高三生物现代技术专题
——赵慧、余景耀
专题一 基因工程
本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。也叫DNA重组技术。它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点
基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。 有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：
1.基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
2.转基因技术的应用：(1)转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。(2)基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。(3)基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。固氮生物在农业生产及氮循环中的作用。在氮循环中有特殊作用的几种微生物，要总结其作用。在学习生物固氮在自然界中的意义时，要明确生物固氮是植物可利用氮的重要来源，对氮循环与碳循环加以比较，认识这两种物质循环的差异；同时，应具体分析氮循环中几种微生物的特殊作用及其在生态系统中的地位。利用遗传工程培养基因固氮绿色植物有重要应用价值，这也是生物高考命题的一个方面。
本专题所涉及的内容大都是社会热点、焦点问题，很可能成为遵循大纲，但又不拘泥于大纲的高考题目的素材，要求我们要有足够的重视。
课标要求
1、知识要求
1）简述基因工程的诞生
2）简述基因工程的原理和技术
3）举例说出基因工程的应用
4）简述蛋白质工程
2、能力要求
1）运用所学的DNA重组技术，模拟制作重组DNA模型，提高动手能力
2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
3）通过讨论、收集资料等，提高收集资料、处理资料、撰写专题综合报告的能力
4）能利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，从而培养学生自主学习能力，为终身学习、后续学习打下坚实的基础。
5）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
6）通过引导学生在网上的探究活动，改变学生传统的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
7）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
8）尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，
科技探索之路： 基础理论和技术的发展催生了基因工程
课标要求
1、知识要求
简述基因工程的诞生
2、能力要求
通过复习DNA是遗传物质的证明、DNA双螺旋结构和中心法则的确立、遗传密码的破译等基础知识，提高学习能力、分析能力、探究能力，树立不断学习、不断创新的的精神。
知识网络体系
科技探索之路 基础理论和技术的发展催生了基因工程
基因工程概念——是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫DNA重组技术。
DNA是遗传物质的证明
理论基础 DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发现
DNA合成和测序技术的发现
工程技术 DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物的问世
PCR技术的发明
重难热点归纳
理论基础与工程技术的联系
科学的发展离不开理论和实践的探究，科学研究是一个漫长的实践过程
知识拓展
基因工程
| 基因工程的别名 | 基因拼接技术或DNA重组技术 |
| 操作环境 | 生物体外 |
| 操作对象 | 基因 |
| 操作水平 | DNA分子水平 |
| 基本过程 | 剪切→拼接→导入→表达 |
| 结果 | 人类需要的基因产物 |
经典例题剖析
［例1］切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是
A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C．细胞工程：DNA→RNA→蛋白质
D．基因工程：DNA→RNA→蛋白质
【解析】 此题既复习中心法则，又考察基因工程。由题所述是把牛和人的生长素基因注入到鼠的受精卵中，应属于基因工程。
【答案】 D
基础试题训练
１．把兔控制血红蛋白合成的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔的血红蛋白，这说明 ( )
A.兔和大肠杆菌共用一套遗传密码子
B．大肠杆菌的遗传物质是RNA
C．兔的RNA和大肠杆菌的RNA携带相同的遗传信息
D．兔控制血红蛋白合成的基因能进人大肠杆菌
2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
3．科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的内吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于( )
A．基因突变 B．基因重组 C．基因互换 D．染色体变异
4．下列何种技术能有效地打破物种的界限,定向地改造生物的遗传性状,培育新的农作物优良品种 ( )
A．基因工程技术 B．诱变育种技术
C．杂交育种技术 D．组织培养技术
5．生物细胞中含有细胞质基因的结构是（多选）( )
A. 细胞核和染色体 B．染色体和核糖体 C．线粒体和质粒 D．线粒体和叶绿体
创新应用训练
1.利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段，将人的基因转入细菌细胞；第二阶段，将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物。第三阶段，将人的基因转入活的动物体，饲养这些动物，从乳汁或尿液中提取药物。
（1）将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制 。
（2）人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋结构，都是由四种
构成，基因中碱基配对的规律都是
。
（3）人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时，需要经过 和翻译两个步骤。在翻译中需要的模板是 ，原料是
，直接能源是 ，搬运工兼装配工是 ，将氨基酸通过肽键连接成蛋白质的场所是 ，“翻译”可理解为将由 个“字母”组成的核酸“语言”翻译成由 个“字母”组成的蛋白质“语言”，从整体来看 在翻译中充任着“译员”。
2、如下图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基，四个试管内都有产物生成。请回答：
 | | | |
|
|
|
|
a b c d
（1）a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是 过程；d试管内模拟
的是 过程。
（2）b、c两试管内的产物都是 ，但b试管内模拟的是 过
程；c试管内模拟的是 过程；b试管的产物中1个分子中最多含有
碱基，有 个密码子。
(3)d试管中与a试管相比，特有的酶是 。
3、（2003年上海高考题）艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如下。请回答：
（1）图中①表示病毒正侵染淋巴细胞。进入寄主细胞的是病毒的_________。
（2）遗传学上将过程②称为_________。
（3）③和④的信息传递过程分别称为____________________________。
（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型，其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是惟一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是_________的结果，这种变异特点与一般生物的不同之处是___________________________，其原因是________________________________。
（5）
（6）据最近研究认为，引起“严重急性呼吸系统综合症”（SARS）的病原体可能是
__________________________________。它和HIV一样，其遗传信息的传递是按照
_____________________________________________的规律进行的（可以用简图表达）。
4、有人提出“吃基因补基因”，你是否赞成这种观点？试从新陈代谢的角度简要说明理由
。
５、（05上海）回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。
（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的__________、__________、__________。
（2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入________时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代；当转入________时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。
（3）已知某基因片段碱基排列如右图。由它控制合成的多
肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。）
（1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的______链转录的（以图中①或②表示），此mRNA的碱基排列顺序是：__________________________________。
（2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录出此段多DNA单链的碱基排列顺序：___________________________________________。
1、1 DNA重组技术的基本工具
课标要求
简述基因工程的原理和技术
能力要求
1）通过学习ＤＮＡ重组技术的基本工具，模拟制作重组DNA模型，初步掌握基因工程的基本方法提高动手能力
2）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
3）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
知识网络体系
来源：主要从原核生物中分离
功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，
限制性内切酶
并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷
（分子手术刀） 酸二酯键断开。
切割后的DNA末端： 黏性末端
平末端
功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子
DNA连接酶
T4 DNA连接酶：既能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，
（分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA的平末端
E·coli DNA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接
能在宿主细胞中保存下来并大量复制
条件： 有一个至多个限制酶切割点，
基因进入受体细胞的载体 有特殊的遗传标记基因，便于筛选。
（分子运输车） 质粒（常用）
种类： λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
重难热点归纳
限制性内切酶的功能
黏性末端和平末端
DNA连接酶与DNA聚合酶的区别
载体必须具备的条件
质粒与质体的区别
常用的载体
经典例题剖析
下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（ ）
A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．GAATTC，切点在G和A之间 D．CTTAAC，切点在C和T之间
【解析】 由图不难看出该限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切点是G与A之间。
答案C
基础试题训练
1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( )
A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶
C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒 D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒
2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ）
A．能复制 B.有多个限制酶切点 C．具有标记基因 D．它是环状DNA
3．下列四条DNA分子，彼此间间具有粘性末端的一组是 （ ）
 |
① ②
③ ④
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
４．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA
⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥
C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
５．有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ）
A．DNA连接酶将黏性未端的碱基对连接起来
B．限制性内切酶用于目的基因的获得
C．目的基因须由载体导入受体细胞
D．人工合成目的基因不用限制性内切酶
６．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性
内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，
这是应用了酶的（ ）
A．高效性 B.专一性
C．多样性 D.催化活性受外界条件影响
７．人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B. 有利于对目的基因是否导入进行检测
C. 增加质粒分子的分子量
