生物 課時作業(yè)18 胚胎工程與生態(tài)工程

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精課時作業(yè)(十八)胚胎工程與生態(tài)工程1.(2017·江西)生長激素是治療侏儒癥的特效藥，但人體產生的生長激素的量比較少。利用牛的乳腺生產人的生長激素，可以提高生長激素的生產量，降低生產成本，滿足患者的需求。請回答下列相關問題:（1）人的生長激素基因________（填“能"或“不能")通過mRNA來生產。要想獲得大量的人生長激素基因可采用PCR用技術來擴增，其前提條件是________，其原料為______________________.（2)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建,其目的是____________________________________________________________________________________________________________________。(3）采用________法將重組質粒導入奶牛的受精卵中，然后體外培養(yǎng)到________(時期），挑選________(部位）的細胞進行性別鑒定，選擇性染色體為XX的胚胎進行胚胎移植。（4)判斷人的生長激素基因在奶牛體內是否表達的方法為________。答案(1)不能要有一段已知目的基因的核苷酸序列用來合成引物dATP、dGTP、dCTP、dTTP(或4種脫氧核糖核苷酸)(2）使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在且能遺傳給下一代,使目的基因表達和發(fā)揮作用(3)顯微注射囊胚期滋養(yǎng)層（4）抗原—抗體雜交法（或檢測奶牛的乳汁中是否存在人的生長激素）解析(1）由mRNA通過逆轉錄的方法產生的目的基因中不含啟動子和終止子,所以不能產生人的生長激素基因.采用PCR技術擴增目的基因,前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物.PCR技術的原料為4種dNTP，即dATP、dGTP、dCTP、dTTP。(2)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，其目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在且能遺傳給下一代，使目的基因表達和發(fā)揮作用。（3）將目的基因導入動物細胞采用顯徽注射法。在囊胚期挑選滋養(yǎng)層細胞進行胚胎的性別鑒定。（4）檢測奶牛的乳汁中是否存在人的生長激素可用來判斷人的生長激素基因在奶牛體內是否表達，具體方法為抗原一抗體雜交法。2.（2017·延邊州一模）如圖為培育轉基因山羊生產人β－酪蛋白的流程圖，請回答下列問題。(1）獲取過程①所用的人β－酪蛋白基因時，可先提取人體細胞中的________，以其作為模板在________作用下合成________.(2）重組人β－酪蛋白基因表達載體中必須有啟動子，其是________識別和結合的部位。（3)過程②可選用________階段的胚胎進行移植。（4）過程③可使用________技術擴大轉基因山羊群體。(5）過程④中的β－酪蛋白基因在細胞內表達的場所為________，在分子水平上可通過________技術檢測轉基因山羊中是否成功表達出人β－酪蛋白。答案(1）β－酪蛋白的mRNA反轉錄酶cDNA(或DNA）（2）RNA聚合酶(3）桑椹胚（或囊胚）(4)胚胎分割（5）細胞核和細胞質抗原－抗體雜交解析(1)目的基因的獲取包括：從基因文庫中獲取、PCR技術擴增、人工合成等，其中人工合成的方法中包括反轉錄法,即可先從人體細胞中提取β－酪蛋白的mRNA,以其作為模板在逆轉錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。(2）重組人β一酪蛋白基因表達載體中必須有啟動子，它是RNA聚合酶識別和結合的部位.(3）過程②為胚胎移植，一般選用發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進行移植.(4）過程③可使用胚胎分割技術擴大轉基因山羊群體.(5)基因表達包括轉錄和翻譯兩個階段,其中β一酪蛋白基因轉錄發(fā)生在細胞質中，而翻譯發(fā)生在細胞質中的核糖體上，檢測目的基因是否翻譯形成蛋白質可采用抗原－抗體雜交技術.3.(2017·宜春二模）為進行牛胚胎移植,可通過下列途徑獲得優(yōu)良胚胎，請回答相關問題：(1)在途徑①中，為一次性獲得數目較多的胚胎,可用激素對供體母牛做________處理。在自然條件下，受精是在雌性的________內完成的；若進行體外受精，應使用培養(yǎng)到________的卵母細胞。（2）在途徑②中，用于核移植的供體細胞一般選用傳代10代以內的細胞,原因是________；動物細胞培養(yǎng)至數量達到一定程度后出現________現象而使細胞停止分裂，需用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞繼續(xù)培養(yǎng)。