量＝3÷0.1×105＝3×106(个)。(3)分析题图可知，菌落E周围的透明圈最大，是产植酸酶的理想菌株。(4)植酸酶的活力可用单位时间单位体积内底物消耗的量或产物产生的量来表示。
答案：(1)调整pH　高压蒸汽灭菌法　(2)单个菌落　稀释涂布平板法　菌落数　3×106　(3)E　(4)单位时间单位体积内底物消耗(或产物产生)
4．葡萄种类较多，为了满足不同人群对葡萄的需求，可以将葡萄加工制作成果汁、果酒、果醋等。下面是简单的生产果汁、果酒、果醋的流程。结合所学知识，回答下列问题：

(1)葡萄的皮、籽中含有原花青素和大量具有葡萄风味的物质等，这些物质易溶于乙醇和乙酸乙酯，因此，常采用________的方法来分离提取。
(2)生产果汁的时候，果汁出现浑浊的主要原因是果汁中含有________，该物质还会影响水果的____________。为了提高果汁的产量，节约成本，生产果汁时需要控制好________________。
(3)在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的微生物是______________。若想对初步筛选得到的酵母菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是________________。
(4)若葡萄汁中含有醋酸菌，在葡萄酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将酒精转变成醋酸？________，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题意分析可知，题述物质易溶于乙醇和乙酸乙酯，因此常采用萃取的方法来分离提取。(2)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，在生产果汁时，为了提高果汁的产量，节约成本，需要控制好果胶酶的使用量。(3)在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的微生物是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。若想对初步筛选得到的酵母菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是稀释涂布平板法。(4)在葡萄酒发酵旺盛时是无氧条件，而醋酸菌是好氧菌，该时期的无氧条件会抑制醋酸菌的生长，所以醋酸菌不能将酒精转变成醋酸。
答案：(1)萃取　(2)果胶　出汁率　果胶酶的用量
(3)(附着在葡萄皮上的野生型)酵母菌　稀释涂布平板法　(4)不能　醋酸菌是好氧菌，葡萄酒发酵旺盛时的无氧条件会抑制醋酸菌的生长
5．某大学的科研人员选用新疆伊犁地区野生薄荷为原料，研究薄荷精油的提取方法。如图为提取流程简图，请分析回答下列问题：

(1)薄荷精油主要分布在薄荷的________(填“花”“叶”或“种子”)中。
(2)提取过程中，选择阴干的方式及控制粉碎时温度都是为了防止薄荷精油在高温条件下氧化和________________________________________________________________________。
(3)选择萃取剂时，应主要考虑萃取剂的____________和____________。萃取的最佳时间可通过设置________来摸索。用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去______，否则会影响薄荷精油的质量。萃取完成后，将过滤得到的滤液进行低温(40 ℃)蒸馏并收集浓缩液，为了除去浓缩液中的水分，常需向浓缩液中加入________。
(4)除了上述用到的方法外，提取植物芳香油的方法还有________________。
解析：(1)薄荷精油主要分布在薄荷的叶中。(2)薄荷精油在高温条件下易挥发，故提取过程中应选择阴干的方式及控制粉碎时温度。(3)选择萃取剂时，应主要考虑萃取剂的性质和使用量。萃取的最佳时间可通过设置对照实验来摸索。用于萃取的有机溶剂必须事先精制，除去杂质，否则会影响薄荷精油的质量。萃取完成后，将过滤得到的滤液进行低温(40 ℃)蒸馏并收集浓缩液，为了除去浓缩液中的水分，常需向浓缩液中加入无水硫酸钠，再过滤除去。(4)提取植物芳香油的方法还有蒸馏法和压榨法。
答案：(1)叶　(2)挥发(蒸发)　(3)性质　使用量　对照实验　杂质　无水硫酸钠　(4)蒸馏法和压榨法
6．茶饮料主打“健康牌”，极少添加人工合成的色素、香精等添加剂，更多利用从植物中提取的天然成分。请回答下列问题：
(1)红茶菌液是一种传统的活菌饮料，由酵母菌、醋酸菌和乳酸菌共同发酵产生。纯化菌种时，在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号：①酒精灯　②培养皿　③显微镜　④无菌水)。稀释的目的是__________________________________。
(2)茶饮料所用的胡萝卜素，通常采用________法从胡萝卜中提取；提取后常用________法对提取物中的胡萝卜素进行鉴定。
(3)茶饮料所用的植物芳香油，如茉莉油的提取流程如下：茉莉花＋水→过程A→油水混合物→油层分离与粗提取→过程B→过滤→茉莉油。过程A表示________，过程B表示向粗提精油中加入____________________________________________________________，
目的是______________________________________________________________。
(4)若生产过程中一批茶饮料被大肠杆菌污染，可以通过滤膜法测定饮料中大肠杆菌的数目，涉及的试剂和显色反应分别为________。
A．酚红、红　　　　　　　 　B．伊红－美蓝、黑
C．对氨基苯磺酸、玫瑰红 D．刚果红、红
解析：(1)纯化菌种时，在样品稀释和涂布平板步骤中，用不到显微镜。稀释的目的是便于微生物的分离与计数。(2)通常采用萃取法提取胡萝卜素，采用纸层析法对胡萝卜素进行鉴定。(3)茉莉油的提取采用的是水蒸气蒸馏法，过程A为水蒸气蒸馏，过程B需加入无水硫酸钠以去除水分。(4)鉴别大肠杆菌常用的试剂为伊红－美蓝，用加入这两种试剂的培养基培养大肠杆菌，会出现黑色的菌落。
答案：(1)③　便于微生物的分离与计数　(2)萃取　纸层析　(3)水蒸气蒸馏　无水硫酸钠　去除水分　(4)B
[课下检测过关]
1．(2019届高三·北京海淀模拟)某校课外兴趣小组对某种品牌的酸奶中乳酸菌的数量进行了测定。取6支灭菌的试管，分别加入9 mL灭菌的生理盐水，编号为B1、B2、B3、B4、B5、B6；吸取1 mL酸奶样液加入试管B1中，混合均匀；然后另取一支吸管从B1中吸取1 mL溶液，加入B2中，依次类推，最后从试管B6中取0.1 mL样液进行涂布计数，涂布三个平板，其菌落数分别为251、265、276个。请回答下列问题：
(1)乳酸是乳酸菌__________呼吸的产物，进行的场所是________________。
(2)制备乳酸菌的培养基过程中，对培养皿灭菌的常用方法是________。平板冷凝后，倒置的目的是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该兴趣小组对乳酸菌接种所采用的方法是____________________。根据三个平板中的菌落数，可推测原酸奶中乳酸菌的浓度为________个/mL，该方法测定的乳酸菌的含量和实际值相比，一般________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)为了使测量的结果更加准确，对照组的设置应该是_______________________。
解析：(1)乳酸是乳酸菌进行无氧呼吸的产物，无氧呼吸的场所是乳酸菌细胞的细胞质基质。(2)制备培养基过程中，对培养皿灭菌的常用方法是干热灭菌法，对培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。平板冷凝后，将平板倒置的目的是防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基中造成污染，同时也可以避免培养基中的水分过快地挥发。(3)根据题干的操作步骤可推知，得到的是101、102、103、104、105、106倍的稀释液。从试管B6中取0.1 mL样液进行涂布计数，三个平板中菌落数分别为251、265、276个，可推测原酸奶中乳酸菌的浓度为(251＋265＋276)÷3×10×106＝2.64×109个/mL。稀释涂布平板法测定活菌数目时，因为相邻的细菌可能形成一个菌落，因此测定值可能比实际值小。(4)为了使测量的结果更加准确，需要另增设一组培养基，接种等量无菌水，主要是检测对培养基和培养器具灭菌是否彻底和操作是否严格按无菌操作要求进行。
答案：(1)无氧　细胞质基质　(2)干热灭菌法　防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基，也可以避免培养基中的水分过快地挥发　(3)稀释涂布平板法　2.64×109　偏小　(4)另增设一组培养基，接种等量无菌水，其他操作均相同
2．(2017·全国卷Ⅱ)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：
(1)该实验的自变量是________、________。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________。
(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为__________，脂肪转变为__________。
解析：(1)实验使用甲、乙两种菌种，并在32 h内定期取样观测发酵效果，所以该实验的自变量是菌种和发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧型微生物。(3)因“32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系”，说明发酵的最佳时间可能超过32 h，故可继续延长发酵时间，定期取样观测发酵效果，以确定最好的发酵效果所对应的时间，此时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，在相关微生物的作用下，大豆中的蛋白质转变为肽和氨基酸，脂肪转变为甘油和脂肪酸。
答案：(1)菌种　发酵时间　(2)好氧菌　(3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间　(4)氨基酸和肽　脂肪酸和甘油
3．(2017·全国卷Ⅰ)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：
(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生__________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是_____________________________，但可用葡萄糖作为碳源。进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_________________________
_______________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________(答出两点即可)。
解析：(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物的合成提供原料。(2)选择培养基是允许特定种类的微生物(目的微生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2PO/HPO可作为缓冲剂，使培养基中的pH保持相对稳定。
答案：(1)脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料　(2)尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用　(3)为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH的稳定
4．目前水果酵素以美容养颜、改善肠道环境、瘦身减肥等功率风靡全国。水果酵素就是借着发酵的方法让蔬菜水果等天然有机农产品先完成消化步骤，这样食用进入肠胃不必再消化，可以直接被身体吸收，减轻身体各器官的负担。某兴趣小组用新鲜的水果制作水果酵素的简要流程如下：
清洗酵素瓶→新鲜水果→清洗干净→去掉果核、切片→放入瓶内→加入白糖→发酵瓶放在25 ℃左右的环境中，每天早晚各排气、搅拌一次
请回答下列问题：
(1)水果和水放入瓶内，要留有1/3的空间，原因是____________________________
________________________________________________________________________。
(2)水果为微生物的生长和繁殖提供的营养成分有________________。
(3)每天早晚搅拌的目的是________________________。发酵初期闻到瓶内有酒味，可用____________(填试剂)进行鉴别。
(4)为了探究水果酵素中微生物的种类，可以将酵素液接种在________培养基上，以观察长出的不同菌落的特征，这些特征包括菌落的________________(至少答三个)。接种前为避免酵素液浓度过高，需要将其进行________。
解析：(1)水果和水放入瓶内，要留有1/3的空间，原因是既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时汁液溢出来。(2)水果为微生物的生长和繁殖提供的营养成分有碳源、氮源、水和无机盐。(3)每天早晚搅拌的目的是使微生物与水果充分接触并增加溶氧。发酵初期闻到瓶内有酒味，可用酸性条件下的重铬酸钾进行鉴别。(4)为了探究水果酵素中微生物的种类，可以观察固体培养基上不同菌落的特征，这些特征包括菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等。为避免水果酵素浓度过高，需要将其进行稀释。
答案：(1)既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时汁液溢出来　(2)碳源、氮源、水和无机盐　(3)使微生物与水果充分接触并增加溶氧　酸性重铬酸钾　(4)固体　形状、大小、隆起程度和颜色　稀释
5．(2017·全国卷Ⅲ)绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。回答下列问题：
(1)在提取物质W时，最好应选用的一种原料是_______(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲，不宜选用其他两种的原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)提取物质W时，振荡的作用是__________________。
(3)活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是__________________________。
(4)现有丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是_______________________________________________。
(5)该实验操作过程中应注意的事项是__________________________(答出两点即可)。
解析：(1)依据题干信息，物质W受热、受潮易分解，因此不宜选择高温烘干；而新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质W的提取效果，故不应选用新鲜的植物甲。(2)提取物质W时，振荡可以使原料和所加有机溶剂充分混匀。(3)利用活性炭的吸附能力，可以去除提取液中植物甲所含的色素，从而得到较为纯净的物质W与有机溶剂的混合物。(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少。(5)物质W容易受热分解，因此蒸馏操作适宜在较低的温度下进行，同时因实验中使用了有机溶剂，要注意防火。
答案：(1)晾干　高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质W的提取效果
(2)使原料和溶剂充分混匀　(3)去除提取液中的色素
(4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少
(5)在温度较低的情况下操作，防火
6．(2018·郑州质检)某地盛产葡萄、柿子等水果，但因销路不畅，造成水果严重积压，腐烂变质。某驻村扶贫支教老师为解决葡萄、柿子等资源严重损耗问题，组织学生设计了如图1所示装置，试图探究以柿子为原料制作柿子酒、柿子醋。请回答下列问题：

