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1.(10分)随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据图示回答下列问题。(1)在此生物工程中涉及的现代生物技术手段主要有:(至少答出三个)。(2)如果②的数量太少常用来扩增。在②进入③之前要用(工具)来构建基因表达载体,能实现②进入③的常用方法是。(3)图中①一般经处理可以得到③,从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核后作为受体,而不用普通的体细胞,主要原因是。(4)⑦是⑥生出的后代,而⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似,为什么?。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体组成是。解析:(1)整个过程是转基因克隆牛的产生过程。将血清白蛋白基因转移到荷斯坦奶牛体细胞内,将这个转基因的细胞核移植到去核的未受精卵内,形成的细胞经过细胞培养形成早期胚胎,将早期胚胎用胚胎移植的手段移植到⑥。(2)PCR技术用来扩增目的基因;基因表达载体的构建需要限制酶、DNA连接酶以及载体;将目的基因导入动物细胞常采用显微注射法。(3)动物组织分散成单个细胞,需要用胰蛋白酶处理。(4)⑦的核基因来自①,所以产生的后代具有荷斯坦奶牛的性状;由于从乳汁中提取血清白蛋白,所以必须是雌性牛。答案:(除注明外,每空1分)(1)转基因技术、核移植技术、动物细胞培养、胚胎移植(2分)(2)PCR技术限制酶、DNA连接酶和载体显微注射法(3)胰蛋白酶卵细胞中有促使细胞核表达全能性的物质(4)因为个体⑦的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛XX(2分)2.(11分)我国已实现部分“胚胎工程产业化”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。下图所示是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,a~h为操作过程,请回答下列问题。(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是(填字母),d操作的名称是,h操作的核心是,受精时受体的卵母细胞处于期。(2)图中数字标号代表的结构名称是:①,②,③。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到阶段的早期胚胎进行分割处理,在进行胚胎分割时,应注意。(3)图中用到的激素是,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。解析:胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等多种技术。(1)培育试管牛C包括体外受精→胚胎移植→后代,即a→b→f→g;d操作是胚胎移植,h操作是基因工程技术,核心是基因表达载体的构建,受精时受体的卵母细胞处于MⅡ中期。(2)囊胚的结构包括③内细胞团、①滋养层和②囊胚腔,胚胎分割时一般采用的是桑椹胚或囊胚,这个阶段的细胞分化程度相对比较低,囊胚分割时要注意将内细胞团均等分割。(3)促进良种奶牛超数排卵要用促性腺激素;只有受体子宫对外来胚胎不发生排斥,胚胎在受体子宫中才能够存活。答案:(每空1分)(1)a→b→f→g胚胎移植基因表达载体的构建MⅡ中(2)滋养层囊胚腔内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割(3)促性腺激素受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应3.(8分)(2015湖北荆门高三调研)胚胎干细胞(ES细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的价值,胚胎干细胞的应用前景吸引着众多科学家投入到这一研究领域中。根据相关知识,回答下列问题。(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES细胞)是由或原始性腺中分离出来的一类细胞,在功能上具有,即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(2)ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料,ES细胞在细胞上能维持不分化的状态。在培养液中加入可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)ES细胞的另一个重要的应用前景为体外诱导分化,从而培育出人造组织器官,进而解决临床上存在的供体器官不足和问题。此外科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造:向器官(填“供体”或“受体”)基因组中导入某种调节因子,以抑制(填“抗原”或“抗体”)决定基因的表达,或设法除去该基因,再结合技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。解析:(1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES细胞)是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,在功能上具有发育的全能性。(2)ES细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态,在培养液中加入分化诱导因子可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)利用ES细胞体外诱导分化,培育出人造组织器官,可解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题。用基因工程方法对动物器官进行改造时,先向器官供体基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去该基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。答案:(每空1分)(1)早期胚胎发育的全能性(2)饲养层(分化)诱导因子(3)免疫排斥供体抗原克隆4.(9分)(2015吉林长春5月质检)下面是畜牧业生产上培育某种优良奶牛的两种方法,请分析回答下列问题。(1)方法Ⅰ中,用激素处理使B牛超数排卵。对B牛和D牛应做处理。与A牛配种后,用特定装置将B牛子宫内的早期胚胎冲洗出来叫做。将收集的胚胎直接向D牛移植或放入条件下保存。(2)方法Ⅱ的原理是,可用(物理方法)激活重构卵,使其完成分裂和发育过程。(3)方法Ⅰ和方法Ⅱ中均用到的生物技术有和胚胎移植。E牛和F牛遗传物质的共同来源是。解析:(1)分析题图可知,方法Ⅰ是体外受精与胚胎移植,用促性腺激素处理使B牛超数排卵。对B牛和D牛应做同期发情处理,使其生理状态相同。与A牛配种后,用特定装置将B牛子宫内的早期胚胎冲洗出来叫做冲卵。将收集的胚胎直接向D牛移植或放入-196℃液氮条件下保存。(2)方法Ⅱ是核移植与胚胎移植,其原理是动物细胞核的全能性;可用电脉冲激活重构卵,使其完成分裂和发育过程。(3)方法Ⅰ和方法Ⅱ中均用到的生物技术有动物细胞培养和胚胎移植。