高考生物高分計(jì)劃一輪特訓(xùn)第36講　胚胎工程生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題及生態(tài)工程36a

限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)1．現(xiàn)代生物科技在畜牧業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，以下是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)為提高良種奶牛的繁殖能力，在獲取卵細(xì)胞之前需用____________對(duì)奶牛進(jìn)行處理，使其________。(2)“轉(zhuǎn)基因?！盌培育過(guò)程中，常用受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞，主要原因是________________________，過(guò)程h常用的方法是____________。(3)圖中數(shù)字標(biāo)號(hào)③代表的結(jié)構(gòu)為_(kāi)___________，c→d過(guò)程需對(duì)其均等分割的目的是______________________________。A、B?；蛐褪欠裣嗤?？________。(4)在培育良種牛的過(guò)程中，都運(yùn)用了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，為防止雜菌的污染而要加入一定量的________。答案(1)促性腺激素超數(shù)排卵(2)受精卵的全能性易于表達(dá)顯微注射法(3)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)有利于胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育相同(4)抗生素解析(1)胚胎移植技術(shù)需要讓良種牛多排卵，通常用促性腺激素處理，使其超數(shù)排卵。(2)受精卵的分化程度最低，全能性最容易表達(dá)，將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常采用顯微注射法。(3)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，在胚胎分割時(shí)，應(yīng)注意對(duì)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，有利于胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育，A、B兩牛是通過(guò)胚胎切割而來(lái)，基因型相同。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)加入抗生素，防止雜菌的污染。2．(2017·河南三門(mén)峽二模)我國(guó)全面二孩政策已于2016年1月1日起正式實(shí)施。十二年前，產(chǎn)婦朱女士利用試管嬰兒技術(shù)，成功生下一個(gè)男孩。2016年3月，朱女士決定生育第二個(gè)孩子，醫(yī)院找到當(dāng)年為她冷凍的“胚胎”，經(jīng)過(guò)檢胎等程序，朱女士已成功懷孕12周。冷凍12年后復(fù)蘇、植入，該“凍齡”寶寶將有望成為國(guó)內(nèi)最“老”的寶寶。請(qǐng)回答以下相關(guān)問(wèn)題：(1)由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少，在取卵前通常需要注射促性腺激素，而不通過(guò)服用雌激素來(lái)促進(jìn)更多的卵泡發(fā)育，原因是過(guò)量的雌激素會(huì)通過(guò)__________，從而影響卵巢的發(fā)育。在體外受精前，醫(yī)生借助________________探測(cè)儀等工具用吸卵針從朱女士卵巢中吸取卵母細(xì)胞；隨后將取出的卵母細(xì)胞置于與__________________中相似的環(huán)境，讓它進(jìn)一步發(fā)育成熟。受精過(guò)程中，精子頂體內(nèi)含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過(guò)卵子的______________________，最終進(jìn)入卵內(nèi)完成受精作用。(2)胚胎的早期培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一樣，都需要滿足______________________及營(yíng)養(yǎng)等條件。對(duì)移植的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí)，要先從胚胎細(xì)胞中提取DNA，再利用PCR技術(shù)擴(kuò)增，最后進(jìn)行基因檢測(cè)。下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)敘述，錯(cuò)誤的有________。A．人血液中的紅細(xì)胞可作為提取DNA的材料B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水C．加入冷酒精后要用玻璃棒快速的攪拌D．DNA溶液加入二苯胺試劑沸水浴加熱，冷卻后變藍(lán)(3)若做試管嬰兒的夫婦中，妻子患有線粒體疾病(線粒體DNA缺陷)，丈夫正常，則子女患病情況為_(kāi)_______。那么這對(duì)夫婦要想獲得健康的孩子，可通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)即“三親嬰兒”(醫(yī)生要去除女性捐贈(zèng)者卵子中的細(xì)胞核，接著用母親卵細(xì)胞中對(duì)應(yīng)的遺傳基因取而代之，最后再按照標(biāo)準(zhǔn)的試管嬰兒技術(shù)進(jìn)行培育)。