2019高考生物大一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 第3講 胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題真題演練 新人教版選修3.doc

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第3講 胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1．(2017年江蘇卷)下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是(　　) A．精子在獲能液中于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能 B．小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關(guān)激素有促進超數(shù)排卵的作用 C．分割的胚胎細(xì)胞有相同的遺傳物質(zhì)，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學(xué)差異 D．注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育 【答案】C 【解析】體外受精時獲取的精子需在獲能培養(yǎng)液中進行獲能處理，A正確。運用超數(shù)排卵技術(shù)，促使動物產(chǎn)生更多的卵細(xì)胞，相關(guān)措施包括光周期的控制和注射促性腺激素，B正確。分割后的胚胎細(xì)胞遺傳物質(zhì)完全相同，但個體發(fā)育還受環(huán)境條件的影響，C錯誤。胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，可以分化為個體的任何一種組織細(xì)胞，因此胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官發(fā)育，D正確。 2．(2016年江蘇卷)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術(shù)，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分離 B．誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞 C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液 D．步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同 【答案】B 【解析】步驟甲、乙分別指體外受精、胚胎移植，A錯誤；誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺，B正確；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來自卵細(xì)胞，C錯誤；受精過程使用的培養(yǎng)液是獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤?，與早期胚胎培養(yǎng)液有區(qū)別，D錯誤。 3．(2015年天津卷)2015年2月3日，英國議會下院通過一項歷史性法案，允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過程可選用如下技術(shù)路線。 據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(　　) A．該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代 B．捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒 C．三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細(xì)胞核 D．三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù) 【答案】C 【解析】受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自捐獻者的卵母細(xì)胞，故避免了母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代。紅綠色盲為細(xì)胞核基因遺傳病，捐獻者僅提供了卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，故捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能傳遞給三親嬰兒。受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自捐獻者，但細(xì)胞核中的染色體一半來自父方，一半來自母方。三親嬰兒的培育是體外受精，所以需要在體外培養(yǎng)至早期胚胎階段再進行胚胎移植。 4．(2014年重慶卷)生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點。下列敘述錯誤的是(　　) A．應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì) B．當(dāng)今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗，但不反對治療性克隆 C．反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計嬰兒 D．生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力 【答案】D 【解析】生物武器的種類包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌等，不包括干擾素，D錯誤。 5．(2015年山東卷)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下： (1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的____________技術(shù)，過程②采用的是胚胎工程中的__________技術(shù)。 (2)體細(xì)胞進行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________________________________________________________________________。 (3)如果克隆過程中需進行基因改造，在構(gòu)建基因表達載體(重組載體)時必須使用__________________和____________________兩種工具酶。基因表達載體上除目的基因外，還需有________基因，以便篩選出成功導(dǎo)入基因表達載體的細(xì)胞。 (4)胚胎干細(xì)胞可以來自囊胚中的__________。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體________(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 【答案】(1)(體細(xì)胞)核移植　(早期)胚胎培養(yǎng) (2)pH(或酸堿度) (3)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)　DNA連接酶(注：兩空可顛倒)　標(biāo)記 (4)內(nèi)細(xì)胞團　B 【解析】(1)圖中過程①采用體細(xì)胞核移植技術(shù)；過程②為重組細(xì)胞經(jīng)胚胎培養(yǎng)發(fā)育至早期胚胎的過程，利用了(早期)胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，氣體環(huán)境為95%的空氣和5%的CO2，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)構(gòu)建基因表達載體時，需用的工具酶為限制酶和DNA連接酶?；虮磉_載體上除目的基因外，還需要有標(biāo)記基因、啟動子、終止子等。標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(4)囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團具有發(fā)育的全能性，可以作為胚胎干細(xì)胞的來源。通過核移植技術(shù)獲得的組織器官若移植給核供體，則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 6．(2015年重慶卷)某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛。 (1)擬進行如下雜交： A(具高產(chǎn)奶基因的純種)♀B(具適宜本地生長基因的純種)→C 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常________________________。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是________性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是________，后代中出現(xiàn)所需要的母牛的概率是________(假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上)。 (2)用以上最佳組合，按以下流程可快速獲得優(yōu)良個體。 精子要具有受精能力，需對其進行________處理；卵子的成熟在過程________中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是________。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應(yīng)鑒定胚胎的____________________________。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程________的基因重組有關(guān)。 (3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用________技術(shù)。 【答案】(1)生長發(fā)育或胚胎發(fā)育　隱性　A♀C　1/8 (2)獲能或增強活力?、邸」┠堋⌒詣e、高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因?、? (3)胚胎分割 【解析】(1)由于B是具有適宜本地生長基因的純種，故選擇B作為母本，可使胚胎在母體內(nèi)正常生長發(fā)育。讓B與純合的具有高產(chǎn)奶基因的A雜交得到C，C牛的產(chǎn)奶量并未提高，可推知高產(chǎn)奶是隱性性狀，而C為雜合子。