專題八現(xiàn)代生物科技專題第Ⅰ課時基因工程與克隆技術(shù)考點一基因工程1．基因工程的基本工具(填空)2．基因工程的基本操作程序(填空)(1)目的基因的獲取途徑：方法具體操作直接分離從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫中獲取人工合成化學(xué)合成已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板逆轉(zhuǎn)錄法以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成PCR技術(shù)擴增①原理：DNA復(fù)制；②條件：模板DNA、引物、脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定的DNA聚合酶③過程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(變性：90～95℃，DNA解旋,↓,復(fù)性：55～60℃，引物與單鏈DNA,結(jié)合,,,↓,延伸：70～75℃，在熱穩(wěn)定的DNA,聚合酶作用下合成子鏈))(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——重組質(zhì)粒的構(gòu)建：①表達(dá)載體的組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因＋復(fù)制原點。②啟動子和終止子：啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點，啟動轉(zhuǎn)錄；終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2＋處理)受體細(xì)胞受精卵、體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞(4)目的基因的檢測與鑒定：①導(dǎo)入檢測：DNA分子雜交技術(shù)(使用DNA探針)。②表達(dá)檢測eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(轉(zhuǎn)錄檢測：分子雜交技術(shù)檢測mRNA,翻譯檢測：用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—,抗體雜交))③個體生物學(xué)水平鑒定：如對轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)行抗蟲或抗病等接種實驗。3．蛋白質(zhì)工程(填空)(1)啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用(2015·重慶卷，T6D)(×)(2)攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選必須通過分子檢測(2014·天津卷，T4A)(×)(3)從某海洋動物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽(√)(4)重組質(zhì)粒與探針能進(jìn)行分子雜交是因為DNA分子脫氧核糖和磷酸交替連接(×)(5)每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(√)1．為增加油菜種子的含油量，研究人員嘗試將從陸地棉基因庫中獲取的酶D基因與位于擬南芥葉綠體膜上的轉(zhuǎn)運肽基因相連，導(dǎo)入油菜細(xì)胞并獲得轉(zhuǎn)基因油菜品種。酶D基因、轉(zhuǎn)運肽基因所含三種限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切點如圖所示。請回答下列問題：(1)用限制酶________和________酶處理兩個基因后，可得到A、D端相連的目的基因。(2)將上述目的基因插入如圖所示質(zhì)粒的________中，構(gòu)建________________，然后將其導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。(3)利用______________法將目的基因?qū)胗筒巳~片中，并通過篩選獲得轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞，通過______________技術(shù)可培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。(4)用______________法可檢測轉(zhuǎn)基因油菜的染色體DNA上是否插入了目的基因，用______________法可檢測轉(zhuǎn)基因油菜植株中的目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。解析：(1)用限制酶ClaⅠ和DNA連接酶處理兩個基因后，就能得到A、D端相連的目的基因。(2)將上述目的基因插入題圖所示質(zhì)粒的T-DNA中，構(gòu)建基因表達(dá)載體，并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。(3)采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胗筒梭w細(xì)胞中。獲得轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞后，可通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)將其培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。(4)用DNA分子雜交法可檢測轉(zhuǎn)基因油菜的染色體DNA上是否插入了目的基因，用抗原－抗體雜交法可檢測轉(zhuǎn)基因油菜植株中的目的基因是否成功表達(dá)出相關(guān)的蛋白質(zhì)。答案：(1)ClaⅠDNA連接(2)T-DNA基因表達(dá)載體(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物組織培養(yǎng)(4)DNA分子雜交抗原—抗體雜交2．(2017·江蘇高考)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某研究小組計劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下，請回答下列問題：(1)從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA，通過________獲得________用于PCR擴增。(2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)腳_______________位點。設(shè)計引物時需要避免引物之間形成________________，而造成引物自連。(3)圖中步驟1代表________，步驟2代表退火(復(fù)性)，步驟3代表延伸，這三個步驟組成一輪循環(huán)。(4)PCR擴增時，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞________________的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，長度相同但________的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物，則可以采取的改進(jìn)措施有________(填序號：①升高退火溫度②降低退火溫度③重新設(shè)計引物)。解析：(1)PCR技術(shù)可在體外對DNA進(jìn)行擴增，模板可以是mRNA經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA。(2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2)時，需在引物中增加適當(dāng)?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶的識別序列，便于目的基因與質(zhì)粒的連接。為了避免引物自連，設(shè)計引物時需要避免引物之間形成堿基互補配對。(3)根據(jù)PCR的過程可知，圖中步驟1為變性，步驟2為退火(復(fù)性)，步驟3為延伸，這三個步驟構(gòu)成一個循環(huán)。(4)退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，過高的退火溫度會破壞引物與模板的堿基配對。因G、C之間的氫鍵數(shù)多于A、T之間的氫鍵數(shù)，故GC含量高的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物，可能的原因是退火溫度過高使擴增效率降低，也可能是未按照目的基因兩端的核苷酸序列來設(shè)計引物，因此可以采取的措施是降低退火溫度、重新設(shè)計引物等。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄cDNA(2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補配對(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5)②③考點二克隆技術(shù)1．植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)(填圖)2．動物細(xì)胞培養(yǎng)(填圖)3．動物細(xì)胞核移植技術(shù)(填圖)4．動物細(xì)胞融合與單克隆抗體(填圖)(1)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是植物組織培養(yǎng)(√)(2)細(xì)胞核移植主要在同種動物、同種組織的細(xì)胞之間進(jìn)行(2015·江蘇卷，T3B)(×)(3)去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和將動物組織分散成單個細(xì)胞均需酶處理(√)(4)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞(×)(5)動物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性(×)(6)體細(xì)胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體(×)1．研究小組用土壤農(nóng)桿菌與陸地棉葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體共同培養(yǎng)獲得了轉(zhuǎn)基因陸地棉，過程如下。請回答下列問題：(1)圖a表示從已經(jīng)消毒的葉片中剪取部分植物組織細(xì)胞，圖b表示制備原生質(zhì)體，培養(yǎng)皿中要加纖維素酶和果膠酶，其原因是_____________________________________________________________________________。