2021高考生物一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)41 胚胎工程　生物技術(shù)的安全性和倫理問題 新人教版

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1、課后限時集訓(xùn)41 胚胎工程　生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1．(2019·山西省高三期末)自然情況下，牛的生育率很低，通過胚胎工程的技術(shù)手段，可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖?；卮鹣铝袉栴}： (1)自然條件下，哺乳動物的受精作用是在雌性動物的________內(nèi)完成的。當(dāng)在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到________時，說明卵子已經(jīng)完成受精。 (2)釆用胚胎移植的方法，可使一頭良種雌性黃牛一年生下數(shù)十頭自己的后代。該方法的操作過程中需要用激素對該良種母牛和代孕母牛進行________處理。一般來說，胚胎移植的適宜時期是胚胎發(fā)育至________階段。在胚胎移植過程中，移入子宮的胚胎能在受體內(nèi)

2、存活的生理學(xué)基礎(chǔ)是____________________________________________。 (3)釆用試管動物技術(shù)還可以使普通雌性黃牛產(chǎn)下奶牛、良種肉牛等不同品種小牛。該技術(shù)中首先要做的是________________。采集的精子需要經(jīng)過________處理，才具備受精能力。一般情況下，符合受精要求的精子和卵子可以在________溶液中完成受精過程。培養(yǎng)早期胚胎時，所用培養(yǎng)液的成分除了一些________類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及動物血清等物質(zhì)。 [解析]　(1)自然條件下，哺乳動物的受精作用是在雌性動物的輸卵管內(nèi)完成的。當(dāng)在卵細胞膜

3、和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成受精。 (2)胚胎移植操作過程中需要用激素對該良種母牛和代孕母牛進行同期發(fā)情處理。一般來說，胚胎移植的適宜時期是胚胎發(fā)育至桑椹胚或囊胚階段。在胚胎移植過程中，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是移入子宮的胚胎能在受體內(nèi)存活的生理學(xué)基礎(chǔ)。 (3)釆用試管動物技術(shù)首先要做的是體外受精和早期胚胎培養(yǎng)。采集的精子需要經(jīng)過獲能處理，才具備受精能力。一般情況下，符合受精要求的精子和卵子可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。培養(yǎng)早期胚胎時，所用培養(yǎng)液的成分除了一些無機鹽和有機鹽類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)

4、成分，以及動物血清等物質(zhì)。 [答案]　(1)輸卵管　兩個極體　(2)同期發(fā)情　桑椹胚或囊胚　受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)　(3)體外受精和早期胚胎培養(yǎng)　獲能　獲能(或?qū)Ｓ玫氖芫?　無機鹽和有機鹽 2．(2019·柳州市高三模擬)蛛絲蛋白具有強度高，韌性大等一些特點，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著誘人的前景。構(gòu)建蛛絲蛋白基因表達載體將其導(dǎo)入牛的受精卵中，可從牛的乳汁中獲取蛛絲蛋白。回答問題： (1)從雌牛的卵巢中采集的卵母細胞需要培養(yǎng)到________期才能進行體外受精；體外受精前，需對精子進行________處理。當(dāng)一個精子進入卵細胞后會激發(fā)卵子發(fā)生反應(yīng)，如透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)等

5、，其意義是______________________________。 (2)體外受精后產(chǎn)生的受精卵應(yīng)移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，目的是__________________。在胚胎移植前，需要取囊胚的________細胞做DNA分析進行性別鑒定，進而選用雌性胚胎進行移植，胚胎移植的實質(zhì)是________________________________________________________。 (3)為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過________技術(shù)獲得同卵多胎，該技術(shù)的關(guān)鍵是____________________。 [解析]　(1)從雌牛的卵巢中采集

