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13.人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取.但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重.如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能.其大致过程如下:
Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;
Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛.
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行获能处理.受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和卵黄膜封闭作用
(2)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素 和动物血清.
(3)实验步骤Ⅳ中,在胚胎移植前可以取囊胚的滋养层细胞 做DNA分析鉴定性别,应选择性别为雌性的奶牛胚胎进行移植.
(4)若需迅速得到大量转基因奶牛,现有两种处理方法:
方法A:在步骤Ⅳ中将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成一头小牛.进行上述操作时,应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作.
方法B:在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的去核卵细胞细胞中,使其重组并发育成新胚胎.为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在添加了的抑制因子培养液中,将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核.上述两种方法中,最能保持步骤Ⅳ中早期胚胎细胞遗传特征的是方法A.

分析 1、体外受精过程包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、体外受精,其中卵母细胞的采集和培养的方法:(1)主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精.(2)第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;
(3)第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵.
2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始.

解答 解:(1)在体外受精前,需要对奶牛的精子进行获能处理;受精过程中防止多精入卵的生理反应包括透明带反应和卵细胞膜反应
(2)动物细胞培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要加入激素和动物血清.
(3)实验步骤Ⅳ中,在胚胎移植前可以取囊胚的滋养层细胞做DNA分析鉴定性别;血清白蛋白要从乳汁中提取,只有雌性奶牛才能产生乳汁,因此胚胎移植时,必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植.
(4)胚胎分割时应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作,由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此该方法能保持步骤Ⅳ中早期胚胎细胞遗传特征.在步骤Ⅳ中将早期胚胎细胞的细胞核移植到普通黄牛的去核卵细胞细胞中,使其重组并发育成新胚胎.为获得大量可供移植的胚胎细胞核,可将早期胚胎细胞分离出来,在添加了的抑制因子培养液中,将其培养成能够增殖而不发生分化的胚胎干细胞,再从该细胞中提取所需的细胞核.
故答案为:
(1)获能   透明带反应和卵细胞膜反应
(2)激素
(3)滋养层细胞   雌性
(4)桑椹胚或囊胚   去核卵细胞    抑制因子     A

点评 本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记胚胎工程的技术及相关的细节,能结合材料中信息准确答题,属于考纲识记和理解层次的考查.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

6.如图是小肠上皮细胞亚显微结构示意图,1-6表示细胞结构,请据图回答下列问题:

(1)结构2是高尔基体,其膜的主要成分是蛋白质和磷脂,在植物细胞中,结构2的生理功能是与细胞壁的形成有关.
(2)结构6增加膜面积的方式为内膜向内折叠形成嵴.
(3)膜蛋白A说明蛋白质具有运输功能,膜蛋白D说明蛋白质具有催化功能,膜蛋白C能接受来自神经细胞释放的信号,说明了细胞膜具有的功能是信息交流.
(4)膜蛋白的形成离不开结构4,因为它与核糖体有关.
(5)对于成熟的植物叶肉细胞而言缺少的结构是液泡、叶绿体和细胞壁.

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4.果蝇是很好的遗传学研究材料,如表表示6个品系的果蝇(都是纯种)的性状和携带这些 基因的染色体,品系②一⑥都只有一个性状是隐性性状,其他性状都正常.请回答:
品系
性状野生型残翅黑体白眼棕眼紫红眼
染色体IIIIXIIIII
(1)用15N对果蝇精原细胞的一条染色体上的DNA进行标记,正常情况下(不考虑交叉互换)这一精原细胞减数分裂形成的精子中,含15N的精子所占比例为$\frac{1}{2}$.
(2)若要研究伴性遗传,应选择表中品系①和④之间进行交配最为恰当;若考虑两对性状 遗传,选择②和⑤之间进行交配不能(填“能”或“不能”)验证基因的自由组合定律.
(3)二倍体动物缺失一条染色体称为单体.果蝇中的Ⅳ号染色体只缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代;缺失两条致死.已知果蝇有眼(B)对无眼(b)为显性,基因位于常染色体.
现有一果蝇种群,其组成为染色体正常的有眼、染色体正常的无眼、Ⅳ号染色体单体有眼果蝇各多只,显性纯合子、杂合子混在一起.现将多只Ⅳ号染色体单体有眼果蝇与染色体正常的无眼果蝇交配,产生子代.
若子代出现有眼:无眼果蝇=1:1(且有眼染色体全正常,无眼全为单体),则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上;
若子代出现有眼果蝇多于无眼果蝇(且有眼和无眼果蝇都有染色体正常和染色体单体个体),则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上.

