2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第十一單元現(xiàn)代生物科技專題第38講胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課時作業(yè)含解析新人教版

PAGEPAGE1胚胎工程與生物技術(shù)的平安性和倫理問題時間：45分鐘1．(2024·遼寧葫蘆島高三模擬)2024年9月英國《新科學(xué)家》雜志披露，美國華裔科學(xué)家張進(jìn)團(tuán)隊利用“三父母嬰兒”技術(shù)，使一對約旦夫婦勝利產(chǎn)下了一個健康男嬰(嬰兒母親的線粒體攜帶有亞急性壞死性腦病基因，曾導(dǎo)致多次流產(chǎn)，嬰兒夭折)。所謂“三父母嬰兒”技術(shù)，是指利用線粒體基因缺陷的女性卵子中的健康細(xì)胞核和捐贈者去掉細(xì)胞核的卵子，“拼裝”一個新的卵子，再通過一系列現(xiàn)代生物技術(shù)，最終培育出正常嬰兒的技術(shù)。請回答下列問題：(1)為重新“拼裝”卵子，須要通過顯微操作進(jìn)行核移植。接下來他們又運用電脈沖方法來激活“拼裝”的卵子。(2)在對“拼裝”卵子體外受精前，須要對收集的精子進(jìn)行獲能處理，哺乳動物的處理方法有化學(xué)誘導(dǎo)法和培育法兩種。(3)受精卵形成后，應(yīng)將其移入發(fā)育培育液中接著培育。人的體外受精胚胎，即試管胚胎，可在8～16個細(xì)胞階段進(jìn)行胚胎移植。(4)張進(jìn)告知記者：他們碰巧、也是有意要“制造”男孩。因為男性的線粒體不會(填“會”或“不會”)傳給下一代，理由是線粒體位于精子的尾部，受精作用進(jìn)行時通常是含有細(xì)胞核的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，而尾部留在外面。解析：(1)重新“拼裝”卵子指的是將母親卵細(xì)胞的細(xì)胞核通過核移植技術(shù)移植到捐贈者的去核卵細(xì)胞中，而后還須要用電脈沖方法來激活“拼裝”的卵子。(2)精子獲能后才能與“拼裝”的卵子進(jìn)行體外受精，誘導(dǎo)精子獲能常用的方法有化學(xué)誘導(dǎo)法和培育法兩種。(3)受精卵形成后，應(yīng)將其移入發(fā)育培育液中接著培育，培育到大約8～16個細(xì)胞的胚胎時，進(jìn)行胚胎移植。(4)線粒體位于精子的尾部，受精作用進(jìn)行時通常是含有細(xì)胞核的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，而尾部留在外面，所以受精作用時男性的線粒體不會傳給下一代。2．(2024·遼寧五校聯(lián)考)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如圖所示：(1)過程①采納的是細(xì)胞工程中的核移植技術(shù)，采納的卵母細(xì)胞通常培育到MⅡ中期。過程②采納的是胚胎工程中的早期胚胎培育技術(shù)。(2)假如克隆過程須要利用基因工程技術(shù)對基因進(jìn)行改造，基因工程技術(shù)的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該步產(chǎn)物的組成為啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等。(3)胚胎干細(xì)胞可以來自囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上的特點是細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。將胚胎干細(xì)胞放在含有分化誘導(dǎo)因子的培育液中，可以分化形成不同的組織器官。解析：(1)依據(jù)圖示信息，過程①采納的是核移植技術(shù)。此過程中選用的卵母細(xì)胞應(yīng)在體外培育到MⅡ中期。核移植后對重組細(xì)胞進(jìn)行早期胚胎培育，即圖中②過程。(2)基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，基因表達(dá)載體包括啟動子、終止子、目的基因、標(biāo)記基因等。(3)胚胎干細(xì)胞的來源有囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞和原始性腺。胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上的特點是細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。假如在培育液中加入分化誘導(dǎo)因子，就能誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。3．(2024·遼寧丹東高三一模)器官移植中供體器官的嚴(yán)峻缺乏始終是困擾須要器官移植患者的關(guān)鍵問題。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”，期盼成果用于人體角膜等器官的移植。依據(jù)科研過程示意圖回答下列有關(guān)問題：(1)圖中①培育過程中為了防止雜菌污染要加入肯定量的抗生素；而由于人們對細(xì)胞所需的養(yǎng)分物質(zhì)還沒有完全弄清晰，所以還要加入血清(或血漿)。(2)囊胚已出現(xiàn)細(xì)胞分化，應(yīng)將猴子的皮膚干細(xì)胞注射到小鼠囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)部位，才能伴隨其發(fā)育成某種組織。