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细胞工程专题训练
细胞工程专题训练
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___________班级:
___________
一、非选择题
1.(10分)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。
流程如下:
(1)htPA基因与载体用_______________________切割后,通过___________连接,以构建重组表达载体。
检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用_________________________技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其_______________。
采集的精子需要经过__________________,才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是_________________。
为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行___________________。
利用___________和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的__________________。
(4)若在转ht-PA基因母羊的羊乳中检测到_________________________,说明目的基因成功表达。
2.(15分)[现代生物科技]
长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近几年发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。
下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法,请据图回答:
(1)克隆牛G的培育过程与试管牛E的培育过程相比特有的技术手段是技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为前者是,后者是。
(2)进行胚胎工程操作时,首先对供、受体母牛进行选择,并用激素进行处理。
一般还需用激素对供体母牛做超数排卵处理。
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及等物质。
(4)科学家将外源基因插入上图的受精卵中,常用的方法是。
在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。
由于外源基因可能随机插入到受精卵的DNA中,因而有的可发育成转基因牛,有的却死亡,请分析因外源基因的插入而导致早期胚胎死亡的最可能原因是。
(5)良种母牛B的胚胎能在受体母牛D的子宫内存活的生理原因是什么?
。
(6)培育出的克隆牛G的基因来源于。
(7)为大量获得试管牛E,可于时期将早期胚胎进行分割后移植。
3.(每空1分,共10分)下图A为成熟精子的结构示意图,图B是家畜卵子发生和成熟过程示意图,请据图回答下列问题([]内填图中序号)
(1)图A中[]顶体是由发育来的,在受精作用时发生顶体反应,释放,溶解卵丘细胞
之间的物质和透明带。
(2)图A中[③]处聚集许多,这是与相适应的。
(3)图B中下列序号所代表的含义是:
①③⑦⑧
(4)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在完成的。
4.现代生物科技在畜牧业生产中有着广泛的应用,以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a--h为操作过程,请据图回答有关问题。
(1)为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵母细胞之前需用对奶牛进行处理,目的是使其。
(2)“转基因牛”D培育过程中,常用受精卵作为外源基因的受体细胞,其主要原因是
。
过程h常用的方法是。
h过程的核心步骤是,该步骤需要的工具酶是
。
为了能确定目的基因已经导入到受精卵,相应的载体需要有以便于进行检测。
在蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用的方法是。
(3)“试管牛”技术的操作流程是。
(用图中字母和箭头形式表示)
(4)图中数字标号③代表的结构为,c→d过程需对其均等分割的目的是
。
(5)d操作的名称是。
若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到阶段的早期胚胎进行处理,再植入到受体内。
若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于条件下。
(6)受体母牛必须和供体牛属于同一物种。
移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。
(7)在培育良种牛的过程中,都运用了动物细胞培养技术.在动物细胞培养过程中,为防止杂菌的污染而要加入一定量的。
5.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)应用2中牛完成体内受精的场所是____________,刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为桑椹胚或囊胚,胚胎种植后可以通过__________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________________。
(3)应用3中细胞C取自牛胎儿的_______,细胞D取自于。
(4)应用4中通过获得二分胚①和②,得到两只小牛,可以通过PCR技术进行水牛早期胚胎性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对___________的分析进行性别鉴定。
6.(15分)马术比赛被称为贵族运动。
英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种,其数量少,生育力低。
可利用下图1质粒和图2含有目的基因的外源DNA,结合其他现代生物技术,有效提高优质马的生育效率和品质。
请回答下列问题:
(l)若将图l中质粒和图2中含目的基因的外源DNA通过限制酶处理后,进行拼接形成重组质粒,那么最好应选用限制酶____。
对符合设计要求的重组质粒用SmaI、EcoRI和HindⅢ三种酶同时进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,则可得到_______种DNA片段。
若仅选用EcoRI处理后,形成重组质粒,经检测,部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达,最可能的原因是____。
(2)为了提高优良雌性个体的繁殖潜能,用_______激素处理适龄纯血母马,使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。
体外受精前要对精子进行一定的处理,使其_______。
为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的_______期用机械方法进行胚胎分割。
(3)随着动物克隆技术的发展,人们可以将纯血马的细胞核移入其他马的_______细胞中,将其激活并发育成胚胎,植入代孕母马体内。
为保证胚胎移植的成功,胚胎的供体和受体应保持________.