(1)酵母菌的分离和纯化：
①用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入甲瓶中。葡萄汁的质量和环境温度等方面满足需求，在____________的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物则被抑制。应注意的相关操作是________________________________________________________________________。
②若要通过酵母菌的单菌落进行计数，应在培养液中加入__________，采用________________法分离和计数。________(填“能”或“不能”)用这种培养基对酵母菌进行扩大培养。
(2)柿子酒、柿子醋的制备：
①若在甲瓶内装入打碎的柿子浆，加入____________酶，能较好的提升柿子酒的清澈度。
②当酒精发酵基本完成时，将果汁的酒精浓度稀释至5～6度，然后导入乙瓶(装有5%～10%的醋酸菌液)，搅匀，将温度保持在30 ℃，进行醋酸静置发酵。该过程中，对乙瓶应进行的操作是_____________________________________________________________。
③为探究不同醋酸菌接种量(5%、10%、15%)与醋酸发酵的关系，进行了相应实验，获得图2所示实验数据。在接种后70 h，接种量为15%的醋酸产量最少的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)①在果酒发酵中，发酵液中缺氧且呈酸性，一定范围内，酵母菌可以在这样的发酵液中生长繁殖，而其他微生物受到抑制，从而发酵产生大量的果酒。如果将发酵液导入图1的甲瓶中，应注意的操作是夹住a、b，关闭c、e，间隔一段时间应打开b处夹子排出CO2，以防止发酵瓶因气压过大而爆裂。②若要通过酵母菌的单菌落进行计数，需要用固体培养基培养才能形成菌落，所以应在培养液中加入凝固剂——琼脂；分离并计数要采用稀释涂布平板法接种培养；但不能用这种方法对酵母菌进行扩大培养，因为固体培养基不能被培养的酵母菌在短时间内充分利用。(2)①发酵制作的果酒呈浑浊状态，是因为发酵液中存在大量的酵母菌不能利用的纤维素和果胶，所以可以在发酵液中加入纤维素酶和果胶酶进行溶解，以提升柿子酒的清澈度。②当酒精发酵基本完成时，将果酒导入含有醋酸菌液的乙瓶进行醋酸发酵，由于醋酸发酵需要在有氧环境中进行，所以需要对乙瓶进行打开夹子d，通入无菌的空气。③图2是探究不同醋酸菌接种量(5%、10%、15%)与醋酸发酵的关系曲线。由于在等量果酒为原料的条件下，接种量越大的发酵瓶内发酵液消耗越快，同时产生的代谢废物积累也越多，所以在接种后70 h，接种量最大的发酵瓶产生醋酸量最少。
答案：(1)①缺氧、呈酸性　夹住a、b，关闭c、e，间隔一段时间应打开b处夹子排出CO2　②琼脂　稀释涂布平板　不能　(2)①纤维素酶和果胶　②打开夹子d，通入无菌的空气　③醋酸菌生长繁殖消耗营养物质较多，产生的代谢废物积累太多
7．从黄花蒿中提取的青蒿素是一种无色针状晶体，易溶于有机溶剂，难溶于水，不易挥发，高温和受潮易分解。请回答下列有关问题：
(1)提取青蒿素时，应采用萃取法而不宜用水蒸气蒸馏法，其原因是________________________________________________________________________。
(2)提取青蒿素时，最好选用的一种原料是__________(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的黄花蒿，理由是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究表明青蒿素对卡他球菌有较强的抑制效果，如图是对青蒿素敏感的卡他球菌原始菌种的相关实验(影印接种法指用无菌绒布覆盖在长有菌落的1号培养基表面，轻轻按压，不旋转绒布，然后将绒布上的菌落“复印”到2号和3号培养基上)。

①培养基配制好后，需用____________________(填仪器名称)对其进行灭菌。
②在2号培养基上挑取与3号培养基位置相同的1个菌落，接种到________(填“含”或“不含”)青蒿素的培养基上，若出现较多菌落(未受污染)，则抗青蒿素卡他球菌的出现说明相关基因突变发生在该菌接触青蒿素________(填“之前”或“之后”)。
③影印接种时最好将菌种先影印到2号培养基再影印到3号培养基，不能颠倒，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息，青蒿素不易挥发，很难随水蒸气蒸馏出来，故不宜用水蒸气蒸馏法提取青蒿素。(2)青蒿素高温和受潮易分解，若采用高温烘干的黄花蒿，烘干过程中青蒿素受高温易分解；若用新鲜的黄花蒿，含水量较高，会影响萃取的效果(萃取前一般需进行干燥)；采用晾干的黄花蒿，可避免青蒿素高温下分解，且晾干的黄花蒿含水量低，有利于用有机溶剂提取青蒿素。(3)对青蒿素敏感的卡他球菌，经稀释涂布平板法，接种到1号培养基上，长出菌落后，用影印接种法接种到2号和3号培养基上，影印接种法可保证2号和3号培养基相同位置上长出相同的菌落。①培养基配制好后，需用高压蒸汽灭菌锅对其进行灭菌。②在2号培养基上挑取与3号培养基位置相同的1个菌落，若接种到不含青蒿素的培养基上，长出较多菌落，不能说明任何问题，若接种到含青蒿素的培养基上，长出较多菌落(未受污染)，则说明这些卡他球菌在接触青蒿素之前对青蒿素已经产生了抗性(抗性的产生是相关基因突变的结果)。③影印接种时最好将菌种先影印到2号培养基再影印到3号培养基，不能颠倒，因为2号培养基不含青蒿素，3号培养基含有青蒿素，若操作颠倒，先影印到3号培养基，大量卡他球菌会被青蒿素杀死，导致2号培养基上的菌落数大量减少，进而导致结果不准确。
答案：(1)青蒿素不易挥发，很难随水蒸气蒸馏出来(合理即可)　(2)晾干　青蒿素受热和受潮易分解，晾干过程避免了青蒿素高温下分解，且晾干的黄花蒿含水量低，用有机溶剂提取青蒿素的效果好(合理即可)　(3)①高压蒸汽灭菌锅　②含　之前　③若先影印到3号培养基，青蒿素会杀死大量卡他球菌，导致2号培养基上的菌落数大量减少，进而导致结果不准确(合理即可)
8．筛选大肠杆菌抗链霉素突变株的实验过程如下：
①取一个已经灭菌的空培养皿，斜着(一边垫起)放置，在无菌条件下倒入10 mL不含药物的底层培养基(如图甲所示)；
②待培养基凝固后将培养皿放平，再倒入10 mL含有链霉素的上层培养基，这样便得到链霉素浓度从一边到另一边逐渐升高的梯度平板(如图乙所示)；
③用移液管移取经诱变处理后的大肠杆菌细胞悬液0.1 mL到梯度平板上，进行涂布；
④将平板倒置于恒温培养箱中培养2天，观察经一次培养的梯度平板上大肠杆菌的生长情况；
⑤选择如图丙所示平板上1～2个生长在梯度平板中部的单个菌落，用无菌接种环接触单个菌落朝高药物浓度的方向划线；
⑥将平板倒置于恒温培养箱中培养2天，经二次(或多次)培养后，在链霉素浓度比较高的部位长出的菌落即为抗链霉素突变株的菌落。

据此请回答下列问题：
(1)该实验所用的培养基从用途上看是____________培养基，为了使培养基能够凝固，通常需要在培养基中加入________。
(2)涂布操作时，涂布器可沾取少量________在火焰上引燃，进行灼烧灭菌。在固体培养基上接种后将平板进行倒置培养的目的是________________________________________________________________________。
(3)若在培养基中加入伊红－美蓝，则图丙培养皿中长出的菌落颜色为________。用无菌接种环接触单个菌落朝高药物浓度的方向划线，其目的是________________________________________________________________________。
(4)大肠杆菌的抗链霉素突变________(填“是”或“不是”)培养基中的链霉素引起的，作出这一判断的理由是____________________________________________________。
解析：(1)该实验的目的是筛选大肠杆菌抗链霉素突变株，所用培养基属于选择培养基。制备固体培养基需添加琼脂，琼脂起凝固剂的作用。(2)在涂布平板操作中，要将涂布器末端浸在盛有体积分数为70%的酒精的烧杯中，取出时，让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，进行灼烧灭菌。细菌培养时平板倒置的目的是防止皿盖上形成的水珠滴落在培养基上污染培养基。(3)在伊红－美蓝培养基上，大肠杆菌菌落呈黑色，并带有金属光泽。将平板中部的单个菌落朝高药物浓度方向划线是为了测试这些菌株的抗性水平。(4)大肠杆菌在接触链霉素之前原本就存在着发生了抗链霉素突变的个体，含有链霉素的培养基可以将抗链霉素突变个体筛选出来，该过程中链霉素只是起到选择作用，而不是引发突变。
答案：(1)选择　琼脂　(2)酒精　防止培养皿盖上形成的水珠滴落在培养基上造成污染(合理即可)　(3)黑色　测试这些菌株的抗性水平　(4)不是　大肠杆菌抗链霉素突变发生于该菌接触链霉素之前，培养基中的链霉素只是起到选择作用
9．(2018·全国卷Ⅲ)回答下列与酵母菌有关的问题：
(1)分离培养酵母菌通常使用______________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基，该培养基应采用________________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到菌落，菌落的含义是
________________________________________________________________________。
(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进__________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)；若进行厌氧培养，可促进______________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。
(3)制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用广泛的细菌培养基；MS培养基是满足植物细胞的营养和生理需要的培养基；麦芽汁琼脂培养基通常用于酵母菌(真菌)的培养、鉴定及菌种保存。培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。菌落是指由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)酵母菌为兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸为酵母菌的快速繁殖提供能量，在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇。(3)面包松软是因为制作过程中，加入的酵母菌可以分解葡萄糖产生大量的CO2，CO2遇热膨胀，使得制作的面包松软多孔。
答案：(1)麦芽汁琼脂　高压蒸汽　由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体　(2)菌体快速增殖　乙醇产生　(3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
10．细腻化渣的夹江腐乳和食香雅韵的东坡泡菜是四川的特产，深受人们喜爱。而在绵阳花城果乡，多家植物园中分季节种植的有多种花卉和水果，其中玫瑰、柑橘等可以作为植物芳香油提取的原料，葡萄、蓝莓等可酿酒。请回答下列问题：
(1)人们对泡菜和腐乳的喜好主要是口感，但也关注加工过程中有害物质的含量。腐乳和泡菜制作中都可加入一定量的酒和多种香辛料，其目的是使产品具有不同风味和口感，也具有________________________的作用。泡菜和腐乳中超标的亚硝酸盐进入人体后，在特定条件下会转变成致癌物质________。所以质检部门会检测亚硝酸盐的含量。
(2)玫瑰精油的提取是通过水分子向原料渗透，使植物精油成分向水中扩散，形成油水共沸物，蒸馏出的水蒸气与精油通过________________、油水分离后得到精油。用橘皮来提取精油时，新鲜橘皮要干燥去水，并用石灰水浸透，是为了提高________________。
(3)萃取法可明显提高薰衣草精油的提取效率。从影响萃取的因素考虑，萃取的效率主要取决于萃取剂的__________，萃取液的浓缩可直接使用_________装置。
(4)酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味，从发酵条件分析可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)腐乳和泡菜制作过程中都可加入一定量的酒和多种香辛料，其目的是使产品具有不同风味和口感，也具有防腐杀菌(抑制杂菌生长)的作用。泡菜和腐乳中超标的亚硝酸盐进入人体后，在特定条件下会转变成致癌物质——亚硝胺。(2)玫瑰精油的提取是通过水分子向原料渗透，使植物精油成分向水中扩散，形成油水共沸物，蒸馏出的水蒸气与精油通过冷凝、油水分离后得到精油。用橘皮来提取精油时，新鲜橘皮要干燥去水，并用石灰水浸透，是为了提高出油率。(3)从影响萃取的因素考虑，萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量；萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。(4)果酒制作需要无氧环境，适宜的温度是18～25 ℃；果醋制作需要有氧环境，适宜的温度是30～35 ℃。若酿造的蓝莓酒带有一股醋酸味，原因可能是酒精发酵后期进入了空气，温度上升导致醋酸菌大量生长产生了醋酸。
答案：(1)防腐杀菌(抑制杂菌生长)　亚硝胺　(2)冷凝　出油率　(3)性质和使用量　蒸馏　(4)酒精发酵后期进入了空气，温度上升导致醋酸菌大量生长产生了醋酸
第Ⅱ课时　基因工程与克隆技术(选修③)

