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专题10 生物技术与工程(知识解读+分类归纳+模考题组练)-高考生物二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用)
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这是一份专题10 生物技术与工程(知识解读+分类归纳+模考题组练)-高考生物二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用),文件包含专题10生物技术与工程原卷版docx、专题10生物技术与工程解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共73页, 欢迎下载使用。
一、基础知识解读
二、基础知识分类归纳
【基础知识1】 传统发酵技术与发酵工程的运用
【基础知识2】 微生物的培养技术以及应用
【基础知识3】 植物细胞工程
【基础知识4】 动物细胞工程
【基础知识5】 胚胎工程
【基础知识6】 基因工程操作技术
【基础知识7】 基因工程与蛋白质工程的运用
三、最新模考题组练
PART 1 基础知识解读
1、基因工程:(1)基本工具:限制酶可识别特定核苷酸序列并切割DNA分子;DNA连接酶能连接DNA片段;载体如质粒,可将目的基因导入受体细胞。(2)基本操作程序:获取目的基因可从基因文库获取、利用PCR技术扩增或人工合成;构建基因表达载体需将目的基因与启动子、终止子等连接;将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,导入动物细胞常用显微注射法,导入微生物细胞常用感受态细胞法;目的基因的检测与鉴定包括分子水平的DNA分子杂交、RNA分子杂交、抗原 - 抗体杂交,以及个体水平的抗虫抗病等接种实验。
2、细胞工程:(1)植物细胞工程:植物组织培养技术利用植物细胞全能性,经脱分化和再分化形成完整植株;植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和障碍,先去除细胞壁获得原生质体,再诱导融合,经组织培养得到杂种植株。(2)动物细胞工程:动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织使其分散成单个细胞,培养过程有原代培养和传代培养;动物体细胞核移植技术常以去核卵母细胞为受体,将体细胞的细胞核移入其中,构建重组细胞并培养;动物细胞融合可用于制备单克隆抗体,常用聚乙二醇、灭活的病毒等诱导细胞融合,经筛选得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
3、胚胎工程:(1)体内受精和早期胚胎发育:精子需获能,卵子需发育到减数第二次分裂中期才具备受精能力,受精过程包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和配子结合;早期胚胎发育依次经历受精卵、卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段。
(2) 胚胎工程的应用:胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序,供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎,受体需同期发情处理;胚胎分割可将早期胚胎切割成多份,获得同卵多胎,操作时要注意将内细胞团均等分割。
4、生物技术的安全性和伦理问题:(1) 转基因生物的安全性:包括食物安全方面可能存在滞后效应、过敏原等问题;生物安全方面可能会扩散到种植区外变成野生种类或与近缘物种杂交等;环境安全方面可能会对生态系统稳定性和生物多样性产生影响。(2) 克隆技术引发的伦理问题:有生殖性克隆和治疗性克隆之分,生殖性克隆面临伦理道德问题,治疗性克隆则可用于治疗疾病,但也需关注伦理规范。
(3)基因编辑技术的伦理问题:可能会引发对人类生殖细胞基因编辑导致的伦理争议,如改变人类遗传基因库、引发“设计婴儿”等问题。
PART 2 基础知识分类归纳
【基础知识1】传统发酵技术与发酵工程的运用
【典例分析1-1】(2024.陕西西安模拟)泡菜在我国历史悠久,流传广泛,是人们喜爱的开胃食品。泡菜的制作离不开乳酸菌。请回答下列问题。
(1)欲用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌,首先需要对泡菜滤液进行____________后涂平板,以便分离得到单菌落。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌代谢过程中产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,故分离纯化时应挑选出具有____________的菌落作为候选菌。
(2)在泡菜制作过程中,需要加入一定量的食盐。如果食盐加入过多,会导致制作的泡菜咸而不酸,其原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在泡菜制作过程中,密封发酵坛的目的是____________________________。在泡菜制作过程中,向发酵坛中加入香辛料的主要作用是__________________________________。
(4)为了身体健康,应少吃泡菜,这是因为泡菜中含有较多的亚硝酸盐。测定亚硝酸盐含量时,从泡菜坛中取样后应迅速封坛,其目的是________________________________。
【提分秘籍】
1.传统发酵技术是指直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
2.制作泡菜
(1)制作原理:制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。发酵期间,乳酸会不断积累,当它的质量百分比为0.4% -0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。
(2)方法步骤
①用清水和食盐配制质量百分比为5% - 20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用。
②将新鲜蔬菜洗净,切成块状或条状,混合均匀,晾干后装人泡菜坛内;装至半坛时,放人蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至八成满,其原因是发酵初期由于混有杂菌,杂菌的发酵过程可能产生气体,如果装满,会导致发酵液溢出。泡菜装的太满,会使盐水不太容易完全淹没菜料,从而导致坛内菜料变质腐烂。
③将冷却好的盐水缓缓倒人坛中,使盐水没过全部菜料,盖好坛盖,向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中注:意经常向水槽中补充水,用水密封泡菜坛的目的是乳酸菌是厌氧菌,创造个 无氧环境, 有利于发酵,这说明泡菜制作需要无氧条件。
【典例分析1-2】(2024·重庆涪陵模拟)人类很早就能制作果酒,并用果酒进一步发酵生产果醋。
(1)人们利用水果及附着在果皮上的__________,在18~25 ℃、无氧条件下酿造果酒;在利用醋酸菌在________________________条件下,将酒精转化成醋酸酿得果醋。酿造果醋时,得到了醋酸产率较高的醋酸菌群,为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种,采用的接种方法是___________________________________。
(2)先酿制果酒再生产果醋的优势有________________(填编号)。
①先酿制果酒,发酵液能抑制杂菌的生长,有利于提高果醋的产率
②酿制果酒时形成的醋酸菌膜,有利于提高果醋的产率
③果酒有利于溶出水果中的风味物质并保留在果醋中
(3)果酒中的酒精含量对果醋的醋酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对醋酸含量的影响,结果见图。
该技术组使用的发酵液中,除酒精外还包括的基本营养物质有_______________(填写两种)。据图可知,醋酸发酵的最适初始酒精浓度是______;酒精浓度为10%时醋酸含量最低,此时,若要尽快提高醋酸含量,可采取的措施有_____________________________(填写两个方面)。
【提分秘籍】
(1)许多新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些菌的作用下,水果可以发酵成果酒。在有氧(无氧、有氧)的条件下,果酒经醋酸菌的作用还可以进步发酵成果醋。