6、的卵母細胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能進行體外受精；體外受精前，需對精子進行獲能處理。當(dāng)一個精子進入卵細胞后會激發(fā)卵子發(fā)生反應(yīng)，如透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)等，其意義是防止多精入卵。 (2)早期胚胎培養(yǎng)過程中定期更換培養(yǎng)液的目的是清除代謝產(chǎn)物，防止細胞代謝積累對細胞造成傷害。在胚胎移植前，DNA分析進行性別鑒定應(yīng)取囊胚的滋養(yǎng)層細胞，進而選用雌性胚胎進行移植。胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。 (3)為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵多胎，該技術(shù)的關(guān)鍵是將內(nèi)細胞團均等分割。 [答案]　(1)減數(shù)第二次分裂中　獲能　防止多精入卵　(2)清除代謝產(chǎn)

7、物，防止細胞代謝積累對細胞造成傷害　滋養(yǎng)層　早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移　(3)胚胎分割　將內(nèi)細胞團均等分割 3．(2019·唐山一中高三模擬)現(xiàn)代生物工程技術(shù)推動了畜牧業(yè)和生態(tài)工程的發(fā)展，回答下列相關(guān)問題： (1)試管牛培育過程中，體外受精之前通常采用________________法對采集的良種公牛精子進行獲能處理，即將精子放入____________________中，誘導(dǎo)精子獲能。精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在____________________完成的。 (2)哺乳動物的受精過程主要包括________________，進入

8、卵細胞膜，________________。 (3)利用細胞核移植技術(shù)繁育良種牛的過程需要進行胚胎移植，移植前需要對供體和受體牛進行________處理，受體對外來胚胎基本不發(fā)生______________，為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)依據(jù)生態(tài)工程的________原理，黃河三角洲自然保護區(qū)的建立需考慮提高農(nóng)民經(jīng)濟收入，使保護環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展相互協(xié)調(diào)。 [解析]　(1)對于牛、羊等家畜的精子獲能通常采用化學(xué)誘導(dǎo)法，即將精子放入一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，誘導(dǎo)精子獲能。精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前(或胎兒時期)完成的

9、，而精子是在初情期之后。 (2)受精階段主要包括：精子穿越放射冠和透明帶，進入卵細胞膜，原核形成和融合。 (3)胚胎移植前需要對供體和受體牛進行同期發(fā)情處理，受體對外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)建立黃河三角洲自然保護區(qū)需考慮提高農(nóng)民經(jīng)濟收入，依據(jù)生態(tài)工程的整體性原理，使保護環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展相互協(xié)調(diào)。 [答案]　(1)化學(xué)誘導(dǎo)　一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液　出生前(或胎兒時期)　(2)精子穿越放射冠和透明帶　原核形成和融合　(3)同期發(fā)情　免疫排斥反應(yīng)　(4)整體性 4．胚胎工程技術(shù)包含的內(nèi)容很豐富，如圖是胚胎工程技術(shù)研究及應(yīng)用的相

10、關(guān)情況，其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是黃牛，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)應(yīng)用1中獲得的小牛，其遺傳物質(zhì)來源于____________________，細胞B的名稱是________________。 (2)應(yīng)用2中牛完成體內(nèi)受精的場所是________，剛移植在子宮內(nèi)的胚胎其發(fā)育程度一般為________________________，胚胎移植后可以通過________從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質(zhì)。 (3)應(yīng)用3中細胞C、D分別取自________、________。 (4)應(yīng)用4中通過________技術(shù)獲得二分胚①和②。 [解析]　(1)由以上分析可知應(yīng)用1中

11、獲得的小牛為克隆牛，其細胞核遺傳物質(zhì)來源于供體1，細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來源于供體2，因此其遺傳物質(zhì)來源于供體1和供體2；細胞B的名稱是MⅡ期卵母細胞(或減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞)。 (2)體內(nèi)受精的場所為輸卵管。胚胎移植一般選擇桑椹胚或囊胚進行移植，胚胎種植后可以通過胎盤從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質(zhì)。 (3)細胞C來自原始性腺，而細胞D來自早期胚胎。 (4)應(yīng)用4中通過胚胎分割技術(shù)獲得二分胚①和②。 [答案]　(1)供體1和供體2　MⅡ期卵母細胞(或減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞)　(2)輸卵管　桑椹胚或囊胚　胎盤　(3)原始性腺(或生殖腺)　早期胚胎(囊胚的內(nèi)細胞團)　(4)胚胎分割

