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1、专题能力训练十七胚胎工程、生态工程1.请回答下列有关胚胎工程的问题。(1)胚胎工程是对动物或所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,都必须通过移至受体才能获得后代。(2)哺乳动物的体外受精主要包括、受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射,使其排出更多的卵子。(3)卵子需要发育到(时期),才具备受精能力。此时的卵子(填“能”或“不能”)与直接取自附睾尾部的精子受精,原因是。(4)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。2.目前,精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物方法之一,该方法以精子作为外源基
2、因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精。下图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答下列问题。(1)获取外源基因用到的工具酶是,为了提高实验成功率,通常利用技术获得大量标记的外源基因。(2)外源基因能够整合到精子的上是提高转化率的关键,因为受精时只有精子的才能进入卵细胞中。(3)过程采用的是技术,该过程中应对已经导入外源基因的精子进行处理。(4)过程需要在(至少写出两点)的条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚,因此在培养细胞时需在培养基中加入一定量的。3.基因疫苗是指编码外源性抗原的基因导入人和动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。某科
3、研所计划利用基因疫苗,通过基因工程和胚胎工程技术培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。请回答下列问题。(1)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、标记基因等。(2)动物基因工程常用的受体细胞是和,因为其全能性高,一般用法将目的基因导入受体细胞。(3)欲检测高产奶牛体内是否出现口蹄疫病毒的抗原蛋白,在分子水平上检测的方法及结果是从转基因牛中提取,用杂交,如果出现杂交带,表明奶牛中出现了抗原蛋白,如果不出现杂交带,表明奶牛中未出现抗原蛋白。(4)胚胎工程最后一道工序是胚胎移植,其实质是。(5)为提高胚胎的利用率,可以采用胚胎分割技术,应该选用什么样的胚胎进行分割?
4、。(6)现已经通过基因工程和胚胎工程技术培育出一头具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛,可以采用技术获得大量具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。请简要叙述过程。4.猪的基因和人类的基因存在一定的相似度。经特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起保护创面免受感染的作用。移植猪皮后,还要在猪皮上开很多小口,在小口处植入患者的自体皮肤组织,自体皮肤慢慢生长,逐渐覆盖原先创面,而猪皮最终会掉光。为了使移植的猪皮存活更长时间,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪。其简要流程如下图所示。请据图中信息并结合所学知识回答问题。(1)过程中形成重组DNA常用的酶有限制性核酸内切酶和;将目的基因导入成纤维细胞
5、常用的方法是。(2)过程中,常用酶处理,将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒、通气、适宜的温度和pH以及。(3)图中的卵母细胞应在体外培养到,并作除去细胞核的处理;过程中所用的技术是;能代替图中卵母细胞的还可以是。(4)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。5.中科院昆明动物研究所曾经培育出中国首例转基因猕猴。这一研究成果标志着中国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平,为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的基础。下页左上图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答下列问题。(1)基因表达载体除了有目的基因外,还必须
6、有启动子、终止子以及。过程中常用的方法将目的基因导入受精卵。(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2维持细胞呼吸外,还需要提供CO2以维持。(3)图中过程称为,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需用雌性激素对代孕雌猴作处理。(4)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行,操作时应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是。6.据图回答下列问题。(1)过程中,在培养液中加入使上皮组织细胞彼此分散,若用传代培养的细胞应不超过10代,以保证细胞的不发生变化。(2)科学家用小分子化合物的组合对小鼠成纤维上皮细胞进行处理,促使
