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課時作業(yè)18 胚胎工程與生態(tài)工程 1．(2016荊州市聯(lián)考)科學家采用不同方法培育良種牛的過程。請據(jù)圖回答有關問題： (1)與一般的繁育良種動物方式相比較，胚胎移植的優(yōu)勢是________。為提高良種奶牛的繁殖能力，在獲取卵母細胞之前需用促性腺激素對奶牛進行處理，目的是________。 (2)“轉基因?！盌培育過程中，常用受精卵作為外源基因的受體細胞，主要原因是________。 (3)圖中數(shù)字標號①代表的結構為________，①將來發(fā)育為________，c→d過程需對其均等分割的目的是________。A、B?；蛐褪欠裣嗤?？________。 (4)在培育良種牛的過程中，都運用了動物細胞培養(yǎng)技術。在動物細胞培養(yǎng)過程中，為防止雜菌的污染而要加入一定量的________。 答案　(1)可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力　超數(shù)排卵 (2)受精卵的全能性易于表達 (3)內細胞團　胎兒的各種組織　有利于胚胎的恢復和進一步發(fā)育　相同 (4)抗生素 解析　(1)與一般的繁育良種動物方式相比較，胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力；對良種母牛注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵。(2)由于受精卵的全能性易于表達，因此良種牛培育過程中，常用受精卵作為外源基因的受體細胞。(3)圖中①為內細胞團，將來發(fā)育為胎兒的各種組織；c→d過程需對其均等分割，這樣有利于胚胎的恢復和進一步發(fā)育。來自同一個胚胎的后代具有相同的基因型，因此A、B牛的基因型相同。(4)在動物細胞培養(yǎng)過程中，為防止雜菌的污染而要加入一定量的抗生素。 2．(2016武漢市武昌區(qū)調研)回答下列有關現(xiàn)代生物科技方面的問題： (1)構建基因工程表達載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產生黏性末端，也可能產生________末端。若要在限制酶切割目的基因和質粒后使其直接進行連接，一般選擇能使二者產生________(相同、不同)黏性末端的限制酶。 (2)在精卵結合過程中，防止多精入卵的第二道屏障稱做：________。 (3)生態(tài)經濟：使一個系統(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的生產原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化?！盁o廢棄物農業(yè)”體現(xiàn)了生態(tài)工程________原理。 (4)若要獲取轉基因植物人工種子，需培養(yǎng)到________階段，再進行人工種皮的包裹；如用植物細胞實現(xiàn)目的基因所表達的蛋白質類藥物的工廠化生產，培養(yǎng)到________階段即可。 (5)動物克隆技術：目前動物的克隆主要采用________技術來實現(xiàn)，我國禁止生殖性克隆，但不反對________的研究。 答案　(1)平　相同 (2)卵黃膜封閉作用 (3)物質循環(huán)再生 (4)胚狀體　愈傷組織 (5)核移植　治療性克隆 解析　(1)限制酶切割DNA后，可能產生黏性末端或平末端。若要在限制酶切割目的基因和質粒后使其直接進行連接，一般選擇能使二者產生相同黏性末端的限制酶。(2)防止多精入卵的兩道屏障：第一道是透明帶反應；第二道是卵黃膜封閉作用。(3)生態(tài)經濟：使一個系統(tǒng)產出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的生產原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化?！盁o廢棄物農業(yè)”體現(xiàn)了生態(tài)工程物質循環(huán)再生原理。(4)人工種子是指通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子。因此，若要獲取轉基因植物人工種子，需培養(yǎng)到胚狀體階段，而用植物細胞實現(xiàn)目的基因所表達的蛋白質類藥物的工廠化生產，只需培養(yǎng)到愈傷組織階段即可。(5)目前動物的克隆主要采用核移植技術來實現(xiàn)；我國禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆的研究。 3．(2016漢中市二模)霧霾引發(fā)了全國人民的關注和討論；天津港火災爆炸事故遺址已徹底清理建設海港生態(tài)公園，生態(tài)環(huán)境保護已經成為社會關注的熱點。