点点落实(一)　基因工程
[一过基础]
1．基因工程的3种操作工具

2．基因工程的基本操作程序
(1)目的基因的获取途径
方法
具体操作
直接分离
从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取
人工合成
化学
合成
已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板
逆转
录法
以mRNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成
PCR技术
已知脱氧核苷酸序列的目的基因DNA，经过变性、复性和延伸，形成大量目的基因

(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建
①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。
(3)将目的基因导入受体细胞

植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方法
农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法
显微注射技术
感受态细胞法(用Ca2＋处理)
受体细胞
受精卵、体细胞
受精卵
原核细胞
(4)目的基因的检测与鉴定
①导入检测：DNA分子杂交技术(使用DNA探针)。
②表达检测
③个体生物学水平鉴定：如对转基因作物进行抗虫或抗病等接种实验。
3．PCR技术的原理和过程
(1)PCR的原理
PCR利用了DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合：
双链DNA单链DNA
(2)PCR的反应过程
过程
说明
图解
变性
当温度上升到90_℃以上时，双链DNA解聚为单链

复性
温度下降到50_℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合

延伸
72 ℃左右时，TaqDNA聚合酶有最大活性，可使DNA新链由5′端向3′端延伸

4．蛋白质工程

[二过易错]
(1)启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用(2015·重庆卷，T6D)(×)
(2)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测(2014·天津卷，T4A)(×)
(3)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽(√)
(4)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(×)
(5)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点(√)
[三过高考]
1．(2018·全国卷Ⅰ)回答下列问题：
(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了________________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的________方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与______________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是________。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用__________________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。
解析：(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是转基因技术。该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物的基因可在原核细胞中表达等。(2)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca2＋参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA和外壳蛋白(或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。
答案：(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达　(2)转化　外壳蛋白(或噬菌体蛋白)　细菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶
2．R­7是家蚕体内的一种小分子非编码RNA，可与某些mRNA尾端的一段非编码序列(3′­UTR)结合，进而影响基因的表达。为研究R­7是否影响家蚕基因B(调控家蚕眼睛发育)的表达，科研人员将基因B中对应3′­UTR的DNA片段与荧光素酶基因(R­7不影响荧光素酶基因的表达)重组后导入家蚕胚胎细胞观察其表达结果。请回答下列问题：
(1)利用________技术扩增基因B中对应3′­UTR的DNA片段，应先依据该基因的一段核苷酸序列合成引物。若对一个含基因B的DNA扩增n代，则共需消耗________对引物。
(2)图甲中对应3′­UTR的DNA片段应插入到位点__________，原因是________________________________________________________________________。
重组载体中的荧光素酶基因在基因工程中作为________。
　
(3)科研人员分别从实验组和对照组细胞中提取蛋白质，经处理检测后获得相对荧光值(在适宜条件下，荧光素酶可催化荧光素发生氧化反应并发出荧光)，其结果如图乙所示。
①实验组为将重组载体导入含R­7的家蚕胚胎细胞中，对照组1的处理为将含有荧光素酶基因的表达载体(不含对应3′­UTR的DNA片段)导入含R­7的家蚕胚胎细胞中，则对照组2的处理应为____________________________________________________________。
②依据实验结果可推知，R­7影响基因B的表达，即通过遵循________________原则，R­7与基因B所转录的mRNA的3′­UTR结合，进而________(填“促进”或“抑制”)基因B的表达。
解析：(1)利用PCR技术扩增基因B中对应3′­UTR的DNA片段，应先依据该基因的一段核苷酸序列合成引物。利用PCR技术扩增基因的过程中，每合成一个新的子链就要消耗一个引物，扩增n代，产生了2n个DNA，可知共需消耗2n－1对引物。(2)目的基因插入的位置应该在启动子和终止子之间，且不能破坏荧光素酶基因，因此可将目的基因插入到位点2，构建重组载体。荧光素酶基因在基因工程中通常作为标记基因，便于筛选。(3)①根据题意可知，实验的变量为R­7的有无、基因B中对应3′­UTR的DNA片段的有无，故对照组2的处理应为将重组载体导入不含(或去除)R­7的家蚕胚胎细胞中。②基因的表达是指基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个步骤。R­7影响基因B的表达，即通过遵循碱基互补配对原则，R­7与基因B所转录的mRNA的3′­UTR结合，影响翻译过程，根据实验结果中实验组的相对荧光值最低，可知R­7抑制基因B的表达。
答案：(1)PCR　2n－1　(2)2　目的基因应插入到启动子与终止子之间，且不能破坏荧光素酶基因(合理即可)　标记基因　(3)①将重组载体导入不含(或去除)R­7的家蚕胚胎细胞中　②碱基互补配对　抑制
点点落实(二)　克隆技术
[一过基础]
1．植物细胞工程的两大技术

2．动物细胞培养

3．动物细胞核移植技术

4．动物细胞融合与单克隆抗体

[二过易错]
(1)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行(2015·江苏卷，T3B)(×)
(2)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养(√)
(3)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理(√)
(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(×)
(5)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性(×)
(6)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(×)
[三过高考]
1．(2019届高三·湖南师大附中模拟)甲、乙两种濒危植物(二倍体)因有性繁殖率低、易感染病毒等原因，常采用组织培养的方法繁殖。请回答下列问题：
(1)以植物甲叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，表明植物细胞具有________。在培养基中添加细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的______或从愈伤组织上分化出__________。
(2)为培养脱毒的植物乙，从植物乙根的________(填“分生区”或“成熟区”)附近取材进行组织培养，植物乙的根细胞中常会积累一些橙黄色的脂溶性色素颗粒，可用____________(填“有机溶剂”或“水”)提取。
(3)如取甲的叶肉细胞与乙的上述细胞用____________酶去除细胞壁，获得具有活力的__________，再用化学诱导剂诱导二者融合，在光学显微镜下，如看到某个细胞中同时出现________________________________________________________________________，则说明融合成功。
解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性；在培养基中添加细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的分裂，或从愈伤组织上分化出不定芽。(2)根的分生区部位病毒极少，所以从植物乙根的分生区附近取材进行组织培养，可获得脱毒的植物乙；脂溶性色素颗粒易溶于有机溶剂，所以植物乙根细胞中积累的一些橙黄色脂溶性色素颗粒可用有机溶剂提取。(3)植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以可以利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；叶肉细胞含有叶绿体；脱毒的植物乙根细胞中积累一些橙黄色的脂溶性色素颗粒，所以当在某个细胞中同时出现绿色的叶绿体和橙黄色的色素颗粒，则说明融合成功。
答案：(1)全能性　分裂　不定芽　(2)分生区　有机溶剂　(3)纤维素酶和果胶　原生质体　绿色的叶绿体和橙黄色的色素颗粒
2．Graves病(GD)可导致甲状腺功能亢进。研究发现，GD患者甲状腺细胞表面表达大量细胞间粘附分子1(ICAM­1)，导致甲状腺肿大。科研人员通过制备单克隆抗体，对治疗GD进行了尝试。
(1)用ICAM­1间隔多次免疫若干只小鼠，几周后取这些免疫小鼠的血清，分别加入多孔培养板的不同孔中，多孔培养板中需加入__________以检测这些小鼠产生的抗体。依据反应结果，选出__________反应最强的培养孔所对应的小鼠M。
(2)实验用骨髓瘤细胞应置于______________恒温培养箱中37 ℃培养，融合实验前将部分骨髓瘤细胞置于含HAT的选择培养基中培养，一段时间后培养基中______(填“有”或“无”)骨髓瘤细胞生长，说明培养基符合实验要求。
(3)取小鼠M的脾脏细胞制备成细胞悬液，与实验用骨髓瘤细胞进行融合，用选择培养基筛选得到具有________________能力的细胞。将获得的上述细胞在多孔培养板上培养，用ICAM­1检测，从中选择能大量产生__________的杂交瘤细胞，植入小鼠腹腔中__________培养，一段时间后从小鼠腹水中提取实验用抗体。
(4)若进一步比较实验用抗体和131I对GD模型小鼠的治疗作用，可将若干GD模型小鼠等分为三组，请补充下表中的实验设计。
对照组(A)
131I治疗组(B)
单克隆抗体治疗组(C)
给GD模型小鼠腹腔注射
0.1 mL无菌生理盐水
给GD模型小鼠腹腔注射溶于0.1 mL无菌生理盐水的131I

解析：(1)用ICAM­1作为抗原间隔多次免疫若干只小鼠，几周后取这些免疫小鼠的血清，分别加入多孔培养板的不同孔中，多孔培养板中需加入ICAM­1以检测这些小鼠产生的抗体。依据反应结果，选出阳性(或抗原－抗体)反应最强的培养孔所对应的小鼠M。(2)实验用骨髓瘤细胞应置于(5%)CO2恒温培养箱中37 ℃培养，融合前将部分培养细胞置于含HAT的选择培养基中培养，一段时间后培养基中无骨髓瘤细胞生长，说明培养基符合实验要求。(3)取小鼠M的脾脏细胞制备成细胞悬液，与实验用骨髓瘤细胞进行融合，用选择培养基筛选得到具有无限增殖能力的细胞。将获得的上述细胞在多孔培养板上培养，用ICAM­1检测，从中选择大量产生抗ICAM­1 抗体的杂交瘤细胞，植入小鼠腹腔中克隆培养，一段时间后从小鼠腹水中提取实验用抗体。(4)根据题干中实验目的“比较实验用抗体和131I对GD 模型小鼠的治疗作用”，单克隆抗体治疗组(C)中应给GD模型小鼠腹腔注射溶于0.1 mL无菌生理盐水的抗ICAM­1单克隆抗体。
答案：(1)ICAM­1　 阳性(或抗原－抗体)　(2)(5%)CO2　无　(3)无限增殖　抗ICAM­1抗体　克隆化　(4)给GD模型小鼠腹腔注射溶于0.1 mL无菌生理盐水的抗ICAM­1单克隆抗体

[课堂巩固落实]
1．(2018·全国卷Ⅱ)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1­GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：