(2)在制作果酒和果醋的过程中,发酵液的变化分别是果酒制作过程中会产生气泡,如果用紫色葡萄作原料,发酵液会逐渐变成深红色;果醋制作过程中一般不会有气泡,发酵完成的发酵液液面上会出现一层菌膜 ,引起这些变化的原因是由于酵母菌无氧呼吸产生了C02,同时葡萄皮中的花青素进人液体中:果醋制作过程中产生的菌膜是醋酸菌膜。
【典例分析1-3】 生物技术在食品加工中的应用十分广泛,如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。下图A是果酒和果醋制作的实验流程,图B是一个利用果酒制果醋的发酵装置。请回答下列问题:
(1)果酒和果醋发酵的微生物在代谢方式上的主要区别是__________________________________________________________________。
(2)果醋是在图B中________瓶产生的,发酵的微生物利用的碳源主要是____________。
(3)图A ①过程是在图B中________瓶进行的,发酵产物酒精要在________(填“酸”“中”或“碱”)性条件下用________________来鉴定。
(4)图B中________瓶发酵后溶液的pH下降,说明原因:__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
图B装置实际有一个不足之处,即在________瓶上没有设置________。
【基础知识2】微生物的培养技术以及应用
【典例分析2-1】(2024·山东青岛模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中 N2的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图。回答下列问题。
(1)下表为两种培养基的配方,步骤④应选其中的________培养基,原因是____________________________________________________。
(2)若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126 个,则每克土壤中含有的固氮菌为________个。
(3)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时,经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定,筛选出固氮能力最强的菌种CM12,为进一步鉴定其固氮能力,科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3 组盆栽实验,30天后测定土壤微生物有机氮含量,结果如图所示。
[注]CK:对照处理组;N:尿素处理组(每盆土壤浇 50 mL有氮全营养液,成分为在 1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素);CM12:自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL接种自生固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为______________________________________________。
②自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广,原因是________________________________________________________________________。
【典例分析2-2】(2024·山西大同模拟)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S,S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此,某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响,结果见表。
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时,需要对所需的玻璃器皿进行灭菌,灭菌的方法有 ________________________(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知,菌株C生长的最适碳源是________;用菌株C生产S的最适碳源是__________。菌株C的生长除需要碳源外,还需要________________(答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知,碳源为淀粉时菌株C不能生长,其原因是________________________________________________________________________。
(4)若以制糖废液作为碳源,为进一步确定生产S的最适碳源浓度,某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路:__________________________________________________。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用,其意义是__________________________
______________________________________________________(答出1点即可)。
【提分秘籍】
牛肉膏蛋白胨培养基,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及02维生素的需求。例如,在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加酸;在培养霉菌时,需要将培养基调至生;在培养细菌时,需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时,需要提供无氧的条件。
【典例分析2-3】(2024.辽宁鞍山调研)某种在田间广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用会污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能有效降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度一定,该除草剂的培养基不透明,培养皿中会残留少量无菌空气)。回答下列问题:
(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行________处理。
(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从物理性质、营养成分的角度要求上述培养基具备的特点是________________________________________。若需要调节培养基pH,应该在各种成分都溶化后且分装________(填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌,常采用________________法。
(3)图中形成的菌落中,无透明带菌落利用的氮源可能是________,有透明带菌落利用的氮源主要是该除草剂,据此可筛选出目的菌。
(4)若对活菌进行计数,常用的接种方法为____________________。为了测定微生物的数量,一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL,培养后菌落数目分别为155、160、176、149,则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为________个。
【典例分析2-4】(2024.江苏金坛模拟)请回答下列与大肠杆菌纯培养有关的问题:
(1)制备培养基:配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行______________,培养基在接种前要进行______________灭菌。
(2)纯化大肠杆菌
通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养,可以分离得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的单菌落,这种方法称为____________。
(3)讨论分析
