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課時(shí)規(guī)范練38　胚胎工程 非選擇題 1.(2018黑龍江齊齊哈爾高三第三次模擬)隨著生物技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代的試管嬰兒技術(shù)不僅能解決部分人的生育問(wèn)題,還能用于部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的治療等,實(shí)現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育?；卮鹣铝袉?wèn)題。 (1)培育試管嬰兒時(shí),為了提高受孕率,需培植多個(gè)胚胎,因此需要用　　　　　　　　　　　處理,促進(jìn)女性排出更多的卵子。 (2)從受精卵到原腸胚需依次經(jīng)歷哪些時(shí)期? 卵裂期→　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)一對(duì)夫妻,妻子是血友病患者,而丈夫正常。為了生育一個(gè)健康的孩子,進(jìn)行胚胎移植前需要進(jìn)行　　　　　　　　,目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序:從被檢測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)　　　　　　(填“滋養(yǎng)層”或“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)”)細(xì)胞,提取DNA進(jìn)行擴(kuò)增,用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)制成的探針進(jìn)行檢測(cè),若未出現(xiàn)雜交鏈,胚胎性別為　　　　,而基因工程中　　　　　　　　　　　　　　　也會(huì)用到DNA探針。 (4)如圖是進(jìn)行治療性克隆時(shí)獲取病人胚胎干細(xì)胞的兩種方法,其中方法一中③的獲得用到了　　　　　　　　技術(shù);方法二中獲得④運(yùn)用的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)促性腺激素　(2)桑椹胚期→囊胚期　(3)性別鑒定　滋養(yǎng)層　女性　目的基因的檢測(cè)和鑒定　(4)顯微注射　細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性 解析(1)促性腺激素能促進(jìn)超數(shù)排卵。(2)受精卵發(fā)育至原腸胚需要依次經(jīng)歷的時(shí)期為卵裂期→桑椹胚期→囊胚期。(3)血友病屬于伴X染色體隱性遺傳病(相關(guān)基因用B、b表示)。一對(duì)夫妻,妻子是血友病患者(XbXb),而丈夫正常(XBY),則他們所生兒子均患病,女兒均正常,因此為了生育一個(gè)健康的孩子,進(jìn)行胚胎移植前需要進(jìn)行性別鑒定。目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序:從被檢測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)滋養(yǎng)層細(xì)胞,提取DNA進(jìn)行擴(kuò)增,用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)制成的探針進(jìn)行檢測(cè),若未出現(xiàn)雜交鏈,說(shuō)明不含Y染色體,則胚胎性別為女性?；蚬こ讨心康幕虻臋z測(cè)和鑒定也會(huì)用到DNA探針。(4)方法一中③的獲得用到了顯微注射技術(shù);方法二中獲得④的方法是細(xì)胞融合,而細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。 2.基因疫苗是指編碼外源性抗原的基因?qū)肴撕蛣?dòng)物體內(nèi),讓其在宿主細(xì)胞中表達(dá)抗原蛋白,誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。某科研所計(jì)劃利用基因疫苗,通過(guò)基因工程和胚胎工程技術(shù)培育具有口蹄疫免疫特性的高產(chǎn)奶牛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心,一個(gè)完整的基因表達(dá)載體至少包括目的基因、　　　　　　　　　、　　　　　　　　、標(biāo)記基因等。 (2)動(dòng)物基因工程常用的受體細(xì)胞是　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　,因?yàn)樵摷?xì)胞的全能性高,一般用　　　　　　　　　　　　　法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。 (3)欲檢測(cè)高產(chǎn)奶牛體內(nèi)是否出現(xiàn)口蹄疫病毒的抗原蛋白,在分子水平上檢測(cè)的方法及結(jié)果是從基因牛中提取　　　　　　　　　,用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　雜交,如果出現(xiàn)雜交帶,表明奶牛中出現(xiàn)了抗原蛋白,如果不出現(xiàn)雜交帶,表明奶牛中未出現(xiàn)抗原蛋白。 (4)胚胎工程最后一道工序是胚胎移植,其實(shí)質(zhì)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)為提高胚胎的利用率,可以采用胚胎分割技術(shù),應(yīng)該選 用什么樣的胚胎進(jìn)行分割? 　。 (6)現(xiàn)已經(jīng)通過(guò)基因工程和胚胎工程技術(shù)培育出一頭具有口蹄疫免疫特性的高產(chǎn)奶牛,可以采用　　　　　　　　　　　　技術(shù)獲得具有口蹄疫免疫特性的高產(chǎn)奶牛。請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述過(guò)程。