請回答下列問題： (1)陜西榆林為產煤大市，礦區(qū)生態(tài)破壞嚴重，礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程的關鍵在于________，具體實施的措施有________、________(任答兩點)。 (2)某生態(tài)工程以沼氣工程為中心，各類植物的秸桿、枝葉用來生產飼料喂養(yǎng)畜、禽、魚，人、畜、禽糞便作為原料生產沼氣，沼渣水返還農田、菜園、果園、苗圃、漁塘，體現(xiàn)了生態(tài)工程的________原理。該生態(tài)工程建設中，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其________。 (3)一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對________進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。在應用植物修復技術治理重金屬污染的土壤時，需選擇符合要求的植物，這遵循了生態(tài)工程的________原理。 答案　(1)植被恢復與土壤微生物群落的重建 人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程 (2)物質循環(huán)再生　環(huán)境容納量 (3)已破壞的生態(tài)系統(tǒng)　協(xié)調與平衡原理 解析　(1)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程的關鍵在于植被恢復與土壤微生物群落的重建，具體實施的措施有人工制造表土、土壤侵蝕控制、植被恢復工程等。(2)該生態(tài)工程以沼氣工程為中心，各類植物的秸稈、枝葉用來生產飼料喂養(yǎng)畜、禽、魚，人、畜、禽糞便作為原料生產沼氣，沼渣水返還農田、菜田、果園、苗圃、魚塘，體現(xiàn)了生態(tài)工程的物質循環(huán)再生原理。該生態(tài)工程建設中，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其環(huán)境容納量。(3)生態(tài)工程的主要任務是對已破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。在應用植物修復技術治理重金屬污染的土壤時，需選擇符合要求的植物，這遵循了生態(tài)工程的協(xié)調與平衡原理。 4．(2016邯鄲市一模)杜泊羊以其生長速度快、肉質好等優(yōu)點，被稱“鉆石級”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如圖所示，請據(jù)圖回答問題： ―→ (1)此過程用到的生物技術有__________________________(答出兩個即可得分)。 (2)為了獲得更多的卵母細胞，需用________________對雌性杜泊羊進行處理。進行體外受精前，需將卵母細胞培養(yǎng)到________期；精子需進行________處理。受精時防止多精入卵的兩道屏障分別是________和________。 (3)生產上常用________________期的胚胎進行胚胎移植，移植的胚胎在受體綿羊體內存活的生理基礎是____________________________________。 答案　(1)體外受精技術、早期胚胎培養(yǎng)技術、胚胎移植等(答出兩個即可) (2)促性腺激素　MⅡ中　獲能　透明帶反應　卵細胞膜反應 (3)桑椹胚或囊胚　受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應 解析　(1)分析圖示可知：從采集卵母細胞、精子到受精卵的形成用到了體外受精技術；將受精卵培養(yǎng)成早期胚胎用到了早期胚胎培養(yǎng)技術；將早期胚胎移入當?shù)仄胀ňd羊，采用了胚胎移植技術。(2)用促性腺激素處理雌性杜泊羊，使其超數(shù)排卵，可以獲得更多的卵母細胞。進行體外受精前，需將卵母細胞培養(yǎng)到MⅡ中期；精子需進行獲能處理。受精時防止多精入卵的兩道屏障分別是透明帶反應和卵細胞膜反應。(3)生產上常用桑椹胚或囊胚期的胚胎進行胚胎移植，移植的胚胎在受體綿羊體內存活的生理基礎是：受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應。 5．(2016濰坊市模擬)[生物——選修3：現(xiàn)代生物技術專題] 我國基因工程藥物的研制和生產發(fā)展迅猛。目前科學家已在牛和羊等動物的乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等重要藥品，大致過程如圖所示： (1)哺乳動物的體外受精主要包括________、________和受精等幾個主要步驟。若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能，可給供體注射________，使其排出更多的卵子。 (2)在過程C中需要用到的工具酶有________。