(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是________________。使用这两种酶进行酶切是为了保证________________，也是为了保证____________________。
(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。
(3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的________移入牛的__________中、体外培养、胚胎移植等。
(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的________(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。
解析：(1)由题意可知，L1基因和GFP基因合成了L1­GFP融合基因(简称为甲)，题图中显示了四个酶切位点，当将L1­GFP融合基因插入质粒P0时，可用E1和E4限制酶进行酶切，用这两种酶进行酶切不会破坏甲的完整性，同时能保证甲按照正确的方向与载体连接。(2)若在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1­GFP融合基因得到表达，即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。(3)为了获得含有甲的牛，可将含有目的基因细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中，然后进行体外培养、胚胎移植等。(4)利用PCR技术扩增目的基因，可以检测目的基因是否存在。PCR扩增的模板是DNA。
答案：(1)E1和E4　甲的完整　甲与载体正确连接
(2)转录　翻译　(3)细胞核　去核卵母细胞
(4)核DNA
2．(2019届高三·茂名联考)利用现代生物技术，科研人员对马铃薯的培育进行了研究，请回答相关问题：
(1)培育马铃薯脱毒苗所依据的原理是_________________，
该培育过程涉及________和________两个阶段。
(2)研究马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。据图可知，茎尖越小，脱毒率________，成苗率________，培养脱毒苗茎尖的适宜大小为________。
(3)若想培育出“番茄－马铃薯”植株，运用传统有性杂交________(填“能”或“不能”)得到可育的杂种植株，原因是_________________________________________。
(4)若马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞中含n条染色体，则“番茄－马铃薯”细胞在有丝分裂后期含______条染色体。
解析：(1)培育马铃薯脱毒苗是对植物组织培养技术的应用，所依据的原理是植物细胞的全能性；该培育过程涉及脱分化和再分化两个阶段。(2)据图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低；培养脱毒苗茎尖的适宜大小为0.27 mm。(3)由于番茄和马铃薯属于两个不同物种，而不同种的植物存在生殖隔离，所以若想培育出“番茄－马铃薯”植株，运用传统有性杂交不能得到可育的杂种植株。(4)若马铃薯细胞中含m条染色体，番茄细胞中含n条染色体，则“番茄－马铃薯”细胞中含有(m＋n)条染色体，在有丝分裂后期含2(m＋n)条染色体。
答案：(1)植物细胞的全能性　脱分化　再分化　(2)越高　越低　0.27 mm　(3)不能　不同种的植物存在生殖隔离　(4)2(m＋n)
3．(2019届高三·重庆模拟)抗体是由四条多肽链结合形成的Y型蛋白质，C区为抗体分子的恒定区，同一物种C区氨基酸序列相同；V区为抗体分子的可变区，不同抗体的V区氨基酸序列有差异，可变区的不同使得不同抗体分子能结合不同的抗原。请回答相关问题：
(1)与传统获取抗体的方法相比，单克隆抗体具有_______________________________
_________________________________________________________________的优点。
(2)天然抗体的两个V区结构完全相同，只能结合相同的抗原。通过一定的技术手段可以得到双功能抗体，它的两个V区能结合不同的抗原。双功能抗体的制备方法如下：向小鼠注射______________________，获取能分泌抗体1的________________细胞，将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后经过________次筛选获取能分泌单克隆抗体1的A细胞；同理获取能分泌单克隆抗体2的B细胞；将AB细胞进行融合，形成可分泌两种亲代抗体和杂种抗体的杂种－杂交瘤细胞(A－B)。
(3)双功能抗体在癌症治疗中可作为“生物导弹”，其中一个V区识别癌细胞表面特定的抗原，另一个V区可以和________________________结合，使其定向杀伤癌细胞。
(4)若要对天然抗体的V区进行定向改造，使其能够结合一些自然界没有的蛋白质，可以使用________________技术对________________分子进行改造。
解析：(1)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备的优点。(2)向小鼠注射特定的抗原产生特定的免疫反应，获取能分泌抗体1的B淋巴细胞，将该细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后经过两次筛选获取能分泌单克隆抗体1的A细胞；同理获取能分泌单克隆抗体2的B细胞；将AB细胞进行融合，形成可分泌两种亲代抗体和杂种抗体的杂种－杂交瘤细胞(A－B)。(3)双功能抗体在癌症治疗中可作为“生物导弹”，其中一个V区识别癌细胞表面特定的抗原，另一个V区可以和T细胞、抗癌药物、放射性物质等结合，使其定向杀伤癌细胞。(4)若要对天然抗体的V区进行定向改造，使其能够结合一些自然界没有的蛋白质，可以使用的生物技术是蛋白质工程，根据预期的蛋白质的功能推测其结构，根据结构改造DNA分子。
答案：(1)特异性强、灵敏度高、能大量制备　(2)特定的抗原　B淋巴　 两　(3)T细胞、抗癌药物、放射性物质等(合理即可)　(4)蛋白质工程　DNA
4．科学家设法将生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如图所示。请据图回答下列问题：

(1)过程①采用的方法是____________，过程②之前需用__________处理目的基因和质粒。
(2)过程③需事先对大肠杆菌用__________处理，使其处于感受态，接着________________________________________________________________________
完成转化过程。
(3)过程④动物细胞培养中使用的工具酶是__________，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入__________。
(4)过程⑤一般先将生长激素基因导入奶牛的________，然后进行__________，再进行胚胎移植，生下转基因牛犊。
解析：(1)图示过程①表示利用人的生长激素mRNA获得人生长激素基因，此方法为反(逆)转录法。过程②表示构建基因的表达载体，之前先要用同一种限制酶切割目的基因和质粒，获得相同的黏性末端才能重建载体重组质粒。(2)过程③将目的基因导入的受体细胞为大肠杆菌，常采用Ca2＋处理法，使其处于感受态，然后将重组表达载体溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化。(3)动物细胞培养过程中，要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个或从瓶壁上脱落下来；与植物组织培养的培养基不同，动物细胞培养液中通常需加入动物血清、血浆。(4)利用乳腺生物反应器生产药物，需将生长激素基因导入奶牛的受精卵中，然后将转基因受精卵进行培养得到早期胚胎，再移植到代孕母牛体内发育，出生后就是转基因牛犊。
答案：(1)反(逆)转录　同一种限制酶　(2)Ca2＋　将重组表达载体溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶　动物血清、血浆　(4)受精卵　早期胚胎培养
5．(2018·全国卷Ⅲ)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指
________________________________________________________________________。
通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是
________________________________________________________________________。
(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
解析：(1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。将重组细胞形成的早期胚胎移植到受体子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，所以动物体细胞核移植获得克隆动物的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌、雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。
答案：(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中　不变　(2)小于　胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易　(3)相同　不同
6．(2019届高三·鞍山第一中学模拟)干扰素基因缺失的个体免疫力严重下降。科学家利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失的患者进行基因治疗。请回答下列问题：
(1)胚胎干细胞是由______________中分离出来的细胞，在饲养层细胞上能够维持__________的状态。
(2)利用PCR技术扩增干扰素基因时，需在__________酶的作用下进行。PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但___________的引物需要设定更高的退火温度。如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有___________(填序号：①升高退火温度　②降低退火温度　③重新设计引物)。
(3)有人得到如图所示的含有目的基因的表达载体，但其不能在宿主细胞中表达目的基因产物，分析目的基因不能表达的原因是_________________________________________________________
________________________________________________________。
(4)对改造后的ES细胞进行培养的过程中，为了防止污染，可在培养基中添加一定量的__________。
(5)干扰素的作用机理是：干扰素作用于宿主细胞膜上的相应受体，激活细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通过激活____________________使病毒的RNA水解。
解析：(1)胚胎干细胞是由早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES。它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性，在饲养层细胞上能够维持不分化的状态。(2)PCR技术在较高温度下进行，利用PCR技术扩增干扰素基因时，需在耐高温DNA聚合酶(或Taq DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶)的作用下进行；退火温度与时间取决于引物的长度、碱基组成及其浓度，如果引物中G、C含量较高，需要设定更高的退火温度；PCR反应的关键环节有：①模板核酸的制备，②引物的质量与特异性，③酶的质量，④PCR循环条件。如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。(3)构建目的基因表达载体时，目的基因应插入启动子和终止子之间，以利于目的基因的转录。(4)ES细胞的培养基中除了所需要的营养物质外，还应添加一定的抗生素，防止杂菌污染。(5)酶有专一性，催化病毒RNA水解的酶是RNA水解酶。
答案：(1)早期胚胎或原始性腺　不分化　(2)Taq(或热稳定DNA聚合)　G、C含量高　 ②③　(3)目的基因插入在终止子的下游，不能被转录　(4)抗生素　(5)RNA水解酶
[课下检测过关]
1．(2018·天津高考节选)甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
(1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用________技术扩增，并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的________，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与________连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的________进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞，并在补加__________的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是________(单选)。
A．病毒的DNA聚合酶　　 　B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶 D．宿主的RNA聚合酶
解析：(1)体外进行DNA扩增采用的技术手段是多聚酶链式反应(PCR技术)。将基因内个别编码氨基酸的序列改造成编码终止密码子的序列后，在翻译时终止密码子提前出现，不能合成完整长度的多肽(或蛋白质)。(2)为了使目的基因能够在受体细胞中稳定存在并正常表达，需要将目的基因与载体连接后导入宿主细胞。利用分子杂交技术，鉴定筛选获得成功表达目的RNA的细胞时，需提取宿主细胞的总RNA。(3)将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞，宿主细胞内由于没有Uaa，翻译将会在终止密码子处停止，将不能翻译出改造病毒基因的完整蛋白，所以要想翻译出完整蛋白，需要在培养基中加入Uaa。转录时，识别启动子的酶为RNA聚合酶，因为转录在宿主细胞中进行，所以转录用的酶为宿主细胞的RNA聚合酶。
答案：(1)PCR　多肽(或蛋白质)　(2)载体　总RNA　(3)非天然氨基酸(Uaa)　D　
2．如图表示科学家培育耐寒生物的过程，请回答下列问题：

(1)从cDNA文库中获取的目的基因________(填“有”或“无”)启动子。实现①过程常用________技术，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成________。
(2)②表示___________________________________________，其中标记基因的作用是
________________________________________________________________________。
(3)转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是用DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体的DNA上是否插入目的基因，这种方法需要遵循___________________________________________原则。
(4)若要培育抗冻能力强的转基因羊，可将鱼的抗冻蛋白基因导入羊的________中，培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎工程的________________________________技术。
解析：(1)用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补的DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫这种生物的cDNA文库，cDNA文库中没有基因的启动子，获得更多目的基因的方法是PCR技术。该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。(2)②表示基因表达载体，其中标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因。(3)DNA分子杂交技术遵循碱基互补配对原则。(4)目的基因导入受体细胞，若受体细胞为动物细胞受精卵，则培育该动物的最后一道“工序”是胚胎移植。
答案：(1)无　PCR　引物　(2)基因表达载体　鉴别受体细胞中是否含有目的基因　(3)碱基互补配对　(4)受精卵　胚胎移植
3．紫杉醇是最有效的抗癌制剂之一。生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮，而大量剥取树皮会造成树木死亡和资源破坏。请回答下列问题：
(1)科研人员尝试从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇，可采用________________技术来获得红豆杉的愈伤组织。由红豆杉叶肉细胞得到愈伤组织的过程叫________________________________________________________________________。
(2)在林业生产上，若连年种植红豆杉单一品种，往往会造成病虫害增加，这违反了生态工程的______________原理。科研人员欲利用基因工程技术培育具有抗虫特性的红豆杉，该过程的核心步骤是________________________________________________________。
(3)科研人员尝试采用植物体细胞杂交技术培育能产生紫杉醇的速生“桉树—红豆杉”杂种植株。在进行体细胞杂交之前，必须先利用____________酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。进行原生质体间的融合时，常使用的诱导剂是________________。由杂种细胞发育成一个完整的杂种植株体现了植物细胞具有_____________________________的特点。
解析：(1)通过植物组织培养技术可获得植物的愈伤组织。让已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程称为脱分化。(2)连年种植单一品种造成病虫害增加，这违反了生态工程的物种多样性原理。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。(3)欲得到所需的原生质体，要利用纤维素酶和果胶酶去除正常植物细胞的细胞壁。诱导原生质体间的融合常使用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。由单个植物细胞得到完整生物体体现了植物细胞具有全能性的特点。
答案：(1)植物组织培养　脱分化　(2)物种多样性　基因表达载体的构建　(3)纤维素酶和果胶　聚乙二醇(PEG)　全能性
4．(2018·江苏扬州检测)嗜热菌可以生活在98 ℃的高温环境中，研究发现其耐热性与基因H的表达产物有关。如图表示某研究小组利用大肠杆菌对H基因实行的克隆和表达过程，其中Nde Ⅰ、EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ、Sal Ⅰ 四种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT、G↓TCGAC。请分析回答：

