模塊高考熱點透視基因工程和蛋白質工程基因工程技術的有關知識是歷年高考的熱點內容之一，其主要考點有：基因工程的原理，基因工程操作的基本工具，基因工程的基本操作程序，基因工程的應用等。其中基因工程操作的基本工具及基本操作程序是高考命題的熱點。常結合遺傳學基礎理論、中心法則等知識進行考查，題型以非選擇題為主，基因操作基本工具的作用在高考中常出現，基因工程的基本操作程序往往放在比較復雜的環境中考查，特別強調基因表達載體構建的考查。另外，將基因工程與其他生物工程技術如植物的組織培養、胚胎工程、蛋白質工程等綜合在一起考查，是高考命題的一個方向，應予以足夠的重視。(2023·浙江高考節選)下面是關于獲得能產生人干擾素大腸桿菌的問題。請回答：(1)用限制性核酸內切酶識別人干擾素基因和質粒中一段特定的__①__并切割，然后用__②__連接形成重組DNA。該質粒是一種含抗生素抗性基因的__③__核酸分子。A．雙鏈環狀 B．單鏈環狀C．雙鏈線狀 D．單鏈線狀(2)將含人干擾素基因的重組質粒導入到大腸桿菌，經含有__④__的培養基篩選等過程，最終獲得能產生人干擾素的大腸桿菌。【解析】限制性內切酶是能夠識別和切割DNA分子內一小段特殊核苷酸序列的酶；DNA連接酶能將目的基因與質粒載體連接形成重組DNA；由于該質粒(即雙鏈環狀DNA分子)上含有抗生素抗性基因，篩選導入該重組質粒的大腸桿菌時，培養基中必須加入抗生素。【答案】(1)①核苷酸序列②DNA連接酶③A(2)④抗生素1．(2023·浙江高考)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質粒pET28b導入大腸桿菌并成功表達腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯誤的是()A．每個大腸桿菌細胞至少含一個重組質粒B．每個重組質粒至少含一個限制性核酸內切酶識別位點C．每個限制性核酸內切酶識別位點至少插入一個adaD．每個插入的ada至少表達一個腺苷酸脫氨酶分子【解析】A項，ada為目的基因，大腸桿菌為受體細胞，將目的基因導入大腸桿菌時如果能成功表達說明每個大腸桿菌細胞至少含一個重組質粒；B項，要讓目的基因與質粒形成重組質粒，兩者必須用同種限制性核酸內切酶切割，所以每個重組質粒至少含一個限制性核酸內切酶識別位點；C項，質粒作為載體的條件之一是有多種限制性核酸內切酶的識別位點，但每種限制性核酸內切酶只有一個識別位點，只能插入一個目的基因(ada)；D項，ada導入大腸桿菌成功的標志是表達腺苷酸脫氨酶，因此每個插入的ada至少表達一個腺苷酸脫氨酶分子。【答案】C2．(2023·新課標全國卷Ⅱ)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列問題：(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因導入農桿菌，并通過農桿菌轉化法將其導入植物________的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。【解析】(1)基因組文庫含有生物的全部基因，而cDNA文庫中含有生物的部分基因。(2)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關，若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，包含該生物的所有基因，然后再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)若從植物甲中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是農桿菌轉化法。將耐旱基因導入植物乙的體細胞后，經過植物組織培養得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測該耐旱基因是否合成了相應的蛋白質，即檢測此再生植株中該基因的表達產物，如果檢測結果呈陽性，說明已經合成了相應的蛋白質，這時再進行個體生物學檢測，即在田間試驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數量比為3∶1，符合基因的分離定律，說明得到的二倍體轉基因耐旱植株為雜合子，因此可推測該耐旱基因只整合到了同源染色體的一條上。【答案】(1)全部部分(2)篩選(3)乙表達產物耐旱性(4)同源染色體的一條上細胞工程細胞工程知識是歷年高考的熱點內容之一，主要考點有：植物組織培養、植物體細胞雜交；動物細胞培養和核移植技術、動物細胞融合與單克隆抗體及動植物細胞工程的應用等。其中植物組織培養技術的原理和過程，單克隆抗體的制備是高考命題的熱點，常結合細胞生物學和分子生物學等相關知識進行考查，題型以非選擇題為主，特別注意細胞工程技術與生活實際相結合的考查，近年來，將細胞工程與基因工程、發酵工程綜合在一起考查，是高考命題的一個方向，應密切關注。(2023·江蘇高考)下列有關細胞工程的敘述，正確的是()A．