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1、專題七 選考 胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題及生態(tài)工程 1．全球首批經(jīng)全基因組測序的PGD/PGS試管嬰兒在長沙誕生。新技術的突破意味著通過設計試管嬰兒解決部分不孕不育問題的同時，部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的家族性遺傳也將有望避免。 (1)設計試管嬰兒時為了提高受孕率，胚胎移植時多采用多胚胎移植，因此需要用____________處理促進母親排出更多的卵子。 (2)胚胎發(fā)育的卵裂期在____________(填“透明帶”或“放射冠”)內(nèi)進行。受精卵經(jīng)72 h體外培養(yǎng)發(fā)育成32細胞左右的桑椹胚，可用于胚胎移植。胚胎工程是指對動物的早期胚胎或____________所進行的多種顯微操

2、作和處理技術，包括體外受精、胚胎分割移植、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。 (3)為了某些需要，需對胚胎的性別進行鑒定。目前最有效最準確的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個____________(填“滋養(yǎng)層”或“內(nèi)細胞團”)細胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作______，以______________為模板進行PCR擴增；最后與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應者，胚胎為________性。 (4)設計試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭論的問題。我國不反對治療性克隆，即可利用人體細胞核移植等技術治療人類疾病，在去除卵母細

3、胞的細胞核時，可用微型吸管把位于__________和________之間的第一極體一并吸出。 解析：(1)給女性注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵。(2)胚胎發(fā)育的卵裂期是在透明帶內(nèi)進行的。胚胎工程是指對動物的早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術。(3)目前，對胚胎性別進行鑒定的最有效最準確的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個滋養(yǎng)層細胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作引物，以滋養(yǎng)層細胞的DNA為模板進行PCR擴增；與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應者，說明其含有Y染色體，為男性。(4)治療性克隆是指利用人體細胞

4、核移植等技術治療人類疾病，在去除卵母細胞的細胞核時，可用微型吸管把位于卵細胞膜和透明帶之間的第一極體一并吸出。 答案：(1)促性腺激素　(2)透明帶　配子　(3)滋養(yǎng)層　引物　滋養(yǎng)層細胞的DNA　男　(4)卵細胞膜　透明帶 2．科學家運用現(xiàn)代工程技術手段對奶牛品種進行改造，從而可以從奶牛中提取人類臨床所需的大量血清白蛋白。請根據(jù)以下流程圖回答問題： (1)圖中①過程通常用________________酶處理獲得奶牛的單個細胞；②過程能夠?qū)崿F(xiàn)的根本原因是________________________________，目的是使人血清白蛋白基因在奶牛細胞中_______________

5、_________，并且可以遺傳給下一代，同時能夠使其表達。 (2)圖中卵母細胞具體是指________________細胞，通常用________________激素進行超數(shù)排卵處理獲得，并經(jīng)人工培養(yǎng)。 (3)③過程通常是在胚胎發(fā)育的囊胚期將________________________________________________________________________ 均等分割；④過程的實質(zhì)是____________________________________________。 從子代母牛中即可提取人血清白蛋白。 (4)沼氣工程中利用牛糞生產(chǎn)沼氣，遵循生態(tài)工程的

6、__________________原理。 解析：(1)動物細胞培養(yǎng)時，需用胰蛋白酶將動物組織塊分散成單個細胞。由于目的基因(人血清白蛋白基因)和質(zhì)粒具有共同的空間雙螺旋結(jié)構和化學組成，所以兩者可以構建成基因表達載體，目的是使人血清白蛋白基因在奶牛細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時能夠使其表達。(2)核移植技術中，卵母細胞是處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞。超數(shù)排卵處理時，通常用促性腺激素處理。(3)對囊胚階段的胚胎分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割。④過程是胚胎移植過程，即將早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移(提供胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程)。(4)沼氣工程