(2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是_____________________和__________________。培養(yǎng)一段時間后，將其與土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，使重組Ti質(zhì)粒進(jìn)入________________，重組Ti質(zhì)粒上______________段攜帶了目的基因，可以整合到植物細(xì)胞的__________________上。然后通過離心(圖d)的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是_______________________________。(4)將愈傷組織轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調(diào)整植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量，其原因是____________________________________，最終獲得完整的植株(圖h)。解析：圖示是通過土壤農(nóng)桿菌與植物細(xì)胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)的方法獲得轉(zhuǎn)基因植物的過程。a為獲取植物細(xì)胞；b為去除細(xì)胞壁獲取原生質(zhì)體的過程；c為用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體；d為土壤農(nóng)桿菌與植物細(xì)胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)；e表示脫分化過程；f表示用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選培養(yǎng)；g表示再分化過程；h表示轉(zhuǎn)基因植物幼苗。(1)圖b表示用纖維素酶和果膠酶處理來制備原生質(zhì)體，原因是植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細(xì)胞壁。(2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是為原生質(zhì)體提供碳源、能源和調(diào)節(jié)滲透壓維持原生質(zhì)體的形態(tài)，將其與土壤農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)，使攜帶目的基因的Ti質(zhì)粒的T-DNA進(jìn)入植物細(xì)胞，整合到植物細(xì)胞的染色體(染色體DNA)上，然后通過離心的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是篩選出含目的基因的植物細(xì)胞。(4)植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量會影響愈傷組織的分化，故將愈傷組織轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調(diào)整植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量。答案：(1)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細(xì)胞壁(2)為原生質(zhì)體提供碳源和能源調(diào)節(jié)滲透壓維持原生質(zhì)體的形態(tài)原生質(zhì)體(植物細(xì)胞)T-DNA染色體(染色體DNA)(3)篩選出含目的基因的植物細(xì)胞(4)植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和含量會影響愈傷組織的分化2．科學(xué)家將某些誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)入小鼠的纖維母細(xì)胞中成功獲取誘導(dǎo)干細(xì)胞，這類細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)可分化為肝細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、上皮細(xì)胞等，同時誘導(dǎo)干細(xì)胞也為單克隆抗體的制備提供了一條新思路，具體過程如圖所示。請回答下列相關(guān)問題：(1)與纖維母細(xì)胞相比，誘導(dǎo)干細(xì)胞分化程度________。過程②的實質(zhì)是________________。在培養(yǎng)誘導(dǎo)干細(xì)胞時需要無菌、無毒的環(huán)境，通常需要在培養(yǎng)液中添加一定量的__________，以防培養(yǎng)過程中的污染；同時為了滿足營養(yǎng)需求，在人工配制的合成培養(yǎng)基中通常需要加入________等一些天然成分。細(xì)胞培養(yǎng)所需要的氣體主要是氧氣和二氧化碳，二氧化碳的作用是______________。(2)圖中的Y細(xì)胞通常從小鼠的________(填器官名稱)中抽取。③過程如果采用化學(xué)試劑誘導(dǎo)融合，則該化學(xué)試劑通常是______________。只考慮細(xì)胞兩兩融合，Z細(xì)胞的類型有________種，如果Z細(xì)胞為X細(xì)胞和Y細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞，則Z細(xì)胞的特點是__________________________________。與傳統(tǒng)抗體相比，單克隆抗體的優(yōu)點是____________________________________。解析：(1)誘導(dǎo)干細(xì)胞具有分化成多種細(xì)胞的能力，分化程度較低，而分化成不同細(xì)胞的過程就是基因選擇性表達(dá)的過程。在培養(yǎng)動物細(xì)胞時需要無菌、無毒的環(huán)境，通常需要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染；同時為了滿足營養(yǎng)需求，在人工配制的合成培養(yǎng)基中通常需要加入血清、血漿等一些天然成分。細(xì)胞培養(yǎng)所需要的氣體主要是氧氣和二氧化碳，二氧化碳的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(2)圖中的Y細(xì)胞為B淋巴細(xì)胞，通常從小鼠的脾臟中抽取。誘導(dǎo)細(xì)胞融合的化學(xué)試劑通常是聚乙二醇(PEG)。只考慮細(xì)胞兩兩融合，X細(xì)胞和Y細(xì)胞可形成3種融合細(xì)胞，即XX細(xì)胞、YY細(xì)胞、XY細(xì)胞。X細(xì)胞和Y細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞(雜交瘤細(xì)胞)的特點是既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一性的抗體。與傳統(tǒng)抗體相比，單克隆抗體的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，并可以大量制備。答案：(1)低基因的選擇性表達(dá)抗生素血清、血漿維持培養(yǎng)液的pH(2)脾臟聚乙二醇(PEG)3既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一性的抗體特異性強、靈敏度高，并可以大量制備關(guān)注制備單克隆抗體的兩個常考點(1)三種細(xì)胞的特點：①免疫后的B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞)：能分泌抗體，不能大量增殖。②骨髓瘤細(xì)胞：能大量增殖，不能分泌抗體。③雜交瘤細(xì)胞：既能分泌抗體，又能大量增殖。(2)兩次篩選目的不同：①第1次：獲得能分泌抗體的雜種細(xì)胞。②第2次：獲得能分泌所需特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。1．(2016·全國卷Ⅰ)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有______________________________(答出兩點即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是______________________________________________；并且__________________________和____________________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是________________________________________________________________________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有__________的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于________________。解析：(1)質(zhì)粒作為載體，應(yīng)具備的基本條件有：有一個至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受體細(xì)胞中能自我復(fù)制，或能整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制；有特殊的標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇等。(2)在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素進(jìn)行篩選，其中未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌，因不含氨芐青霉素抗性基因而都不能在此培養(yǎng)基上存活，二者不能區(qū)分。含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，都能在此培養(yǎng)基上存活，二者也不能區(qū)分。若要將含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌進(jìn)一步篩選出來，還需要使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基。(3)某些噬菌體經(jīng)改造后可作為載體，導(dǎo)入受體細(xì)胞后，其DNA復(fù)制所需的原料來自于受體細(xì)胞。答案：(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(答出兩點即可)(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細(xì)胞2．