高考生物大一轮复习限时训练第十单元 现代生物科技技术 第38讲限时训练.docx

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高考生物大一轮复习限时训练第十单元现代生物科技技术第38讲限时训练

限时训练

1．

（1）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行________处理。

卵子受精的重要标志是__________________________________________________________。

（2）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，要将干扰素基因与____________________________连接在一起构建基因表达载体，并将基因表达载体导入牛的__________（填“受精卵”或“乳腺细胞”）。

（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用________激素处理可使其超数排卵。

在核移植过程中，作为受体的成熟卵母细胞在核移植前需要进行________处理。

（4）在胚胎移植前，通过________技术可获得较多胚胎，进行该项技术时，应选用发育良好的、形态正常的________。

解析：

（1）获能后的精子才具有受精能力，卵子受精的重要标志是卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体。

（2）要构建乳腺生物反应器，将人的干扰素基因与牛的乳腺蛋白基因的启动子相连，构建基因表达载体。

培育转基因动物时，将基因表达载体导入的受体细胞是受精卵。

（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用促性腺激素处理可使其超数排卵。

在核移植过程中，作为受体的成熟卵母细胞在核移植前需要进行去核处理。

（4）通过胚胎分割技术可获得较多胚胎，进行胚胎分割时应选用发育良好的、形态正常的桑葚胚或囊胚。

答案：

（1）获能　在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体　

（2）乳腺蛋白基因的启动子　受精卵　（3）促性腺　去核　（4）胚胎分割　桑葚胚或囊胚

2．（2016·沈阳市东北育才中学模拟）请回答下列有关胚胎工程和基因工程方面的问题：

（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。

在哺乳动物的核移植实验中，一般通过________（物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到________阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。

（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行________处理。

另外，培养的卵母细胞需要发育至____________________，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。

（3）利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是__________________________________________

_____________________________________________________。

（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：

某种牛乳腺分泌蛋白基因的启动子、____________、终止子、标记基因和复制原点等。

目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的________（填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是____________________。

解析：

（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电刺激将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。

（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理。

卵母细胞只有发育到减数第二次分裂中期才具有与精子受精的能力。

（3）体细胞是高度分化的细胞，细胞的全能性受到限制，因此细胞核的全能性不易恢复。

（4）基因表达载体的结构包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。

对于动物细胞而言，受体细胞是受精卵，将目的基因导入受精卵的方法为显微注射法。

答案：

（1）电脉冲（或电刺激）　桑葚胚或囊胚　

（2）获能　MⅡ中期（减数第二次分裂中期）　（3）体细胞分化程度高，不容易恢复全能性　（4）人干扰素基因（或目的基因）　受精卵　显微注射法

3．下图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所作的一系列研究，请据图分析回答。

（1）上图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从__________________和__________________中分离获取。

（2）过程I将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。

在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的________，加入抗生素是为了________。

该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。

（3）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。

实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，该过程研究的意义在于解决_________________________

问题。

（4）该研究中，包含的生物技术有__________________________

________________________________________（至少写出两种）。

（5）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________的特点。

在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_______________________

_____________________________________________________。

（6）过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_____________________________________________。

解析：

（1）胚胎干细胞（ES细胞）可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。

（2）胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。

（3）去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。

Ⅳ过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。

（4）该研究中包括动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。

（5）胚胎干细胞具有发育的全能性，因此可通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。

在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。

（6）将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。

答案：

（1）早期胚胎原始性腺　

（2）营养物质　防止杂菌污染

（3）临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等　（4）动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植　（5）全能性　原肠胚

（6）显微注射法

4．中国器官捐献与移植委员会要求，2015年1月1日起，我国全面停止使用死囚器官，公民自愿捐献成为器官移植供体的唯一来源。

人体移植器官短缺是一个世界性难题。

科学家想通过生物工程技术寻求可替代的移植器官。

回答下列相关问题：

（1）科学家正试图利用基因工程方法对小型猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制________的表达，再通过无性繁殖，培育出无免疫排斥反应的移植器官。

此过程可能用到的生物工程技术有_________________________（写出至少三种）。

（2）胚胎移植前，首先要对受体母猪进行________处理，以保证其生殖器官的生理环境适合胚胎发育。

将发育至________________时期的胚胎，植入受体母猪体内，还需要对受体母猪进行________检查，来确定移植是否成功。

（3）一部分科学家提出，可以通过对患者进行体细胞核移植，培养成胚胎。

再从____________________________________中分离出胚胎干细胞，利用______________________将胚胎干细胞定向诱导成特定器官，进行移植。

