2021版高考生物總復習第十單元現代生物科技專題第3講胚胎工程及生物技術的安全性和倫理問題課時跟蹤練PAGEPAGE25第3講胚胎工程及生物技術的安全性和倫理問題課時跟蹤練1．(2018·石家莊高三沖刺)下圖表示良種牛繁育的產業化技術的部分過程。請回答：(1)在產生后代的過程中，圖中A、B、C牛中，________牛可以是非良種個體。(2)若①是體外受精，卵子需發育到______________(時期)，精子需用________法處理使其獲能。在使用合成培養基培養早期胚胎時，通常還需加入________等天然物質。(3)若①是體內受精，哺乳動物的早期胚胎形成后，_____________________________________，這為胚胎的收集提供了可能。為保證母牛C與A有相同的生理環境，還需要在開始時對兩頭牛進行________處理。(4)進行該生產的優勢是________________________________。解析：(1)圖示良種牛繁育的過程中，A、B都是供體牛，主要職能是產生具有優良遺傳特性的胚胎，所以A、B都必須是良種個體。C是受體母牛，擔負著繁重而漫長的妊娠和育仔的任務，可以是非良種個體。(2)體外受精過程中，卵子需發育到減數第二次分裂中期，精子需用化學(誘導)法處理使其獲能；在使用合成培養基培養早期胚胎時，通常還需加入血清(血漿)等天然物質。(3)哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯系，處于游離狀態，這為胚胎的收集提供了可能；為保證母牛C與A有相同的生理環境，還需要在開始時對兩頭牛進行同期發情處理。(4)該生產運用了胚胎移植技術，進行該生產的優勢是充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力。答案：(1)C(2)減數第二次分裂中期化學(誘導)血清(血漿)(3)在一定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯系，處于游離狀態同期發情(4)充分發揮雌性優良個體的繁殖潛力2．(2017·唐山二模)長期以來，優良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養殖業發展的瓶頸，近年來發展起來的基因工程、細胞工程和胚胎工程技術為優良種畜的快速繁殖帶來了無限生機，請完成下列相關問題。(1)動物細胞培養技術需要無菌無毒環境、________、適宜的溫度和pH、氣體環境等條件。(2)超數排卵技術的處理措施是對供體母牛注射________；沖卵實質上是用特定裝置，將供體母牛子宮內的__________沖出來。(3)和受精有關的過程有：①第一次卵裂開始；②釋放第二極體；③頂體反應；④穿越透明帶；⑤雌雄原核融合；其正確的順序為____________(填序號)。(4)若要使獲得的轉基因牛分泌的乳汁中含有人干擾素，需構建目的基因表達載體。目前常用的措施是將該基因表達載體導入牛的________(填“受精卵”或“乳腺細胞”)，導入方法是__________________。(5)在試管牛和克隆羊“多利”的培養過程中都必須用到的生物技術有___________________________________________________。(寫出兩項)。解析：(1)動物細胞培養技術需要的條件為：無菌無毒環境、營養、適宜的溫度和pH、氣體環境等。(2)促使供體母牛超數排卵需注射的激素為促性腺激素；沖卵實質上是用特定裝置，將供體母牛子宮內的(早期)胚胎沖出來。(3)受精過程為：③頂體反應；④穿越透明帶；②釋放第二極體；⑤雌雄原核融合；①第一次卵裂開始。(4)若要使獲得的轉基因牛分泌的乳汁中含有人干擾素，通常將牛的乳腺蛋白基因與人的干擾素基因的啟動子等組件重組在一起，通過顯微注射的方法，導入牛的受精卵中，然后將受精卵送入母牛體內。(5)在試管牛和克隆羊“多利”的培養過程中都必須用到的生物技術有動物細胞培養、胚胎移植、早期胚胎培養、卵母細胞的采集技術等。答案：(1)營養(2)促性腺激素(早期)胚胎(3)③④②⑤①(4)受精卵顯微注射法(5)動物細胞培養、胚胎移植、早期胚胎培養、卵母細胞的采集技術(任選兩項)3．(2017·惠州調研)組織型纖溶酶原激活劑(tPA)在人體纖溶和凝血的平衡調節中發揮著關鍵性的作用，如圖是利用奶牛乳汁生產組織型纖溶酶原激活劑(tPA)的圖解，據圖回答下列問題：(1)過程①在構建基因表達載體中，需要用到的酶有________。