(2016·全國卷Ⅲ)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)?！狦AATTC————GGATCC————GATC————CTTAAG————CCTAGG————CTAG——↑↑↑圖(a)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。圖(b)圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________________和________________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是______________。解析：(1)由題圖可知，BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種限制性內(nèi)切酶的共同識別序列是eq\a\vs4\al(——GATC——,——CTAG——)，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經(jīng)BamHⅠ酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能順利地轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯過程，即順利表達(dá)。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，圖丙所示目的基因插入在終止子的下游，兩圖所示的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄，因此目的基因不能表達(dá)。(3)常見的DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。答案：(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案也可)(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案也可)3．(2016·全國卷Ⅱ)下圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。回答下列問題：(1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為________________。過程①表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進(jìn)行，去核時常采用__________的方法。②代表的過程是______________。(2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中____________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了________________________________________________________________________。解析：(1)哺乳動物的正常細(xì)胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，性狀不完全相同的原因是：克隆動物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)的作用下仍能得以表達(dá)。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。答案：(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響(4)動物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性4．(2014·全國卷Ⅰ)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如圖所示。若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過________次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是________________________________________________________________________。(2)細(xì)胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有________________________________________，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是________________________________________________________________________。(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是__________________________________________。解析：(1)由圖可知，小鼠至少經(jīng)過4次免疫后，免疫小鼠的血清抗體效價可達(dá)到16000以上，其中Y小鼠的血清抗體效價最高。(2)由于細(xì)胞融合是隨機的，且并不是所有細(xì)胞都能參與融合，融合體系中含有五種細(xì)胞：未融合的B淋巴細(xì)胞、未融合的骨髓瘤細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞。(3)兩個細(xì)胞的細(xì)胞核融合成一個細(xì)胞核標(biāo)志著融合的完成，雜交瘤細(xì)胞中有一個細(xì)胞核，染色體數(shù)量為兩者之和，即100條染色體。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞不能無限增殖，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活。答案：(1)4YY小鼠的血清抗體效價最高(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞細(xì)胞融合是隨機的，且融合率達(dá)不到100%(3)1100(4)(經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞)不能無限增殖5．(2017·全國卷Ⅱ)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}：(1)在進(jìn)行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料，原因是________________。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是________________。(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是____________________________________________________。(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是____________________________________(答出兩點即可)。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是____________。(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是________________________。解析：(1)與老葉相比，嫩葉組織細(xì)胞易破碎，容易提取到幾丁質(zhì)酶的mRNA。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA為材料獲得cDNA的原理是在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是目的基因無復(fù)制原點且目的基因無表達(dá)所需的啟動子。(4)DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株不具備所期望的性狀表現(xiàn)，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常。答案：(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA(3)目的基因無復(fù)制原點；目的基因無表達(dá)所需啟動子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常6．為培育出含β-胡蘿卜素的“黃金大米”，科研人員提出以下兩套培育方案。請分析回答下列問題：甲方案：eq\x(\a\al(玉米,體細(xì)胞))eq\o(→,\s\up7(①),\s\do5())eq\x(\a\al(β-胡蘿卜,素基因))eq\o(→,\s\up7(②),\s\do5())eq\x(\a\al(水稻,體細(xì)胞))eq\o(→,\s\up7(③),\s\do5())“黃金大米”乙方案：(1)甲方案中，β-胡蘿卜素基因能在玉米和水稻體內(nèi)出現(xiàn)相同表達(dá)結(jié)果的原因是_____________________________________。若研究人員已知β-胡蘿卜素基因序列，可采用______________方法獲得β-胡蘿卜素基因。②過程中可用______________技術(shù)檢測水稻體細(xì)胞DNA上是否插入了β-胡蘿卜素基因。(2)通過⑤獲得“黃金大米”幼苗需要________________兩個過程，依據(jù)的原理是________________。在培養(yǎng)過程中，除了在培養(yǎng)基中添加營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加_________________。(3)與傳統(tǒng)育種方法相比，甲、乙兩套方案共同的優(yōu)點是_______________________________________________。解析：(1)自然界中所有生物共用一套遺傳密碼，因此一種生物的基因能在另一種生物體內(nèi)表達(dá)；在目的基因序列已知的情況下，可采用人工合成的方法獲得目的基因。檢測目的基因是否插入受體細(xì)胞DNA上可用DNA分子雜交技術(shù)。(2)⑤過程中將雜交細(xì)胞培育成雜交植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)包括脫分化和再分化兩個過程，依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。在植物組織培養(yǎng)過程中，除了在培養(yǎng)基中添加營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素(生長素和細(xì)胞分裂素)。