7、中利用牛糞生產(chǎn)沼氣，是無廢棄物農(nóng)業(yè)，利用了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。 答案：(1)胰蛋白　目的基因(人血清白蛋白基因)和質(zhì)粒具有共同的空間雙螺旋結(jié)構和化學組成　穩(wěn)定存在 (2)次級卵母　促性腺　(3)內(nèi)細胞團　早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移(提供胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程)　(4)物質(zhì)循環(huán)再生 3．請閱讀下列有關EK細胞的資料，回答下列問題： 資料一：EK細胞從理論上講可以無限傳代和增殖而不失去其正常的二倍體基因型和表現(xiàn)型，以其作為核供體進行核移植后，在短期內(nèi)可獲得大量基因型和表現(xiàn)型完全相同的個體。 資料二：將帶有遺傳標記的EK細胞注入早期胚胎的囊胚腔

8、，通過組織化學染色，了解EK細胞的分化特點，這為研究胚胎發(fā)育過程中的細胞分化及組織和器官形成的規(guī)律，進而研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素等提供了可能。 (1)EK細胞是___________________________________________________的簡稱，是從 ________________________________________________________________________中分離出來的一類細胞。 (2)資料一中反映出在體外培養(yǎng)的條件下，EK細胞可以_____________________，要維持這種狀態(tài)，需要將EK細胞在

9、飼養(yǎng)層細胞上或在添加___________________的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。 (3)資料一中以EK細胞作為核供體進行的核移植稱為______________，其難度________(填“高于”或“低于”)體細胞核移植。 (4)資料二中要使EK細胞分化需要在培養(yǎng)液中加入_______________。請再舉出一個EK細胞應用的例子： ________________________________________________________________________。 解析：(1)哺乳動物的胚胎干細胞(ES或EK細胞)是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。(2)在體外培養(yǎng)的

10、條件下，EK細胞可以只增殖而不發(fā)生分化。要實現(xiàn)這種狀態(tài)，EK細胞需要在飼養(yǎng)層細胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。(3)以胚胎干細胞為核供體的核移植稱為胚胎細胞核移植，由于動物胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難，因此，動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。(4)在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，如?；撬?、丁酰環(huán)腺苷酸等化學物質(zhì)時，可以誘導EK細胞向不同類型的細胞分化，為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段。 答案：(1)胚胎干細胞　早期胚胎或原始性腺　(2)增殖而不發(fā)生分化　抑制因子　(3)胚胎細胞核移植　低于　(4)分化誘導因子

11、　揭示細胞分化和細胞凋亡的機理(或用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合征、少年糖尿病和老年癡呆癥等或培育出人造組織器官，解決目前臨床上存在的供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題，合理即可) 4．我國基因工程藥物的研制和生產(chǎn)發(fā)展迅猛。目前科學家已在牛和羊等動物的乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等重要藥品，大致過程如圖所示： (1)哺乳動物的體外受精主要包括[a]______________、[b]______________和受精等幾個主要步驟。若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能，可給供體注射______________________________________

12、__________________________________， 使其排出更多的卵子。 (2)在過程c中需要用到的工具酶有_________________________________________。 要使人的藥用蛋白基因在奶牛乳腺細胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、_______、______、標記基因等部分。 (3)d過程常用的方法是________________，e過程的名稱為________。 (4)若要一次獲得多只完全相同的轉(zhuǎn)基因牛，應采用________技術，通常選擇______________________________________

13、__________________________________ 的桑椹胚或囊胚進行相關處理。 (5)早期胚胎發(fā)育的階段為：受精卵→________期→桑椹胚→囊胚→________。 解析：(1)哺乳動物的體外受精主要包括精子的獲取、卵母細胞的采集和受精等幾個主要步驟。若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能，可給供體注射促性腺激素，使其排出更多的卵子。(2)過程c為構建基因表達載體，該過程首先要用限制酶切割外源DNA分子和載體，其次要用DNA連接酶將目的基因與載體連接形成重組DNA分子。完整的基因表達載體要包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等部分。(3)將含目的基因的重組質(zhì)粒導入受精卵