(3)試驗中③和④要同時注射激素的目的是同期發(fā)情處理。而將囊胚移入代孕鼠體內(nèi)屬于胚胎移植技術(shù)，此技術(shù)對代孕受體的要求是同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。(4)在畜牧生產(chǎn)中采納這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率，可采納胚胎分割技術(shù)。解析：(1)圖中①為動物細(xì)胞培育過程；在該過程中，為了防止雜菌污染要加入肯定量的抗生素；而由于人們對細(xì)胞所需的養(yǎng)分物質(zhì)還沒有完全弄清晰，所以還要加入血清(或血漿)。(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成各種組織、器官。(3)試驗中③和④要同時注射激素的目的是讓兩個個體生理狀態(tài)相同。(4)在畜牧生產(chǎn)中采納這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率，可采納胚胎分割技術(shù)。4．(2024·四川宜賓診斷)請結(jié)合所學(xué)學(xué)問，回答下列有關(guān)問題：(1)基因工程中將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時多采納農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。這種方法一般不適用于單子葉(填“單子葉”或“雙子葉”)植物。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時，主要是利用T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上的特點。要想檢測導(dǎo)入抗蟲棉的Bt毒素蛋白基因是否表達(dá)，在分子水平上可用抗原—抗體雜交法進(jìn)行檢測。(2)在單克隆抗體制備過程中，將雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行擴大培育之前至少須要經(jīng)過兩次篩選，方法分別是選擇性培育基篩選和專一抗體檢測。單克隆抗體的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高、可大量制備。(3)在胚胎工程中，胚胎移植前，通過胚胎分割技術(shù)可獲得較多胚胎；移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生排斥反應(yīng)。進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。(4)體外基因治療與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是沒有排斥反應(yīng)。胚胎干細(xì)胞可以作為基因治療的受體細(xì)胞，緣由是具有發(fā)育的全能性，可以定向誘導(dǎo)分化成各類細(xì)胞。解析：(1)基因工程中，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法不適用于單子葉植物；該方法主要是利用了農(nóng)桿菌質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移DNA)可以轉(zhuǎn)移并與受體細(xì)胞染色體DNA整合的特點。目的基因(Bt毒素蛋白基因)表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，可以利用抗原—抗體雜交法進(jìn)行檢測。(2)在單克隆抗體制備過程中至少須要兩次篩選，第一次是利用選擇性培育基篩選雜交瘤細(xì)胞，其次次是利用專一抗體檢測篩選能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞；單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高、可大量制備等優(yōu)點。(3)胚胎工程中，利用胚胎分割技術(shù)可以獲得多個相同的胚胎；由于受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生排斥反應(yīng)，所以移植后的胚胎能在受體子宮中存活；進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。(4)體外基因治療與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是沒有排斥反應(yīng)；胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，可以定向誘導(dǎo)分化成各類細(xì)胞，可以作為基因治療的受體細(xì)胞。5．(2024·東北三省四市教研聯(lián)合體一模)2018年1月25日，我國探討人員在世界上領(lǐng)先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，經(jīng)體細(xì)胞核移植技術(shù)培育出第一批靈長類動物食蟹猴，可作為探討癌癥等人類疾病的動物模型。下圖為體細(xì)胞核移植技術(shù)培育食蟹猴的操作過程，請回答下列問題：(1)2001年，美國科學(xué)家已經(jīng)培育出胚胎細(xì)胞核移植猴。獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植，緣由是體細(xì)胞分化程度高，復(fù)原其全能性較難。(2)進(jìn)行過程①時，為供應(yīng)成纖維細(xì)胞培育所需的無毒環(huán)境，應(yīng)進(jìn)行的試驗措施是定期更換培育液，其目的是防止成纖維細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累對細(xì)胞自身造成危害。(3)據(jù)圖分析，過程③是利用顯微注射法將成纖維細(xì)胞注入猴去核的MⅡ中期卵母細(xì)胞的卵細(xì)胞膜與透亮帶之間。(4)圖中過程⑤的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(5)上述試驗的突破之處是運用了去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，在確定其作用時，探討人員用正常培育液培育融合細(xì)胞得到A組試驗數(shù)據(jù)，用正常培育液培育向融合細(xì)胞中注入去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的融合細(xì)胞得到B組試驗數(shù)據(jù)。下圖中X為融合細(xì)胞發(fā)育成的胚胎數(shù)、Y為囊胚數(shù)、Z為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)數(shù)。分析試驗數(shù)據(jù)可知，Kd4d的mRNA的作用是既能提高融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的勝利率，又能提高囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率。解析：(1)由于體細(xì)胞分化程度高，復(fù)原其全能性較難，所以獲得食蟹猴的體細(xì)胞核移植技術(shù)難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(2)過程①表示動物細(xì)胞培育，為了供應(yīng)細(xì)胞培育所需的無毒環(huán)境，應(yīng)當(dāng)定期更換培育液，以防止成纖維細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累對細(xì)胞自身造成危害。(3)圖中過程③表示利用顯微注射法將成纖維細(xì)胞注入猴去核的MⅡ中期卵母細(xì)胞的卵細(xì)胞膜與透亮帶之間。(4)過程⑤表示胚胎移植，其實質(zhì)是早期胚胎在相同生理條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(5)據(jù)圖分析，B組的囊胚成活率、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)形成率都明顯高于A組，說明Kd4d的mRNA既能提高融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的勝利率，又能提高囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率。6．(2024·蘭州診斷)2018年1月25日，由中科院神經(jīng)科學(xué)探討所團(tuán)隊克隆的獼猴“中中”和“華華”登上了國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》的封面，該成果標(biāo)記著中國領(lǐng)先開啟了以體細(xì)胞克隆猴作為試驗動物模型的新時代?；卮鹣铝袉栴}：(1)正常狀況下，哺乳動物的受精過程主要包括精子穿越放射冠和透亮帶，進(jìn)入卵細(xì)胞膜，原核形成和融合。(2)哺乳動物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲得和受精等幾個主要步驟。(3)在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理。通常采納的體外獲能方法有培育法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(4)在運用合成培育基培育早期胚胎時，通常還需加入血清等自然物質(zhì)，并須要適時更換培育液，以清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物積累對早期胚胎造成危害。(5)胚胎在受體內(nèi)存活的最可能的生理基礎(chǔ)是受體子宮基本上不對外來胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。解析：(1)受精是精子和卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程，它包括受精前的打算階段和受精階段。受精過程主要包括精子穿越放射冠和透亮帶，進(jìn)入卵細(xì)胞膜，原核形成和融合。(2)哺乳動物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲得和受精等幾個主要步驟。(3)在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理。