高考生物大一輪復(fù)習(xí)檢測：選修3 第3講 胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題 課后 Word版含解析

選修3第3講1(2017年安徽安慶模擬)下圖為哺乳動物精細(xì)胞變形為精子的過程圖解，請據(jù)圖回答問題：(1)寫出上圖中各部分的名稱：1_，2_，3_，4_，5_，6_，7_，8_。(2)精細(xì)胞變形為精子的過程中，細(xì)胞中的很多結(jié)構(gòu)會消失，而細(xì)胞核和線粒體都保留下來，為什么？_。(3)為什么精子中的線粒體集中在尾的基部？_?！敬鸢浮?1)高爾基體線粒體細(xì)胞核中心體頂體(精子)頭線粒體鞘(精子)尾(2)細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存的場所，也是精卵結(jié)合后的后代遺傳特性和代謝活動的控制中心；而線粒體則是精子進(jìn)行有氧呼吸分解有機物產(chǎn)生能量的場所(3)線粒體為精子維持生存和運動提供能量【解析】圖A是精細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖，圖B是變形后的精子結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是高爾基體，將形成精子頭部的頂體5；2是線粒體，將聚集形成圖B中的7線粒體鞘；3是細(xì)胞核，將形成圖B中的6精子頭的主要部分；4是中心體，將形成圖B中的8精子尾。2生物技術(shù)就像一把雙刃劍，它既可以造福人類，也可能在使用不當(dāng)時給人類帶來災(zāi)難。例如用克隆技術(shù)制造出克隆人，用轉(zhuǎn)基因技術(shù)制造生物武器等。面對生物技術(shù)可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，公眾不可避免地產(chǎn)生了疑慮。近年來，生物技術(shù)引發(fā)的社會爭論涉及面越來越廣。(1)目前我國是種植轉(zhuǎn)基因作物較多的國家之一，關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的安全性的爭論也越來越多，轉(zhuǎn)基因生物的安全性主要涉及_、_、_等方面。(2)試管嬰兒技術(shù)誕生后，繼而出現(xiàn)了設(shè)計試管嬰兒技術(shù)，二者在對人類作用上的區(qū)別是_，在技術(shù)手段上的區(qū)別是_。(3)克隆人的過程中需要用到下列哪些技術(shù)？_。(填序號)體外早期胚胎培養(yǎng)體外受精胚胎移植細(xì)胞核移植【答案】(1)食物安全生物安全環(huán)境安全(2)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植等的疾病后者胚胎在移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(3)【解析】“試管嬰兒”和“設(shè)計試管嬰兒”在技術(shù)手段上的區(qū)別是后者胚胎在移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷，對人類作用的區(qū)別是前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植等的疾病。由于設(shè)計嬰兒性別會破壞人類正常的性別比例，違反了倫理道德，因此現(xiàn)在大多數(shù)人反對。3如圖是牛胚胎移植示意圖，請回答相關(guān)問題：(1)牛胚胎移植過程中，分娩產(chǎn)生的犢牛的遺傳物質(zhì)來自_。移植前可選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_進(jìn)行_，實現(xiàn)同卵多胎。(2)胚胎移植前可用SRYPCR法進(jìn)行性別鑒定，在用PCR擴增SRY基因時，需要的條件主要有擴增緩沖液、模板DNA、4種脫氧核苷酸、特定引物和_。(3)從供體母牛子宮內(nèi)收集胚胎的方法叫_，其生理學(xué)基礎(chǔ)是_。(4)一頭良種犢牛成年后腎功能異常，治療方式選擇器官移植，為避免發(fā)生免疫排斥，可通過_技術(shù)獲其胚胎干細(xì)胞，再誘導(dǎo)分化成相應(yīng)組織、器官，然后進(jìn)行移植。胚胎干細(xì)胞可來源于囊胚的_，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞，即具有_?！敬鸢浮?1)供體公牛和母牛桑椹胚或囊胚胚胎分割(2)TaqDNA聚合酶(或熱穩(wěn)定性DNA聚合酶)(3)沖卵早期胚胎未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，處于游離狀態(tài)(4)體細(xì)胞核移植內(nèi)細(xì)胞團發(fā)育的全能性【解析】(1)牛胚胎移植過程中，胚胎是由供體公牛和供體母牛配種后產(chǎn)生的，因此分娩產(chǎn)生的犢牛的遺傳物質(zhì)來自供體公牛和母牛。胚胎分割時，應(yīng)該選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行，以實現(xiàn)同卵多胎。(2)利用PCR擴增SRY基因時，需要的條件主要有擴增緩沖液、模板DNA、4種脫氧核苷酸、特定引物和TaqDNA聚合酶(或熱穩(wěn)定性DNA聚合酶)。(3)從供體母牛子宮內(nèi)收集胚胎的方法叫沖卵，其生理學(xué)基礎(chǔ)是早期胚胎未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，處于游離狀態(tài)，這樣便于胚胎的收集。(4)一頭良種犢牛成年后腎功能異常，治療方式選擇器官移植，為避免發(fā)生免疫排斥，可進(jìn)行自體移植，即通過體細(xì)胞核移植技術(shù)獲其胚胎干細(xì)胞，再誘導(dǎo)分化成相應(yīng)組織、器官，然后進(jìn)行移植。