(3）在途徑③中，將目的基因導入受精卵，并且在其內________的過程，稱為轉化.（4）進行胚胎移植的優(yōu)勢是________。欲獲得遺傳物質完全相同的兩個后代,可選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的________進行胚胎分割。答案(1）超數排卵輸卵管減數第二次分裂中期(2）具有正常的二倍體核型接觸抑制(3)維持穩(wěn)定和表達（4)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力桑椹胚或囊胚解析(1）為了一次性獲得數目較多的胚胎，可用激素對供體母牛做超數排卵處理。在自然條件下，受精是在雌性的輸卵管內完成的；若進行體外受精，應使用培養(yǎng)到減數第二次分裂中期的卵母細胞。(2)用于核移植的供體細胞一般選用傳代10代以內的細胞，原因是具有正常的二倍體核型，即核內的遺傳物質一般沒有發(fā)生改變，動物細胞培養(yǎng)至數量達到一定程度后出現接觸抑制現象而使細胞停止分裂，需用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞繼續(xù)培養(yǎng)。(3）將目的基因導入受精卵，并且在其內維持穩(wěn)定和表達的過程,稱為轉化。（4）進行胚胎移植的優(yōu)勢是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。進行胚胎分割的早期胚胎可選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。4.(2017·寧城縣一模)2013年7月，中國試管嬰兒之母－－盧光現教授與研究伙伴共同宣布全球首批經全基因組測序的PGD/PGS試管嬰兒在長沙誕生,新技術的突破意味著通過設計試管嬰兒解決部分不孕不育問題的同時，部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的家族性遺傳也將有望避免.(1）設計試管嬰兒時為了提高受孕率，胚胎移植時多采用多胚胎移植，因此需用________處理促進母親排出更多的卵子.(2)胚胎發(fā)育的卵裂期在________(填“透明帶”或“放射冠”）內進行，受精卵經72小時體外培養(yǎng)發(fā)育成32細胞左右的胚胎，叫做________，可用于胚胎移植。（3）為了某些需要，需對胚胎的性別進行鑒定，目前最有效最準確的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個________(填“滋養(yǎng)層"或“內細胞團”)細胞，提取DNA為模板；然后用位于Y染色體上的性別決定基因（即SRY基因）的一段核苷酸序列作________，在________________催化作用下進行PCR擴增；最后與SRY特異性探針出現陽性反應者，胚胎為________性。（4)設計試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭論的問題，我國不反對治療性克隆，即可利用人體細胞核移植等技術治療人類疾病，在去除卵母細胞的細胞核時，可用微型吸管把位于__________________之間的第一極體一并吸出。答案(1)促性腺激素（2)透明帶桑椹胚(3）滋養(yǎng)層引物熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶）(只答DNA聚合酶不得分)男(4)卵細胞膜與透明帶解析（1）給良種母畜注射促性腺激素可促使其超數排卵。（2)胚胎發(fā)育的卵裂期是在透明帶內進行的，經體外培養(yǎng)發(fā)育成的32細胞的胚胎，形似桑椹,叫做桑椹胚，可用于胚胎移植。（3)目前，對胚胎的性別進行鑒定的最有效最準確的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個滋養(yǎng)層細胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因）的一段堿基作引物,在熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）催化作用下進行PCR擴增，與SRY特異性探針出現陽性反應者，說明其含有Y染色體,為男性.(4)治療性克隆是指利用人體細胞核移植等技術治療人類疾病,在去除卵母細胞的細胞核時,可用微型吸管把位于卵細胞膜和透明帶之間的第一極體一并吸出.5.（2017·煙臺模擬)用醫(yī)學手段培育“三親嬰兒”可以解決遺傳基因帶來的缺陷，其培養(yǎng)過程如圖所示，請據圖回答有關問題：(1)由于女性的自然周期產生的卵子太少,捐獻者在取卵前需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡發(fā)育,重組細胞體外培養(yǎng)所需的氣體主要是O2和CO2，CO2的主要作用是____________.