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)啟動(dòng)子　終止子 (2)受精卵　胚胎干細(xì)胞　顯微注射 (3)蛋白質(zhì)　相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體 (4)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移 (5)發(fā)育良好,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 (6)體細(xì)胞核移植　取該轉(zhuǎn)基因牛的體細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞核移植,培養(yǎng)獲得大量的重組胚胎,再進(jìn)行胚胎移植,就會(huì)得到大量具有口蹄疫免疫特性的高產(chǎn)克隆奶牛 3.豬的基因和人類的基因存在一定的相似度。據(jù)報(bào)道經(jīng)特殊處理的豬皮可在人身上存活3周左右,起保護(hù)創(chuàng)面免受感染的作用。移植豬皮后,還要在豬皮上開很多小口,在小口處植入患者的自體皮膚組織,自體皮膚慢慢生長(zhǎng),逐漸覆蓋原先創(chuàng)面,而豬皮最終會(huì)掉光。為了使移植的豬皮存活更長(zhǎng)時(shí)間,有人設(shè)法導(dǎo)入人的相關(guān)基因(用P表示),獲得轉(zhuǎn)基因小白豬。其簡(jiǎn)要流程如下圖所示。 請(qǐng)據(jù)圖中信息并結(jié)合課本知識(shí)回答問(wèn)題。 (1)過(guò)程①中形成重組DNA常用的酶有限制性核酸內(nèi)切酶和　　　　　　　　　　　;將目的基因?qū)氤衫w維細(xì)胞常用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)過(guò)程②中,常用　　　　　　　　　　酶處理,將皮膚組織塊分散成單個(gè)成纖維細(xì)胞。在培養(yǎng)成纖維細(xì)胞時(shí)需要滿足的條件是無(wú)菌、無(wú)毒、通氣、適宜的溫度和pH以及　　　　　　　　。 (3)圖中的卵母細(xì)胞應(yīng)在體外培養(yǎng)到　　　　　　　　　　　　　　　,并作除去細(xì)胞核的處理;過(guò)程③中所用的技術(shù)是　　　　　　　　　　　;能代替圖中卵母細(xì)胞的還可以是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)DNA連接酶　顯微注射法　(2)胰蛋白(或膠原蛋白)　營(yíng)養(yǎng)充足　(3)減數(shù)第二次分裂中期　(早期)胚胎體外培養(yǎng)　去核的受精卵(或去核的卵細(xì)胞)　(4)受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 解析(1)形成重組DNA常用的酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶;將目的基因?qū)氤衫w維細(xì)胞常用的方法是顯微注射法。 (2)用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理皮膚組織塊,將皮膚組織塊分散成單個(gè)成纖維細(xì)胞。培養(yǎng)成纖維細(xì)胞時(shí)需要滿足的條件是無(wú)菌、無(wú)毒、通氣、溫度和pH適宜以及營(yíng)養(yǎng)充足。 (3)卵母細(xì)胞應(yīng)在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期,過(guò)程③是獲得早期胚胎,所用的技術(shù)是胚胎體外培養(yǎng),能代替圖中卵母細(xì)胞的還可以是去核的受精卵。 (4)移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 4.利用乳腺生物反應(yīng)器獲取藥用蛋白具有產(chǎn)量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。下圖所示為培育轉(zhuǎn)基因奶牛獲得人血清白蛋白的流程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)PCR擴(kuò)增人血清白蛋白基因時(shí)使用的酶是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。要使人血清白蛋白基因在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá),應(yīng)將其與　　　　　　　　　　　　　　　　基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組。 (2)為使供體母牛一次排出多枚卵母細(xì)胞,常對(duì)其注射　　　　　　　　　。采集的精子需要經(jīng)過(guò)　　　　　　　　,才具備受精能力。 (3)過(guò)程①將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是　　　　　　　　　　　　。過(guò)程②包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　技術(shù)和胚胎移植技術(shù);在進(jìn)行胚胎移植時(shí),需對(duì)受體母牛進(jìn)行　　　　　　　　　　　　處理。 (4)為了獲得母奶牛,移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行　　　　　　　　　　。若要檢測(cè)牛奶中是否含有人血清白蛋白,可采用　　　　　　　　　　　　　技術(shù)。 (5)為使人血清白蛋白基因在后代中長(zhǎng)期保持,可將轉(zhuǎn)基因奶牛體細(xì)胞的　　　　　　　　　轉(zhuǎn)入　　　　　　　　　　　　細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞,使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個(gè)體,該技術(shù)稱為　　　　　　　　　　。 答案(1)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)　牛乳腺蛋白(乳腺蛋白) (2)促性腺激素　獲能(處理) (3)顯微注射技術(shù)　早期胚胎培養(yǎng)(動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng))　同期發(fā)情(孕激素) (4)性別鑒定　抗原—抗體雜交 (5)細(xì)胞核　去核后的卵　克隆 解析(1)PCR擴(kuò)增使用的酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶,即Taq酶。