十六胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程.pdf

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1、专题整合训练(十六)胚胎工程、生物技术安全性和伦理问题、生态工程 全员必做题 1(2017河北省唐山市、保定市高三统考理综)阅读如下资料：资料甲：试管婴儿技术是指采用人工方法将卵子与精子从人体内取出并在体外受精，发育成胚胎后，再移植回母体子宫内，以达到受孕目一种技术。资料乙：干扰素 1b 是我国第一个批准生产基因工程药物，该药物利用大肠杆菌作为受体获得，具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能作用，广泛用于病毒性疾病和多种肿瘤治疗，是当前国际公认病毒性疾病治疗首选药物和肿瘤生物治疗主要药物。资料丙：DNA 粗提取原理就是利用 DNA 与 RNA，蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面差异，提

2、取 DNA，去除其他成分，可以根据与某些化学试剂所产生颜色反应，鉴定 DNA 存在。回答下列问题：(1)资料甲：顺利受精必须满足两个条件：来自父方精子要进行_，来自母方卵母细胞要培养至_。(2)资料乙：为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达，需要把来自cDNA 文库干扰素基因片段正确插入表达载体_和_之间。(3)资料丙：在 DNA 析出与鉴定步骤中，析出 DNA 时应将处理后溶液过滤，加入与滤液体积相等，冷却_(写出体积分数)，静置后溶液中会析出 DNA，鉴定时所用试剂为_。【答案】(1)获能 M中期(2)启动子 终止子(3)95%酒精 二苯胺【解析】(1)体外受精必须满足两个条件：来自父方精子要

3、进行获能，来自母方卵母细胞要培养至 M中期。(2)基因表达载体组成包括启动子、终止子、标记基因和目基因等，因此为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达，需要把来自 cDNA 文库干扰素基因片段正确插入表达载体启动子和终止子之间。(3)析出 DNA时应将处理后溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却 95%酒精，静置后溶液中会析出 DNA。DNA 鉴定：在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。2(2017河南新乡高三理科综合)我国全面二孩政策已于 2016 年 1 月 1 日起正式实施。十二年前，33 岁产妇朱女士利用试管婴儿技术，成功生下一个男孩。2016 年 3 月，朱女士决定生育第二个孩子，医院

4、找到当年为她冷冻“胚胎”，经过检胎等程序，朱女士已成功怀孕 12 周。冷冻 12 年后复苏、植入，该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”宝宝。有意思是，这个沉睡了 12 年“冰宝宝”，跟自己 11 岁亲哥哥其实是“同龄”。请回答以下相关问题：(1)由于女性自然周期产生卵子太少，医生在取卵前通常需要注射_激素，促使一次有更多卵泡发育。试管婴儿技术采用了体外受精等技术，精子顶体内含有_能协助精子穿过卵细胞_最终进入卵细胞内完成受精作用。(2)通过胚胎移植技术将冷冻“胚胎”移入朱女士子宫内，使其继续发育，胚胎移植实质是 _。沉睡了 12 年“冰宝宝”跟自己 11 岁亲哥哥其实是“同龄”。二者性别相同概

5、率为_。(3)若进行试管婴儿某夫妇，其中妻子患有线粒体疾病(线粒体 DNA 缺陷)，则子女患病情况为_，该疾病遗传_(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律。(4)与试管婴儿相比，人们对克隆人争议较大。持反对态度科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷孩子；但是坚持克隆人科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和_等方法得到解决。而有些人利用试管婴儿技术选择生男孩还是女孩，从种群特征角度分析，这会严重影响人口_，进而影响人口数量，产生一系列社会问题。【答案】(1)促性腺 顶体酶 放射冠和透明带(2)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置转移 1/2(3)

6、全患病 不遵循(4)染色体检查 性别比例【解析】(1)注射促性腺激素，促使一次有更多卵泡发育；顶体内含有顶体酶能协助精子穿过卵细胞放射冠和透明带，最终进入卵细胞。(2)胚胎移植实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置转移；生男、生女概率相等，均为 1/2。(3)线粒体疾病遗传方式是细胞质遗传，具有母系遗传特点，不遵循孟德尔遗传定律，母亲患病子女全患病。(4)通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法，可帮助检测有严重缺陷孩子，弥补克隆技术不足；人为地选择生男孩还是生女孩，会严重影响人口性别比例。3(2017湖北华中师范大学属中学高三理科综合).叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，

7、该技术能有效改良植物品质。请回答：(1)为了防止转基因作物目基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目基因整合到受体细胞叶绿体基因组中，其原因是()A叶绿体基因组不会进入生殖细胞中 B植物杂交后代不会出现一定性状分离比 C转基因植物中质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 D转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流(2)来自原核生物中有重要价值外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是_。(3)对大多数高等植物而言，与传统细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式_(填“遵循”或“不遵循”)分离定律，不会随_(填“花粉”或“卵细胞“)传给后代，