14、中常用顯微注射法，e過程是指將早期胚胎通過胚胎移植技術移植到受體母牛的子宮內(nèi)。(4)若要一次獲得多只完全相同的轉(zhuǎn)基因牛，應采用胚胎分割技術，通常選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進行相關處理。(5)早期胚胎發(fā)育的階段為：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。 答案：(1)精子的獲取　卵母細胞的采集　促性腺激素　(2)限制酶、DNA連接酶　啟動子　終止子　(3)顯微注射法　胚胎移植　(4)胚胎分割　發(fā)育良好、形態(tài)正?！?5)卵裂　原腸胚 5．(2018·西北師大附中測試)為了預防線粒體缺陷可能導致的先天性心臟病、失明、肝衰竭等多種疾病，利用基因技術對受精卵實施基因改造，在實施這些新技術時

15、，醫(yī)生將捐獻者卵子的細胞核DNA移走，再將母親卵子的細胞核DNA移入捐獻者的卵子中。從基因角度看，以新技術孕育的試管嬰兒將有一位父親和兩位母親，即所謂的“三親試管嬰兒”。2016年初，首位由“三親試管嬰兒”誕生的男嬰出世了，他的母親是一位線粒體肌病患者。如圖為該男嬰的孕育過程，回答下列問題： (1)圖示過程中代表該男嬰母親卵母細胞的是______________________________， 由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少，故卵母細胞捐獻者在取卵前通常要注射_________激素，促使一次有更多的卵泡發(fā)育。 (2)重組卵母細胞需培養(yǎng)到______________________

16、___________________________ 時才具備與精子受精的能力；在進行體外受精前要對精子進行________________處理；重組卵母細胞體外培養(yǎng)所需的氣體主要是氧氣和二氧化碳，二氧化碳的作用是 ______________________。 (3)該健康男嬰的孕育過程中依次使用了__________、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術。 (4)“三親試管嬰兒”的培育技術能避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，為避免生出患有其他遺傳病的孩子，孕婦應在孕期進行____________________。 解析：(1)該母親提供卵母細胞的細胞核，捐贈者提供去核卵母

17、細胞，所以該男嬰母親的卵母細胞是B；促性腺激素能夠促使女性產(chǎn)生更多的卵母細胞，從而在自然周期中產(chǎn)生更多的卵子。(2)重組的卵母細胞必須在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才具備受精能力，精子在受精前必須進行獲能處理。重組卵母細胞在體外培養(yǎng)時需要適宜的pH，而維持pH最好且無污染無傷害的方法就是通入適量的二氧化碳。(3)健康男嬰的孕育過程中依次使用了核移植、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術。(4)“三親試管嬰兒”的培育技術能避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，為避免生出患有其他遺傳病的孩子，孕婦應在孕期進行產(chǎn)前診斷。 答案：(1)B　促性腺　(2)減數(shù)第二次分裂中期　獲能　維持培養(yǎng)液的pH　

18、(3)核移植　(4)產(chǎn)前診斷(基因診斷、羊水檢測等) 6．(2019屆高三·陜西西安檢測)如圖所示是利用現(xiàn)代生物工程技術治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程設計圖解。請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中②所示的結(jié)構是____________。 (2)圖中③④所示的生物工程技術分別是________________________________。 (3)過程③通常用去核卵細胞做受體細胞的原因除了它體積大、易操作，含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)之外，還因為______________________________________________。 (4)

19、過程④的完成需要用到的基因操作工具除了限制性核酸內(nèi)切酶外，還需要____________________。在基因表達載體中，啟動子是________________酶識別并結(jié)合的部位。 (5)對重組細胞b進行定向誘導分化是否成功的標志是______________________。 (6)若現(xiàn)在實驗室想把小鼠的纖維母細胞通過誘導作用使其變?yōu)檎T導干細胞，這個過程類似于植物組織培養(yǎng)中的______________________過程。 解析：(1)圖中②所示的結(jié)構是內(nèi)細胞團細胞，其具有發(fā)育的全能性。(2)圖中③所示的生物工程技術是核移植技術，④所示的生物工程技術是轉(zhuǎn)基因技術。(3)過程③用去