“三親嬰兒”的獲得過(guò)程，除運(yùn)用胚胎工程的技術(shù)手段外，還要特別運(yùn)用____________________技術(shù)。答案(1)負(fù)反饋調(diào)節(jié)超聲波輸卵管放射冠和透明帶(2)無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境、溫度和pH、氣體環(huán)境A、C(3)全患病動(dòng)物細(xì)胞核移植解析(1)雌激素存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)，因此在取卵前通常需要注射促性腺激素，而不通過(guò)服用雌激素來(lái)促進(jìn)更多的卵泡發(fā)育，如果服用過(guò)多的雌激素，會(huì)導(dǎo)致促性腺激素分泌過(guò)少，卵巢自身分泌的雌激素過(guò)少導(dǎo)致卵巢萎縮。在體外受精前，可借助超聲波探測(cè)儀等工具用吸卵針從朱女士卵巢中吸取卵母細(xì)胞；卵子形成的減數(shù)第二次分裂過(guò)程是在輸卵管中進(jìn)行的，因此要將取出的卵母細(xì)胞置于與輸卵管中相似的環(huán)境，讓它進(jìn)一步發(fā)育成熟。頂體內(nèi)含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過(guò)卵細(xì)胞的放射冠和透明帶，最終進(jìn)入卵細(xì)胞。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境、適宜的溫度和pH、一定的氣體環(huán)境及營(yíng)養(yǎng)等條件。人體成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和細(xì)胞器，不含DNA，因此不能作為提取DNA的材料，A錯(cuò)誤；DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸餾水，B正確；加入冷酒精后要用玻璃棒按同一方向緩慢的攪拌，C錯(cuò)誤；DNA溶液加入二苯胺試劑沸水浴加熱，冷卻后變藍(lán)，D正確。故選A、C。(3)線粒體疾病的遺傳方式是細(xì)胞質(zhì)遺傳，具有母系遺傳的特點(diǎn)，即母親患病子女全患病。“三親嬰兒”(醫(yī)生要去除女性捐贈(zèng)者卵子中的細(xì)胞核，接著用母親卵細(xì)胞中細(xì)胞核取而代之，最后再按照標(biāo)準(zhǔn)的試管嬰兒技術(shù)進(jìn)行培育)的獲得過(guò)程，除運(yùn)用胚胎工程的技術(shù)手段外，還要特別運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)。3．(2017·天津河西一模)Leigh氏綜合征是一種攻擊神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重神經(jīng)障礙，其致病基因位于線粒體DNA中。一位母親約有1/4的線粒體攜帶這種致病基因，她的前兩個(gè)孩子因?yàn)榛加蠰eigh氏綜合征而夭亡。她的第三個(gè)孩子因?yàn)榻邮芰硪幻跃栀?zèng)的健康基因而成為全球首個(gè)擁有“三個(gè)父母”的男嬰。請(qǐng)根據(jù)男嬰孕育過(guò)程回答下面的問(wèn)題：(1)該母親的前兩個(gè)孩子患病夭亡的原因是_____________________________________________________，該健康男嬰孕育過(guò)程中依次使用了________________、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。(2)圖示過(guò)程中代表該母親卵母細(xì)胞的是________(填“A”或“B”)。取卵之前，該母親需要注射________激素。(3)早期胚胎需經(jīng)過(guò)________________(水平)檢測(cè)合格后才能植入母親的子宮繼續(xù)發(fā)育。答案(1)該母親可能產(chǎn)生含較多缺陷線粒體的卵細(xì)胞，而受精卵的線粒體幾乎全都來(lái)自卵細(xì)胞，導(dǎo)致前兩個(gè)孩子患病夭亡核移植、體外受精(2)B促性腺(3)DNA分子水平解析(1)根據(jù)題意可知，該母親約有1/4的線粒體攜帶這種致病基因，并且該母親可能產(chǎn)生含較多缺陷線粒體的卵細(xì)胞，而受精卵的線粒體幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞，這導(dǎo)致前兩個(gè)孩子患病夭亡；根據(jù)圖示信息可知，該健康男嬰孕育過(guò)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(shù)。(2)圖中首先對(duì)卵母細(xì)胞A去核，然后與卵母細(xì)胞B的細(xì)胞核融合，重組的卵細(xì)胞中含有卵母細(xì)胞A的細(xì)胞質(zhì)，說(shuō)明A的細(xì)胞質(zhì)基因是正常的，因此代表該母親卵母細(xì)胞的是B。取卵之前，該母親需要注射促性腺激素，進(jìn)行超數(shù)排卵。(3)早期胚胎需經(jīng)過(guò)DNA分子水平檢測(cè)合格后才能植入母親的子宮繼續(xù)發(fā)育。4．(2018·湖北七市(州)高三聯(lián)考)下圖是胚胎工程技術(shù)研究及應(yīng)用的相關(guān)情況，其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是黃牛。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)應(yīng)用1為獲得克隆牛的過(guò)程，從活體牛的卵巢中吸取的卵母細(xì)胞需要在體外培養(yǎng)到____________________期，并通過(guò)____________去除卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核。