PEG是促細胞融合劑，可直接誘導植物細胞融合B．用原生質體制備人工種子，要防止細胞破裂C．骨髓瘤細胞經免疫處理，可直接獲得單克隆抗體D．核移植克隆的動物，其線粒體DNA來自供卵母體【解析】PEG是促細胞融合劑，能誘導植物原生質體融合，融合前需先用酶解法去除植物細胞的細胞壁，A選項錯誤；制備人工種子應該用組織培養形成的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，而不是原生質體，B選項錯誤；單克隆抗體是雜交瘤細胞產生的，骨髓瘤細胞不能分泌抗體，C選項錯誤；利用核移植技術克隆動物時，是將體細胞的細胞核移入去除細胞核的卵母細胞中，所以克隆動物的線粒體DNA來自供卵母體，D選項正確。【答案】D1．(2023·大綱全國卷)關于動物細胞培養和植物組織培養的敘述，錯誤的是()A．動物細胞培養和植物組織培養所用培養基不同B．動物細胞培養和植物組織培養過程中都要用到胰蛋白酶C．煙草葉片離體培養能產生新個體，小鼠雜交瘤細胞可離體培養增殖D．動物細胞培養可用于檢測有毒物質，莖尖培養可用于植物脫除病毒【解析】植物組織培養不需要用胰蛋白酶，B錯誤。【答案】B2．(2023·浙江高考)下列關于動物細胞培養的敘述，正確的是()A．連續細胞系的細胞大多具有二倍體核型B．某些癌細胞在合適條件下能逆轉為正常細胞C．由多個祖細胞培養形成的細胞群為一個克隆D．未經克隆化培養的細胞系細胞具有相同的性狀【解析】A項，連續細胞系的細胞一般都培養了多次，二倍體核型發生了改變，大多數細胞具有異倍體核型。B項，細胞癌變是由基因突變引起的，如果癌細胞在一定條件下(如用秋水仙胺等藥物治療)，則有可能恢復成正常細胞。C項，細胞克隆的最基本的要求是：必須確定所建成的克隆來源于單個細胞。D項，未經克隆化培養的細胞系具有異質性。【答案】B3．(2023·新課標全國卷Ⅱ)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的血清最大稀釋倍數)，結果如下圖所示。若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。回答下列問題：(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上，則小鼠最少需要經過________次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是________小鼠，理由是__________________________________。(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有________，體系中出現多種類型細胞的原因是_________________。(3)雜交瘤細胞中有________個細胞核，染色體數目最多是________條。(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養后都不能存活，原因是______________________________________________________________。【解析】(1)據圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價幾乎都達到16000以上，小鼠Y的血清抗體的效價最高，最適合用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外，還有骨髓瘤細胞的自身融合細胞和B淋巴細胞的自身融合細胞。細胞的融合是隨機的，并且不可能所有細胞都融合，故體系中會出現多種類型的細胞。(3)動物細胞融合后形成的是具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞。雜交瘤細胞的細胞核中的染色體數目為40＋60＝100條。(4)正常細胞的分裂次數是有限的，且經過免疫的B淋巴細胞高度分化，不能無限增殖，而是經多次傳代培養后逐漸衰老死亡。【答案】(1)4YY小鼠的血清抗體效價最高(2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%(3)1100(4)不能無限增殖胚胎工程胚胎工程是近幾年高考重點之一，主要考點有：精子和卵子的發生，受精作用和早期胚胎發育，胚胎移植及胚胎分割移植等。其中胚胎移植的原理和過程，胚胎干細胞的研究及應用是高考命題的重點。題型以非選擇題為主，常與細胞生物學及細胞工程的相關知識結合在一起考查。特別注重核移植與胚胎移植的綜合考查，注重運用胚胎干細胞的相關知識解決實際問題的考查。(2023·山東高考)毛角蛋白Ⅱ型中間絲(KIFⅡ)基因與絨山羊的羊絨質量密切相關。獲得轉KIFⅡ基因的高絨質絨山羊的簡單流程如下圖。(1)過程①中最常用的運載工具是________，所需要的酶是限制酶和________。(2)在過程②中，用________處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在培養過程中，將成纖維細胞置于5%CO2的氣體環境中，CO2的作用是________。