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检测（二十九）“胚胎工程与生态工程”课前诊断卷考点一胚胎工程1.哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段，该项技术为研究隐性基因功能提供了理想的细胞模型。如图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析回答：(1)方法一中，研究人员需对实验小鼠注射_______________，使其_________________，从而获得更多的卵母细胞。用SrCl2溶液处理激活卵母细胞，在体外选用特制的培养液培养至____________期，从内细胞团中分离、筛选出胚胎干细胞。采用这种方法获得的单倍体胚胎干细胞称为孤雌单倍体胚胎干细胞。(2)采用方法二可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是__________________。研究人员用特定方法去除细胞M中的________原核，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选。(3)研究发现，小鼠单倍体胚胎干细胞存在自发二倍体化的现象。可以通过测定并分析细胞内DNA分子的含量，或利用显微镜观察细胞中的染色体数目进行确定，最好选择处于________________(写出分裂类型及时期)的细胞进行观察。解析：(1)方法一中，对实验小鼠注射促性腺激素，可使其超数排卵，从而获得更多的卵母细胞。胚胎发育至囊胚时分化为内细胞团和滋养层细胞。(2)受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应。精卵细胞融合后，先形成雄原核和雌原核，去除细胞M中的雌原核，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选，即可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。(3)利用显微镜观察细胞中的染色体数目，最好选择处于有丝分裂中期的细胞进行观察，此时染色体形态固定，数目清晰。答案：(1)促性腺激素超数排卵囊胚(2)透明带反应雌(3)有丝分裂中期2．干扰素是抗病毒的特效药，干扰素基因缺失的个体，免疫力严重下降。科学家设计了以下流程，利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失的患者进行基因治疗，根据所学的知识，结合图中相关信息，回答以下问题：(1)上图中进行的是_________(填“体内”或“体外”)基因治疗，该过程中利用的生物工程技术手段有动物细胞培养技术、早期胚胎培养技术、转基因技术和_________________等。(2)ES细胞是由早期胚胎或_____________中分离出来的一类细胞。(3)步骤③中，需要构建含有干扰素基因的__________，该结构除了复制原点外，至少包含___________________________和干扰素基因等；为检测干扰素基因是否表达，可以采用_________________的方法。(4)为了快速获得更多的目的基因常常采用__________技术进行扩增。解析：(1)分析图解可知，上图中进行的是体外基因治疗，该过程利用的生物工程技术手段有动物细胞培养技术、早期胚胎培养技术、转基因技术和核移植技术等。(2)ES细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，利用其具有(发育的)全能性，可以将其培养成人体各种组织器官。(3)步骤③中，需要构建含有干扰素基因的基因表达载体，基因表达载体除了复制原点外，至少包含启动子、终止子、标记基因和干扰素基因等；为检测目的基因的表达情况，可采用抗原－抗体杂交技术，若有杂交带出现，表明目的基因已成功表达。(4)可以利用PCR技术对体外基因进行大量扩增。答案：(1)体外核移植技术(2)原始性腺(3)基因表达载体启动子、终止子、标记基因抗原—抗体杂交(4)PCR3．科学家应用现代生物技术培育出了荧光转基因克隆兔，培育过程如下，回答下列问题：(1)上述过程中运用的生物技术有_____________________________(写出两个即可)。将重组质粒导入甲兔的成纤维细胞时，通常用____________法。(2)为避免杂菌污染，②过程要求______________的培养环境，培养的空气中通常需含5%的CO2，目的是________________________。培养基中除加入一些基本的营养成分外，通常需加入血清等一些天然成分。对重组细胞中荧光蛋白基因进行检测的方法是________________。(3)胚胎移植前必须对代孕母兔和供体母兔用激素进行___________处理。如果想获得核基因型相同的多个胚胎，常采用的方法是___________，处理的时期是__________________。解析：(1)上述过程中运用的生物技术有基因工程、动物细胞培养、动物体细胞核移植或胚胎工程。成纤维细胞为动物细胞，所以导入的方法是显微注射法。(2)为避免杂菌污染，②过程要求无菌、无毒的培养环境，CO2可以维持培养基的pH，对重组细胞中荧光蛋白基因进行检测的方法是DNA分子杂交技术。(3)胚胎移植前对供体和受体需进行同期发情处理，如果想获得核基因型相同的多个胚胎，常采用的方法是胚胎分割技术，处理的时期是桑椹胚或囊胚期。答案：(1)基因工程、动物细胞培养、动物体细胞核移植或胚胎工程(写出其中任意两个均可)显微注射(2)无菌、无毒维持培养基的pHDNA分子杂交技术(3)同期发情胚胎分割技术桑椹胚或囊胚期4．(2018届高三·东北三省四市联考)我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如下图所示，请据图回答问题：(1)图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的__________发育而来，所采用的技术应为________________，培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、________________以及血清等物质。(2)图中的单倍体ES应取自囊胚的____________细胞，ES在形态上表现为________。(3)由于物种间存在________，因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成________作用，或者即便能完成也不能发育。