本题考查蛋白质工程和基因工程，要求考生明确蛋白质工程和基因过程之间的关系，知道基因工程的操作程序，并利用所学知识分析、答题，此题难度较小。
(1)根据题意，速效胰岛素是科学家将胰岛素B链的第28个和第29个氨基酸调换顺序后获得的，该过程中需要先对胰岛素基因进行定向改造，然后再通过基因工程生产速效胰岛素。 (2)利用基因工程技术实现胰岛素的批量生产的过程中，关键操作环节是基因表达载体的构建，这也是基因工程的核心步骤。
(3)对于胰岛素基因（目的基因）的获取，一是通过提取胰岛B细胞中的胰岛素mRNA，经过反转录过程合成，之后通过PCR技术大量扩增；二是通过分析胰岛素的氨基酸序列，进行人工合成。
(4)为了将改造后的分子顺利导入大肠杆菌体内，一般需要用CaCl2处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，易于吸收目的基因。
【答案】 (1). 透明带反应、卵细胞膜反应（卵细胞膜封闭作用） (2). 供体和5、
受体的生理状况 (3). 梯度离心、紫外线短时间照射，化学物质处理 (4). 透明带或卵母细胞质膜 (5). 胚状体、不定芽、顶芽和腋芽 (6). 有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低 (7). 物质循环再生 (8). 系统整体性 【解析】 【分析】
本题考查现代生物科技专题中的动物细胞工程中的动物体细胞核移植技术、胚胎工程中的体内受精和胚胎移植、植物细胞工程的实际应用中的人工种子以及生态工程原理的相关内容。 【详解】（1）哺乳动物受精过程中防止多精入卵有两道屏障：一是透明带反应；二是卵细胞膜反应，即卵黄膜封闭作用。胚胎工程中不可缺少的环节是胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关。
（2）目前核移植过程中普遍使用的去核方法是显微操作去核法，还有人采用其他方法，如梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的。
（3）所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
（4）桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成无废弃物农业，这主要遵循了生态工程的物质循环再生原理。系统各组分间要有适当的比例关系，并且实现“1+1+1＞3”的效果，体现了生态工程的系统整体性原理。
【点睛】在学习选修三现代生物科技专题的内容时，要注重比较法的运用，有助于使基本概念、原理清晰化，突出专有名词和术语的合理使用。还要加强各专题的应用前景的交叉学习，通过列举要点的方法加强记忆。如：基因工程在农业、畜牧业、药学、生态环境保护中的应用；植物组织培养的应用、体细胞核移植技术的应用；单克隆抗体的应用；胚胎移植、胚胎分割的意义、试管技术动物的意义等等。
【答案】 (1). 细胞融合 (2). 聚乙二醇（PEG）（或 灭活的病毒） (3). 3 (4). 6、
杂交瘤细胞 (5). 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体 (6). 无毒、无菌 (7). 维持培养液的pH (8). 抗原与抗体之间结合的高度特异性
【解析】 【分析】
单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
据图分析，A细胞是已经免疫的B淋巴细胞（浆细胞），B细胞是骨髓瘤细胞，C细胞是融合细胞，细胞D杂交瘤细胞，①过程为诱导动物细胞融合的过程。
【详解】（1）①过程诱导动物细胞融合的过程，利用的是动物细胞融合技术，常用PEG作为诱导剂。
（2）细胞C为融合细胞，若只考虑两两融合，则为可以形成三种不同的融合细胞，结果筛选得到的细胞D是杂交瘤细胞，其既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。
（3）动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，还需要一定的气体环境，即95%空气和5%的CO2，其中CO2的作用是维持培养液的pH。
（4）“生物导弹”利用了抗原与抗体之间结合的高度特异性，因此其注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞。
【点睛】解答本题的关键是掌握动物细胞融合和单克隆抗体制备的详细过程，判断图中各个细胞的名称以及过程的名称，进而利用所学知识结合通过要求分析答题。
【答案】 (1). 注射特定的抗原蛋白（免疫） (2). 动物细胞培养、动物细胞融7、
合 (3). 切割入侵的外源DNA，使之失效，从而达到以保护自身的目的 (4). 不需要 (5). 在无菌环境下，将重组噬菌体接种到含有大肠杆菌的培养液中，在适宜的条件下培养 【解析】 【分析】
根据题干信息分析，噬菌体展示技术利用了基因工程技术，将目的基因（外源蛋白或多肽的编码基因）插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随噬菌体外壳蛋白基因的表达而表达，最终使得噬菌体获得目的基因控制的性状。基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）动物细胞融合技术主要用于制备单克隆抗体，该过程还使用了动物细胞培养技术；该技术首先需要用特定的抗原处理小鼠，获得免疫的B淋巴细胞，再让其与小鼠的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。
（2）限制酶主要来自于原核生物，可以识别特定的核苷酸序列并在特定的位点进行切割，因此在原核生物体内其主要作用是切割入侵的外源DNA，使之失效，从而达到以保护自身的目的。
（3）在利用PCR技术扩增目的基因时，只需要一段已知目的基因的的部分序列，以便合成引物，而不需要知道整个外源DNA序列。
（4）噬菌体是病毒，可以在其宿主细胞中大量繁殖，因此为了扩增重组噬菌体的数量，可以在无菌环境下，将重组噬菌体接种到含有大肠杆菌的培养液中，在适宜的条件下培养。 【点睛】解答本题的关键是了解基因工程的三种基本工具和四个基本步骤，明确噬菌体展示技术利用了基因工程技术使得噬菌体具有了目的基因控制的性状，注意噬菌体是病毒，进而
分析其培养和繁殖。
【答案】 (1). 植物细胞具有全能性 (2). 脱分化和再分化所需的激素比例不同 8、
(3). 动物组织体外培养的可行性（或“体外条件下，高度分化的细胞也能进行分裂”） (4). 种类和数量 (5). 杂交瘤 (6). 能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞 (7). 单克隆抗体纯度高（或“灵敏度高”）、特异性强 【解析】 【分析】
本题考查细胞工程的相关知识，要求考生掌握植物组织培养、动物细胞培养及单克隆抗体制备的相关知识，旨在考查考生的识记能力与知识的综合运用能力。
【详解】（1）将单个细胞诱导得到了再生植株，这证明植物细胞具有全能性；在植物组织培养过程中，激素的比例不同可以影响植物的发展趋势，故在植物脱分化与再分化过程中，所使用的的培养基有所不同；
（2）用培养基可成功培养出蝌蚪的神经元细胞，证明在体外条件下，高度分化的细胞也能进行分裂；合成培养基是指将细胞所需的营养物质按种类和数量严格配制而成的培养基； （3）在单克隆抗体的制备过程中，需要经过两次筛选：用特定的选择性培养基进行筛选，目的是筛选出杂交瘤细胞；筛选出的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养以进行检测筛选（第二次筛选），目的是选出既能大量增殖，又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞细胞；因单克隆抗体具有灵敏度高、特异性强、可大量制备等优点，常被用作于体外诊断试剂。
