2024高考生物二輪復習第1部分命題區(qū)域7選修部分第2講胚胎工程和生態(tài)工程作業(yè)含解析

PAGEPAGE8其次講胚胎工程和生態(tài)工程1．如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程設計圖解。請據(jù)圖回答：(1)圖中①、②所示的結構分別是________、________。(2)圖中③、④所示的生物工程技術分別是________、________。(3)過程③通常用去核卵母細胞作受體細胞的緣由除了它體積大、易操作，含有養(yǎng)分物質(zhì)豐富外，還因為它____________________________________________________________________________________________________________________。(4)過程④通常采納的方法是___________________________________________。(5)過程④的完成須要用到的非酶基因操作工具為________________________。(6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是______________________________________________________________________________________。解析：(1)體細胞核移植利用體細胞的細胞核和去核卵母細胞。內(nèi)細胞團細胞具有發(fā)育的全能性，其中導入健康胰島B細胞基因，可以形成能正常分泌胰島素的胰島B細胞群。(2)圖中③是將體細胞的細胞核和去核卵母細胞重組為一個細胞，為體細胞核移植技術。圖中④是將健康胰島B細胞基因?qū)胧荏w細胞，為基因工程技術。(3)過程③通常用去核卵母細胞作為受體細胞，除了因為它體積大，易操作，含有養(yǎng)分物質(zhì)豐富外，還因為其含有能夠激活細胞核全能性表達的物質(zhì)。(4)將目的基因?qū)雱游锛毎ǔＳ蔑@微注射法。(5)基因工程的基本工具為限制酶、DNA連接酶、載體，載體為非酶基因操作工具，通常為質(zhì)粒。(6)圖示方法與一般的異體移植相比可避開免疫排斥。答案：(1)細胞核內(nèi)細胞團(2)(體細胞)核移植技術基因工程(轉(zhuǎn)基因技術或DNA重組技術)(3)含有促進(或激活)細胞核全能性表達的物質(zhì)(4)顯微注射法(5)載體(6)避開免疫排斥反應2．Leigh氏綜合征是一種神經(jīng)障礙性疾病，其致病基因位于線粒體DNA中。一位母親約有1/4的線粒體攜帶這種致病基因，她的前兩個孩子因為患有Leigh氏綜合征而夭亡。她的第三個孩子因為接受另一名女性捐贈的健康基因而成為全球首個擁有“三個父母”的男嬰。請依據(jù)男嬰孕育過程回答下面的問題：(1)該母親的前兩個孩子患病夭亡的緣由是____________________________________________________________________________________________，該健康男嬰孕育過程中依次運用了______________________________________________________________________________________________________、早期胚胎培育和胚胎移植等技術。(2)圖示過程中代表該母親卵母細胞的是________(填“A”或“B”)。取卵之前，該母親須要注射________激素。(3)早期胚胎需經(jīng)過________________(水平)檢測合格后才能植入母親的子宮接著發(fā)育。(4)在胚胎孕育過程中，醫(yī)療團隊特意選擇了男性胚胎移入子宮發(fā)育，緣由是__________________________________________________________。解析：(1)依據(jù)題意可知，該母親約有1/4的線粒體攜帶這種致病基因，并且該母親可能產(chǎn)生含較多缺陷線粒體的卵細胞，而受精卵的線粒體幾乎全部來自卵細胞，這導致前兩個孩子患病夭亡；依據(jù)圖示信息可知，該健康男嬰孕育過程中依次運用了核移植、體外受精、早期胚胎培育和胚胎移植等技術。(2)圖中首先對卵母細胞A去核，然后與卵母細胞B的細胞核融合，重組的卵細胞中含有卵母細胞A的細胞質(zhì)，說明A的細胞質(zhì)基因是正常的，因此代表該母親卵母細胞的是B。取卵之前，該母親須要注射促性腺激素，進行超數(shù)排卵。(3)早期胚胎需經(jīng)過DNA分子水平檢測合格后才能植入母親的子宮接著發(fā)育。(4)在胚胎孕育過程中，由于男性的線粒體不會遺傳給后代，因此醫(yī)療團隊特意選擇了男性胚胎移入子宮發(fā)育。答案：(1)該母親可能產(chǎn)生含較多缺陷線粒體的卵細胞，而受精卵的線粒體幾乎全都來自卵細胞，導致前兩個孩子患病夭亡核移植、體外受精(2)B促性腺(3)DNA分子水平(4)男性的線粒體不會遺傳給后代3．Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細胞。