①纯化大肠杆菌时,________(填“可以”或“不可以”)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。
②用该方法分离大肠杆菌时,从第二次划线操作起,每次总是要从上一次划线的末端开始划线,并划线数次,其原因是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③大肠杆菌与酵母菌的最本质区别是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
【提分秘籍】
①制备培养基:配制固体培养基灭菌,配制好的培养基采用高压蒸汽灭菌方法灭菌,培养皿包扎好,放人干热灭菌箱内,进行灭菌。
倒平板:待培养基冷却至 50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。首先拔出锥形瓶的棉塞,将瓶口迅速通过火焰,用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,将培养基(10-20m)倒人培养皿,立即盖上皿盖、等待培养基冷却凝固后,将培养皿倒过来放置。
②接种和分离酵母菌:通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作,其目的是聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养,可以分离得到 单个菌落。
【基础知识3】植物细胞工程
【典例分析3-1】 (2023·浙江临安调研)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题。
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备____________的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的____________为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为____________和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的________________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用____________计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是____________________________________。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于______________________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项?( )
A.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经____________可形成胚状体或芽。胚状体能长出____________,直接发育形成再生植株。
(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA序列b;M1、M2为序列a的特异性引物,N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路:
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的____________。
Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系,____________为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经____________后,若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的____________个条带,则可初步确定再生植株来自杂种细胞。
【典例分析3-2】(2024.安徽淮北模拟)菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)外植体的消毒:选取生长旺盛的嫩枝,冲洗干净,用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,用体积分数为70%的__________消毒30 s,立即将外植体用无菌水清洗2~3次,吸干表面水分,再用____________溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次,其目的是________________________。
(2)菊花组织培养过程中,启动细胞分裂、B________(填名称)、再分化的关键激素是________________________________。通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞的形态、结构________(填“相同”或“不同”),其根本原因是________________________。
(3)该实验操作成功的关键是__________________________________________________________________,
所以要对外植体、超净工作台台面等消毒,对________________________等灭菌,实验操作过程都要在________________旁进行。试管苗的获得证明菊花体细胞具有________性。
【典例分析3-3】(2024.江西分宜调研)通过细胞工程技术,利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产),培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答下列问题:
(1)A是____________________酶,B是________________________,D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_____________________________________________________________。
(2)由C形成植株的过程利用了__________________________________________________________________
技术,形成愈伤组织需要经过________过程,愈伤组织形成D需要经过________过程。整个培养过程要在________的条件下进行。
(3)植物体细胞融合成功的标志是__________________________________________________________________
__________________。目前,植物体细胞杂交技术在_____________________________________等方面取得了重大突破。
(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体,则“甲—乙植株”属于________倍体植株。
【提分秘籍】
1.植物体细胞杂交技术
(1)概念:是指将不同来源的植物体细胞, 在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
原因:番茄和马铃薯两种生物之间存在着生殖隔离,不能(能、不能)用传统的有性杂交的方法得到杂种后代。
(3)过程:进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁,获得原生质
体。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类即物理法和化学法。物理法包括电融
合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+---高pH 融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织 ,并可进一步发育成完整的杂种植株。
意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等。
(5)“番茄--马铃薯”杂种植株没有地上结番茄,地下长马铃薯,可能的原因是基因表达之间是相互调控,相互影响的,杂种植物含两个物种的遗传物质,基因表达时受到相互干扰(合理即可)。
【基础知识4】 动物细胞工程
