高中生物胚胎分割移植综合题

tPA是机体在凝血平衡调节中发挥关键性作用的蛋自质，如图是利用奶牛乳腺生产tPA的图解，据图回答下列问题：

(1)如要在体外迅速扩增tPA基因可采用________技术，此技术需要________酶。
(2)要使tPA基因在奶牛的乳腺细胞中特异性表达，需在其前面加上________________。
(3)过程⑥中用于移植的胚胎是________。移入的胚胎能够在受体母牛体内存活的原因是________，同时能够在子宫内建立正常的生理和组织上的联系。
(4)乳腺生物反应器生产医用人体蛋白比工程菌有优势，是由于乳腺细胞有较强的________能力，省却了从工程菌胞内提取时的破壁、分离等程序，大大降低了纯化成本。

有调查显示某山区某些蛙的数目在减少，且在高海拔地区尤为显著。科学家A猜测这是由于全球气候变暖，导致高海拔地区温度上升明显，使得蛙受精卵的性别分化异常所致。
（1）根据A的猜测，某蛙的种群                   ，导致出生率下降，使得个体数目减少。用现代生物进化理论来解释，这种温度的变化属于                方向的调整。
（2）蛙受精卵要经历细胞的分裂、           过程，才能发育成蝌蚪。细胞的            导致蝌蚪的尾巴消失。蛙的细胞分裂方式有        种。
（3）科学家S猜测生活在海拔2000m的雨蛙减少的原因，是由于臭氧层空洞使照射到地表的紫外线（UV-B）增强，导致蛙胚胎的成活率下降。现求证S的猜测是否成立：
实验器材：雨蛙早期胚胎，滤光片A（仅能过滤掉UV-B），滤光片B（仅允许UV-B通过）等。（注：以上器材数目均充足。）
实验步骤：
①在海拔2000m的雨蛙生活环境集中放置小型人造水池3个，编号甲、乙、丙；
②在三个水池中放入                                   的雨蛙早期胚胎各50个；
③                                                                          ；
④培养胚胎3周，每周定时计数存活胚胎数目2次，并计算                        。
实验分析：
如果实验结果为：                                                                      ，则证明S的猜测是正确。

【生物——选修3:现代生物科技专题】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          。

I.已知一对等位基因控制的羽毛颜色，为黑羽，为白羽，为蓝羽。另一对等位基因和控制鸡的小腿长度，为短腿，为正常，但胚胎致死。两对基因位于常染色体上且独立遗传。一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配，获得₁。
（1）₁的表现型及比例是。若让₁中两只蓝羽短腿鸡交配，₂中出现中不同的表现型，其中蓝羽短腿鸡所占比例是。
（2）从交配结果可判断和的显隐性关系，在决定小腿长度性状上，是，在控制之死效应上，是。
（3）基因控制色素合成酶的合成，后者催化无色前体物质形成黑色素。研究人员对基因进行测序并比较，发现基因的编码序列缺失一个碱基对，据此推测，基因翻译时，可能会出现或，导致无法形成功能正常的色素合成酶。
（4）在火鸡（型性别决定）中，有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合形成二倍体，并能发育成正常个体（注：胚胎致死）。这种情况下，后代总是雄性，其原因是。
II.科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。

（1）由过程获得的为。
（2）在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是，受体应选用期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生，这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为。

Ⅰ(10分)下面是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图，其中甲表示神经中枢，乙、丙未知。神经元A、B上的1、2、3、4为四个实验位点。现欲探究神经元A是传出神经元还是传入神经元，结合所给器材完成以下内容。