D．便于与外源基因连接
8．下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选） （ ）
A、具有某些标志基因
B、具有环状的DNA分子
C、能够在宿主细胞内复制
D、具有多种限制性内切酶
9．下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选） （ ）
A．大肠杆菌 B． 质粒
C．动物病毒 D． 线粒体
10．在重组DNA技术中，不常用到的酶是
A、限制性内切酶 B、DNA聚合酶
C、DNA连接酶 D、反转录酶
11．多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为
A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端
12．在基因工程中通常所使用的质粒是
A、细菌的染色体DNA B、细菌染色体外的DNA
C、病毒染色体DNA D、噬菌体DNA
13．（2006深圳一模考题）研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗抗生素首先应该
A、仅有链霉素 B、仅有氨苄青霉素
C、同时有链霉素和氨苄青霉素 D、无链霉素和氨苄青霉素
14．（05全国Ⅰ）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是
A. 解旋酶 B. DNA连接酶 C. 限制性内切酶 D、RNA聚合酶
创新应用训练
1.番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：
（1）促进果实成熟的重要激素是
。
（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是
，基因的“运输工具”是 。
（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是 、
和
。
2、（05天津理综）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。
（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
（3）在DNA连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？
1、2 基因工程的基本操作程序
课标要求
简述基因工程的原理和技术
能力要求
（1）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过对基因工程的基本操作程序的学习，使学生在理解步骤的同时，举一反三，对于其他基因工程操作实例做到能理解、能介绍，从而培养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。
（3）通过引导学生在网上的探究活动，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
知识网络体系
目的基因：指编码蛋白质结构基因
基因文库
从基因文库中获取 基因组文库
目的基因的获取 方法 部分基因文库
人工合成
PCR：是一项在生物体外复制特定
DNA片段的核酸合成技术。
利用PCR技术扩增目的基因 目的：获取大量的目的基因
原理：DNA复制
过程
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，
基因表达载体的构建 并使目的基因能够表达和发挥作用。
（基因工程的核心）
目的基因：
基因表达载体的组成： 启动子：
终止子：
标记基因：
转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定
和表达的过程
农杆菌转化法
导入植物细胞的方法： 基因枪法
将目的基因导入受体细胞 方法： 花粉通道法
导入动物细胞的方法： 显微注射技术
导入微生物的方法：
检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因
检测： 方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）
目的基因的检测和鉴定 检测目的基因是否转录
方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）
检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗原—抗体杂交
鉴定：对生物进行个体水平的鉴定
重难热点归纳
提取目的基因的方法
目的基因导入受体细胞的途径。
知识拓展
1．外显子与内含子
一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是完全固定不变的。有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，则是内含子，结果是同一基因可以同时转录为两种或两种以上的mRNA。
2．原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点
|
| 原核细胞的基因 | 真核细胞的基因 |
| 不同点 | 编码区连续；结构简单 | 编码区有间隔，不连续；结构复杂 |
| 相同点 | 都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点 | |
3．获取目的基因的方法
从基因文库中获取
鸟枪法
人工合成
3．目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）
4．将目的基因导入受体细胞
受体细胞：细菌
↓氯化钙
细胞壁的通透性增大
↓
重组质粒进入受体细胞
↓
目的基因随受体细胞的繁殖而复制
经典例题剖析
［例1］下列有关基因工程技术的正确叙述是
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
【解析】 基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。
【答案】 C
［例2］应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。基因探针是指
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β—球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶DNA片段
【解析】 基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
基础试题训练
1、构建基因组DNA文库时，首先雷分离细胞的
A、染色体DNA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
2．在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个）放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是( )
A.540个 B.8100个 C.17280个 D.7560个
2．在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（ ）
A.结构简单，操作方便 B.遗传物质含量少
C. 繁殖速度快 D.性状稳定，变异少
3．因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因，正确的操作顺序是（ ）
A．③②④①
B.②④①③ C．④①②③ D．③④①②
4．工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是 （ ）
A．人工合成基因 B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测和表达
5．就分于结构而论，质粒是
A、环状双链DNA分子 B、环状单链DNA分于
C、环状单链RNA分子 D、线状双链DNA分子
6．聚合酶链反应可表示为
A、PEC B、PER C、PDR D、PCR
7．在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是
A、化学合成法 B、基因组文库法
C、CDNA文库法 D、聚合酶链反应
8．有关基因工程的叙述正确的是 （ ）
A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用
B.重组质粒的形成在细胞内完成
C.质粒都可作运载体
D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
9．不属于目的基因与运载体结合过程的是 （ ）
A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端
C. 将重组DNA导入受体细胞中进行扩增
D．将切下的目的基因插入到质粒切口处
10．科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是
A．采用反转录的方法得到的目的基因
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA
分子
11．基因工程常用的受体细胞有
①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③支原体 ④动植物细胞
A．①②③④ B．①②③
C．②③④ D．①②④
12．用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是
A．与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较
B．与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合
C．与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交
D．A、B、C三种方法均可
13．1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌( )
A．能进行DNA复制 B.能传递给细菌后代
C. 能合成生长抑制素释放因子 D.能合成人的生长素
14．在遗传工程技术中，限制性内切酶主要用于 （ ）
A．目的基因的提取和导入
B．目的基因的导入和检测
C．目的基因与运载体结合和导入
D．目的基因的提取和与运载体结合
15、（05广东）以下有关基因工程的叙述，正确的是
A. 基因工程是细胞水平上的生物工程
B．基因工程的产物对人类全部是有益的
C．基因工程产生的变异属于人工诱变
D．基因工程育种的优点之一是目的性强
16．（多选）一个基因表达载体的构建应包括（ ）
A．目的基因 B．启动子 C．终止子 D．标记基因
创新应用训练
1、在药品生产中，有些药品如干扰素，白细胞介素，凝血因子等，以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的，由于受原料来源限制，价价十分昂贵，而且产量低，临床供应明显不足。自70年代遗传工程发展起来以后，人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因，使之与质粒形成重组DNA，并以重组DNA引入大肠杆菌，最后利用这些工程菌，可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品，请分析回答：
（1）在基因工程中，质粒是一种最常用的 ，它广泛地存在于细菌细胞中，是一种很小的环状 分子。
（2）在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中，一般要用到的工具酶是
和 。
（3）将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后，能在细菌细胞内直接合成“某激素”，则该激素在细菌体内的合成包括 和 两个阶段。
（4）在将质粒导入细菌时，一般要用 处理细菌，以增大 。
2、下图是将人类的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用的载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：（注：质粒中的a点即是四环素抗性基因的存在位置，又是与目的基因的结合点；斜线部分为抗氨苄青霉素基因）
（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？
（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有极少数导入的是重组质粒。可通过以下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒；将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A和重组质粒的细菌，反之则没导入。使用这种方法鉴别的原因是什么？
（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是什么？
（5）导入细菌B细胞的目的基因成功表达的标志是什么？
３、科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 ，此工具主要存在于 中，其特点是 。
（2）苏云金芽孢秆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是“鸟枪法”。具体做法是：用 酶将苏云金芽孢杆菌的 切成许多片段，然后将这些片段 ，再通过 转入不同的受体细胞，让它们在各个受体细胞中大量 ，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把 分离出来。
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是
、
、
、
。
1、3 基因工程的应用
课标要求
基因工程的原理和技术
2、能力要求
1）通过引导学生在网上的探究活动，改变学生传统的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
2）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。
3）尝试运用基因工程原理，提出解决某一生产、生活上实际问题的方案，
知识网络体系
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
转基因植物 抗虫逆转基因植物
改良植物品质
提高动物生长速度
改善畜产品的品质
转基因动物 用转基因动物生产药物
用转基因动物作器官移植的供体
基因工程药物
基因治疗
重难热点归纳
基因工程的应用成果
转基因植物
转基因动物
基因工程药物
基因治疗
转基因食品：
转基因食品是通过遗传工程改变植物种子中的脱氧核糖核酸，然后把这些修改过的再复合基因转移到另一些植物种子内，从而获得在自然界中无法自动生长的植物物种。上世纪 80年代末，科学家们开始把10多年分子研究的成果运用到转基因食品上，1995年成功地生产出抗杂草黄豆，并在市场上出售。又经过7年的努力，现在他们利用基因技术已批量生产出抗虫害、抗病毒、抗杂草的转基因玉米、黄豆、油菜、土豆、西葫芦等。目前，转基因食品的主要产地是美国、加拿大、欧盟、南非、阿根廷等。
