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-1-热点15现代生物科技专题1.第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学诊断，指在胚胎移植前，取胚胎细胞的遗传物质进行分析，筛选出健康胚胎进行移植的方法。下列有关说法错误的是A．胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞B．体外受精后，必须经过胚胎体外培养后才能进行胚胎移植C．胚胎移植的受体从技术上来说没有必要一定是胚胎的遗传学母亲D．第三代试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子【答案】A【解析】胚胎植入前遗传学诊断过程不需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞，因为此时羊水中不含有胚胎细胞，A错误；体外受精后，胚胎必须在体外培养到桑葚胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，B正确；胚胎移植的受体只要能够为胚胎的正常发育提供条件即可，C正确；第三代试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子，D正确。2.下图表示某胚胎工程的流程图。据图分析下列叙述正确的是A．若该工程表示的是胚胎分割技术，则①可以是卵裂球B．若该工程表示的是核移植技术，则①的形成不需要卵细胞的参与C．无论是哪种工程，培养细胞的培养液中都要加入胚胎成纤维细胞D．②需注射促性腺激素，以达到超数排卵和同期发情的目的【答案】D【解析】②是胚胎移植，①可以是细胞核移植后得到的重组细胞或体外受精形成的受精卵或卵裂球；该工程若为核移植技术，则①需要用到动物体细胞的细胞核和卵母细胞的细胞质；动物细胞培养液中一般需要加入动物血清。3.下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达【5’AOX1和3’AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子】。资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上、限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。-2-（2）酶切获取HBsAg基因后，需用将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取。（3）步骤3中应选用限制酶来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用方法进行检测。（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行并分泌到细胞外，便于提取。【答案】（1）SnaBAvrⅡ（2）DNA连接酶大量重组质粒（3）BglⅡ（4）DNA分子杂交（5）甲醇（6）加工（修饰）【解析】（1）重组质粒上的目的基因若要表达，需要目的基因的首尾含有启动子和终止子。而SnaB、AvrⅡ识别的序列在启动子与终止子之间，只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaB、AvrⅡ这两种内切酶对质粒和目的基因同时切割，便会各自出现相同的粘性末端，便于重组与表达，同时防止环化，因此在HBsAg基因两侧的A和B位置接上SnaB和AvrⅡ限制酶的识别序列。（2）①用DNA连接酶将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒；②导入大肠杆菌体内，目的是利用大肠杆菌无性繁殖速度，短时间内可获取大量的重组质粒。（3）重组DNA的两侧分别是启动子和终止子，除BglⅡ外，其它限制酶会破坏含有启动子、终止子的目的基因。（4）用DNA分子杂交技术检测是否导入目的基因。（5）资料1显示，甲醇为该酵母菌的唯一碳源，同时诱导HBsAg基因表达。（6）酵母菌为真核生物，细胞内具有对分泌蛋白加工的内质网和高尔基体等细胞器，细菌等原核生物，不具有内质网和高尔基体等细胞器。4.下面是以小鼠为对象进行的各项研究工作，请分析回答问题。(1)在小鼠细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面______时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的______。此时，瓶壁上形成细胞层数是______。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需耍用酶处理，可用的酶是______。(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管除雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是__________________(3)为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因小鼠体细胞的______转入______细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为______。(4)在细胞培养过程中，通常在______条件下保存细胞，因为在这种条件下，细胞中______的活性降低，细胞的代谢速率降低。【答案】（15分）（1）相互接触（1分）接触抑制（1分）单层（或一层）（1分）胰蛋白酶（1分）（2）容易获得纯合子并缩短育种时间（1分）（3）细胞核（2分）去核的卵（2分）核移植（或克隆）（2分）（4）冷冻（或超低温、液氮）（2分）酶（2分）【解析】（1）在动物细胞培养中，细胞贴壁生长时当生长到细胞表面相互接触时，会出现接触抑制现象，细胞分裂停止，此时，形成的细胞层数为单层。将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。（2）根据题意，细胞松弛素B作用类似于秋水仙素，则可以使去除雄核的受精卵中染色体加倍，获得的个体为纯合子，缩短培育的时间。（3）将转基因小鼠体细胞的细胞核转入去核的卵母细胞中，构成重组细胞，发育与供体相同性状的个体，该技术为核移植技术。（4）细胞通常在冷冻条件下保存，细胞的酶活性降低，代谢减弱。5.通过转入特定基因可将体细胞诱导形成多能干细胞（iPS细胞）。iPS细胞与胚胎干细胞相似，可以产生各种类型的体细胞。