材料：从蛙体内剥离出的某反射弧(反射弧结构未被破坏)。供选择仪器：剪刀，电刺激仪，微电流计。
(1)如果该反射弧的效应器为传出神经末梢及其连接的肌肉。探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(只在神经元A上完成)：
①先用剪刀在神经元A的                  将其剪断；
②再用电刺激仪刺激神经元A上的实验位点          ，若           ，则神经元A为传入神经元，反之则为传出神经元。
(2)如果在实验过程中要保证神经元A和神经元B的完整性，探究神经元A是传出神经元还是传入神经元的方法步骤(每个实验位点只能用一次)：
①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外；
②用电刺激仪刺激实验位点________，若微电流计的指针偏转________次，则神经元A为传出神经元；若微电流计的指针偏转       次，则神经元A为传入神经元。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为           ，具有这种特点的原因是______________。
Ⅱ. (9分) 下图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答有关问题：

（1）与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是               。在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是                            。
（2）“转基因牛”D培育过程中作为外源基因的受体细胞，主要原因是                。
（3）图中数字标号③代表的结构为        ，③将来发育为          ，c→d过程需对其均等分割的目的是            和            。 A、B牛基因型是否相同？             。
（4）以上培育过程中，用到的生物技术名称是                       （至少答两个）

小鼠是继果蝇之后的又一种模式动物，下图1表示生产长效胰岛素转基因小鼠培育过程示意图，图2表示图1中③表达载体构建过程图示。请回答下列问题：

（1）图1中的过程①注射A物质的目的是使供体母鼠__________________，若进行体外受精，则需将未成熟的卵子培养至_______________才具备受精能力。
（2）在图2中，当目的基因的DNA用HindⅢ、BamhⅠ完全酶切后反应管中有________种DNA片段，经过程⑧形成的重组质粒上将有______________限制酶的切点。
（3）为确保目的基因在小鼠细胞中进行表达，图2的⑧过程在构建基因的表达载体时，需将目的基因插在____________________两种片段之间，将表达载体送入细胞时，图1中的过程④常用的方法是_______________________________________。
（4）为检测目的基因是否成功表达，通常采用的方法是____________________。

【生物—选修3 现代生物科技专题】(15分)下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答,

(1)该生态工程体现了                            等生态工程的基本原理〔选答两项〕｡
(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,要通过基因工程培育抗病甘蔗,需要的工具酶是          ,可通过               技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株｡若要检测目的基因是否表达相应的蛋白质则可以用                 技术进行检测,其依据的原理是             ｡
(3)为大量繁殖良种猪,可采用胚胎移植技术｡该技术,首先要对母猪做超数排卵处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过               处理的良种猪精子进行体外受精｡将早期胚胎培养到            时期,再将胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪｡受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生        反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。

2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面作出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：

请根据上述材料回答下列问题：
（1）图中过程②常用的方法是                ；过程③利用的生物技术是             ；在进行过程④前，利用         技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠。
（2）用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、       、       、   等部分。
（3）cDNA属于       基因文库，其构建方法是：用某种生物发育的某个时期的mRNA通过      产生cDNA片段，与          连接后储存在一个受体菌群中。
（4）PCR是一项利用DNA复制的原理在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。其基本过程是：加热至90～95℃使         →冷却至55～60℃使        结合到互补DNA链→加热至70～75℃使        从引物起始进行互补链的合成，如此反复进行。

(6分)羊绒素有“软黄金”之称，内蒙古绒山羊和辽宁绒山羊是我国的两大产绒品种。我国生物学家运用现代生物技术培育出了转基因绒山羊.其过程如下图所示:

（1）在辽宁绒山羊细胞中获取的IGF 一I基因在导入胚胎干细胞之前须          _，这是基因工程操作的核心步骤，若该过程使用的质粒是双链闭合环状的DNA分子，用两种识别序列不同的限制酶M和N切割(识别序列和切割位点如下右图)，通过凝
胶电泳分离分析得下表。

（2）①在该质粒中，N酶的切割位点有   个。
②M酶与N酶切出的能相互粘连的末端在酶的作用下相互连接，连接后的序列是否能用M酶、N酶进行切割?     (填“能”或“不能”)。
（3）胚胎干细胞(ES)可由囊胚的        _分离培养获得。转基因胚胎干细胞培养过程中应定期      _，防止细胞代谢产物对细胞自身造成危害。
（4）干细胞经扩大培养诱导分化为早期胚胎，随后即可植入经_       处理的代孕母羊体内。