12、 5．(2019·中山市第一中學(xué)高三模擬)現(xiàn)代生物科技在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，器官移植已經(jīng)逐漸應(yīng)用于臨床實踐?；卮鹣铝袉栴}： (1)人體器官移植面臨的主要問題之一是免疫排斥。目前臨床上提高器官移植成活率的主要措施是使用______________，如類固醇、環(huán)孢霉素A等，這些藥物可使免疫系統(tǒng)中的________淋巴細胞增殖受阻。 (2)哺乳動物的胚胎干細胞可簡稱為EK細胞。EK細胞可從____________________中分離出來，這類細胞在功能上具有的最大特點是____________________________。通過對患者的EK細胞進行______________，可培育

13、出特定人造組織器官，進而解決免疫排斥問題。 (3)人們發(fā)現(xiàn)小型豬的器官可用來替代人體器官進行移植，但小型豬器官細胞表面的某些抗原仍可引起免疫排斥，科學(xué)家利用基因工程將某些調(diào)節(jié)因子導(dǎo)入小型豬基因組中，以期達到的目的是____________________________________。該過程中的________可以從cDNA文庫中獲取，cDNA文庫的構(gòu)建方法是________________________________________________。 [解析]　(1)目前臨床上提高器官移植成活率的主要措施是使用免疫抑制劑，如類固醇、環(huán)孢霉素A等，由于排斥反應(yīng)是由細胞免疫中的T淋巴細

14、胞發(fā)揮作用，所以這些藥物可使免疫系統(tǒng)中的T淋巴細胞增殖受阻。 (2)EK細胞可從早期胚胎或原始性腺中分離出來，這類細胞在功能上具有的最大特點是具有發(fā)育的全能性。通過對患者的EK細胞進行定向分化，可培育出特定人造組織器官，進而解決免疫排斥問題。 (3)科學(xué)家利用基因工程將某些調(diào)節(jié)因子導(dǎo)入小型豬基因組中，以期達到的目的是抑制小型豬器官細胞表面抗原的表達。該過程中的目的基因可以從cDNA文庫中獲取，cDNA文庫的構(gòu)建方法是將某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA片段，與載體連接后儲存在受體菌群中。 [答案]　(1)免疫抑制劑　T　(2)早期胚胎或原始性腺　具有發(fā)育的全能性

15、　定向分化　(3)抑制小型豬器官細胞表面抗原的表達　目的基因　將某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA片段，與載體連接后儲存在受體菌群中 6．(2019·湖南長郡中學(xué)高三模擬)20世紀70年代以后，以基因工程為代表的一大批生物技術(shù)成果進入人類的生產(chǎn)和生活，發(fā)揮了極大的作用。但是，與其他高新技術(shù)一樣，生物技術(shù)既可以造福人類，也可能在使用不當(dāng)時給人類帶來負面影響甚至災(zāi)難。根據(jù)所學(xué)知識回答下列有關(guān)問題： (1)目前關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在________安全、________安全和________安全三個方面，而這三個方面的爭論發(fā)生的原因主要還是因為轉(zhuǎn)基因生物的特

16、性及其對現(xiàn)存生物和自然環(huán)境的影響具有很大的不確定性。例如，由于________________________________________，因此在轉(zhuǎn)基因生物中，有時候會出現(xiàn)一些人們意想不到的后果。 (2)1996年7月5日誕生的克隆羊大大促進了克隆技術(shù)的發(fā)展，但是多利也陸續(xù)表現(xiàn)出一些“早衰”跡象。對于克隆動物的“早衰”原因，目前大體有如下的兩種觀點： A．克隆動物的遺傳物質(zhì)和普通動物有本質(zhì)上的差異(如端粒過短、基因異常等)，因此其早衰是一種本質(zhì)現(xiàn)象，不可避免。 B．克隆動物的遺傳物質(zhì)是正常的，目前的早衰跡象是一些技術(shù)問題造成的，或者是發(fā)育中由于變異而出現(xiàn)的偶然現(xiàn)象，是可以避免的。

