高考生物二轮复习专题能力提升练 专题15 2152Word格式文档下载.docx
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(3)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2以维持培养液的pH。
(4)为使⑤能成功进行,需要对奶山羊C(受体)进行同期发情处理,使之与供体的生理状况保持一致。
答案:
(1)PCR技术 标记基因 XX
(2)促性腺激素 获能
(3)CO2 培养液的pH (4)同期发情
【知识总结】动物乳腺反应器与大肠杆菌生产系的比较
比较项目
动物乳腺反应器
大肠杆菌生产系
基因结构
与人类基因结构相同,使克隆基因相对简单
与人类基因结构有差异
基因产物
与天然蛋白质完全相同
由于缺少内质网、高尔基体等细胞器,合成的蛋白质可能不存在生物活性
产物提取
存在于乳汁中,易于提取
从细胞中提取分离,相对复杂
成果
抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等
人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等
2.(13分)(2017·
威海二模)科技发展对我们的生活会产生重要影响。
(1)研究发现多种肿瘤细胞中的TOP2A蛋白会大量表达,因此制备TOP2A蛋白单克隆抗体成为抗肿瘤的研究焦点。
制备TOP2A蛋白单克隆抗体时,可以将TOP2A蛋白反复多次注射到小鼠体内,使其发生免疫反应。
取____________细胞在____________(填物质)诱导下发生细胞融合,形成杂交瘤细胞。
将杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得____________的细胞,最终提取出大量的单克隆抗体,用于癌症的治疗。
(2)2016年4月世界首个“三父母”婴儿诞生,引起全球广泛关注。
医生首先从母亲的卵细胞中取出细胞核,注入已去核的捐赠者的卵细胞内,再用重组细胞与达到____________状态的精子进行体外受精。
受精卵经早期培养,发育到8~16个细胞阶段完成植入,植入的胚胎发育到一定阶段开始出现分化,其中聚集在胚胎一端、个体较大的细胞称为____________,而沿透明带内壁扩展和排列、个体较小的细胞将来发育成____________。
胚胎进一步发育成熟后从母体娩出。
该技术为____________(填“染色体”或“线粒体”)基因控制的遗传病患者孕育健康后代带来了希望。
(1)制备单克隆抗体时,用浆细胞和骨髓瘤细胞融合,诱导融合的化学物质是聚乙二醇,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞,再经过克隆化培养和抗体检测,得到足够数量并能产生TOP2A蛋白抗体的杂交瘤细胞。
(2)精子获能后才能参与受精。
囊胚期开始出现分化,其中聚集在胚胎一端、个体较大的细胞称为内细胞团;
沿透明带内壁扩展和排列、个体较小的细胞是滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘。
该技术所得到的后代中不含有供核细胞中的细胞质基因,使得线粒体基因控制的遗传病患者能孕育健康的后代。
(1)浆细胞和骨髓瘤 聚乙二醇 足够数量并能产生TOP2A蛋白抗体
(2)获能 内细胞团 胎膜和胎盘 线粒体
3.(12分)(2017·
西安三模)如图为牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程中c指____________。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理,这样处理的目的是保证供、受体____________是相同的,这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境,以保证移植的胚胎能够在受体内继续正常发育。
(3)供体母牛排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时的细胞叫____________,当该细胞发育至减数第二次分裂的____________期时,才具备受精能力。
受精的标志是___________________________________________________。
(4)人工授精后的受精卵要进行质量检查,合格的受精卵才能进行培养,培养基中加入____________来平衡营养。
(5)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是____________,处理的时期是___。
(1)分析可知,图中a表示超数排卵,b表示冲卵,c表示胚胎移植。
(2)胚胎移植时,对供、受体母牛要用激素进行同期发情处理,保证供、受体生殖器官的生理变化是相同的,为供体的胚胎植入受体提供相同的生理环境。
(3)供体母牛排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时的细胞叫初级卵母细胞,当该细胞发育至减数第二次分裂的中期时,才具备受精能力。
受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体。
(4)人工授精后的受精卵要进行质量检查,合格的受精卵才能进行培养,培养基中加入动物血清以补充合成培养基中不足的成分。
(5)同一胚胎经胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,能提高牛胚胎的利用率。
进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