转基因食品安全评价：
随着转基因技术向农业、食品和医药领域的不断渗透和迅速发展，转基因食品安全性现成为全球关注的热点问题之一
经典例题剖析
1．不属于基因工程方法生产的药物是
A．干扰素 B．白细胞介素
C．青霉素 D．乙肝疫苗
【解析】 基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。
【答案】 C
基础试题训练
1．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是（ ）
A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源
C．避免氮肥过多引起环境污染 D．改良土壤结构
2．基因治疗是指（ ）
A.对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
B.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
3．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）
A．口服化学药物 B．注射化学药物
C. 采用基因疗法替换致病基因 D.利用辐射或药物诱发致病基因突变
4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（ ）
A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物
C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物
5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是 （ ）
A．为形成杂交的DNA分子提供能量
B．引起探针DNA产生不定向的基因突变
C. 作为探针DNA的示踪元素
D．增加探针DNA的分子量
6．诊断苯丙酮尿症所用的探针是 （ ）
A．32P半乳糖甘转移酶基因 B．荧光标记的苯丙氨酸羧化酶
C. 荧光标记的β—珠蛋白基因 D．3H苯丙氨酸羧化酶基因
7．基因工程生产胰岛素的主要原因是 （ ）
A.工艺简单，容易操作 B.生产量大，价格较低
C.所生产的胰岛素可以用于口服 D.所生产的胰岛素疗效大大提高
８．75年，科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”，下列关于此种细菌的说法正确的是 （ ）
A.与一般细菌相比它体积特别巨大 B.它是现在唯一能分解石油的细菌
C.它同时能分解石油中的四种烃类 D.与一般细菌相比，它繁殖速度极快
９．下说法正确的是 （ ）
A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．质粒是基因工程中惟一的运载体
C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
1０．用于鉴定转化于细胞是否含重组 DNA的最常用方法是
A、抗药性选择 B、分于杂交选择
C、RNA反转录 D、免疫学方法
11、（05江苏）能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
12．下列育种需要使用生物工程技术的是（多选）( )
高产青霉素菌株 B.能分泌含抗体的乳汁的母牛
C.生长较快的鲤鲫鱼 D.利于贮藏的白菜—甘蓝
13．下列关于基因工程成果的概述，正确的是（多选）( )
在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物
在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
14、用现代生物技术培育生物新品种，其优越性在于（多选） （ ）
A．克隆技术可以快速繁殖优良形状的家畜
B．现代转基因生物技术可以迅速改变生物的基因组成
C．现代生物技术可以迅速使新品种形成群落
D．现代生物技术可以克服远源杂交不亲和的障碍
创新应用训练
1、1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液兔疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的
，此基因工程中的目的基因是
，目的基因的受体细胞是
。
（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了
，产生这种物质的两个基本步骤是
、
。
2．（14分）将人的抗病毒干扰基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可使烟草获得抗病毒的能力，形成转基因产品。试分析回答：
（1）烟草转基因产品的获得属于 （ ）
A.基因工程 B.细胞工程 C.微生物工程 D.酶工程
（2）人的基因工程之所以能接到植物体中去，原因是：————————。
烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生：——————————。
不同生物间基因移植成功，说明生物共有一套-——————，从进化的角度看，这些生物具有———————。
烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明——————————————。
该工程应用与、于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例：———————————。
有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，有如船能载舟也能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，你是否支持这一观点？如果支持，请你举出一个可能出现的灾难性后果的实例：————————————————————————————。
３．干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0．05 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：
（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的
，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来
。
（2）酵母菌能用 方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产 。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。
（3）科学家陈炬在这方向也作出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上，其物质基础和结构基础是
。
（4）烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了
，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是 ，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源 。
4、（05江苏）在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中，再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种 分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过 而黏合。
（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交F1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因 。
（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是:
。
1、4蛋白质工程的崛起
课标要求
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
能力要求
.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
知识网络体系
基因工程的实质：
蛋白质工程崛起缘由 基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质
蛋白质工程的目的：
目标
蛋白质工程的基本原理 原理：
过程：
蛋白质工程的进展和前景
重难热点归纳
1）蛋白质工程与基因工程的区别：
蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步。它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。
2）为什么要开展蛋白质工程的研究
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。
3）蛋白质工程的原理
预期功能→蛋白质三维结构→氨基酸序列（多肽链）→基因→具有预期功能的蛋白质
经典例题剖析
1、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（ ）
A、氨基酸结构 B、蛋白质空间结构 C、肽链结构 D、基因结构
【解析】 蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。
【答案】D
2、科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（ ）
A、基因工程 B、蛋白质工程 C、基因突变 D、细胞工程
【解析】 基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。本题中合成的β干扰素不是天然的，因此，属于蛋白质工程。
【答案】B
基础试题训练
1、蛋白质工程的实质是 （ ）
A、改变氨基酸结构 B、改造蛋白质结构
C、改变肽链结构 D、改造基因结构
2、基因工程的实质是 （ ）
A、基因重组 B、基因突变 C、产生新的蛋白质 D、产生新的基因
3、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 （ ）
A、光氨酸 B、精氨酸 C、谷氨酸 D、半光氨酸
4、蛋白质工程制造的蛋白质是 （ ）
A、天然蛋白质 B、稀有蛋白质
C、自然界中不存在的蛋白质 D、血红蛋白质
5、蛋白质工程的基础是 （ ）
A、基因工程 B、细胞工程
C、酶工程 D、发酵工程
6、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？ （ ）
A、天冬氨酸激酶 B、二氢吡啶二羧合成酶
C、肽酶 D、A、B都是
7、天然蛋白质合成遵循的法则是 （ ）
A、中心法则 B、转录
C、翻译 D、复制
8、关于蛋白质工程的说法错误的是 （ ）
A、蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要
B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构
C、蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D、蛋白质工程又称为第二代基因工程
9、蛋白质工程的基本操作程序正确是 （ ）
①蛋白质分子结构合成
②DNA合成
③mRNA合成
④蛋白质的预期功能
⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列
A、①→②→③→④→⑤→①
B、⑤→④→③→②→①→②
C、④→①→⑤→②→③→①
D、②→③→⑤→①→②→④
10、下列各项与蛋白质结构多样性无关的是 （ ）
A、氨基酸的种类、数目、排列顺序 B、构成蛋白质的多肽链的数目
C、构成蛋白质的肽链的空间结构 D、氨基酸至少含一个氨基和一个羧基
11、蛋白质工程中直接操作的对象是 （ ）
A、氨基酸的结构 B、蛋白质空间结构
C、肽链结构 D、基因结构
12、当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是 （ ）
A、都与天然产物完全相同
B、都与天然产物不相同
C、基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同 D、基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
创新应用训练
1、蛋白质工程的目标是根据对蛋白质 的特定需求，对蛋白质
进行分子设计，根据 法则便可以改造天然蛋白质，例如：玉米的赖氨酸含量低，原因是赖氨酸合成过程中的两个关键的酶 、
的活性受赖氨酸浓度的影响，如果我们将 中的第352位的苏氨酸变为
，把 中第104位的天冬酰氨变成
，就可以提高玉米中的赖氨酸含量提高2—5倍。
参考答案
专题一 基因工程
科技探索之路： 基础理论和技术的发展催生了基因工程
基础试题训练
1、A 2、C 3、B 4、A 5、C、D
创新应用训练
1、（1）蛋白质的合成 （2）脱氧核苷酸 A—T，G—C；
（3）转录 信使RNA 氨基酸 ATP 转运RNA 核糖体 4 20 转运RNA
2、（1）DNA的复制 逆转录
（2）RNA 转录 RNA的复制 30 10
（3）逆转录酶
3、【解析】 （1）艾滋病是一种病毒性疾病，它的遗传物质是RNA，通过图示及联系噬菌体侵染细菌的实验可知，进入宿主细胞的是病毒的RNA。（2）由单链的RNA到双链的DNA的过程为逆转录。（3）由DNA到RNA，RNA与核糖体相结合合成蛋白质的过程分别称为转录和翻译。（4）艾滋病是一种病毒性疾病，它的致病因素是结构上很相近似的一组病毒，这组病毒被统称为“人类免疫缺陷病毒（HIV）”。这种病潜伏期较长，感染者发病前没有明显的征兆，但已经具备了传染性，一旦发病，死亡率极高。目前还没有艾滋病的预防疫苗和根治的药物；HIV的变异类型有多种，是目前研制疫苗的主要困难。由于HIV病毒是单链RNA病毒结构不稳定，使突变频率增高和更具多方向性。（5）艾滋病自1981年被人类发现，它犹如瘟疫一般在全球肆虐，已夺去一千多万人的生命，至今人类尚无对付艾滋病的药物，惟一的办法只有预防。为提高人们的警觉，自1988年起，每年的
【答案】 （1）RNA （2）逆转录 （3）转录和翻译 （4）基因突变 突变频率高和突变多方向
单链RNA结构不稳定 （5）世界艾滋病 （6）SARS冠状病毒
4、答案（一）不赞成，因为基因被吃入后，和其他大分子一样被消化分解，不可能以原状进入细胞，更不可能补充或整合到人体原有基因组中去。
答案（二）赞成，基因被吃下后，消化分解为简单的物质，可以作为合成或修补体内DNA分子的原料。
５、（1）mRNA，tRNA，rRNA （2）DNA，RNA （3）②，-CCUGAAGAGAAG-，-GGACTTCCCTTC-
1、1 DNA重组技术的基本工具