【典例分析4-1】(2024.江西新干模拟)图1表示SARSCVS蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-)在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。图2表示筛选出融合细胞的过程。回答下列问题。
(1)图1中已免疫的B细胞能分泌________________________,需要与骨髓瘤细胞融合的原因是______________________________________。
(2)图1中的A是________________________,最后将能产生所需抗体的细胞进行扩大培养的方法有________________________和体外培养两种。
(3)图2中的细胞融合一般用________________________进行生物诱导,该诱导方法的原理是______________________________________,从而使细胞膜打开,细胞发生融合。
【典例分析4-2】(2024.山东高密模拟)下图为细胞工程的流程图(a、b表示过程),请据图回答下列问题:
(1)若图示为动物细胞融合的过程,则a特有的诱导剂是________________。以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径,通过把能产生抗体的________________细胞与能在体外大量增殖的____________细胞进行融合,得到既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。
(2)若图示为植物体细胞杂交过程,则在甲、乙细胞融合之前,需要用__________________(填酶名称)制备__________________。这项工程的意义是__________________________________________________________________。
(3)由甲、乙细胞融合得到丙细胞的基本原理是_________________________________________________________________。
【典例分析4-3】 (2024.河南巩义模拟) 据报道,科研人员从一只成年雌性森林猫皮肤组织中分离培养得到成纤维细胞,将该细胞的细胞核注入中华田园猫的卵母细胞中,经人工激活后获得多枚体细胞克隆胚胎。将克隆胚胎移植到受体母猫体内,经过62天孕育,成功得到一只森林猫体细胞克隆后代。请回答下列相关问题:
(1)从成年雌性森林猫皮肤组织中分离成纤维细胞,需在皮肤组织中添加____________酶。作为细胞核受体的卵母细胞应是________________________,用显微注射法将供体细胞核导入该细胞后形成重构胚,由此培育成的森林猫体细胞克隆后代的性别是________。动物体细胞核移植的难度大于胚胎细胞核移植,原因是_________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)猫泛白细胞减少症也叫猫瘟热,该病是由猫泛白细胞减少症病毒引起的猫(特别是幼龄猫)的一种发热性、高度接触性、致死性传染病,而抗猫泛白细胞减少症病毒单克隆抗体的应用会大大降低该病的死亡率。下图为用小鼠制备该单克隆抗体的简图,若甲细胞为小鼠骨髓瘤细胞,则乙细胞为已免疫小鼠的________________。与植物细胞融合相比,图示甲、乙细胞融合的过程中特有的诱导剂是________________。①②筛选的目的分别是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
【提分秘籍】
1、气体环境:动物细胞培养所需气体主要有02和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的 pH。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95% 空气和5% CO2 混合气体的CO2培养箱中进行培养。
2、幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较,分化程度 低(低、高)的幼龄细胞更易于培养,原因是幼龄动物细胞增殖能力强, 有丝分裂旺盛,即分化程度越低的细胞,其增殖能力就越强。
【基础知识5】胚胎工程
【典例分析5-1】 (2024·广东汕头模拟)EPO是促红细胞生成素的英文简称,是一种激素样物质,可促进体内新红细胞生成。人类可通过基因工程合成EPO基因,并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物,其过程如图。
请回答下列问题。
(1)供体母鼠通常情况下每次排卵8~12枚,为使其超数排卵,需注射________激素以排出更多的卵子,培养到________期与获能的精子相遇时,精子穿越透明带,完成体外受精。
(2)采用________技术,将重组表达载体导入小鼠受精卵中,将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及________等物质。
(3)当胚胎发育至____________时期向受体移植,为获得更多转基因胚胎,要将囊胚阶段胚胎的________均等切割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________。
(4)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO,可以采用________________技术对血液来进行检测。
【提分秘籍】
1.胚胎移植的生理学基础
(1)在胚胎移植前应该对受体进行同期发情处理,以保证胚胎能在受体子宫内正常发育。
(2)受体对来自供体的胚胎不会发生免疫排斥反应。
(3)胚胎移植后经受体孕育的后代,其遗传特性与供体一致(一致、不一致)。
(4)胚胎移植实质早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
2.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 胚胎移植作为胚胎工程的最终技术环节,还将推动胚胎工程其他技术的研究和应用。
【典例分析5-2】 (2024.湖北鄂州模拟)幼畜体外胚胎生产技术,即幼畜超排、胚胎体外生产和移植技术,是提高良种家畜繁殖效率的核心技术。科学家经过多年对辽宁绒山羊体外胚胎生产技术的研究总结,形成了下图所示的操作流程,回答下列问题:
(1)流程图中的A是指____________________,经过程A处理后的精子才能与发育至________期的卵母细胞完成受精作用。
(2)在卵母细胞活体采集前,科学家利用两种方式对供体母羊进行了超数排卵处理,记录的相关数据如下表所示:
不同超数排卵方法对超数排卵效果、
卵裂及早期胚胎发育的影响
①推测PMSG和FSH的作用为____________________________________。
②实验结果表明,超数排卵方法不同不仅影响超数排卵效果,而且对体外受精后卵裂及________________有很大影响。
(3)过程B的生理学基础之一是供体胚胎可与受体子宫建立正常的________________________,但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
(4)已知产下的小羊羔具有优良的遗传特性,另外还可采用B处的细胞,通过________________________(写出一种即可)等技术加速辽宁绒山羊遗传性状改良进程,并促进优良畜群繁育。也可采用______________技术将B均等分割为几份,并进行胚胎移植,从而一次性获得多只羊羔。
【典例分析5-3】(2024.湖北京山模拟)观察家畜卵子的发生和成熟示意图,思考并回答下列问题:
(1)图中①②③表示的细胞名称依次是________________________________________________。假设该动物体细胞内有2N条染色体,则①②③④四种细胞内的染色体数目依次是________________________。
(2)图中a、b、c表示细胞分裂,依次为________________________________________,在精子与卵子结合过程中完成的分裂是____(填“a”“b”或“c”)。图中的p、q表示的结构依次是________________________。
(3)卵子成熟后即可进行受精,判断卵子是否受精的标志是__________________________________________________________________。
【基础知识6】基因工程操作技术