(3)在過程③中，用________處理以獲取更多的卵(母)細胞。成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行________處理。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術是________。在胚胎移植前，通過________技術可獲得較多胚胎。【解析】(1)基因工程中，運載工具包括質粒、噬菌體衍生物及動植物病毒等，其中質粒是主要運載工具；所需工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)分散皮膚組織塊成單個細胞可使用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)。在動物細胞培養過程中，CO2的作用是維持培養基(液)pH的相對穩定。(3)要得到更多的卵(母)細胞需用促性腺激素對動物進行超數排卵處理；成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行去核處理，以保證克隆后代的遺傳性狀主要來自于供體核。(4)把重組細胞培養到早期胚胎叫早期胚胎培養技術；在胚胎移植前，通過胚胎分割技術可獲得較多胚胎。【答案】(1)質粒DNA連接酶(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)維持培養基(液)的pH(3)促性腺激素(或促濾泡素、孕馬血清)去核(4)(早期)胚胎培養胚胎分割1．(2023·江蘇高考)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如下圖所示。下列相關敘述正確的是()A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B．誘導超數排卵所注射的激素只能作用于特定細胞C．受精卵發育成早期胚胎所需營養主要來源于培養液D．步驟甲使用的培養液和早期胚胎培養液成分基本相同【解析】步驟甲為體外受精，步驟乙為胚胎移植，A選項錯誤；誘導超數排卵所用的激素是促性腺激素，只作用于性腺，B選項正確；受精卵發育成早期胚胎所需營養主要來源于卵細胞中的卵黃，C選項錯誤；步驟甲體外受精使用的是獲能溶液或專用的受精溶液，與早期胚胎培養液成分相差較大，D選項錯誤。【答案】B2．(2023·浙江高考)下列關于高等哺乳動物受精與胚胎發育的敘述，正確的是()A．絕大多數精卵細胞的識別具有物種特異性B．卵裂球細胞的體積隨分裂次數增加而不斷增大C．囊胚的外部細胞具有發育全能性D．原腸胚發育分化形成內外兩個胚層【解析】為保證物種在遺傳上的穩定性，同一物種的精卵細胞在結合時，需要先通過細胞的識別，此過程由細胞膜上的糖蛋白完成，因糖蛋白具有物種特異性，其細胞識別也具有物種特異性，A項正確；受精卵卵裂時產生的細胞團稱為卵裂球，隨卵裂球細胞數目的增加，細胞逐漸變小，總體積基本不變，B項錯誤；囊胚的外部細胞是已經具有定向分化趨向的細胞，分化方向一旦確定即穩定而不可逆轉，失去了發育的全能性，C項錯誤；原腸胚發育分化會形成內、中、外三個胚層，D項錯誤。【答案】A3．(2023·江蘇高考)軟骨發育不全為常染色體顯性遺傳病，基因型為HH的個體早期死亡。一對夫妻均為該病患者，希望通過胚胎工程技術輔助生育一個健康的孩子。下列做法錯誤的是()A．首先經超排卵處理后進行體外受精B．從囊胚中分離細胞，培養后檢測基因型C．根據檢測結果篩選基因型為hh的胚胎D．將胚胎培養至原腸胚期后移植子宮【解析】由題意知，夫妻基因型均為Hh，健康人的基因型為hh，通過胚胎工程技術生育孩子時，應先體外受精，且對胚胎的基因型進行檢測，若為hh基因型，應在胚胎發育至囊胚期進行移植。【答案】D4．(2023·山東高考)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，可采用________技術。(2)為獲取更多的卵(母)細胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經過________，才具備受精能力。(3)將重組表達載體導入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體，這體現了早期胚胎細胞的________。(4)若在轉htPA基因母羊的羊乳中檢測到________，說明目的基因成功表達。【解析】(1)用同種限制性核酸內切酶對目的基因和載體進行切割，以形成相同的黏性末端。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，常用DNA分子雜交技術。(2)對供體母羊注射促性腺激素可以使其超數排卵，采集的精子需要經過獲能處理后才具備受精能力。(3)將重組表達載體導入受精卵(動物細胞)常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊，需要對胚胎進行性別鑒定。