基础试题训练
1、D 2、D 3、D 4、【解析】 质粒是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状的DNA分子，它能“友好”地“借居”在宿主细胞中。【答案】C 5、A 6、B 7、B 8、AC
9、BC 10、 11、D 12、B 13、C 14、C
创新应用训练
1、（1）乙烯 （2）限制性内切酶 DNA连接酶 载体
（3）目的性强 育种周期短 克服远源杂交的障碍
2、（1）
（2）
（3）可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）
1、2 基因工程的基本操作程序
基础试题训练
1、A 2、C 3、C 4、C 5、A 6、D 7、D 8、D 9、C 10、D
11、【解析】 基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。答案：D
12、【解析】 用DNA探针检测饮水中病毒的具体方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而检测出饮用水中病毒来。答案：C
13、C 14、Ｄ 15、Ｄ １６、ＡＢＣＤ
【答案】
创新应用训练
1、（1）基因的运载体 DNA
（2）限制性内切酶 DNA连接酶 （3） 转录 翻译
（4） 氯化钙 细菌细胞壁的通透性
2、【解析】 此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查，而且注意联系实际。
（1）据课本内容知人工合成基因的两条途径是：①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA
单链DNA
双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列
mRNA中碱基序列DNA碱基序列
目的基因。
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性。即对已经做了导入处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗氨苄青霉素基因在质粒A和重组质粒上，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素这种选择培养基培养经导入质粒处理的受体细胞，凡能生长的则表明质粒导入成功；不能生长的则无质粒导入。
（4）抗四环素基因不仅在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处，因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入的，抗四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
【答案】
（1）①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA
单链DNA
双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列
mRNA中碱基序列
DNA碱基序列
目的基因。
（2）①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因。
（4）有的能生长，有的不能生长。导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏。
（5）受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
３、（１）限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸
系列，并在特定的点位切割
（２）限制性内切酶 ＤＮＡ 分别与载体结合 载体 复制
带有目的基因的ＤＮＡ片段
（３）提取目的基因 目的基因与载体结合 将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测和表达
1、3 基因工程的应用
基础试题训练
1、Ｃ ２、B ３、Ｃ ４Ｂ ５、Ｃ 6、D ７、Ｂ ８、Ｃ ９、Ｃ
１0、Ｂ 11、C １2、BCD 13、BCD 14、 ABD
创新应用训练
１、（１）载体 正常腺苷脱氧酶基因 白细胞
（２）腺苷脱氧酶（抗体） 转录 翻译
2．（1）A. （2）人与植物结构组成相同。 （3）抗病毒干扰素。
（4）遗传密码，共同的原始祖先。 （5）基因是遗传物质结构和功能的基本单位。
（6）将抗病毒基因嫁接到水稻中，形成抗病毒水稻新品种；将人的血型基因移入猪体内，培育人血的猪；将干扰素基因移入细菌体内，培育出能产生干扰素的细菌。
（7）用于改良作物的抗不良环境的基因引入杂草，就将难以控制杂草。
３、（１）干扰素 合成干扰素 （２）出芽生殖 干扰素
（３）都是脱氧核苷酸组成的 都具有双螺旋结构
（４）干扰素 相同的 相同的
4.（1）限制性内切酶，碱基互补配对 （2）3/4，雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因；受精时，雌雄配子随机结合 （3）叶绿体遗传表现为母系遗传，目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
1、4 蛋白质工程
基础试题训练
1、D 2、A 3、D 4、C 5、A 6、D 7、A 8、B 9、C 10、Ｄ
11、Ｄ 12、C
创新应用训练
1、答案：功能、结构 中心法则、天冬氨酸激酶、二氢吡啶二羧酸合成酶、天冬氨酸激酶、异亮氨酸、二氢吡啶二羧酸合成酶、异亮氨酸
专题2 细胞工程
2.1 植物细胞工程
课标要求
1、能力要求
1、理解和掌握植物组织培养的操作过程
2、理解和掌握植物体细胞杂交的操作过程
2、内容要求
1、理解植物细胞的全能性
2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果
3、掌握植物组织培养的特点
4、理解植物体细胞杂交和植物细胞培养的联系
知识网络体系
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重难热点归纳
1、 理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：
细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
2、 植物组织培养操作的特点：
（1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
（2）消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
（3）光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
3、植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：
以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。
经典例题剖析
1.下列属于组织培养的是：
A.花粉培养成单倍体植株
B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区
D.未受精的卵发育成植株
[解析]解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。
[答案] A
2.在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将：
A.皱缩
B.胀破
C.呈球形
D.保持原状
[解析]成熟植物去壁后，置于清水中，由于细胞内外浓度差较大，又无细胞壁保护，细胞会大量吸水，直至细胞破裂。
[答案]B
3.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是
A.振动 B.电刺激
C.PEG D.重压
[解析]原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。
[答案]D
4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的
A.消毒灭菌
B.适宜的温度
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
[解析]解答该题需从如下三个方面入手分析：
①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段。该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢。
②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的条件下，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，形不成愈伤组织。
③由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。
[答案]C
5.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
D.一定的营养物质和激素
[解析]考查植物组织培养的知识。要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。
[答案]C
基础试题训练
一、选择题
1．植物组织培养是指 （ ）
A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织
B．愈伤组织培育成植株
C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体
D．愈伤组织形成高度液泡化组织
2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是 （ ）
A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁
B.细胞壁使原生质体失去活力
C.细胞壁阻碍了原生质体的融合
D.细胞壁不是原生质的组成部分
3．植物体细胞杂交的结果是 （ ）
A.产生杂种植株 B．产生杂种细胞
C．原生质体融合 D．形成愈伤组织
4．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是 （ ）
A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍
B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法
C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离
5．（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 （ ）
A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素
C、离体状态 D、导入指定基因
6．植物体细胞杂交的目的中错误的是 （ ）
A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B.获得杂种植株
C.克服远源杂交不亲和的障碍 D.实现原生质体的融合
7．植物组织培养的用途中不正确的是 （ ）
A.快速繁殖 B.生产新品种 C．生产生物碱 D．生产白细胞介素－2
8．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅 显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是 （ ）
A．二倍体；基因型是DdYyRr
B．三倍体；基因型是DdYyRr
C．四倍体；基因型是DdYyRr
D．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr
9．以下关于原生质的叙述，正确的是 （ ）
A、原生质泛指细胞内的基质 B、原生质就是细胞质
C、一个动物细胞就是一团原生质 D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质
10．不能人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）
A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂 D．重压
11．植物细胞表现出全能性的必要条件是 （ ）
A.给予适宜的营养和外界条件
B.导入其他植物细胞的基因
C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
12．细胞具有全能性的原因是 （ ）
A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B.生物体的每一个细胞都具有全能性
C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因
D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
13．植物组织培养过程中的脱分化是指 （ ）
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞
B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程
C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程
D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
14.下列植物细胞全能性最高的是 （ ）
A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
15．植物组织培养过程的顺序是 （ ）
①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织 ④脱分化
⑤再分化 ⑥植物体
A．①④③⑤②⑥ B．①④③②⑤⑥
C．①⑤④③②⑥ D．⑥①④③⑤②
16．（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 （ ）
A．具有完整细胞核的细胞 B．一定的营养物质和植物激素
C．离体状态 D．导入指定基因
17．下列有关细胞工程的叙述不正确的是 （ ）
A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质
B．在细胞器水平上定向改变遗传物质
C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质
D．在细胞整体水平上获得细胞产品
18．下列细胞全能性最高的是
（ ）
A．植物的卵细胞
B．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
19．植物体细胞融合完成的标志是 （ ）
A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合