(3)與傳統(tǒng)育種方法相比，基因工程育種和植物細(xì)胞工程育種都能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。答案：(1)所有生物共用一套遺傳密碼人工合成DNA分子雜交(2)脫分化和再分化(植物)細(xì)胞的全能性(植物)激素(生長素和細(xì)胞分裂素)(3)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(打破生殖隔離)[課時作業(yè)]大題練，確保高分沖名校1．(2017·全國卷Ⅰ)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}：(1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用________作為載體，其原因是__________________________________。(3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有____________________________________(答出兩點即可)等優(yōu)點。(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是______________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)人為真核生物，從人的基因組文庫中獲取的基因A含有內(nèi)含子，基因A轉(zhuǎn)錄出的產(chǎn)物中有與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列。大腸桿菌為原核生物，沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制，因此以大腸桿菌作為受體細(xì)胞，不能切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列，無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體和動物病毒均可作為基因工程的載體，但它們的宿主細(xì)胞不同。題中受體為家蠶，是一種昆蟲，因此，選擇昆蟲病毒作為載體，噬菌體的宿主是細(xì)菌，不適合作為該實驗的載體。(3)大腸桿菌具有繁殖快、容易培養(yǎng)、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點，因此，常作為基因工程的受體細(xì)胞。(4)常用抗原—抗體雜交的方法檢測目的基因是否表達(dá)，故能用于檢測蛋白A的物質(zhì)為蛋白A的抗體。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA轉(zhuǎn)移到了R型菌體內(nèi)，其對基因工程理論的建立提供的啟示是DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。答案：(1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體2．下圖是科學(xué)家利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的部分過程。請結(jié)合相關(guān)知識回答問題：(1)除圖示方法獲得目的基因(人胰島素基因)外，還可通過__________的方法獲得目的基因。(2)圖示所獲得的人胰島素基因在大腸桿菌中不能表達(dá)，需要質(zhì)粒為其提供________________等調(diào)控因子；質(zhì)粒含有一個或多個__________切割位點，供目的基因插入其中；質(zhì)粒上還含有______，供重組DNA的鑒定和選擇。(3)圖中切割人胰島素基因和質(zhì)粒的酶(酶A)相同，其目的是________________。將重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌前，常需用________處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)由于大腸桿菌中沒有________________________等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性，需要經(jīng)過再加工。解析：(1)獲得目的基因的方法除題圖所示方法外，還有人工合成法。(2)圖示所獲得的人胰島素基因由于不含啟動子和終止子，因此需要載體——質(zhì)粒提供。質(zhì)粒上還應(yīng)含有一個或多個限制酶切割位點，供目的基因插入其中；質(zhì)粒上還含有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。(3)用同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，以便獲得相同的末端。將重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌前，需用Ca2＋處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)由于大腸桿菌中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)，其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性，需要經(jīng)過再加工。答案：(1)人工合成(2)啟動子、終止子限制酶標(biāo)記基因(3)獲得相同的末端Ca2＋(4)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體3．血清白蛋白具有維持血液膠體滲透壓、清除自由基、抑制血小板聚集和抗凝血等生理功能，科學(xué)家利用基因工程技術(shù)成功培育出了轉(zhuǎn)基因羊，從其分泌的乳汁中可提取血清白蛋白。請回答下列問題：(1)目前獲得目的基因常用方法之一是從____________中獲取，進(jìn)而用________技術(shù)擴增，此技術(shù)應(yīng)滿足的條件有：適宜的溫度和pH、原料、模板、能量、_____________、______________酶。(2)將血清白蛋白基因與乳腺蛋白基因的________等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程需要用__________________酶，然后通過________技術(shù)，導(dǎo)入羊的受精卵中。通過早期胚胎培養(yǎng)發(fā)育成桑椹胚或囊胚后移植到受體母羊子宮內(nèi)，最終獲得分泌的乳汁中含有血清白蛋白的乳腺生物反應(yīng)器。(3)可利用________________技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中是否含有血清白蛋白。解析：(1)血清白蛋白基因為真核生物的基因，獲取目的基因常用的方法是從基因文庫中獲取，然后采用PCR技術(shù)擴增，該過程中，需要引物、適宜的溫度和pH、原料、模板、能量、熱穩(wěn)定的DNA聚合(Taq)酶等。(2)為了使血清白蛋白基因在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，需將其與乳腺白蛋白基因的啟動子等重組在一起，該過程需要限制酶和DNA連接酶。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞采用顯微注射技術(shù)。(3)檢測目的基因是否表達(dá)出血清白蛋白，可用抗原—抗體雜交法。答案：(1)基因文庫PCR引物(若填寫擴增緩沖液也可)熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)(2)啟動子限制酶和DNA連接顯微注射(3)抗原—抗體雜交4．如圖表示抗蟲棉的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中所示的目的基因是________，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時應(yīng)該將基因插入質(zhì)粒中的T-DNA上，原因是______________________________________________。(2)構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒需要的酶有____________________，重組質(zhì)粒除了目的基因和標(biāo)記基因外，還有__________________。(3)圖中顯示將目的基因?qū)朊藁?xì)胞的方法是________法，可以將該重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞，而一般不能導(dǎo)入小麥或玉米等單子葉作物的細(xì)胞中，原因是________________________。(4)圖中過程③是________，過程④的實質(zhì)是__________________。解析：(1)圖中的目的基因是Bt基因，構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時要將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中，因為農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞中的染色體DNA上。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒要用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，然后再用DNA連接酶將二者連接起來。重組質(zhì)粒中除了有目的基因和標(biāo)記基因外，還有啟動子和終止子等。(3)圖中顯示將目的基因?qū)朊藁?xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。農(nóng)桿菌因?qū)Υ蠖鄶?shù)單子葉植物沒有感染能力，所以一般不用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)雴巫尤~植物細(xì)胞中。(4)圖中過程③是將導(dǎo)入重組質(zhì)粒的棉花細(xì)胞培養(yǎng)成愈傷組織的過程，該過程的名稱是脫分化。過程④是再分化，再分化也是細(xì)胞分化，所以該過程的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。答案：(1)Bt基因T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上(合理即可)(2)限制酶和DNA連接酶啟動子和終止子(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力(4)脫分化基因的選擇性表達(dá)5．