胚胎干細(xì)胞可來源于囊胚的內(nèi)細(xì)胞團，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞，即具有發(fā)育的全能性。4下圖、圖分別表示兩項胚胎工程技術(shù)應(yīng)用圖解，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖與圖共同用到的生物工程技術(shù)有_、_。(2)在圖中，首先要用激素對C羊和代孕羊H進(jìn)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(xì)胞與獲能精子在體外完成受精得到受精卵F。(3)圖中，過程d的操作，在相應(yīng)酶處理后一般選用_作為外源基因的載體，通過_法導(dǎo)入受精卵F中。外源基因是否導(dǎo)入受精卵并穩(wěn)定遺傳，可以采用_方法對b過程產(chǎn)生的細(xì)胞進(jìn)行檢測。(4)細(xì)胞E和F一般在體外培養(yǎng)到_期即可移植到代孕母體子宮內(nèi)。小羊X和小羊Y比較，小羊Y的顯著特點是_?！敬鸢浮?1)動物細(xì)胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))胚胎移植(2)同期發(fā)情減數(shù)第二次分裂中(M中)(3)質(zhì)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(xiàn)外源基因的性狀(答出一項即可)【解析】(1)由以上分析可知，圖與圖均采用了動物細(xì)胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))和胚胎移植技術(shù)。(2)圖中，首先要用激素對C羊和代孕羊H進(jìn)行同期發(fā)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M中期的卵母細(xì)胞與獲能精子在體外完成受精得到受精卵F。(3)圖中，過程d表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，該過程一般選用質(zhì)粒作為外源基因的載體；顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的最有效方法；檢測外源基因是否導(dǎo)入受精卵，可采用DNA分子雜交技術(shù)(基因探針技術(shù))。(4)早期胚胎需在體外培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚期才可移植到代孕母體子宮內(nèi)。小羊X是無性生殖的產(chǎn)物，其細(xì)胞核遺傳物質(zhì)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(chǎn)物，具有雙親的遺傳物質(zhì)，因此其性別不確定，且兼有C羊和D羊的性狀，同時能出現(xiàn)外源基因的性狀。5下圖表示利用胚胎干細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)基因小鼠的流程。請回答下列問題：(1)過程所培養(yǎng)的細(xì)胞應(yīng)取自囊胚的_。(2)過程中，提取的DNA在水浴加熱的條件下需用_試劑鑒定，基因轉(zhuǎn)入前需要先構(gòu)建_，其目的是_。(3)過程稱為_。由于動物細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚，所以需要加入_。(4)過程所使用的是_技術(shù)，進(jìn)行該操作前需要對受體雌鼠進(jìn)行_?！敬鸢浮?1)內(nèi)細(xì)胞團(2)二苯胺基因表達(dá)載體使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并表達(dá)(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))動物血清(4)胚胎移植同期發(fā)情處理【解析】(1)胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，如囊胚的內(nèi)細(xì)胞團細(xì)胞。(2)DNA分子在水浴加熱條件下需用二苯胺試劑鑒定，基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞前需先構(gòu)建基因表達(dá)載體，其目的是使基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并表達(dá)。(3)過程是少量單個細(xì)胞經(jīng)動物細(xì)胞培養(yǎng)(或早期胚胎培養(yǎng))形成早期胚胎的過程；由于動物細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境還有一些成分尚未研究清楚，所以需要加入動物血清。(4)過程表示胚胎移植，在該操作前為使受體生理環(huán)境適宜，需對受體雌鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理。6以下是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過程，請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：(1)圖中對良種奶牛進(jìn)行處理時用到的激素是_，過程必須用到_酶，過程使用的是_酶。過程表示_技術(shù)，過程表示基因工程中_過程；若方法C是最常用的將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法，則方法C是_。(2)圖中采用的生物工程技術(shù)A和B分別指_和_。