由于人血清白蛋白基因在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá),故應(yīng)將該目的基因與牛乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組。 (2)對(duì)供體母牛注射促性腺激素,可促使其一次排出多枚卵母細(xì)胞。采集的精子需要經(jīng)過(guò)獲能處理后,才具備受精能力。 (3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用的方法是顯微注射技術(shù)。過(guò)程②是將受精卵在體外培育成早期胚胎后進(jìn)行移植,故該過(guò)程包括早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)。在進(jìn)行胚胎移植時(shí),需對(duì)受體母牛注射孕激素,即進(jìn)行同期發(fā)情處理。 (4)為了獲得母奶牛,移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行性別鑒定;若要檢測(cè)牛奶中是否含有人血清白蛋白,即檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá),可采用抗原—抗體雜交技術(shù)。 (5)可通過(guò)核移植技術(shù),將轉(zhuǎn)基因奶牛體細(xì)胞的細(xì)胞核轉(zhuǎn)入去核后的卵細(xì)胞中,構(gòu)成重組細(xì)胞,并使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個(gè)體,該技術(shù)稱為克隆。 5.(2018江蘇南京金陵中學(xué)期末測(cè)試)請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題。 (1)圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從　　　　　　　或　　　　　　　　中分離獲取。 (2)過(guò)程Ⅰ是將胚胎干細(xì)胞置于經(jīng)γ射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞構(gòu)成的飼養(yǎng)層上,并加入動(dòng)物血清、抗生素等物質(zhì)培養(yǎng),維持細(xì)胞不分化的狀態(tài)。在此過(guò)程中,飼養(yǎng)層能提供胚胎干細(xì)胞增殖所需的　　　　　　　　　　,加入抗生素是為了　　　　　　　　　　　。該過(guò)程對(duì)于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義。 (3)過(guò)程Ⅱ是將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入囊胚的囊胚腔,通過(guò)組織化學(xué)染色,用于研究動(dòng)物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過(guò)程以及影響因素,這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有　　　　　　　　　　的特點(diǎn)。在哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育過(guò)程中,囊胚的后一個(gè)階段是　　　　　　。 (4)過(guò)程Ⅲ是培育轉(zhuǎn)基因小鼠,將獲得的目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞之前需構(gòu)建基因表達(dá)載體,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞最常用的方法是　　　　　　　　　　。 (5)過(guò)程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實(shí)驗(yàn)時(shí),必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,該過(guò)程研究的意義在于解決　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　問(wèn)題。 (6)該研究中,包含的生物技術(shù)有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少寫出兩種)。 答案(1)早期胚胎　原始性腺 (2)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)　防止雜菌污染 (3)發(fā)育全能性　原腸胚 (4)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時(shí),使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用　顯微注射法 (5)去除胸腺后不能形成T細(xì)胞,不發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植組織細(xì)胞不會(huì)被排斥　臨床上供體器官不足或器官移植后發(fā)生免疫排斥等 (6)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植 解析(1)胚胎干細(xì)胞可以從早期胚胎或原始性腺中分離獲取。(2)飼養(yǎng)層細(xì)胞可為胚胎干細(xì)胞增殖提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而加入抗生素可防止雜菌的感染。(3)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。哺乳動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育過(guò)程為受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚。(4)基因工程中最關(guān)鍵的步驟為構(gòu)建基因表達(dá)載體,目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時(shí),使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法。(5)為解決臨床上供體器官不足等問(wèn)題,常用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體。