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生物工程在人类遗传病的研究和治疗有较大的突破。阅读下列资料,回答相应问题。

资料一 通过转入特定基因可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞),可以产生各种类型的体细胞。下图是应用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的技术流程,请回答:
(1)过程①是体外培养由患者身体分离的体细胞,需要在配制的   培养基中,加入一定量的血液、血浆。在上述培养液中除加入一定量的抗生素外,还应注意      操作,以防止培养过程的污染。
(2)过程②中,科研人员首先要利用PCR技术,把所需的c-Myc(c-Myc属于Myc家族的原癌基因)等四种目的基因扩增,然后将目的基因与逆转录病毒结合,以构建     ,然后导入人体的体细胞,诱导形成iPS细胞,并在       培养箱中依次进行      培养、    培养,获得iPS细胞系。
(3)科研人员在iPS细胞中,用健康的基因取代了镰刀型细胞贫血症的致病基因,并使其定向       成造血干细胞,移植入患者体内,使患者能够产生正常的红细胞。
资料二 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。

(4)子代大鼠如果             ,即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达,然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(5)在上述转基因大鼠的培育过程中,所用到的主要胚胎工程技术是      、早期胚胎培养和胚胎移植。

(1)合成  无菌  (2)基因表达载体     CO2  原代  传代   (3)分化    (4)检测到相应蛋白质  出现高血压   (5)体外受精

解析试题分析:(1)培养人体细胞的培养基各种成分及含量明确,属于合成培养基;通过无菌操作来防止污染;(2)形成重组DNA,作为基因表达的载体;通过原代培养和传代培养可最终得到细胞系;(3)多能干细胞通过细胞分化形成专能干细胞(造血干细胞);(4)基因成功表达包括转录和翻译两个过程,故检测到相应蛋白质在分子水平说明基因已表达;而只有个体出现高血压的症状才能在个体水平说明相关基因已经表达。该题的解题关键是限制性因素分子水平和个体水平。(5)由图可知,首先体外受精,试管培养成胚胎,移植到母体内培养。
考点:本题考查生物工程的相关知识,意在考查学生理解的知识要点,要求能运用所学知识,通过比较、分析对问题进行解释、推理,做出合理的判断、得出正确的结论的能力及能从图中获取相关的生物学信息的能力。

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:综合题

(10分)克隆羊的成功轰动世界,它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础,又解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用图。请据图回答问题。

(1)图中所涉及的现代生物技术有________________和________________等。
(2)图中两个婴儿长大后,外貌、性格和其他特征与原型男人相似,这说明________  具有全能性。
(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入____________等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的________和________;早期胚胎发育到________阶段以前的细胞是全能细胞。
(4)在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官?________。为什么?______________________________________________________________________。

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科目:高中生物 来源: 题型:综合题

(9分)2010年5月1日,上海世博会正式开馆,美丽的场馆令人心驰神往。瑞士馆的造型是一个想象中未来世界的轮廓,顶部是一片青葱的植物。观众可在十分钟内乘坐环状缆车从底楼到顶楼。而法国馆以“感性城市”为主题,顶部也是一片绿色植物。屋顶的植物可以进行光合作用,对改善城市生态系统和生态农业工业化有重要意义。

为了提高屋顶植物的生态效益,有人做了相关实验,绘出下列四图。请回答有关的问题。
(1)图甲中光反应的场所是                   
(2)图乙表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系。在温度为10℃时,光照强度大于    千勒克司后,该植株光合速度不再随光照强度增加而增加。当温度为20℃时,光照强度由4千勒克司瞬时上升至12千勒克司,此刻该植株叶绿体内C5化合物的含量将    。当温度为30℃、光照强度小于12千勒克司时,限制该植株光合速度的因素是                  
(3)图丙表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的关系图,在a、b、c、d四浓度中,最适合该植物器官储藏的氧浓度是    ;若细胞呼吸的底物是葡萄糖,则在氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的    倍。
(4)图丁表示在适宜的条件下,一定时间内某无机离子从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。在自然情况下,土壤中该无机离子的浓度比根细胞中该无机离子的浓度低,所以幼根表皮细胞是通过       方式吸收土壤中该无机离子。

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(15分)应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。
请回答下列问题:
(1)在培育转基因牛的过程中,需要的工具酶是            ,基因工程的核心步骤是      。在基因表达载体中,目的基因的首端必须含有      ,它是      识别和结合的部位。
(2)动物细胞培养过程中,培养环境中除须提供O2外还须混入一定量的CO2,CO2的主要作用是      。为保证被培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境,可以在细胞培养液中添加一定量的      ,以防培养过程中的污染。
(3)单克隆抗和血清抗体相比较,其最主要的优点在于                                
(4)植物组织培养的关键步骤为            
(5)动物体细胞核移植技术得到的动物,称为      动物,试管动物需要通过      、早期胚胎培养和胚胎移植步骤获得。
(6)生态工程建设所遵循的基本原理有:物质循环再生原理、      原理、      原理、整体性原理和系统学和工程学原理。