8、从而保持了_(填“父本”或“母本”)遗传特性。.(1)生态工程建设目就是遵循自然界物质循环规律，充分发挥资源生产潜力，防止环境污染，达到_和_同步发展。(2)生态经济主要是通过实行“_”原则，使一个系统产出污染物，能够成为本系统或者另一个系统生产原料，从而实现废弃物资源化。【答案】.(1)C(2)叶绿体 DNA 与原核生物 DNA 结构类似(由于叶绿体大多数基因结构、转录与翻译系统均与原核生物类似 合理答案给分)(3)不遵循 花粉 母本.(1)经济效益 生态效益(2)循环经济【解析】.(1)叶绿体不会进入精子，可以进入卵细胞，故A 错误，转基因植物一般是杂合子，则植物杂交后代会出现3：1 性状

9、分离比，故 B 错误；花粉中含有精子，其几乎不含细胞质，而受精卵中细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目基因整合到受体细胞叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中其他植物，故 C 正确；转基因植物与其他植物间能通过花粉发生基因交流，没有生殖隔离，故 D 错误。(2)由于叶绿体 DNA 与原核生物 DNA 结构类似或由于叶绿体大多数基因结构、转录与翻译系统均与原核生物类似，因此来自原核生物中有重要价值外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达。(3)叶绿体转基因是属于细胞质遗传，具有母系遗传特点，而基因分离定律是细胞核遗传，因此不遵循基因分离定律，花粉精子中细胞质较少，受精卵中细

10、胞质几乎全部来自卵细胞，因此叶绿体转基因不会随着花粉遗传给后代。.(1)生态工程建设目就是遵循自然界物质循环规律，充分发挥资源生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展。(2)生态经济主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产出污染物，能够成为本系统或者另一个系统生产原料，从而实现废弃物资源化。4(2015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 采 用 是 细 胞 工 程 中 _ 技 术，过 程 采 用 是 胚 胎 工 程 中_ _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作用是维持培养

11、液(基)_。(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基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同组织器官。若将图中获得组织器官移植给个体_(填“A”或“B”)，则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【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，二者通过得到重组细胞，重组细胞经得到囊胚，故是核移植，是早期胚胎培养。(2)动物细

12、胞培养时，要通入含有 5%CO2空气，CO2作用是维持培养液 pH。(3)构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目基因和运载体，再用 DNA连接酶连接。基因表达载体包括目基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等，标记基因作用是便于目基因检测和筛选。(4)胚胎干细胞从早期胚胎或者原始性腺中分离出来一类细胞，具有发育全能性。囊胚中内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得组织器官，其细胞细胞核来自个体 B，其性状与 B 相同。5请回答下列有关胚胎工程和生态工程相关问题：(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

13、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，柴静纪录片穹顶之下引发全国人民对雾霾关注和讨论，而山西作为产煤大省，生态环境破坏严重，请问矿区废弃地生态恢复工程关键在于 _，具体措施有_，(举例说明，任答两种)利用了生态工程原理是_。【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重建 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 系统学与工程学原理【解析】体外受精时，由于排出卵子处于减数第一次分裂初级卵母细胞阶段，因而需培养到减数第

14、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；矿区废弃地生态恢复工程关键在于植被恢复和土壤微生物群落重建，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；应用原理是系统学与工程学原理。6(山东省济南外国语学校高三模拟卷)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用 iPS 细胞培育出与黑鼠遗传特性相同克隆鼠，流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行初次培养称为_，培养细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中 2细胞胚胎可用人工方

15、法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_，也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚_分离培养获得，iPS 与 ES 细胞同样具有发育全能性，有望在对人类 iPS 细胞进行定向_后用于疾病细胞治疗。【答案】(1)原代培养 接触抑制(2)冲卵 体外受精(3)胚胎移植 冷冻(或低温)(4)内细胞团细胞 诱导分化【解析】(1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行初次培养，接触抑制指贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖现象。(2)将早期胚胎从母牛子宫中冲

16、洗出来方法叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植胚胎可放入196液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来一类细胞，iPS 与 ES 细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常细胞来治疗疾病。重点选做题 1(2017江西吉安一中高三上理综)临床上某些疾病治疗需要器官移植，但是有普遍存在供体器官不足或器官移植后免疫排斥问题。为了解决这些问题，人们提供了很多设想，请回答下列问题：(1)免疫排斥主要是由_细胞引起，临床上通常使用免疫抑制剂药物来抑制该细胞增殖，从而提高器官移植成功率。(2)从新生儿脐带血分离出部分细胞保存，需要器官移植时候进行自体移植，在这些

17、细胞培养液中需加入_因子，才能培育出需要器官，但是这些细胞不同于 ES 细胞，因为 ES 细胞来源于早期胚胎或_细胞，功能上具有发育全能性。(3)利用核移植技术获得器官：哺乳动物核移植分为_核移植和体细胞核移植两种类型，后一种方式可以取病人体细胞，注入处于_时期_细胞中，通过电刺激方法促使融合，进一步诱导其发育成特定器官。(4)利用基因工程提供供体，科学家正试图利用基因工程对小型猪器官进行改造，在改造中导入抑制抗原表达基因。如果已知目基因核苷酸排列顺序，通常采用_方法人工合成获取目基因，获取目基因与载体结合后通常采用_技术，再进一步培育成所需转基因猪。【答案】(1)T(2)分化诱导 原始性腺(