【典例分析6-1】 (2023·江苏海门模拟)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达,运用重组酶技术构建质粒,如图1所示。请回答下列问题。
(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时,配制的两个反应体系中不同的有____________________________,扩增程序中最主要的不同是__________________。
(2)有关基因序列如图2。引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用____________。
A.ATGGTG------CAACCA
B.TGGTTG------CACCAT
C.GACGAG------CTGCAG
D.CTGCAG------CTCGTC
(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后,在重组酶作用下可形成环化质粒,直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比,无须使用的酶主要有____________________________________________。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,下列叙述错误的有____________。
A.稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落
B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D.抗性平板上长出的单菌落无须进一步划线纯化
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计,用不同菌落的质粒为模板,用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增,质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有___________________。
(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是______________________________________________________________________________。
【典例分析6-2】(2023·湖南岳阳模拟)基因工程:制备新型酵母菌
(1)已知酵母菌不能吸收淀粉,若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵,则应导入多步分解淀粉所需的多种酶,推测这些酶生效的场所应该是__________________________(填“细胞内”和“细胞外”)。
(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入。研究人员运用同源切割的方式,在目的基因两端加上一组同源序列AB,已知酵母菌体内DNA有许多AB序列位点可以同源切割插入。构建完成的目的基因结构如图,则应选择图中的引物____________________对目的基因进行PCR。
(3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶,因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,又知尿嘧啶可以使5氟乳清酸转化为对酵母菌有毒的物质。
(ⅰ)导入目的基因的酵母菌应在_________________________________的培养基上筛选培养。由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要切除UGA基因,再重新导入。研究人员在UGA基因序列两端加上酵母菌DNA中不存在的同源CC′序列,以便对UGA基因进行切除。CC′的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式,进而决定DNA片段在切割后是否可以顺利重连,如图,则应选择方式____________________进行连接。
(ⅱ)切去UGA基因的酵母菌应在_______________________________的培养基上筛选培养。
(4)综上,目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图__________。
【提分秘籍】 限制酶不剪切细菌本身的DNA的原因是生物在长期进化过程中,含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开。对外源人侵的DNA可以降解掉。
【典例分析6-3】(2023·山东潍坊模拟)科研人员构建了可表达JV5融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如图甲所示,其中V5编码序列表达标签短肽V5。
(1)与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构有________________________(答出2个结构即可)。
(2)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物____________。已知J基因转录的模板链位于b链,由此可知引物F1与图甲中J基因的________(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1证明细胞内表达了____________,条带2所检出的蛋白________(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。
【基础知识7】基因工程与蛋白质程的运用
【典例分析7-1】(2023·河南汝州模拟)GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料,利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白,丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。
(1)构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体,并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常,基因文库是指________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体,其模式图如下所示(箭头为GFP突变基因的转录方向)。图中①为________;②为________,其作用是________________________________;图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因,其作用是
________________________________________________________________________。
(3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达,发现大肠杆菌有的发绿色荧光,有的发黄色荧光,有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析,发绿色荧光的可能原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出1点即可)。
新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后,对其所含的GFP突变基因进行测序,发现其碱基序列与GFP基因的不同,将该GFP突变基因命名为YFP基因(黄色荧光蛋白基因)。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达,实验思路是
。
【提分秘籍】
在获得转基因产品的过程中,还可以通过构建基因文库来获取目的基因,并且由于不同转基因产品所需要的目的基因不同,受体细胞又有植物、动物、微生物之分,因此基因表达载体的构建方法以及将目的基因导人受体细胞的方法也不是完全相同的。例如,将目的基因导人动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注人动物的受精卵中,这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中,常用原核生物作为受体细胞,其中以大肠杆菌应用最为广泛。一般先用Ca2+处理该种细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导人其中。 【典例分析7-2】(2024.湖南武冈模拟)研究者拟构建高效筛选系统,将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒状杆菌,以提高苯丙氨酸产量。