（2）從受精卵到三親嬰兒的培養(yǎng)還需要____________和________等技術,三親嬰兒的培育方式屬于________生殖.(3）三親嬰兒的培育技術________（填“能”或“不能”)避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，三親嬰兒的染色體________(填比例)來自母親提供的細胞核，設計試管嬰兒技術與為解決不孕夫婦的生育問題而出現的試管嬰兒技術主要區(qū)別是植入前對胚胎進行____________________________。答案（1)促性腺維持培養(yǎng)液的PH(2）早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植有性（3)能eq\f（1，2)遺傳學診斷(或基因檢測或基因診斷)解析(1）對雌性供體注射促性腺激素，使其超數排卵，獲得更多的卵細胞,動物細胞培養(yǎng)時培養(yǎng)環(huán)境需要一定氣體環(huán)境,其中CO2的主要作用維持培養(yǎng)液的pH.（2）三親嬰兒的培育需要核移植、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術，根據圖示可推測:三親嬰兒由受精卵發(fā)育而來的個體,培育方式屬于有性生殖.（3)根據圖示可知卵母細胞的細胞質來自于捐獻者，可避免母親的線粒體遺傳基因傳遞給后代，三親嬰兒的染色體eq\f(1，2）來自母親和eq\f(1）,\s\do5(2)）來自父親提供的細胞核，設計試管嬰兒技術在胚胎移植前需要進行遺傳學診斷，而試管嬰兒技術不需要。6.(2017·渭南二模）如圖為轉基因奶牛和轉基因抗蟲水稻的培育過程，請回答相關問題：(1）A為目的基因，可通過PCR技術擴增,該技術的原理是______________,在PCR反應體系中應含有擴增緩沖液、4種原料、模板DNA、引物及______________________。（2）⑤過程所用的技術為________________，原理是植物細胞的全能性，其根本原因是此細胞含有______________________，在構建重組質粒B過程中，目的基因兩端還必須有__________________和終止子,用含重組質粒的土壤農桿菌感染水稻細胞后，采用____________________技術檢測轉基因水稻的染色體DNA上是否插入了目的基因。(3)培育轉基因奶牛過程中，②過程常用的方法是______________，其中④過程用到的胚胎工程技術有____________________.答案（1）DNA的雙鏈復制熱穩(wěn)定DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶)(2）植物組織培養(yǎng)發(fā)育成完整個體的全部遺傳物質啟動子DNA雜交技術(3）顯微注射法早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植解析（1）PCR的原理是DNA的雙鏈復制，在PCR反應體系中應含有擴增緩沖液、4種原料、模板DNA、引物及熱穩(wěn)定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶）。(2)⑤過程中將轉基因植物細胞培育成轉基因植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術，其原理是植物細胞具有全能性，根本原因是此細胞含有發(fā)育成完整個體的全部遺傳物質，基因表達載體的組成包括啟動子、目的基因、標記基因和終止子，因此在構建重組質粒B過程中，目的基因兩端還必須有啟動子和終止子,檢測目的基因是否導入受體細胞可采用DNA雜交技術。（3)②將目的基因導入動物細胞常用顯微注射法，④過程用到的胚胎工程技術有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。7.（2017·淮南二模)下圖是利用乳腺生物反應器生產血清白蛋白的過程圖解，據圖回答：（1）在基因工程中，我們獲取血清白蛋白基因的主要方法有________(至少答兩種）。圖中①過程為構建基因表達載體，這是基因工程的核心，除目的基因外，基因表達載體還必須含有________，圖中③過程常用方法是__________________.(2）圖中過程涉及的現代生物技術中，屬于細胞工程的有________(填名稱）。（3)過程④一般利用未受精的卵母細胞去核后作為受體細胞，對卵母細胞的去核處理一般選擇在________時期進行。（4）將早期胚胎培養(yǎng)至________階段移入代孕母牛子宮內。如果需要進行性別鑒定,則在B所在的時期取________細胞進行鑒定，這是因為該部位的細胞與將來發(fā)育成新個體的________都來自同一個受精卵。答案（1）基因文庫中提取、人工化學合成、PCR技術擴增啟動子、終止子、標記基因顯微注射法（2)核移植技術、動物細胞培養(yǎng)(3）MⅡ/減數第二次分裂（4)囊胚或桑椹胚滋養(yǎng)層內細胞團解析分析圖中流程：①是基因表達載體的構建，②用胰蛋白酶處理奶牛成塊組織形成單個細胞,③是將目的基因導入受體細胞，④是將轉基因細胞的細胞核移植入去核的卵母細胞,⑤是早期胚胎培養(yǎng)，⑥是胚胎移植。