科研人員利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖：請回答：(1)步驟①中，在核移植前應去除卵母細胞的________。(2)ES細胞除來源于早期胚胎外，還可來源于________，它在形態(tài)上的特性是__________________________________________________________；在功能上的特性是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)步驟③中，須要構建含有Rag2基因的表達載體。可以依據(jù)Rag2基因的________設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側(cè)進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段干脆連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有________________的酶切位點。(4)為檢測Rag2基因的表達狀況，可提取治療后小鼠骨髓細胞中的________，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交試驗。解析：(1)動物細胞核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，因此在核移植之前應去除卵母細胞的細胞核。(2)ES細胞可來源于早期胚胎或者原始性腺。它在形態(tài)上的特性是體積小、細胞核大、核仁明顯；在功能上的特性是具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。(3)不同基因的核苷酸序列不同，而引物與核苷酸序列互補配對，因此設計引物可以依據(jù)基因的核苷酸序列進行；因為重組基因片段的連接須要有相同的黏性末端，因此所選擇的表達載體上應具有HindⅢ和PstⅠ限制酶的酶切位點。(4)基因表達的最終產(chǎn)物為蛋白質(zhì)，因此要檢測該基因的表達狀況，可提取治療后小鼠骨髓細胞中的蛋白質(zhì)，用特異性抗體(抗Rag2蛋白的抗體)進行雜交試驗。答案：(1)細胞核(2)原始性腺體積小、細胞核大、核仁明顯具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞(3)核苷酸序列HindⅢ和PstⅠ限制酶(4)蛋白質(zhì)4．如圖Ⅰ、圖Ⅱ分別表示兩項胚胎工程技術應用圖解，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖Ⅰ中，細胞E的形成利用了__________技術。圖Ⅰ和圖Ⅱ共同用到的生物工程技術有__________、__________和__________。(2)圖Ⅱ中，首先要用激素對C羊和代孕羊H進行__________處理，然后用促性腺激素處理C羊獲得大量卵子，體外受精前應對精子進行__________處理，選擇處于__________期的卵母細胞與處理后的精子在體外完成受精得到受精卵F。(3)圖Ⅱ中，過程d的操作，在相應酶處理后一般選用__________作為外源基因的載體，通過顯微注射法導入受精卵F中。外源基因是否導入受精卵并穩(wěn)定遺傳，可以采納__________方法對b過程產(chǎn)生的細胞進行檢測。(4)細胞E和F一般在體外培育到__________期即可移植到代孕母體子宮內(nèi)。解析：(1)圖Ⅰ中a表示核移植過程，b表示早期胚胎培育過程，c表示胚胎移植過程，因此小羊X是采納核移植和胚胎移植技術等產(chǎn)生的克隆羊；圖Ⅱ中a表示體外受精過程，b表示早期胚胎培育過程，c表示胚胎移植過程，d過程采納了轉(zhuǎn)基因技術，因此小羊Y是采納體外受精、基因工程和胚胎移植技術等產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因試管羊。圖Ⅰ與圖Ⅱ均采納了動物細胞培育、早期胚胎培育和胚胎移植技術。(2)圖Ⅱ中，首先要用激素對C羊和代孕羊H進行同期發(fā)情處理；后用促性腺激素實現(xiàn)超數(shù)排卵，MⅡ中期的卵母細胞具備與獲能精子在體外完成受精的實力。(3)圖Ⅱ中，過程d表示將目的基因?qū)胧荏w細胞，該過程一般選用質(zhì)粒作為外源基因的載體，顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锛毎淖钣行Х椒ǎ粰z測外源基因是否導入受精卵，可采納DNA分子雜交技術(基因探針技術)。(4)早期胚胎需在體外培育到桑椹胚或囊胚期才可移植到代孕母體子宮內(nèi)。答案：(1)動物體細胞核移植動物細胞培育早期胚胎培育胚胎移植(2)同期發(fā)情獲能MⅡ中(3)質(zhì)粒DNA分子雜交(4)桑椹胚或囊胚5．如圖表示培育轉(zhuǎn)基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有關結構或個體，數(shù)字代表過程、方法。