要使人的藥用蛋白基因在奶牛乳腺細胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、________、標記基因等部分。 (3)d過程常用的方法是________，e過程的名稱為________。 (4)若要一次獲得多只完全相同的轉基因牛，應采用________技術，通常選擇________的桑椹胚或囊胚。 (5)早期胚胎發(fā)育的幾個階段：受精卵→________期→桑椹胚→囊胚→________。 答案　(1)精子的獲取　卵母細胞的采集　促性腺激素 (2)限制性核酸內切酶(限制酶)、DNA連接酶　啟動子、終止子 (3)顯微注射法　胚胎移植 (4)胚胎分割　發(fā)育良好、形態(tài)正常 (5)卵裂　原腸胚 解析　試題分析：(1)哺乳動物的體外受精主要包括精子的獲取、卵母細胞的采集和受精等幾個主要步驟。為使性成熟的雌牛一次排出更多的卵子，可對其注射促性腺激素使其超數(shù)排卵。(2)過程C為構建基因表達載體，需要用到的工具酶有限制性核酸內切酶(限制酶)、DNA連接酶。完整的基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等部分。(3)d過程表示將構建的基因表達載體導入受體細胞(受精卵)，常用的方法是顯微注射法。e過程為胚胎移植。(4)若要一次獲得多只完全相同的轉基因牛，應采用胚胎分割技術。胚胎分割時通常選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(5)早期胚胎發(fā)育的幾個階段：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。 6．(2016臨沂市二模)[生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題] Kanuma是治療溶酶體酸性脂肪酶缺乏癥一種蛋白類藥物。將修飾過的Kanuma基因導入奶牛受精卵中，并在奶牛乳腺中表達。請回答： (1)構建Kanuma基因的表達載體時，需使用的工具酶是________和________。在基因表達載體中，除含有目的基因，標記基因和復制原點外，通常還有________________。 (2)為獲得更多的受精卵，需用________對雌性奶牛進行處理以獲得更多卵子，并在受精前對精子進行________處理。受精時防止多精入卵的兩道屏障分別是________和________。 (3)從胚胎的________或原始性腺中分離出來的細胞稱為ES細胞。 (4)為檢測基因是否導入奶牛的受精卵中，可采用的方法是__________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)限制酶　DNA連接酶　啟動子、終止子 (2)促性腺激素　獲能　透明帶反應　卵細胞膜反應 (3)內細胞團 (4)DNA分子雜交 解析　(1)構建基因的表達載體需使用限制酶和DNA連接酶，基因的表達載體包括啟動子、終止子、標記基因、復制原點和目的基因。(2)超數(shù)排卵的方法是用促性腺激素處理以獲得更多卵子，并在受精前對精子進行獲能處理。受精時防止多精入卵的兩道屏障分別是透明帶反應和卵細胞膜反應。(3)ES細胞從胚胎的內細胞團和原始性腺中分離。(4)檢測基因是否導入受體細胞可采用的方法是DNA分子雜交。 7．(2016葫蘆島市一模)請回答下列與動物克隆技術有關的問題： (1)利用體細胞進行核移植的難度明顯________(填“大于”或“小于”)胚胎細胞的核移植，原因是________。 (2)從動物卵巢中采集的卵母細胞，一般要在體外培養(yǎng)到減數(shù)________(填“第一次分裂”或“第二次分裂”)中期才能用于實驗，實驗中要用微塑吸管將________一并吸出。 (3)從供體動物取出體細胞后，通過________技術將供體細胞注入________中。 (4)可通過________(物理方法)將受體細胞激活，使其進行細胞分裂和發(fā)育。當動物胚胎在體外發(fā)育到一定階段時，還需通過________技術將胚胎移入受體(代孕)動物體內，繼續(xù)發(fā)育。 答案　(1)大于　體細胞分化程度高，全能性不容易恢復 (2)第二次分裂　第一極體和細胞核 (3)顯微注射　(去核)卵母細胞 (4)電脈沖(或電刺激)　胚胎移植 解析　(1)相對于胚胎細胞，體細胞分化程度高，全能性不容易恢復，因此利用體細胞進行核移植的難度明顯大于胚胎細胞的核移植。(2)從動物卵巢中采集的卵母細胞，一般要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能用于實驗；核移植時是將細胞核移植到去核卵細胞，因此實驗中要用微塑吸管將第一極體和細胞核一并吸出。(3)從供體動物取出體細胞后，通過顯微注射技術將供體細胞注入去核卵母細胞中。(4)可通過電脈沖(或電刺激)將受體細胞激活，使其進行細胞分裂和發(fā)育。當動物胚胎在體外發(fā)育到一定階段時，還需通過胚胎移植技術將胚胎移入受體(代孕)動物體內，繼續(xù)發(fā)育。