階段評估檢測(八)(選修3)(30分鐘100分)1.(12分)中國科學家成功將人肝再生增強因子(hALR)的基因導入羊的乳腺上皮細胞中，再利用核移植技術培育出了轉基因克隆羊，其乳汁中含有hALR。請回答下列問題：(1)從人的肝細胞中獲取所有mRNA，并以此為模板逆轉錄產生多種________片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，該受體菌群體叫做人的________文庫，從該文庫中獲得hALR基因，這樣獲得的基因與人的肝細胞中的hALR基因相比________(填“有”或“沒有”)區別。

(2)得到hALR基因后，若要較快地得到大量的hALR基因，一般采用PCR技術擴增。擴增過程包括：目的基因解鏈為單鏈、____________________、在________酶作用下延伸，如此重復循環。如圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出另一條引物的位置及擴增方向。

(3)目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是轉基因生物的DNA上是否________。

(4)人的hALR基因能夠在羊乳腺細胞表達出相同的hALR，說明所有生物________。

【解析】(1)以mRNA為模板，通過逆轉錄產生多種cDNA片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，該受體菌群體叫做cDNA(部分DNA)文庫；從該文庫中獲取的DNA沒有啟動子、內含子和終止子等，因此這樣獲得的基因與人的肝細胞中的hALR基因相比有區別。(2)PCR技術擴增過程包括：目的基因解鏈為單鏈、引物與單鏈相應互補序列結合、在熱穩定DNA聚合酶作用下延伸，如此重復循環。由于DNA分子的兩條鏈是反向平行的，且延伸總是從3′→5′，若圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，則另一條引物的位置及擴增方向如圖：(3)目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因。(4)由于生物共用一套遺傳密碼子，因此人的hALR基因能夠在羊乳腺細胞表達出相同的hALR。答案：(1)cDNA(互補DNA)cDNA(部分DNA)有(2)引物與單鏈相應互補序列結合Taq(熱穩定DNA聚合或DNA聚合)(見圖)(3)插入了目的基因(4)共用一套密碼子2.(12分)如圖為某種哺乳動物體細胞核移植過程圖，據圖回答下列問題。(1)①處需要用________等處理，然后分瓶繼續培養；細胞培養需要O2和CO2，CO2的主要作用是________。

(2)卵母細胞在體外培養到________時進行去核。與去核卵母細胞融合的供體細胞培養一般不會超過10代，原因是____________________。激活受體細胞除了用電刺激的方法外，還可以用________(寫一種實際方法)。

(3)動物體細胞核移植的難度高于胚胎細胞核移植的原因是_______________。

【解析】(1)貼滿瓶壁的細胞需要用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續培養，讓細胞繼續增殖。細胞培養需要的CO2的主要作用是維持培養液的pH。(2)由于減數第二次分裂中期的卵母細胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管可一并吸出細胞核與第一極體；細胞一般傳至10代后就不易傳下去，一般來說，細胞在傳至10～50代左右，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止，這時部分細胞的細胞核型可能會發生變化，與去核卵母細胞融合的供體細胞培養一般不會超過10代，原因是保持細胞正常的二倍體核型。用物理或化學方法可以激活受體細胞，使其完成細胞分裂和發育進程，具體的方法有電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等。(3)動物胚胎的細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難，因此，動物體細胞核移植的難度高于胚胎細胞核移植。答案：(1)胰蛋白酶維持培養液的pH(2)減數第二次分裂中期保持細胞正常的二倍體核型鈣離子載體(或乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)(3)動物胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難3.(14分)(2018·濰坊模擬)如圖表示中國科研人員對樹鼩精原干細胞進行遺傳修飾后，通過自然交配獲得世界首只轉基因樹鼩的過程。請回答下列問題：(1)培養精原干細胞時，定期更換培養液的目的是防止________________對自身細胞代謝造成障礙。

(2)圖中涉及的基因工程的核心步驟是__________________，通常采用________技術將GFP基因導入樹鼩精原干細胞。

(3)利用PCR技術擴增GFP基因需要________酶，外源的GFP基因能在樹鼩體內表達的原因是______________________________________。

