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1、第十单元现代生物科技专题1.15分科学家利用基因工程技术,使用农杆菌转化法,生产出了能合成人胰岛素的番茄,其果实中含有人胰岛素。回答下列问题:(1)此基因工程中,所用的目的基因是 。将人工合成的DNA片段与载体拼接在一起,所必需的工具酶是 。(2)启动子是 识别和结合的部位,有了它才能驱动基因的转录。(3)利用农杆菌介导的方法时,将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 上以构建 。检测受体细胞中是否存在人胰岛素可用 技术,若有 出现,表明目的基因已形成相应的蛋白质产品。(4)与利用大肠杆菌生产胰岛素的方法相比,使用番茄细胞生产胰岛素有何不同? ; 。(5)在用PCR技术扩增目的基因时,若消耗了14个引
2、物分子,则一个DNA分子扩增了 轮。2.10分紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之一。目前,生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮,而大量剥取树皮会造成树木的死亡和资源的破坏。请回答下列问题:(1)科研人员尝试从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇,可采用 技术来获得红豆杉的愈伤组织。由红豆杉叶肉细胞得到愈伤组织的过程叫 。(2)红豆杉生长速度比其他本土树木缓慢。科研人员尝试采用植物体细胞杂交技术培育能产生紫杉醇的速生“桉树红豆杉”杂种植株。上述育种方法与传统杂交育种方法相比,优点在于。在进行体细胞杂交之前,必须先利用酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体。进行原生质体间的融合时,常使用
3、的诱导剂是。由杂种细胞发育成一个完整的杂种植株体现了植物细胞具有的特点。3.15分人心肌细胞中的肌钙蛋白由三个结构不同的亚基组成,即肌钙蛋白T(cTn T)、肌钙蛋白(cTn)和 肌钙蛋白C(cTn C),其中肌钙蛋白(cTn)在血液中含量上升可表明出现心肌损伤。为制备抗cTn的单克隆抗体,科研人员进行了如下操作: 请回答下列相关问题。(1)每隔两周需用cTn作为抗原给小鼠注射一次,共注射三次,其目的是 ,最后一次注射后的第3天,取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞进行诱导融合,常用的诱导因素有 (答出两点即可)等。(2)甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是 ,过程表示将乙细胞接种到多孔培养板
4、上,进行抗体阳性检测,之后稀释、培养、再检测,并多次重复上述操作,其目的是筛选获得能产生 的抗cTn抗体的杂交瘤细胞。(3)在体外培养杂交瘤细胞时,培养液中通常加入 等天然成分,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的环境中进行培养,CO2的主要作用是;为防止代谢产物的积累,可采用 的方法;动物细胞体外培养的适宜温度一般与 相近。4.10分胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题:(1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于 ,细胞B的名称是 。(2)牛完成体内受精的场所是 ,应用2中刚移植到子宫内
5、的胚胎其发育程度一般为 ,胚胎移植后可以通过 从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生,采用的胚胎工程技术有 (至少答出2种)等。(3)应用3中细胞C、D分别取自 、 。(4)应用4中通过技术获得二分胚和,同时,可以通过 取样进行分子水平的早期胚胎性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对 的分析进行性别鉴定。5.15分洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,是我国首批列入国际重要湿地名录的7块湿地之一,早些年为了经济的发展,大肆种植造纸经济林欧美黑杨,严重损害了生态,使得柔软的湿地日益陆地化,此外,洪水季节还阻碍泄洪,影响防汛。现如今,洞庭湖核心保护区的欧美黑杨已经被全部砍伐。(1)湿地日益陆地化,会造
6、成湿地原有的物种的多样性 。(2)在洞庭湖区大肆种植欧美黑杨违反了生态工程中的 和 原理。(3)湿地生态恢复工程采用 和 措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠 机制恢复其生态功能。(4)生态经济主要通过实行 的原则,当年种植的造纸经济林欧美黑杨(填“属于”或“不属于”)生态经济。1.(1)人胰岛素基因(1分)DNA连接酶(1分)(2)RNA聚合酶(1分)(3)T-DNA(1分)基因表达载体(2分)抗原抗体杂交(2分)杂交带(1分)(4)番茄是真核细胞,人的胰岛素基因不用去除内含子序列便可在番茄细胞内成功表达(2分)需要种植番