20、核卵細胞作受體細胞的原因除了它體積大、易操作，含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)外，還因為其營養(yǎng)物質(zhì)豐富且能為早期胚胎發(fā)育提供養(yǎng)料。(4)基因工程中除了要用到限制性核酸內(nèi)切酶對目的基因和載體進行切割，還需要用DNA連接酶將目的基因和載體進行連接，構成重組質(zhì)粒。啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。(5)該題中對重組的細胞進行定向誘導分化成功的標志是能否正常合成胰島素，如果能合成胰島素，說明誘導分化成功。(6)若現(xiàn)在實驗室想把小鼠的纖維母細胞通過誘導作用使其變?yōu)檎T導干細胞，即讓其重新恢復為具有全能性，這個過程類似于植物組織培養(yǎng)中的脫分化過程。 答案：(1)內(nèi)細胞團細胞　(2)核移植

21、技術和轉(zhuǎn)基因技術 (3)營養(yǎng)物質(zhì)豐富且能為早期胚胎發(fā)育提供養(yǎng)料 (4)DNA連接酶和載體　RNA聚合　(5)能否正常合成胰島素　(6)脫分化 7．如圖是科學家通過不同方法培育優(yōu)良種牛的過程，其中①～⑤表示操作過程。請回答以下問題： (1)圖中①過程涉及的精子需進行________處理；防止多精入卵的兩道屏障為________________________________________________________________________。 (2)對圖中良種母牛注射促性腺激素的目的是________________________________。 (3)圖中②過程

22、所用的方法是___________________________________________。 外源基因插入牛受精卵中的DNA上后，有的受精卵能發(fā)育成轉(zhuǎn)基因牛，而有的會死亡，請分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后導致受精卵死亡的最可能原因是： ________________________________________________________________________。 (4)圖中b、c分別代表囊胚的______________________。 (5)圖中④過程表示____________________，由一個囊胚經(jīng)④過程得到的B、C牛性別相同的概率為__

23、______。 解析：(1)圖中①過程指的是獲能的精子與成熟卵細胞結(jié)合成合子，完成受精作用的過程。防止多精入卵的兩道屏障為透明帶反應和卵細胞膜反應。(2)為了使良種母牛產(chǎn)生多個卵細胞，需用促性腺激素處理。(3)基因工程將目的基因?qū)胧荏w細胞的DNA中，如果破壞生命活動必需的某些基因，受體細胞將會死亡，不能發(fā)育成轉(zhuǎn)基因生物。(4)圖中b、c分別代表囊胚腔和內(nèi)細胞團。(5)由一個囊胚得到兩個個體，該過程要涉及胚胎分割和胚胎移植技術，且得到的兩個個體性別相同。 答案：(1)獲能　透明帶反應、卵細胞膜反應　 (2)促使其超數(shù)排卵　(3)顯微注射法　外源基因插入牛受精卵中的DNA上后導致受精卵內(nèi)生命

24、活動必需的某些基因不能表達(合理即可)　 (4)囊胚腔、內(nèi)細胞團　(5)胚胎分割和胚胎移植　100% 8．某濕地生態(tài)系統(tǒng)的建設流程如下：水下立體施工→清理地基→鋪設減滲層→回填富含有機物的土壤和砂石(其中土壤取自原濕地生態(tài)系統(tǒng)的河底)→栽培本土水生及濕地植物(如蘆葦、香蒲、千屈菜等)并注水→引入鯉魚、草魚等水生生物。據(jù)此回答下列問題： (1)上述流程涉及的生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有生產(chǎn)者、 ________________________________________________________________________。 (2)欲使此濕地生態(tài)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，設計時要考慮不同營養(yǎng)級

25、的生物應有合適的________。此濕地生態(tài)系統(tǒng)的不同區(qū)域因土壤濕度不同而生長著不同的植物，體現(xiàn)了群落的________結(jié)構。 (3)濕地在改善水質(zhì)、蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候等方面具有重要作用，這體現(xiàn)了生物多樣性的________價值。 (4) 該濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)如圖所示。圖中為異養(yǎng)生物的是________(用圖中字母表示)。碳在圖中A與D之間的循環(huán)主要以________的形式進行。B同化的能量最終去向為________________________________________________________________________。 解析：(1)依據(jù)題中該生態(tài)系統(tǒng)的構

