1、专题 十五现代生物科技命题趋势1近五年的全国卷高考试题中对于基因工程的考查频度较高，侧重考查基因工程的工具，操作程序与应用等。植物细胞工程的应用以及动物细胞工程技术中的核移植技术、单克隆抗体的制备也有所考查。胚胎移植的概念及移植胚胎的来源也会涉及。2本专题以非选择题的形式考查。题目常借助简洁的文字材料或流程图、结构图等考查有关基因工程、动物细胞工程的原理、技术手段等，尤为注重对教材中一些关键词的填充及对结论性语句的准确表述等。32021年备考时应注意：(1)限制酶、DNA连接酶和载体的作用及PCR技术。(2)动物的细胞培养与体细胞克隆。(3)单克隆抗体制备过程。(4)图解分析法理解胚胎发育的过
2、程和胚胎移植的程序。考点清单考点1基因工程1几种获取目的基因方法的比较2比较DNA复制和PCR技术3与DNA有关的酶的归纳与比较4将目的基因导入受体细胞的方法比较5DNA的粗提取与鉴定的方法步骤考点2细胞工程6植物组织培养的关键点(1)植物组织培养的关键条件：离体、一定的营养物质、激素(生长素、细胞分裂素)等。培养基状态：固体培养基(脱分化培养基、生根培养基及生芽培养基)。体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。(2)植物激素的使用生长素/细胞分裂素的比值适中时，促进愈伤组织形成；比值高时，促进根分化、抑制芽形成；比值低时，促进芽分化、抑制根形成。(3)光照的使用脱分化阶段不需要给予
3、光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。7植物体细胞杂交的关键点(1)酶解法用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)促融剂聚乙二醇。 (3)杂种细胞的形成标志新细胞壁的形成。(4)培养为杂种植株的技术植物组织培养。 (5)培养成功的原理细胞全能性。8动物细胞培养的特殊条件(1)胰蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。(2)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液。(3)特殊的营养条件液体培养基。加入动物血清、血浆等。通入氧气以满足代谢的需要。通入二氧化碳以维持培养
4、液的pH。9克隆动物的技术手段动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。10突破体细胞克隆(1)在细胞核移植技术中，注入去核卵母细胞中的不是供体细胞的细胞核，而是整个细胞，同时伴随有两细胞融合现象，这体现了细胞膜的结构特点具有一定的流动性。(2)该技术中形成的重组细胞最终发育成一个新个体，体现了动物细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(3)克隆属于无性繁殖，产生的新个体的绝大多数性状与供核亲本相同。(4)利用核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同：克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞的细胞核，但其细胞质中的DNA主要来自去核的卵母细胞。性状是基因型与环境共同作用的结果，供核动物生活的环
5、境与克隆动物所生活的环境不完全相同，其性状可能和供核动物也不完全相同。克隆动物在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。考点3 胚胎工程及生物技术的安全性与伦理问题11胚胎工程的操作流程分析12生物技术中的伦理问题(1)克隆人分类a生殖性克隆是指以繁殖个体为目的，即用于产生人类个体。b治疗性克隆是指利用核移植技术获得克隆人胚胎，然后从胚胎中提取干细胞进行医学研究，是利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植。中国政府态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。(2)试管婴儿与设计试管婴儿试管婴儿：运用体外受精和胚胎移植技术繁殖个体，目的是解决不孕夫妇的生育
6、问题。设计试管婴儿：体外受精获得的胚胎在移植前进行遗传学诊断，以便筛选出符合特定要求的胚胎。考点4 生态工程13生态工程中的有关实例，相关的生态工程原理14生态工程中的有关实例，相关的生态工程原理(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。(2)应当能够构成一个合理的生产结构。(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源。(4)应当体现减少环境污染的原则。(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现物质的良性循环。精题集训（70分钟）经典训练题1（2020新课标I卷38）为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以
7、下实验流程。回答下列问题：（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是_。（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：_。（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于_，使用该培养基进行细胞培养的结果是_。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_。（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有_（答出2点即可）。【答案】（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞 （2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液 （3）选择培养基 只有杂交瘤