(3)為實現(xiàn)人血清白蛋白基因在轉(zhuǎn)基因母牛E的乳腺細(xì)胞中表達(dá)，應(yīng)讓該血清白蛋白基因和_的啟動子等調(diào)控組件結(jié)合在一起。如果轉(zhuǎn)基因母牛E的牛奶中含有_，則說明人血清白蛋白基因在個體水平已表達(dá)成功?！敬鸢浮?1)促性腺激素限制逆轉(zhuǎn)錄PCR基因表達(dá)載體的構(gòu)建顯微注射法(2)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(3)乳腺蛋白基因人血清白蛋白【解析】(1)為促進(jìn)良種奶牛多排卵，可利用促性腺激素處理。過程為用限制酶處理載體(質(zhì)粒)使之產(chǎn)生特定黏性末端；過程為利用反轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因，這里用到逆轉(zhuǎn)錄酶；過程表示PCR技術(shù)；過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用顯微注射法。(2)圖中采用的生物工程技術(shù)A表示將受精卵培養(yǎng)成早期胚胎，為早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。B表示將早期胚胎移植到母體子宮使之繼續(xù)發(fā)育為成熟胚胎，為胚胎移植技術(shù)。(3)為實現(xiàn)人血清白蛋白基因在轉(zhuǎn)基因牛E的乳腺細(xì)胞中表達(dá)，應(yīng)讓該血清白蛋白基因和乳腺細(xì)胞乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件結(jié)合在一起。如果轉(zhuǎn)基因牛E的牛奶中含有人血清白蛋白，則說明人血清白蛋白基因在個體水平已表達(dá)成功。7慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況(比如慢性肝病、慢性腎病、腫瘤等)，缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.84.8 g，如果比正常值低很多時就需要注射人白蛋白，所以臨床上對白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器制備藥用白蛋白的流程圖：(1)要實現(xiàn)超數(shù)排卵，應(yīng)在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用_處理，然后在恰當(dāng)時期采集卵子。通過采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，要對精子進(jìn)行獲能處理，對羊的精子常用化學(xué)誘導(dǎo)法，即用一定濃度的_誘導(dǎo)精子獲能。(2)若我們已知白蛋白基因的堿基序列，則一般采用_獲取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)，完整的基因表達(dá)載體要包括目的基因、_、_、標(biāo)記基因等部分。(3)過程需將重組質(zhì)粒用_法注入受精卵的雄原核內(nèi)，在顯微鏡下判斷是否完成受精作用的標(biāo)志是_。(4)對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時，宜取囊胚期的_細(xì)胞進(jìn)行鑒定，一般采用SRYPCR方法，選擇出現(xiàn)陰性反應(yīng)的_(填“雌性”或“雄性”)胚胎進(jìn)行移植。(5)為了使胚胎移植能成功，需要對代孕奶山羊C進(jìn)行_處理，使之與供體的生理狀況保持相同?！敬鸢浮?1)促性腺激素肝素或鈣離子載體A23187溶液(2)PCR擴增乳腺蛋白基因的啟動子終止子(3)顯微注射在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙是否觀察到兩個極體(4)滋養(yǎng)層雌性(5)同期發(fā)情【解析】(1)要實現(xiàn)超數(shù)排卵，應(yīng)對供體羊發(fā)情的某個時期用促性腺激素處理，這樣可以避免性激素引起的反饋抑制；精子獲能應(yīng)放在肝素或鈣離子載體A23187溶液中進(jìn)行。(3)基因工程的受體細(xì)胞是動物細(xì)胞，采用顯微注射方法將重組質(zhì)粒導(dǎo)入；在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體標(biāo)志著受精作用的完成，雌雄原核融合形成受精卵，標(biāo)志著受精過程結(jié)束。(4)選用滋養(yǎng)層細(xì)胞，一般采用SRYPCR方法鑒定性別，出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，胚胎為雄性，出現(xiàn)陰性反應(yīng)者，胚胎為雌性。選用雌性移植是因為雌性山羊乳腺可以產(chǎn)乳，制備藥用白蛋白，雄性不能。(5)保證受體與供體的生理狀況保持相同應(yīng)該進(jìn)行同期發(fā)情處理。8根據(jù)下列有關(guān)胚胎工程的示意圖，分析回答下列問題：(1)C細(xì)胞應(yīng)選擇處于_的細(xì)胞；體外受精前要對B細(xì)胞進(jìn)行_處理。B細(xì)胞和C細(xì)胞在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查_。(2)將早期胚胎注入D羊子宮內(nèi)的技術(shù)叫_，D羊?qū)ν鈦砼咛ゲ话l(fā)生_，這使外來胚胎在其體內(nèi)存活成為了可能。在此過程中若想得到具有相同遺傳物質(zhì)的兩個子代E羊，可通過_技術(shù)來實現(xiàn)。(3)圖中的早期胚胎通常處于_階段。獲得的早期胚胎若暫不移植給受體，可使用_法保存。