2021版高考生物一轮复习第十一单元现代生物科技专题第41讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题课时强化训练解析版

2021版高考生物一轮复习第十一单元现代生物科技专题第41讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题课时强化训练解析版

第41讲　胚胎工程　生物技术的安全性和伦理问题 测控导航表 知识点 题号 ‎1.受精作用与早期胚胎发育和培养 ‎1,2,3,4,5‎ ‎2.胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞 ‎6,7,8,9,10‎ ‎3.生物技术的安全性与伦理问题 ‎14‎ ‎4.综合考查 ‎11,12,13‎ 一、选择题 ‎1.下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是(　A　)‎ A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层 解析:同种动物精子、卵细胞表面存在的特异性受体蛋白,决定了只有同种动物精卵才能结合;随着分裂的进行,卵裂球细胞的体积逐渐变小;囊胚期的细胞开始出现分化,其外表的一层细胞即滋养层,将发育成胎盘等,不具有发育的全能性;囊胚可继续分化,至原肠胚时期已具有三个胚层。‎ ‎2.下列关于哺乳动物体外受精技术和早期胚胎发育的叙述,正确的是(　D　)‎ A.卵裂过程发生于输卵管,胚胎体积不断增大 B.喂养拌有促性腺激素的饲料可使母畜超数排卵 C.从附睾取出的精子可直接与成熟的卵细胞受精 D.早期胚胎培养的培养液通常都需加入动物血清 解析:卵裂期细胞数量不断增多,胚胎体积并不增大,或略有缩小;促性腺激素的化学本质是蛋白质,用喂养法时蛋白质被动物消化液分解而失效;精子获能后才能参与受精;血清中含有一些营养物质和生长因子,这些物质的成分和作用目前还不清楚,还不能人工合成,故早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常需加入动物血清。‎ ‎3.下列有关哺乳动物体内受精的叙述,正确的是(　B　)‎ A.精子的获能在曲细精管,精子与卵子的结合在输卵管 8‎ B.精子和卵子结合的过程中,卵子完成减数第二次分裂 C.卵细胞膜内可以有多个精子,透明带内一般只能有一个精子 D.精子细胞膜与卵子细胞膜融合依靠了细胞膜选择透过性 解析:精子的获能发生在雌性动物的生殖道中;在卵巢中形成的卵泡含有次级卵母细胞,排卵后,在精卵结合过程中完成减数第二次分裂,次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个第二极体;当第一个精子接触到卵细胞膜时,透明带反应才进行,透明带内可以有多个精子,而进入卵细胞膜的精子一般只有一个;膜的融合依赖于细胞膜的流动性。‎ ‎4.哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(n表示染色体组)。‎ 据图分析,下列叙述错误的是(　C　)‎ A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B.细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同 D.培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞 解析:据图可知,次级卵母细胞的形成过程需要促性腺激素的调节;次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数第二次分裂形成成熟的卵子;Ⅱ细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期,Ⅲ细胞分裂后期为减数第二次分裂后期,二者的染色体数均为2n,Ⅳ细胞的分裂后期为有丝分裂后期,染色体数为4n;转基因动物的培育需要将受体细胞培育为完整的生物体,Ⅳ细胞为受精卵,具有全能性,可作为受体细胞。‎ ‎5.下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述,正确的是(　D　)‎ A.采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用 B.排卵是指卵泡从卵巢中排出 C.卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成 D.卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体 解析:采集到的精子需要经过获能处理,卵细胞需要经过成熟培养;排卵就是卵细胞从卵泡中排出,可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞,卵细胞形成时的分裂过程一部分是在卵巢,一部分是在输卵管;卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带之间能看到两个极体。‎ 8‎ ‎6.治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。下图表示治疗性克隆的过程,下列说法正确的是(　C　)‎ A.上述过程利用了动物体细胞融合技术 B.上述过程实现了动物细胞的全能性 C.胚胎干细胞的不断增殖和分化潜能保证①过程的进行 D.①②过程不进行DNA复制和蛋白质合成 解析:由图可知,该过程主要利用了体细胞核移植技术;动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞核的全能性;胚胎干细胞具有全能性,经过不断的分裂和分化,可得到能用于移植的各种组织细胞;过程①②属于细胞的增殖和分化,在细胞的分化过程中,由于基因的选择性表达,不同的细胞中产生不同的蛋白质。‎ ‎7.英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥夺得2012年度诺贝尔生理学或医学奖,他们在细胞核重新编程研究领域做出了杰出贡献。山中伸弥和其他研究小组已把多种组织(包括肝、胃和大脑)的细胞,转变成了诱导多功能干细胞,并让诱导多功能干细胞分化成了皮肤、肌肉、软骨、神经细胞以及可以同步搏动的心脏细胞。下列相关叙述错误的是(　B　)‎ A.成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度逐渐降低 B.多功能干细胞能分化成神经细胞,神经细胞不能脱分化成多功能干细胞 C.多功能干细胞与成熟细胞相比,细胞内DNA的含量不变,RNA的含量发生了变化 D.诱导多功能干细胞分化的过程不仅与基因有关,与细胞直接生活的微环境也有关 解析:根据题意,已分化的细胞能转变成多功能干细胞,从而使分化程度降低;通过细胞核重新编程,成熟细胞也能脱分化成多功能干细胞,但不能体现全能性;多功能干细胞与成熟细胞细胞核内DNA相同,但基因是选择性表达的,所以转录出来的RNA不同,合成的蛋白质也不同;基因的选择性表达过程不仅与基因有关,也受细胞的微环境 影响。‎ ‎8.如图是利用胚胎工程技术培育优质动物的主要步骤。下列叙述正确的是(　B　)‎ 8‎ A.胚胎移植可导致基因突变 B.可选择在桑椹胚期进行胚胎分割 C.①②两个胚胎具有不同遗传物质 D.③可移植到任何雌性子宫内发育 解析:胚胎移植不会导致基因突变;进行胚胎分割时应选择发育良好形态正常的桑椹胚或者囊胚;①②来自同一胚胎,遗传物质相同;受体需是同种且生理状态相同,胚胎才会继续发育。‎ ‎9.下图是应用生物工程技术,实现利用牛的乳腺细胞生产人体血清白蛋白的操作流程。下列有关叙述错误的是(　D　)‎ A.细胞①中已含有人体血清白蛋白基因 B.获取细胞②的技术为核移植 C.与图示技术相比,试管牛培育过程特有的生物技术是体外受精 D.早期胚胎发育到囊胚期时,需要取其内细胞团做DNA分析,进行性别鉴定 解析:结合题意和图解信息,细胞①是供核细胞,应含有所需的目的基因——人体血清白蛋白基因;图中细胞②明显为通过核移植技术得到的重组细胞;图示技术不涉及体外受精过程,而试管牛培育过程需要有体外受精;早期胚胎发育到囊胚期时,需要取其滋养层细胞做DNA分析,进行性别鉴定。‎ ‎10.科学家把从小鼠胚胎干细胞中分离获得的4个基因通过病毒导入已分化的小鼠成熟细胞,发现成熟细胞返回到了未成熟的干细胞状态。这种干细胞(iPS细胞)又能在不同条件下分化形成神经细胞等多种细胞。下列叙述不正确的是(　D　)‎ A.此实验过程中病毒发挥了载体的功能 B.此实验过程中运用了动物细胞培养技术 C.分化形成的神经细胞能进行遗传信息的表达 D.iPS细胞分化形成的多种细胞所含核基因不同 解析:基因通过病毒导入已分化的小鼠成熟细胞,病毒起到了载体的作用;干细胞培养过程中需要利用动物细胞培养技术;分化形成的神经细胞能进行蛋白质的合成,即遗传信息的表达;细胞分化的实质是基因的选择性表达,但遗传物质不发生变化。