如圖表示利用PCR技術(shù)獲取人的胰島素基因，并通過胚胎工程獲取乳汁中能產(chǎn)胰島素的奶牛的過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)由圖可以看出PCR技術(shù)遵循的原理是________________、________________。(2)PCR完成第一次循環(huán)，除模板外還需提供的物質(zhì)有________________、________________、________________。(3)①過程中，將胰島素基因?qū)胂鄳?yīng)受體細(xì)胞常用的方法是________________。一般情況下，②過程得到的胚胎需培養(yǎng)到________________時期才能進(jìn)行胚胎分割。如果胰島素基因僅僅整合到某一對同源染色體中的一條上，且該基因得以成功表達(dá)，那么由③過程得到的兩個胚胎發(fā)育而成的兩頭奶牛________(填“是”或“不是”)都能產(chǎn)生人的胰島素。解析：(1)圖中體現(xiàn)了PCR技術(shù)遵循堿基互補配對原則，以DNA雙鏈為模板進(jìn)行復(fù)制。另外，圖中也體現(xiàn)了PCR技術(shù)通過控制溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。(2)PCR完成第一次循環(huán)，除需要模板外，還需要提供兩種引物、四種游離的脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶。(3)常用顯微注射法將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞。進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。由于經(jīng)胚胎分割得到的兩個胚胎具有相同的遺傳物質(zhì)，所以由③過程得到的兩個胚胎發(fā)育而成的兩頭奶牛都能產(chǎn)生人的胰島素。答案：(1)DNA雙鏈復(fù)制的原理DNA的熱變性原理(2)兩種引物四種游離的脫氧核苷酸Taq酶(或熱穩(wěn)定DNA聚合酶)(3)顯微注射法桑椹胚或囊胚是6．如圖所示為培育兩種新品種草莓的流程示意圖，請回答下列相關(guān)問題：(1)獲取人胰島素基因的方法有________________________________________。將胰島素基因?qū)氩葺?xì)胞之前，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過程所用到的酶有________________。完整的重組質(zhì)粒，除胰島素基因外，還必須有啟動子、________以及標(biāo)記基因等特殊的片段。(2)要從分子水平上檢測目的基因(胰島素基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否成功表達(dá)，可采用的方法是____________。(3)通過過程②獲得的草莓花粉細(xì)胞中，________(填“全部”或“部分”)含有胰島素基因，理由是______________________________________________________________。解析：(1)用人工合成法、PCR擴增和從基因文庫中獲取胰島素基因?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建需要限制酶和DNA連接酶，其組成除目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等。(2)要檢測目的基因(胰島素基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后，在草莓細(xì)胞中是否成功表達(dá)，從分子水平上可以采用的方法是抗原—抗體雜交法。(3)如果只導(dǎo)入一個目的基因，則由于減數(shù)分裂過程中等位基因分離，其配子中不一定有目的基因，因此只有一部分草莓花粉細(xì)胞中含有胰島素基因。答案：(1)人工合成法、從基因文庫中獲取和PCR擴增等限制酶和DNA連接酶終止子(2)抗原—抗體雜交法(3)部分若只導(dǎo)入一個目的基因，則其配子中不一定有目的基因7．如圖為體細(xì)胞核移植流程圖，請回答下列有關(guān)問題：(1)欲獲得動物的單個細(xì)胞，可用________________酶處理動物組織塊。上述過程中，所用的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是________________________________________。(2)上述過程中，所用的去核卵母細(xì)胞一般處于________期，對卵母細(xì)胞去核時常采用________________的方法。(3)將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞后，一般通過__________(物理方法)激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。在培養(yǎng)重組胚胎時，培養(yǎng)液中通常要添加______________等一些天然成分，當(dāng)胚胎發(fā)育到__________階段時，將胚胎移入代孕牛體內(nèi)。解析：(1)常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動物組織塊分散成單個細(xì)胞。在核移植過程中，用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型。(2)在核移植過程中，作為受體細(xì)胞的去核卵母細(xì)胞一般處于減數(shù)第二次分裂中期。對卵母細(xì)胞去核時常采用顯微操作的方法。(3)在核移植實驗中，激活受體細(xì)胞使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程一般采用的物理方法是電脈沖。在培養(yǎng)動物胚胎時，培養(yǎng)液中通常要添加血清等一些天然成分，當(dāng)胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段時，可將其移入受體。答案：(1)胰蛋白酶或膠原蛋白傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的二倍體核型(2)MⅡ(減數(shù)第二次分裂中)顯微操作(3)電脈沖血清桑椹胚或囊胚8．細(xì)胞工程可分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程等，請回答下列關(guān)于細(xì)胞工程的問題：(1)圖1所示為植物體細(xì)胞雜交的流程。圖1中“去壁”要使用的酶是________________；①過程常采用的方法有物理法和化學(xué)法，物理法包括__________________等；③過程和④過程分別表示______________。(2)圖2所示為制備單克隆抗體的流程。圖中“篩選”包括選擇培養(yǎng)和抗體陽性檢測，其中能在特定的選擇培養(yǎng)基中存活的是____________，而抗體陽性檢測的目的是________________________________________________。(3)圖2中，促進(jìn)細(xì)胞融合的方法中，不同于圖1中促進(jìn)細(xì)胞融合所涉及的方法是____________；篩選中的目標(biāo)細(xì)胞還可以注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從______________中提取單克隆抗體。與普通抗體相比，單克隆抗體具有____________________________等優(yōu)點。解析：(1)在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交之前，應(yīng)先使用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁。圖1中，①過程表示誘導(dǎo)植物細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，常用的方法有物理法和化學(xué)法，其中物理法包括離心、振動、電激等；③過程和④過程分別表示脫分化和再分化。(2)圖2中經(jīng)融合處理后還需要進(jìn)行至少兩次篩選，第一次(利用選擇培養(yǎng)基)是篩選出雜交瘤細(xì)胞，而未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡。第二次是篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，雜交瘤細(xì)胞中只有極少數(shù)能產(chǎn)生特異性抗體，通過抗體陽性檢測來選出目標(biāo)細(xì)胞。(3)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有物理法、化學(xué)法和滅活的病毒處理法等。篩選出雜交瘤細(xì)胞后，將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，這樣，從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠的腹水中，就可以提取大量的單克隆抗體。答案：(1)纖維素酶和果膠酶離心、振動、電激脫分化和再分化(2)雜交瘤細(xì)胞篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞(3)滅活病毒法小鼠的腹水特異性強、靈敏度高、并可以大量制備9．如圖是科學(xué)家利用現(xiàn)代生物技術(shù)研制用于癌癥治療的鼠—人嵌合抗體的流程圖。請回答下列問題：(1)利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造時，首先必須根據(jù)預(yù)期____________________，設(shè)計________________，進(jìn)一步推測應(yīng)有的氨基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠—人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細(xì)胞中使其________。在Ig基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用________________切割核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)圖中嵌合載體啟動子位于基因的首端，它是________________識別和結(jié)合的部位，終止子是________的終點；嵌合載體中還應(yīng)含有____________，以便重組DNA的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細(xì)胞”的名稱是________，檢測目的基因在淋巴細(xì)胞中是否得到表達(dá)可采用____________技術(shù)。(4)在制備單克隆嵌合抗體過程中要進(jìn)行篩選，第二次篩選的目的是________________________________________________________________________。