【典例分析7-2】(2024.湖南武冈模拟)研究者拟构建高效筛选系统,将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒状杆菌,以提高苯丙氨酸产量。
(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB两个标记基因,为去除筛选效率较低的SacB,应选择引物________和________,并在引物的________(填“5′”或“3′”)端引入XhⅠ酶识别序列,进行PCR扩增,产物经酶切、连接后环化成载体2。
(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时,引物应包含_________(填“EcRⅠ”“HindⅢ”或“XhⅠ”)酶识别序列,产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。
(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株,应采用含有__________的平板进行初步筛选。
(4)用一定的方法筛选出如下菌株:P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA,且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为____________。
A.卡那霉素不敏感、链霉素敏感
B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感
C.卡那霉素和链霉素都敏感
D.卡那霉素和链霉素都不敏感
(5)可采用__________技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。
【典例分析7-3】(2024·湖南东安模拟)改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因,并开展了相关探索。
步骤Ⅰ:
步骤Ⅱ:
(1)花药培养能缩短育种年限,原因是____________________________________。在步骤Ⅰ的花药培养过程中,可产生单倍体愈伤组织,将其培养于含______________的培养基上,可促进产生二倍体愈伤组织。Ⅰ中能用于制造人工种子的材料是_____________________。
(2)步骤Ⅱ中,eui基因克隆于cDNA文库而不是基因组文库,原因是____________________________________________________________________________;在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有________________________________________________。为筛选含重组Ti质粒的菌株,需在培养基中添加____________。获得的农杆菌菌株经鉴定后,应侵染Ⅰ中的____________________,以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鉴定方法是________________________,移栽后若发育为更高且丰产的稻株,则可望“禾下乘凉”。
【提分秘籍】
目的基因进入受体细胞后,是否稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。
①分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插人目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA;从转基因作物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交,检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质等。
②个体生物学水平的鉴定。例如,通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
PART 3 最新模考组练
1.(2023·广东珠海模拟)纤毛是广泛存在的细胞表面结构,功能异常可引起多种疾病。因此,研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图1所示,由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来,中心体在有丝分裂中的功能是______________________________________________________。
(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常,为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异,对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时,可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来,溶液中添加NaCl至2.0 m1/L的目的是____________________________________。PCR扩增时,需在_____________________催化下,在引物_______端进行DNA链的延伸,获得扩增产物用于测序。
(3)为研究蛋白质X在细胞中的定位,构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白,融合蛋白具有绿色荧光,可示其在细胞内位置。将XGFP基因融合片段M导入如图2所示载体质粒Y,构建YM重组质粒(在EcRⅤ位点插入片段)。请完成下表。
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化,采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA,经_____________形成cDNA作为模板,PCR扩增结果显示,在总cDNA模板量相等的条件下,健康人Ct值为15,而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算,在PCR扩增20个循环的产物中,健康人样品的目的产物大约是病人的____________倍。
2.(2024·广东广宁模拟)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花,获得了转基因植株。回答下列问题。
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是__________________________________________。
(2)______________是实施基因工程的核心。
(3)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入到质粒的____________上,此方法的不足之处是___________________________________________。
(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有__________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。
(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后,还需进一步做抗虫的___________以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果,据结果分析________________________________________(填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳,其原因是_______________________________________________。