(1)图中的结构甲是________，其主要作用是______________________________。一个完整的基因表达载体组成，除了质粒1中所示结构外，还应该含有_______________________。
(2)用图中质粒1和H基因构建重组质粒，应选用________________两种限制酶进行切割，影响限制酶处理效果的因素可能有__________(多选)。
①反应温度　②缓冲液pH　③限制酶的浓度　④DNA样品的纯度
(3)实验中发现，重组质粒导入大肠杆菌后H基因的表达效率很低，但在含有质粒2(辅助性质粒)的细胞中，H基因可以高效表达。为了筛选出转入了两种质粒的受体菌，应在筛选平板培养基中添加_______________________________________________________，
整个实验过程应保持________操作。
(4)PCR反应中引物的设计非常关键，据图分析，扩增H基因时应选择的一对引物是________。
A．引物Ⅰ：…GGGAATTC…；引物Ⅱ：…CTCATATG…
B．引物Ⅰ：…GAATTCCC…；引物Ⅱ：…CATATGAG…
C．引物Ⅰ：…GGAAGCTT…；引物Ⅱ：…AAGCTTCC…
D．引物Ⅰ：…CTCATATG…；引物Ⅱ：…AAGCTTAAGCTT…
解析：(1)据图分析可知，甲是启动子，其作用是提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录。一个完整的基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等；质粒1中已经含有启动子和标记基因(抗生素A抗性基因)。(2)结合四种限制酶的识别序列和酶切位点，确定用图中质粒1和H基因构建重组质粒，应选用Nde Ⅰ、EcoR Ⅰ 两种限制酶进行切割，影响酶的因素都影响限制酶的处理效果，所以可能有温度、pH、酶浓度和底物的纯度，即①②③④。(3)对两种质粒的标记基因进行分析后可知，质粒1上含有抗生素A的抗性基因，质粒2上含有抗生素B的抗性基因，所以应在筛选平板培养基中添加抗生素A和抗生素B。根据微生物的培养条件可知整个实验过程应保持无菌操作。(4)分析切割质粒和目的基因的两种限制酶Nde Ⅰ、EcoR Ⅰ 的识别序列和切割位点，发现A、B选项的引物 Ⅱ 中有Nde Ⅰ 的识别序列CA↓TATG；A、B选项的引物 Ⅰ 中都有EcoR Ⅰ的识别序列G↓AATTC，C、D中都不含NdeⅠ和EcoRⅠ的识别序列和切割位点，所以选A、B。
答案：(1)启动子　提供RNA聚合酶特异性识别结合位点
　目的基因、终止子(和复制原点)　(2)NdeⅠ、EcoRⅠ
①②③④　(3)抗生素A和抗生素B　无菌　(4)AB
5．人的成纤维细胞与小鼠细胞进行融合获得部分杂种细胞，杂种细胞中人类染色体会随机丢失，各种杂种细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的，由此可以分离得到许多种杂种细胞。请回答下列问题：
(1)诱导动物细胞融合常用的诱导因素有______________________________________
______________________(至少写出两种)。细胞融合体现了细胞膜的________。
(2)在培养容器中，诱导两类细胞两两融合，在加入诱导剂后，培养液中应该存在________种细胞。若只考虑人的成纤维细胞与鼠细胞两两融合形成的杂种细胞，假如每种杂种细胞只保留了人的1条染色体，从染色体组成的角度考虑，杂种细胞最多可能有________种。
(3)培养杂种细胞的过程中，细胞需置于含CO2的混合气体的培养箱中培养，CO2的主要作用是维持培养液的________。
(4)动物细胞的培养相对植物细胞培养要困难得多，一般培养动物细胞时在培养基中必须要加入________________________________________________________________________，
而培养植物细胞则不需要。
(5)运用细胞融合技术还可以进行_______________________________________的制备，
请列举一项关于该物质的应用：________________。
解析：(1)动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。细胞融合体现了细胞膜的流动性。(2)培养液中存在人—人融合细胞，人—鼠融合细胞，鼠—鼠融合细胞，以及没有融合的人成纤维细胞和小鼠细胞，共5种。人体细胞含有23对染色体，共有24种染色体(22种常染色体＋X＋Y)，所以当每种杂种细胞只保留了人的1条染色体时，从染色体组成的角度考虑，杂种细胞最多可能有24种。(3)进行动物细胞培养时，需将其置于含95%空气加5% CO2的混合气体培养箱中，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(4)培养动物细胞时通常需要在培养基中加入血清、血浆等一些天然成分，而植物细胞培养则不需要。(5)运用细胞融合技术可以进行单克隆抗体的制备，单克隆抗体可以作为诊断试剂，也可以用于治疗疾病和运载药物。
答案：(1)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激(写出两种即可)　流动性　(2)5　24　(3)pH　(4)血清、血浆　(5)单克隆抗体　作为诊断试剂(或用于治疗疾病和运载药物)
6．(2019届高三·郴州模拟)女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——绒毛膜促性腺激素(HCG)，尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答下列问题：

(1)制备单克隆抗体利用的生物学技术有____________和____________________。
(2)促进动物细胞融合得到乙，常采用的方法有_________________________。
(3)用特定的选择培养基对乙筛选，得到的细胞丙的特点是_____________________。
(4)对丙检测筛选得到丁，采用的方法是____________________________________。
生产的单克隆抗体可以与________________________________________________
特异性结合，从而诊断早孕。
解析：(1)制备单克隆抗体的诱导过程有正常小鼠免疫处理、动物细胞的融合、杂交瘤细胞的筛选与培养、专一抗体检验阳性细胞培养、单克隆抗体的提纯。要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)促进动物细胞融合，常采用的方法有PEG、电激、灭活的病毒等。(3)用特定的选择培养基对乙筛选，得到的细胞丙为杂交瘤细胞，其特点是既能无限增殖又能产生专一抗体。(4)对丙检测筛选得到丁(能产生特异性抗体的杂交瘤细胞)，所用方法为抗原－抗体杂交，生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素(或HCG)特异性结合，从而诊断早孕。
答案：(1)动物细胞培养　动物细胞融合　(2)PEG、电激、灭活的病毒　(3)既能无限增殖又能产生专一抗体　(4)抗原－抗体杂交　人绒毛膜促性腺激素(或HCG)
7．科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组，将得到的重组质粒导入牛的受精卵，再通过细胞工程培育为转基因克隆牛。pBR322质粒含有2个抗生素抗性基因和5个限制酶切点(如图2)。请据图回答下列问题：

(1)图1中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，图中①过程需要的酶是____________。该过程所依据的碱基互补配对原则是____________________________。
(2)图1中的mRNA是从人体的____________细胞中获取的。
(3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断。如图3所示：

①如果受体菌在培养基A上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基B上生长、繁殖，则使用限制酶a的切点是图2中的________________________，即目的基因插入了____________________中。
②如果受体菌在培养基A上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基B上能生长、繁殖，则使用限制酶a的切点是图2中的________，即目的基因插入了______________中。
③如果受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落，则使用限制酶a的切点是图2中的________。
解析：(1)根据图1分析，目的基因是通过mRNA逆转录形成的，需要逆转录酶的催化；RNA中的碱基是A、U、C、G，DNA中的碱基是A、T、C、G，所以配对方式是A－T、U－A、G－C、C－G。(2)根据题意，生长激素基因是目的基因，该基因表达产物由垂体细胞分泌，所以需要从垂体细胞中获取mRNA。(3)①受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，不能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗四环素基因内部，由图2可知，是切点3或切点4或切点5。②受体菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生存，能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图2可知，是切点1。③受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，也能在含四环素的培养基上生存，所以这两个抗生素抗性基因都没有被破坏，由图2可知，是切点2。
答案：(1)逆转录酶　A－T、U－A、G－C、C－G　(2)垂体　(3)①切点3或切点4或切点5　 抗四环素基因　②切点1　抗氨苄青霉素基因　③切点2
8．图1为生产HIV单克隆抗体的过程，图2为运用基因工程技术生产HIV疫苗的操作简要路径。据图分析回答：


(1)图1中，过程①称为________________技术。过程②融合实验完成后，融合体系中通常会有__________种细胞(只考虑一次融合)。杂交瘤细胞产生的抗体的优点是__________________________。
(2)图2中， 过程①需要用到__________酶。一个DNA片段进行扩增最简便的方法是使用PCR技术，如果这个过程中消耗了62个引物，则进行了__________轮DNA复制。
解析：(1)图1中，过程①是人工诱导HIV自愈者免疫细胞与骨髓瘤细胞融合，称为(动物)细胞融合技术。过程②融合实验完成后，融合体系中通常会有：没有融合的自愈者免疫细胞、没有融合的骨髓瘤细胞、自愈者免疫细胞与自愈者免疫细胞融合的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞、自愈者免疫细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，即5种细胞。杂交瘤细胞产生的抗体等同于单克隆抗体，其优点是特异性强、灵敏度高、并可大量制备。(2)图2中， 过程①是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程，需要用到逆转录酶。利用PCR技术扩增一个DNA片段的过程中，除了最初亲代DNA的两条模板链不含引物外，凡是新形成的子链均含有引物。如果利用PCR技术连续扩增n轮的过程中共消耗了引物62个，则2n－2＝62，解得n＝5。
答案：(1)(动物)细胞融合　5　特异性强、灵敏度高、并可大量制备　(2)逆转录　5
9．(2018·江苏高考)为生产具有特定性能的α­淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α­淀粉酶基因(1 656个碱基对)，利用基因工程大量制备α­淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：

(1)利用PCR技术扩增α­淀粉酶基因前，需先获得细菌的________________。
(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的________端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中________的设定与引物有关，________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)
①变性温度　②退火温度　③延伸温度　④变性时间
⑤退火时间　⑥延伸时间
(4)如图表示筛选获得的工程菌中编码α­淀粉酶的mRNA 的部分碱基序列：

图中虚线框内mRNA片段包含________个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有________种。
(5)获得工程菌表达的α­淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：
缓冲液
50 mmol/L Na2HPO4­KH2PO4
50 mmol/L Tris­HCl
50 mmol/L Gly­NaOH
pH
6.0
6.5
7.0
7.5
7.5
8.0
8.5
9.0
9.0
9.5
10.0
10.5
酶相对活性%
25.4
40.2
49.8
63.2
70.1
95.5
99.5
85.3
68.1
63.7
41.5
20.8

根据上述实验结果，初步判断该α­淀粉酶活性最高的条件为________________________________________________________________________。
解析：(1)利用PCR技术扩增α­淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组DNA作为模板，并依据α­淀粉酶基因两端的部分核苷酸序列合成两条引物。(2)利用PCR技术扩增DNA时，只能从3′端延伸DNA子链，为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的5′端加上限制性酶切位点，并且要注意在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，这样既能防止目的基因、载体的自身连接，又能确保目的基因与表达载体的定向连接。(3)PCR技术包括变性、退火(复性)和延伸三步，变性温度决定PCR反应中双链DNA的解链，且时间很短；退火时引物结合到互补的DNA单链上，退火温度由引物复性温度决定，其温度设定与引物的长度、碱基组成及浓度等有关；延伸时间与产物片段的长度有关，产物在1 kb以内的延伸时间为1 min左右，3～4 kb的延伸时间为3～4 min。(4)图中虚线框内共含有24个碱基，mRNA上3个相邻的碱基编码1个氨基酸，故共包含8个密码子。虚线框后的第1个密码子的第1个碱基是U，第2和第3个碱基各有4种可能性，因此共有16种可能性。题干表明控制α­淀粉酶的基因有1 656个碱基对，说明图中虚线框后的第一个密码子肯定不是终止密码子(3种终止密码子为UAA、UAG、UGA)，故虚线框后第一个密码子实际最多有16－3＝13(种)可能性。(5)分析表格中的数据，酶相对活性最高为99.5%，对应的条件是pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris­HCl。
答案：(1)基因组DNA　(2)5′　使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连　(3)②　⑥　(4)8　13
(5)pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris­HCl
第Ⅲ课时　胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程(选修③)