8、细胞能够生存 抗原与抗体的反应具有特异性 （4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养【解析】（1）实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。（2）取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。（3）图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原-抗体反应具有特异性。（4）获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。【点评】制
9、备单克隆抗体的过程中，需要用到动物细胞融合和动物细胞培养，需要用到两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。2（2020新课标II卷38）植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：（1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性_。抵抗力稳定性的含义是_。（2）“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多
10、种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是_（答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的_。（3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：_。【答案】（1）低 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力 （2） 改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用 分解者 （3） 种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属【解析】（1）生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种植一种植物，生态系统的生物
11、种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。（2）由于有机肥料中有机物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微生物、实现了土壤养分的循环利用。分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物质的微生物属于分解者。（3）利用生物来回收污水中的金属元素，可以通过种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属。【点评】本题考查生态系统和生态工程的相关知识，要求考生识记生态系统的结构、稳定性以及生态工程的基本原理及生态恢复工程的实例，掌握生态农业的意义，能结合所需的知识准确答题。3（2020新课标III卷38）W是一种具有特定功能的人
12、体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。（1）步骤中需要使用的工具酶有_。步骤和所代表的操作分别是_和_。步骤称为_。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的_（答出2点即可）的限制。（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息_（填相同或不同），原因是_。（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有_（答出2点即可）。【答案】(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年
13、龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植【解析】（1）由分析可知，步骤为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤为显微注射；步骤为体外培养；步骤为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物,不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤为体外培养，步骤为胚胎移植，均属于胚胎工程。【点评】本题考查基因工程和胚
14、胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的基本工具和操作步骤，掌握胚胎工程各项技术的相关细节，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查。高频易错题1接种疫苗是预防疾病的措施之一，某种DNA疫苗的制备与使用过程如下图所示，图中代表过程。回答下列问题：（1）上述实验利用M蛋白基因制备DNA疫苗的原因是M蛋白至少具有2个特性，分别是_。（2）所需的工具酶有_。需要进行筛选的过程有_（填写编号）。过程的目的是_。（3）DNA疫苗在人体中发挥免疫作用的过程是_。（4）相比于注射M蛋白质，注射DNA疫苗的优点是_。（5）根据细菌结构与特性分析，在基因工程中选择细菌作为受体细胞的优点和缺点分别是
