2018届高考生物大复习专题十七胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题及生态工程复习指导练案.docx

专题十七 胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题及生态工程1(2017年山东省泰安市生物一模)种猪成功率较低，该现象与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可检测出该基因的转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图，图中a、b、c、d分别代表流程中某过程。请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自_体_细胞。a过程采用的技术手段称做_体细胞核移植_技术。(2)b过程所用的培养液与植物组织的培养基从成分上主要区别是前者必须含有_动物(猪)血清_；c过程表示_胚胎移植_。(3)d过程需要_逆转录_酶的催化。从基因组数据库中查询Bcl2mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成2种_引物_用于PCR扩增，除此以外在PCR反应体系中还应包含的主要成分有扩增缓冲液、水、4种脱氧核苷酸、模板DNA以及_TaqDNA聚合酶(热稳定DNA聚合酶)_，PCR扩增过程第一轮循环的模板是_Bcl2cDNA_。(4)若cDNA经PCR技术n次扩增后检测出中Bcl2cDNA的分子数为m，则总mRNA中Bcl2mRNA的分子数为_，从而说明不同胚胎时期Bcl2基因的转录水平及其与细胞凋亡的关系。解析(1)图中过程采用的技术手段是体细胞核移植，即把良种猪的体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，构建一个新的重组细胞。(2)动物细胞培养的培养液不同植物组织培养的培养基，主要区别是动物细胞培养液中需要加入动物血清等天然成分。c表示胚胎移植过程。(3)由以上分析可知d表示逆转录过程。PCR技术需要2种引物，此时PCR扩增技术是在高温条件下进行的，还需要热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。扩增第一轮循环的模板是Bcl2cDNA。(4)cDNA是由mRNA逆转录形成的，cDNA经PCR技术n次扩增后可形成2n个子代DNA分子，转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程，因此总的mRNA的数目也为2n，若检测出其中Bcl2cDNA的分子数为m，则Bcl2mRNA的分子数也为m，总mRNA中Bcl2mRNA的分子数为，从而说明不同胚胎时期Bcl2基因的转录水平及其与细胞凋亡的关系。2(2017年江西省南昌市生物一模)人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取，但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重，如果应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能，其大致过程如下：.采用良种供体奶牛的卵母细胞和精子，通过体外受精，形成受精卵；.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵，形成重组细胞；.电脉冲刺激重组细胞，促使其形成早期胚胎；.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)实验步骤中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行_获能_处理，受精时，往往一个卵母细胞只能和一个精子结合，受精过程中防止多精入卵的生理反应包括_透明带反应和卵细胞膜反应_。(2)实验步骤中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵的最为有效的方法是_显微注射法_。(3)实验步骤中，进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加_激素_和动物血清。(4)实验步骤中，应选择性别为_雌性_的奶牛胚胎进行移植。解析(1)体外受精前，对精子要进行获能处理；阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用。(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。(3)进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和动物血清。(4)血清白蛋白要从乳汁中提取，只有雌性奶牛才能产生乳汁，因此胚胎移植时，必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植。3(2017年潍坊一模)下图表示中国科研人员对树鼩精原干细胞进行遗传修饰后，通过自然交配获得世界首只转基因树鼩的过程。请回答下列问题：(1)培养精原干细胞时，定期更换培养液的目的是防止_细胞代谢产物的积累_对自身细胞代谢造成障碍，通入二氧化碳的作用是_维持培养液的pH_。(2)图中涉及的基因工程的核心步骤是_基因表达载体的构建_，通常采用_显微注射_技术将GFP基因导入树鼩精原干细胞。(3)利用PCR技术扩增GFP基因需要_DNA聚合_酶，外源的GFP基因能在树鼩体内表达的原因是_所有生物共用一套遗传密码_。(4)图示过程与通过体外受精培育转基因动物相比，避免了将受精卵移入_发育培养液_中继续培养的麻烦，同时也克服了胚胎发育到_囊胚、桑椹胚_时期进行胚胎移植的难题。4培育“试管山羊”的基本过程如图所示。据图回答下列问题。(1)甲过程为_卵母细胞的采集_，其过程中可通过给母山羊注射_促性腺激素_使其超数排卵。(2)乙过程的目的之一是_对精子进行获能_处理。(3)乙过程与丙过程中采用的培养液成分不同，乙过程的培养液为_获能溶液_或专用的受精溶液，丙过程的培养液为_发育培养液_。(4)丁过程是_胚胎移植_，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的代孕母羊子宫内。解析分析图示可知，甲过程为卵母细胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母山羊，使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液中进行。