第講胚胎工程生物技術(shù)的安全性

1、1原理應(yīng)用題(2013山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)四次診斷)科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將人的高血壓相關(guān)基因?qū)氪笫笫芫?，培育遺傳性高血壓轉(zhuǎn)基因模型大鼠，以研究遺傳性高血壓的致病機(jī)理及篩選有效的治療藥物。請回答：(1)獲得目的基因后，常利用_技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增。在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)和_。(2)將人的高血壓相關(guān)基因?qū)胧芫阎械淖钣行Х椒ㄊ莀。(3)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，培養(yǎng)液中通常需加入_等一些天然成分，還需要提供CO2以維持_。(4)胚胎移植前應(yīng)保持供體和受體的_相同。所以要對受體鼠進(jìn)行_處理。用于胚胎移植的早期胚胎一般是_。2研究分析題(2013河南鄭州

2、三模)下圖表示利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)所作的一系列研究，請據(jù)圖分析回答。(1)上圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從_和_中分離獲取。(2)過程將胚胎干細(xì)胞置于射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上，并加入動物血清、抗生素等物質(zhì)，維持細(xì)胞不分化的狀態(tài)。在此過程中，飼養(yǎng)層提供干細(xì)胞增殖所需的_，加入抗生素是為了_。該過程對于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義。(3)過程將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔，通過組織化學(xué)染色，用于研究動物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過程以及影響因素，這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有_的特點(diǎn)。在哺乳動物早期發(fā)育過程中，囊胚的后一個(gè)階段是_。(4)過程是培育轉(zhuǎn)基因小

3、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)過程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_，該過程研究的意義在于解決_問題。(6)該研究中，包含的生物技術(shù)有_(至少寫出兩種)。3原理應(yīng)用題(2013哈三中、大連育明、東北育才、天津耀華高三第二次聯(lián)考)“試管嬰兒”是通過將不孕夫婦的精子和卵細(xì)胞取出在試管中完成受精，并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到一定時(shí)期，再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育。據(jù)此回答：(1)為了某些需要，需設(shè)計(jì)試管嬰兒，即植入前對胚胎

4、進(jìn)行_診斷，在胚胎的性別鑒定技術(shù)中，目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRYPCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個(gè)_細(xì)胞，提取DNA作為模板；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基作引物，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，最后用_作探針，如果顯示出_，即為雄性。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，除了上述提到的模板DNA和引物以外，還需要_和_。(2)設(shè)計(jì)試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭論的問題。對于克隆人，我國不反對治療性克隆，即可利用人體細(xì)胞核移植等技術(shù)治療人類疾病，在去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核時(shí)，可用微型吸管把位于_和_之間的第一極體一并吸出；在對供體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，會出現(xiàn)_和_現(xiàn)象，使得

5、培養(yǎng)瓶中細(xì)胞排列為單層，最后用做供體的細(xì)胞通常為_代以內(nèi)的。(3)除了對倫理道德方面問題的爭議，人們也對轉(zhuǎn)基因生物的安全性存在爭論，主要集中在食物安全、環(huán)境安全、_安全三個(gè)方面?！練v煉】1(1)PCR 標(biāo)記基因(2)顯微注射法(3)血清、血漿 培養(yǎng)液的pH(4)生理狀況 同期發(fā)情 桑椹胚或囊胚解析：(1)基因工程中目的基因擴(kuò)增通過PCR技術(shù)，基因表達(dá)載體的組成除目的基因外，還必須有啟動子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)和標(biāo)記基因。(2)動物基因工程中將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法是顯微注射法。(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)培養(yǎng)液中通常需加入動物血清、血漿等一些天然成分，還需要提供CO2以維持培養(yǎng)液的pH。(4)供體和受

6、體的生理狀況相同是胚胎移植的前提，為了達(dá)到這個(gè)要求要對受體鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理。用于胚胎移植的早期胚胎一般是桑椹胚或囊胚，因?yàn)榇藭r(shí)期的細(xì)胞全能性高。 2(1)早期胚胎 原始性腺(2)營養(yǎng)物質(zhì) 防止雜菌污染(3)發(fā)育的全能性 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)使移植組織細(xì)胞不會被排斥 臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥(6)動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植解析：(1)胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從早期胚胎和原始性腺中分離獲取。(2)胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)所用的飼養(yǎng)層細(xì)胞可以供給干細(xì)胞增殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)，加入抗

7、生素是為了防止雜菌污染。(3)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，通過組織化學(xué)染色，用于研究動物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過程以及影響因素。在哺乳動物早期發(fā)育過程中，囊胚的后一個(gè)階段是原腸胚。(4)基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體的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。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法。(5)去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T細(xì)胞，不發(fā)生細(xì)胞免疫，使移植組織細(xì)胞不會被排斥。過程研究對于解決臨床上供體器官不足或器官移植后免疫排斥等問題有重要意義。(6)題中的研究過程包括動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等生物技術(shù)。3(