7.用医学手段培育“三亲婴儿”可以解决遗传基因带来的缺陷,其培养过程如下图所示。
请据图回答有关问题:
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前需要注射______________激素,促使一次有更多的卵泡发育。
重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是____________。
(2)从受精卵到三亲婴儿的培养还需要________________和________________等技术。
三亲婴儿的培育方式属于________________生殖。
(3)三亲婴儿的培育技术_______________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。
三亲婴儿的染色体___________________(填比例)来自母亲提供的细胞核。
设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行________________。
8.人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值。
科研人员通过生物工程技术获得转HSA基因母牛,以便通过乳腺生物反应器生产HSA,其主要技术流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)如图所示,将牛胎儿成纤维细胞核移入去核卵母细胞中,该技术称为___________技术;供核的牛胎儿成纤维细胞通常选用传代10代以内的细胞,其原因是______________________。
(2)胚胎移植时,为使代孕母牛能处于适合的生理状态,需要用激素对其进行___________处理。
(3)SRY-PCR法性别鉴定的基本程序是:
提取牛胎儿成纤维细胞的DNA,经PCR反应体系扩增SRY基因(Y染色体上特有的性别决定基因)片段,然后对扩增产物进行检测。
①PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,还应含有___________;其中,dNTP的作用是_,引物应选用图中的___________(填图中标号)。
②若扩增产物含大量SRY基因片段,则该种牛胎儿成纤维细胞___________(填“能”或“不能”)用作技术流程中转化过程的受体细胞。
(4)从细胞水平鉴定早期胚胎性别的方法是______________________。
9.胚胎干细胞在基础生物学研究和临床应用方面具有重要价值。
下图是胚胎干细胞获取方法图解。
(1)早期发育的胚胎分为______________________________几个主要阶段。
(2)C、D细胞分别为________和________,胚胎干细胞的形态特征是_________________________。
(3)胚胎干细胞有何应用前景?
(说出两例)
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
10.胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业、制药业等领域发挥重要作用,下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程.
(1)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是__;从良种公牛采集的精子需__后才能进行受精作用。
(2)图中过程A称为__,它在胚胎工程中的意义在于__.此过程的进行需要将胚胎培养至__时期。
(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用__技术,它可看作__(有性/无性)繁殖.
(4)胚胎工程技术包含的内容很丰富,如胚胎干细胞培养技术,这种细胞是从__中分离
11.【生物——选修3:
现代生物科技专题】(15分)中科院动物研究所研究小组已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灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平。
下图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答。
(1)过程②中常用技术将目的基因导入受精卵。
(2)如果⑤过程在体外进行,那么卵母细胞需要培养到,精子需要进行,常用的处理方法有。
(3)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气体以维持。
(4)图中⑦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,此前需对代孕雌猴做处理。
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用技术。
若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是。
12.下图所示为应用现代科技手段治疗遗传性糖尿病的大致过程,请据图回答下列问题:
(1)____________和_______________是制约器官移植的两个重要问题,而治疗性克隆能最终解决这些问题。
图中过程A表示____________技术,它是目前实现体细胞克隆的关键技术,该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体,由①____________细胞提供细胞质,构建重组细胞。
(2)重组细胞②经过程B得到早期胚胎,从结构_________(填写图中序号)中分离出ES细胞。
ES细胞经分化培养“克隆”出胰岛素分泌细胞,输入患者体内达到治疗目的。
该治疗糖尿病的方法与异体移植相比,突出的优点是______________________。
(3)我国不反对治疗性克隆的研究,但禁止生殖性克隆。
反对克隆人的理由是____________________(至少写出一条理由)。
13.请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。
试管牛的培育需经过体外受精、____、_____以及在母体中发育和产出等过程。
(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,使其__。
另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和_____。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是__
(4)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。
基因工程的四个基本操作步骤是__、基因表达载体的构建、___和___。
若要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及其启动子、____、____、____和复制原点等。
将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_____(显微注射法、农杆菌转化法),为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是_____(受精卵、乳腺细胞)。