点点落实(一)　胚胎工程
[一过基础]
1．识记早期胚胎发育过程

2．理清胚胎工程各技术间的关系

3．把握胚胎移植成功的四个基础
(1)发情排卵后，在一段时间内，供、受体生殖器官的生理变化相同，能为胚胎的生长发育提供相同的生理环境。
(2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供了可能。
(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供了可能。
(4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。
4．熟记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受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。
(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，还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。
[二过易错]
(1)利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高(2018·江苏卷，T10D)(×)
(2)早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(2015·江苏卷，T3D)(×)
(3)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其同期发情(2014·山东卷，T36(2)改编)(×)
(4)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(√)
(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(√)
(6)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(×)
[三过高考]
1．胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。请回答下列有关问题：
(1)在体外受精前，采集的精子需要经过________处理后，才能与成熟的卵子完成受精。培育早期胚胎时，所用培养液的成分除了一些__________________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。
(2)当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植，或________保存。在胚胎移植过程中，外来胚胎能在受体内存活的生理学基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)胚胎移植过程中通常会对胚胎进行如图所示的操作。结构B将来发育成________________________________________________________________________。操作1指的是______________________________________________。操作2成功的关键在于
__________________，操作2得到的两个子代遗传信息________(填“相同”或“不同”)。

解析：(1)在体外受精过程中，获能后的精子可与成熟的卵子完成受精。动物胚胎早期培养需要“两盐”(无机盐和有机盐)“两素”(激素和维生素)“两酸”(核苷酸和氨基酸)和动物血清等。(2)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。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(3)图中胚胎处于囊胚阶段，A、B、C分别指的是透明带、滋养层和内细胞团，其中滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘。操作1表示做DNA分析性别鉴定。操作2成功的关键是对早期胚胎(囊胚)进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。胚胎分割可以看做是克隆的方法之一，移植后得到的两个子代遗传信息完全相同。
答案：(1)获能　无机盐和有机盐　(2)冷冻　受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应　(3)胎膜和胎盘　做DNA分析性别鉴定　将内细胞团均等分割　相同
2．(2019届高三·鄂尔多斯模拟)利用转基因奶牛乳腺生物反应器可生产人的生长激素，据图回答有关问题：

(1)基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有____________、____________以及标记基因等。
(2)在体外受精前，要对精子进行____________处理，对于牛的精子常采用____________。
(3)图中①过程常采用____________，②过程表示利用________________技术获得早期胚胎。
(4)早期胚胎发育到____________________才能进行移植。
解析：(1)基因表达载体是由目的基因、启动子、终止子和标记基因等构成的。(2)在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用化学诱导法(或化学法)。(3)①过程表示利用显微注射技术将目的基因导入受精卵细胞中，②过程表示利用胚胎的早期培养技术获得早期胚胎。(4)早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚才能进行移植。
答案：(1)启动子　终止子　(2)获能　化学诱导法(或化学法)　(3)显微注射法　胚胎的早期培养　(4)桑椹胚或囊胚
点点落实(二)　生物技术的安全性和伦理问题
[一过基础]
1．对转基因生物安全性的争论：在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。
2．治疗性克隆和生殖性克隆的区别与联系
　 类型
项目 　
治疗性克隆
生殖性克隆
区
别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
[二过易错]
(1)转基因生物即使扩散到种植区之外也不会造成基因污染(×)
(2)转基因生物不改变生物原有的分类地位，但可减少农药使用、保护农田土壤环境(√)
(3)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆(√)
(4)设计试管婴儿不需对胚胎进行基因检测(×)
(5)转基因作物的种植应与传统农业种植区隔离(√)
(6)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性(√)
[三过高考]
1．生物技术的迅猛发展挑战了原有的社会伦理道德秩序，引起了激烈的争论，请回答下列问题：
(1)支持者认为，克隆人是一项科学研究，应当有它内在的发展规律，允许有一定的发展。反对者则认为，克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念，克隆人是在人为地制造______________________都不健全的人。
(2)在针对克隆技术的争论中，我国政府的态度明确，及时立法，规范了克隆技术的应用。我国明确禁止生殖性克隆，一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、____________任何生殖性克隆人的实验。
(3)设计试管婴儿与试管婴儿在技术手段上的区别是______________________________。前者的生殖方式是__________________。
解析：(1)反对者认为克隆人是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人。(2)中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。(3)设计试管婴儿要经过胚胎遗传学诊断才能进行胚胎移植，其生殖方式仍然是经过两性生殖细胞结合的有性生殖。
答案：(1)心理上和社会地位上　(2)不接受　(3)前者多了胚胎移植前进行遗传学诊断这一环节　有性生殖
2．试管婴儿技术能解决部分人的生育问题。请回答下列问题：
(1)培育试管婴儿时，为了提高受孕率，需培植多个胚胎，进而需要多个卵子，然而女性每次只排出一个卵子，因此需要用____________________处理，促进不孕女性排出更多的卵子。从受精卵到原肠胚需依次经历哪些时期？
________________________________________________________________________。
(2)一对夫妻，不孕妻子是色盲患者，而丈夫正常。为了生育一个健康的孩子，进行胚胎移植前需要进行________，目前最有效最准确的方法是SRY­PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个________(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞，提取DNA进行扩增，用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)制成的探针进行检测，未出现与SRY特异性探针结合的杂交链，胚胎性别为________。在基因工程的操作过程中，________________________也会用到DNA探针。
(3)如图是治疗性克隆时获取病人胚胎干细胞的两种方法，其中方法一用到了显微注射技术，在基因工程中将目的基因导入________________细胞，不会选择显微注射；方法二中细胞间融合运用的生物学原理是___________________________________________________。

解析：(1)促性腺激素具有促进女性排出更多卵子的作用。从受精卵发育到原肠胚需依次经历的时期为：卵裂期→桑椹胚期→囊胚期。(2)一对夫妻，不孕妻子是色盲患者，而丈夫正常，因此他们的子女中女儿均正常，而儿子均是色盲患者，所以要生育健康孩子需对胚胎进行性别鉴定，常取滋养层细胞来鉴定性别。由于只有男性有Y染色体，利用Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)制成的探针进行检测，出现杂交链说明胎儿性别为男性，未出现杂交链说明胎儿性别为女性。基因工程的第四步，即目的基因的检测与鉴定中也会用到DNA探针。(3)在基因工程中，根据受体细胞的类型，将目的基因导入受体细胞的方法不同，其中显微注射法只适合将目的基因导入动物细胞。细胞间融合运用的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。
答案：(1)促性腺激素　卵裂期→桑椹胚期→囊胚期　 (2)性别鉴定　滋养层　女性　目的基因的检测与鉴定
(3)微生物或植物　细胞膜具有一定的流动性
点点落实(三)　生态工程
[一过基础]
1．理清生态工程的原理和实例

2．把握生态工程实例与原理的对应
生态工程实例
生态工程原理
无废弃物农业
遵循物质循环再生原理
在人工林中增加植被层次
遵循物种多样性原理
太湖水体富营养化引起大面积水华
违反协调与平衡原理
前面造林，后面砍树
违反整体性原理

[二过易错]
(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——协调与平衡原理(×)
(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理(√)
(3)引种考虑适应环境——物种多样性原理(×)
(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(√)
(5)要实现人与自然的和谐发展，通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源是最合理的(×)
[三过高考]
1．(2018·银川二模)随着“绿水青山就是金山银山”的提出，生态经济的重要性日益增显。综合所学知识，回答下列有关问题：
(1)无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一，这一成就遵循的基本原理是__________________原理。生态经济改变了人类能征服自然的错误观念，其所遵循的主要原则是__________________，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。与传统的工程相比，生态工程的特点是________________________________________________________________________。
(2)“三北防护林”被誉为“世界生态工程之最”，该工程依据的基本原理主要是______________、______________(答出2个)。
(3)湿地生态恢复工程是采用工程和__________相结合的方法，使受到干扰的湿地恢复，在湿地的周围还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠__________机制恢复其生态功能。
解析：(1)无废弃物农业指的是生态农业中一些物质被循环利用，没有直接作为废弃物抛弃而污染环境，这一成就所遵循的基本原理是物质循环再生原理。(2)“三北防护林”被誉为“世界生态工程之最”，是指在我国三北地区(西北、华北和东北)建设的大型人工林业生态工程。其最重要的生态效益是防风固沙、防止沙漠化，该工程依据的基本原理主要是物种多样性原理和整体性原理。(3)湿地生态恢复工程是采用工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地恢复，在湿地的周围还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使被破坏的湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能。
答案：(1)物质循环再生　循环经济　少消耗、多效益、可持续　(2)物种多样性原理　整体性原理　(3)生物措施　自然演替
2．(2019届高三·抚州模拟)传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。为实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变人类能征服自然的错误观念，走生态经济之路。某市政府提出不仅要解决交通拥堵问题，还要打造海绵城市。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。
(1)人类要实现可持续发展，必须走生态经济之路，生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是____________和______________。
(2)建设海绵城市的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种需遵循________________原理；建设海绵城市的目的之一是扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展，体现了________原理。
(3)在进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件因地制宜地进行。例如，小流域存在的主要问题是__________________，针对这种问题我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模式，而矿山废弃地生态修复工程的关键是___________和土壤微生物群落的重建。
解析：(1)生态经济主要通过实行循环经济的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。(2)引种植物时需考虑与当地气候等条件相适应，应遵循协调与平衡原理；促进经济、社会、生态协调发展，应遵循整体性原理。(3)小流域存在的主要问题是水土流失比较严重；而矿山废弃地生态修复工程的关键是植被恢复，以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。
答案：(1)循环经济　生态工程　(2)协调与平衡　整体性　(3)水土流失比较严重　植被恢复
[规律技法]
生态工程基本原理的判断方法
(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→物质循环再生原理。
(2)体现物种多，营养关系复杂→物种多样性原理。
(3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调与平衡原理。
(4)涉及自然、经济和社会→整体性原理。
(5)涉及结构、功能，分布式、集中式、环式→系统的结构决定功能原理、系统学和工程学原理。
(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和→系统整体性原理、系统学和工程学原理。　　　　