7、已经的成纤维上皮细胞“重新编程”产生GiPS细胞,这些GiPS细胞与囊胚中细胞性质相同。(3)过程中,导入的重组质粒中调控目的基因表达的组件是,的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。(4)若利用GiPS细胞诱导分化形成,再经技术,可较容易得到高等动物的体细胞克隆个体。(5)GiPS细胞经过体外诱导分化,可以培育出人造组织器官。图中培育骨髓造血干细胞移植回该小鼠体内与异体骨髓造血干细胞移植相比,最大的优点是。7.在社会主义新农村建设中,某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时,该县坚持在发展中解决环境问题,优化生态环境,实现资源的最大化利用,走出了一条适合本地区可
8、持续发展的生态工程之路。请分析右上图回答问题。(1)该生态工程所遵循的基本原理是(至少写两种)。(2)该生态系统的能量流动从开始,图中属于消费者的生物有。(3)与传统农业生态系统相比,该生态系统更能净化环境,主要原因是。(4)该生态系统为何能提高经济效益?。(5)根据该县地处水乡这一资源优势,请就该生态系统提出你的一条合理化建议。8.巨桉原产澳大利亚东部沿海,广泛用于人工造林,具有适应性强和经济价值高的特点。菊苣是生长在林下的高产优质饲用牧草。请分析回答下列问题。(1)若在巨桉人工林下套种适宜的经济作物,不仅可以充分利用阳光、土壤等资源,还可以提高群落物种的。(2)巨桉凋落叶分解过程中会释放某
9、些小分子有机物。科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶与土壤混合后置于花盆中,将菊苣种子播种其中,幼苗生长一段时间后测定菊苣各项生长指标,结果见下表。分组每盆巨桉凋落叶含量g10株菊苣干重g光合色素含量(mgg-1)C5转化形成C3效率molCO2(m2s)-1净光合速率molCO2(m2s)-1A07.782.740.0409.77B303.602.280.0407.96C601.641.770.0337.77D901.141.200.0284.76实验的名称是。表中A组的作用是。随巨桉凋落叶含量的增加,菊苣幼苗的净光合速率下降,原因是巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物使菊苣的光合色素含量减少,直接导
10、致减弱;当巨桉凋落叶含量较高时,这些小分子有机物还能使下降,导致植物对CO2的利用率下降。上述结果表明,巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有作用。(3)如果进一步研究发现,巨桉对某山区的菊苣和多种植物的影响相同,则违背生态工程的原理,在此地区大面积种植巨桉,影响当地生态系统的。参考答案专题能力训练十七胚胎工程、生态工程1.答案(1)早期胚胎配子胚胎移植(2)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能促性腺激素(3)减数第二次分裂中期不能精子未获能(4)发育培养液解析(1)胚胎工程就是对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养
11、等技术;胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育成新个体的技术。(2)体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等几个主要步骤;为了充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射促性腺激素,促进其排出更多的卵子。(3)卵子发育到减数第二次分裂中期时才具备受精能力,才能和获能的精子完成受精作用;精子经过在附睾中的发育,已经具备了受精能力,但在附睾与精浆中存在去获能因子,它使精子的受精能力受到了抑制,所以精子获能后才具有受精能力。(4)精子和卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,培养至囊胚
12、或桑椹胚阶段,即早期胚胎,才能移入代孕家畜的子宫内继续发育。2.答案(1)限制性核酸内切酶PCR(2)染色体头部(细胞核)(3)体外受精获能(4)无菌无毒、温度和pH适宜、营养充足、气体环境适宜动物血清3.答案(1)启动子终止子(2)受精卵胚胎干细胞显微注射(3)蛋白质相应的抗体进行抗原抗体(4)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(5)发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚(6)体细胞核移植取该转基因牛的体细胞进行体细胞核移植,培养获得大量的重组胚胎,再进行胚胎移植,就会得到大量具有口蹄疫免疫特性的高产克隆奶牛4.答案(1)DNA连接酶显微注射法(2)胰蛋白(或胶原蛋白)营养充足(3)减数第二次分裂中期(早期)胚胎体外培养去核的受精卵(或去核的卵细胞)(4)受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应5.答案(1)标记基因显微注射(2)培养液的pH(3)胚胎移植同期发情(4)胚胎分割均等分割内细胞团6.答案(1)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)正常的二倍体核型(遗传物质)(2)(高度)分化内细胞团(3)启动子和终止子标记基因(4)早期胚胎(桑椹胚、囊胚