8、1)遺傳學(xué)滋養(yǎng)層標(biāo)記的SRY基因雜交帶(陽性反應(yīng))4種游離的脫氧核苷酸熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(或Taq酶)(2)卵黃膜透明帶細(xì)胞貼壁接觸抑制10(3)生物 4.流程分析題以下是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過程，請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：(1)圖中對良種奶牛進(jìn)行處理時(shí)用到的激素是_，過程必須用到_酶，過程使用的是_酶。表示_技術(shù)，若方法C是最常用的將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法，則方法C是_。(2)如果轉(zhuǎn)基因牛D的牛奶中含有_，則說明血清白蛋白基因在個(gè)體水平已表達(dá)成功，其他細(xì)胞中不含血清白蛋白是_的結(jié)果。(3)圖中A和B分別指_和_。(4)圖中奶牛的牛糞可以用于生產(chǎn)沼氣，沼氣工程利用的是生態(tài)工程的_

9、原理。5圖文信息題(2012山西四校聯(lián)考)一青年農(nóng)民利用自己學(xué)習(xí)的生態(tài)學(xué)知識在自家庭院里建了一個(gè)小型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。如圖是該家庭生態(tài)工程的模式圖，請據(jù)圖分析回答問題。(1)從圖中可知，人類生活中所需的能源來自太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是_。(2)該生態(tài)工程中的能量能夠更多地被人類利用，原因是_。(3)生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界_的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)的工程相比較，生態(tài)工程是一類_的工程體系。(4)生態(tài)工程所遵循的基本原理是_、_、協(xié)調(diào)與平衡原理、_以及系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。6流程應(yīng)用題(2013江西白

10、鷺洲中學(xué)月考)牛胚胎移植的基本程序如圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中a、b、c過程分別是指_、_、_。(2)在胚胎移植過程中，供體、受體母牛選擇好后，要用動物激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，這樣處理的原因是_，以保證移植的胚胎能夠繼續(xù)正常發(fā)育。(3)為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是_；處理的時(shí)期是_。(4)從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細(xì)胞，稱為ES或EK細(xì)胞。這類細(xì)胞的形態(tài)特征有_。 (5)下圖是利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟。下列敘述正確的是()A胚胎移植可以定向改造動物遺傳性狀，需移植到發(fā)情的母牛子宮內(nèi)發(fā)育 BA細(xì)胞不一定是受精卵細(xì)胞 C兩個(gè)胚胎具有不同遺傳物質(zhì)D圖中a過程包括卵

11、裂、囊胚和原腸胚等階段開放探究題類非選擇題審題【歷煉】4(1)促性腺激素 限制 逆轉(zhuǎn)錄 PCR 顯微注射法 (2)血清白蛋白 基因選擇性表達(dá) (3)早期胚胎培養(yǎng)(受精卵培養(yǎng)) 胚胎移植 (4)物質(zhì)循環(huán)再生解析：本題主要考查基因工程、胚胎工程和生態(tài)工程的相關(guān)知識，意在考查理解能力。(1)在體外受精過程中首先要對良種奶牛用促性腺激素進(jìn)行處理，以獲得較多的卵母細(xì)胞。過程為用限制性內(nèi)切酶切割質(zhì)粒的過程，過程是通過逆轉(zhuǎn)錄的方法獲得目的基因的過程，此過程中要用到逆轉(zhuǎn)錄酶。最常用的將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞中的方法是顯微注射法。(2)轉(zhuǎn)基因牛D如果能夠分泌血清白蛋白，則說明其遺傳物質(zhì)內(nèi)含有血清白蛋白基因并能成功

12、表達(dá)。形成血清白蛋白是基因表達(dá)的結(jié)果，而其他細(xì)胞不含血清白蛋白是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。(3)體外受精完成后要對受精卵或早期胚胎進(jìn)行培養(yǎng)，再進(jìn)行胚胎移植以獲得轉(zhuǎn)基因個(gè)體，然后個(gè)體是否能分泌血清白蛋白需進(jìn)行篩選。(4)沼氣工程充分利用了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。5(1)減少了污染 (2)充分利用了廢棄物中的能量，實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用 (3)物質(zhì)循環(huán) 少消耗、多效益、可持續(xù) (4)物質(zhì)循環(huán)再生原理 物種多樣性原理 整體性原理6(1)超數(shù)排卵處理 胚胎的收集 胚胎移植(2)使供體、受體母牛處于相同的生理狀態(tài) (3)胚胎分割移植囊胚期或桑椹胚期 (4)體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯 (5)B解析：(1)圖