【点睛】解答此题需要熟记教材相关知识，熟记单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的及结果。
【答案】 (1). 乳腺蛋白基因的启动子 (2). 显微注射 (3). 体外诱导分化 9、
(4). 内细胞团 (5). 限制酶和DNA连接酶 (6). 该重组病毒作为抗原，刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞，排斥和清除重组病毒 【解析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基-DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）要使目的基因只在乳腺组织中表达，需要将目的基因（α-抗胰蛋白酶基因）与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组构建基因表达载体；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。
（2）机体对移植的异体细胞、组织或器官会产生免疫排斥反应，通过对患者的ES细胞进行体外诱导分化，可培育出人造组织器官，进行自体移植，这样可以解决免疫排斥反应。ES
细胞主要来源于早期胚胎的内细胞团细胞或原始性腺。
（3）拼装该重组病毒首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体，其次需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA。用上述重组病毒治疗肿瘤，二次治疗时，该重组病毒常常无法或很少能进入靶细胞，从而影响治疗效果，原因是该重组病毒作为抗原，刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞，排斥和清除重组病毒。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题。
【答案】 (1). 接触抑制 (2). 单层(或一层) (3). 胰蛋白酶（或胶原蛋白10、
酶） (4). 糖蛋白 (5). 使卵母细胞成熟(或使卵母细胞获得受精能力) (6). 获能 (7). 培养液(基)的pH (8). 胚胎移植 (9). 冷冻(或超低温、液氮) (10). 酶
【解析】题图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。包括卵母细胞的采集和培养，精子的采集和获能，体外受精，早期胚胎培养和胚胎移植等过程，图中A表示胚胎移植。
【详解】（1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。此时，瓶壁上形成的细胞层数是单层（或一层）。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。 （2）细胞发生癌变后，细胞间的黏着性降低，与细胞膜表面糖蛋白含量减少有关。 （3）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是使卵母细胞成熟；从良种公牛采集的精子需进行获能处理，对精子进行获能处理的方法有：培养法和化学诱导法。 （4）动物细胞培养时，提供一定CO2的作用是维持培养液的pH。由以上分析可知，图中过程A为胚胎移植。
（5）如暂时不进行胚胎移植过程，通常在冷冻（或超低温、液氮）条件下保存受精卵，因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。 【点睛】1、胚胎移植：
(1)胚胎移植的实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。 (2)胚胎移植成功的保障：
①供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
②哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。
③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。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。 (3)胚胎移植的基本程序： ①供体与受体的选择和处理。 ②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。 ④胚胎移植及移植后检查。
(4)胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 【答案】 (1). 可以遗传给下一代 (2). 表达和发挥作用 (3). 优良品种的11、
遗传特性 (4). 突变 (5). 使供体细胞核表现出全能性的物质 (6). 靶向（导向） (7). 雌性优良个体的繁殖潜力 (8). 发育的全能性 【解析】 【分析】
本题考查现代生物科技专题中有关于基因工程、细胞工程和胚胎工程等基础知识，属于识记内容，难度不大。
【详解】（1）基因工程中，不能将目的基因直接导入受体细胞，而是先要构建基因表达载体，因为其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）植物细胞工程中，微型繁殖技术（主要利用植物组织培养技术）不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速实现种苗的大量繁殖。同时由于培养细胞一直处于不断地分生状态，容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，从中筛选出对人们有力的个体。 （3）动物细胞核移植技术选择去核卵母细胞作为受体细胞的原因是：去核卵母细胞的细胞质中含有使供体细胞核表现出全能性的物质，并且营养物质丰富，有利于早期胚胎的发育。 （4）“生物导弹”是借助单克隆抗体的导向作用，在原位杀死癌细胞，减少毒副作用。 （5）进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
（6）ES细胞可以用于治疗人类的某些顽症，因为ES细胞在功能上具有发育的全能性的特性。
【点睛】识记教材中相关知识的基本概念，基本原理和基本过程是解题关键。
【答案】 (1). 早期胚胎 (2). 原始性腺 (3). 具有发育的全能性 (4). 12、
维持培养液的pH (5). 饲养层 (6). 分化诱导因子 (7). 胚胎干细胞的分化程度低，恢复其全能性相对容易，而体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 【解析】 【分析】 胚胎干细胞：
（1）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。 （2）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 （3）胚胎干细胞的主要用途是：
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；
③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；
2024年高考生物【非选择题】满分强化训练(一)(选修三：现代生物科技专题)Word版附答案及解析