解析：(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。所以，利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造時，首先必須根據(jù)預(yù)期嵌合抗體的功能，設(shè)計嵌合抗體的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步推測應(yīng)有的氨基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠—人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細(xì)胞中使其表達(dá)。在Ig基因表達(dá)載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用同種限制酶切割核苷酸之間的磷酸二酯鍵，以產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，終止子是轉(zhuǎn)錄終止的信號；基因表達(dá)載體由啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等組成，其中標(biāo)記基因用于重組DNA的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細(xì)胞”的名稱是漿細(xì)胞；檢測目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)，常采用抗原—抗體雜交技術(shù)。(4)制備單克隆抗體時要經(jīng)過兩次篩選，第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選的目的是獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。答案：(1)嵌合抗體的功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)表達(dá)同種限制酶(2)RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄標(biāo)記基因(3)漿細(xì)胞抗原—抗體雜交(4)獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞第Ⅱ課時胚胎工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題及生態(tài)工程考點一胚胎工程1．了解早期胚胎發(fā)育過程(填空)2．理清胚胎工程各技術(shù)間的關(guān)系(填空)3．把握胚胎移植成功的四個基礎(chǔ)(1)發(fā)情排卵后，在一段時間內(nèi)，供、受體生殖器官的生理變化相同，能為胚胎的生長發(fā)育提供相同的生理環(huán)境。(2)早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯(lián)系，為胚胎收集提供了可能。(3)受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎的存活提供了可能。(4)胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其遺傳特性不受影響。4．熟記胚胎工程的操作流程(據(jù)圖填空)(1)胚胎移植過程中兩次使用激素，第一次常用孕激素對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素對供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理。(2)胚胎移植過程中的兩次檢查：第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次對受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。(3)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖，取決于胚胎是由受精卵形成的，還是由核移植技術(shù)形成的重組細(xì)胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的。(1)早期胚胎的培養(yǎng)液中含維生素、激素等多種能源物質(zhì)(2015·江蘇卷，T3D)(×)(2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其同期發(fā)情[2014·山東卷，T36(2)改編](×)(3)卵裂球細(xì)胞的總體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大(×)(4)早期胚胎培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清(√)(5)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎(√)(6)胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(×)我國科技人員歷經(jīng)多年，成功培育出一批人乳鐵蛋白轉(zhuǎn)基因奶牛，其牛奶中的重組人乳鐵蛋白含量顯著提高，轉(zhuǎn)基因奶牛培育過程如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：(1)轉(zhuǎn)基因過程用到的工具酶有____________________________________________；含目的基因的載體除包括目的基因外，還必須有____________及標(biāo)記基因等；方法C是____________技術(shù)。(2)精子體外獲能通常采用培養(yǎng)法和____________兩種方法。(3)圖中的A和B分別表示________________________過程，A中的培養(yǎng)液除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、____________等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。(4)如果想同時獲得更多的相同子代，可采用__________技術(shù)，若對囊胚操作，應(yīng)注意________________________。解析：(1)轉(zhuǎn)基因過程用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)和DNA連接酶；含目的基因的載體除包括目的基因外，還必須有啟動子、終止子及標(biāo)記基因等；方法C是將含目的基因的載體導(dǎo)入牛的受精卵，常采用顯微注射技術(shù)。(2)精子體外獲能通常采用培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種方法。(3)據(jù)圖分析可知，圖中的A表示胚胎的早期培養(yǎng)，B表示胚胎移植；A用的是發(fā)育培養(yǎng)液，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。(4)如果想同時獲得更多的相同子代，可采用胚胎分割技術(shù)；進(jìn)行胚胎分割時，若對囊胚操作，應(yīng)注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)和DNA連接酶啟動子、終止子顯微注射(2)化學(xué)誘導(dǎo)法(3)胚胎的早期培養(yǎng)和胚胎移植氨基酸、核苷酸(4)胚胎分割將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割考點二生物技術(shù)的安全性和倫理問題1．對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。2．治療性克隆和生殖性克隆的區(qū)別和聯(lián)系(填表)類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療用于生育，獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個體水平聯(lián)系都屬于無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息相同(1)轉(zhuǎn)基因生物即使擴散到種植區(qū)之外也不會造成“基因污染”(×)(2)轉(zhuǎn)基因生物不改變生物原有的分類地位，但可減少農(nóng)藥使用、保護(hù)農(nóng)田土壤環(huán)境(√)(3)我國禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆(√)(4)設(shè)計試管嬰兒不需對胚胎進(jìn)行基因檢測(×)(5)轉(zhuǎn)基因作物的種植應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離(√)(6)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性(√)轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生化武器、生物技術(shù)的安全性和倫理等問題成了人們熱烈討論的課題，請回答下列問題：(1)轉(zhuǎn)基因食品是將含有________的生物及其產(chǎn)生的產(chǎn)品制成的食品。生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因食品首先要培育轉(zhuǎn)基因生物。若培育轉(zhuǎn)基因動物最好以________作為目的基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞。植物可以對體細(xì)胞和生殖細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)直接產(chǎn)生試管植株，但動物的體細(xì)胞不能直接培養(yǎng)成動物新個體的原因是__________________________；克隆羊多利(Dolly)培育成功說明________________具有全能性。在培育轉(zhuǎn)入胰島素基因酵母菌過程中，若用反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因，則提供RNA的供體細(xì)胞為______________(填“胰島A細(xì)胞”“胰島B細(xì)胞”“受精卵”或“干細(xì)胞”)。人們對轉(zhuǎn)基因食品可能帶給人類健康和環(huán)境方面的風(fēng)險憂心忡忡，因為轉(zhuǎn)基因生物存在______________，如生物入侵破壞原來的生態(tài)平衡、過敏反應(yīng)、抗生素抗性、疾病流行、使人不育等。(2)生物武器是一種大規(guī)模的殺傷性武器，它與常規(guī)武器相比有許多特點：①________、②________、③________。