内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 课时作业(十六) 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工
程
[全员必做题]
1．[2018·高三苏州市调研]科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图1。图2表示目的基因及限制酶切点，图3表示质粒，据图回答：
(1)重组细胞的细胞核来自________细胞。
(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有____________________________________。
(3)步骤③导入的目的基因是_________________________________________________________。
(4)从基因组数据库中查询干扰素基因的核苷酸序列，以便根据其序列设计合成引物用于PCR扩增，PCR扩增过程至少第________轮循环后才能获得纯目的基因片段(仅含引物之间的序列)。
(5)对于干扰素基因片段和质粒进行双酶切时，可选用限制酶的组合为________或________。
(6)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用________的方法。
【解析】 (1)重组细胞的细胞核来自上皮细胞。(2)将基因导入ES细胞而不是导入上皮细胞是因为ES细胞具有发育全能性。(3)步骤③中导入的目的基因是干扰素基因。(4)因为前两轮循环扩增产物上目的基因中都带有模板DNA其他片段，即扩增产物比目的基因的DNA片段长，第三轮才出现纯目的基因片段。(5)由图可知，SmaⅠ酶的识别序列和切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ。(6)用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白基因，但不会破坏绿色荧光蛋白基因，因此将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用抗原—抗体杂交法。
【答案】 (1)(干扰素基因缺失小鼠的)上皮 (2)发育的全能性 (3)干扰素基因 (4)3
(5)HindⅢ和PstⅠ EcoRⅠ和PstⅠ (6)绿 抗原—抗体杂交
1
2．[2018·山东烟台高三诊断]下图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究，分析回答下列问题。
(1)a过程表示基因工程，则其核心步骤是______________。该过程所使用的工具酶有________________________。
(2)b过程可增加ES细胞的数量，若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞，可将早期胚胎培养至________(时)期。d过程移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫不会对其发生________。同时能与受体子宫建立正常的________联系。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞，再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物_________________________________________________，
该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”，从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。 (3)上述研究过程中使用的技术有____________________________________________(至少3个)。若要培养试管动物，除以上技术外，还需要运用________技术。
【解析】 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。该过程所使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(2)ES细胞也称胚胎干细胞，是从早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞，若想从早期胚胎中获得更多的ES细胞，可将早期胚胎培养至囊胚期。移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫不会对其发生免疫排斥反应，同时能与受体子宫建立正常的生理和组织联系。用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞，B细胞经增殖分化形成的浆细胞能产生抗肝癌细胞抗体，培养此B细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，可获得单克隆抗体，即抗肝癌细胞抗体，与抗癌药物结合制成“生物导弹”，从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。(3)题图所示研究过程中使用的技术有DNA重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。若要培养试管动物，除以上技术外，还需要运用体外受精技术。
【答案】 (1)(致癌)基因表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶 (2)囊胚 免疫排斥反应 生理和组织 抗肝癌细胞抗体
(3)DNA重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植 体外受精
3．某地以前是个农业结构单一、生态环境恶劣的地方，现在已经改造成如下的农、林、牧、渔综合发展的农业生态村，据相关资料和所学知识回答下面的问题：
(1)该生态工程建设遵循了________、________等原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，实现了________效益和________效益的同步发展。
(2)与单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较________(填“强”或“弱”)。
(3)桑园设计成立体农业，树上养蚕，地面养鸡，这是体现了群落的________结构。 (4)池塘内营养级最高的生物为________，其中鱼和虾的种间关系是________。
【解析】 (1)生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展；其遵循的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理等。(2)该农业生态工程实现了物质和能量的多级利用，其自我调节能力比单一的农业生态系统强。(3)将桑园设计成立体农业，树上养蚕，地面养鸡，体现了群落的空间结构。(4)根据图中食物网分析，鱼和
2
虾处于最高营养级；它们都可以以微藻为食，所以两者之间存在竞争关系，且鱼还可以以虾的幼体为食，说明两者之间还存在捕食关系。
【答案】 (1)物质循环再生 协调与平衡 经济 生态 (2)强
(3)空间(或垂直或垂直结构和水平) (4)虾、鱼 捕食和竞争 4．[山东卷]治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
(1)过程①采用的是细胞工程中的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的___________________________技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用____________和____________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有____________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
【解析】 (1)由流程图知，个体A提供去核卵母细胞，个体B提供体细胞核，二者通过①得到重组细胞，重组细胞经②得到囊胚，故①是核移植，②是早期胚胎培养。(2)动物细胞培养时，要通入含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等，标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性。囊胚中的内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得的组织器官，其细胞的细胞核来自个体B，将组织器官移植给个体B时，不会发生免疫排斥反应。
【答案】 (1)核移植 早期胚胎培养 (2)pH
(3)限制酶 DNA连接酶 标记 (4)内细胞团 B
5．请回答下列有关胚胎工程和生态工程的相关问题：
(1)雌性排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于________卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂________期时，才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明________过程已发生。
(2)若某对夫妇结婚后发现妻子双侧输卵管堵塞，无奈需进行试管婴儿技术，该技术包括________和________。
(3)2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发全国人民对雾霾的关注和讨论，而山西作为产煤大省，生态环境破坏严重，请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于________，具体措施有________，(举例说明，任答两种)利用的生态工程原理是________。
【解析】 体外受精时，由于排出的卵子处于减数第一次分裂的初级卵母细胞阶段，因而需培养到减数第二次分裂中期才能受精，在卵细胞膜与透明带间看到两个极体，表明已发生受精作用。进行试管婴儿技术需应用到体外受精技术和胚胎移植技术；矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复和土壤微生物群落的重建，可通过人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等实现；应用的原理是系统学与工程学原理。
【答案】 (1)初级 中 受精 (2)体外受精 胚胎移植
(3)植被恢复和土壤微生物群落的重建 人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵
3