14.(10分)I型糖尿病是因胰岛B细胞受损而导致的疾病。
科学家正在研究利用胚胎干细胞技术来治疗此病。
(1)此项研究的基本原理是:
胚胎干细胞具有发育的____,即可以分化为成年个体内任何一种组织细胞的能力。
(2)此项研究的基本思路是:
通过核移植技术,将患者的_______移入到____的卵(母)细胞中,然后放入发育培养液中培养。
几天后,从胚胎内细胞团中分离出胚胎干细胞,再将这此细胞诱导定向分化成_______细胞后移植到患者体内,以达到治疗目的。
(3)诱导定向分化的方法之一是:
将控制胰腺发育的相关基因转入胚胎干细胞,可采用________技术来检测目的基因是否已插入细胞DNA中。
15.(7分)下图为经过体外受精和胚胎移植培育优质奶牛的过程,请回答下列问题:
(1)在进行体外受精前要对B进行处理。
(2)①的名称是;②将发育成;③的名称是,功能上具有特点。
(3)D是胚。
E进一步扩大,导致①破裂,F伸展出来的过程叫。
16.我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞,具体研究过程如下图所示,请据图回答问题:
(1)图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的发育而来,所采用的技术应为技术,培养过程中使用的培养液处含有一些无机盐和有机盐外,还需添加微生素、激素、等营养成分以及血清等物质。
(2)图中的单倍体ES应取自囊胚的细胞,ES在形态上表现为。
(3)由于物种间存在,因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成作用,或者即便能完成也不能发育。
但是人们为了生物学研究的便利,创造出了各类远亲物种间的杂合细胞,如小鼠-大鼠、人-鼠等杂交细胞,由于这些细胞都是由体细胞融合产生,因此杂交细胞通常含有个三色体组。
17.我国已实现部分“胚胎工程产业化”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。
如图所示是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,a~h为操作过程,请回答下列问题:
(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是(填字母),d操作的名称是,h操作的核心是,受精时受体的卵细胞处于期。
(2)图中数字标号代表的结构名称是:
①,②,③。
若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到阶段的早期胚胎进行分割处理,在进行胚胎分割时,应注意。
(3)图中用到的激素是,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。
18.(12分)(现代生物科技专题)下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程,请据图作答。
(1)上图A、B过程用到的生物技术分别是,甲称作。
(2)乙是具有和的胚胎干细胞。
(3)相同的胚胎干细胞,通过C过程“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是的结果。
上述“克隆”过程是胚胎干细胞和的结果。
(4)按上述方法克隆的器官在移植方面的主要优点是。
19.随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)在此过程中涉及的动物细胞工程技术有、_________________。
(2)在基因工程中,我们称②为____。
为了使血清白蛋白基因在羊恰当的细胞中表达,基因表达载体中除②片段外,还应该有牛的乳腺蛋白的,其是__________识别和结合的位点。
(3)图中①一般经_______处理可以得到③,从③到④的过程中一般用未受精的细胞去核后作为受体,不用普通的体细胞。
(4)要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是。
20.下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。
图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。
筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上培养,然后再在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A.启动子 B.tetR
C.复制原点D.ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
A.农杆菌转化B.大肠杆菌转化
C.显微注射D.细胞融合
(4)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体。
这利用了细胞的________性。
(5)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用________(填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交B.基因序列分析
C.抗原—抗体杂交D.PCR
参考答案
1.
(1)同种限制性核酸内切酶DNA连接酶DNA分子杂交(或核酸探针)
(2)超数排卵获能(处理)
(3)显微注射法性别鉴定胚胎分割全能性
(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)
【解析】
试题分析:
(1)构建重组表达载体时,htPA基因(目的基因)与载体需用同种限制性核酸内切酶切割,然后用DNA连接酶连接。
检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用DNA分子杂交技术。
(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其超数排卵。
采集的精子需要经过获能处理,才具备受精能力。
(3)将重组表达载体导入动物受精卵常用的方法是显微注射法。
为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。
利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,体现了早期胚胎细胞的全能性。
(4)若在转ht-PA基因母羊的羊乳中检测到htPA(或人组织纤溶酶原激活物),说明目的基因成功表达。
考点:
本题考查基因工程和胚胎工程的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络的能力。
2.
(1)核移植无性生殖有性生殖
(2)同期发情促性腺(3)动物血清(4)显微注射DNA分子杂交外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达(2分)(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(2分)(6)母牛B的细胞质基因和母牛C的细胞核基因(2分)(7)桑椹胚或囊胚
【解析】
3.