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1.离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动.图示该部位受刺激前后,膜两侧电位差的变化.请回答:
(1)图中a线段表示静息电位;b点膜两侧的电位差为0mv,此时Na+内(内、外)流.
(2)神经冲动在离体神经纤维上以局部电流的方式双向传导,但在动物体内,神经冲动的传导方向是单向的,总是由细胞体传向轴突末梢,原因是体内连接神经元之间的突触是单向传导的.
(3)神经冲动在突触的传递会受一些药物的影响.某药物能阻断突触传递,如果它对神经递质的合成、释放和降解(或再摄取)等都没有影响,那么导致神经冲动不能传递的原因可能是该药物影响了神经递质与突触后膜上(特异性)受体的结合.
(4)在人体体温的神经-体液调节中,下丘脑是体温调节中枢,调节产热活动最重要的激素是甲状腺激素.人在寒冷的环境下会出现寒颤,这是机体通过骨骼肌收缩增加产热,有利于维持体温恒定;剧烈运动后,机体降低体温的机制主要是通过汗液的蒸发和皮肤毛细管舒张增加散热.

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8.光合作用是自然界中最基本的物质和能量代谢.根据光合作用相关实验和细胞代谢方面的知识回答如图有关问题:

(1)若将甲装置用来探究CO2是否是光合作用的原料,则还应该再增加一个装置,做法是将NaHCO3溶液换成等量的(1%)NaOH溶液,其他条件同该装置
(2)图乙装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响.根据该图的材料及设置,可以确定该实验的无关变量有温度、清水的量、CO2的含量等(写出两种即可).
(3)采用“半叶法”对菠菜叶片的光合作用强度进行测定(图丙)的大致过程是,将对称叶片的一部分(U)遮光,另一部分(V)不遮光,并设法使两部分之间的物质不发生转移.用适宜强度的光照射6h后,在U和V的对应部位截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为MU和MV.若M=MV-MU,则M表示V中被截取部分6h内光合作用合成的有机物总量.U处叶肉细胞内所发生的生理过程,用反应式可表示为C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量.
(4)图丁是恩格尔曼实验装置改装示意图,光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到玻片上的水绵,一段时间后,水绵周围好氧细菌分布无显著变化,其原因是色素提取液吸收了红光和蓝紫光,水绵不同部分的光合作用变化不大.恩格尔曼实验的结论是叶绿体是进行光合作用的场所.

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18.柴静的纪录片“穹顶之下”引发了全国人民对雾霾的关注和讨论,而天津港火灾爆炸事故遗址将在彻底清理后建设海港生态公园,这再次将生态环境与生态经济推上舆论的焦点.生态工程的建设已经成为社会关注的热点.请回答下列问题:
(1)山西省为产煤大省,生态环境破坏严重,矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植物恢复与土壤微生物群落的重建,具体实施的措施有人工建造表土、土壤侵蚀控制、植被恢复工程(至少答两点).
(2)某生态工程以沼气工程为中心,各类植物的秸杆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼,人、畜、禽粪便作为原料生产沼气,沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、渔塘,体现了生态工程的物质循环再生原理.该生态工程建设中,鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量.该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起,优化了系统结构,遵循系统的结构决定功能原理.
(3)在上述的生态工程中,种植不同的农作物、果树,饲养多种畜禽,这体现了生态工程的物种多样性原理.
(4)一般来说,生态工程的主要任务是对已破坏的生态系统进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力.
(5)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程协调与平衡 的原理.