1998年6月27日，中美兩國元首在關(guān)于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申在任何情況下________、________、________生物武器。(3)中國政府對克隆人持反對態(tài)度，但認(rèn)可對早期胚胎培養(yǎng)用于科學(xué)研究。用于人體細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，不使用固體培養(yǎng)基的原因之一是動物細(xì)胞存在________抑制。這種液體培養(yǎng)基一定要添加動物的________；細(xì)胞培養(yǎng)需要在95%的空氣和5%的二氧化碳混合氣體培養(yǎng)箱中進(jìn)行，其中5%的二氧化碳的作用是________________________________。解析：(1)由于動物體細(xì)胞的全能性受到限制，所以培育轉(zhuǎn)基因動物時將目的基因?qū)胧芫阎?；只有胰島B細(xì)胞中胰島素基因才能進(jìn)行表達(dá)，所以只有在胰島B細(xì)胞中才能獲取胰島素的mRNA。(2)生物武器具有傳染性強、污染面廣、難以防治的特點，所以應(yīng)禁止使用生物武器。(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)具有細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象；培養(yǎng)時需要提供一定的氣體環(huán)境，其中5%的二氧化碳的作用是維持培養(yǎng)液的pH。答案：(1)外源基因受精卵動物細(xì)胞的全能性受到限制動物的細(xì)胞核胰島B細(xì)胞潛在危險(2)①傳染性強②污染面廣③難以防治不發(fā)展不生產(chǎn)不儲存(3)接觸血清維持培養(yǎng)液的pH考點三生態(tài)工程1．理清生態(tài)工程的原理和實例(填圖)2．把握生態(tài)工程實例與原理的對應(yīng)(填表)生態(tài)工程實例生態(tài)工程原理無廢棄物農(nóng)業(yè)遵循物質(zhì)循環(huán)再生原理在人工林中增加植被層次遵循物種多樣性原理太湖水體富營養(yǎng)化引起大面積水華違反協(xié)調(diào)與平衡原理前面造林，后面砍樹違反整體性原理(1)單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害——協(xié)調(diào)與平衡原理(×)(2)草原確定合理載畜量，不能過度放牧——協(xié)調(diào)與平衡原理(√)(3)引種考慮適應(yīng)環(huán)境——物種多樣性原理(×)(4)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)，既考慮種樹又考慮生活問題——整體性原理(√)(5)要實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，通過生物技術(shù)手段，轉(zhuǎn)化淀粉生產(chǎn)可再生能源是最合理的(×)請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖甲為竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖，該工程主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？______________________________________________________(至少答兩項)。此生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者有____________，生命活動所需的能量歸根到底來自________。燃燒沼氣為雞舍增加照明時間，可以增加產(chǎn)蛋量，這屬于________信息傳遞。(2)圖乙為礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程流程圖，該恢復(fù)工程中，①②是指通過____________措施，制造__________和壓實。該生態(tài)工程所遵循的主要原理是______________________________________________。(3)澳大利亞的大堡礁，生物多樣性非常高，珊瑚蟲和藻類組成了高效的植物—動物營養(yǎng)循環(huán)，因此珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力。此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了哪些生態(tài)工程的基本原理？_________________________________。解析：(1)由圖甲可以看出，種植業(yè)的副產(chǎn)品秸稈可以作為飼料用于養(yǎng)殖業(yè)，動物的糞便作為沼氣池的原料或作為植物的肥料，體現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生的原理；該生態(tài)工程中涉及多種植物、動物及微生物，體現(xiàn)了物種多樣性原理；該生態(tài)工程中統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定，體現(xiàn)了整體性原理等。生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者有谷物、藍(lán)綠萍等植物。生命活動所需的能量最終來自太陽能，光照屬于物理信息傳遞形式。(2)分析圖乙，要想在廢棄的礦區(qū)上植樹、種草，需要采取工程機械措施，人工制造表土。該生態(tài)工程所遵循的主要原理有整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理。(3)由于大堡礁的生物多樣性非常高，故體現(xiàn)了物種多樣性原理；珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。答案：(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理谷物、藍(lán)綠萍太陽能物理(2)工程機械表土整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理(3)物種多樣性原理、系統(tǒng)整體性原理生態(tài)工程基本原理的判斷方法(1)強調(diào)物質(zhì)循環(huán)、廢物利用、減輕環(huán)境污染→物質(zhì)循環(huán)再生原理。(2)體現(xiàn)物種多，營養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜→物種多樣性原理。(3)強調(diào)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡；涉及環(huán)境承載力→協(xié)調(diào)與平衡原理。4涉及自然、經(jīng)濟和社會→整體性原理。5涉及結(jié)構(gòu)、功能，分布式、集中式、環(huán)式→系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。6涉及系統(tǒng)組分的比例關(guān)系、總體功能大于各部分之和→系統(tǒng)整體性原理系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。1．(2015·山東高考)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下：(1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的____________技術(shù)，過程②采用的是胚胎工程中的______________技術(shù)。(2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的________。(3)如果克隆過程中需進(jìn)行基因改造，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時必須使用________和________兩種工具酶?；虮磉_(dá)載體上除目的基因外，還需有________基因，以便選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(4)胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的________。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體________(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。解析：(1)過程①表示細(xì)胞核與去核卵母細(xì)胞結(jié)合，即核移植技術(shù)；過程②表示早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(或酸堿度)。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶；基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因的作用是便于篩選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(4)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，屬于胚胎干細(xì)胞。在圖示過程中，個體B提供的是細(xì)胞核，分化形成的組織器官的性狀主要是由來自B的遺傳物質(zhì)決定的，因此體外培養(yǎng)獲得的組織器官移入個體B不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。答案：(1)(體細(xì)胞)核移植(早期)胚胎培養(yǎng)(2)pH(或：酸堿度)(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或：限制酶)DNA連接酶(注：兩空可顛倒)標(biāo)記(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)B2．(2015·安徽高考)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如下圖。(1)由過程①獲得的A為________________________。(2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是_____________________________________________。受體應(yīng)選用________期卵母細(xì)胞。(3)進(jìn)行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生________________，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。