1、1专题强化训练(十七) 胚胎工程与生态工程1(2018河南八市第一次测评)科技人员利用基因工程、胚胎工程等将哺乳动物转变成“批量生产药物的工厂” 。下图为利用奶牛生产抗病毒的特效药干扰素的基本流程。请回答：(1)由干扰素 mRNA 形成 cDNA 的过程称作_。过程获得大量干扰素基因的方法有_、PCR 技术扩增和人工合成。过程中用到的“工具酶”有_。过程中采用最多最为有效的方法为_。(2)形成受精卵的过程主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，_。在这个过程中，防止多精子入卵受精的屏障有_。(3)过程中由受精卵形成的“早期胚胎”为_，该胚胎可用于过程。也可放入_中保存。(4)若转基因牛的
2、体细胞中只携带了一个干扰素基因，常采用_的方法来培育出体细胞中含有两个干扰素基因的纯合个体。解析：(1)由干扰素 mRNA 形成 cDNA 的过程称作反转录(逆转录)。过程表示目的基因(干扰素基因)的获取，其方法有从 cDNA 文库中获取(从基因文库中获取)、利用 PCR 技术扩增和人工合成。过程为基因表达载体的构建，用到的“工具酶”有限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA 连接酶。过程是将构建的基因表达载体导入动物细胞，其中采用最多最为有效的方法为显微注射技术。(2)形成受精卵的过程主要包括精子穿越放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合。在这个过程中，防止多精子入卵受精的屏障有透明带反应和
3、卵细胞膜反应。(3) 过程为胚胎移植，因此可用于过程的、在过程中由受精卵形成的“早期胚胎”为桑椹胚或囊胚。该胚胎除了用于过程所示的胚胎移植外，也可放入196的液氮中保存。(4)若转基因牛的体细胞中只携带了一个干扰素基因，则该转基因牛相当于杂合子，2常采用多代杂交并筛选的方法来培育出体细胞中含有两个干扰素基因的纯合个体。答案：(1)反转录 从 cDNA 文库中获取(从基因文库中获取) 限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA 连接酶 显微注射技术 (2)原核形成和融合 透明带反应和卵细胞膜反应 (3)桑椹胚或囊胚 196的液氮 (4)多代杂交并筛选2(2018河南濮阳一模)2016 年 4 月，世界首
4、例经过线粒体移植技术的“三亲婴儿”哈桑在墨西哥出生。下图是培育“三亲婴儿”的示意图，请回答下列问题：(1)“三亲婴儿”共有三位生物学意义上的父母，即所谓的“_爸_妈”(填“一”或“二”)；由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)引入的线粒体基因相当于对婴儿原来的基因进行了修饰，这一过程类似于_技术。(3)去除细胞核时普遍使用_去核法。从受精卵到“三亲婴儿”的出生还需要_和_等技术。(4)“三亲婴儿”的培育技术能避免母亲的_遗传病基因传递给后代，但其染色体仍有_(填比例)来自母亲提供的细胞核。解析：据图分析，图示表示三亲婴儿的培育过程，图
5、中显示三亲婴儿的培育采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等；三亲婴儿的遗传物质来自于三个亲本，细胞核基因来自于母本和父本，细胞质基因来自于捐献者。(1)根据以上分析已知，三亲婴儿有两个母亲(分别提供细胞核和细胞质的母本)、一个父亲；促性腺激素可以促进女性超数排卵，产生多个卵细胞。(2)引入的线粒体基因相当于对婴儿原来的基因进行了修饰，属于基因重组，类似于基因工程。3(3)一般采用显微操作去除动物的细胞核；此外三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。(4)“三亲婴儿”的细胞核中的染色体一半来自于母亲、一半来自于父亲，而细胞质基因来自于捐献者，这样可以避免母亲的线粒体遗传
6、病基因传递给后代。答案：(1)一 二 促性腺 (2)基因工程(或转基因) (3)显微操作 早期胚胎培养 胚胎移植 (4)线粒体(或细胞质) 1/2(或 50%)3(2018河北衡水中学模考)某基因研究院培育出了转基因克隆绵羊，该绵羊能合成深海鱼体内富含的不饱和脂肪酸 omega3。(1)在培育转基因克隆绵羊过程中，运用_的方法除去卵母细胞的细胞核，通过化学试剂_使该细胞与供体细胞融合，进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行，需要在合适的季节对供、受体母羊进行_处理，培育过程中，科研人员同时将 omega3 合成酶的基因片段转移到了该羊基因组中，使目的基因进入受体细胞并维持稳定和表达的过
7、程，称为_。利用 PCR 技术进行扩增目的基因的前提是_。(3)目前，人们主要通过食用深海鱼肉摄取 omega3，人们过度捕杀深海鱼而严重破坏了海洋生态系统，使生态系统的_稳定性下降。(4)建造海底人工鱼礁，其目的是改善海洋环境，是实现海洋渔业可持续发展的举措之一，这体现了生态工程所遵循的_原理。十九大提出“绿水青山就是金山银山” ，要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复，还要考虑当地人的经济发展和生活需要，这主要遵循了生态工程的_原理。解析：(1)核移植技术的受体细胞为处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，通过显微操作去除其核，使该细胞与供体细胞融合有物理或化学方法，化学方法一般用聚