这一过程属于________________克隆，中国政府不反对此种克隆技术。

解析：

（1）改造时导入小型猪基因组中的某种调节因子，其作用是抑制抗原决定基因的表达，降低免疫排斥反应，这个过程需要基因工程技术、动物体细胞核移植技术、胚胎移植技术、早期胚胎培养技术、动物细胞培养技术、胚胎分割技术等。

（2）胚胎移植前需对受体采取同期发情处理，保证其生殖器官的生理环境适合胚胎发育。

胚胎发育至囊胚或桑葚胚时可进行移植。

植入受体母猪体内，还需要检查受体母猪是否发生妊娠反应，以确定移植成功与否。

（3）可从囊胚的内细胞团或原始性腺分离得到胚胎干细胞，再利用分化诱导因子，就可以诱导胚胎干细胞定向分化为特定器官。

由胚胎干细胞克隆出的特定器官用于患者病变器官的修复或治疗，这属于治疗性克隆。

答案：

（1）抗原决定基因　基因工程技术（转基因技术）、动物体细胞核移植技术、胚胎移植技术、早期胚胎培养技术、动物细胞培养技术、胚胎分割技术（答三项即可）

（2）同期发情（发情）　囊胚或桑葚胚　妊娠　（3）囊胚的内细胞团或原始性腺　分化诱导因子　治疗性

5．我国首例“第三代试管婴儿”在上海诞生，这是我国生殖辅助技术领域的一个里程碑。

请回答下列问题：

（1）第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者，用穿刺针将________（填细胞名称）取出，采集的细胞需要在体外培养成熟，才能与________受精。

第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者，通过________技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。

第三代试管婴儿要在胚胎移植前________，从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。

（2）母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________，这为胚胎在母体内存活提供了可能。

（3）现在我国大多数人反对设计试管婴儿性别，原因是________，在进行试管婴儿设计时一定不能违反________。

解析：

（1）第一代试管婴儿技术中采集的卵母细胞在体外培养到减数第二次分裂中期，然后与获能的精子结合，形成受精卵，经短期培养后再植入母体子宫。

第二代试管婴儿技术中需要运用显微注射技术，将精子注入卵母细胞内。

第三代试管婴儿，要在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断。

（2）胚胎移植的前提是受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。

（3）如果设计试管婴儿性别得到允许，可能破坏人类正常的性别比例。

答案：

（1）卵母细胞　获能的精子　显微注射　对胚胎进行遗传学诊断　

（2）免疫排斥反应　（3）可能破坏人类正常的性别比例　人类伦理道德

6．（2016·广东六校联考）为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题。

（1）试管牛的培育属于________（“有性繁殖”或“无性繁殖”）；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、________等；克隆牛的培育依据的原理是________。

（2）促使B牛多排卵的激素一般是________。

对B牛和D牛要进行________处理。

（3）在受精的过程中，卵子受精的标志是___________________。

（4）要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将________和乳腺蛋白基因的________、________等调控组件重组在一起（该过程需要用到的酶是________），再通过________法导入牛的________中。

解析：

（1）试管牛的培育属于有性繁殖，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、胚胎移植等；克隆牛的培育依据的原理是动物细胞核具有全能性。

（2）一般用促性腺激素处理供体母牛，促使其超数排卵；胚胎移植时，要对受体母畜和供体母畜进行同期发情处理。

（3）在受精的过程中，卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间有两个极体。

（4）要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子等调控组件重组在一起（该过程需要用到的酶是限制酶和DNA连接酶），再通过显微注射法导入牛的受精卵中。

答案：

（1）有性繁殖　胚胎移植　动物细胞核具有全能性　

（2）促性腺激素　同期发情　（3）在透明带和卵细胞膜间有两个极体　（4）生长激素基因　启动子　终止子　限制酶和DNA连接酶　显微注射　受精卵

7．（2016·常德一模）Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。

如图为科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗的技术流程图，据图回答有关问题：

（1）步骤①中，在核移植之前应该采集卵母细胞，采用的主要方法是用______________________处理，使其排出更多的卵子，然后从______________中冲取。

（2）步骤②中，重组细胞培养到囊胚期，可从其____________________中分离出ES细胞，该细胞在功能上具有发育的_______________________________________________________。