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體，依據的原理是早期胚胎細胞的全能性。(4)目的基因成功表達的標志是在轉基因母羊的羊乳中檢測到htPA，即人組織纖溶酶原激活物。【答案】(1)同種限制性核酸內切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)(2)超數排卵獲能(處理)(3)顯微注射法性別鑒定全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)生態工程雖然近幾年高考對本專題知識沒有明確要求，但是由于該部分知識在必修和選修中均有涉及，而且生態環境問題正日益成為當今社會的熱點問題，越來越受到人們重視，因此，本專題知識在高考中的分量將越來越重。其主要考點有：生態工程的概念、生態工程的原理及實例等知識，題型將以非選擇題為主，結合必修中生態學知識，進行綜合考查。(2023·新課標全國卷)現有一生活污水凈化處理系統，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經凈化處理后，可用于澆灌綠地。回答問題。(1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過________________呼吸將有機物分解。(2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了________(生態系統、群落、種群)。在植物池的食物網中，植物位于第________營養級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于________所固定的________能。(3)生態工程所遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、________和________等原理。(4)一般來說，生態工程的主要任務是對____________________進行修復，對造成環境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力。【解析】(1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池的過程中，厭氧沉淀池中厭氧微生物通過無氧呼吸將有機物分解，曝氣池中需氧型微生物通過有氧呼吸將有機物分解，兼氧池中微生物則通過有氧呼吸和無氧呼吸將有機物分解。(2)群落是一定的自然區域內相互間有直接或間接關系的各種生物的總和，故該植物池中的生產者、消費者和分解者共同組成了群落；植物為生產者，屬于第一營養級；生態系統中消費者和分解者的能量都是最終來源于生產者固定的太陽能。(3)生態工程的建立要考慮社會、經濟和自然的統一，生物與環境相協調，充分利用廢棄物中的能量，并增加生物的種類以增強生態系統的穩定性，故生態工程需遵循的基本原理有整體效應原理、物質循環與再生利用原理和多樣性原理等。(4)隨著人口激增、資源破壞、能源短缺、環境污染和食物供應不足等問題，表現出不同程度的生態與環境危機，這些問題催生了生態工程，通過生態工程對已被破壞的生態環境進行修復和改善，可提高生態系統的生產力。【答案】(1)無氧和有氧(或細胞)(2)群落一生產者太陽(3)物質循環與再生利用多樣性(4)已被破壞的生態環境(或受損的生態系統)1．(2023·大綱全國卷Ⅰ)如圖是一個農業生態系統模式圖，關于該系統的敘述錯誤的是()A．微生物也能利用農作物通過光合作用儲存的能量B．多途徑利用農作物可提高該系統的能量利用效率C．沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環利用D．沼氣池中的微生物也是該生態系統的分解者【解析】流經此農業生態系統的總能量是生產者(農作物)固定的太陽能的總量，微生物也能利用，選項A正確；在此農業生態系統中，由于農作物的多途徑利用，能量得以高效利用，選項B正確；沼渣、沼液作為肥料還田，使物質得以循環利用，但任何生態系統中能量都不會循環利用，選項C錯誤；沼氣池中的微生物利用的是糞便和農作物秸稈中的物質，屬于分解者。【答案】C2．(2023·浙江高考節選)某農戶建立了小型的“蔬菜—雞、豬—沼氣”系統。請回答：(1)這一系列屬于人工干預下的__⑤__生態系統，其生物組成成分包括生產者、消費者和__⑥__，在分析該生態系統的經濟效益時，除了考慮這三者的投入與產出外，還要考慮__⑦__的投入(2)在該生態系統中，利用發酵技術產生沼氣開發生物能屬于__⑧__的生態工程。A．生物多樣性保護和持續利用B．節水和廢水處理與利用C．山區小流域綜合治理與開發D．潔凈及可再生能源系統組合利用【答案】(1)⑤庭院⑥分解者⑦勞動者(2)⑧D生物安全與生物倫理本專題知識單獨命題考查很少，通常與其他生物技術的相關知識結合考查。主要考點有：轉基因生物安全性問題的討論，生物技術中有關倫理問題的討論及生物武器的危害性等。命題以非選擇題為主，此類問題設置往往為開放式命題。要注意回答技巧，要有答題依