C、细胞膜发生融合 D、细胞膜发生融合
20.植物体细胞杂交的目的是 （
）
A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体
B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合
C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株
D.通过以上三者来完成
21.下列提法正确的是： （ ）
A、原生质专指细胞质 B、人体内的水都属于原生质
C、细胞核不是原生质 D、一个动物细胞就是一团原生质
22．（多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是
A．组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸
B．原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质
C．被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体
D．原生质体只能用于植物细胞工程
23．(2006，广雅中学考题)（多选）下图为植物组织培养过程示意图，则下列叙述正确的是
A．植物组织培养依据的生物学原理是细胞的全能性
B．③ ④过程是指植物的营养生长和生殖生长阶段
C．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮即可获得人工种子
D．② ③的再分化过程中，诱导②生根的激素为细胞分裂素和生长素
二、非选择题
1．下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：
脱分化 再分化
①——→②——→③——→④
（1）①表示 ，它能被培养成为④的根本原因是 。
（2）②表示 ，它与①相比分化程度 ，全能性 。
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号） 。
（4）若①是花药，则④是 ，继续对其使用 处理可获得 正常植株，该过程称为 。
（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是 ，这说明根尖细胞 。
（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号） 。
2．右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是 ，最常用的方法是 。
（2）步骤③一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因 。
（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为 倍体。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ ，原因是 。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？ 。
创新应用训练
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1．（2004，江苏）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过________________________而获得的。这项技术的理论基础是_______________________。
（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现______________________________规律；影响紫草素产量的因素是_____________________和________________________。
（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_________________________和_______________________________________________。
参考答案：
一、选择题
CCACD DDCCD CCCAA DCCACD （AC） （ABD）
二、非选择题
1、（1）离体的植物器官、组织或细胞 植物的全能性
（2）愈伤组织 低 高
（3）③（4）单倍体植株 秋水仙素 纯合 单倍体育种
（5）绿色 含有与叶绿体形成相关的基因（6）②
2、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 酶解法
（2）PEG 诱导不同植物体细胞的原生质体融合
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）远源杂交亲本的遗传特征 杂种植株获得双亲的遗传物质
（5）四
（6）可育 不能 因为不同种生物之间存在生殖隔离 克服远源杂交不亲和的障碍
（7）否 有性生殖的过程中进行减数分裂，才遵循孟德尔的遗传规律
三、应用创新
1、（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织） 细胞的全能性
（2）S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期
（3）保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
课标要求
1、能力要求
1、理解微型繁殖技术的应用
2、了解单倍体育种过程和优点
3、了解细胞产物的的生产和意义
2、内容要求
1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系
2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义
3、了解单倍体育种和突变体的利用
4、了解细胞产物的例子
知识网络体系
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重难热点归纳
1、 微型繁殖与无性生殖
微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
2、 微型繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种
作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。
人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。
单倍体育种的优点是后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
经典例题剖析
1.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的
A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性
[解析]考查植物组织培养的原理、过程。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。过程是：离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
根、芽
植物体。此过程是一个无性繁殖的过程，细胞数目增多的方式是有丝分裂，并且涉及细胞的分化。
[答案]C
2.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得_____________等营养物质。
（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_____________和________________两类激素。
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。
（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。
[解析]考查对植物组织培养过程的掌握。要准确解答此题需要从以下几个方面入手：
①愈伤组织的形成过程中，不断地从培养基中吸取营养。供生物细胞生活的营养物质主要有无机物（水、无机盐）、有机物（糖类、脂类、蛋白质、维生素）等物质。
②植物激素的种类很多，要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有细胞分裂素和植物生长素两大类。
③试管苗是花药离体培养后得到的单倍体植株。其有叶绿体，可以进行光合作用。
④单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，由水稻的基因型为AaBb可知此水稻为二倍体。已知水稻的体细胞中含有24条染色体，则单倍体细胞中含有12条染色体，12个DNA分子。每个DNA分子由两条平行的脱氧核糖核苷酸链盘旋而成，所以试管苗的细胞核中含有24条脱氧核苷酸链。基因型为AaBb的水稻产生配子时，依据基因的自由组合定律，结果♀、♂配子各有四种，即AB、aB、Ab、ab。
[答案]（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物 （2）细胞分裂素 植物生长素 （3）叶绿体 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab
基础试题训练
一、选择题
1．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是 （ ）
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
2．用植物组织培养技术，可以培养或生产出 （ ）
A．食品添加剂 B．无病毒植物 C.人工种子 D．前三项都是
3.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 （ ）
A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性
4．科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是 （ ）
A．彼此性状相似 B．变异频率较高
C．单倍体 D．都是纯合子
|
下选项中正确的是（ ）
A．a用花药离体培养法获得单倍体植株；
b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养
基中至少应有乙烯和脱落酸；d试管苗
的生长发育不需要光照
B．a用花药离体培养法获得二倍体植株；
b通过减数分裂产生愈伤组织；c培养
基中至少应有生长素和细胞分裂素；d试管苗的生长发育不需光照
C．a用花药离体培养法获得单倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少
应有生长素和细胞分裂素；d试管苗的生长发育需要光照
D．a用花药离体培养法获得二倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至
少应有乙烯和脱落酸；d试管苗的生长发育需要光照
6．植物的微型繁殖技术是指 （ ）
A．植物体细胞杂交技术 B．嫁接
C．营养繁殖 D．植物组织培养
7．下列哪一项不是单倍体育种的优点 （ ）
A．缩短育种年限 B．变异率高
C．得到稳定遗传的优良品种 D．节约人力、物力
8．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的 （ ）
A．愈伤组织 B．再分化
C．形成完整蜘蛛 D．取离体组织
9．人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 （ ）
A．杂交育种 B．植物细胞培养
C．多倍体育种 D．单倍体育种
10．运用植物组织培养技术，可以培育或生产出 （ ）
A．细胞产物——生物碱 B．无病毒植物
C．人工种子 D．以上都是
11．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是 （ ）
A．花药离体培养得到单倍体植株 B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株
C．人工种子的培育 D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
12．植物的微型繁殖的优点是 （ ）
A．取材少 B．培养周期短
C．繁殖率高 D．以上都是
13．对人工种子正确的解释是 （ ）
A．通过科学手段人工合成的种子 B．利用植物组织培养技术获得的种子
C．种皮能自我生成的种子 D．人工种子发芽率低
14．（2005，广东）两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是 （ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 c．人工诱变育种 D．细胞工程育种
15．下列叙述中，与植物体细胞杂交密切相关的是ABC
A利用离心、振动、电刺激等诱导 B 利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导
C 克服远缘杂交不亲和的障碍 D 快速繁殖、培育无病毒植物
二、非选择题
1.植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 激素种类及 浓度关系 | 6—BA | 6—BA＞IBA | 6—BA=IBA | 6—BA＜IBA |
| 结果 | 组织块产生愈 伤组织 | 愈伤组织分化 出芽 | 愈伤组织不断 生长 | 愈伤组织有长根趋势 |
（1）6—BA属于_____________类激素，它的作用是________________。
（2）IBA属于_____________类激素，它在本实验中的作用是__________________。
（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系。
（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有_______________________，它的成分至少应该含有_______________________、_______________________等。
（5）判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。
2.植物组织培养技术应用广泛。科学家通过植物组织培养方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，然后将胚状体包埋在个亿 能提供营养的胶质中，便形成“人工种子”。我国科学家利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦等植物上诱导出胚状体。
（1）通过试管培养植物组织，获得胚状体要经过_____________、_____________过程。
（2）用于植物组织培养的培养基中除了植物激素、蔗糖和维生素等有机物外，还应有____________，且操作过程应在____________条件下进行。