（3）步骤③中，将含有Rag2基因的表达载体导入ES细胞，常采用________________________法。

为检测Rag2基因是否表达出相应的蛋白质，通常采用__________________________________的方法。

（4）转基因和细胞核移植（克隆）等生物技术存在安全性和伦理问题，如科学家赋予转基因生物某些特殊性状，它们有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存，这属于转基因生物的__________________（“食品安全”、“生物安全”或“环境安全”）问题；我国政府对待克隆人的态度是__________，不反对治疗性克隆。

解析：

（1）步骤①中，在核移植之前，为获取更多的卵母细胞，通常采用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后从输卵管中冲取。

（2）步骤②中，重组细胞培养到囊胚期，可从其内细胞团中分离出ES细胞，在功能上具有发育的全能性。

（3）步骤③中，将含有Rag2基因的表达载体导入ES细胞，常采用显微注射法。

为检测Rag2基因是否表达出相应的蛋白质，通常采用抗原－抗体杂交的方法。

（4）科学家赋予转基因生物某些特殊性状，它们有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存，这属于转基因生物的生物安全问题；我国政府对待克隆人的态度是禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。

答案：

（1）促性腺激素　输卵管　

（2）内细胞团　全能性　（3）显微注射法　抗原－抗体杂交　（4）生物安全　禁止生殖性克隆

8．（2016·郑州模拟）慢性肝病、慢性肾病、肿瘤等慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白的人就容易出现浮肿。

人体的白蛋白正常值为在每100mL血液中含有3.8～4.8g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。

下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：

请回答：

（1）要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊A发情期的某一阶段注射________________________，然后在恰当时期采集卵子。

通过②采集的精子，不能直接使成熟的卵子受精，要对精子进行获能处理，对羊的精子常采用化学诱导法，即用一定浓度的________诱导精子获能。

（2）若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用________获取目的基因。

要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、________、________、标记基因等部分。

（3）过程④需将重组质粒用____________________技术注入受精卵的雄原核内；在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是__________________________________________________________。

（4）对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的________细胞进行鉴定，一般采用SRY－PCR方法，选择出现阴性反应的________（填“雌性”或“雄性”）胚胎进行移植。

（S）为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶山羊C进行________处理，使之与供体的生理状况保持相同。

解析：

（1）对供体母畜注射促性腺激素可促使其超数排卵。

对精子进行获能处理的方法有培养法和化学诱导法，对羊的精子常用化学诱导法，即用一定浓度的肝素（或钙离子载体A23187溶液）诱导精子获能。

（2）若已知目的基因的碱基序列，一般采用PCR技术进行扩增获取目的基因。

基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。

（3）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法；完成受精作用的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能观察到两个极体。

（4）对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定，一般采用SRY－PCR方法。

由于只有母羊能产生乳汁，因此选择出现阴性反应的雌性胚胎进行移植。

（5）为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶山羊C进行同期发情处理，使之与供体的生理状况保持相同。

答案：

（1）促性腺激素　肝素（或钙离子载体A23187溶液）　

（2）PCR技术　启动子　终止子　（3）显微注射　在卵细胞膜和透明带的间隙能观察到两个极体　（4）滋养层　雌性　（5）同期发情

9．棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。

我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。

通过基因工程的方法，我国已将该毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达。

由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，已取得了很好的经济效益。

请根据上述材料回答下列问题：

（1）该项科学成果在环境保护上的重要作用是：

______________

_____________________________________________________。

（2）题中“毒蛋白基因移入棉株细胞内并实现成功表达”中的“成功表达”含义是：

______________________________________。

（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是________________________________________________

_____________________________________________________。

（4）在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是____________________________，基因的“缝合针线”是___________________，基因的“运载工具”是__________________。

（5）转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明。

有利方面：

______________________________________________

_____________________________________________________；

有害方面：

_____________________________________________

_____________________________________________________。

解析：

基因工程的优点是目的性强、育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍。

抗虫棉的优点是减少了农药对环境的污染，保护了生态环境。

毒蛋白基因的表达经过转录和翻译两个过程。

答案：

（1）减少了农药对环境的污染，保护了生态环境

（2）毒蛋白基因在棉花细胞内经过转录和翻译合成了毒蛋白

（3）目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍

（4）限制性核酸内切酶　DNA连接酶　质粒

（5）用于疾病的诊断和治疗，用于培育优良动植物新品种等　不利于环境保护，可能引起环境问题、食物安全问题、生物安全问题等