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5.果蝇的眼色有红眼、朱砂眼、白眼3种表现型.科学家用几种纯合果蝇品系进行杂交实验,探究果蝇眼色的遗传,实验如下:
实验一:P红眼♀x朱砂眼♂→F1红眼(♀、♂)
实验二:F1自由交配,F2中红眼(♀、♂):朱砂眼(♂):白眼(♂)=12:3:1
根据实验现象,科学家提出了以下思路:
(1)F2的性状分离比为12:3:1,因此眼色的遗传由2对等位基因控制.F2中$\frac{3}{4}$个体表现为红眼,$\frac{1}{4}$个体表现为非红眼且全为雄性,则控制果蝇眼色的其中一对基因必定在X染色体上.若用B、b表示这对等位基因,则:
①含有B基因的果蝇一定表现为红眼;
②F1雌雄果蝇关于这对等位基因的基因型为XBXb、XBY,据此可以推断出亲代雌雄果蝇关于这对等位基因的基因型.
(2)由实验二可知,无A、B基因的果蝇表现为白眼,而亲代果蝇非白眼,用A、a表示常染色体上的控制眼色的另一对基因,则亲代朱砂眼果蝇的基因型为AAXbY.
(3)科学家让F2中的红眼雌果蝇和白眼雄果蝇间相互交配,若子代红眼:朱砂眼:白眼=6:1:1,则上述推断正确.

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2.环境激素是指由于人类的活动而释放到环境中的,影响生物体内激素合成、分泌、运输、结合、作用和分解,从而干扰生物体正常的生殖、发育和行为的化学物质.环境激素具有微量性、生物体内浓缩残留性、协同性和蔓延性的作用特点.其危害主要是对生殖系统产生不良影响,增加糖尿病的患病概率,导致肥胖,诱发癌症,导致胎儿畸形等.
(1)根据上述内容,激素可分环境激素和生物体内激素两大类.
(2)环境激素与生物体内激素具有的共同特点,可归纳为:微量高效.
(3)生长激素和生长素都是与生长有关的激素,但化学本质不同,前者是蛋白质,后者是吲哚乙酸.
(4)环境激素诱发糖尿病的患病概率增高,说明环境激素主要影响了两大类激素胰岛素和胰高血糖素在人体内的作用.
(5)根据环境激素的作用特点及其危害,从食物链角度分析,如何避免或降低其危害?避免食用近海鱼.

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20.回答下列基因工程的问题.100多年前,“疫苗之父”巴斯德开创了第一次疫苗革命,其特点是接种灭活或减毒的病原微生物.20世纪70年代开始,现代生物技术的迅猛发展开创了第二次疫苗革命,使疫苗的研制进入分子水平.图一是1986年通过基因工程制备乙型肝炎表面抗原(HbsAg)从而获得乙肝疫苗的过程.

在图一中步骤①和③的过程中,需要用合适的限制酶切割乙肝表面抗原基因和质粒.现将乙肝表面抗原基因及质粒的部分限制酶的识别序列及位置表示为图二.质粒中的启动子是质粒中基因得以正常表达所必需的部分.lacZ基因合成某种酶,该酶能将无色染料X-gal变成蓝色,最终能在无色染料X-gal的培养基上将含该基因的菌落染成蓝色.

限制酶EcoRBclⅠBamHⅠHindⅢ
识别序列及切割位点G↓AATTCT↓GATCAG↓GATCCA↓AGCTT
(1)为了避免自身环化及便于筛选,则切割质粒选用的限制酶是BamHⅠ和HindⅢ,切割乙肝表面抗原基因选用的限制酶是BclⅠ和HindⅢ.
(2)为筛选含有乙肝表面抗原的大肠杆菌细胞,需要将导入操作之后的大肠杆菌接种到含
氨苄青霉素和无色染料X-gal的固体牛肉膏蛋白胨培养基上,挑选未被染上蓝色的菌落的菌落纯化培养.
(3)下列有关限制酶的叙述中,正确的是CD(多选)
A.限制酶催化的反应类型是氧化分解反应
B.限制酶破坏的是氢键
C.一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D.EcoR酶与HindⅢ酶相比较,EcoR酶切割后DNA片段较容易分离
(4)在图一中步骤④中,使用基因工程工具酶是DNA连接酶.一个乙肝表面抗原基因与一个质粒重组的过程中(图一的步骤④),游离的磷酸基团数目减少4个
(5)通过基因工程生产的疫苗与灭活或减毒的病原微生物的疫苗,在安全性方面的比较结果及理由是基因工程疫苗更安全,因为疫苗成分中只含病毒蛋白,不含病毒核酸,不会出现病毒侵染的情况.

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