請據(jù)圖回答：(1)圖中過程①～⑦所涉及的生物技術有______________________________(兩種即可)。(2)通過①、②過程獲得分散的細胞時，用到的酶是________________________，培育的細胞在充溢培育皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為______________________。(3)動物細胞培育過程中應將細胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是__________________________________________________________。此培育過程中為防止雜菌感染，須要添加肯定量的________________。(4)早期胚胎可通過[]________________技術移入代孕母體子宮內(nèi)接著發(fā)育，該技術在生產(chǎn)實踐中的意義在于__________________________________________________________。(5)通常用去核的卵母細胞作為受體細胞。此時的卵母細胞應當培育到________________(細胞分裂方式剛好期)。f細胞在形態(tài)上的特點是__________________________________________________________。解析：(1)圖中①為動物細胞培育獲得細胞群，②是用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理獲得單個細胞，③、④為體細胞核移植獲得重組細胞的過程，⑤是早期胚胎培育過程，⑥為胚胎移植，⑦為從早期胚胎中獲得胚胎干細胞。(2)培育的細胞在充溢培育皿底時會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，細胞分裂會停止。(3)圖中動物細胞培育過程中應將細胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培育液的pH，為細胞培育供應穩(wěn)定的環(huán)境。培育過程中為防止雜菌感染，須要添加肯定量的抗生素。(4)早期胚胎可通過胚胎移植技術移入受體子宮內(nèi)進行發(fā)育，胚胎移植技術可以提高優(yōu)良母畜的繁殖率。(5)用去核卵母細胞作為受體，此時的卵母細胞應處于減數(shù)其次次分裂中期。f細胞是胚胎干細胞，在形態(tài)上的特點是體積小、細胞核大、核仁明顯。答案：(1)動物細胞培育、早期胚胎培育、胚胎移植、細胞核移植(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)接觸抑制(3)維持培育液的pH抗生素(4)⑥胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(5)減數(shù)其次次分裂的中期體積小、細胞核大、核仁明顯6．(2024·梅州一模)電影中，“蜘蛛俠”能產(chǎn)生高強度的蜘蛛絲，現(xiàn)實中的基因工程也創(chuàng)建出了“蜘蛛羊”。該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白，高強度的蛛絲蛋白可制成防彈背心、著陸傘繩等用于很多重要的特種工業(yè)領域，還可被制成人造韌帶和人造肌腱等醫(yī)學用品為人類健康帶來福音。生產(chǎn)流程如圖，請回答相關問題：(1)為保證明驗勝利，產(chǎn)生蛛絲蛋白的基因須要從__________(填“基因組”或“cDNA”)文庫中獲得。(2)將蛛絲蛋白基因和運載體通過甲過程形成的X為______________________，該過程通常用相同的限制酶進行切割，緣由是____________________________________。(3)細胞培育過程中，為防止代謝產(chǎn)物積累對細胞造成損害，應實行的措施是__________________，將細胞置于5%CO2氣體環(huán)境中的目的是____________________。(4)在早期胚胎的培育中，因為我們對細胞所需的養(yǎng)分條件還沒有完全搞清晰，因此往往還須要添加______________。將獲得的重組細胞培育成早期胚胎后，須要移植到經(jīng)過____________處理的代孕母羊子宮內(nèi)。(5)蜘蛛羊的性狀除了能產(chǎn)生蛛絲蛋白外，與供應ES受體細胞的個體不完全相同的緣由有______________________________________________________________________________________________________________________________________。(答出兩點即可)解析：(1)cDNA文庫是利用mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得的，除去了基因結構中內(nèi)含子的干擾，試驗簡單勝利。(2)甲表示基因表達載體的構建過程，因此該過程形成的X為基因表達載體；構建基因表達載體時通常用相同的限制酶進行切割，這樣可以使目的基因和運載體有相同的黏性末端，便于連接。