15、_。【答案】（1）M蛋白可以激发人体免疫力；M蛋白对人体没有危害；M蛋白具有特异性 （2）限制酶和DNA连接酶 在细菌中对重组DNA进行扩增 （3）DNA疫苗进入人体细胞中后转录翻译成M蛋白，M蛋白被释放到细胞外后，引起免疫反应，产生抗体和记忆细胞，发挥免疫作用 （4）可以持续产生M蛋白，引起长时间的免疫反应 （5）优点：细菌繁殖快、遗传物质少，结构简单；缺点：细菌是原核生物，没有内质网和高尔基体对M蛋白的加工与运输【解析】（1）M蛋白作为DNA疫苗具备特性：免疫原性强，具有特异性，且致病性弱。（2）为构建重组DNA过程需要运用到限制酶，获得目的基因，还需要DNA连接酶，将目的基因与质粒载体重
16、组在一起；需要筛选的过程是和，过程从病菌或病毒中获取目的基因和质粒构建基因表达载体，目的是筛选出有目的基因的重组DNA。过程的目的是在细菌中对重组DNA进行扩增。（3）DNA疫苗在人体中发挥免疫作用的过程是病原体抗原DNA即M蛋白基因在人体细胞内表达，产生的抗原激活机体的免疫系统，M蛋白被释放到细胞外后，引起免疫反应，产生抗体和记忆细胞，发挥免疫作用。（4）注射DNA疫苗的优点是安全性高，生产迅速简便，易于保存运输、产生持久免疫应答。（5）在基因工程中选择细菌作为受体细胞的优点繁殖速度快，多为单细胞，遗传物质少便于获取目的基因。缺点是细菌为原核细胞，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质修饰、加工
17、，使得表达的蛋白可能不具备生物活性。【点评】本题以DNA疫苗的制作为背景考查基因工程和免疫的知识点，要求学生掌握基因工程的操作步骤和操作工具酶的使用，能够正确识图判断图中的发生的生理过程，把握免疫学的应用中被动免疫的应用，理解疫苗的作用和疫苗的种类，通过题意和图示把握DNA疫苗与传统疫苗的区别和类型，利用所学的免疫学的知识点分析解决问题。2下图中亲本植株的基因型为Tt（体细胞染色体数为2n），A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程，请据图回答下列问题：（1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是_技术。图中不同的方法都能获得子代植株，其根本原因是_。（2）经过B过程获得的
18、子代植株的基因型为_，子代再连续自交2代后，T的基因频率和TT的基因型频率分别为_、_。（3）图中需经过的生理过程是_。（4）植物细胞获得具有活力的原生质体需要用_处理，过程表示将该植物的两个原生质体进行融合，融合前需用化学试剂_进行诱导；图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构_，某同学取A过程的薄壁细胞制成临时装片进行观察，可观察到中期细胞中染色体组数为_组。（5）通过D过程获得子代植株用到的工程技术手段是_技术，科学家已经利用该技术培育出了白菜甘蓝和胡萝卜羊角芹等，这说明该技术具有的优点是_。【答案】(1)植物组织培养 植物细胞具有全能性 （2）Tt 50%（或1
19、/2） 37.5%（或3/8） （3）脱分化、再分化 （4）纤维素酶和果胶酶 PEG（或聚乙二醇） 愈伤组织 1 （5）植物体细胞杂交 能克服不同生物远缘杂交的障碍【解析】（1）植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养，是四种人工繁殖过程都要用到的。图中不同方法都能获得子代植株是因为具有某种生物全套遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说植物细胞具有全能性。（2）B表示通过胚状体进行无性繁殖得到的个体，因此得到的后代基因型是Tt，子代再连续自交2代后，T的基因频率不变，即T=50%，Tt自交一代，TT=1/4，Tt=1/2，tt=1/4，继续自交则TT=1/4+1/21/4=
20、3/8，即37.5%。（3）图中是植物组织培养，需经过的生理过程是脱分化和再分化。（4）细胞壁的组成成分是纤维素和果胶，可先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得具有活性的原生质体。化学法一般是用PEG（聚乙二醇）作为诱导剂来诱导细胞融合。图中ABCD过程都能得到的一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是愈伤组织，A是单倍体植株，含有一个染色体组。（5）通过D过程获得子代植株用到的工程技术手段是植物体细胞杂交技术，其能克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了杂交的亲本组合范围。【点评】植物体细胞杂交技术中促进细胞融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇）。3为了预防线粒体缺陷可能导致的先
21、天性心脏病、失明、肝衰竭等多种疾病，医生利用基因工程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”。如图为某男婴孕育过程，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
22、的作用是_。(3)该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_。【答案】（1）卵母细胞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)【解析】(1)根据题干信息可知，图示过程中代表该男婴母亲卵母细胞的是卵母细胞B，其提供了细胞核；卵母细胞捐献者在取卵前通常要注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡发育。(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，而其他的遗传病