但是人们为了生物学研究的便利，创造出了各类远亲物种间的杂合细胞，如小鼠—大鼠、人—鼠等杂交细胞，由于这些细胞都是由体细胞融合产生，因此杂交细胞中通常含有________个染色体组。解析：(1)孤雌单倍体是由卵子发育来的个体，获得此胚胎需利用早期胚胎培养技术，培养过程中需要的营养物质有有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸(简称两盐、两素、两酸)，另加血清、血浆等物质。(2)囊胚的内细胞团细胞为全能性细胞，即胚胎干细胞，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。(3)自然界中物种存在生殖隔离，所以自然情况下不同物种间不能相互交配，其配子无法识别，所以不能完成受精作用。利用动物细胞融合技术可以使不同物种的细胞融合，融合后的细胞中含有两个物种全部的遗传信息，为四倍体。答案：(1)卵子(卵细胞)早期胚胎培养技术氨基酸、核苷酸(2)内细胞团体积小、细胞核大、核仁明显(3)生殖隔离受精45．(2017·长春模拟)抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。下列是生产这两种酶的相关思路，请回答下列问题：(1)图1为通过培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程。①图中过程a指的是利用________法将目的基因导入受精卵，受体细胞不选用体细胞的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。②在胚胎移植前，需进行____________，目的是确定要培育的个体能产奶。③可采用________________法来鉴定牛奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ蛋白。(2)从牛胃液中分离得到的凝乳酶以其催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。①从牛胃细胞中提取mRNA，再通过____________形成cDNA。以此cDNA为模板通过PCR扩增目的基因，有时需要在引物的5′端设计________(填“限制酶”“DNA连接酶”或“RNA聚合酶”)识别序列，以便构建重组DNA分子。②为提高重组DNA分子的比例，在构建重组DNA分子(如图2所示)时最好选用__________________作限制酶。③经研究发现，如果将该凝乳酶的第20位和24位氨基酸变为半胱氨酸，则其催化能力将提高2倍。现已知通过蛋白质工程可生产高效凝乳酶，请写出有关制备步骤：__________________________________________________________________________。解析：(1)图1是培育转基因奶牛的简易流程图，所以a过程指的是将目的基因导入受精卵，采用的方法为显微注射法。动物体细胞的全能性一般不能表现，所以选择受精卵作为受体细胞。只有母牛才能产奶，所以进行胚胎移植前需要对胚胎进行性别鉴定。鉴定牛奶中是否含有目标蛋白，常采用抗原—抗体杂交法。(2)以RNA为模板获得DNA的过程称为逆转录。PCR技术用于快速扩增目的基因，而基因工程中需用限制酶来切割DNA。用BamHⅠ和PstⅠ双酶切可有效避免质粒和目的基因的自连，进而提高重组DNA的比例。答案：(1)①显微注射动物体细胞的全能性一般不能表现②性别鉴定③抗原—抗体杂交(2)①逆转录限制酶②BamHⅠ和PstⅠ③找到相对应的脱氧核苷酸序列→定向改造凝乳酶基因→将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞等(合理即可)6．(2018届高三·苏州市调研)科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图1。图2表示目的基因及限制酶切点，图3表示质粒，据图回答：(1)重组细胞的细胞核来自______________细胞。(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有______________。(3)步骤③导入的目的基因是________________________________________________。(4)从基因组数据库中查询干扰素基因的核苷酸序列，以便根据其序列设计合成引物用于PCR扩增，PCR扩增过程至少第____________轮循环后才能获得纯目的基因片段(仅含引物之间的序列)。(5)对于干扰素基因片段和质粒进行双酶切时，可选用限制酶的组合为____________或____________。(6)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发___________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用________________的方法。解析：(1)重组细胞的细胞核来自上皮细胞。(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有全能性。(3)步骤③中导入的目的基因是干扰素基因。(4)因为前两轮循环扩增产物上目的基因上都带有模板DNA其他片段，即扩增产物比目的基因的DNA片段长，第三轮就有了纯目的基因片段了。(5)由图可知，SmaⅠ酶的识别序列和切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ。(6)用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白基因，但不会破坏绿色荧光蛋白基因，因此将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用抗原—抗体杂交法。答案：(1)(干扰素基因缺失小鼠的)上皮细胞(2)全能性(3)干扰素基因(4)3(5)HindⅢ和PstⅠEcoRⅠ和PstⅠ(6)绿抗原—抗体杂交考点二生态工程7.某地以前是个农业结构单一、生态环境恶劣的地方，现在已经改造成如下的农、林、牧、渔综合发展的农业生态村，据相关资料和所学知识回答下面的问题：(1)该生态工程建设遵循了__________、__________等原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，实现了________