(6)基因突变可产生新的等位基因,在自然选择的作用下,昆虫种群的基因频率会发生________________。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测,胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后,某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力,其分子机制可能是______________________________________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。
3.(2024·海南文昌模拟)某种类型的白血病由蛋白P引发,蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解,药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理,需构建重组载体以获得融合蛋白FLAGP和FLAGP△。P△是缺失特定氨基酸序列的P,FLAG是一种短肽,连接在P或P△的氨基端,使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合,但不影响P或P△的功能。
(1)为构建重组载体,需先设计引物,通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是_______________________________________________________。
为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物上添加相应的限制酶识别序列,该限制酶识别序列应添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后,与编码FLAG的序列形成一个融合基因,如图甲所示,其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确,但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析,出现该问题的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
修改扩增P基因时使用的带有EcRⅠ识别序列的引物来解决该问题,具体修改方案是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)融合蛋白表达成功后,将FLAGP、FLAGP△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测,检测结果如图丙所示。已知FLAGP和FLAGP△不能降解UBC,由①②③组结果的差异推测,药物A的作用是__________________________________________;
由②④组或③⑤组的差异推测,P△中缺失的特定序列的作用是________________________________________________________________________。
(4)根据以上结果推测,药物A治疗该病的机理是
________________________________________________________________________。
4.(2024.广西陆川模拟)兴趣小组用不同酵母菌菌种发酵制作海红果酒,测定了海红果酒发酵过程中总糖含量变化,结果如下图所示。发酵结束后,测定了果酒的系列理化指标,结果如下表所示。请回答下列问题:
海红果酒的基本理化指标
(1)海红果酒制作过程中,酵母菌通过________呼吸,在________中可将________分解为酒精和________。饮用果酒后,酒精分子以________的方式进入胃黏膜细胞。果酒中含有海红果的维生素以及酵母菌发酵产生的多酚、黄酮等抗氧化物质,对人体起到一定的保健功能。
(2)综合图表结果,应选用酵母菌菌种________,最短发酵时间为________d。
(3)进一步对酿造的海红果酒进行评估,以分析果酒受消费者喜爱的程度,你认为可进行感官评价的项目应包括________________________(至少写出2项)。
5.(2024·广东朝阳模拟)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题:
(2)为了解皮渣中微生物的数量,取10 g皮渣加入90 mL 无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为________个。
(3)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。培养基灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是________________________________________________。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为________。
(4)皮渣堆积过程中也会积累某些乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果)
6.(2024.湖南临湘模拟)杨梅是浙江省的特色水果之一,为对其进行深加工,某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制,基本工艺流程如下。
请回答下列问题:
(1)在制作杨梅酒的过程中,为了提高杨梅的出汁率,在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和________酶。发酵一段时间后,观察到发酵罐内液面不再有_______________________________________________________,说明发酵基本完毕。
(2)在制作杨梅醋的过程中,乙罐内先填充经________处理的木材刨花,然后加入含________菌的培养液,使该菌附着在刨花上,再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐,进行杨梅醋发酵,杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的________来调节。
(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋,则乙罐中CO2的产生量是______。
A.甲罐的两倍 B.与甲罐的相等
C.甲罐的一半 D.几乎为零
(4)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中,某物质浓度随时间变化的示意图如下,该物质是________。
7.(2024.湖北孝昌模拟)谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子,谷氨酸钠是它的钠盐,是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中,谷氨酸是产量最大的种类之一。据图回答下列问题:
(1)谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH,其结构简式为________________________________;如果在蛋白质合成过程中,携带谷氨酸的转运RNA如图1所示,可知谷氨酸的密码子为________。
(2)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌,下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的是________(多选)。
A.噬菌体
B.人类免疫缺陷病毒(HIV)
C.衣原体
D.肺炎链球菌
E.酵母菌
F.硝化细菌
(3)谷氨酸发酵的培养基成分主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等,发酵装置如图2所示。可以判断谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是______________________。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸,结果代谢物中出现了大量的乳酸,从发酵条件看,其原因很可能是______________________________。