(2)在卵細胞去核前，需將體內取出的卵母細胞在體外培養至________期后，用微型吸管將核吸出。(3)過程⑥移植后的胚胎能在受體子宮內存活的生理基礎是________________________。(4)過程⑤培養過程中需要加入有機鹽、無機鹽、氨基酸、核苷酸、維生素、激素等營養成分外往往還要加入________。(5)ES細胞可來自圖中B胚胎中的________細胞。(6)上圖中的轉基因牛C的培育過程與試管牛生產過程相比，二者均涉及________________等胚胎工程技術。解析：(1)過程①即把目的基因插入載體中，需要用到的酶有限制酶(限制性核酸內切酶)與DNA連接酶。(2)在卵細胞去核前，需將體內取出的卵母細胞在體外培養至減數第二次分裂中期，因為這樣的細胞中含有激發細胞核全能性的物質。(3)通過移植后的胚胎相對于受體來說為“非己成分”，移入受體子宮的外來胚胎能存活，說明受體子宮對外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應。(4)過程⑤即早期胚胎的培養，所需成分除了有機鹽、無機鹽、氨基酸、核苷酸、維生素、激素等營養成分外，往往還要加入血清。(5)ES細胞為胚胎干細胞，其可來自圖中B胚胎中的內細胞團。(6)讀圖可知，轉基因牛C的培育過程中涉及早期胚胎培養及胚胎移植技術，試管牛生產過程中有體外受精、早期胚胎培養及胚胎移植技術等。答案：(1)限制酶(限制性核酸內切酶)與DNA連接酶(2)減數第二次分裂的中(MⅡ中)(3)受體子宮對外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應(4)血清(5)內細胞團(6)早期胚胎培養和胚胎移植(有錯誤項不給分)4．(2017·淄博二模)轉基因豬可為人體器官移植提供供體。人的hDAF基因在豬細胞中表達后，能抑制急性排異反應。某科研小組利用生物工程技術獲得器官移植供體，其操作流程如下圖所示。請回答：(1)hDAF基因在體外大量擴增時，所用工具酶的特點是________，過程Ⅲ需要的工具酶是____________________________。(2)通過檢測________________來確定hDAF基因在ES細胞是否表達，從而篩選所需細胞。過程Ⅴ中常用________技術將ES細胞添加到囊胚中。(3)除圖中方法外，ES細胞還可從________中獲得，利用ES細胞生產用于移植的器官，其原因是____________________________。(4)Ⅱ過程獲得的重組胚胎移植到受體內，存活率較高的原因是______________________________________________________，選用轉基因豬為人體器官移植提供供體，突出的優點是______________________________________________________。解析：(1)hDAF基因在體外大量擴增時，所用工具酶為熱穩定DNA聚合酶，即Taq酶。過程Ⅲ為基因表達載體的構建，需要的工具酶有限制性核酸內切酶和DNA連接酶。(2)確定hDAF基因在ES細胞是否表達，需檢測有無hDAF基因控制合成的蛋白質。將攜帶有目的基因的ES細胞添加到囊胚中，常用顯微注射技術。(3)ES細胞來源于早期胚胎或原始性腺。之所以利用ES細胞生產用于移植的器官，其原因是ES細胞的分化程度低、全能性高。(4)通過體細胞核移植技術獲得的重組胚胎移植到受體內，存活率較高的原因是基本不發生免疫排異反應。因為豬和人的遺傳物質同源性高，器官大小相近，材料易得等，所以常選用轉基因豬為人體器官移植提供供體。答案：(1)熱穩定性限制性核酸內切酶和DNA連接酶(2)有無hDAF基因控制合成的蛋白質顯微注射(3)原始性腺分化程度低、全能性高(4)基本不發生免疫排異反應遺傳物質同源性高，器官大小相近，材料易得(至少答出2條，其他合理答案亦可)5．如圖1、圖2分別表示兩項胚胎工程技術應用圖解，請據圖回答下列問題：(1)圖1與圖2共同用到的生物工程技術有__________、__________。(2)圖2中，首先要用激素對C羊和代孕羊H進行________處理，然后用促性腺激素處理C羊獲得大量卵子，選擇處于________________期的卵母細胞與獲能精子在體外完成受精得到受精卵F。(3)圖2中，過程d的操作，在相應酶處理后一般選用______作為外源基因的載體，通過________法導入受精卵F中。