2020版高考生物二轮复习课时作业20胚胎工程和生态工程含解析.doc
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1、课时作业20胚胎工程和生态工程811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
2、生产方法与传统的转基因大肠杆菌生产比较,其优势在于_。解析:(1)1抗胰蛋白酶是肝细胞表达的一种蛋白质,故可以先提取肝细胞的mRNA,在反转录酶的催化作用下合成DNA,再通过PCR进行目的基因的扩增。(2)构建基因表达载体时,想让目的基因在乳汁中表达,故需要把目的基因与乳腺蛋白基因的启动子相连,通过显微注射法导入动物的受精卵中。(3)通常早期胚胎培养至桑椹胚或囊胚阶段可以进行胚胎移植。若要进行性别鉴定,可以取囊胚期滋养层细胞进行DNA鉴定。(4)该技术选用的受体细胞是真核细胞,相对于转基因大肠杆菌来说,真核细胞具有细胞核和众多的复杂的细胞器,如内质网、高尔基体,可以对蛋白质进行成熟加工,更有优
3、势。答案:(1)mRNAPCR(2)启动子显微注射(3)桑椹胚或囊胚滋养层(4)羊细胞有内质网和高尔基体,具备蛋白质加工的能力2(2019年山西大学附属中学模拟)基因打靶技术是指利用外源性DNA与细胞DNA的相同或相似序列,在特定位点上进行替换,从而改变细胞遗传特性的方法。该技术可应用于解决人体对移植的猪器官产生的免疫排斥反应上,即利用基因打靶技术对猪细胞1,3半乳糖苷转移酶基因进行改造,以消除1,3半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。其主要过程如下:第一步:从猪囊胚中分离出胚胎干细胞。第二步:在与靶基因(需要改造的基因)相同的外源性DNA上,插入新霉素抗性基因,构建打靶载体。第三步:打靶载体导入胚
4、胎干细胞,与细胞DNA中的靶基因进行替换。第四步:改造后的胚胎干细胞筛选、增殖等。回答下列问题:(1)选取猪胚胎干细胞作为基因改造的细胞,原因是胚胎干细胞在功能上具有_。(2)该改造过程中,靶基因具体是指_;插入新霉素抗性基因需要的酶是_,插入该抗性基因的作用是_(答出两点)。(3)改造后的胚胎干细胞经过诱导发生增殖和_分化,培育出不合成1,3半乳糖苷转移酶的特定器官,再经过一系列改造后为器官移植做准备。(4)运用基因打靶技术进行基因改造的原理是_,该技术在一定程度上解决了人体移植器官的短缺难题。解析:(1)胚胎干细胞具有全能性,无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细
5、胞类型。(2)分析题干和题图可知,靶基因具体是指能引起人体产生免疫反应的猪细胞的1,3半乳糖苷转移酶基因。插入新霉素抗性基因构建打靶载体过程中需要限制酶和DNA连接酶;从新霉素抗性基因插入位点可知,该抗性基因的作用是破坏靶基因,使靶基因不能表达;新霉素抗性基因作为标记基因也可用于筛选。 (3)胚胎干细胞具有全能性,根据题意可知,改造后的胚胎干细胞经过诱导发生增殖,需要定向分化,培育出不合成1,3半乳糖苷转移酶的特定器官,再经过一系列改造后为器官移植做准备。 (4)基因打靶技术是指利用外源性DNA与细胞DNA的相同或相似序列,在特定位点上进行替换,从而改变细胞遗传特性的方法,属于DNA重组技术,
6、遵循的原理是基因重组。答案:(1)发育的全能性(2)(猪细胞的)1,3半乳糖苷转移酶基因限制酶和DNA连接酶破坏靶基因,使靶基因不能表达;起筛选作用(3)定向(4)基因重组3下图表示我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程。请据图回答下列问题:(1)图中过程需要用同一种限制酶切割目的基因和Ti质粒,限制酶的特点是_。过程采用最多的方法是_。(2)使用的猪胎儿成纤维细胞在培养过程中一般不超过_代。重组细胞最终能发育成绿色荧光蛋白转基因克隆猪的内在原因是_。为激活重组细胞,使其完成细胞分裂和发育进程,可采用的化学方法有_(至少列举两种)。(3)对早期胚胎采用胚胎分割技术,选择发育良好、形态正
7、常的_早期胚胎进行操作,而且要注意将内细胞团均等分割,原因是_。解析:(1)限制酶的特点是能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA分子。迄今为止,显微注射技术是转基因动物中采用最多也是最为有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法。(2)目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型。重组细胞最终能发育成绿色荧光蛋白转基因克隆猪的内在原因是具有全套的遗传信息。激活重组细胞的化学方法有电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。(3)进行胚胎分割技术,选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚早期胚胎进行操作,而且要注意将内细胞团均等分割,因为内细胞团一般到囊胚阶段才
8、出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养细胞,只为胚胎和胚胎发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。答案:(1)能识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA分子显微注射技术(2)10具有生物体生长发育的全套遗传信息电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等(3)桑椹胚或囊胚若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题4在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡,能见到一种基于“桑基鱼塘”的生态农业模式,如下图所示
9、。请回答相关问题: (1)该生态农业模式通过把多个生产系统优化组合,有机整合成为一个新的高效生态系统,这与单个生态系统(如鱼塘生态系统)相比,优点是_。据图分析,该生态系统中可作为第二营养级的生物有_。(2)输入鱼塘生态系统的能量来自_;图中塘泥可以为桑树和甘蔗生长提供营养物质的原因是_。(3)该生态系统受到少量未经处理的生活、农业和工业生产废水(含有化肥、农药、普通洗衣粉、石油、高含硫煤炭)污染时,能通过_等方式消除污染,污染严重时可使该鱼塘发生“水华”现象,上述废水中能促使“水华”现象发生的物质是_。解析:(1)该生态农业模式通过把多个生产系统优化组合,有机整合成为一个新的高效生态系统,这
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