13、示a、b、c過程依次為對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理、配種后胚胎的收集和向受體母牛的胚胎移植。(2)為使受體接受胚胎應(yīng)對供體、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)為提高胚胎利用率宜采取胚胎分割移植技術(shù)。(4)胚胎干細(xì)胞的形態(tài)特征包括體積小、核大、核仁明顯等。(5)胚胎移植不能定向改造動物的遺傳性狀；和兩個(gè)胚胎是由同一胚胎分割而來，其遺傳物質(zhì)相同；在胚胎分割移植時(shí)，胚胎未發(fā)育到原腸胚階段；A細(xì)胞也可以為核移植的重組細(xì)胞。 為加強(qiáng)水體治理，珠江流域某城市構(gòu)建了較大面積的人工濕地。(1)當(dāng)污染物隨水流進(jìn)入該濕地時(shí)，濕地水體中碳元素的遷移和轉(zhuǎn)化途徑如圖。請用箭頭和文字補(bǔ)充虛線框中的碳轉(zhuǎn)化途徑。(2)一段時(shí)間后，濕

14、地中出現(xiàn)了輪蟲等浮游動物，可控制綠藻等浮游植物的增殖；管理員還放養(yǎng)了一些魚和鴨，為城市增添自然氣息。請寫出可能存在的食物鏈(兩條)。(3)如果含有重金屬的工業(yè)廢水進(jìn)入該系統(tǒng)，請根據(jù)生態(tài)學(xué)基本原理，指出可能產(chǎn)生哪些負(fù)面影響。審題流程審題分析尋找關(guān)鍵詞重金屬工業(yè)廢水生態(tài)學(xué)基本原理負(fù)面影響題干中，圖中相關(guān)信息聯(lián)系水綠藻輪蟲魚水黑藻魚鴨合理推導(dǎo) 工業(yè)廢水中的重金屬會進(jìn)入綠藻和黑藻、魚、鴨會被人食用合理發(fā)揮、解決問題根據(jù)上述分析獲得解答本題依據(jù)，聯(lián)想到二次污染、人類健康等問題答案：(1)(2)綠藻輪蟲魚黑藻魚鴨(3)重金屬進(jìn)入食物鏈，危害人體健康；重金屬無法降解，易發(fā)生二次污染。解析：由圖可知，可溶性有

15、機(jī)碳可作為好氧細(xì)菌碳源，被好氧細(xì)菌分解利用，好氧細(xì)菌呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳等作為黑藻、綠藻等植物光合作用的原料，同時(shí)又是其呼吸作用的產(chǎn)物，在細(xì)菌、植物、無機(jī)環(huán)境之間形成了穩(wěn)定的物質(zhì)循環(huán)。根據(jù)題意，可梳理出兩條食物鏈，重金屬鹽在食物鏈中有富集現(xiàn)象，對處于較高營養(yǎng)級的人危害很大，而且難于降解，易發(fā)生二次污染。閱卷評析現(xiàn)高考真題(2012課標(biāo)理綜)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題。(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有_和_。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTCGGCTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNAeq x(除可用)eq x(Eco

16、R切割外)，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是_。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即_DNA連接酶和_DNA連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_，產(chǎn)物是_。若要在eq x(體外獲得大量)反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，_和_也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用eq x(未處理的大腸桿菌)作為受體細(xì)胞，原因是_?？匆?guī)范審題信息1：由題干“除可用EcoR切割外”可知，要想用另一種限制酶切割并與之相連接，則該限制酶切割后的末端應(yīng)與EcoR切割后的末端一致。信息2：題干中“體外獲得大量”可知其方法應(yīng)是PCR技

17、術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增產(chǎn)物DNA。信息3：雖然是新題，但“未處理的大腸桿菌”很容易讓人想起“用Ca2處理大腸桿菌”，因而很快推知答案，未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒能力極弱。失分警示通過高考閱卷時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，造成失分的原因如下：(1)生物學(xué)術(shù)語使用不規(guī)范：黏性末端、平末端、EcoliDNA連接酶、T4DNA連接酶、噬菌體的衍生物、動植物病毒書寫不正確。(2)答題不規(guī)范：答第(2)題時(shí)需注意“用另一種限制酶切割的是同一個(gè)目的基因”， 書寫不規(guī)范引起失分。答第(4)題時(shí)需理解“反轉(zhuǎn)錄作用”的含義。答第(6)題時(shí)需聯(lián)想到“用Ca2處理大腸桿菌的目的”。 正確答案：(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與Ec

18、oR切割產(chǎn)生的相同(3)大腸桿菌T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體衍生物動植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱(1)當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的是平末端。 eq x(aal(賦分細(xì)則：,第1空：“黏性末端”為唯一正確答案，給1分。,第2空：“平末端”為唯一正確答案，給1分。)(2)為使運(yùn)載體與目的基因相連，不同的限制酶應(yīng)該切出相同的黏性末端。eq x(aal(賦分細(xì)則：,“切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR切割產(chǎn)生的相同”,給2分，“切出相同的黏性末端”也給2分,“在特定部分切割”