丁过程是胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同(而不是性状相同)的其他雌性动物子宫内使之继续发育为新个体。5如图为牛胚胎移植过程示意图，请回答下列问题。(1)阶段常用_促性腺_激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)冲卵的生理学基础是_早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系_。(3)阶段对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到_囊胚_或_桑椹胚_阶段。(4)若要通过获得遗传物质完全相同的多个新个体，可对阶段检查合格的胚胎进行_胚胎分割_技术处理，该过程中应注意对_内细胞团_进行均等分割。(5)ES或EK细胞的形态特征是_体积小、细胞核大、核仁明显_，在培养液中加入_分化诱导因子_，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。解析(1)胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理，其目的是获得更多的卵子。(2)早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系，这是冲卵的生理学基础。(3)胚胎移植前对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段。(4)应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体，胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割。(5)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等形态特征，胚胎干细胞在培养时加入分化诱导因子，可诱导其向不同类型的组织细胞分化。6“试管婴儿”技术是将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在体外完成受精，并在体外培养，使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是(A)A有性生殖B组织培养C克隆技术D基因工程(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_有丝分裂_。(3)图示时期是胚胎发育的_囊胚_期。(4)在该图下一时期，b细胞最可能成为_内_胚层的一部分。(5)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_胚胎分割移植技术_。双胞胎的性别是否相同？_相同_。(6)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是什么？_破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德_。解析(1)试管婴儿技术实际是体外受精，即经过精卵结合，所以是有性生殖。(2)卵裂是指在透明带中进行的早期胚胎发育，细胞数目不断增多，此时的细胞分裂方式为有丝分裂。(3)图示时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所以称为囊胚期。(4)图示胚胎发育过程中，b细胞从囊胚表面运动到内部，形成一层内层细胞，最终形成内胚层。(5)将一个受精卵发育形成的早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，性别相同。(6)滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别会引起性别比例失调，且违反了伦理道德。7(2015安徽理综卷)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子医用蛋白，其技术路线如图。(1)由过程获得的A为_含目的基因的表达载体_。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞_。受体应选用_MII_期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_免疫排斥反应_，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_整合含有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养_。解析(1)分析图示可知，过程表示构建基因表达载体。(2)对卵母细胞去核的目的是保证后代的核遗传物质全部来自含目的基因的成纤维细胞。受体应选用减数第二次分裂中期。(3)胚胎移植能成功，原因是代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能力，可进行传代培养，所以理论上可利用动物培养技术和核移植技术，获得无限个转基因绵羊。8(2015重庆理综卷)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交：A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常_生长发育或胚胎发育_。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是_隐性_性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_AC_，后代中出现这种母牛的概率是_1/8_(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力，需对其进行_获能或增强活力_处理；卵子的成熟在过程_中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是_供能_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的_性别、高产奶和适应生长的基因_。子代母牛的优良性状与过程_的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_胚胎分割_技术。解析(1)由于B是具有适宜本地生长基因的纯合子，故选择B作为母本，可使胚胎在母体内正常生长发育。让B与纯合的具有高产奶基因的A杂交得到C，C牛的产奶量并未提高，可推知高产奶是隐性性状，而C为杂合子。因引进的是含高