通常采納的體外獲能方法有培育法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(4)哺乳動物胚胎的培育液成分一般比較困難，除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等養(yǎng)分物質(zhì)，以及血清等物質(zhì)，其中血清屬于自然物質(zhì)。(5)胚胎移植能否勝利，與供體和受體的生理狀況有關(guān)。其中受體子宮對移入的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)為胚胎在受體子宮內(nèi)的存活供應(yīng)了可能。7．(2024·武漢調(diào)研)哺乳動物排卵后卵巢內(nèi)殘留的某些細(xì)胞團(tuán)稱黃體，其在卵巢內(nèi)存在的時間長短取決于雌性哺乳動物是否妊娠。假如沒有妊娠，黃體發(fā)育兩周后即退化，反之可以維持?jǐn)?shù)月?；卮鹣铝袉栴}：(1)哺乳動物精子的發(fā)生過程和卵子發(fā)生過程的主要區(qū)分：精子的形成需經(jīng)過變形且生殖細(xì)胞數(shù)量多；卵子的發(fā)生不須要變形且生殖細(xì)胞數(shù)量少。除此之外還有精子的發(fā)生起始于雄性動物的初情期，卵子的發(fā)生和儲備起始于胎兒期(或精子的發(fā)生過程是連續(xù)的，而卵子的發(fā)生過程是不連續(xù)的)(答出一個區(qū)分即可)。(2)在受精前，精子發(fā)生相應(yīng)的生理改變后才具備受精實力，該過程稱為精子獲能。在受精階段，精子與卵子相遇時，首先發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放出來的酶溶解放射冠和透亮帶。在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻擋后來的精子進(jìn)入透亮帶的反應(yīng)，這個反應(yīng)稱為透亮帶反應(yīng)。(3)進(jìn)行胚胎分割時，需對囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割，其緣由是若分割不勻稱，會使含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)少的部分發(fā)育不良或不發(fā)育。(4)胚胎植入子宮后能產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì)類激素X，而未受孕的母體內(nèi)激素X的含量極低。請推想激素X對黃體的生理作用是維持黃體的壽命。解析：(1)精子的發(fā)生起始于雄性動物的初情期，卵子的發(fā)生和儲備起始于胎兒期，這也是精子和卵細(xì)胞形成過程中的不同點。(2)精子須要經(jīng)過獲能處理才具備受精實力。獲能后的精子與卵子相遇時，首先發(fā)生頂體反應(yīng)。在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻擋后來的精子進(jìn)入透亮帶的反應(yīng)，稱為透亮帶反應(yīng)。(3)對囊胚階段的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行均等分割，有利于被分割的各個部分正常發(fā)育，假如分割不勻稱，則含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)少的部分發(fā)育不良或不發(fā)育。(4)依據(jù)題干信息黃體“在卵巢內(nèi)存在的時間長短取決于雌性哺乳動物是否妊娠。假如沒有妊娠，黃體發(fā)育兩周后即退化，反之可以維持?jǐn)?shù)月”，再依據(jù)胚胎植入子宮后能產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì)類激素X，而未受孕的母體內(nèi)激素X的含量極低，可推知激素X能維持黃體的壽命。8．(2024·廣東六校聯(lián)考)為了解決臨床上供體器官不足等問題，科學(xué)家在人體皮膚細(xì)胞中移植了胚胎干細(xì)胞中能高度表達(dá)并確定其“發(fā)育全能性”的多個基因，使其成為“萬能細(xì)胞”。現(xiàn)將上述細(xì)胞植入小鼠身體內(nèi)，植入的細(xì)胞便長成了“腫瘤”。請回答下列問題。(1)胚胎干細(xì)胞又稱ES細(xì)胞，假如胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞就是ES細(xì)胞，為維持此類細(xì)胞不分化的狀態(tài)，培育時應(yīng)在飼養(yǎng)層細(xì)胞上培育(或在培育液中添加抑制分化因子)。(2)體外培育“萬能細(xì)胞”須要配制養(yǎng)分液，通常要在合成培育基中添加動物血清(血漿)等一些自然成分。培育過程中所需氣體主要有O2和CO2。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就停止分裂增殖。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培育瓶中，目的是擴大細(xì)胞(貼壁)生長的附著面積，防止細(xì)胞過早出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，增加培育的細(xì)胞數(shù)量，也有利于空氣交換。(3)小鼠的“腫瘤”中出現(xiàn)了多種人類的組織和器官，類似于“器官移植”。為“保住腫瘤”，須要去除小鼠的胸腺(填器官)，緣由是除去胸腺的小鼠不能形成T細(xì)胞，