外源基因是否導入受精卵并穩定遺傳，可以采用________________方法對b過程產生的細胞進行檢測。(4)細胞E和F一般在體外培養到________期即可移植到代孕母體子宮內。小羊X和小羊Y比較，小羊Y的顯著特點是____________。解析：(1)由題圖可知，圖1與圖2均采用了動物細胞培養(早期胚胎培養)和胚胎移植技術。(2)圖2中，首先要用激素對C羊和代孕羊H進行同期發情處理；然后用促性腺激素處理C羊獲得大量卵子，選擇處于MⅡ中期的卵母細胞與獲能精子在體外完成受精得到受精卵F。(3)圖2中，過程d表示將目的基因導入受體細胞，該過程一般選用質粒作為外源基因的載體；顯微注射法是將目的基因導入動物細胞的最有效方法；檢測外源基因是否導入受精卵，可采用DNA分子雜交技術(基因探針技術)。(4)早期胚胎需在體外培養到桑椹胚或囊胚期才可移植到代孕母體子宮內。小羊X是無性生殖的產物，其細胞核遺傳物質都來自A羊，因此其性別與A羊相同，性狀也主要與A羊相同，而小羊Y是有性生殖的產物，具有雙親的遺傳物質，因此其性別不確定，且兼有C羊和D羊的性狀、同時能出現外源基因的性狀。答案：(1)動物細胞培養(早期胚胎培養)胚胎移植(2)同期發情減數第二次分裂中(MⅡ中)(3)質粒顯微注射DNA分子雜交(基因探針)(4)桑椹胚或囊胚性別不確定；兼有C羊和D羊的性狀；出現外源基因的性狀(答出一項即可)6．(2017·濰坊模擬)目前，精子載體法逐漸成為最具誘惑力的制備轉基因動物方法之一，該方法以精子作為外源基因的載體，使精子攜帶外源基因進入卵細胞受精。請回答下列問題：(1)基因工程操作中，目的基因的獲取除人工合成外，還可以采用________或者從________中獲取。(2)外源基因能夠整合到精子的________上是轉化的關鍵，因為受精時只有精子的________才能進入卵細胞中。(3)為了采集更多的卵母細胞，需要對雌性個體注射促性腺激素，使其________。培養成熟的卵母細胞進行體外受精時，應對已經導入外源基因的精子進行________處理。(4)早期胚胎通過胚胎移植技術移入受體的子宮內繼續發育，早期胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是___________________________________________________________________________。解析：(1)獲取目的基因時，除人工合成外，還可以采用PCR技術擴增或者從基因文庫中獲取。(2)精子與卵細胞受精時，精子的頭部進入卵細胞中，并釋放其細胞核進入卵細胞，但細胞質幾乎不進入卵細胞內。為了提高轉化率，必須將外源基因整合到精子的染色體中，才可以使外源基因進入受精卵中。(3)卵母細胞的采集可以用促性腺激素作用于雌性動物，使其超數排卵，以此獲取較多的卵母細胞。攜帶外源基因的精子與卵細胞發生體外受精，形成受精卵，但精子必須經獲能處理才可以與卵細胞發生受精作用。(4)早期胚胎通過胚胎移植技術移入受體的子宮內繼續發育，是因為受體子宮對早期胚胎不發生免疫排斥反應。答案：(1)PCR擴增基因文庫(2)染色體頭部(細胞核)(3)超數排卵獲能(4)受體子宮對早期胚胎不發生免疫排斥反應7．(2017·新鄉調研)我國全面二孩政策已于2016年1月1日起正式實施。十二年前，33歲的產婦朱女士利用試管嬰兒技術，成功生下一個男孩。2016年3月，朱女士決定生育第二個孩子，醫院找到當年為她冷凍的“胚胎”，經過檢胎等程序，朱女士已成功懷孕12周。冷凍12年后復蘇、植入，該“凍齡”寶寶將有望成為國內最“老”的寶寶。有意思的是，這個沉睡了12年的“冰寶寶”(1)由于女性的自然周期產生的卵子太少，醫生在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡發育。試管嬰兒技術采用了體外受精等技術，精子頂體內含有的________能協助精子穿過卵細胞的________，最終進入卵細胞內完成受精作用。(2)通過胚胎移植技術將冷凍的“胚胎”移入朱女士子宮內，使其繼續發育，胚胎移植的實質是____________________。沉睡了12年的“冰寶寶”跟自己11歲的親哥哥其實是“同齡”。二者性別相同的概率為________。(3)若進行試管嬰兒的某夫婦，其中妻子患有線粒體疾病(線粒體DNA缺陷)，則子女患病的情況為________，該疾病的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳定律。