[课堂巩固落实]
1．1982年，我国将计划生育定为国策，30多年来我国共少生了近4亿人口。为了优化人口结构，增加劳动力供给，减缓人口老龄化压力，我国从2016年开始全面实施二孩政策，进一步促进家庭幸福与社会和谐。用你学过的生物学知识回答下列有关问题：
(1)许多高龄夫妻选择了试管婴儿，为获取更多的卵母细胞，要对母体注射__________________使其超数排卵。受精成功的标志是____________。
(2)受精卵发育到____________期才能进行胚胎移植。在植入母体前要对母体进行____________处理。代孕母亲对植入的早期胚胎基本不发生__________________，这就为早期胚胎发育成胎儿提供了更多的可能。对于暂不移植的胚胎要在____________条件下冷冻保存。
(3)目前，产前检测成为优生的关键环节。无创DNA产前检测(又称无创胎儿染色体非整倍体检测)是应用最广泛的技术之一，应用该技术可以检测下列哪种遗传病？____________。
A．21三体综合征　　　　 　B．白化病
C．艾滋病 D．红绿色盲
若要对囊胚期的胚胎进行基因检测应选取________细胞。
解析：(1)要使母体超数排卵可以使用促性腺激素，受精成功的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。(2)受精卵发育到桑椹胚或囊胚期可以进行胚胎移植。在植入母体前需要对母体用性激素进行同期发情处理。代孕母亲对植入的早期胚胎基本不发生免疫排斥反应，这就为早期胚胎发育成胎儿提供了更多的可能。而对于暂不移植的胚胎要在液氮条件下冷冻保存。(3)因为是无创胎儿染色体非整倍体检测，所以能检测到21三体综合征，这是因为21号染色体增加了一条，白化病和红绿色盲是单基因遗传病，无法观察到，而艾滋病不是遗传病。如果要对囊胚期的胚胎进行基因检测应选取滋养层细胞。
答案：(1)促性腺激素　出现两个极体　(2)囊胚或桑椹胚　同期发情　免疫排斥反应　液氮　(3)A　滋养层
2．(2019届高三·西安质检)我国是受荒漠化危害最为严重的国家之一。近年来，京津冀地区频受沙尘暴之苦，保护生态环境，大力开展植树种草、治理水土流失、防止沙漠化等是当前的紧要任务。
(1)据研究，京津冀沙尘暴的沙主要来自干旱的黄土高原和内蒙古高原，西部生态环境的改变首先要解决的非生物因素是__________。
(2)在退耕还林、还草过程中，要注意树种、草种不要过于单一。此做法依据的主要生态工程原理是__________，其目的是提高生态系统的抵抗力稳定性。
(3)近年来大力推广的生态农业是一个自我维持的生态系统，其特点是保持和完善系统内的生态平衡，其设计的原则是能量的____________和物质的_____________，以求得最大的生产力和可持续发展。
(4)将抗旱基因导入植物细胞常采用____________法。要检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中，采用的是__________________________技术。若检测结果表明抗旱基因已经插入到受体细胞的DNA中，则培育的植株___________(填“一定”或“不一定”)具有抗旱性状。
解析：(1)影响生物的非生物因素有阳光、温度和水。黄土高原和内蒙古高原严重缺水，所以西部生态环境的改变首先要解决的非生物因素是水。(2)为提高生态系统的抵抗力稳定性，在退耕还林、还草过程中，要遵循物种多样性的原理，要注意树种、草种不要过于单一。(3)设计生态农业要遵循能量的多级利用和物质的循环再生原则，以求得最大的生产力和可持续发展。(4)将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的常用方法分别是农杆菌转化法、显微注射法、Ca2＋处理法。常采用DNA分子杂交技术检测抗旱基因是否插入到受体细胞的DNA中。抗旱基因插入到受体细胞的DNA中，还需要经过表达才能使植株具有抗旱性状。
答案：(1)水　(2)物种多样性　(3)多级利用　循环再生
(4)农杆菌转化　DNA分子杂交　不一定
3．转基因技术、生化武器、生物技术伦理、生态安全等问题成了某年两会科技界代表讨论的热烈课题，请回答下列问题。
(1)转基因食品是将含有______________的生物及其产物制成的食品，生产转基因食品首先要培育转基因生物。
(2)若培育转基因动物最好以__________作为目的基因的表达载体的受体细胞。植物对体细胞和生殖细胞进行培养直接产生试管植株，但动物的体细胞不能直接培养成动物新个体的原因是________________________________________________________________________；
克隆羊多利培育成功说明______________具有全能性。
(3)随着转基因技术的不断完善和发展，转基因技术在农业、畜牧业和医学等领域得到越来越广泛的应用。与此同时，人们对转基因生物的安全性提出了质疑，主要体现在生物安全、环境安全和______________等方面。
(4)中国政府对克隆人持反对态度，但认可对早期胚胎培养用于科学研究。人体细胞培养的培养基属于液体培养基，不使用固体培养基的原因之一是动物细胞存在____________抑制。这种液体培养基一定要添加动物的______________；细胞培养需要在95%的空气和5%的二氧化碳混合气体培养箱中进行，其中5%的二氧化碳的作用是________________________________________________________________________。
(5)生物武器包括______________、______________、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。
解析：(1)转基因食品主要是利用转基因技术将外源基因的优良性状表现出来。(2)培育转基因动物应选择全能性高的受体细胞，所以选择受精卵；动物的体细胞全能性由于细胞分化，不易表达，细胞核的全能性容易表达。(3)转基因生物的安全性问题主要体现在食物安全、生物安全和环境安全等方面。(4)根据动物细胞培养的过程和条件，用于人体细胞培养的培养基属于液体培养基，不使用固体培养基的原因之一是动物细胞存在接触抑制。这种液体培养基一定要添加动物的血清；细胞培养需要在95%的空气和5%的二氧化碳混合气体培养箱中进行，其中95%的空气用于呼吸作用，5%的二氧化碳的作用是维持培养液的pH。(5)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。
答案：(1)外源基因　(2)受精卵　体细胞失去了全能性(或全能性受限)　动物细胞核　(3)食物安全　(4)接触　血清　维持培养液的pH　(5)致病菌　病毒
4．良种牛繁育的产业化技术的部分过程如图所示。请据图回答下列问题：

(1)在产生后代E的过程中，图中的A、B、C、D牛中，________牛可以是非良种个体。
(2)若①是体外受精，需要提供发育至________________的卵子和已________的精子。②过程通过显微操作去除受体卵细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质________________________________；③过程用物理或化学方法处理的目的是________________，使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)用于移植的胚胎需要用发育培养液培养至适宜的阶段。在使用合成培养液培养时，通常还需加入________等天然物质。在培养过程中，需要适时________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。
(4)与F相比，E更具有多样性。其原因是：E是有性生殖后代，其亲代减数分裂过程中会发生________________________________________________________________________。
解析：(1)供体A、B、C要具有优良的遗传特性，受体D只需要具有正常的繁殖能力即可，不需要具有优良的遗传特性。(2)体外受精时，需要提供成熟(或处于减数第二次分裂中期)的卵子和已获能的精子。②过程通过显微操作去除受体卵细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自供体母牛B；③过程用物理或化学方法处理的目的是激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。(3)在使用合成培养基时，通常还需加入血清等天然物质后再进行培养。在培养过程中，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。(4)F是克隆动物，属于无性生殖，而E属于试管动物，属于有性生殖，由于其亲代减数分裂过程中会发生基因重组，因此与F相比，E更具有多样性。
答案：(1)D　(2)减数第二次分裂中期　获能　完全来自供体母牛B　激活受体细胞　(3)血清　更换　(4)基因重组
5．(2019届高三·达州模拟)如图1是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图，图2是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。请回答下列问题：

(1)图1所示，制备细胞悬液时，常用________________酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加________________等一些天然成分。当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂，这种现象称为细胞的_________。
(2)ES细胞是由________________中分离出来的一类细胞，ES细胞在功能上具有发育的______________。
(3)MEF细胞能够分泌某些蛋白质，其合成到分泌至细胞外的过程是：核糖体→________→囊泡→__________→囊泡，再通过____________的方式分泌到细胞外。在培养液中单独培养ES细胞时，ES细胞容易发生分化，结合图2可推知MEF细胞的作用是________________________________________________________________________。
(4)在治疗性克隆过程中，细胞核取自患者细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生______________反应。
解析：(1)图1所示，制备细胞悬液时，常用胰蛋白酶来消化剪碎的组织块。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，故在使用合成培养基时，通常需加入血清等天然成分。在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。(2)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来，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。(3)分泌蛋白合成与分泌的过程是：内质网上的核糖体合成→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程需要线粒体提供能量。在培养液中单独培养ES细胞时，ES细胞容易发生分化，结合图2可推知MEF细胞的作用是抑制ES细胞分化。(4)在治疗性克隆过程中，细胞核取自患者细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生免疫排斥反应。
答案：(1)胰蛋白　血清　接触抑制　(2)早期胚胎(或原始性腺)　全能性　(3)内质网　高尔基体　胞吐　抑制ES细胞分化　(4)免疫排斥
6．Ⅰ型糖尿病又名胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)，易出现糖尿病酮症酸中毒(DKA)，又叫青年发病型糖尿病，这是因为它常常在35岁以前发病，占糖尿病的10%左右。Ⅰ型糖尿病病人自身不能产生胰岛素，所以病人从发病开始就需使用胰岛素治疗，并且终身使用，因此临床上对胰岛素需求量很大。如图是利用奶牛乳腺生物反应器制备胰岛素的流程图，据图回答下列问题：

(1)构建重组质粒时，为避免人胰岛素基因末端发生任意连接和载体的自身环化应选用____________酶切处理目的基因和载体。要使人胰岛素基因在奶牛乳腺中特异性表达，应将人胰岛素基因与____________________等调控元件重组在一起。④过程常用____________法将重组质粒导入受精卵。
(2)②过程采集的奶牛精子常用_____________法使其获能，与成熟的卵子在专用受精溶液中完成受精，受精过程中，在精子触及___________的瞬间会产生透明带反应，这是防止多精入卵的第一道屏障。
(3)对移植前的胚胎需进行性别鉴定，一般采用SRY­PCR方法，选择出现_________(填“阳性”或“阴性”)反应的胚胎进行移植。为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶牛C进行________________________________________________________________________处理，使之与供体的生理状况保持相同。
解析：(1)为了防止目的基因、质粒的任意连接和自身环化，应该用不同的限制酶分别切割目的基因和质粒，据图分析应该采用Pst Ⅰ、Sma Ⅰ。要使人胰岛素基因在奶牛乳腺中特异性表达，在基因表达载体上必须有该基因的启动子。④过程表示将目的基因导入受精卵的过程，常用显微注射法。(2)对精子进行获能处理的方法有培养法和化学诱导法，对于牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。在受精过程中，精子触及卵细胞膜的瞬间会产生透明带反应，这是防止多精入卵的第一道屏障。(3)进行性别鉴定时，一般采用SRY­PCR方法，选择出现阴性反应的雌性胚胎进行移植；胚胎移植时，要使受体与供体的生理状况保持相同，需进行同期发情处理。
答案：(1)PstⅠ、SmaⅠ　奶牛乳腺蛋白基因的启动子
显微注射　(2)化学诱导　卵细胞膜　(3)阴性　同期发情
[课下检测过关]
1．全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用____________处理促进母亲排出更多的卵子。
(2)胚胎发育的卵裂期在____________(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72 h体外培养发育成32细胞左右的桑椹胚，可用于胚胎移植。胚胎工程是指对动物的早期胚胎或____________所进行的多种显微操作和处理技术，包括体外受精、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。
(3)为了某些需要，需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY­PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个____________(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作______，以______________为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为________性。
(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于__________和________之间的第一极体一并吸出。
解析：(1)给女性注射促性腺激素可促使其超数排卵。(2)胚胎发育的卵裂期是在透明带内进行的。胚胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。(3)目前，对胚胎性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY­PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作引物，以滋养层细胞的DNA为模板进行PCR扩增；与SRY特异性探针出现阳性反应者，说明其含有Y染色体，为男性。(4)治疗性克隆是指利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于卵细胞膜和透明带之间的第一极体一并吸出。
答案：(1)促性腺激素　(2)透明带　配子　(3)滋养层　引物　滋养层细胞的DNA　男　(4)卵细胞膜　透明带
2．科学家运用现代工程技术手段对奶牛品种进行改造，从而可以从奶牛中提取人类临床所需的大量血清白蛋白。请根据以下流程图回答问题：

(1)图中①过程通常用________________酶处理获得奶牛的单个细胞；②过程能够实现的根本原因是________________________________，目的是使人血清白蛋白基因在奶牛细胞中________________________，并且可以遗传给下一代，同时能够使其表达。
(2)图中卵母细胞具体是指________________细胞，通常用________________激素进行超数排卵处理获得，并经人工培养。
(3)③过程通常是在胚胎发育的囊胚期将________________________________________________________________________
均等分割；④过程的实质是____________________________________________。
从子代母牛中即可提取人血清白蛋白。
(4)沼气工程中利用牛粪生产沼气，遵循生态工程的__________________原理。
解析：(1)动物细胞培养时，需用胰蛋白酶将动物组织块分散成单个细胞。由于目的基因(人血清白蛋白基因)和质粒具有共同的空间双螺旋结构和化学组成，所以两者可以构建成基因表达载体，目的是使人血清白蛋白基因在奶牛细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时能够使其表达。(2)核移植技术中，卵母细胞是处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞。超数排卵处理时，通常用促性腺激素处理。(3)对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割。④过程是胚胎移植过程，即将早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(提供胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程)。(4)沼气工程中利用牛粪生产沼气，是无废弃物农业，利用了生态工程的物质循环再生原理。
答案：(1)胰蛋白　目的基因(人血清白蛋白基因)和质粒具有共同的空间双螺旋结构和化学组成　稳定存在
(2)次级卵母　促性腺　(3)内细胞团　早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(提供胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程)　(4)物质循环再生
3．请阅读下列有关EK细胞的资料，回答下列问题：
资料一：EK细胞从理论上讲可以无限传代和增殖而不失去其正常的二倍体基因型和表现型，以其作为核供体进行核移植后，在短期内可获得大量基因型和表现型完全相同的个体。
资料二：将带有遗传标记的EK细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，了解EK细胞的分化特点，这为研究胚胎发育过程中的细胞分化及组织和器官形成的规律，进而研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素等提供了可能。
(1)EK细胞是___________________________________________________的简称，是从
________________________________________________________________________中分离出来的一类细胞。
(2)资料一中反映出在体外培养的条件下，EK细胞可以_____________________，要维持这种状态，需要将EK细胞在饲养层细胞上或在添加___________________的培养液中培养。
(3)资料一中以EK细胞作为核供体进行的核移植称为______________，其难度________(填“高于”或“低于”)体细胞核移植。
(4)资料二中要使EK细胞分化需要在培养液中加入_______________。请再举出一个EK细胞应用的例子：
________________________________________________________________________。
解析：(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES或EK细胞)是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。(2)在体外培养的条件下，EK细胞可以只增殖而不发生分化。要实现这种状态，EK细胞需要在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中培养。(3)以胚胎干细胞为核供体的核移植称为胚胎细胞核移植，由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(4)在培养液中加入分化诱导因子，如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，可以诱导EK细胞向不同类型的细胞分化，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。
答案：(1)胚胎干细胞　早期胚胎或原始性腺　(2)增殖而不发生分化　抑制因子　(3)胚胎细胞核移植　低于　(4)分化诱导因子　揭示细胞分化和细胞凋亡的机理(或用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、少年糖尿病和老年痴呆症等或培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题，合理即可)
4．我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，大致过程如图所示：