26、建流程可知，濕地生態(tài)系統(tǒng)中除了水生、濕地植物(生產(chǎn)者)以外，還有鯉魚和草魚等水生生物(消費者)、土壤中分解有機物的微生物(分解者)以及富含有機物的土壤和砂石等非生物的物質(zhì)和能量。(2)在構建人工生態(tài)系統(tǒng)時，為了保證整個系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，在設計時要考慮系統(tǒng)內(nèi)不同營養(yǎng)級生物之間的合適比例。濕地不同地段的物種差異反映的是群落的水平結(jié)構。(3)濕地的生態(tài)功能體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值。(4)圖中D為生產(chǎn)者，A為大氣中的CO2庫，C為分解者，F(xiàn)、E、B為消費者，消費者和分解者都屬于異養(yǎng)生物。碳在生產(chǎn)者與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進行的。最高營養(yǎng)級同化的能量最終去向只有通過自身的呼吸作用散失和流向

27、分解者兩個。 答案：(1)消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量　(2)比例　水平　(3)間接　(4)B、C、E、F　CO2　通過自身的呼吸作用散失和流向分解者 9．一對健康夫婦生下一男嬰，一歲時腦出血死亡，兩年后女方懷孕6個月時，經(jīng)羊水及臍帶血診斷為男孩且患血友病，遂引產(chǎn)。于是夫婦倆到醫(yī)院做試管嬰兒，醫(yī)生培養(yǎng)7個活體胚胎，抽取每個胚胎1～2個細胞檢查后，選兩個胚胎移植，最后一個移植成功，生出了一健康嬰兒(我國第三代試管嬰兒)。請回答下列問題： (1)醫(yī)生抽取活體胚胎的1～2個細胞后，可通過顯微鏡觀察____________判斷早期胚胎的性別，你認為醫(yī)生應選擇________性胚胎進行移植。

28、 (2)試管嬰兒技術作為現(xiàn)代生物技術與母親正常懷孕生產(chǎn)過程的不同點是________________________________________________________________________。 (3)供體器官的短缺和排斥反應是制約器官移植的兩個重要問題，而治療性克隆能最終解決這兩個問題。如圖是治療性克隆的過程圖解： 請?zhí)畛鰣D中橫線上的名稱：①__________；②_________。 (4)圖中的③④表示的生理過程是__________________________________________， 該過程的本質(zhì)是________________。 (

29、5)我國禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆的研究，請你談談反對克隆人的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(至少答兩點) 解析：(1)在細胞有絲分裂中期，可通過觀察性染色體的形態(tài)來判斷性

30、別；設血友病的相關基因為B、b，雙親的基因型為XBY和XBXb，后代中女孩均正常，而男孩有一半的概率會患血友病，因此應該選擇女性胚胎進行移植。(2)試管嬰兒技術是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術。試管嬰兒實質(zhì)上就是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物，但試管嬰兒技術和母親正常懷孕生產(chǎn)的過程都有雙親生殖細胞融合為合子的過程。(3)圖示為治療性克隆過程，其中①是細胞核，②是囊胚中的內(nèi)細胞團細胞。(4)圖中③④表示細胞分化過程，其本質(zhì)是基因的選擇性表達。(5)生殖性克隆的缺點有：①嚴重違反了人類倫理道德；②沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；③是在人為地制造心理上和社會地位上都不健全的人；④克隆技術尚不成熟，可能克隆出有嚴重生理缺陷的孩子等。 答案：(1)性染色體形態(tài)　女　(2)試管嬰兒是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物　(3)細胞核　內(nèi)細胞團細胞　(4)細胞分化　基因的選擇性表達　(5)①嚴重違反了人類倫理道德；②沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；③是在人為地制造心理上和社會地位上都不健全的人；④克隆技術尚不成熟，可能克隆出有嚴重生理缺陷的孩子 8