7、茄植株,收获番茄后还需破碎植物细胞提取人胰岛素,此法生产胰岛素的周期较长(2分)(两空答案均合理即可)(5)3(2分)【解析】(1)根据题干信息分析可知,此基因工程中的目的基因是人胰岛素基因。基因工程中,将目的基因与载体连接的酶是DNA连接酶。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因的转录过程。(3)用农杆菌介导的方法时,将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA上以构建基因表达载体。胰岛素的本质是蛋白质,所以检测受体细胞中是否存在人胰岛素,可以采用抗原抗体杂交技术,若有杂交带出现,表明目的基因已形成相应的蛋白质产品。(4)番茄细胞是真核细胞,作为人胰岛素目的基因的受体细胞时,可以
8、正常转录但不翻译内含子序列;利用大肠杆菌合成人胰岛素时,采用发酵罐微生物培养的方法,生产周期较短,利用番茄细胞生产胰岛素需要经历植物的生长过程,较微生物培养时间长。(5)PCR技术是体外进行DNA复制的技术,该复制过程需添加引物,以一个双链DNA分子为例,第一轮复制需消耗2个引物形成2个DNA分子,第二轮复制需消耗4个引物形成4个DNA分子,第三轮复制需消耗8个引物形成8个DNA分子。则一个DNA分子扩增3轮需消耗2+4+8=14个引物分子。2.(除标明外,每空2分)(1)植物组织培养(1分)脱分化(2)克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍纤维素酶和果胶聚乙二醇(PEG)全能性(1分)【解析】(
9、1)通过植物组织培养技术可获得植物的愈伤组织。已分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程称为脱分化。(2)采用植物体细胞杂交技术培育“桉树红豆杉”杂种植株,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。欲得到所需的原生质体,要利用纤维素酶和果胶酶去除正常植物细胞的细胞壁。诱导原生质体间的融合常使用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。由单个植物细胞得到完整生物体体现了植物细胞具有全能性的特点。3.(除标明外,每空2分)(1)加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的淋巴细胞灭活的病毒、聚乙二醇(或PEG)、电激(答出两点即可)(2)乙和丙特异性强、灵敏度高(3)血清、血浆维持培养液的pH定期更
10、换培养液动物的体温(1分) 【解析】(1)每隔两周用cTn作为抗原给小鼠注射一次,共注射三次,其目的是加强免疫,刺激小鼠机体产生更多的淋巴细胞;诱导动物细胞融合常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇(或PEG)、电激等。(2)图中、过程分别表示单克隆抗体制备过程中的两次筛选,其中过程表示用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,过程表示通过克隆化培养和抗体检测筛选出能产生抗cTn抗体的杂交瘤细胞。因此,甲、乙、丙中,只含杂交瘤细胞的是乙和丙;过程的目的是筛选出能产生特异性强、灵敏度高的抗cTn抗体的杂交瘤细胞。(3)培养动物细胞时,常需加入血清、血浆等天然成分,培养时需通入含5%CO2和95%空气的混
11、合气体,其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。为防止代谢产物的积累对细胞造成危害,可定期更换培养液,以便清除代谢产物。动物细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近。4.(除标明外,每空1分)(1)供体1和供体2 (0.5分)减数第二次分裂中期的卵母细胞(0.5分)(2)输卵管桑椹胚或囊胚胎盘和脐带早期胚胎培养、胚胎移植(3)原始性腺囊胚的内细胞团(4)胚胎分割滋养层染色体或性染色体【解析】(1)由图可知,应用1获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2;在细胞核移植过程中,一般选择处于减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞。(2)牛完成体内受精的场所是输
12、卵管;进行胚胎移植时一般选取发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎;通过应用2获得的小牛,主要采用的技术有早期胚胎培养、胚胎移植等。(3)细胞C、D为胚胎干细胞,分别取自牛胎儿的原始性腺、囊胚的内细胞团。(4)应用4运用胚胎分割技术获得二分胚和;在分子水平上对早期胚胎进行性别鉴定,一般选取滋养层细胞;还可以在细胞水平上通过对染色体或性染色体的分析进行性别鉴定。5.(除标明外,每空2分)(1)减少(1分)(2)协调与平衡整体性(3)工程生物自然演替(4)循环经济不属于【解析】(1)湿地陆地化后,环境将不再适宜原有物种的生存,使得湿地原有物种的多样性减少。(2)大肆种植欧美黑杨,超出了洞庭湖生态系统的环境承载力(环境容纳量),破坏了生物与环境的协调与平衡,违反了生态工程中的协调与平衡原理,同时早些年只考虑经济的发展,忽略了自然生态系统的规律,违反了生态工程中的整体性原理。(3)湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出