(4)圖示過程與通過體外受精培育轉基因動物相比，避免了將受精卵移入_____中繼續培養的麻煩，同時也克服了胚胎發育到________時期進行胚胎移植的難題。

【解析】(1)根據動物細胞培養過程中的條件可知，定期更換培養液的目的是防止細胞代謝產物的積累對自身細胞代謝造成障礙。(2)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，將目的基因導入動物細胞一般采用顯微注射技術。(3)PCR技術的原理是DNA的雙鏈復制，利用PCR技術擴增GFP基因需要DNA聚合酶，外源的GFP基因能在樹鼩體內表達的原因是所有生物共用一套遺傳密碼。(4)圖示過程與通過體外受精培育轉基因動物相比，避免了將受精卵移入發育培養液中繼續培養的麻煩，同時也克服了胚胎發育到桑椹胚、囊胚時期進行胚胎移植的難題。答案：(1)細胞代謝產物的積累(2)基因表達載體的構建顯微注射(3)DNA聚合所有生物共用一套遺傳密碼(4)發育培養液桑椹胚、囊胚4.(12分)研究性學習小組參觀某市市郊建立的以沼氣為中心，以保護生態環境為目標的“豬沼魚肥”生態模式時繪出了模式圖，請分析回答：(1)構建以沼氣為中心的“豬沼魚肥”生態模式時，基本無廢棄物排放，所依據的生態學原理是______________，另外，該生態系統把很多單個生產系統通過優化組合有機地整合在一起，這體現了________原理。

(2)該生態系統的“基石”是________，能量的最終來源是________。

(3)氮元素能在生物群落和無機環境中不斷循環，為什么還要往農田中不斷施加氮肥呢？__________________________________________。

(4)若農田內有害蟲，采用何種措施既能保護環境又能有效防治害蟲？__________________________________________________________________。

【解析】(1)構建以沼氣為中心的“豬沼魚肥”生態模式時，基本無廢棄物排放，即一個系統產生的廢棄物成了另一個系統的資源，其所依據的生態學原理是物質循環再生；該生態系統把很多單個系統通過優化組合有機地整合在一起，這體現了系統學和工程學原理(或系統的結構決定功能原理)。(2)生產者是生態系統的“基石”，故該生態系統的“基石”是水稻和大豆。輸入生態系統的總能量是生產者固定的太陽能，因此能量的最終來源是太陽能。(3)氮元素能在生物群落和無機環境中不斷循環，而且氮元素不斷通過產品輸出該生態系統，因此還要往農田中不斷施加氮肥。(4)若農田內有害蟲，需要引入害蟲的天敵防治、激素防治、轉基因培育抗害蟲農作物等，這樣既能保護環境又能有效防治害蟲。答案：(1)生態系統的物質循環再生系統學和工程學(或系統的結構決定功能)(2)水稻和大豆太陽能(3)氮元素不斷通過產品輸出該生態系統(4)引入害蟲的天敵防治、激素防治、轉基因培育抗害蟲農作物等5.(12分)(2018·葫蘆島模擬)2016年9月英國《新科學家》雜志披露：張進團隊利用“三父母嬰兒”技術，使一對夫婦成功產下一個健康男嬰(嬰兒母親的線粒體攜帶亞急性壞死性腦病基因，曾導致多次流產、嬰兒夭折)。所謂“三父母嬰兒”技術，是指利用有線粒體基因缺陷的女性卵子中的健康細胞核和捐贈者去掉細胞核的卵子，“拼裝”一個新的卵子，再通過一系列現代生物技術，最終培育出正常嬰兒的技術。請回答下列問題：(1)為重新“拼裝”卵子，需要通過顯微操作進行________。接下來他們又使用電脈沖方法來________“拼裝”的卵子。

(2)在對“拼裝”卵子體外受精前，需要對收集到的精子進行________處理，哺乳動物的處理方法有化學誘導法和________兩種。

(3)受精卵形成后，應將其移入________中繼續培養。人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在8～16個細胞階段進行________。

(4)張進告訴記者：他們是故意要“制造”男孩。因為男性的線粒體________(填“會”或“不會”)傳給下一代，理由是___________________________。

