6．乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，将外源基因导入动物基因组中并定位表达于动

物乳腺，利用动物乳腺能够天然、高效合成分泌蛋白的能力。下图是利用生物工程技术

让羊生产治疗心脏病药物tPA的大致过程。请据图回答：

(1)图中①表示基因表达载体的构建，该载体的组成通常有外源基因、________、

________等。

(2)　　 图中②过程选择受精卵作为tPA基因受体细胞的主要原因是________________

(3)　　 _____________________________________________________________________；

受体细胞除受精卵外，还可以是________。

(3)图中③过程的受体母羊事先应接受________处理。

(4)图中④表示检测和筛选过程，通常采用________技术进行。

(5)要快速扩大转基因羊群，除了让转基因羊进行有性杂交外，还可采取哪些方法？请

列举两种。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(6)乳腺生物反应器可用来生产多肽类药品、抗体、疫苗、酶制剂等。除乳腺生物反应

器外，人们还可利用______、________等方法来生产上述物质。

解析：(1)一个基因表达载体的组成，主要包括外源基因、启动子、终止子标记基因、

复制原点等。(2)培育转基因动物，往往选择受精卵作为基因受体细胞，主要原因是受

精卵发育的全能性最高；胚胎干细胞发育的全能性也较高，也可以作为受体细胞。

(4)　　 接受胚胎移植的受体母羊，在胚胎移植前，应先接受同期发情处理。(4)目的基因的

(5)　　 检测和鉴定，通常采用分子杂交技术。如检测目的基因是否插入DNA上，可用

(6)　　 DNA-DNA分子杂交，检测目的基因是否转录出mRNA，可用DNA-RNA分子

杂交，检测目的基因是否翻译成蛋白质，可用抗原-抗体杂交。

答案：(1)启动子　标记基因(或终止子)　(2)受精卵发育的全能性最高　胚胎干细胞　

(3)同期发情　(4)分子杂交　(5)通过细胞核移植技术进行克隆；通过胚胎分割技术进行

克隆　(6)工程菌培养　动物细胞培养

5．(江苏苏州一模)研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为

目标的“猪-沼-鱼-肥-果蔬”生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答：

(1)　　 构建以沼气为中心的“猪-沼-鱼-肥-果蔬”生态模式时所依据的生态学原

是______________________________________________________________________，

该生态系统最大的优点是___________________________________________________。

(2)该生态系统的“基石”是________________，若要生产3 kg鸡肉最少需要水稻和大

豆共________kg。

(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是_______________

__________________________________________________________________________。

(4)若农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？

________________________________________________________________________。

(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？(写出2个)

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)构建生态农业所依据的生物学原理是物质的循环和能量的流动，构建农业

生态系统的目的是实现物质和能量的多级利用，减少环境污染。(2)生态系统中生产者

是基础，当能量以最高效率沿最短食物链传递时，需生产者最少，故生产3 kg鸡肉需

要水稻和大豆最少3×5＝15 kg。(3)沼气池中的微生物的作用是完成有机物的分解、产

生沼气。(4)采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。

答案：(1)生态系统的能量流动和物质循环　提高物质和能量利用率，减轻环境污染(或

答实现物质和能量的多级利用，减轻环境污染)　(2)水稻和大豆　15　(3)分解有机物，

产生沼气　(4)引入害虫天敌防治、激素防治、培育转基因抗害虫农作物等　(5)①作为

饲料养猪；②作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等；

③在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧，最大限度地转换成电能(写出2个合理答案即可)

4．(江苏淮安二模)1985年前，某地农村农作物秸秆都是当作燃料，而农户和家畜的粪便等

均作为肥料直接施入农田。后来逐步开始进行农村产业结构调整，下图是2006年时当

地生态工程示意图。

(1)试分析1985年前生产形式的不利影响(至少举两个方面)

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)该生态工程的建设遵循了__________________________________________________

_______________________________________________________________等基本原理。

生态工程与传统工程相比较，具有________________等特点。

(3)当地人希望进一步提高该系统的经济效益和生态效益。专家经过考察后，建议他们

增加一个奶牛养殖项目。村民接受了专家的建议，并对原有的生产项目做了一些调整。

他们需要调整的项目主要是_________________________________________________

_________________________________________________________________________。

(4)现代生物技术可应用于生态建设，举例说明：_______________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)农作物秸秆含有很多物质和能量，作为燃料燃烧造成能源和物质资源的浪费，