為解決免疫排斥問(wèn)題,在實(shí)驗(yàn)時(shí),必須去除小鼠的胸腺,使其不能形成T細(xì)胞,不發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植組織細(xì)胞不會(huì)被排斥。(6)該研究中,包含的生物技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。 6.科學(xué)家將蜘蛛的相關(guān)基因?qū)肷窖蝮w內(nèi),創(chuàng)造出轉(zhuǎn)基因山羊,使羊奶中含有一種獨(dú)特的蛛絲蛋白。利用這種蛛絲蛋白制造的蛛絲纖維具有很高的強(qiáng)度和伸縮性?？芍瞥煞缽棻承?、降落傘繩等。下面是生產(chǎn)原理圖,請(qǐng)回答問(wèn)題。 (1)在①過(guò)程中用到的酶是　　　　　　　　　　,在②過(guò)程中用到的酶是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物受體細(xì)胞常用的方法是　　　　　　　　　。如果導(dǎo)入的受體細(xì)胞為體細(xì)胞,則③過(guò)程需要的技術(shù)操作是　　　　　　　,重組細(xì)胞才具有發(fā)育的全能性。 (3)④過(guò)程所用的胚胎工程技術(shù)是　　　　　　　　　　　　,該過(guò)程所用培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素和　　　　　　　　等。 (4)進(jìn)行⑤過(guò)程需要的技術(shù)操作是　　　　　　　　　,進(jìn)行此操作的最佳時(shí)期是　　　　　　　　　　　　　。 (5)進(jìn)行⑥過(guò)程時(shí),需要對(duì)供、受體母羊進(jìn)行選擇,并　　　　　　　　　　　　　　　　處理。 答案(1)逆轉(zhuǎn)錄酶　限制酶和DNA連接酶 (2)顯微注射法　核移植 (3)早期胚胎培養(yǎng)　動(dòng)物血清 (4)胚胎分割　桑椹胚或囊胚 (5)用激素進(jìn)行同期發(fā)情 解析(1)由mRNA形成DNA是逆轉(zhuǎn)錄,需用逆轉(zhuǎn)錄酶。構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切割,然后用DNA連接酶進(jìn)行連接。 (2)將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物受體細(xì)胞常用顯微注射法。如果是體細(xì)胞,需要進(jìn)行體細(xì)胞核移植。 (3)由重組細(xì)胞到早期胚胎需要經(jīng)過(guò)早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。在培養(yǎng)液中除了加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還需要加入天然的成分——?jiǎng)游镅濉? (4)使胚胎形成2個(gè)相同的胚胎時(shí),需要采用胚胎分割技術(shù),一般是將發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行分割,進(jìn)行分割時(shí)一定要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割。 (5)進(jìn)行胚胎移植時(shí),一定要對(duì)供體和受體母羊用性激素進(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們的生理狀態(tài)相同。 7.科學(xué)家將綠色熒光蛋白(GFP)基因轉(zhuǎn)入小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)內(nèi),GFP基因表達(dá)就會(huì)使細(xì)胞帶有綠色熒光,繼而利用帶有綠色熒光的ES細(xì)胞培育出嵌合型的小鼠用于科學(xué)研究,流程如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)在步驟①中,若綠色熒光蛋白(GFP)基因是cDNA片段,則在GFP基因的上游必須加入　　　　　　　,該核苷酸序列是　　　　　　　　　　酶識(shí)別和結(jié)合的部位。 (2)步驟②的受體細(xì)胞是小鼠ES細(xì)胞,ES細(xì)胞一般從囊胚的　　　　　　　　　分離得到。在培養(yǎng)ES細(xì)胞時(shí),細(xì)胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂,這種現(xiàn)象稱為　　　　　　　　　　　。 (3)為獲取更多卵母細(xì)胞,首先要對(duì)供體母鼠注射促性腺激素,使其　　　　　　　　　　　　,然后可用人工方法從小鼠輸卵管內(nèi)獲得,該過(guò)程稱為　　　　　　　　。 (4)圖中重組囊胚在步驟⑤之前要先檢測(cè)是否有　　　　　　　　　　　　,再通過(guò)　　　　　　　　技術(shù)移入代孕母鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。 答案(1)啟動(dòng)子　RNA聚合 (2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　接觸抑制 (3)超數(shù)排卵　沖取卵子 (4)綠色熒光細(xì)胞　胚胎移植 解析(1)啟動(dòng)子位于基因的首端,所以在GFP基因上游必須加入啟動(dòng)子,啟動(dòng)子是RNA聚合酶的識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)。(2)ES細(xì)胞一般從囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離得到,在細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞充滿培養(yǎng)皿會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象使細(xì)胞停止分裂。(3)促性腺激素可促進(jìn)供體母鼠超數(shù)排卵,然后通過(guò)沖取卵子技術(shù)獲得卵細(xì)胞。(4)根據(jù)題意,要獲得轉(zhuǎn)入綠色熒光蛋白基因的小鼠,在步驟⑤之前要先檢測(cè)是否有綠色熒光細(xì)胞,再通過(guò)胚胎移植技術(shù)移入代孕母鼠子宮內(nèi)。