下图是应用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的技术流程，请回答：-3-（1）过程①是体外培养由患者身体分离的体细胞，需要在培养液中加入一定量的_________，以防止培养过程遭受细菌微生物等的污染。（2）过程②中，科研人员首先要利用________技术，把c-Myc等四种目的基因扩增，然后将目的基因与逆转录病毒结合，以构建_________，然后将其导入人体的体细胞，诱导形成iPS细胞。（3）科研人员在iPS细胞中，用健康的基因取代了镰刀型细胞贫血症的致病基因，并使其定向分化成___________，移植入患者体内，使患者能够产生正常的红细胞。与异体移植相比，该技术的优点是________________。[知能定位]本题主要考查现代生物科技的知识，属于考纲识记层次。[解题关键]解答本题的关键是掌握基因表达载体的构建。【答案】（1）抗生素（2）PCR目的基因表达载体（3）造血干细胞避免免疫排斥【解析】（1）在细胞培养的过程中为防止杂菌污染，应在培养基中加入一定量的抗生素。（2）目的基因的扩增常用PCR技术，扩增的目的基因与逆转录病毒结合，构建目的基因表达载体。（3）iPS细胞分化为造血干细胞后，移植入患者体内就能产生正常的红细胞治疗镰刀型细胞贫血症。该技术可避免免疫排斥在病人体内的发生。6.请据图回答下列问题：(1)在培育转基因牛过程中，②过程常用的方法是。转基因牛可通过分泌乳汁来产生人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有，其作用是能够被识别并结合从而启动转录过程。(2)prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导人该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是细胞，Ⅲ代表的细胞具有和的特点。(3)在抗虫棉培育过程中，需将抗虫基因(Bt毒蛋白基因)插入到Ti质粒的上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。要检测抗虫基因是否翻译成Bt毒蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用方法进行检测。【答案】（15分）（1）显微注射法（1分）启动子（2分）RNA聚合酶（2分）-4-（2）B细胞（浆细胞）（2分）无限增殖（2分）产生特异性抗体（2分）（3）T-DNA（2分）抗原-抗体杂交（2分）【解析】（1）将目的基因导入动物细胞常采用的方法是显微注射法。在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有启动子，才能被RNA聚合酶识别并结合从而启动转录过程。（2）由于该细胞导入无限增殖调控基因（prG）经筛选后既能无限增殖又能够分泌产生特异性抗体，故其应为浆细胞。（3）在抗虫棉培育过程中，需将抗虫基因插入到Ti质粒的T-DNA（可转移的DNA）上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。如果要检测目的基因是否翻译成蛋白质，应从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。7.下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射____。(2)冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_________冲洗出来。(3)动物的早期胚胎移植到同种且____与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_________________________。(4)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植的时期有________________。(5)图中标号3为__________，它将来可发育为胎膜和胎盘。(6)若一次给受体母牛移人多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？____________；为什么？__________________________________________________________________。答案：(1)促性腺激素(2)胚胎(3)生理状态具有选择透过性(4)D、E(5)滋养层(6)不一定相同因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来，基因型不同，也可能是分割胚胎，基因型相同【解析】（1）促进超数排卵的方法是向供体母牛体内注射促性腺激素。（2）在胚胎移植中冲卵是将供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。（3）做同期发情处理后，供体与受体动物的生理状态相同。利用细胞膜的选择透过性可鉴定细胞的死活。（4）图中的D为桑椹胚，E为囊胚，胚胎移植时通常移植桑椹胚或囊胚，因为它们还没有与母体建立组织和生理上的联系。（5）囊胚包括滋养层和内细胞团，图中3为滋养层将来发育成胎膜和胎盘。（6）胚胎的来源不同则基因型可能不同。胚胎由不同的受精卵发育而来，基因型不同，若来源于分割的胚胎，基因型相同。8.请仔细读图，然后指出该生态农业的优点：(1)生态农业设计的基本原理是：①________________________________，②________________________________。(2)生态农业的优越性表现在________________________________________________________________________。-5-(3)在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量最多相当于________摩尔的葡萄糖。【答案】(1)①生态系统中能量多级利用和物质循环再生原理②环境与经济协调发展原理(2)各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用(3)502【解析】本题考查农村综合发展型生态工程建设遵循的原理和优势，以及应用能力、理解分析能力等。生态农业是运用生态学原理，在环境与经济协调发展思路的指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业体系。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的基本理论，食物链是能量流动和物质循环的主渠道。这样，各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量