也易引起环境污染。(2)生态工程的最大优点是实现了少消耗、多效益、可持续发展等

特点。(3)增加奶牛养殖项目必然涉及奶牛牧草的种植和其他牲畜数量的改变。

答案：(1)能源和物质资源的浪费、引起环境污染、农业成本高等

(2)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理、系统的结构决定功能原理　

少消耗、多效益、可持续

(3)种植的农作物种类和数量(或原养殖家畜的数量，只要求答出一项)

(4)基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用；细胞工程中组织培养

技术的应用，可对城市环境进行综合治理；胚胎工程中胚胎移植可以用于挽救濒危野

生动物，保护生物多样性

3．(创新预测)下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。

(1)人类“治疗性克隆”属于生物工程的________技术。

(2)在正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中的________期细胞。

(3)“治疗性克隆”中相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细

胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因________的结果，该过程

的开始发生在________期。

(4)核移植成功后，用物理或化学方法激活受体细胞，目的是________________________

_________________________________________________________________________。

(5)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养

的原因是__________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(6)我国禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。请谈谈为什么要反对生殖性克隆人？

(两点即可)

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)人类“治疗性克隆”是一种无性繁殖，属于生物工程的细胞工程技术。

(2)在正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中发育到减数第二次

分裂中期细胞，减数第一次分裂得到的是次级卵母细胞而非卵细胞。

(3)基因选择性表达是指在同一遗传物质下因其转录的mRNA不一样，导致翻译产生的

蛋白质不相同，从而导致细胞的性状、功能不相同，如有的是胰岛细胞，有的是血细

胞，有的是心肌细胞，该过程的开始发生在囊胚期。

(4)核移植成功后，用物理或化学方法激活受体细胞，目的是使其完成减数分裂和发育

进程，完成从一个细胞到相关组织、器官、个体的使命。

(5)在进行动物克隆时，一般都选择去核的卵细胞作为受体细胞，原因是：卵细胞体积

大，易操作；卵细胞中含有诱导体细胞核全能性表达的因子。

答案：(1)细胞工程　(2)MⅡ中　(3)选择性表达　囊胚

(4)使其完成减数分裂和发育进程　(5)体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞

的细胞质可以给它提供表达全能性的环境　(6)严重违反了人类伦理道德；冲击了现有

的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念

2．(2010·江苏南通二模)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析

回答：

(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的滋养层上，并加入动物

血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，滋养层提供干细胞增殖

所需的________，加入抗生素是为了________________，这对于研究细胞分化和细胞

凋亡的机理具有重要意义。

(2)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于

研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞

具有________________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是

________。

(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是________，将目的基因转入胚胎

干细胞前须构建基因表达载体，其目的是______________________________________。

(4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。

实验时，必须用X射线照射去除胸腺的小鼠，获得免疫缺陷小鼠，其目的是___________

________________________________________________________________________，

该过程研究的意义在于解决________________________________________________

____________________________________________________________________问题。

解析：(1)培养胚胎干细胞使用的物质主要是滋养层和动物血清等，说明滋养层主要是

给胚胎干细胞提供营养物质；抗生素能杀细菌，在细胞培养中加入抗生素能防止杂菌

污染。

(2)胚胎干细胞能发育成该动物的各种器官，说明具有发育的全能性。囊胚的后一个阶

段是原肠胚。

(3)将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法。

(4)目前，器官移植面临的难题主要是供体的短缺和免疫排斥。器官移植过程中产生的

免疫是细胞免疫，细胞免疫主要和胸腺中发育成熟的T细胞有关。

答案：(1)营养物质　防止杂菌污染

(2)发育的全能性　原肠胚

(3)显微注射法　使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，

使目的基因能够发挥作用

(4)去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥　

临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等

专题九　 现代生物科技

第2讲　 胚胎工程、生物技术的安全性和

伦理问题、生态工程

1．(2010·陕西宝鸡质量检测二)克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基

础又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问

题。下图为人类对克隆羊技术的拓展图和应用。请据图回答问题。

(1)图中所涉及的现代生物技术有________、________和________等。

(2)下列有关胚胎移植的叙述正确的有(　)

A．冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子

B．只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育

C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应

D．不同动物其胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在四细胞阶段进行

(3)图中婴儿长大后，外貌、性格和其他特征与原型男人相同，这说明________具有全

能性。

(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入________等天然成分，除了保证被

培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的________；

早期胚胎发育在________阶段以前的细胞是全能细胞。

(5)图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用________处理内细胞团，

使之分散成单个细胞。干细胞形成组织、器官必须要进行________和________。

(6)在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官？________。为什么？________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)该图利用了细胞核移植、动物细胞培养、胚胎分割移植等技术。(2)冲卵一般