最終克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)來(lái)自__________________。(2)應(yīng)用2為獲得試管牛的過(guò)程，在____________前，需要對(duì)采集的優(yōu)良公牛的精子用____________________法進(jìn)行獲能處理。胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”，胚胎能夠在受體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)是_________________________________________________。(3)應(yīng)用3中的細(xì)胞C取自牛胎兒的________。應(yīng)用4在獲得二分胚①和②的同時(shí)，需要取樣囊胚的________細(xì)胞做DNA分析性別鑒定。答案(1)減數(shù)第二次分裂中(或MⅡ中)顯微操作供體1和供體2(2)體外受精化學(xué)誘導(dǎo)或培養(yǎng)受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(3)原始性腺滋養(yǎng)層解析應(yīng)用1：供體1提供細(xì)胞核，供體2提供細(xì)胞質(zhì)，經(jīng)過(guò)核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞，并發(fā)育形成早期胚胎，再胚胎移植到受體子宮發(fā)育成小牛，稱(chēng)為克隆牛；應(yīng)用2：優(yōu)良公牛和供體1配種形成受精卵，并發(fā)育成早期胚胎，再胚胎移植到受體子宮發(fā)育成小牛，屬有性生殖；應(yīng)用3：從早期胚胎和原始性腺中獲取胚胎干細(xì)胞，并進(jìn)行體外干細(xì)胞培養(yǎng)；應(yīng)用4：采用了胚胎分割技術(shù)。(1)從活體牛的卵巢中吸取的卵母細(xì)胞需要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期；核移植時(shí)，需要采用顯微操作去核法去除卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核；由以上分析可知應(yīng)用1中獲得的小牛為克隆牛，其細(xì)胞核遺傳物質(zhì)來(lái)源于供體1，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)源于供體2，因此其遺傳物質(zhì)來(lái)源于供體1和供體2。(2)在受精前，需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，通常采用的體外獲能方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種。受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是胚胎能夠在受體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)。(3)胚胎干細(xì)胞來(lái)自早期胚胎或原始性腺，因此應(yīng)用3中的細(xì)胞C取自牛胎兒的原始性腺，取囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞可做DNA分析進(jìn)行性別鑒定。5．(2017·湖南郴州三模)隨著生物技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的試管嬰兒技術(shù)不僅能解決部分人的生育問(wèn)題，還能用于部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的治療等，實(shí)現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)培育試管嬰兒時(shí)，為了提高受孕率，需培植多個(gè)胚胎，因此需要用______________處理，促進(jìn)女性排出更多的卵子。(2)從受精卵到原腸胚需依次經(jīng)歷哪些時(shí)期？卵裂期→______________。(3)一對(duì)夫妻，妻子是血友病患者，而丈夫正常，為了生育一個(gè)健康的孩子，進(jìn)行胚胎移植前需要進(jìn)行________，目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：從被檢測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)________(填“滋養(yǎng)層”或“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)”)細(xì)胞，提取DNA進(jìn)行擴(kuò)增，用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)制成的探針進(jìn)行檢測(cè)，若未出現(xiàn)雜交鏈，胚胎性別為_(kāi)_______，而基因工程中__________________也會(huì)用到DNA探針。(4)如圖是治療性克隆時(shí)獲取病人胚胎干細(xì)胞的兩種方法，其中方法一中③的獲得用到了________技術(shù)；方法二中獲得④運(yùn)用的原理是______________________。答案(1)促性腺激素(2)桑椹胚期→囊胚期(3)性別鑒定滋養(yǎng)層女性目的基因的檢測(cè)和鑒定(4)顯微注射細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性解析(1)促性腺激素能促進(jìn)超數(shù)排卵。(2)受精卵發(fā)育至原腸胚需要依次經(jīng)歷的時(shí)期為卵裂期→桑椹胚期→囊胚期。