(1)哺乳动物的体外受精主要包括[a]______________、[b]______________和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射________________________________________________________________________，
使其排出更多的卵子。
(2)在过程c中需要用到的工具酶有_________________________________________。
要使人的药用蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_______、______、标记基因等部分。
(3)d过程常用的方法是________________，e过程的名称为________。
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛，应采用________技术，通常选择________________________________________________________________________
的桑椹胚或囊胚进行相关处理。
(5)早期胚胎发育的阶段为：受精卵→________期→桑椹胚→囊胚→________。
解析：(1)哺乳动物的体外受精主要包括精子的获取、卵母细胞的采集和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射促性腺激素，使其排出更多的卵子。(2)过程c为构建基因表达载体，该过程首先要用限制酶切割外源DNA分子和载体，其次要用DNA连接酶将目的基因与载体连接形成重组DNA分子。完整的基因表达载体要包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。(3)将含目的基因的重组质粒导入受精卵中常用显微注射法，e过程是指将早期胚胎通过胚胎移植技术移植到受体母牛的子宫内。(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛，应采用胚胎分割技术，通常选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行相关处理。(5)早期胚胎发育的阶段为：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。
答案：(1)精子的获取　卵母细胞的采集　促性腺激素　(2)限制酶、DNA连接酶　启动子　终止子　(3)显微注射法　胚胎移植　(4)胚胎分割　发育良好、形态正常　(5)卵裂　原肠胚
5．(2018·西北师大附中测试)为了预防线粒体缺陷可能导致的先天性心脏病、失明、肝衰竭等多种疾病，利用基因技术对受精卵实施基因改造，在实施这些新技术时，医生将捐献者卵子的细胞核DNA移走，再将母亲卵子的细胞核DNA移入捐献者的卵子中。从基因角度看，以新技术孕育的试管婴儿将有一位父亲和两位母亲，即所谓的“三亲试管婴儿”。2016年初，首位由“三亲试管婴儿”诞生的男婴出世了，他的母亲是一位线粒体肌病患者。如图为该男婴的孕育过程，回答下列问题：

(1)图示过程中代表该男婴母亲卵母细胞的是______________________________，
由于女性的自然周期产生的卵子太少，故卵母细胞捐献者在取卵前通常要注射_________激素，促使一次有更多的卵泡发育。
(2)重组卵母细胞需培养到_________________________________________________
时才具备与精子受精的能力；在进行体外受精前要对精子进行________________处理；重组卵母细胞体外培养所需的气体主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳的作用是
______________________。
(3)该健康男婴的孕育过程中依次使用了__________、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。
(4)“三亲试管婴儿”的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，为避免生出患有其他遗传病的孩子，孕妇应在孕期进行____________________。
解析：(1)该母亲提供卵母细胞的细胞核，捐赠者提供去核卵母细胞，所以该男婴母亲的卵母细胞是B；促性腺激素能够促使女性产生更多的卵母细胞，从而在自然周期中产生更多的卵子。(2)重组的卵母细胞必须在体外培养到减数第二次分裂中期才具备受精能力，精子在受精前必须进行获能处理。重组卵母细胞在体外培养时需要适宜的pH，而维持pH最好且无污染无伤害的方法就是通入适量的二氧化碳。(3)健康男婴的孕育过程中依次使用了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)“三亲试管婴儿”的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，为避免生出患有其他遗传病的孩子，孕妇应在孕期进行产前诊断。
答案：(1)B　促性腺　(2)减数第二次分裂中期　获能　维持培养液的pH　(3)核移植　(4)产前诊断(基因诊断、羊水检测等)
6．(2019届高三·陕西西安检测)如图所示是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答下列问题：

(1)图中②所示的结构是____________。
(2)图中③④所示的生物工程技术分别是________________________________。
(3)过程③通常用去核卵细胞做受体细胞的原因除了它体积大、易操作，含有促进细胞核全能性表达的物质之外，还因为______________________________________________。
(4)过程④的完成需要用到的基因操作工具除了限制性核酸内切酶外，还需要____________________。在基因表达载体中，启动子是________________酶识别并结合的部位。
(5)对重组细胞b进行定向诱导分化是否成功的标志是______________________。
(6)若现在实验室想把小鼠的纤维母细胞通过诱导作用使其变为诱导干细胞，这个过程类似于植物组织培养中的______________________过程。
解析：(1)图中②所示的结构是内细胞团细胞，其具有发育的全能性。(2)图中③所示的生物工程技术是核移植技术，④所示的生物工程技术是转基因技术。(3)过程③用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，含有促进细胞核全能性表达的物质外，还因为其营养物质丰富且能为早期胚胎发育提供养料。(4)基因工程中除了要用到限制性核酸内切酶对目的基因和载体进行切割，还需要用DNA连接酶将目的基因和载体进行连接，构成重组质粒。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因的转录。(5)该题中对重组的细胞进行定向诱导分化成功的标志是能否正常合成胰岛素，如果能合成胰岛素，说明诱导分化成功。(6)若现在实验室想把小鼠的纤维母细胞通过诱导作用使其变为诱导干细胞，即让其重新恢复为具有全能性，这个过程类似于植物组织培养中的脱分化过程。
答案：(1)内细胞团细胞　(2)核移植技术和转基因技术
(3)营养物质丰富且能为早期胚胎发育提供养料
(4)DNA连接酶和载体　RNA聚合　(5)能否正常合成胰岛素　(6)脱分化
7．如图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程，其中①～⑤表示操作过程。请回答以下问题：

(1)图中①过程涉及的精子需进行________处理；防止多精入卵的两道屏障为________________________________________________________________________。
(2)对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是________________________________。
(3)图中②过程所用的方法是___________________________________________。
外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能发育成转基因牛，而有的会死亡，请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因是：
________________________________________________________________________。
(4)图中b、c分别代表囊胚的______________________。
(5)图中④过程表示____________________，由一个囊胚经④过程得到的B、C牛性别相同的概率为________。
解析：(1)图中①过程指的是获能的精子与成熟卵细胞结合成合子，完成受精作用的过程。防止多精入卵的两道屏障为透明带反应和卵细胞膜反应。(2)为了使良种母牛产生多个卵细胞，需用促性腺激素处理。(3)基因工程将目的基因导入受体细胞的DNA中，如果破坏生命活动必需的某些基因，受体细胞将会死亡，不能发育成转基因生物。(4)图中b、c分别代表囊胚腔和内细胞团。(5)由一个囊胚得到两个个体，该过程要涉及胚胎分割和胚胎移植技术，且得到的两个个体性别相同。
答案：(1)获能　透明带反应、卵细胞膜反应　 (2)促使其超数排卵　(3)显微注射法　外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达(合理即可)　 (4)囊胚腔、内细胞团　(5)胚胎分割和胚胎移植　100%
8．某湿地生态系统的建设流程如下：水下立体施工→清理地基→铺设减渗层→回填富含有机物的土壤和砂石(其中土壤取自原湿地生态系统的河底)→栽培本土水生及湿地植物(如芦苇、香蒲、千屈菜等)并注水→引入鲤鱼、草鱼等水生生物。据此回答下列问题：
(1)上述流程涉及的生态系统的组成成分有生产者、
________________________________________________________________________。
(2)欲使此湿地生态系统正常运转，设计时要考虑不同营养级的生物应有合适的________。此湿地生态系统的不同区域因土壤湿度不同而生长着不同的植物，体现了群落的________结构。
(3)湿地在改善水质、蓄洪防旱、调节气候等方面具有重要作用，这体现了生物多样性的________价值。
(4)

该湿地生态系统的碳循环如图所示。图中为异养生物的是________(用图中字母表示)。碳在图中A与D之间的循环主要以________的形式进行。B同化的能量最终去向为________________________________________________________________________。
解析：(1)依据题中该生态系统的构建流程可知，湿地生态系统中除了水生、湿地植物(生产者)以外，还有鲤鱼和草鱼等水生生物(消费者)、土壤中分解有机物的微生物(分解者)以及富含有机物的土壤和砂石等非生物的物质和能量。(2)在构建人工生态系统时，为了保证整个系统正常运转，在设计时要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。湿地不同地段的物种差异反映的是群落的水平结构。(3)湿地的生态功能体现了生物多样性的间接价值。(4)图中D为生产者，A为大气中的CO2库，C为分解者，F、E、B为消费者，消费者和分解者都属于异养生物。碳在生产者与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。最高营养级同化的能量最终去向只有通过自身的呼吸作用散失和流向分解者两个。
答案：(1)消费者、分解者、非生物的物质和能量　(2)比例　水平　(3)间接　(4)B、C、E、F　CO2　通过自身的呼吸作用散失和流向分解者
9．一对健康夫妇生下一男婴，一岁时脑出血死亡，两年后女方怀孕6个月时，经羊水及脐带血诊断为男孩且患血友病，遂引产。于是夫妇俩到医院做试管婴儿，医生培养7个活体胚胎，抽取每个胚胎1～2个细胞检查后，选两个胚胎移植，最后一个移植成功，生出了一健康婴儿(我国第三代试管婴儿)。请回答下列问题：
(1)医生抽取活体胚胎的1～2个细胞后，可通过显微镜观察____________判断早期胚胎的性别，你认为医生应选择________性胚胎进行移植。
(2)试管婴儿技术作为现代生物技术与母亲正常怀孕生产过程的不同点是________________________________________________________________________。
(3)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题，而治疗性克隆能最终解决这两个问题。如图是治疗性克隆的过程图解：

请填出图中横线上的名称：①__________；②_________。
(4)图中的③④表示的生理过程是__________________________________________，
该过程的本质是________________。
(5)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究，请你谈谈反对克隆人的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(至少答两点)
解析：(1)在细胞有丝分裂中期，可通过观察性染色体的形态来判断性别；设血友病的相关基因为B、b，双亲的基因型为XBY和XBXb，后代中女孩均正常，而男孩有一半的概率会患血友病，因此应该选择女性胚胎进行移植。(2)试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。试管婴儿实质上就是体外受精和胚胎移植的产物，但试管婴儿技术和母亲正常怀孕生产的过程都有双亲生殖细胞融合为合子的过程。(3)图示为治疗性克隆过程，其中①是细胞核，②是囊胚中的内细胞团细胞。(4)图中③④表示细胞分化过程，其本质是基因的选择性表达。(5)生殖性克隆的缺点有：①严重违反了人类伦理道德；②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；④克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子等。
答案：(1)性染色体形态　女　(2)试管婴儿是体外受精和胚胎移植的产物　(3)细胞核　内细胞团细胞　(4)细胞分化　基因的选择性表达　(5)①严重违反了人类伦理道德；②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；④克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子