‎ 二、非选择题 8‎ ‎11.一对表现正常的夫妇,其家族中都有囊性纤维病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后,决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。‎ ‎(1)医生首先为女性注射　　　　　　,刺激卵泡成长,实现控制性超数排卵,然后在局部麻醉情况下从卵巢中吸取　　　　　 　,并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中,置于37 ℃培养箱中培养。 ‎ ‎(2)从男性体内采集的精子必须经过　　　　处理后才具有受精能力,该处理方法通常有　　　　和　　　　　　两种。处理后的精子与卵子放在含有　　　　　的同一培养皿中完成　　　　　　。 ‎ ‎(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养,检查　　　 　　,分别对多个胚胎的细胞进行基因检测,选择出无致病基因的早期胚胎(　　　　个细胞阶段)植入母亲　　　 　内,避免遗传病孩子的出生。 ‎ 解析:(1)促进超数排卵的激素是促性腺激素。由于减数第二次分裂是在受精时进行的,因此,从卵巢中吸取的是卵母细胞。‎ ‎(2)采集的精子必须进行获能处理才具有受精能力,使精子获能的方法有培养法和化学诱导法。获能的精子与成熟的卵子放在含有专用的受精溶液或获能溶液的培养皿中完成体外受精。‎ ‎(3)胚胎移植前需检查受精状况和受精卵发育能力,为避免遗传病孩子的出生,分别对多个胚胎的细胞进行基因检测,选择出无致病基因的早期胚胎(8～16个细胞阶段)植入母亲子宫内。‎ 答案:(1)促性腺激素　卵母细胞　‎ ‎(2)获能　培养法　化学诱导法　专用受精溶液(获能溶液)　体外 受精 ‎(3)受精状况和受精卵的发育能力　8～16　子宫 ‎12.回答下列问题:‎ ‎(1)1890年,英国剑桥大学的生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,成功得到两只纯种安哥拉子兔,这种技术叫　　　　　　　　,是胚胎工程的最后一道工序,这个实验首次证实　 　。 ‎ ‎(2)移入的胚胎可以通过体外受精获得。在体外受精前,精子需要进行　　　　处理,处理后的精子　　　 　(填“可以”或“不可以”)直接和屠宰场已屠宰的母畜卵巢中采集的卵母细胞完成受精过程。 ‎ ‎(3)移入的胚胎还可以通过核移植获得,以牛体细胞核移植为例:将供体　　　　注入去核的　　　　　(时期)卵母细胞,通过电刺激使两细胞融合,用物理或化学方法　　　　　　‎ 8‎ 受体细胞,使其完成分裂和发育进程,形成胚胎。 ‎ 解析:(1)将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,成功得到两只纯种安哥拉子兔,这种技术叫做胚胎移植,该实验首次证实同种动物的胚胎在异体动物体内发育的可能性。‎ ‎(2)在体外受精前,要对精子进行获能处理,从而使精子具有与卵细胞受精的能力。从屠宰场已屠宰的母畜卵巢中采集的卵母细胞,需在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。可见,获能处理后的精子不可以直接和屠宰场已屠宰的母畜卵巢中采集的卵母细胞完成受精过程。‎ ‎(3)在进行核移植时,获取的卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期(MⅡ中期)才能进行去核操作,然后将供体细胞注入到去核的卵母细胞中,通过电刺激使两细胞融合。之后,用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成分裂和发育进程,形成胚胎。‎ 答案:(1)胚胎移植　同种动物的胚胎在异体动物体内发育的可能性 ‎(2)获能　不可以　‎ ‎(3)(体)细胞　MⅡ中期　激活 ‎13.如图是获得药用乳腺生物反应器转基因小鼠的流程图。回答下列问题:‎ ‎(1)图中在Ⅰ过程前提取mRNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是　　　　　　　　　　　。通过PCR扩增目的基因的过程中,两个引物是　　　　　　　 　　的结合位点,也是子链延伸的起点。 ‎ ‎(2)图中Ⅱ过程在构建基因表达载体时,有时需要使用两种限制酶切割目的基因所在的片段,同时也用这两种限制酶切割质粒,这样做的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)图中Ⅲ过程获得的小鼠ES细胞在饲养层细胞上培养,ES细胞表现为　　　　　　　　　　　　　　　的特点。Ⅳ过程中要将含外源基因的ES细胞导入囊胚的　　　　　　,然后进行胚胎移植。若要一次获得多只相同性状的后代,胚胎移植前应采用　　　　　技术,通常选择发育良好、形态正常的囊胚或　　　　　进行操作。 ‎ 8‎ ‎(4)若获得的已整合药用蛋白基因的转基因小鼠分泌的乳汁中检测不到药用蛋白,根据中心法则分析,其可能的原因是　 。 ‎ 解析:(1)图中在目的基因获取前提取mRNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是防止提取的mRNA被RNA酶水解。通过PCR扩增目的基因的过程中,两个引物是热稳定DNA聚合酶(Taq酶)的结合位点,也是子链延伸的起点。‎ ‎(2)图中Ⅱ过程在构建基因表达载体时,使用两种限制酶同时切割目的基因和质粒,这样做的优点是避免目的基因及质粒的自身环化和随意连接。‎ ‎(3)小鼠ES细胞在饲养层细胞上培养,ES细胞表现为只分裂而不发生分化的特点。Ⅳ过程中要将含外源基因的ES细胞导入囊胚的内细胞团,然后进行胚胎移植。胚胎移植前,采用胚胎分割技术,通常选择发育良好、形态正常的囊胚或桑椹胚阶段的内细胞团均等分割,一次获得多只相同性状的后代。‎ ‎ (4)由于转基因表达产物存在于小鼠的乳汁中,检测其体内是否出现该药用蛋白,在分子水平上的检测方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,若有杂交带出现,表明药用蛋白基因已经转录和翻译,形成蛋白质产品;若检测不到药用蛋白,说明药用蛋白基因没有转录或翻译。‎ 答案:(1)防止RNA被RNA酶水解　热稳定DNA聚合酶(Taq酶)‎ ‎(2)避免目的基因及质粒的自身环化和随意连接　‎ ‎(3)只分裂而不发生分化　内细胞团　胚胎分割　桑椹胚 ‎(4)药用蛋白基因没有转录或翻译 ‎14.2013年,全球首批全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时,部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。‎ ‎(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用　　　　　　　处理,促进母亲排出更多的卵子。胚胎发育的卵裂期在　　　　(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左右的胚胎,叫　　　　,可用于胚胎移植。 ‎ ‎(2)目前SRY—PCR法是对胚胎的性别进行鉴定最有效最准确的方法。操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个　　　　(填“部位”)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作　　　　,以　　　　　　　　为模板进行PCR扩增;最后与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为　　　　性。PCR技术能把某一DNA分子片断进行扩增。依据的原理是　　　　　　　　　　　 　‎ 8‎ ‎,每次循环需要经过 ‎　　　　　　　　　　三步,所用的引物是一段设计的　　　　　　。 ‎ 解析:(1)给母体注射促性腺激素可促使其超数排卵。胚胎发育的卵裂期在透明带内进行。受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左右的胚胎,叫桑椹胚,可用于胚胎移植。‎ ‎(2)目前,对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY—PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作引物,以滋养层细胞的DNA为模板进行PCR扩增;与SRY特异性探针出现阳性反应者,说明其含有Y染色体,为男性。PCR技术依据的原理是DNA复制或者碱基互补配对原则,每次循环需要经过变性、复性和延伸三步,所用的引物是一段设计的单链DNA或RNA。‎ 答案:(1)促性腺激素　透明带　桑椹胚　‎ ‎(2)滋养层　引物　滋养层细胞的DNA　男　碱基互补配对原理　变性、复性和延伸　DNA或RNA　‎ 8‎