【解析】(1)根據題干信息“利用有線粒體基因缺陷的女性卵子中的健康細胞核和捐贈者去掉細胞核的卵子，′拼裝′一個新的卵子”可知，為重新“拼裝”卵子，需要通過顯微操作進行核移植，接下來他們又使用電脈沖方法來激活“拼裝”的卵子。(2)精子受精前需要進行獲能處理；使精子獲能的處理方法有化學誘導法和培養法兩種。(3)受精卵形成后，應將其移入發育培養液中繼續培養。人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在8～16個細胞階段進行胚胎移植。(4)線粒體位于精子的尾部，受精作用進行時通常是含有細胞核的頭部進入卵細胞，而尾部留在外面，因此男性的線粒體不會傳給下一代。答案：(1)核移植激活(2)獲能培養法(3)發育培養液胚胎移植(4)不會線粒體位于精子的尾部，受精作用進行時通常是含有細胞核的頭部進入卵細胞，而尾部留在外面6.(14分)(2018·揭陽模擬)日新月異發展的生物科學技術，解決了一些社會需求，回答下列問題：(1)為制備單克隆抗體，需將________注射到小鼠體內，以此獲取________細胞，為篩選能夠產生單克隆抗體的雜交細胞，可用________培養基達到目的。

(2)限制性核酸內切酶不能切割自身DNA的原因是________________________。

(3)植物組織培養中，為了有利于嫩枝組織細胞啟動細胞分裂形成愈傷組織，常常需要在配制好的培養基中添加________。嫩枝組織細胞接種后2～5d時，若發現其邊緣局部污染，原因可能是_________________________。

(4)動物細胞培養中，使用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理動物組織，然后進行分散培養，將培養瓶置于含________的混合氣體培養箱中進行培養。

【解析】(1)為制備單克隆抗體，需將抗原注射到小鼠體內，以此獲取漿細胞(或效應B細胞)，為篩選能夠產生單克隆抗體的雜交細胞，可用選擇培養基達到目的。(2)限制性核酸內切酶不能切割自身DNA的原因是不存在酶的識別序列。(3)植物組織培養中，為了有利于嫩枝組織細胞啟動細胞分裂形成愈傷組織，常常需要在配制好的培養基中添加植物激素(或生長素和細胞分裂素)。嫩枝組織細胞接種后2～5d時，若發現其邊緣局部污染，原因可能是嫩枝組織細胞消毒不徹底。(4)培養時將培養瓶置于含95%空氣和5%CO2的混合氣體培養箱中進行培養。答案：(1)抗原漿(或效應B)選擇(2)不存在酶的識別序列(或識別序列已被修飾)(3)植物激素(或生長素和細胞分裂素)嫩枝組織細胞消毒不徹底(4)95%空氣和5%CO27.(12分)根據國際糖尿病聯盟報告，在最近的10年中，全世界糖尿病的發生率呈逐年增長的趨勢。糖尿病是由多種因素引起的代謝紊亂疾病，已成為繼腫瘤、心腦血管疾病之后威脅人類健康和生命安全的第三位重大疾病。如圖是研究人員提出的治療方法。請回答下列問題：(1)核移植的受體細胞一般選用__________________細胞。進行相關顯微操作時，一般用微型吸管一并吸出細胞核和______________。

(2)細胞在體外培養時，除培養液提供必需的營養條件、適宜的溫度和pH、氣體環境外，還需要有無菌、無毒環境，為保證無菌、無毒環境，在培養液中通常要加入__________。此外，還應定期________，以便清除代謝廢物。

(3)現有一段人工合成的正常胰島素基因的脫氧核苷酸序列，可利用PCR技術擴增正常胰島素基因，該技術的原理是_________________________________。

(4)“定向誘導”的本質是__________________________________________。

【解析】(1)核移植的受體細胞一般選用減數第二次分裂中期的卵母細胞。進行相關顯微操作時，一般用微型吸管一并吸出細胞核和第一極體。(2)細胞在體外培養時，除培養液提供必需的營養條件、適宜的溫度和pH、氣體環境外，還需要有無菌、無毒環境，為保證無菌、無毒環境，在培養液中通常要加入(一定量的)抗生素。此外，還應定期更換培養液，以便清除代謝廢物。(3)PCR技術原理是DNA雙鏈復制。(4)“定向誘導”的本質是使重組細胞B發生細胞分化(使重組細胞B中的基因選擇性表達)。答案：(1)減數第二次分裂中期的卵母第一極體(2)(一定量的)抗生素更換培養液(3)DNA雙鏈復制(4)使重組細胞B發生細胞分化(使重組細胞B中的基因選擇性表達)8.(12分)(2018·許昌模擬)在工業生產中，纖維素酶主要由絲狀真菌中產酶活力較強的木霉與曲霉的菌株發酵生產，對篩選出的真菌往往還需要進行遺傳改良，改良的策略主要包括三種：理化誘變育種、原生質體融合育種和構建纖維素酶高效基因工程菌。請回答：(1)原生質體融合的