8、乙二醇(PEG)作为诱导剂使两细胞融合，进而构建重组胚胎。(2)为保证胚胎移植顺利进行，需要在合适的季节对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理，以保证胚胎移植入相同的生理环境；使目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化；利用 PCR 技术进行扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。(3)人们过度捕杀深海鱼，导致生物多样性降低，生态系统的自我调节能力下降，抵抗力稳定性降低。4(4)建造海底人工鱼礁，目的是改善海洋环境，增大环境承载力，实现海洋渔业可持续发展，所以体现了生态工程建设要遵循的协调与平衡原理；十九大提出“绿水青山就是金
9、山银山” ，要实现这一目标不仅需要对破坏的生态环境进行恢复，更重要的是还要考虑当地人的经济发展和生活需要，这主要遵循了生态工程的整体性原理。答案：(1)显微操作去核 聚乙二醇 (2)同期发情 转化 要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物 (3)抵抗力 (4)协调与平衡 整体性4(2018河北保定一模) 1抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺乏会引起肺气肿。某公司成功培育出转基因羊，这种羊进入泌乳期后，其乳汁中含有人类的 1抗胰蛋白酶，可用于治疗肺气肿。请回答下列问题：(1)为获取目的基因，需要在肝细胞中提取_，通过反转录产生 cDNA，再通过_技术进行快速扩增。(2)将 1抗胰蛋白酶基
10、因与乳腺蛋白基因的_等调控组件重组构建基因表达载体，然后通过_技术，导入羊的受精卵中。(3)受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到_阶段通过胚胎移植到受体子宫孕育。为选育出能泌乳的雌羊，移植前需从胚胎的_部位取样，通过 DNA 鉴定分析性别。(4) 1抗胰蛋白酶是一种结构较复杂的糖蛋白，上述生产方法与传统的转基因大肠杆菌生产比较，其优势在于羊细胞有对蛋白质加工的_、_等细胞器。解析：(1)提取目的基因的方法中，可先在肝脏细胞中提取其 mRNA，通过反转录产生cDNA，再通过 PCR 技术进行快速扩增。(2)将获取的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，构建基因表达载体，然后通过显微注射技
11、术，导入羊的受精卵中。(3)受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到桑椹胚或囊胚阶段，通过胚胎移植到受体子宫孕育。为选育出能泌乳的雌羊，移植前须从胚胎的滋养层部位取样，做 DNA 分析鉴定性别。(4)与原核生物大肠杆菌相比较，羊细胞中有对蛋白质加工的内质网、高尔基体等细胞器。答案：(1)mRNA PCR (2)启动子(或启动子、终止子) 显微注射 (3)桑椹胚或囊胚 滋养层 (4)内质网 高尔基体55(2018河北石家庄一模)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，目前通常将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白，基本步骤如下：.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体
12、外受精，形成受精卵；.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)步骤中，卵母细胞与精子结合过程中防止多精入卵的生理反应包括_。自然条件下，受精卵是在雌性动物的_内完成的。(2)步骤中，将人的血清白蛋白基因导入牛受精卵最为有效的方法是_。导入基因前，需要将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤称为_。(3)步骤中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还需要添加_和动物血清。一般
13、情况下，通常在合成培养基中加入一定量的抗生素，其目的是_。(4)步骤中，应选择性别为_的奶牛胚胎进行移植。解析：(1)防止多精入卵的两道屏障为透明带反应、卵细胞膜反应。自然条件下，受精作用的场所为输卵管。(2)将目的基因导入动物细胞的方法为显微注射技术。将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，称为构建基因表达载体。(3)早期胚胎培养过程中，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还需要添加激素和动物血清。为了防止污染，在合成培养基中还需要加入抗生素。(4)血清白蛋白要从乳汁中提取，只有雌性奶牛才能产生乳汁，因此胚胎移植时，必须选取雌性奶牛
14、的胚胎进行移植。6答案：(1)透明带反应、卵细胞膜反应 输卵管 (2)显微注射技术 构建基因表达载体 (3)激素 防止污染 (4)雌性6胚胎工程应用前景广阔，请回答：(1)胚胎工程是指对动物_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、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物_进行的模拟操作。(2)防止多个精子与卵子受精的生理机制包括_。(3)合子形成后即在输卵管内进行_分裂，开始发育。胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为_，其显著特点是胚胎的总体积_