是指胚胎收集中的冲卵--早期胚胎。供体和受体只有保证具有相同的生理状态，才

能保证胚胎的正常发育。(3)克隆过程说明动物细胞核具有全能性。(4)动物细胞培养液

的成分包括葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。动物细胞培养的条件：

无菌、无毒的环境；营养物质(合成培养基)；温度和pH(36.5±0.5℃，7.2-7.4)；气体

环境(氧气和二氧化碳)等。(5)动物细胞培养过程常用胰蛋白酶处理组织，以使之分散成

单个细胞。(6)胚胎干细胞在体外培养条件下一般只能增殖进行细胞分裂，不能发生细

胞分化。

答案：(1)核移植　胚胎移植　细胞培养(另外写细胞融合、胚胎分割也对，写了三个则

给满分)　(2)ABD　(3)动物体细胞核　(4)血清　温度和pH　桑椹胚　(5)胰蛋白酶

细胞的分裂　分化　(6)不能　胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖而不发生分化

7．(山东省泰安市英雄山中学高三第二次质检)以下是有关DNA粗提取实验的材料：

A．核酸极不稳定，在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。在制备

DNA时要加入DNA酶的抑制剂--柠檬酸钠，以除去Mg，防止DNA酶的激活。

B．核酸中的DNA和RNA在生物体内均以核蛋白的形式存在，DNA核蛋白在1 mol/L

NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度很低；而RNA核

蛋白溶于0.14 mol/L NaCl溶液。

C．用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在DNA溶液中加入2.5倍体积、

浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来；此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成

团取出。

D．DNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，

能生成蓝色化合物。

E．实验材料与器械：柠檬酸钠溶液、石英砂、0.14 mol/L NaCl溶液、1 mol/L NaCl

溶液、蒸馏水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、烧杯、

漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。

F．实验步骤：研磨的匀浆→过滤的滤液→滤液稀释6倍→离心处理的沉淀物→沉淀物

再溶解→加苯酚静置后去上清液→提取出DNA→DNA鉴定。

据以上材料回答下列问题：

(1)研磨时，取10 g花椰菜，加入适量的石英砂、________和________。

(2)将滤液稀释6倍，其目的是__________________________________________。

(3)取沉淀物，置于2 mL 1 mol/L NaCl溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，再加入2　 mL

苯酚充分震荡后静置，待其分层后弃其上层的苯酚。该步骤的目的是除去________。

(4)如何将剩余溶液中的DNA提取出来？

(5)如何证明提取物是DNA分子？

解析：本题考查DNA的粗提取和鉴定。(1)从材料A中可以看出，DNA单独存在时不

稳定，易被DNA酶分解，但柠檬酸钠可以防止DNA酶的激活，因此需要加入柠檬酸

钠。因为DNA核蛋白在1 mol/L NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶液

中的溶解度很低，所以开始提取时应该加入溶解度很大的1 mol/L NaCl溶液。(2)由材

料B可知，DNA核蛋白在1 mol/L NaCl溶液中溶解度很大，但在0.14 mol/L NaCl溶

液中的溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14 mol/L NaCl溶液。因此，将1 mol/L NaCl

溶液稀释6倍后，其浓度降低，从而降低DNA核蛋白的溶解度。(3)由材料C可知，

用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内，因此除去苯酚层即可除去蛋白质。(4)

