2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng)測評四十胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題含解析新人教版

PAGEPAGE8胚胎工程與生物技術(shù)的平安性和倫理問題(30分鐘100分)1.(10分)科研人員采納轉(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)路途如圖。(1)由過程①獲得的A為______________。

(2)在核移植之前,必需先除去受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核,目的是____________________。受體應(yīng)選用______________期卵母細(xì)胞。

(3)進(jìn)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)的存活供應(yīng)了可能。

(4)采納胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)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______________________________________。

【解析】(1)依據(jù)題意可知,要將人凝血因子IX基因?qū)刖d羊胎兒成纖維細(xì)胞,必需構(gòu)建基因表達(dá)載體,所以由過程①獲得的A為基因表達(dá)載體。(2)在核移植之前,保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞,必需先除去受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。受體應(yīng)選用處于減數(shù)其次次分裂中(MⅡ中)期的卵母細(xì)胞。(3)進(jìn)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)生免疫排斥反應(yīng),這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活供應(yīng)了可能。(4)采納胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)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,這是因為整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培育。答案:(1)含目的基因的表達(dá)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中(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(jìn)行傳代培育2.(14分)(2024·漳州模擬)美國新希望生殖醫(yī)學(xué)中心正式宣布,世界首個核移植“三父母”男嬰已于2024年4月誕生,為中東一位線粒體攜帶有亞急性壞死腦病基因的母親帶來了希望。培育過程如圖所示,據(jù)圖回答:(1)獲得重組卵母細(xì)胞A也會用到體細(xì)胞核移植技術(shù),完成①過程須要用微型吸管吸出________________,完成④過程的B細(xì)胞須要選擇________________________(時期)的卵母細(xì)胞。

(2)卵母細(xì)胞的獲得過程中,須要對女性進(jìn)行超數(shù)排卵處理,超數(shù)排卵的方法是給女性注射________激素,超數(shù)排卵技術(shù)帶來的危害之一是__

________。

(3)細(xì)胞A的培育過程③所需氣體主要有O2和CO2,CO2的主要作用是________________。

(4)為了提高已有胚胎的利用率,可采納____________技術(shù)。若選用囊胚期的胚胎,操作過程中要特殊留意的問題是________________________。

(5)設(shè)計試管嬰兒技術(shù)與解決不孕問題而進(jìn)行的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)分是前者須要在植入前對胚胎進(jìn)行________________。

【解析】(1)獲得重組卵母細(xì)胞A也會用到體細(xì)胞核移植技術(shù),完成①過程須要用微型吸管吸出細(xì)胞核和第一極體,完成④過程的B細(xì)胞須要選擇減數(shù)其次次分裂中期(或MⅡ中期)的卵母細(xì)胞。(2)卵母細(xì)胞的獲得過程中,須要對女性進(jìn)行超數(shù)排卵處理,超數(shù)排卵的方法是給女性注射促性腺激素,超數(shù)排卵技術(shù)帶來的危害之一是對孕婦的身體不利、卵巢早衰、影響孕婦內(nèi)分泌、影響胎兒的健康發(fā)育等。(3)細(xì)胞A的培育過程③所需氣體主要有O2和CO2,CO2的主要作用是維持培育液的pH。(4)為了提高已有胚胎的利用率,可采納胚胎分割技術(shù)。若選用囊胚期的胚胎,操作過程中要特殊留意的問題是將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(5)設(shè)計試管嬰兒技術(shù)與解決不孕問題而進(jìn)行的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)分是前者須要在植入前對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)。答案:(1)細(xì)胞核和第一極體減數(shù)其次次分裂中期(或MⅡ中期)(2)促性腺對孕婦的身體不利、卵巢早衰、影響孕婦內(nèi)分泌、影響胎兒的健康發(fā)育等(3)維持培育液的pH(4)胚胎分割將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(5)遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)3.(14分)(2024·濟(jì)南模擬)回答下列問題:(1)科學(xué)家用紫外線照耀非洲爪蟾未受精的卵細(xì)胞,然后將非洲爪蟾腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核注入其中,最終得到克隆爪蟾,該試驗證明白________________________________________。與動物體細(xì)胞核移植相比,胚胎細(xì)胞核移植比較簡單勝利的緣由是________________________________________;在進(jìn)行核移植前,可采納________________________________(答出2項)去除受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)。