15、。解析：(1)胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，胚胎工程实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。(2)防止多个精子与卵子受精的生理机制包括透明带反应和卵细胞膜反应。 (3)合子形成后即在输卵管内进行有丝分裂。胚胎发育的早期在透明带内进行，这一时期称为卵裂期，其显著特点是胚胎的总体积不增加或略有缩小。答案：(1)早期胚胎或配子 自然受精和早期胚胎发育条件 (2)透明带反应和卵细胞膜反应 (3)有丝 卵裂期 不增加或略有缩小7(2018河南南阳期末)请结合所学知识回答下列有关问题：(1)基因工程中将目的基因导入植物细胞时多采用_法。这种方法
16、一般不适用于_子叶植物。将目的基因导入受体细胞时，主要是利用了 TDNA 的哪个特点？_。要想检测导入抗虫棉的 Bt 毒素蛋白基因是否表达，在分子水平上可用_法进行检测。(2)在单克隆抗体制备过程中，将杂交瘤细胞进行扩大培养之前至少需要经过两次筛选，方法分别是_和_。单克隆抗体的优点是_。(3)在胚胎工程中，胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎；移植后的胚胎7能在受体子宫中存活的生理基础是_。进行胚胎移植的优势是可以充分发挥_。(4)体外基因治疗与一般的异体移植相比最大的优点是_。胚胎干细胞可以作为基因治疗的受体细胞，原因是_。解析：(1)据试题分析可知，要想检测导入抗虫棉的 Bt 毒素蛋白基
17、因是否表达，在分子水平上可用抗原抗体杂交技术。(2)杂交瘤细胞进行扩大培养之前至少需要经过两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，其筛选方法不同，分别是用选择性培养基筛选和用专一抗体检测。单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。(3)在胚胎工程中，胚胎移植前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎，移植后的胚胎之所以能在受体子宫中存活是因为受体子宫对外来胚胎基本不发生排斥反应，进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。(4)基因治疗分体外基因治疗和体内基因治疗，体外基因治疗与一般的异体移植相比最大的优点是没有排斥
18、反应。胚胎干细胞细胞还未分化，具有全能性，可定向诱导分化成各类细胞、组织、器官，因此可以作为基因治疗的受体细胞。答案：(1)农杆菌转化 单 可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体 DNA 上 抗原抗体杂交 (2)选择性培养基筛选 专一抗体检测 特异性强、灵敏度高、可大量制备 (3)胚胎分割 受体子宫对外来胚胎基本不发生排斥反应 雌性优良个体的繁殖潜能 (4)没有排斥反应 具有发育的全能性，可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官8(2018陕西宝鸡二质检)回答下列有关细胞工程和生态工程的问题。(1)随着生物科技的进步，植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产方方面面。微型繁殖：
19、植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速实现种苗的快速繁殖，选取植物_(部位)进行组织培养可获得脱毒植株，实现作物增产。神奇的人工种子：人工种子就是以植物组织培养得到的_(至少答两种)等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。作物新品种的培育：常规育种培育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种，一般需8要经过 56 年的连续筛选，而_可明显缩短育种年限；在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于_状态，因此容易产生突变。(2)动物细胞培养技术是动物细胞工程技术的基础，动物细胞培养需要满足以下条件：_的环境、营养、温度和 pH、气体环境。
20、进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含_的混合气体的培养箱中进行培养。(3)地球需要我们运用生态工程对遭到破坏的生态环境进行修复或重建，生态工程所遵循的基本原理如下：_、_、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理等。解析：(1)若想获得脱毒苗，可以切取一定大小的茎尖等分生区进行组织培养。人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子。单倍体育种可以明显缩短育种年限；在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生(裂)状态，因此容易产生突变。(2)动物细胞培养的条件：无菌和无毒的环境、营养、温度和 pH、气体环境。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含 95%空气和 5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。(3)生态工程所遵循的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理等。答案：(1)分生区或茎尖 胚状体、不定芽、顶芽和腋芽 单倍体育种 不断的分生(裂) (2)无菌和无毒 95%空气和 5%CO2 (3)物质循环再生原理 物种多样性原理