E牛和F牛遗传物质的共同来源是卵细胞的细胞质。答案:(除注明外,每空1分)(1)促性腺同期发情冲卵-196℃液氮(低温)(2分)(2)细胞核的全能性电刺激(电脉冲)(3)动物细胞培养卵细胞的细胞质5.(15分)(2015江西南昌十校二模冲刺卷)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,请据图回答下列有关问题。(1)图中对良种奶牛进行处理时用到的激素是,①过程必须用到酶,②过程使用的是酶。③表示技术,④表示基因工程中过程;若方法C是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法,则方法C是。(2)如果转基因牛D的牛奶中含有,则说明血清蛋白基因在个体水平已表达成功,其他细胞中不含血清蛋白是的结果。(3)图中A和B分别是指和。(4)图中奶牛的牛粪可以用于生产沼气,沼气工程利用的是生态工程的原理。解析:(1)要想获得更多的卵细胞应是用促性腺激素对母畜进行超数排卵处理。①过程切开质粒必须用限制性核酸内切酶。②过程是由mRNA获得DNA的逆转录过程,使用的是逆转录酶。③是目的基因在体外大量扩增的PCR。④是将目的基因和运载体进行连接的基因表达载体的构建过程。将目的基因导入动物受体细胞中常用显微注射法。(2)由图可知目的基因是血清白蛋白基因,如果乳汁中表达出血清白蛋白说明表达成功。而其他细胞中不含血清白蛋白,这是因为基因的选择性表达的结果。(3)受精卵必须经过早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚期才能移植到代孕母畜体内,然后才能进行筛选,A和B分别代表早期胚胎培养和胚胎移植。(4)牛粪用于生产沼气,沼气残渣还可以用于肥田,这主要利用的是物质循环再生原理。答案:(除注明外,每空1分)(1)促性腺激素限制逆转录PCR基因表达载体的构建显微注射法(2)血清白蛋白基因选择性表达(2分)(3)早期胚胎培养(受精卵培养)(2分)胚胎移植(2分)(4)物质循环再生(2分)6.(8分)(2015安徽理综,31Ⅱ)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程①获得的A为。(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是。受体应选用期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为。解析:本题考查了基因工程、细胞工程、胚胎工程的相关内容。(1)基因工程最核心的阶段是第二阶段,即构建基因表达载体。(2)去掉卵母细胞的细胞核是为了避免卵母细胞中染色体上遗传物质的干扰,获得重组细胞中的遗传物质主要来自绵羊成纤维细胞的细胞核。卵母细胞应选用减数第二次分裂中期的,因为此时期的卵母细胞能够支持胚胎细胞的正常发育。(3)胚胎移植之所以能够成功,其生理学基础是受体子宫对移入胚胎基本不发生免疫排斥反应。(4)克隆本意即无性繁殖,对转基因体细胞进行克隆,可得到遗传物质相同的大量个体,即可获得大量转基因个体。答案:(除注明外,每空2分)(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞MⅡ中(1分)(3)免疫排斥反应(1分)(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养7.(10分)(2015江西上饶5月模拟)下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答下列问题。(1)该生态工程体现了等生态工程的基本原理(选答两项)。(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,要通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是,可通过技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用技术进行检测,其依据的原理是。(3)为大量繁殖良种猪,可采用胚胎移植技术。该技术,首先要对母猪做超数排卵处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎培养到时期,再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。解析:(1)分析题图可知,该生态工程体现了物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理以及整体性原理等生态工程的基本原理。(2)通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶;基因工程操作的环境是生物体外,可通过植物组织培养技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。检测目的基因是否表达相应的蛋白质,可以用抗原—抗体杂交技术,该技术依据的原理是抗原抗体特异性结合。(3)在胚胎移植技术中,通过超数排卵处理获得更多的良种猪卵母细胞,让其与经过获能处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚时,可进行胚胎移植。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。答案:(除注明外,每空1分)(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理以及整体性原理等(2分)(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶植物组织培养抗原—抗体杂交抗原抗体特异性结合(2分)(3)获能桑椹胚或囊胚免疫排斥8.(10分)(2015浙江自选,18)下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答下列问题。(1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物,将野外采得的某植物幼叶消毒后,用酶混合液处理,获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是。(2)将目的基因导入到原生质体,经培养形成愈伤组织,再通过得到分散的胚性细胞,发育成,生长发育后获得转基因植株。(3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因错误的是。A.愈伤组织发生遗传变异B.愈伤组织不能分散成单细胞C.愈伤组织中激素平衡发生改变D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变(4)某农业生态工程基地按照生态和规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通过套种、间种和等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是。A.减少水土流失B.减少土壤肥力C.减少环境污染D.减少生物多样性解析:(1)甘露醇可维持酶混合液的渗透压,防止原生质体过度吸水破裂;(2)欲得到分散的胚性细胞,不能采用固体培养基培养,只能进行液体悬浮培养,愈伤组织经过再分化形成胚状体,胚状体再发育成转基因植株;(3)愈伤组织在继代培养过程中,细胞的遗传