(3)血友病屬于伴X染色體隱性遺傳病(相關(guān)基因用B、b表示)。一對(duì)夫妻，妻子是血友病患者(XbXb)，而丈夫正常(XBY)，則他們所生兒子均患病，女兒均正常，因此為了生育一個(gè)健康的孩子，進(jìn)行胚胎移植前需要進(jìn)行性別鑒定，目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：從被檢測(cè)的囊胚中取出幾個(gè)滋養(yǎng)層細(xì)胞，提取DNA進(jìn)行擴(kuò)增，用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)制成的探針進(jìn)行檢測(cè)，若未出現(xiàn)雜交鏈，說(shuō)明不含Y染色體，則胚胎性別為女性?；蚬こ讨心康幕虻臋z測(cè)和鑒定也會(huì)用到DNA探針。(4)方法一中③的獲得用到了顯微注射技術(shù)；方法二中獲得④的方法是細(xì)胞融合，而細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。6.(2017·江西南昌一模)人的血清白蛋白(HSA)在臨床上需求量很大，通常從人血中提取，但由于艾滋病病毒(HIV)等人類(lèi)感染性病原體造成的威脅與日俱增，使人們對(duì)血液制品顧慮重重，如果應(yīng)用基因工程和克隆技術(shù)，將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中，那么利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能，其大致過(guò)程如下：Ⅰ.采用良種供體奶牛的卵母細(xì)胞和精子，通過(guò)體外受精，形成受精卵；Ⅱ.將人血清白蛋白基因?qū)肽膛Ｊ芫?，形成重組細(xì)胞；Ⅲ.電脈沖刺激重組細(xì)胞，促使其形成早期胚胎；Ⅳ.將胚胎移植到受體母牛的子宮中，最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅰ中，在體外受精前，需要對(duì)奶牛的精子進(jìn)行________處理，受精時(shí)，往往一個(gè)卵母細(xì)胞只能和一個(gè)精子結(jié)合，受精過(guò)程中防止多精入卵的生理反應(yīng)包括__________________。(2)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅱ中，將人的血清白蛋白基因?qū)肽膛Ｊ芫训淖顬橛行У姆椒ㄊ莀_______________。(3)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅲ中，進(jìn)行動(dòng)物早期胚胎的體外培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)液中除了含有各種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類(lèi)、維生素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分外，還要添加________和動(dòng)物血清。(4)實(shí)驗(yàn)步驟Ⅳ中，應(yīng)選擇性別為_(kāi)_______的奶牛胚胎進(jìn)行移植。答案(1)獲能透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)(2)顯微注射法(3)激素(4)雌性解析(1)體外受精前，對(duì)精子要進(jìn)行獲能處理；阻止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法。(3)進(jìn)行動(dòng)物早期胚胎的體外培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)液中除了含有各種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽類(lèi)、維生素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分外，還要添加激素和動(dòng)物血清。(4)血清白蛋白要從乳汁中提取，只有雌性奶牛才能產(chǎn)生乳汁，因此胚胎移植時(shí)，必須選取雌性奶牛的胚胎進(jìn)行移植。7．(2017·湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)周測(cè))在繽彩紛呈的生物世界，微生物似乎顯得過(guò)于微小與沉寂。然而，它們?cè)谏鷳B(tài)工程中有著重要的作用，如處理生活污水。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)生活污水流經(jīng)某生活污水凈化處理系統(tǒng)中的“厭氧沉淀池”“曝氣池”和“兼氧池”后得到初步凈化，在這個(gè)過(guò)程中，微生物通過(guò)__________________呼吸將污水中的有機(jī)物分解。(2)生態(tài)工程中所遵循的基本原理有____________________、____________________、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理等。(3)一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)工程的主要任務(wù)是對(duì)已破壞的____________進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)行改善并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，追求__________________、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的統(tǒng)一。(4)很多微生物只能分