由材料C可知，除去苯酚层后，在DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，

可将DNA分离出来；此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成团取出。(5)由材料D可知，

DNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，能

生成蓝色化合物，所以可以用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴，如

有蓝色物质出现即可证明提取物是DNA。

答案：(1)1 mol/L NaCl溶液　柠檬酸钠　(2)使DNA核蛋白的溶解度逐渐降低　(3)蛋

白质　(4)向下层DNA溶液中加入2.5倍体积、浓度为95%的酒精，此时用玻璃棒搅动，

在玻璃棒上的成团物即是DNA。

(5)用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴，如有蓝色物质出现即可证明

提取物是DNA。

6．(2010·辽宁沈阳二测，40)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答：

→→→

甲

A构建,导入B选择培养

　　　　　　　　 　　　 侵

染

E检测

乙

(1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的“抗虫基因”是利用

甲图中的方法获取的，该方法称为________________。图中①过程与细胞中DNA复制

过程相比，该过程不需要________酶。③是在________(填酶的名称)作用下进行延伸的。

(2)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因，只有含卡那

霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A

过程需要的酶有________________、________________。图中将目的基因导入植物受

体细胞采用的方法是________。C过程的培养基除含有必要的营养物质、琼脂和激素

外，还必须加入________。

(3)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞

工程技术是________，该技术的原理是________。

(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用________与提取出的________做

分子杂交。

(5)科学家将植物细胞培养到________，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便

更好地大面积推广培养。

解析：(1)图甲是利用目的基因作为模板的基因体外扩增过程，即利用了PCR技术扩增

目的基因。图甲中①过程利用高温使DNA双链解旋，因是在高温环境下合成DNA，

故所需的DNA聚合酶是热稳定性较高的Taq酶。(2)图乙中A过程是获得重组质粒的

过程，该过程需要用限制性内切酶对质粒、目的基因进行切割，再在DNA连接酶的催

化作用下形成重组质粒。因土壤农杆菌易侵染植物细胞，故一般用土壤农杆菌转化法

将目的基因导入植物细胞。培养基中加入卡那霉素是为了筛选导入重组质粒的受体细

胞。(3)利用植物组织培养技术可以将带有目的基因的植物细胞培育成转基因植株，该

技术依据的原理是植物细胞的全能性原理。(4)因mRNA碱基可以与目的基因模板链碱

基互补配对，故可用标记的目的基因作探针对细胞中的mRNA进行检测，以确定目的

基因是否转录。(5)将培养到分化出不定芽的胚状体包上人工种皮，可以获得人工种子。

答案：(1)利用PCR技术扩增目的基因　解旋　热稳定DNA聚合酶(Taq酶)

(2)限制性核酸内切酶　DNA连接酶　农杆菌转化法　卡那霉素

(3)植物组织培养　细胞的全能性

(4)标记的目的基因　mRNA分子

(5)胚状体(或答“不定芽”“顶芽”“腋芽”也可)

5．(2010·山东聊城一模)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血中提取。但

由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重

重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用

牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产

人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

(1)以上过程中涉及的现代生物技术，属于细胞水平的有：________________。

(2)在基因工程中，我们称①为目的基因，请你举出获取目的基因的主要方法：

________________。在①进入③之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除

目的基因外，基因表达载体还必须含有________________，实现①进入③的常用方法

是________________________________________________________________________。

(3)图中②一般经过________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的卵

母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在________时期进行。

(4)把⑤送入⑦的最佳时期是________。

解析：(1)图中涉及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技

术、胚胎分割移植技术，只有动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术属于细胞水平

上的。

(2)获取目的基因的方法很多，目前常用的方法主要有：从基因文库中获取、利用PCR

技术扩增、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。一个完整的表达载体必须含有

目的基因、启动子、终止子、标记基因四个部分。将目的基因导入动物受体细胞最常

用和最有效的方法是显微注射法。

(3)进行动物细胞培养时，首先要将组织分散成许多单个细胞。方法是取出组织块，剪

碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间。MⅡ中期卵母细胞细胞核、细胞质已成

熟，其细胞质能支持胚胎的全程发育，所以卵母细胞的去核处理一般选择在这一时期

进行。

(4)牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植。

答案：(1)核移植技术、动物细胞培养　(2)基因文库中提取，PCR技术扩增，人工化学

合成(至少答对2项)　启动子、终止子、标记基因(缺一不可)　显微注射法　(3)胰蛋白

酶或胶原蛋白酶(答出一种即可)　减数第二次分裂中期　(4)桑椹胚或囊胚

4．(2010·福建四县市高三联考)甲流感(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死

亡病例。科学家已分离出甲型H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生

产预防和治疗甲流感的抗体，请据图回答有关问题：

(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的________细胞，

促进d过程的常用诱导剂是________________。

(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成________种类型的C细胞，因此需用培养

基筛选出________________(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是________。

(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流感免疫，试分析原因

________________________________________________________________________。

(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有________________

等突出的优点。

(5)请说明单克隆抗体的主要作用：___________________________________________。

解析：(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流感的单克隆抗体，所以B细胞只

能是取自感染甲型H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭

活的病毒等诱导融合，得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流感的单克隆抗

体。(2)仅考虑两个细胞的融合，则可形成A细胞-A细胞、B细胞-B细胞、A细胞

-B细胞3种类型的C细胞，为了从中筛选出A细胞-B细胞，必须用特定的选择培

养基进行筛选，筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)

因为单链RNA容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作

用。(5)单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。

答案：(1)B淋巴细胞(效应B)　聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒)　(2)3　既能无限增殖又能

产生特异性抗体　杂交瘤细胞(杂交细胞)　(3)引起甲流感的病毒不断发生变异(意思相

同即可)　(4)目的性强；克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生殖隔离界限，意

思相同即可)(任写一点)

(5)作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可)