17、請在以下研究結(jié)果后的橫線上，寫出其支持的上述觀點的標(biāo)號： ①美國科學(xué)家采用細胞核移植技術(shù)，連續(xù)培育出6代克隆鼠，每一代的端粒長度都比上一代略長。支持________。 ②在上述連續(xù)克隆實驗中，每一代克隆都比上一代更加困難，總體成功率低于一般水平。支持________。 ③美國哈佛醫(yī)學(xué)院一個研究團隊通過多種手段修復(fù)染色體組蛋白上的某些異常，可以將小鼠克隆的成功率從不到1%提高到8%左右。支持________。 (3)多個克隆動物研究團隊發(fā)現(xiàn)，利用胚胎干細胞作為細胞核供體進行克隆的成功率大大高于利用體細胞作為核供體進行克隆。該實驗中所用的胚胎干細胞通常來源于________，你認為這個結(jié)果

18、所支持的觀點和理由是__________________________。 [解析]　 (1)目前關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食物安全、生物安全和環(huán)境安全三個方面。由于外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的，加之轉(zhuǎn)移的基因不少都是異種生物的基因，因此在轉(zhuǎn)基因生物中，有時候會出現(xiàn)一些人們意想不到的后果。 (2)①美國科學(xué)家采用細胞核移植技術(shù)連續(xù)培育出6代克隆鼠，每一代的端粒長度都比上一代略長，說明克隆過程并不一定會導(dǎo)致端?？s短，因此支持B觀點。 ②在上述連續(xù)克隆實驗中，每一代克隆都比上一代更加困難，總體成功率低于一般水平，此現(xiàn)象不排除存在的一種可能性，即克隆成功的實驗動物，都來自

19、那些染色體端粒本身就特別長的細胞，但隨著克隆代數(shù)的增加，染色體端粒逐漸變短，說明克隆動物的“早衰”，是因其遺傳物質(zhì)和普通動物有本質(zhì)上的差異，所以支持A觀點。 ③美國哈佛醫(yī)學(xué)院一個研究團隊通過多種手段修復(fù)染色體組蛋白上的某些異常，可以將小鼠克隆的成功率從不到1%提高到8%左右，說明克隆動物的成功率與采用的技術(shù)手段有關(guān)，因此支持B觀點。 (3)由于胚胎干細胞的染色體端粒長度高于體細胞，所以利用胚胎干細胞作為細胞核供體進行克隆的成功率大大高于利用體細胞作為核供體進行克隆，此結(jié)果支持A觀點(或由于體細胞是胚胎干細胞分化而來，其基因與胚胎干細胞沒有差別，所以利用胚胎干細胞作為細胞核供體進行克隆的成功

20、率大大高于利用體細胞作為核供體進行克隆，此結(jié)果支持B觀點)。 [答案]　(1)食物　生物　環(huán)境　外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的(轉(zhuǎn)移的基因不少都是異種生物的基因)　(2)①B?、贏　③B　(3)早期胚胎或原始性腺　支持A觀點，理由是：胚胎干細胞的染色體端粒長度高于體細胞(其他對DNA改變作出的合理猜測也可)或支持B觀點，理由是：體細胞是胚胎干細胞分化而來，其基因與胚胎干細胞沒有差別(答案中指明兩者DNA一致即可) 7．(2019·江西臨川一中高三模擬)生物技術(shù)已經(jīng)滲入到了我們生活的方方面面，比如： (1)哺乳動物單倍體胚胎干細胞技術(shù)是遺傳學(xué)研究的新手段，該項技術(shù)為研究隱性基