(1)胚胎移植
(2)生殖器官的生理变化 (3)初级卵母细胞 中 卵细胞膜和透明带的间隙可观察到两个极体 (4)动物血清 (5)胚胎分割 桑椹胚或囊胚期(早期胚胎)
【知识总结】辨析体外受精、人工授精、自然受精
(1)体外受精:
将精子和卵子采集到体外后,在体外完成受精过程,即受精卵是在体外形成。
(2)人工授精:
是指用相应的器械采集雄性动物的精液,再将其注入正在发情的雌性动物的生殖道中,使雌性动物受孕,也称体内受精。
(3)自然受精:
即自然交配受精,受精卵在体内形成。
4.(15分)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。
科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示,请据图回答问题:
(1)此过程用到的生物技术有_______________________________________________________________(答出两个即可得分)。
(2)为了获得更多的卵母细胞,需用_________________________________对雌性杜泊羊进行处理。
进行体外受精前,需将卵母细胞培养到____________期;
精子需进行__________________处理。
受精时防止多精入卵受精的两道屏障分别是__________________和____________。
(3)生产上常用____________期的胚胎进行胚胎移植,移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是_________________________________________________
_________________________________________________________________。
(1)分析图示可知:
从采集卵母细胞、精子到受精卵的形成用到了体外受精技术;
将受精卵培养成早期胚胎用到了早期胚胎培养技术;
将早期胚胎移入当地普通绵羊,采用了胚胎移植技术。
(2)用促性腺激素处理雌性杜泊羊,使其超数排卵,可以获得更多的卵母细胞。
进行体外受精前,需将卵母细胞培养到MⅡ中期;
精子需进行获能处理。
受精时防止多精入卵受精的两道屏障分别是透明带反应和卵细胞膜反应。
(3)生产上常用桑椹胚或囊胚期的胚胎进行胚胎移植,移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是:
受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。
(1)体外受精技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植(答出两个即可)
(2)促性腺激素 MⅡ中 获能 透明带反应 卵细胞膜反应
(3)桑椹胚或囊胚 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
5.(10分)胚胎干细胞(ES细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的价值,其应用前景吸引众多科学家投入这一研究领域中。
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)是从____________或原始性腺中分离出来的一种细胞,在功能上具有____________,即可以分化出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。
在培养基中加入__________________可诱导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。
(1)胚胎干细胞(ES细胞)是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一种细胞,在功能上具有发育的全能性,即可以分化出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)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免疫排斥问题。
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。
(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
6.(13分)(2017·
衡水三模)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。
科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行治疗,其技术流程如图(图中数字序号表示的是相关过程)。
请回答下列有关问题:
(1)步骤①中,分离、培养上皮细胞时常用的酶是____________,过程②构建重组胚胎时____________(填“可以”或“不可以”)将整个上皮细胞注入去核的卵母细胞中。
(2)步骤③中,重组胚胎培养到____________期时,可从其____________中分离出ES细胞。
(3)步骤④中,将获取的Rag2基因导入ES细胞,该基因能否在ES细胞中稳定遗传的关键是____________。
若用PCR技术扩增该基因,在PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶,对吗?
____________。
扩增过程中需要模板吗?