通过培育转基因克隆猪有望解决世界性的人源器官短缺问题。下图表示科学家培育转基因克隆长白猪的过程，请据图分析回答：

（1）若通过①过程获得的调节基因M端的黏性末端是—CTAG，N端的黏性末端是—TTAA，则①②过程选用的限制酶是               。
（2）③过程常用的方法是                    ，④过程涉及的细胞生理过程有_________和_________。
（3）转基因克隆长白猪子代的器官是否一定可以作为人源器官？简要说明理由。
_______________________________________________________________。

胚胎干细胞（ES细胞）在生物学研究中具有十分重要的应用价值。

（1）上图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中，再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有                 。
（2）上图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有      种重组DNA分子；第Ⅲ步操作后，还需经过                        的过程，才能将该ES细胞注射到囊胚中。
（3）ES细胞在功能上具有              的特点；目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导，为因故失去手的患者提供新的“手”，该过程揭示了细胞            的机理。
（4）已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径，但一般不分裂增殖。鼠ES细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加                  促融，获得杂种细胞。若要从培养液中分离出杂种细胞，写出实验方法（不考虑机械方法），并说明理由。
方法：___________________________________________________________。
理由：___________________________________________________________。

科学家仅使用小分子化合物的组合对体细胞进行处理，成功地将已高度分化的小鼠成纤维上皮细胞诱导成多潜能干细胞，并将其命名为化学诱导的多潜能干细胞（GiPS细胞）。下图是利用GiPS细胞对镰刀型细胞贫血症小鼠进行基因治疗的技术流程：

请据图回答：
（1）过程①中，在培养液中加入___________使上皮组织细胞彼此分散，若用传代培养的细胞应不超过10代，以保证细胞的________________不发生变化。
（2）科学家用小分子化合物的组合对小鼠成纤维上皮细胞进行处理，促使已经__________的成纤维上皮细胞“重新编程”产生GiPS细胞，这些GiPS细胞与囊胚中__________细胞性质相同。
（3）过程③中，导入的重组质粒中调控目的基因表达的组件是______________，____________的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。
（4）若利用GiPS细胞诱导分化形成______________，再经_________________技术，可较容易得到高等动物的体细胞克隆个体。
（5）GiPS细胞经过体外诱导分化，可以培育出人造组织器官。图中培育的骨髓造血干细胞移植回该小鼠体内与异体骨髓造血干细胞移植相比，最大的优点是__________________。

科学家从129品系小鼠中成功分离出胚胎干细胞，并注入小鼠的囊胚，形成嵌合体囊胚，育出嵌合体小鼠。利用该技术，可获得表达绿色荧光蛋白（ GFP）转基因昆明（KM）小鼠，操作流程图如下，请回答：

（1）在基因工程的操作中，携带GFP基因 的病毒作为            。
（2）步骤②中，利用荧光显微镜观察到细胞           ，将其取出，进行扩增培养。
（3）步骤③中，胚胎的收集方法称为           。
（4）步骤⑤中，胚胎干细胞可以         形成包括生殖腺在内的各种组织。
（5）图中X小鼠为       小鼠。

请回答下列有关“试管牛”和“转基因牛”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。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              。
（2）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。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的启动子、终止子、         、       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               ，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）。

2010年，中科院昆明动物研究所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非人灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平，为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的基础。下图是转基因猕猴培育过程示意图，据图回答：

⑴在构建基因表达载体过程中，它的组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及          。过程②中常用          的方法将目的基因导入受精卵。
⑵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           。
⑶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，此前需用促性腺激素对代孕雌猴作              处理。
⑷若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行        ，操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。若选用囊胚期的胚胎，操作过程中要特别注意的问题是：             。
⑸下列关于现代生物工程技术的安全性和伦理问题的分析，不合理的观点是：（    ）

A．转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原或者引起中毒

B．运用DNA重组技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器

C．我国的政策是禁止进行生殖性克隆人

D．转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存