23、还需要进一步检测，可以在孕期进行产前诊断等措施检查胎儿是否畸形，或是否携带遗传病致病基因。4请回答下列与生态工程有关的问题：(1)生态经济主要是通过实行“_”的原则，而相关的最重要手段之一是生态工程。如人们对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进了人和自然的和谐发展。(2)“全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降”，其手段之一是实现废弃物的资源化，这在很大程度上与生态工程所遵循的“_原理”有关。(3)早期建设“三北防护林”过程中，辽宁某地区的樟子松林由于生物种类过于单一，使得松毛虫肆虐，原本茂密葱绿的森林甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。这
24、与生态工程所遵循的“_原理”不符，与该基本原理相应的生态学理论基础是_。(4)珊瑚虫与某些藻类共生组成的珊瑚礁区，众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高了系统生产力。珊瑚礁之所以能够保持如此高的生产力，得益于实现了“1+12”的“_原理”。(5)人类处在一个社会经济自然复合而成的巨大系统之中，在植被贫瘠地区号召农民植树造林的同时，还应关注他们的生活问题，才能避免发生“前面造林，后面砍林”的现象，从根本上达到造林护林的目的。这遵循的是生态工程的“_原理”。(6)我国南方地区的“桑基鱼塘”模式，把森、蚕、鱼、稻等单个生产系统通过优化组合，有机地整合
25、到一起，成为高效生态系统。此与生态工程建设所遵循的“_原理”有关。(7)生态工程对恢复和重建受损的生态环境有重要作用，但为什么不能走“先污染、破坏，后治理”的老路？_。【答案】（1）循环经济 （2） 物质循环再生 （3） 物种多样性 生态系统的稳定性 （4） 系统整体性 （5） 整体性 （6） 系统的结构决定功能 （7） 生态系统的恢复力稳定性是有一定限度的，导致了生态工程的局限性，使生态工程并不能解决所有的污染、破坏问题【解析】(1)生态经济主要是通过实行“循环经济”原则，而相关的最重要的手段之一就是生态工程。(2)实现废弃物的资源化在很大程度上与生态工程所遵循的“物质循环再生原理”有关。(
26、3)某生态系统物种过于单一，与生态工程所遵循的“物种多样性原理”不符，物种越少，抵抗力稳定性越低，越容易受到外界环境的干扰，与该基本原理相应的生态学理论基础是生态系统的稳定性。(4)系统整体性是指系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质和信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。(5)整体性原理是指人类处在一个社会经济自然复合而成的巨大系统中，建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础上的整体理论，是解决生态环境问题的必要基础。(6)“桑基鱼塘”模式应用了生态工程的“系统的结构决定功能原理”。(7)生态系统的恢复力稳定性是有一定限度的，导致了生态工程的
27、局限性，使生态工程并不能解决所有的污染、破坏问题。精准预测题1甜菜碱是某些植物主要的渗透压调节物质。甜菜碱醛脱氢酶（BADH）是合成甜菜碱的关键酶。BADH基因的表达可以增加细胞中甜菜碱含量从而增强植物的耐盐性。许多农作物如水稻、土豆等自身不能积累甜菜碱，科学家利用基因工程将甜菜碱合成的相关基因转入水稻中，在不同程度上提高了水稻的耐盐性。如图是利用PCR技术获取目的基因的示意图，回答下列问题：（1）山菠菜是耐盐碱植物，若要获得BADH基因的cDNA，最好从山菠菜植株_（器官）部细胞中提取转录产物并经过_过程即可获得。（2）利用图示PCR技术扩增BADH基因时，在缓冲液中除了要添加模板和引物外，
28、还需要加的物质有_；至少经过_轮循环可得到仅含所需BADH基因的片段，一个BADH基因经过4轮循环，共需引物_个。（3）构建BADH基因表达载体时，除目的基因外还需要_（至少写两个）；将构建的基因表达载体通过农杆菌导入到水稻细胞之前，还需要用氯化钙处理农杆菌，这样做的目的是_。（4）欲鉴定转基因耐盐水稻是否培育成功，在个体水平上进行鉴定的方法是_。【答案】（1）根 逆（反）转录 （2）Taq酶（热稳定DNA聚合酶）和四种脱氧核苷酸 3 30 （3）启动子、终止子、标记基因等 使农杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态 （4）将转基因水稻植株和非转基因水稻植株置于含不同浓度N
29、aCl溶液的完全培养液中培养，观察其生长状况【解析】（1）山菠菜是耐盐碱植物，若要获得BADH基因的cDNA，根可吸收土壤中的水分及无机盐，故最好从山菠菜植株根部细胞中提取转录产物mRNA，并经过逆（反）转录过程即可获得。（2）利用 PCR技术扩增BADH基因时，在缓冲液中除了要添加模板和引物外，还需要加的物质有原料（四种脱氧核糖核苷酸）和Taq酶（热稳定DNA聚合酶）。根据DNA的半保留复制的特点，可知PCR前两轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，即仅含引物之间的序列，因此，至少经过3轮循环可得到仅含所需BADH基因的片段。一个BAD