(4)從早期胚胎中分離出的ES細(xì)胞可誘導(dǎo)分化出不同的組織細(xì)胞，這是因為在功能上，ES細(xì)胞具有_。ES細(xì)胞具有體積小、_、核仁明顯的特點?！敬鸢浮?1)減數(shù)第二次分裂中期(M中期)獲能受精狀況和受精卵的發(fā)育能力(2)胚胎移植免疫排斥反應(yīng)胚胎分割(3)桑椹胚或囊胚冷凍(4)發(fā)育的全能性細(xì)胞核大【解析】(1)要達(dá)到超數(shù)排卵應(yīng)注射促性腺激素，進(jìn)行體外受精應(yīng)選擇M中期的卵細(xì)胞，體外受精前要對精子進(jìn)行獲能處理，常用的方法是化學(xué)誘導(dǎo)法。(2)將胚胎注入代孕母體內(nèi)常用的方法是胚胎移植，D羊是代孕的是受體，為了使D羊的生理狀況更適合完成胚胎移植后的成功率，對D羊進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)圖中的早期胚胎用于胚胎移植，所處的時期為桑椹胚或囊胚時期。(4)ES細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，因此可以分化成不同的組織細(xì)胞。9(2017年遼寧丹東高三質(zhì)檢)胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。(1)應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出“試管牛”，試管牛的培育需經(jīng)過體外受精、_、_以及在母體中發(fā)育和產(chǎn)出等過程。(2)在“試管牛”的培育過程中，要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合，需要對精子進(jìn)行處理，使其_。另外，培養(yǎng)的卵母細(xì)胞需要發(fā)育至_，使卵母細(xì)胞獲得受精能力。(3)通常奶牛每次排出一枚卵母細(xì)胞，采用激素處理可使其一次排出多枚卵母細(xì)胞，常使用的激素是_。(4)如果對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，應(yīng)注意將_。(5)研制能夠產(chǎn)生人類白細(xì)胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器，需將目的基因?qū)肱Ｊ芫?，最常用的?dǎo)入方法是_，獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，如果檢測出_，即說明目的基因已經(jīng)表達(dá)?！敬鸢浮?1)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)獲能減數(shù)第二次分裂中期(3)促性腺激素(4)內(nèi)細(xì)胞團均等分割(5)顯微注射法牛奶中含有人類白細(xì)胞介素【解析】(1)由圖可知，試管牛的培養(yǎng)需經(jīng)過體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植及在母體內(nèi)發(fā)育和產(chǎn)出等過程。(2)體外受精時，需要對精子進(jìn)行獲能處理，另外培養(yǎng)的卵母細(xì)胞需發(fā)育至減數(shù)分裂第二次分裂中期才獲得受精能力。(3)要獲得更多的卵母細(xì)胞，可對良種母牛注射促性腺激素，以促使其超數(shù)排卵。(4)對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，應(yīng)注意將內(nèi)細(xì)胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。(5)顯微注射是將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法；轉(zhuǎn)基因成功與否，標(biāo)志是看目的基因是否控制合成出相應(yīng)的產(chǎn)物。10世界衛(wèi)生組織解釋克隆為“遺傳上同一機體或細(xì)胞系(株)的無性繁殖”。相對于植物克隆而言，動物尤其是高等動物的克隆比較困難。下圖表示哺乳動物克隆的幾種方法的主要步驟，請據(jù)圖回答下列問題：(1)方法2中獲得的小牛的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來源于_。方法3中和發(fā)育成的小牛的遺傳物質(zhì)_(填“相同”或“不同”)。(2)細(xì)胞B取自囊胚的_，具有全能性，稱為_細(xì)胞。囊胚_(dá)(填“已經(jīng)”或“尚未”)出現(xiàn)分化。(3)應(yīng)用圖示方法_得到的小牛與供體1遺傳物質(zhì)最相似。(4)克隆也可以理解為復(fù)制、拷貝，結(jié)合世界衛(wèi)生組織的定義，你認(rèn)為還有哪些現(xiàn)代生物技術(shù)也屬于克隆？_。(5)對于胚胎干細(xì)胞的研究各界反應(yīng)不一，你的態(tài)度及理由是_。【答案】(1)供體1和供體2相同(2)內(nèi)細(xì)胞團胚胎干已經(jīng)(3)1(4)單克隆抗體、植物組織培養(yǎng)、PCR等(5)支持，胚胎干細(xì)胞的研究有利于治療人類某些頑癥(治療性克隆)，以及揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機理等(或反對，胚胎干細(xì)胞取自胚胎，胚胎也是生命，另外可能被用于克隆人研究，引起倫理問題)(合理即可)【解析】方法1是用核移植克隆動物，供體1提供細(xì)胞核，供體3提供卵子。方法2是供體1和供體2體內(nèi)受精，取其囊胚的內(nèi)細(xì)胞團細(xì)胞進(jìn)行核移植。方法3是供體1和供體2體內(nèi)受精，然后進(jìn)行胚胎分割移植?？寺〕鲜鰝€體克隆外，植物的組織培養(yǎng)也是個體克隆，單克隆抗體是細(xì)胞的克隆，PCR是分子的克隆。