（3）若胚状体在试管中继续培养，则可培育出完整的植株幼苗，这体现了植物细胞的____________。
3．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如下图）。请据图回答：
（1）这种生殖方式属于___________________。
（2）图中③过程叫________________，④过程叫_____________，此处的“细胞团”在生物学上叫做_______________________。
（3）本实验说明植物细胞具有___________________。
（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。其中应大量供给的元素是___________________。
4.中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭摆着“亲热”起来，20min后，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融洽的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题：
（1）由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞更容易融合，可能的原因是 。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，使细胞呈圆球状，这是因为膜具有 特性。“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是 。
（2）两种烟草原生质体融合时， 类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属 倍体。
（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是 。
（4）“太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？ 。
。
创新应用训练
1．传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：
（1）图中A、D方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C的途径表示_____________育种方式。两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。
（2）B方法为________________________。
（3）E方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。
（4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。
（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。
（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？___________________________________________
参考答案：
一、选择题
CDCAC DBBBD BDBA （ABC）
二、非选择题
1、（1）细胞分裂素 促进细胞分裂 （2）生长素 促进生根 （3）1 3 2 4
（4）营养物质 有机物 矿质元素 （5）排列松散、无定形、高度液泡化
2、（1）脱分化 再分化（2）水和无机盐 无菌（3）全能性
3、（1）无性生殖 （2）脱分化 再分化 愈伤组织 （3）全能性 （4）N、P、S、K、Ca、Mg
4.（1）重力作用很弱 细胞膜有具一定的流动性 电刺激诱导融合
（2）自身融合 多（或四） （3）克服了远缘杂交不亲和的障碍
（4）如果“太空烟草”为纯合子，无性繁殖和有性繁殖都能稳定遗传；如果为杂合子，无性繁殖能稳定遗传，有性繁殖会出现性状分离。培养过程中也可能会发生基因突变
三、应用创新
1、（1）杂交育种1 单倍体育种
（2）花药离体培养1
（3）基因突变1 A、D和G（或B、K、F）2
（4）目的基因导入受体细胞 1 DNA杂交等1
（5）脱分化 1 再分化 1 胚乳1
（6）天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性
2.2.1 动物细胞工程
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
课标要求
1、能力要求
了解动物细胞培养的过程
比较动物细胞培养与植物组织培养区别
掌握动物体细胞核移植技术的过程和意义
2、内容要求
了解动物细胞培养的过程。
了解动物体细胞核移植技术的原理。
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知识网络体系
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重难热点归纳
1、动物细胞培养的过程
2、动物细胞培养与植物组织培养的区别。
动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。一是它们用的培养基不同，植物组织培养用的一般是固体培养基，而动物细胞培养用的一般是液体培养基。第二是它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。第三是植物组织培养最后一般得到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是同一种的细胞。
3、把握动物体细胞移植的特点
动物体细胞移植依据的原理还是细胞的全能性，与植物组织培养一样属于无性生殖。虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难表达全能性。卵细胞体积大，易于操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。将体细胞核移植入去核卵细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核表达其全能性，发展成为一个新的个体。动物体细胞移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。卵细胞细胞质中也有少量的DNA，新个体性状与卵细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。
经典例题剖析
1.为了使用于培养的动物组织细胞分散开以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，选取来的动物组织应选用下列哪种物质处理
A.胃蛋白酶
B.胰蛋白酶
C.盐酸
D.胰脂肪酶
[解析]在动物组织细胞的间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，它们将细胞网络起来形成具有一定的弹性和韧性的组织和器官，而弹性纤维易被胰蛋白酶在中性略偏碱性环境下催化分解，而胃蛋白酶在pH为1.8左右催化效率最高，此环境动物细胞被破坏。
[答案]B
2.下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是
A.培养基成分不同
B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能
D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株
[解析]考查动物细胞培养与植物组织培养的主要区别。动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。其主要不同点是它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。
[答案]A
3.在克隆多利羊的过程中，下列哪项技术没有运用到
A.细胞培养技术
B.细胞核移植
C.胚胎移植技术
D.基因工程技术
[解析]考查克隆羊产生的过程。多利羊的培育过程是：将一只母羊（A羊）卵细胞的细胞核吸出，得到不含核的卵细胞。然后，将实验室中培养的另一只母羊（B羊）的乳腺上皮细胞的细胞核注入到无细胞核的卵细胞中并进行电刺激，这样就通过核移植技术形成了一个同时含有A羊核遗传物质和B羊细胞质的重组卵细胞。融合后的卵细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎。然后把这个胚胎移植到第三只羊（C羊）的子宫中，让C羊为胚胎发育提供发育场所和营养物质，这个过程利用了胚胎移植技术。胚胎就在C羊子宫内发育成熟。C羊产下的羊就是克隆羊多利。从以上分析可以看出，多利产生的过程中没有使用基因工程技术。
[答案]：D
基础试题训练
一、选择题
1．下列与动物细胞培养有关的表述中，不正确的是 （ ）
A．培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
B．原代培养的细胞一般传至10代左右便会出现生长停滞
C．动物细胞培养一般能够传到40～50代，但其遗传物质发生了改变
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身健康细胞
2．生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴的方法是 （ ）
A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体
B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培养成新个体
D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
3．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能 （ ）
A．有选择地繁殖某一性别的家畜 B．繁殖家畜中的优秀个体
C．用于保存物种 D．改变动物的基因型
4．下列哪—项属于克隆 （ ）
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
5．有关全能性的叙述，不正确的是 （ ）
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
6．下列属于组织培养但不是克隆的是 （ ）
A．将花粉离体培养成单倍体植株 B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区 D．上皮细胞无性繁殖产生的细胞群
7．动物细胞培养液和植物组织培养液的共有成分是 （ ）
A．葡萄糖 B．蔗糖
C．动物血清 D．维生素
8．单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是 （ ）
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞
③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
⑤杂交瘤细胞
A．①②③④ B．①③⑤ C．②④ D．①③
9．动物细胞培养的细胞来自于 （ ）
A．任何个体的细胞 B．只能取自动物胚胎细胞
C．只能取自幼龄动物的组织细胞 D．胚胎或幼龄动物的器官和组织细胞
10．（2005，广东）关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是 （ ）
A、可以制成诊断盒．用于疾病的珍断 B、可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗
C、可以利用基因工程技术生产 D、可以在生物体内生产，不能体外生产
11．动物细胞工程常用的技术手段中，最基础的是
（ ）
A.动物细胞培养 B．动物细胞融合 C．单克隆杭体 D．胚胎、核移植
12．细胞株的特点是
（ ）
A．遗传物质没有改变，可以无限传代
B．遗传物质发生改变，不可无限传代
C．遗传物质没有改变，不可无限传代
D．遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代
13．关于杂交瘤细胞的不正确叙述是 （ ）
A．有双亲细胞的遗传物质 B．不能无限增殖
C.可分泌特异性抗体 D．体外培养条件下可大量增殖
14.动物细胞融合技术最重要的用途是
（ ）
A.克服远源杂交不亲和 B.制各单克隆抗体
C.培育新品种 D.生产杂种细胞
15.“生物导弹”是指 （ ）
A.单克隆抗体 B.杂交瘤细胞
C.产生特定抗体的B淋巴细胞 D.在单抗上连接抗癌药物
16.在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为:
A．原代培养 B．传代培养 C．细胞株 D．细胞系
17.如果用动物的细胞进行克隆实验应该选择的细胞核不能是 （ ）
A、乳腺细胞的 B、卵细胞的 C、胃腺细胞的 D、囊胚时期的胚胎细胞的
18．（多选）美国杜克大学医疗中心的一个研究小组利用成年猪的动脉血管细胞和模拟胚胎环境的新型生物反应器,成功地在实验室里培育出新的动脉血管.这种血管的外形和功能都与真的血管一样,这一研究成果是生物组织培养领域的重大进展.下列关于以上技术的叙述中,正确的是:
A．属于“克隆” B．可能要利用去核卵细胞
C．关键是激发血管细胞的全能性 D．关键是激发血管细胞发育成血管的潜能
二、非选择题
1.中国科学院动物研究所陈大元研究员带领的科研小组，首先选择了兔子卵细胞作为受体卵。他们采用了两种核移植方法，即电融合法和核直接注射法，把大熊猫的体细胞核移入兔的去核卵细胞质中。经过精心的实验，他们已得到了大熊猫的重构胚。实验结果显示，大熊猫的3种体细胞移植到兔去核卵母细胞中均可以卵裂，并进行早期发育，3种供体细胞核移植的融合率在55%~59%之间；融合后的重构卵进行培养后，囊胚率以乳腺细胞最高，而骨骼肌细胞的最低；重构囊胚细胞的染色体数目为42条，与供体（大熊猫）细胞染色体数目相同，与受体动物家兔的染色体数（44条）不同。经DNA指纹分析，也证明了重构囊胚细胞的遗传特性为大熊猫的遗传特性。实验还证明，卵细胞质使体细胞核去分化不具有特异性。大熊猫异种重构胚能否在寄母子宫着床乃至进行全程发育还是道难题，现正在深入实验。
根据以上材料，回答下列问题：
（1）下面叙述除哪项外都是动物克隆技术的益处？_____________。
A.探索异种克隆技术，拯救濒危物种
B.克隆技术与转基因技术结合，使异种器官移植成为可能
C.克隆技术的重要性在于复制出一个动物或一批生物
D.克隆技术的研究将帮助人类认识衰老过程
（2）“去分化”是指____________。
（3）细胞分化为囊胚，囊胚由许多细胞构成，其细胞增殖方式为_____________。
（4）科技预测：请预测大熊猫异种重构胚如果着床成功并顺利产生发育，其表现性状可能是_____________。
A.大熊猫的特点
B.兔子的特点
C.兼有大熊猫与兔子的特点
D.不具生殖能力