30、H基因经过4轮循环，共合成脱氧核苷酸链数为224=32，其中，除了两条母链上没有引物，每条脱氧核苷酸链上有一个引物，故需引物32-2=30个。（3）构建BADH基因表达载体时，除目的基因外还需要启动子、终止子、标记基因等；用氯化钙处理农杆菌的目的是：使农杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态。（4）欲鉴定转基因耐盐水稻是否培育成功，在个体水平上进行鉴定的方法是：将转基因水稻植株和非转基因水稻植株置于含不同浓度 NaC1溶液的完全培养液中培养，观察其生长状况。【点评】本题考查基因工程的相关知识，识记PCR的原理、步骤、条件、相关计算及基因工程的步骤等是解答本题的关键。2内皮抑
31、素是从血管内皮细胞瘤中分离出的一种内源性血管生成抑制因子，能特异性地抑制内皮细胞增殖和迁移。某小组为获得内皮抑素，构建分泌型内皮抑素基因表达载体，并在C6细胞(大鼠源性胶质瘤细胞)中表达。具体操作如下：(1)构建分泌型内皮抑素基因表达载体采用相关技术提取1日龄SD大鼠大脑半球组织中的总RNA，检测RNA质量和浓度。内皮抑素cDNA的获得：以上述提取的RNA为模板，通过_过程获得cDNA，并利用PCR技术体外扩增cDNA。PCR技术中除需目的基因作为模板外，还需要的条件有_和控制温度等。为避免目的基因和载体自身环化，酶切目的基因和载体时，可用_酶切割，以保证目的基因和载体两侧具有_。(2)目的基
32、因在C6细胞中表达(将目的基因导入C6细胞中，并表达)培养C6细胞时，为防止杂菌污染，可在培养基中加入一定量的_。若要检测目的基因是否成功整合到受体细胞的DNA上，可采用_技术。导入C6细胞中的目的基因成功表达后，可能会使C6细胞在大鼠体内的_受到抑制。【答案】（1）逆转录 热稳定DNA聚合酶(Taq酶)、两种引物、四种脱氧核苷酸 两种限制性核酸内切(限制) 不同的黏性末端 （2）抗生素 DNA分子杂交 增殖和迁移【解析】(1)遗传信息从RNA到DNA的过程叫逆转录。PCR技术中除需目的基因作为模板外，还需要的条件有热稳定DNA聚合酶(Taq酶)、两种引物、四种脱氧核苷酸和控制温度等。为避免目
33、的基因和载体自身环化，酶切目的基因和载体时，可用双酶切法，即两种限制性核酸内切(限制)酶切割，以保证目的基因两侧和载体上具有不同的黏性末端。(2)在培养细胞时，为防止杂菌污染，可在培养基中加入一定量的抗生素。若要检测目的基因是否成功整合到受体细胞的DNA上，可采用DNA分子杂交技术。根据题干信息可知，导入C6细胞中的目的基因成功表达后，会使C6细胞在大鼠体内的增殖和迁移受到抑制。3研究表明，HER2/neu是一种原癌基因，它表达的H蛋白在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达。抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为有效的生物治疗手段。回答下列问题：（1）将H蛋白注
34、射到小鼠体内，目的是_取该小鼠的脾脏中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，诱导动物细胞融合的常用方法有_等三种。不同动物细胞能够进行融合的基本原理是_（2）将完成诱导融合后的细胞，用特定的_培养基进行筛选，可以获得杂交瘤细胞。将筛选得到的杂交瘤细胞，进行_，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。（3）使用抗H蛋白单克隆抗体治疗乳腺癌时，有两种使用方法，一种是将抗H蛋白单克隆抗体直接注射到病人体内，抗体在乳腺癌病人体内发挥的作用是_，另一种是_形成“生物导弹”，输入体内杀死癌细胞。【答案】（1）获得能产生相应抗体(或抗H蛋白的抗体)的B淋巴细胞 PEG融合法电融合法和灭活病毒诱导
35、法 细胞膜的流动性 （2）选择 克隆化培养和抗体检测 （3）与乳腺癌细胞特异性结合并杀死癌细胞 单克隆抗体与抗癌药物结合【解析】（1）将H蛋白注射到小鼠体内，目的是获得能产生相应抗体(或抗H蛋白的抗体)的B淋巴细胞，取该小鼠的脾脏中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等三种。不同动物细胞能够进行融合的基本原理是细胞膜的流动性。（2）诱导融合后的细胞有多种类型，将完成诱导融合后的细胞，用特定的选择培养基进行筛选，该培养基中只有杂交瘤细胞才能生长，可以获得杂交瘤细胞。但杂交瘤细胞还是有多种类型，还需要利用抗原-抗体杂交技术进行筛选，接
36、下来将前面筛选得到的杂交瘤细胞，进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。（3）使用抗H蛋白单克隆抗体治疗乳腺癌时，有两种使用方法，一种是将抗H蛋白单克隆抗体直接注射到病人体内，抗体在乳腺癌病人体内发挥的作用是与乳腺癌细胞特异性结合并杀死癌细胞，另一种是单克隆抗体与抗癌药物结合形成“生物导弹”，输入体内杀死癌细胞。【点评】本题结合抑制癌症的材料考查了单克隆抗体的相关知识，要求考生能够从题干中获取有效解题信息；识记单克隆抗体的制备过程以及细胞融合的诱导技术，识记单克隆抗体的优点等方面的知识。4人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，目前通常将人的血清白
37、蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白，基本步骤如下：采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)步骤中，卵母细胞与精子结合过程中防止多精入卵的生理反应包括_。自然条件下，受精是在雌性动物的_内完成的。(2)步骤中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是_。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤称为_。(3)步骤中，进行动物早期胚胎的体外培养