因引進的是含高產(chǎn)奶基因的純種公牛，故可選用A♀C雜交組合，后代中高產(chǎn)奶且適宜本地生長的母牛的概率為1/21/21/2＝1/8。(2)精子需進行獲能處理，才能具有受精能力。卵子的成熟在受精過程中完成。胚胎培養(yǎng)中，葡萄糖的作用是提供能量。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，在胚胎移植前應(yīng)鑒定胚胎的性別、高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因。經(jīng)過過程②的基因重組產(chǎn)生同時含有高產(chǎn)奶基因和適應(yīng)本地生長基因的卵細(xì)胞，是后代出現(xiàn)高產(chǎn)奶且適宜本地生長母牛的前提。(3)可通過胚胎分割技術(shù)提高已有胚胎的利用率。 7．(2015年安徽卷)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如圖。 (1)由過程①獲得的A為________________________________________________。 (2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是______________________________。受體應(yīng)選用________期卵母細(xì)胞。 (3)進行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生________________，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)采用胎兒成纖維細(xì)胞進行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆，理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因為________________________________________________________。 【答案】(1)含目的基因的表達載體 (2)保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞　MⅡ (3)免疫排斥反應(yīng) (4)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進行傳代培養(yǎng) 【解析】(1)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞前，需通過過程①形成含目的基因的表達載體。(2)核移植前，去掉卵母細(xì)胞核的目的是使核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自含目的基因的成纖維細(xì)胞。受體應(yīng)選用減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞。(3)胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。(4)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進行傳代培養(yǎng)，所以理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。 8．(2014年山東卷)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下： (1)htPA基因與載體用________________________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，可采用___________________技術(shù)。 (2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其____________。采集的精子需要經(jīng)過______________，才具備受精能力。 (3)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行__________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的________。 (4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到______________________________，說明目的基因成功表達。 【答案】(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)　DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數(shù)排卵　獲能(處理) (3)顯微注射法　性別鑒定　全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物) 【解析】(1)用同種限制酶切割質(zhì)粒和含有htPA基因的DNA片段可產(chǎn)生相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達載體；通常采用DNA分子雜交技術(shù)來檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA。(2)為獲得更多的卵母細(xì)胞，通常對供體母羊注射促性腺激素使其超數(shù)排卵；采集的精子需要經(jīng)過獲能處理才具備受精能力。(3)通常用顯微注射法將重組表達載體導(dǎo)入動物的受精卵；為了獲得母羊，移植前需要對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行性別鑒定；早期胚胎細(xì)胞具有全能性，可利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)獲得多個轉(zhuǎn)基因個體。(4)htPA基因的表達產(chǎn)物為人組織纖溶酶原激活物，若在htPA轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測到人組織纖溶酶原激活物，說明目的基因成功表達。 9．(2013年山東卷)科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)，繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如下： (1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為____________，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為____________。 (2)圖中2－細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為________；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過______________后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (3)圖中重組囊胚通過____________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用________方法保存。 (4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的______________分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細(xì)胞進行定向____________后用于疾病的細(xì)胞治療。 【答案】(1)原代培養(yǎng)　接觸抑制 (2)沖卵(或沖胚)　體外受精(或核移植) (3)胚胎移植　冷凍(或低溫) (4)內(nèi)細(xì)胞團　誘導(dǎo)分化 【解析】該題綜合考查動物細(xì)胞工程和胚胎工程技術(shù)的原理和方法。(1)對動物細(xì)胞進行的初次培養(yǎng)為原代培養(yǎng)，動物細(xì)胞培養(yǎng)時具有細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象。(2)胚胎移植所需的胚胎可從供體輸卵管中通過沖卵的方法獲得，也可將卵子經(jīng)體外受精或核移植后獲得的受精卵或重組細(xì)胞，進一步培養(yǎng)得到早期胚胎。(3)圖中重組囊胚通過胚胎移植技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可進行冷凍保存。(4)胚胎干細(xì)胞常由囊胚的內(nèi)細(xì)胞團分離培養(yǎng)獲得，由于iPS細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，經(jīng)定向誘導(dǎo)可分化形成特定組織細(xì)胞，因而在醫(yī)學(xué)上具有廣闊的應(yīng)用前景。 10．(2013年福建卷)克隆豬成功率較低，與早期胚胎細(xì)胞的異常凋亡有關(guān)。Bcl－2基因是細(xì)胞凋亡抑制基因，用PCR技術(shù)可以檢測該基因轉(zhuǎn)錄水平，進而了解該基因與不同胚胎時期細(xì)胞凋亡的關(guān)系?？寺∝i的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測流程如圖。 請回答： (1)圖中重組細(xì)胞的細(xì)胞核來自__________細(xì)胞，早期胚胎移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和________胚最終發(fā)育為克隆豬。 (2)在PCR過程中可檢測出cDNA中Bcl－2 cDNA的分子數(shù)，進而計算總mRNA中Bcl－2 mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl－2基因的轉(zhuǎn)錄水平。 ①圖中X表示________過程。 ②從基因組數(shù)據(jù)庫中查詢Bcl－2 mRNA的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計合成________用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環(huán)的模板是________。 【答案】(1)體　原腸 (2)①逆(反)轉(zhuǎn)錄?、谝铩cl－2 cDNA 【解析】(1)重組細(xì)胞的細(xì)胞核來自具有優(yōu)良性狀的親本，據(jù)圖可知，應(yīng)由良種豬提供細(xì)胞核，所以細(xì)胞核來自良種豬的體細(xì)胞；早期胚胎發(fā)育過程經(jīng)歷了桑椹胚、囊胚和原腸胚等階段。(2)①由題圖可知，X過程是由mRNA→cDNA的過程，此過程為逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)。②PCR擴增需要的條件是模板、原料、能量、酶和引物，目的是要合成相關(guān)的引物，模板就是Bcl－2 cDNA。