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请回答下列与植物有效成分的提取相关的问题:
(1)适合玫瑰精油提取的常用方法为             法;当原料量等其他条件一定时,提取量随蒸馏时间的变化趋势是                       
(2)提取玫瑰精油的过程中进行冷却的原因是                  。 
(3)橘皮精油的提取原料是橘皮,但橘皮易焦糊,宜采用              法提取橘皮精油,其中将柑橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡的目的是                  
(4)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的是           法;一般情况下,提取胡萝卜素时,提取效率与原料颗粒的含水量成        比。
(5)将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析进行鉴定,图为鉴定结果示意图,则甲、乙中属于胡萝卜素层析带的是            

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(18分)请回答下列与光合作用相关的问题:
(1)从A、B两种植物上,各取多片彼此相似的叶片,在光合作用最适温度下,分别测定不同光照强度下A、B植物叶片的放氧速率,所得数据如下表:

(1)由表中数据推知,在光照强度大于600 mol光子/m2·s时,限制光合作用速率进一步增大的主要环境因素是 ,如果在某光照强度下,叶片放氧速率为0,其生理学含义是       。请在答题纸上相应位置绘制A植物叶片在不同光照强度下的光合作用放氧速率(即真正光合速率)曲线图               
(2)下图表示叶绿体膜结构上磷酸转运器的运转机制。请据图回答问题:

根据图中信息可知,磷酸转运器的功能是将   运出叶绿体外,同时将    运回叶绿体,以保证叶绿体中光合作用的正常进行。当光照由强变弱时,图中C5含量的变化为     。光合作用光反应阶段的产物除图中已标注的外,还有           
(3)若要探究不同颜色的光对光合作用的影响,则该实验的自变量是          ,主要的无关变量是            

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(5分)观察分析下列生命系统的结构层次图解(以刺槐为例),回答有关问题:
叶肉细胞→叶→刺槐→种群→群落→生态系统→生物圈
(1)以上生命系统中属于“器官”层次的是         
(2)在生命系统各个层次中,能完整地表现出各种生命活动的最微小的层次是     
(3)一片刺槐林的生命系统,应属于        层次。
(4)在刺槐和大肠杆菌体内,最基本的化学元素和含量最多的化学元素分别是        

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(8分) 差速离心法(分级离心分离法)的一般步骤:匀浆→离心分离处理→分析研究(借助其他仪器或方法)。在低温条件下,将叶片置于研钵中,加入某种溶液研磨后,用离心法进行分离。第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上清液S1;随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上清液S2;第三次离心将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上清液S3;最后一次离心将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上清液S4。请分析实验后回答下列问题(填入相应的字母符号,如S1~S4,P1~P4,见下图):

(1)细胞的DNA主要存在于________。
(2)若要继续分离得到与光合作用有关的酶,应选取________部分。
(3)若要研究合成蛋白质的细胞器,应选取________部分。
(4)含有与有氧呼吸有关的酶的是________。

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(16分)Ⅰ、马铃薯是种植广泛的农作物,病毒侵染后导致产量大幅下降,培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请分析并回答。
(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中,培养基中添加生长素和细胞分裂素,诱导离体细胞经过_______________和_____________完成组织培养过程,从而形成脱毒苗。此过程说明植物细胞具有________________。
(2)为获得抗病毒的马铃薯植株,往往采用转基因技术,将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内。其过程大致如下图所示。

①上述过程中,将目的基因导入马铃薯细胞使用了______________法。导入农杆菌时,首先要构建基因表达载体,这里需要的工具酶有_______________和_____________,还要用________处理土壤农杆菌,使之转变为感受态,然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。目的基因导入马铃薯细胞后,是否可以稳定维持和表达,要通过检测与鉴定,马铃薯的DNA上是否插入了目的基因的检测方法是_______________________________,目的基因是否转录出了mRNA的检测方法是_______________________,目的基因是否翻译成蛋白质的检测方法是__________________________;通过做抗病毒接种实验,可以检测马铃薯是否具有抗病毒的特性,属于________水平的检测。
②该转基因马铃薯产生的配子中____________(填“一定”或“不一定”)含有目的基因。
Ⅱ、1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。请根据图回答问题:

(1)病原体注入小鼠体内后,要经过__________细胞处理后形成抗原—MHG复合体,才能被免疫细胞识别。
(2)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集,然后以__________________作诱导剂,使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。通过筛选和克隆培养,获得的杂交瘤细胞具有的特点是:
___________________________________________________________。
(3)单克隆抗体的特点是_____________________________________________________。

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