（1）在基因工程中，獲取目的基因的主要方法有基因文庫中提取、人工化學合成、PcR技術擴增。圖中①過程為構建基因表達載體，除目的基因外，還必須含有啟動子、終止子、標記基因。圖中③過程是將目的基因導入受體動物細胞，常用方法是顯微注射法。（2）圖中過程涉及的現代生物技術中，屬于細胞工程的有核移植技術④和動物細胞培養(yǎng)。(3）過程④中，能接受細胞核的去核卵母細胞，一般選擇在MⅡ/減數第二次分裂時期進行。（4）將早期胚胎培養(yǎng)至囊胚或桑椹胚階段移入代孕母牛子宮內。進行性別鑒定，需要取囊胚時期的滋養(yǎng)層細胞進行鑒定，這是因為該部位的細胞與將來發(fā)育成新個體的內細胞團都來自同一個受精卵，所含的遺傳物質或者性染色體組成相同.8.(2017·甘肅模擬）我國全面放開二孩政策可緩解我國低生育率及人口老齡化帶來的問題，“試管嬰兒技術”可為不孕夫婦重新獲得生育的機會，回答下列問題：(1)試管嬰兒技術主要用到了胚胎工程和細胞工程中的________________________技術，（答出2項即可）(2)自然條件下，初級卵母細胞的減數第一次分裂是在排卵前后完成的，產生一個__________________和第一極體，進入輸卵管,準備與精子受精，當在__________________的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經完成了受精.(3）為保證有可以移植的、有活力的胚胎，需要對女性進行促排卵處理，一般需給母親注射______________________，使其排出更多的卵子，卵子需培養(yǎng)至____________________時期才具備受精能力。（4)受精卵經過卵裂可以發(fā)育成早期胚胎，卵裂實際上是細胞的________分裂，在胚胎發(fā)育的________階段前的每一個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能.（5）紅綠色盲癥為伴X染色體隱性遺傳病，一對夫婦中丈夫正常，妻子為紅綠色盲基因攜帶者，胚胎移植前胚胎進行遺傳學診斷，用位于Y染色體上的性別決定基因制成DNA探針,分別從胚胎甲、乙上分離細胞并提取DNA，與該探針雜交，發(fā)現胚胎甲有雜交帶，胚胎乙無雜交帶，為使后代不患紅綠色盲癥,適合移植的胚胎是________。答案(1)體外受精、胚始移植、動物細胞培養(yǎng)、早期胚始培養(yǎng)（2)次級卵母細胞卵細胞膜和透明帶（3)促性腺激素減數第二次分裂中期(4)有絲桑椹胚(5）乙解析(1)試管嬰兒技術是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，然后從中篩選出符合要求的胚胎，再經移植產生后代的技術,試管嬰兒技術主要用到了胚胎工程中的體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植技術,動物細胞工程的細胞培養(yǎng).(2）自然條件下，初級卵母細胞的減數第一次分裂是在排卵前后完成的，產生一個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管，準備與精子受精，當在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，標志著卵子已經完成了受精。(3)一般需給母親注射促性腺激素，使其超數排卵，卵子需培養(yǎng)至減數第二次分裂中期時才具備受精能力。(4）卵裂是細胞的有絲分裂，卵裂時細胞通過有絲分裂方式；在胚胎發(fā)育的桑椹胚階段前的每一個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，到了囊胚階段細胞開始分化,其中只有內細胞團具有發(fā)育成完整胚胎的潛能.(5）紅綠色盲癥為伴X染色體隱性遺傳病，某夫婦中丈夫正常，妻子為紅綠色盲基因攜帶者，則他們所生子女中，女兒都正常，兒子有一半的概率會患紅綠色盲癥，在移植前需對胚胎進行遺傳學診斷，用位于Y染色體上的性別決定基因制成DNA探針，分別從胚胎甲、乙上分離細胞并提取DNA，與探針雜交，發(fā)現胚胎甲有雜交帶,則甲為男孩，胚胎乙無雜交帶,則乙為女孩,因此，為使后代不患紅綠色盲癥，適合進行移植的胚胎是乙。9.（2016·江蘇兩市一模）我國南方某地環(huán)保部門向遭受嚴重污染的南湖中引入苦草、黑藻等沉水植物和螺螄等底棲動物來修復該生態(tài)系統(tǒng)。如圖為該生態(tài)系統(tǒng)修復后的部分生物的營養(yǎng)關系，請據圖回答問題：(1)在修復該生態(tài)系統(tǒng)時要控制污水流入的速率,除了有利于有機污染物被充分分解外,還有利于植物對________的充分吸收，防止水體富營養(yǎng)化。該生態(tài)系統(tǒng)修復后物種豐富度逐漸增加，其群落演替類型是________.(2)調查野鴨的種群密度常用________法。當螺螄數量增加時,草魚和羅非魚數量也會增多,這樣,螺螄種群的增長就會受到抑制，