(2)大多數(shù)哺乳動物排出的卵母細(xì)胞須要培育到________期才具有受精的實力;處于該時期的細(xì)胞進(jìn)行核移植后得到的重構(gòu)卵可采納________________激活,從而復(fù)原分裂周期。

(3)依據(jù)病毒的結(jié)構(gòu)和生理特點,病毒常在基因工程中作為________;在細(xì)胞工程上作為促融劑之前須要進(jìn)行________處理。

【解析】(1)科學(xué)家用紫外線照耀非洲爪蟾未受精的卵細(xì)胞,然后將非洲爪蟾腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞核注入其中,最終得到克隆爪蟾,該試驗證明白高度分化的動物細(xì)胞核仍舊具有全能性。與動物體細(xì)胞核移植相比,胚胎細(xì)胞核移植比較簡單勝利的緣由是動物胚胎細(xì)胞分化程度低,細(xì)胞核全能性更簡單表達(dá);在進(jìn)行核移植前,可采納顯微操作去核法、紫外線照耀法去除受體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)。(2)大多數(shù)哺乳動物排出的卵母細(xì)胞須要培育到減數(shù)其次次分裂中期才具有受精的實力;處于該時期的細(xì)胞進(jìn)行核移植后得到的重構(gòu)卵可采納物理或化學(xué)方法(如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)激活,從而復(fù)原分裂周期。(3)依據(jù)病毒的結(jié)構(gòu)和生理特點,病毒常在基因工程中作為運(yùn)載體;在細(xì)胞工程上作為促融劑之前須要進(jìn)行滅活處理。答案:(1)高度分化的動物細(xì)胞核仍舊具有全能性動物胚胎細(xì)胞分化程度低,細(xì)胞核全能性更簡單表達(dá)顯微操作去核法、紫外線照耀法(2)減數(shù)其次次分裂中物理或化學(xué)方法(如電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)(3)運(yùn)載體滅活4.(12分)(2024·廣東六校聯(lián)考)為了加快優(yōu)良種牛的繁殖速度,科學(xué)家采納了以下兩種方法,請依據(jù)圖示信息回答下列問題: (1)試管牛的培育屬于__________(填“有性生殖”或“無性生殖”);試管牛和克隆牛的培育過程中均用到的工程技術(shù)有早期胚胎培育、______________等;克隆牛的培育依據(jù)的原理是________________________。

(2)促使B牛多排卵的激素一般是__________。對B牛和D牛要進(jìn)行______________處理。

(3)在受精過程中,卵子受精的標(biāo)記是_____________________________。

(4)要培育高產(chǎn)奶率的轉(zhuǎn)基因牛,如建立生產(chǎn)生長激素的乳腺生物反應(yīng)器,科學(xué)家將________和乳腺蛋白基因的__________、__________等調(diào)控組件重組在一起(該過程須要用到的酶是______________________),再通過__________法導(dǎo)入牛的__________中。

【解析】(1)試管牛的培育屬于有性生殖,試管牛和克隆牛的培育過程中均用到的工程技術(shù)有早期胚胎培育、胚胎移植等;克隆牛的培育依據(jù)的原理是動物細(xì)胞核具有全能性。(2)一般用促性腺激素處理供體母牛,促使其超數(shù)排卵;胚胎移植時,要對受體母牛和供體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)在受精過程中,卵子受精的標(biāo)記是在透亮帶和卵細(xì)胞膜間有兩個極體。(4)要培育高產(chǎn)奶率的轉(zhuǎn)基因牛,如建立生產(chǎn)生長激素的乳腺生物反應(yīng)器,科學(xué)家將生長激素基因和乳腺蛋白基因的啟動子、終止子等調(diào)控組件重組在一起(該過程須要用到的酶是限制酶和DNA連接酶),再通過顯微注射法導(dǎo)入牛的受精卵中。答案:(1)有性生殖胚胎移植動物細(xì)胞核具有全能性(2)促性腺激素同期發(fā)情(3)在透亮帶和卵細(xì)胞膜間有兩個極體(4)生長激素基因啟動子終止子限制酶和DNA連接酶顯微注射受精卵5.(10分)我國全面“二孩”政策已于2016年1月1日起正式實施。2004年,33歲的產(chǎn)婦朱女士利用試管嬰兒技術(shù),勝利生下一個男孩。2024年,朱女士確定生育其次個孩子,醫(yī)院找到當(dāng)年為她冷凍的“胚胎”,經(jīng)過檢胎等程序,朱女士已勝利懷孕。有意思的是,這個沉睡了12年的“冰寶寶”,跟自己11歲的親哥哥其實是(1)試管嬰兒技術(shù)采納了體外受精等技術(shù),精子頂體內(nèi)含有的__________能幫助精子穿過卵細(xì)胞的____________________,最終進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)完成受精過程。