18、3)胚胎细胞 减数第二次分裂中期 去核卵母(4)化学 显微注射【解析】(1)免疫排斥主要是由 T 细胞引起，临床上通常使用免疫抑制剂药物来抑制该细胞增殖，从而提高器官移植成功率。(2)从新生儿脐带血分离出部分细胞保存，需要器官移植时候进行自体移值，在这些细胞培养液中需加入分化诱导因子，才能培育出需要器官，但是这些细胞不同于 ES 细胞，因为 ES 细胞来源于早期胚胎或原始性腺细胞，功能上具有发育全能性。(3)哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植两种类型，后一种方式可以取病人体细胞，注入处于减数第二次分裂中期时期去核卵母细胞中，通过电刺激方法促使融合，进一步诱导其发育成特定器官。(4)

19、利用基因工程提供供体，科学家正试图利用基因工程对小型猪器官进行改造，在改造中导入抑制抗原表达基因。如果已知目基因核苷酸排列顺序，通常采用化学方法人工合成获取目基因，获取目基因与载体结合后通常采用显微注射技术，再进一步培育成所需转基因猪。2(2017福建福州外国语学校高三理科综合).我国科研人员克隆了 100 多个重要基因，取得了抗虫棉、抗虫玉米、耐除草剂大豆等一批重大转基因成果。请回答下列问题：(1)抗虫棉中转入 Bt 毒蛋白基因是从苏云金(芽孢)杆菌中分离出来，该基因编码 Bt 蛋白对哺乳动物_(填“有”或“无”)毒害作用。(2)每一种 Bt 毒蛋白杀虫范围有限，对现有毒蛋白进行_，使其具有

20、更广杀虫范围，属于_(生物工程)范围。(3)随着转基因成果不断涌现，人们对转基因生物安全性关注与日俱增，在食物安全、生物安全和_ 三个方面发生了激烈争论。.关注生态工程建设。(1)与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、_、可持续工程体系。(2)“无废弃物农业”是我国古代传统农业辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动一种模式，该模式主要遵循生态工程_原理。我国西北一些地区年降雨量少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木杨树，致使许多地方杨树长成半死不活状，结果防护林成了残败“灰色长城”。其失败原因主要是违背了_原理。(3)甘肃陇南地区“九子登科”模式是哪种生态工程建设实例？()A草原生态恢

21、复工程 B城市环境工程 C小流域综合治理生态工程 D湿地生态恢复工程【答案】.(1)无(2)改造 蛋白质工程(3)环境安全.(1)多效益(2)物质循环再生 协调与平衡(3)C【解析】.(1)Bt 毒蛋白基因编码 Bt 蛋白，在哺乳动物消化道中会被消化分解，因此对哺乳动物无毒害作用。(2)对现有毒蛋白进行改造，使其具有更广杀虫范围，属于蛋白质工程范畴。(3)人们对转基因生物安全性关注与日俱增，在食物安全、生物安全和环境安全三个方面发生了激烈争论。.(1)与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续工程体系。(2)“无废弃物农业”主要遵循生态工程物质循环再生原理。我国西北一些地区年降雨量少

22、，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木杨树，致使许多地方杨树长成半死不活状，结果防护林成了残败“灰色长城”。其失败原因主要是违背了协调与平衡原理。(3)甘肃陇南地区“九子登科”模式是小流域综合治理生态工程建设实例，故选 C。3(2017山东济南二模)若婴幼儿生长激素分泌不足会导致侏儒症，某科学团队利用多种现代生物技术通过奶牛乳腺生物反应器来生产人生长激素。请回答下列问题。(1)鉴别受体细胞中是否含有目基因，需借助基因表达载体中_筛选受体细胞。若要检测牛奶中是否含有生长激素可通过_技术检测。(2)若将人生长激素基因导入牛精子中，通常采用_法使精子获能，与发育到_期卵母细胞进行受精作用。在胚

23、胎培养液中添加一定量_，可以防止培养过程中细菌污染。(3)当胚胎发育到囊胚阶段，选取囊胚_细胞做 DNA 分析，进行性别鉴定，筛选出_胚胎。为了提高胚胎利用率，可将所选胚胎_均等分割，再进行胚胎移植。【答案】(1)标记基因 抗原抗体杂交(2)化学 M中 抗生素(3)滋养层 雌性 内细胞团【解析】(1)基因表达载体包括启动子、标记基因、目基因和终止子等，其中标记基因作用是筛选含有目基因受体细胞。检测目基因是否表达产生相应蛋白质可以采用抗原抗体杂交技术。(2)若将人生长激素基因导入牛精子中，通常采用化学法使精子获能，与发育到 M中期卵母细胞进行受精作用。在胚胎培养液中添加一定量抗生素，可以防止培养过程中细菌污染。(3)由于只有雌性个体才能产生乳汁，因此当胚胎发育到囊胚阶段，选取囊胚滋养层细胞做 DNA 分析，进行性别鉴定，筛选出雌性胚胎。胚胎分割时，要注意将内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎恢复和进一步发育。