2.1952~1953年，美国科学家斯提瓦用胡萝卜根的悬浮培养细胞进行人工培养，发现单个细胞能像受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植株。1997年英国维尔穆特等人从白面母绵羊体内取出乳腺上皮细胞静息培养，然后把它的核移入黑面母绵羊去核的卵细胞中形成重组细胞，并将重组细胞培养成胚胎，将胚胎植入另一母羊的子宫内后获得了克隆羊多利。
阅读这段材料后，回答下列问题：
（1）文中的悬浮培养细胞和乳腺上皮细胞均为____________。
（2）斯提瓦的实验证明了____________。维尔穆特的实验证明了_____________。从细胞结构和遗传角度分析，两位科学家实验结论的得出，根本原因在于____________。
（3）斯提瓦和维尔穆特实验的差别在于____________。
（4）维尔穆特的实验技术又称为_____________________技术。该技术的经济意义在于：①_____________；②____________。
创新应用训练
1．(2006，广雅中学考题)CCTV一2于2005年4月7日报道，卫生部4月6日发布了《苏丹红危险性报告评估》，报道中提到苏丹红一号是一种人工色素(工业染料)，它在人体内代谢生成相应的胺类。科研人员欲采用一定的技术手段探究苏丹红是否对人体有危害。请回答：
（1）根据所学的动物细胞工程知识，你认为采取下列哪种技术手段最合适：
A． 动物细胞融合 B．动物细胞培养 C．胚胎移植 D．核移植
（2）根据上述选择，请你设计一个实验来探究“苏丹红一号”是否对人体有危害。
[1]该实验的原理是：
[2]实验方法步骤：
①材料准备：从医院妇产科获取所需要的原材料组织，浓度为O．09％“苏丹红一号”试剂，高倍显微镜，培养瓶若干，配制好的培养液，剪刀，培养箱，所需要的酶。
②制备检测细胞：
a．配制细胞悬浮液：
b．将悬浮液分装到两个以上的培养瓶中，置于培养箱中培养一段时间。
③检测过程：
。
④实验结果观察、分析得出结论。(略)
参考答案：
一、选择题
CCDDC ADADD ACBBD DB (ABD)
二、非选择题
1.答案：（1）C （2）高度分化的组织器官或细胞重新恢复分裂能力的过程 （3）有丝分裂 （4）C
2.答案：（1）体细胞 （2）植物细胞具有全能性 动物细胞也具有全能性 细胞核中具有个体发育的全套基因 （3）动物细胞全能性的证实还需借助于卵子，而植物体细胞直接就可发育成植株 （4）克隆 利用克隆技术繁殖珍稀物种 克隆组织、器官，降低手术费用
三、应用创新
1．（1）B（1分）
（2）[1]原理：许多致畸、致癌物质加入动物细胞培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占观察培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。（2分）
[2]②a.将上述组织用剪刀剪碎，再用胰蛋白酶使其分散成单个细胞，然后利用培养液配制成一定浓度的细胞悬浮液。（2分）
③检测：（共3分） 取两只培养瓶，标号为1、2，分别往其中加入等量配制好的培养液，再往1中滴加几滴0.09％“苏丹红一号”试剂，摇匀。（1分） 将上述某一个培养状况较好的培养瓶的细胞培养液分成两份，分别加入1、2培养瓶中，进行培养；（1分） 一段时间后，分别从1、2培养瓶中取样作多次镜检，计算出变异细胞占观察培养细胞的百分数（1分）
2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
课标要求
1、能力要求
列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同
2、内容要求
理解和掌握动物细胞融合的原理、过程和意义。
理解和掌握单克隆抗体制备的过程的步骤和应用
知识网络体系
重难热点归纳
1、 动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同
| 比较项目 | 细胞融合的原理 | 细胞融合的方法 | 诱导手段 | 用途 |
| 植物体细胞杂交 | 细胞膜的流动性 | 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 | 离心、电刺激、振动、聚乙二醇（PEG）诱导 | 克服远源杂交不亲和，获得杂种植株 |
| 动物细胞融合 | 细胞膜的流动性 | 用胰蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合 | 除应用植物细胞杂交手段外，还有用灭活病毒诱导 | 制备单克隆抗体 |
2、 单克隆抗体的应用
单克隆抗体可以作为诊断试剂，准确识别各种抗原物质，与抗原的特异性结合具有准确、高效、简易、快速的特点。单克隆抗体还可以用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症。单克隆抗体作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”，准确杀伤癌变细胞。
经典例题剖析
1.科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是
A.经过免疫的B淋巴细胞
B.不经过免疫的T淋巴细胞
C.经过免疫的T淋巴细胞
D.不经过免疫的B淋巴细胞
[解析]此题考查对细胞工程的了解。单克隆抗体的产生是利用了细胞工程中的细胞融合技术。小鼠的骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞，在体外培养的条件下无限繁殖，产生特异性的单一抗体。
[答案]A
2.动物细胞融合的目的中最重要的是
A.克服远源杂交不亲和
B.制备单克隆抗体
C.培育新物种
D.生产杂种细胞
[解析]考查动物细胞融合的目的。动物细胞融合就是指不同动物细胞的原生质融合，形成杂种细胞的过程。动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体。
[答案]B
3.下列有关动物细胞培养的叙述，不正确的是
A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液
D.动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞就会衰老死亡
[解析]动物细胞培养的过程是：先制备培养液，然后取动物细胞，用于培养的细胞大都来自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织。将组织取出后，用胰蛋白酶等处理使组织分散成单个细胞，将单个细胞配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将悬浮液放入培养瓶中在培养箱中培养。细胞在培养瓶中贴壁生长，细胞的数目越来越多，需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，再配制成悬浮液，分到两个瓶中继续培养。动物细胞培养50代可成为细胞系，50代以前10代以后称为细胞株。50代以后生存下来的细胞的遗传物质发生了变化，也就是说细胞发生了癌变，癌细胞会无限增殖。
[答案]D
4.能使动物细胞融合的特有的诱导因子是
A.离心
B.灭活的病毒
C.电刺激
D.振动
[解析]在体外培养条件下，动物细胞会自发融合，但是频率很低。因此，一般都需要添加具有诱导细胞融合效应的生物药剂或化学药剂，或者采用电融合技术，人为地促进细胞融合。常用的动物细胞融合的诱导因子是聚乙二醇和灭活的病毒。其中聚乙二醇既可用于促进植物原生质体融合，又可用于促进动物原生质体融合。而灭活的病毒只能用于促进动物细胞的融合，如灭活的仙台病毒是最常用的诱导因子，其诱导原理是因为病毒具有侵染细胞的能力，优点是融合率高，对各种动物细胞都适用。
[答案]B
基础试题训练
一、选择题
1．单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基喋
呤和胸腺嘧啶的培养基（HAT）中无法生长；而小鼠脾细胞是正常细胞，在HAT培养基
上可正常存活。用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在HAT培养基上存
活并能产生单克隆抗体的细胞是 （ ）
A．骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞 B．脾细胞之间形成的融合细胞
C．骨髓瘤细胞与脾细胞之间形成的融合细胞 D．脾细胞
2．(2006，广雅中学考题)研究单克隆抗体治疗癌症的思路是 （ ）
A．利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞
B．以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞
C．抗癌物质在克隆细胞中大量合成
D．单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合
3．（2001，天津、山西理综卷）科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是 （ ）
A．经过免疫的B淋巴细胞 B．不经过免疫的T淋巴细胞
C．经过免疫的T淋巴细胞 D．不经过免疫的B淋巴细胞
4．（2004年，全国）用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是（ ）
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D．筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
5．只能使动物细胞融合的常用诱导方法是 （ ）
A．PEG B．灭活的病毒 C．电刺激 D．离心
6．单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的 （ ）
A.B淋巴细胞 B．T淋巴细胞 C．骨髓瘤细胞 D．杂交瘤细胞
7．用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要
原因是这样的组织细胞 （ ）
A.容易产生各种变异 B．具有更强的全能性
C.取材十分方便 D．分裂增殖的能力强
8.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是 （ ）
①诱导融合的方法完全相同 ②所用的技术手段不相同 ③所采用的原理完全相同 ④都能形成杂种细胞
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
9．动物细胞融合和植物原生质融合决定于 （ ）
A.细胞膜的流动性 B．细胞膜的选择透过性
C.细胞质的流动性 D．细胞质酶的活性
10.从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，出生小羊的大多数性状 （ ）
A.难以预测
B.像甲
C.像乙
D.像丙
11.“生物导弹”是指 （ ）
A.单克隆抗体 B.杂交瘤细胞
C.产生特定抗体的B淋巴细胞 D.在单抗上连接抗癌药物
12.动物细胞工程技术的基础是 （ ）
A.动物细胞融合 B.单克隆抗体 C.胚胎移植 D.动物细胞培养
13．下列哪—项属于克隆 （ ）
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
14．单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活．增殖的细胞是
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞
③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
⑤杂交瘤细胞
A．①②③④ B．①③⑤ C．②④ D．①③
15．（2005年，广东）关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是 （ ）
A．可以制成诊断盒．用于疾病的诊断 B．可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗
C．可以利用基因工程技术生产 D．可以在生物体内生产，不能体外生产
16．（多选）下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，正确的是 （ ）
A．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般不需要灭活的仙台病毒或聚乙二醇诱导
B．融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单克隆抗体
C．体外培养时，一个效应B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
D．单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，优越性明显
17．（多选）1975年米尔斯坦和柯勒成功地获得了单克隆抗体。下列细胞中与单克隆抗体的制备有关的是 （ ）
A.效应B细胞 B．T淋巴细胞
C.骨髓瘤细胞 D．杂交瘤细胞
二、非选择题
1.下图是单克隆抗体制备过程示意图，据图回答：
（1）图中A过程是从小鼠的脾脏中取得_____________细胞，该细胞能够产生_____________。从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射_____________类物质。
（2）B过程是一个_____________过程，该过程的进行需要灭活的_____________或_____________的诱导。
（3）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，其特点是_________________。
2.(06佛山一模）两场筹备了10年的“太空结合”首次在神舟八号飞船上举行了,“新人”之一是小白鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,新人在“产房”——电融合仪内孕育新生命。160min后,中国首批“太空娃娃”终于顺利诞生。“太空娃娃”诞生和地面实验如图所示。请回答下列问题：
(1)小白鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有__________的特点。
(2)若用于SARS的预防上,则宜采用_______细胞。科学工作者正在研究治疗癌症使用的生物导弹是_______。
(3)B淋巴细胞和T淋巴细胞都是由________________细胞形成的。这种相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上产生稳定差异的过程,叫做__________ _____。
(4)鼠的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,在培养时通过_______________（有丝/减数）分裂方式大量繁殖。细胞中染色体数目与淋巴细胞相比有何特点？_____________；要观察融合后的细胞中的染色体形态、数目,可用一定浓度的____ ___________处理。
(5)融合的细胞具有两种细胞的特性,即_________________和____________________。