(4)谷氨酸发酵生产过程中,需要添加氨水,它不仅是细菌生长所需的__________,而且还有调节培养液__________的作用,所以应该分次加入。
8.(2024.湖北巴东县模拟)下图表示通过二倍体植株甲(自花传粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程,其中植株甲的基因型为AaBb,两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下列问题:
(1)植株A是________倍体,经秋水仙素处理后获得的植株B的基因型为__________________________________________________________________
________________________。
(2)培养植株D的过程中,由离体细胞形成愈伤组织的过程称为________。
(3)获得植株E的过程称为__________________________________________________________________,
其过程中两个原生质体融合时,常用的诱导剂是________________。
(4)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是__________________________,其理论基础是__________________________。植株A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株________。
9.(2023·安徽黄山模拟)紫杉醇是从红豆杉中提取的高效抗癌物质,细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。请据图回答下列问题:
(1)以南方红豆杉细胞为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过诱导细胞的________产生。这一技术的成功,实现了植物组织培养技术在一个重要领域的应用,即________________________。
(2)对比分析两个曲线图可知,培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是__________________________;在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌,其目的是__________________________________________________
_________________________________________________(答出三点即可);
与传统方法获得紫杉醇相比,利用植物组织培养技术生产紫杉醇,具有__________________________________________________________________
(答出两点即可)等优点。
10.(2023·山东济南模拟)华南虎是原产中国的老虎品种,已有近30年没有野生华南虎出现的报告,野生华南虎也被一些专家认为已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究,下图是其培育过程,请据图回答下列问题:
(1)克隆华南虎的遗传性状与虎________(填字母)基本一致。
(2)A、B、C 3只虎中没有提供遗传物质的是______。
(3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律?________。为什么?__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合,以获得新物种“虎—牛”,你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望?________。原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
11.(2024.湖北罗田模拟)大熊猫是我国的珍稀保护动物,为扩大培育大熊猫,我国研究者进行了相关研究,回答下列问题:
(1)研究者选择出生夭折的熊猫作为供核个体,用酒精对其腹部进行____________,取相应组织,剪碎用酶处理后,置于含有____________________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
(2)研究者选择家兔细胞作为受体细胞,获得大量处于MⅡ期的________细胞,再进行________处理。
(3)利用上述细胞构建的大熊猫—兔重构胚进行实验,实验处理及结果如下表所示。
注:CB为细胞松弛素,Cl为秋水仙素,均为细胞骨架抑制剂,使用时用DMSO溶解。
①第4组是________组。
②实验结果表明CB能够提高核移植成功率,判断依据是__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
12.(2024·湖北赤壁模拟)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊,为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代,该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。
(1)在体外受精前要对精子进行获能处理,其原因是_______________________________________________________________;
精子体外获能可采用化学诱导法,诱导精子获能的药物是____________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞,因为卵母细胞达到________________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行,该培养液的成分除无机盐、激素、血清外,还含有的营养成分有__________________________________________________________________
(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作,以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
培养基类型
培养基组分
Ashby培养基
甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、NaCl、MgSO4·7H2O、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基
蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
碳源
细胞干重(g/L)
S产量(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18
组别
羊羔/只
卵泡/个
平均卵数/个
卵裂率/%
囊胚形成率/%
先加PMSG,后加FSH
6
366
61.00±13.96
42.43
(143/337)
47.59
(69/145)
先加FSH,后加PMSG
6
515
85.83±18.35
22.80
(101/443)
25.74
(26/101)
分步实验目标
简易操作、结果、分析
PCR鉴定正向重组质粒YM(图2中融合片段M中有白色的箭头,代表方向)
①选择图2引物_____________;
②PCR目的产物约为_____________bp。
确保M及连接处序列正确,YM的连接处上游含有Hind Ⅲ+EcR Ⅴ的识别序列,下游含有EcR Ⅴ+BamH Ⅰ的识别序列
③质粒测序,图3中正确的是____________(选填序列编号)
检测融合蛋白定位
④对照质粒YGFP(仅表达GFP)与实验质粒YM分别导入细胞,发现对照组整个细胞均有绿色荧光,而实验组荧光集中在纤毛基部,说明___________________。
酵母菌菌种
酒精度(%)
残糖(g/L)
总酚(mg GAE/L)
总黄酮(mg Rutin/L)
B
8.26
5.24
915.86
31.60
I
8.33
5.13
1 066.85
42.64
C
7.99
6.85
1 039.47
39.54
组别
处理试剂
处理重构胚数/个
激活后发育为
2细胞数/个
1
CB
101
83
2
Cl
97
63
3
CB+Cl
88
55
4
DMSO
89
68
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