(3)細胞培育過程中，為防止代謝產(chǎn)物積累對細胞造成損害，應定期更換培育液；將細胞置于5%CO2氣體環(huán)境中的目的是維持pH的相對穩(wěn)定。(4)在早期胚胎的培育中，因為我們對細胞所需的養(yǎng)分條件還沒有完全搞清晰，因此往往還須要添加動物血清。將獲得的重組細胞培育成早期胚胎后，須要移植到經(jīng)過同期發(fā)情處理的代孕母羊子宮內(nèi)。(5)蜘蛛羊的性狀除了能產(chǎn)生蛛絲蛋白外，與供應ES受體細胞的個體不完全相同的緣由有：蜘蛛羊的細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細胞；性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果；個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變(變異)等。答案：(1)cDNA(2)(蛛絲蛋白)基因表達載體使目的基因和運載體有相同的黏性末端，便于連接(3)定期更換培育液維持pH的相對穩(wěn)定(4)動物血清同期發(fā)情(5)蜘蛛羊的細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細胞；性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果；個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變(變異)等7．(2024·河南許昌一中模擬)長江的水體污染主要是由于流入長江的次級河流在流經(jīng)城鎮(zhèn)時，城市中的生活污水、工業(yè)廢水大量排入河流，造成河流污染。某小組利用人工浮床技術對次級河流中水質(zhì)凈化分析，試驗裝置如圖：(1)圖中植物的作用是________________________________________。該植物采收后，不行以干脆用作________，可干燥處理后用來提取____________等金屬。(2)此案例屬____________生態(tài)工程的實例，它遵循的生態(tài)工程原理是____________(寫一個即可)。(3)該小組利用人工浮床開展了“茭白和菖蒲對生活污水凈化效果”的探討，你認為該試驗裝置應當打算________組，應實行的處理措施是_________________________。(4)為了避開試驗誤差，你認為每個試驗裝置中的植物株數(shù)應____________。(5)該工程能有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透亮度。其緣由是____________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)人工浮床的原理就是利用浮床植物發(fā)達的根系吸附大量懸浮物，靠其中的微生物降解和吞噬作用凈化水中的污染物，其次浮床植物在生長過程中還能利用水中的氮、磷污染物；另外人工浮床通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖，可有效防止“水華”發(fā)生，提高水的透亮度；可干燥處理后用來提取Cu、Zn、Hg、Pb等金屬，則該植物不適合做家畜飼料，防止隨著食物鏈進行生物富集，對人體造成損害。(2)人類對城市生活污水的治理應用了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理等。(4)為了避開試驗誤差，每個試驗裝置中的植物株數(shù)應相等且多數(shù)。(5)該工程能有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透亮度。其緣由是一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷污染物，削減藻類生長所需的無機鹽；另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖。答案：(1)利用水中的化學元素飼料銅、鋅、汞(2)城市環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理等(寫出一個即可)(3)4一組只栽茭白，一組只栽菖蒲，一組栽混合等量的茭白和菖蒲，一組空白比照(不栽植物)(4)相等且多數(shù)(5)一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷污染物，削減藻類生長所需的無機鹽；另一方面又能通過遮光作用來抑制水體中藻類的生長繁殖8．2024年我國探討人員在世界上領先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，經(jīng)體細胞核移植技術培育出第一批靈長類動物食蟹猴，可作為探討癌癥等人類疾病的動物模型。下圖為體細胞核移植技術培育食蟹猴的操作過程，請回答：(1)2001年，美國科學家已經(jīng)培育出胚胎細胞核移植猴。獲得食蟹猴的體細胞