3．1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。请观察下图，回答问题：
（1）单克隆抗体是指 ，其特点是 。
（2）1984年以来，科学家针对如右图所示的单克隆抗体来自
，应用于人体，会作为
产生
，加速排斥反应，以及完整的抗体分子的相对分子质量过大，难以穿透肿瘤组织，达不到有效治疗的浓度等问题，制备出可用于肿瘤治疗的相对分子质量小的单克隆抗体。
（3）制备单克隆抗体的B淋巴细胞一般从 （器官）
| 培养基特殊成分 | 主要作用 |
| 次黄嘌呤 | 骨髓瘤细胞不能利用 |
| 氨基蝶嘌呤 | 阻断DNA合成 |
| 胸腺嘧啶核苷 | 脾细胞用于合成DNA |
中采集。从下表看，用于筛选杂交瘤细胞的是特定 的 培养基。
（4）大量制备单克隆抗体的方法主要有两种：
①体外培养法，可获得10μg/mL的抗体；②动物体内诱生法可获得5~20mg/mL的抗体。你选择的方法及原因是 。
创新应用训练
2．右图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：
（1）该方案能达到预期效果吗？ 。原因是 。
（2）图中②为 过程，常用 作为诱导剂。该细胞继承了 ，因此不仅能分泌 ，还有 本领。
（3）该方案的目的是 。
参考答案：
一、选择题
参考答案：
一、选择题
CDABB DDCAB DDDAD （BCD）（ABCD）
二、非选择题
1.（1）效应B 抗体 抗原 （2）细胞融合 仙台病毒 聚乙二醇 （3）特异性强、灵敏度高
2.（1）一定的流动性 （2）SARS病毒感染后产生的效应B细胞,单克隆抗体+抗癌药物（3）造
血干细胞 细胞分化（4）有丝,加倍,龙胆紫 （5）无限增值,产生单一抗体39（1）卵巢和精巢
4×10-3 既保证了染色体形态的正常,又使细胞分裂处于中期的细胞比例最高。
3．（1）化学性质单一，特异性强的抗体 特异性强，灵敏度高
（2）鼠 异物 免疫反应 （3）脾 选择
（4）大量生产选①，小规模生产选② （答案合理即可）
三、应用创新
1、（1）不能 没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的B淋巴细胞
（2）细胞融合 灭活病毒（或PEG） 双亲细胞的遗传物质 特异性抗体 在体外培养条件下大量增殖（3）制备单克隆抗体
单元达标检测
一、选择题
1．下图为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子，及生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用编号是的 （ ）
A．④② B．③② C．③④ D．④③
2．某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处是不正确的 （ ）
| 植物细胞工程 | 动物细胞工程 | |
| 技术手段 | 植物组织培养，植物体细胞杂交 | 动物细胞培养和融合，单克隆抗体的制备 |
| 特殊处理 | 机械法去除细胞壁 | 胰蛋白酶处理，制细胞悬浮液 |
| 融合方法 | 物理方法，化学方法 | 物理方法，化学方法，生物方法 |
| 典型应用 | 人工种子，杂种植物 | 单克隆抗体的制备 |
| 培养液区别 | 蔗糖是离体组织赖以生长的成分 | 动物血清不可缺少 |
A．0 B．1 C．2 D．3
3．试管婴儿、试管苗、克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果,下面对其生物学原理及技术的叙述正确的是 （ ）
A．都属于无性生殖,能保持母本性状 B．都是细胞工程的技术范围
C．都充分体现了体细胞的全能性 D．都不会发生基因重组和变异
4．（2005，广东）两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是 （ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 c．人工诱变育种 D．细胞工程育种
5．（2004，上海生物）下列关于细胞工程的叙述中，错误的是 （ ）
A.植物细胞融合必须先制备原生质体
B.试管婴儿技术包括人工授精和胚胎移植两方面
C.经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传性状
D.用于培养的植物器官或组织属于外植体
6．（2004，广东）下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是 （ ）
A. 叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞
B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
C. 融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜
D．叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性
7．关于单克隆抗体的不正确叙述是 （ ）
A.化学性质单一 B．用有性繁殖获得
C．特异性强 D．可用于治病、防病
8．下列关于细胞工程的有关叙述，不正确的是 （ ）
A．利用花药离体培养得到单倍体植株，从紫草的愈伤组织中提取紫草素，利用细胞工
程培育“番茄-马铃薯”杂种植株，都利用了植物组织培养技术，而利用秋水仙素处
理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株没有采用植物组织培养技术
B．在进行组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生细胞脱分化，
染色体变异或基因突变，而不可能发生细胞分化和基因重组
C．动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法，所用的技术手段，所依据
的原理均相同，都能形成杂种细胞和杂种个体
D．“试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”，不能使不能产生
精子或卵细胞的夫妇能得到自己的孩子；单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合技
术和动物细胞培养技术
9.科学家用小鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的Ｂ淋巴细胞融合，得到的杂交细胞不正确的叙述是： （ ）
Ａ、有双亲细胞的遗传物质 Ｂ、无增殖的本领
Ｃ、可分泌特异性抗体 Ｄ、有大量增殖的本领
10.（2006佛山一模）与传统育种相比,植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在
A.证明杂种细胞具有全能性 B.克服远源杂交不亲和的障碍
C.缩短育种周期,减少盲目性 D.快速培育无病毒植株,保留杂种优势
11.动物细胞培养和植物组织培养的主要区别是 （ ）
A.动物细胞培养是培养单个细胞 ，植物组织培养是培养组织
B.动物细胞培养可以传代，而植物组织培养不能传代
C.动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同
D.动物细胞培养过程中可发生遗传物质的改变，而植物组织培养不能
12．目前，动物细胞融合技术在哪方面的应用比较成熟和广泛 （ ）
A．制备单克隆抗体 B．克服远源杂交的不亲和性
C．培育新物种 D．生产杂种细胞
13．在克隆羊培育过程中，将雄羊的体细胞核移入雌羊的卵细胞中。产生该克隆羊的方式及该克隆羊发育成熟后所分泌的性激素依次是 ( )
A．无性生殖．雄性激素 B．无性生殖．雌性激素
C．有性生殖．雄性激素 D．有性生殖．雌性激素
14．英国科学家首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊，取名为“多利”，这一方法称之为克隆，以下四项中与此方法在本质上最相近的是 ( )
A．将兔的早期胚胎分割后，分别植入两只母兔的子宫内，并最终发育成两只一样的兔
B．将人的抗病毒基因嫁接到烟草的DNA分子上，培育出具有抗病毒能力的烟草新品种
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将人的精子与卵细胞在体外受精，等受精卵在试管内发育到囊胚期时，再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”
15．用纯种的高杆(D)抗锈(T)小麦与矮杆(d)易染锈病(t)小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下：
高杆抗锈病×矮杆易锈病 
Fl 
雄配子
幼苗
选出符合要求的品种
下列有关此种育种方法的叙述中，正确的是 ( )
A．这种育种方法叫杂交育种 B．过程④必须使用生长素处理
C．这种方法的最大优点是缩短育种年限 D．③过程必须经过受精作用
16．（多选）下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是 ( )
A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株
B．利用花药离体培养得到单倍体植株
C．利用基因工程培养抗虫棉的棉花植株
D．利用细胞工程培养“番茄——马铃薯”杂种植株
17. （多选）在植物体细胞杂交实验中，如果期望获得性状优良的作物新品种，必须优先考虑以下哪些问题 ( )
A．亲本细胞的生殖隔离问题 B．选择具有期望的优良性状的亲本
C．亲本细胞融合技术 D．杂种细胞的愈伤组织诱导和再分化
18.（2006佛山一模）（多选）运用细胞工程技术获得单克隆抗体时,必要的操作是 ( )
A.对小动物注射特定抗原 B..融合并筛选杂交瘤细胞
C.原代培养效应B细胞 D.将胰蛋白酶注入小动物腹腔
二、非选择题
1．请填写有关细胞工程的内容：
（1）生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的___________，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有___________。
（2）植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快速繁殖、培育无病毒植物、通过大规模的植物组织培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等外，还可应用于___________________等（至少答出一项），植物组织培养与无土栽培两者培养液的区别除前者必需提供有机营养物质外，还需要提供________。
(3)在动物细胞培养过程中,先后两次用胰蛋白酶,配制成细胞悬浮液,其作用分别是_____________________;_____________________。细胞株与细胞系相比较，其主要区别在于后者__________________________________。
(4)植物体细胞杂交的重要意义在于_______________________,与诱导植物原生质体融合方法相比,运动细胞融合还常用__________作为诱导剂。
2.图7—3为细胞融合技术的一些过程：
图7—3 细胞融合
（1）从A和B细胞到C细胞的过程中，必须用____________处理。
（2）若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了____________。这种酶可能是____________酶，由此生成的A和B细胞称为_____________。
（3）若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，那么D细胞称为_____________细胞，由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程，称为_____________。这种细胞既能无限繁殖，又能产生_____________。
（4）若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，在C细胞时，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。到D细胞阶段，两种颜色的荧光均匀分布，请解释原因。
3．)如下图是某种优良植物的几种繁殖技术，据图回答：
(1)该优良植物的繁殖运用了_____________和_____________等技术，这些技术都是运用生殖的原理，其优点是_____________________。
(2)接种时，要在三角瓶的培养基里加入生长素等物质，培养基是供给植物细胞生长、发育所需的__________________，加人生长素等激素的目的是_________________植物细胞快速生长发育。
(3)该优良植物的繁殖，说明植物细胞具有______________性。
4．下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，请据图回答下列问题：
(1)图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是__________。
(2)图甲中②过程常在___________诱导下完成，④过程与体外培养相比，其优点是____________________________。
(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞，主要是利用其_________________________。
(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状全部像白面绵羊吗?
_____________。原因是_______________________________________________。
(5)图乙过程的技术具有多种用途，但是不能 ( )
A．有选择地繁殖某一性别的家畜 B．繁殖家畜中的优良个体
C．用于保存物种 D．改变动物的核基因
(6)在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是 ( )
A．卵细胞大，便于操作
B．卵细胞含有的营养物质多
C．卵细胞的细胞质可使体细胞胞核全能性得到表达
D．重组细胞才具有全能性
答案
选择题
BBBAC ABCBB AAAAC (BCD) (BCD) (AB)
非选择题
1．（1）全套遗传物质 全能性
（2）制成人工种子、转基因植物的培育及植物体细胞杂交 植物激素
（3）使组织分散成单个细胞 使细胞从瓶壁上脱离下来 遗传物质发生了改变，并且有癌变的特点
（4）克服了远源杂交不亲和的障碍 灭活的（仙台）病毒
2.（1）诱导剂 （2）细胞壁 纤维素 原生质体 （3）杂交瘤 克隆 特异性抗体 （4）细胞膜上的蛋白质是可以移动的。
3．(1)扦插 嫁接 植物的组织培养 无性 后代保持了亲本的性状
(2)营养物质 促进 (3)全能
4．(1)动物细胞培养 (2)聚7_,--醇(或灭活的病毒，物理方法如离心、振动、电刺激也可) 不需特定的培养基，不需严格的外界环境条件 (3)特异性 (4)不是 卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状 (5)D (6)C