(2)隨著胚胎的進(jìn)一步發(fā)育,胚胎的內(nèi)部會出現(xiàn)含有液體的囊腔——囊胚腔,這個時期的胚胎叫作囊胚。囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,會導(dǎo)致透亮帶的裂開,胚胎從其中伸展出來,這一過程叫作__________。

(3)胚胎的早期培育與動物細(xì)胞培育一樣,都須要滿意____________________及養(yǎng)分等條件。

(4)若做試管嬰兒的夫婦中,妻子患有線粒體疾病(線粒體DNA缺陷),丈夫正常,則子女患病狀況為________,該疾病的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳定律。那么這對夫婦要想獲得健康的孩子,可通過特殊的試管嬰兒技術(shù)即“三親嬰兒”(醫(yī)生要去除女性捐贈者卵子中的細(xì)胞核,接著用母親卵細(xì)胞中對應(yīng)的遺傳基因取而代之,最終再依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的試管嬰兒技術(shù)進(jìn)行培育),“三親嬰兒”的獲得過程,除運(yùn)用胚胎工程的技術(shù)手段外,還要特殊運(yùn)用____________________技術(shù)。

【解析】(1)頂體內(nèi)含有的頂體酶能幫助精子穿過卵細(xì)胞的放射冠和透亮帶,最終進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)完成受精過程。(2)隨著胚胎的進(jìn)一步發(fā)育,胚胎的內(nèi)部會出現(xiàn)含有液體的囊腔——囊胚腔,這個時期的胚胎叫作囊胚。囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,會導(dǎo)致透亮帶的裂開,胚胎從其中伸展出來,這一過程叫作孵化。(3)胚胎的早期培育與動物細(xì)胞培育一樣,都須要滿意無菌無毒的環(huán)境、溫度和pH、氣體環(huán)境及養(yǎng)分等條件。(4)線粒體疾病的遺傳方式是細(xì)胞質(zhì)遺傳,通過母親遺傳給后代,因此妻子患有線粒體疾病,則子女全患病。細(xì)胞核基因的遺傳遵循孟德爾遺傳定律,線粒體疾病的遺傳不遵循孟德爾遺傳定律。依題意可知:“三親嬰兒”的獲得過程,除運(yùn)用胚胎工程的技術(shù)手段外,還要特殊運(yùn)用動物細(xì)胞核移植技術(shù)。答案:(1)頂體酶放射冠和透亮帶(2)孵化(3)無菌無毒的環(huán)境、溫度和pH、氣體環(huán)境(4)全患病不遵循動物細(xì)胞核移植6.(10分)利用海蜇的綠色熒光蛋白基因為目的基因培育綠色熒光轉(zhuǎn)基因小白鼠。請回答下列相關(guān)問題。(1)由于沒有海蜇的基因文庫,但能夠從供體細(xì)胞中分別出綠色熒光蛋白基因的信使RNA,所以最好通過______________法獲得目的基因,然后通過____________技術(shù)將目的基因擴(kuò)增。

(2)基因表達(dá)載體構(gòu)建后,通過____________導(dǎo)入豬的受精卵中。

(3)將帶有目的基因的豬受精卵通過動物細(xì)胞培育到______________階段,再移植到用促性腺激素經(jīng)過__________________處理的代孕母鼠的子宮中,經(jīng)妊娠、分娩出轉(zhuǎn)基因小白鼠。

(4)因熒光蛋白基因表達(dá)后,可通過熒光顯微鏡視察到熒光。所以綠色熒光蛋白基因在該基因工程中還可以充當(dāng)____________。

(5)修改熒光蛋白的某個氨基酸,可使熒光蛋白發(fā)出更強(qiáng)的熒光;必需利用____________工程才能從根本上修改基因的部分脫氧核苷酸達(dá)到修改蛋白質(zhì)的目的。