(1)①高尔基体顶体酶
(2)线粒体暋尾部运动需要消耗大量能量
(3)①胎儿
③卵黄膜⑦减数第二次(或MⅡ)⑧第二极体
(4)出生前(即胎儿时期)
【解析】
4.
(1)促性腺超数排卵
(2)受精卵的全能性易于表达显微注射法基因表达载体的构建
限制酶和DNA连接酶(缺一不可)标记基因抗原-抗体杂交
(3)a→b→f→g(4)内细胞团有利于胚胎的恢复和进一步发育
(5)胚胎移植桑椹胚或囊胚胚胎分割冷冻或液氮
(6)受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应(7)抗生素
【解析】
(1)超数排卵选择的动物激素是促性腺激素。
(2)由于受精卵全能性易于表达,所以选择受精卵作为培育转基因动物的受体细胞,将目的基因导入动物细胞的方法是显微镜注射法,基因工程的核心是基因表达载体的构建,该过程需要限制酶和DNA连接酶,通过检测标记基因的方法可确定目的基因已经导入到受精卵;在蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用的方法是抗原-抗体杂交。
(3)试管动物的培育过程包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。
(4)图中③表示囊胚期内细胞团,胚胎分割时需对内细胞团均等分割,有利于胚胎的恢复和进一步发育。
(5)d操作属于胚胎移植,胚胎分割时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚。
保存胚胎的环境是冷冻或液氮。
(6)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应。
(7)为了防止杂菌污染需向培养液中加入一定量的抗生素。
5.
【解析】略
6.
(1)EcoRI和HindⅢ4同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因与质粒反向连接
(2)促性腺获能桑葚胚或囊胚(3)去核卵母相同的生理环境
【解析】
试题分析:
(1)根据不同限制酶在目的基因和质粒上的识别位点可知:
①不能用SmaⅠ切割,因为用该酶切割后将导致目的基因被破坏,②也不能用SnaBⅠ和BamHⅠ切割,因为这两种酶的酶切位点没有同时出现在质粒和目的基因,③也不能用EcoRⅠ一种酶来切割,因为切割之后形成的片段易发生自身环化现象。
故只能用EcoRⅠ和HindⅢ两种酶同时切割。
用EcoRⅠ和HindⅢ两种酶切割后经重组形成的符合要求的重组质粒上含有2个SmaⅠ、1个EcoRⅠ、1个HindⅢ识别位点,经SmaⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ三种酶同时进行酶切,该环状DNA分子将被切割成4种小的DNA片段。
若用EcoRⅠ处理,因为同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因与质粒反向连接,故导致部分含有重组质粒的受体细胞中目的基因不能正确表达。
(2)使动物超数排卵通常用促性腺激素处理,对采集到的精子要获能处理;胚胎发育过程要获得更多的个体,通常用桑椹胚或囊胚期的细胞进行胚胎分割移植。
(3)动物克隆技术是将动物体细胞核移植到去核的卵母细胞,胚胎移植对供体和受体动物作同期发情处理,具有相同的生理环境,便于成功。
考点:
本题考查基因工程、胚胎工程的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络结构的能力。
7.促性腺维持培养液的PH早期胚胎培养胚胎移植有性能1/2遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)
【解析】试题分析:
分析题图:
图示表示三亲婴儿的培育过程,由图可知,三亲婴儿的培育采用了核移植技术、体外受精、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。
动物细胞核移植:
将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物.动物细胞核移植技术的原理是动物细胞核具有全能性;克隆动物的遗传物质来自双亲,其核遗传物质来自供核生物,而细胞质基因来自提供细胞质的生物。
(1)对雌性供体注射促性腺激素,使其超数排卵,获得更多的卵细胞。
动物细胞培养时培养环境需要一定气体环境,其中CO2的主要作用维持培养液的pH。
(2)三亲婴儿的培育需要核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术.根据图示可推测:
三亲婴儿由受精卵发育而来的个体,培育方式属于有性生殖。
(3)根据图示可知卵母细胞的细胞质来自于捐献者,可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代。
三亲婴儿的染色体1/2来自母亲和1/2来自父亲提供的细胞核;设计试管婴儿技
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