(4)步骤⑤中,ES细胞培养液中需加入____________才能诱导形成造血干细胞,改造成功的造血干细胞重新输入Rag2基因缺失小鼠的治疗方法称为____________。
(1)分离、培养上皮细胞时常用的酶是胰蛋白酶或胶原蛋白酶,核移植构建重组胚胎时也可以将整个上皮细胞注入去核的卵母细胞中。
(2)步骤③进行早期胚胎培养时,重组胚胎培养到囊胚期时,可从其内细胞团中分离出ES细胞,因为内细胞团的细胞是全能细胞。
(3)步骤④中,需先构建基因表达载体,将含Rag2基因的表达载体导入ES细胞,该基因能否在ES细胞中稳定遗传的关键是Rag2基因是否插入ES细胞的DNA上。
若用PCR技术扩增该基因,在PCR体系中添加的是耐高温的DNA聚合酶,扩增过程中需要模板。
(4)步骤⑤中,ES细胞培养液中需加入分化诱导因子才能诱导形成造血干细胞,否则只增殖不分化。
改造成功的造血干细胞重新输入Rag2基因缺失小鼠的治疗方法称为体外基因治疗。
(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 可以
(2)囊胚 内细胞团
(3)ES细胞的DNA上是否插入了目的基因 不对 需要
(4)分化诱导因子 体外基因治疗
7.(10分)(2017·
武汉二诊)科学家在人体皮肤细胞中移植了胚胎干细胞(ES细胞)中能高度表达并决定其“发育全能性”的多个基因,使其成为“万能细胞”。
现将上述细胞植入小鼠身体内,植入的细胞便长成了“肿瘤”。
请回答下列问题:
(1)体外培养“万能细胞”需要配制营养液,通常要在合成培养基中添加____________等一些天然成分。
当细胞分裂产生的细胞相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的____________。
研究发现,此类细胞进行体外培养不能获得动物器官,这是因为
_______________________________________________。
(2)小鼠的肿瘤中出现了多种人类的组织和器官,类似于“器官移植”。
为“保住肿瘤”,需要用到去除____________(填器官)并经射线照射的小鼠,因为该类小鼠
_________________________________________________。
该过程研究的
意义在于解决临床上__________________________________________等问题。
(3)基因工程中常采用ES细胞作为____________细胞,因为ES细胞在加入分化诱导因子后可培养成人体的____________。
(1)动物细胞培养需要选择适合的培养基,在合成培养基中仍需加入动物血清(血浆)等,以满足动物细胞的需要,培养基上的细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的接触抑制。
由于此类细胞在体外培养条件下只可以增殖而不发生分化,所以此类细胞在体外培养时不能获得动物器官。
(2)由于“万能细胞”在植入的小鼠身体上长成了“肿瘤”,而“肿瘤”中出现了多种人类的组织和器官,这些组织和器官对小鼠来说属于“异物”,可引发小鼠的免疫排斥反应;
若要在小鼠体内获得这些组织和器官,需要降低小鼠的特异性免疫反应,故可以去除胸腺并经射线照射,获得免疫缺陷小鼠。
用这种技术获得的人体组织和器官,一方面解决了供体器官不足的问题,另一方面也避免了器官移植后的免疫排斥问题。
(3)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎或原始性腺中分离出来,其在功能上具有发育的全能性,所以加入分化诱导因子后可以发育成各种组织器官。
(1)动物血清(血浆) 接触抑制 此类细胞在体外培养条件下只可以增殖而不发生分化
(2)胸腺 不能形成T细胞,不发生细胞免疫,不会对移植的组织发生免疫排斥 供体器官不足和器官移植后发生免疫排斥 (3)受体 各种组织器官
8.(16分)(能力挑战题)下图是某科研小组设计的转绿色荧光蛋白基因(GFP基因)猕猴(2n)的培育过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)过程②中常用____________技术将目的基因导入受精卵,受精过程中精子头部接触卵细胞膜时产生____________反应,以防止多精入卵。
(2)过程⑤在精核与卵核融合之前,用微型吸管吸除雄核,再用细胞松驰素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猕猴。
这种方法在动物新品种选育中的显著优点是__________________________________。
(3)⑦过程通过____________技术实现,在个体水平上检测GFP基因是否表达的方法是___________________________________________________________。
(4)胚胎工程中通常需要鉴定胚胎性别,如利用SRY
PCR技术鉴定,鉴定时需以Y染色体上的SRY基因(性别决定基因)的一段序列设计引物,用被测胚胎DNA作模板进行PCR扩增。
根据SRY基因序列设计的引物长度一般为20~24个核苷酸,其不宜过短的原因主要是_______________________________________。
(1)将基因表达载体导入动物细胞常用的方法为显微注射法;
受精过程中精子头部接触卵细胞膜时产生透明带反应,阻止后来的精子进入透明带,以防止多精入卵。
(2)根据题意可知,处理后的受精卵相当于经过染色体加倍处理的卵细胞,这种育种方法类似于植物的单倍体育种,最大的优点是容易获得纯合子并缩短育种时间。
(3)图中过程⑦为胚胎移植技术,在个体水平上检测绿色荧光蛋白基因(GFP基因)是否表达的方法是看转基因猕猴是否发出绿色荧光。
(4)引物长度不能过长或过短,引物过长导致延伸温度大于74℃,即Taq酶的最适反应温度;
引物太短会影响特异性。
(1)显微注射 透明带
(2)容易获得纯合子并缩短育种时间
(3)胚胎移植 看转基因猕猴是否发出绿色荧光
(4)引物的特异性差(或防止引物随机结合)
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