【解析】反轉(zhuǎn)錄法是以信使RNA為模板獲得目的基因;擴(kuò)增目的基因用PCR技術(shù);將目的基因?qū)雱游锸荏w細(xì)胞常用顯微注射法;胚胎供體和受體需進(jìn)行同期發(fā)情處理;目的基因有時兼具標(biāo)記基因的功能;蛋白質(zhì)工程也被稱為其次代基因工程,通過改造基因達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的。答案:(1)逆(反)轉(zhuǎn)錄PCR(或多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))(2)顯微注射法(3)桑椹胚或囊胚同期發(fā)情(4)標(biāo)記基因(5)蛋白質(zhì)1.(15分)目前,體外分別和培育胚胎干細(xì)胞的試驗方法已經(jīng)很成熟,它們可以被大量的培育和擴(kuò)增,并定向分化為胰島細(xì)胞、心肌細(xì)胞等多種不同類型的細(xì)胞。而且,胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的細(xì)胞,無論在體外還是移植到體內(nèi),都具有很強(qiáng)的擴(kuò)增實力。請回答下列有關(guān)問題:(1)科學(xué)家利用胚胎干細(xì)胞技術(shù),誘導(dǎo)生成胰島B細(xì)胞,以治療小鼠糖尿病病理模型。該試驗用的胚胎干細(xì)胞通?？梢匀∽孕∈蟮腳___________或______________,取出的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行動物細(xì)胞培育,這個過程須要向培育液中加入誘導(dǎo)物。兩周后鏡檢可以發(fā)覺,培育的細(xì)胞呈胰島樣細(xì)胞的改變。隨后,再進(jìn)行了一系列試驗,以檢測該細(xì)胞是否具有胰島B細(xì)胞的生理功能。

(2)胰島素釋放試驗:限制培育液中葡萄糖的濃度,檢測細(xì)胞分泌胰島素的量,圖甲表示所得試驗結(jié)果。據(jù)此分析干細(xì)胞誘導(dǎo)勝利,得到此結(jié)論的依據(jù)是__________________________。

(3)體內(nèi)移植試驗:將細(xì)胞移植到患糖尿病的小鼠體內(nèi),檢測小鼠的血糖水平,結(jié)果如圖乙所示。胰島素移植試驗是否支持胰島素釋放試驗的結(jié)論?_______。

(4)若將小鼠胚胎干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)生成的胰島B細(xì)胞移植到糖尿病患者體內(nèi),會引起劇烈的免疫排斥反應(yīng)。若事先在胚胎干細(xì)胞基因組中導(dǎo)入X調(diào)整因子,便可避開此類問題。將X調(diào)整因子導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞,通常先要__________________,然后采納____________________法導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞中。

(5)指出本探討在實踐方面的一個意義:____________________________________________。

【解析】(1)胚胎干細(xì)胞通?？梢匀∽孕∈蟮脑缙谂咛セ蛟夹韵?。(2)由圖甲可知高濃度葡萄糖條件下胰島素分泌量明顯增多,而在低濃度葡萄糖條件下胰島素分泌量少,說明干細(xì)胞勝利誘導(dǎo)成了胰島B細(xì)胞。(3)分析圖乙移植組的血糖濃度在正常血糖范圍上下波動,而未移植組的血糖濃度明顯高于正常血糖組,該試驗支持胰島素釋放的結(jié)論。(4)將外源基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞中,須要先構(gòu)建基因表達(dá)載體,然后利用顯微注射法導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞內(nèi)。(5)該試驗是誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向胰島B細(xì)胞分化,為糖尿病的細(xì)胞治療供應(yīng)了一條可能的新途徑。答案:(1)早期胚胎原始性腺(2)在葡萄糖濃度高時,細(xì)胞分泌的胰島素多;在葡萄糖濃度低時,細(xì)胞分泌的胰島素少(3)支持(4)構(gòu)建基因表達(dá)載體顯微注射(5)誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向胰島B細(xì)胞分化,為糖尿病的細(xì)胞治療供應(yīng)了一條可能的新途徑2.(15分)(2024·臨沂模擬)中山高校眼科中心主任葛堅領(lǐng)導(dǎo)的探討小組培育成了猴鼠嵌合體——“猴鼠”,期盼將成果用于人體角膜等組織或器官的移植。回答下列問題。(1)人體器官移植面臨的主要問題有供體器官短缺和________,目前臨床通過應(yīng)用免疫抑制劑抑制________的增殖來提高器官移植的成活率。

(2)①過程中,培育基需通過________________________________________來保證無菌無毒環(huán)境,然后加入誘導(dǎo)因子,作用是____________