21、因功能提供了理想的細胞模型。如圖表示研究人員利用小鼠獲取單倍體胚胎干細胞的方法。請分析回答。 ①方法一中，研究人員需對實驗小鼠注射促性腺激素，使其超數(shù)排卵，從而獲得更多的________，在體外選用特制的培養(yǎng)液培養(yǎng)至________期，并從________中分離、篩選出胚胎干細胞。采用這種方法獲得的單倍體胚胎干細胞稱為孤雌單倍體胚胎干細胞。 ②采用方法二可獲得孤雄單倍體胚胎干細胞。受精階段，防止多精入卵的第二道屏障是_________________________________。 研究人員用特定方法去除細胞M中的________原核，再對處理后的細胞進行進一步的培養(yǎng)、分離和篩選。

22、胚胎干細胞在功能上具有____________________________的特點。 (2)在轉(zhuǎn)基因或產(chǎn)品研究過程中，絕大多數(shù)科學(xué)家都能自覺地遵守科學(xué)研究道德，如把重組DNA的轉(zhuǎn)移限制在遺傳上具有__________________的生物上，如轉(zhuǎn)生長激素基因魚，受體魚一般培育為________(填“二倍體”或“三倍體”)。 [解析]　(1)①方法一中，需要用促性腺激素進行超數(shù)排卵處理，獲得更多的卵母細胞，經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)至囊胚階段，可以從內(nèi)細胞團中分離出胚胎干細胞。 ②精子入卵的兩道屏障：第一道為透明帶反應(yīng)，第二道為卵細胞膜反應(yīng)。方法二中人工去除雌原核，再經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)至囊胚階段，可以

23、分離出孤雄單倍體胚胎干細胞。胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，可以分化出各種組織細胞。 (2)轉(zhuǎn)基因技術(shù)一般應(yīng)用于有遺傳缺陷的生物，如原本缺乏生長激素，可以通過基因工程轉(zhuǎn)入生長激素基因，為了避免對其他生物造成基因污染，受體細胞常選擇三倍體，因為三倍體不育。 [答案]　(1)①卵母細胞　囊胚　內(nèi)細胞團　②卵細胞膜反應(yīng)　雌　發(fā)育的全能性　(2)特定缺陷　三倍體 8．(2019·濰坊市高三二模)基因剔除動物模型一直以來是開展基因功能研究的重要工具，其原理是通過導(dǎo)入外源分子使動物的某特定基因失活，進而培養(yǎng)出有基因缺陷的動物來研究相應(yīng)基因的功能。如圖是制作某類基因剔除小鼠流程示意圖。請據(jù)圖回答相關(guān)問題：

24、 (1)圖中①過程常用的技術(shù)是________，②過程是________。 (2)體外受精時需要對精子進行________處理，然后與處于__________期的卵母細胞在專用的受精溶液中完成受精過程。 (3)為更多地獲得基因剔除小鼠，可對囊胚階段的胚胎進行分割移植，此時要對__________________進行均等分割。請說明理由____________________________________________。 (4)研究發(fā)現(xiàn)人的SPI基因與乳腺癌細胞的異常表達和增殖密切相關(guān)。你認為基因剔除技術(shù)可以為乳腺癌的治療提供怎樣的新思路：____________________

25、______________________________。 [解析]　(1)將體外轉(zhuǎn)錄的mRNA導(dǎo)入動物細胞的常用方法為顯微注射法。將受精卵在體外培養(yǎng)成囊胚的過程為早期胚胎培養(yǎng)。 (2)精子需獲能處理后才能與MⅡ中期(或減數(shù)第二次分裂中期)的卵母細胞在專用的受精溶液中完成受精過程。 (3)胚胎分割時若選用囊胚階段，需對內(nèi)細胞團細胞進行均等分割，因為內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的組織器官，若不均等分割，會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。 (4)因為SPI基因與乳腺癌細胞的異常表達和增殖密切相關(guān)，因此可利用基因剔除技術(shù)使SPI基因失活，從而阻止乳腺細胞癌變。 [答案]　(1)顯微注射　早期胚胎培養(yǎng)　(2)獲能　減數(shù)第二次分裂中　(3)內(nèi)細胞團　內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的組織器官，若不均等分割，會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育　(4)通過基因剔除技術(shù)使SPI基因失活，從而阻止乳腺細胞癌變 - 7 -