(4)與試管嬰兒相比，人們對克隆人爭議較大。持反對態度的科學家認為，由于克隆技術尚不成熟，現在就做克隆人很可能孕育出有嚴重缺陷的孩子；但是堅持克隆人的科學家則認為，一些技術問題可以通過胚胎分級、基因診斷和____________等方法得到解決。而有些人利用試管嬰兒技術選擇生男孩還是女孩，從種群特征角度分析，這會嚴重影響人口的________，進而影響人口數量，產生一系列社會問題。解析：(1)注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡發育；頂體內含有的頂體酶能協助精子穿過卵細胞的放射冠和透明帶，最終進入卵細胞。(2)胚胎移植的實質是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移；生男、生女的概率相等，均為eq\f(1,2)。(3)線粒體疾病的遺傳方式是細胞質遺傳，具有母系遺傳的特點，不遵循孟德爾遺傳定律，母親患病子女全患病。(4)通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法，可幫助檢測有嚴重缺陷的孩子，彌補克隆技術的不足；人為地選擇生男孩還是生女孩，會嚴重影響人口的性別比例。答案：(1)促性腺頂體酶放射冠和透明帶(2)早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移eq\f(1,2)(3)全患病不遵循(4)染色體檢查性別比例8．(2017·江西重點中學聯考)2016年10月19日美國新希望生殖醫學中心正式宣布，世界首個核移植“三父母”男嬰已于2016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。培養過程如圖，據圖回答：(1)獲得重組卵母細胞A也會用到體細胞核移植技術，完成①過程需要用微型吸管吸出______________，完成④過程的B細胞需要選擇________(時期)的卵母細胞。(2)卵母細胞的獲取過程中，需要對女性進行超數排卵處理，超數排卵的方法是給女性注射________激素，超數排卵技術帶來的危害之一是___________________________________________________。(3)細胞A的培養過程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，可采用________技術。若選用囊胚期的胚胎，操作過程中要特別注意的問題是____________。(5)設計試管嬰兒技術與解決不孕問題而進行的試管嬰兒技術的主要區別是前者需要在植入前對胚胎進行________。解析：(1)獲得重組卵母細胞A也會用到體細胞核移植技術，完成①過程需要用微型吸管吸出細胞核和第一極體，完成④過程受精作用的B細胞需要選擇減數第二次分裂中期(或MⅡ中期)的卵母細胞。(2)卵母細胞的獲取過程中，需要對女性進行超數排卵處理，超數排卵的方法是給女性注射促性腺激素，超數排卵技術帶來的危害之一是對孕婦的身體不利、卵巢早衰、影響孕婦內分泌、影響胎兒的健康發育等。(4)為了提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術。若選用囊胚期的胚胎，操作過程中要特別注意的問題是將內細胞團均等分割。(5)設計試管嬰兒技術與解決不孕問題而進行的試管嬰兒技術的主要區別是前者需要在植入前對胚胎進行遺傳學診斷(或基因檢測或基因診斷)。答案：(1)細胞核和第一極體(答完整得分)減數第二次分裂中期(或MⅡ中期)(2)促性腺對孕婦的身體不利、卵巢早衰、影響孕婦內分泌、影響胎兒的健康發育等(答出一點即可)(3)維持培養液的pH(4)胚胎分割將內細胞團均等分割(5)遺傳學診斷(或基因檢測或基因診斷)9．棉鈴蟲是一種嚴重危害棉花的害蟲。我國科學家發現一種生活在棉鈴蟲消化道內的蘇云金芽孢桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而此毒蛋白對人畜無害。通過基因工程的方法，我國已將該毒蛋白基因移入棉株細胞內并實現成功表達。由于棉鈴蟲吃了這種轉基因棉花的植株后會死亡，所以該棉花新品種在1998年推廣后，已取得了很好的經濟效益。請根據上述材料回答下列問題：(1)該項科學成果在環境保護上的重要作用是：____________________________________________________________________。(