(4)采用胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆，理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析圖示可知，過程①構(gòu)建的A為含目的基因的表達(dá)載體。(2)核移植以前，必須去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞。受體應(yīng)該選用處于減數(shù)第二次分裂中期(MⅡ期)的卵母細(xì)胞。(3)在進(jìn)行胚胎移植時，受體即代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的外來胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(4)轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的重組細(xì)胞具有全能性，培養(yǎng)產(chǎn)生的含目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)，因此理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。答案：(1)含目的基因的表達(dá)載體(2)保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞MⅡ(3)免疫排斥反應(yīng)(4)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)3．為了提高牛奶產(chǎn)量、增加經(jīng)濟效益，某農(nóng)場應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)培育高產(chǎn)奶牛，流程如圖。請據(jù)圖回答下列問題：(1)在過程①之前，需要對供體和受體母牛進(jìn)行________________處理；供體良種公牛的精子需獲能后才能完成受精作用，若在體外可將精子放在一定濃度的________溶液中使精子獲能。(2)受精時，精子需頂體內(nèi)________協(xié)助精子穿過卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。卵子受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜間隙觀察到________。(3)②過程的名稱是________，完成②過程后需對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，這時的胚胎應(yīng)發(fā)育到______________階段。(4)③過程用到的胚胎工程技術(shù)是______________，它在胚胎工程中的意義在于____________________________。解析：(1)對供體和受體母畜需要進(jìn)行同期發(fā)情處理，使兩者處于相同的生理狀態(tài)，以順利完成胚胎移植和胚胎發(fā)育過程。精子可放在獲能液中處理使精子獲能，常用獲能液為肝素或鈣離子載體A23187。(2)受精時，精子的頂體釋放頂體酶發(fā)生頂體反應(yīng)，從而使精子打開進(jìn)入卵細(xì)胞的通道。卵細(xì)胞受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞的透明帶和卵細(xì)胞膜間隙觀察到兩個極體。(3)②是沖卵，胚胎移植一般選擇處于桑椹胚或囊胚時期的胚胎進(jìn)行移植，此時的細(xì)胞還未分化或分化程度較低。(4)③過程常用胚胎移植技術(shù)，胚胎移植充分發(fā)揮了優(yōu)良的雌性個體的繁殖潛能。答案：(1)同期發(fā)情肝素(或鈣離子載體A23187)(2)頂體酶兩個極體(3)沖卵桑椹胚或囊胚(4)胚胎移植充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力4．“無廢棄農(nóng)業(yè)”是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。如圖是無廢棄農(nóng)業(yè)中對有機廢棄物進(jìn)行處理的幾種方案，請回答問題：(1)生態(tài)工程是指人類應(yīng)用____________等學(xué)科的基本原理，通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝，對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行____________，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。(2)“無廢棄農(nóng)業(yè)”遵循的生態(tài)學(xué)原理主要是__________原理。施用有機肥料有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，原因是土壤微生物分解有機肥料所產(chǎn)生的__________________使農(nóng)作物的光合作用強度得到提高。(3)從資源化、無害化角度分析，途徑②、③優(yōu)于④的原因是通過________________有機廢棄物中的物質(zhì)，既充分利用有機物中的能量、又減少____________。(4)少量有機廢棄物排入河流，不會使河流中的生物種類和數(shù)量發(fā)生明顯變化，這說明生態(tài)系統(tǒng)具有__________能力。(5)焚燒塑料垃圾所產(chǎn)生的二英會誘發(fā)__________________基因突變，導(dǎo)致正常細(xì)胞的生長和分裂失控而變成癌細(xì)胞。(6)能降解塑料的微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)的____________(成分)。若利用DNA重組技術(shù)將降解塑料的基因?qū)肽承┩寥牢⑸?如：根瘤菌)中，則土壤中的塑料有望得到較快降解，該技術(shù)的核心是__________________。解析：(1)生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理，通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝，對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)和重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。(2)(3)無廢棄物農(nóng)業(yè)是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)特色，它遵循物質(zhì)循環(huán)再生及能量多級利用的原則。有機肥料經(jīng)過土壤微生物的分解作用，產(chǎn)生CO2及Na＋、K＋等無機鹽離子，從而供植物光合作用利用。(4)生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾時，依靠自我調(diào)節(jié)能力來維持自身的相對穩(wěn)定。(5)細(xì)胞發(fā)生癌變是在致癌因子的作用下，細(xì)胞中的原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變的結(jié)果。(6)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心。答案：(1)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)修復(fù)和重建(2)物質(zhì)循環(huán)再生CO2和無機鹽(3)多層分級利用(合理即可)環(huán)境污染(4)(一定的)自我調(diào)節(jié)(5)原癌基因和抑癌(6)分解者基因表達(dá)載體的構(gòu)建5．實施西部大開發(fā)，要切實搞好生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)，大力開展植樹種草、治理水土流失、防治沙漠化等。材料一：據(jù)計算，維持一個6口人的牧民家庭生活所需食物，需飼養(yǎng)35～40頭牛，其中一半必須是成年母牛，以提供牛奶和繁殖小牛，其余為2～3頭公牛，15～18頭小母牛和幾頭小公牛。這一畜群所需的牧場面積取決于降雨量(因降雨量影響產(chǎn)草量)，在降雨量為250mm地區(qū)，約需400hm2放牧地。材料二：“退耕還林工程”囊括25個省(區(qū)、市)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)，共1897個縣(含市、區(qū)、旗)。到2010年，已完成退耕地造林1467萬hm2，宜林荒山荒地造林1733萬hm2，陡坡耕地基本退耕還林，嚴(yán)重沙化耕地基本得到治理，工程區(qū)林草覆蓋率增加了4.5個百分點，工程治理地區(qū)的生態(tài)狀況得到較大改善。(1)在生態(tài)工程中，人類應(yīng)用了________________等學(xué)科的基本原理和方法，促進(jìn)了人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。(2)在西部地區(qū)“退耕還林還草”的目的是________________________，從而能夠提高生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，這個過程遵循的原理是________________。(3)根據(jù)________________原理可知，西部地區(qū)的草場，要注意合理放牧，需要考慮______________，因為若越過其限度，就會引起__________________。(4)一般來說，生態(tài)工程的目標(biāo)除了治理環(huán)境污染之外，主要是對破壞的生態(tài)系統(tǒng)，特別是開礦后的廢棄地以及濕地等進(jìn)行________。解析：(1)在生態(tài)工程中人類應(yīng)用了生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，促進(jìn)了人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。(2)“退耕還林還草”的目的是增加當(dāng)?shù)匚锓N多樣性，其遵循的是物種多樣性原理。(3)西部地區(qū)的草場，要注意合理放牧，需要考慮環(huán)境承載力，因為若超過其限度，就會引起系統(tǒng)的失衡和破壞，需遵循的是協(xié)調(diào)與平衡原理。(4)生態(tài)工程的目標(biāo)除了治理環(huán)境污染之外，主要是對破壞的生態(tài)系統(tǒng)，特別是開礦后的廢棄地以及濕地等進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。答案：(1)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)(2)增加當(dāng)?shù)匚锓N多樣性物種多樣性原理(3)