38、时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还需要添加_和动物血清。一般情况下，通常在合成培养基中加入一定量的抗生素，其目的是_。(4)步骤中，应选择性别为_的奶牛胚胎进行移植。【答案】（1）透明带反应、卵细胞膜反应 输卵管 （2） 显微注射技术 构建基因表达载体 （3） 激素 防止杂菌污染 （4） 雌性【解析】(1)防止多精入卵的两道屏障为透明带反应、卵细胞膜反应。自然条件下，受精作用的场所为输卵管。(2)将目的基因导入动物细胞的方法为显微注射技术。将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，称为构建基因表达载体。(3)早期胚胎培养过程中，
39、培养液中除了含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还需要添加激素和动物血清。为了防止污染，在合成培养基中还需要加入抗生素。(4)血清白蛋白要从乳汁中提取，只有雌性奶牛才能产生乳汁，因此胚胎移植时，必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植。5现代生物工程技术推动了医药学、免疫学等领域的发展。例如，为解决不孕不育夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术，给千万家庭带来了福音，但生物技术是一把双刃剑，可以造福人类，若使用不当也可能给人类带来灾难。请回答下列问题：（1）试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和_技术等人工助孕技术的俗称；通过试管婴儿技术繁殖后代属于_（填“有性”或“无性”）生殖
40、。（2）体外受精首先需采集卵子，发育到_期的卵子能与获能的精子在_或_中完成受精作用。（3）胚胎移植时，受体对移人子宫的外来胚胎基本上不发生_，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；通过试管动物技术培养发育成的早期胚胎，再经过_可产生多个基因型相同的后代。（4）“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等疾病。与“试管婴儿”技术不同的是，“设汁试管婴儿”技术胚胎在移植前需进行_。（5）现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_。【答案】（1）胚胎移植 有性 （2）减数第二次分裂中 获能溶液 专用的受精溶液 （3）免疫排斥反应 胚胎分割和胚胎移
41、植 （4）遗传学诊断 （5）此做法破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德（答案合理即可给分） 【解析】（1）试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术等人工助孕技术的俗称；试管婴儿技术中仍有精子和卵细胞结合成受精卵的过程，其生殖方式仍然是有性生殖。（2）体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。采集的卵子，需将其培养到减数第二次分裂中期才具备与精子受精的能力，精子获能后可以在获能溶液或专用的受精溶液中与培育成熟的卵子完成受精作用形成受精卵。（3）胚胎移植时，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。通过试管动物技术培
42、养发育成的早期胚胎，再经过胚胎分割和胚胎移植可产生多个基因型相同的后代。（4）“试管婴儿”技术主要用于治疗不孕不育夫妇的生育问题，而“设计试管婴儿”技术可以用于治疗需要骨髓移植或者造血干细胞移植等疾病，且胚胎在移植前需进行遗传学诊断。（5）设计婴儿性别等会引起性别比例失调，违反了伦理道德。62020年7月，江西赣北和赣中部地区的降雨总量已达到常年的3倍以上，鄱阳湖水面大幅上涨。鄱阳湖是我国第一大淡水湖，近几十年来，由于人类的围湖造田、污水排放等，导致其面积不断缩小、蓄水能力降低，水质下降等问题突显，为此国家已加强治理。请回答下列问题：（1）鄱阳湖湿地恢复工程是我国生态工程的一项重要任务，生态工
43、程是指应用_，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。（2）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥_，防止环境污染，达到_。（3）鄱阳湖恢复过程中，不仅要考虑湖区周围生态环境的保护，更重要的是原耕地上居民的迁移以及生活和就业问题，主要体现了生态工程的_原理。除以上原理外，生态工程还需要遵循的原理有_。（写出3点即可）（4）鄱阳湖作为长江进入下游前的最后一个蓄水池，在调节长江水位、涵养水源、改善当地气候起到非常重要的作用，同时，鄱阳湖每年都吸引了大量
44、的鸟类爱好者前来拍照以及科学研究者前来开展研究，以上体现了生物多样性的_价值。（5）请结合此次鄱阳湖水位上涨的原因，在恢复鄱阳湖湿地时，可以采取哪些有效措施？_。（请写出2项措施）（6）在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用的同时，不要忘记_。【答案】（1）生态学和系统学等学科的基本原理和方法（2）资源的生产潜力 经济效益和生态效益的同步发展（3）整体性 物质循环再生原理，物种多样性原理，协调与平衡原理，系统学和工程学原理（写3点即可）（4）直接价值和间接价值 （5）实施退耕还湖；废水处理，点源和非点源污染控制；加强立法、执法和宣传教育等（写2项措施即可）（6）大自然固有的强大的生态恢复力量
