1、课时跟踪检测（四十） 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题1如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是()A图中过程表示胚胎发育，过程表示胚后发育B受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D原肠胚是进行胚胎移植的最好时期解析：选C由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C正确；原肠胚期已发生了细胞的
2、分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行移植，D错误。2(2019山东师大附中模拟)科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达，使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)，如图为该实验示意图。下列有关叙述正确的是()A应用该技术可提高器官移植的成功率BiPS细胞所携带遗传信息与肌肉细胞相同C关键基因表达使细胞功能趋向专门化，降低了细胞的分化程度D图示过程体现了iPS细胞的全能性解析：选A用iPS细胞诱导分化成需要的器官后进行自体移植，没有免疫排斥反应，故提高了器官移植的成功率，A正确；iPS细胞中多了4个关键基因，故iPS细胞所携带遗传
3、信息与肌肉细胞不同，B错误；关键基因表达使细胞功能趋向专门化，增加了细胞的分化程度，C错误；图示过程只是分化形成各种细胞，没有形成个体，故没有体现iPS细胞的全能性，D错误。3英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种，其数量少，生育力低。现代生物工程能有效提高优质马的生育率。请回答下列问题：(1)可以用由_分泌的激素处理适龄纯血母马，使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。采集的卵母细胞人工培养至减数第二次分裂的中期。培养过程中要定期更换培养液，其原因是_。(2)为取得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的_期用机械方法将胚胎分割。(3)随着动物体细胞克隆技术的发展，人们可以将纯血马的_移入其
4、他马的_细胞中，将其激活并发育成_，植入代孕母马体内。(4)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时，也对人们的传统观念造成极大冲击。我国政府的态度是禁止_性克隆人。解析：(1)用垂体分泌的促性腺激素处理适龄纯血母马，可使其超数排卵。采集的卵母细胞培养过程中要定期更换培养液，防止细胞代谢产物的积累而毒害细胞。(2)桑椹胚或囊胚的内细胞团细胞为全能干细胞，可以在胚胎发育的桑椹胚或囊胚期用机械方法将胚胎分割，以取得同卵双胎或多胎。(3)利用克隆技术可以将纯血马的体细胞细胞核移入其他马的去核卵母细胞中，将其激活并发育成早期胚胎，植入代孕母马体内。(4)我国政府的态度是不反对治疗性克隆，禁止生殖性克
5、隆人。答案：(1)垂体长时间不更换培养液，会导致细胞代谢产物的积累而毒害细胞(2)桑椹胚或囊胚(3)体细胞细胞核去核卵母早期胚胎(4)生殖4(2019濮阳一模)2016年4月，世界首例经过线粒体移植技术的“三亲婴儿”哈桑在墨西哥出生。如图是培育“三亲婴儿”的示意图，请回答下列问题：(1)“三亲婴儿”共有三位生物学意义上的父母，即所谓的“_爸_妈”(填“一”或“二”)；由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。(2)引入的线粒体基因相当于对婴儿原来的基因进行了修饰，这一过程类似于_技术。(3)去除细胞核时普遍使用_去核法。从受精卵到“三亲婴儿”的
6、出生还需要_和_等技术。(4)“三亲婴儿”的培育技术能避免母亲的_遗传病基因传递给后代，但其染色体仍有_(填比例)来自母亲提供的细胞核。解析：(1)据图分析可知，“三亲婴儿”有两个母亲(分别提供细胞核和细胞质的母本)、一个父亲；促性腺激素可以促进女性超数排卵，产生多个卵细胞。(2)引入的线粒体基因相当于对婴儿原来的基因进行了修饰，属于基因重组，类似于基因工程。(3)一般采用显微操作去除细胞核；此外“三亲婴儿”的培育还需要早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。(4)“三亲婴儿”细胞核中的染色体一半来自母亲、一半来自父亲，而细胞质基因来自捐献者，这样可以避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。答案：(1
7、)一二促性腺(2)基因工程(或转基因)(3)显微操作早期胚胎培养胚胎移植(4)线粒体(或细胞质)1/2(或50%)5(2019汕头一模)新型的微生物蛋白农药是由微生物产生的一类蛋白质药物，能够激活农作物的防御系统，提高农作物抗病抗虫的能力。科研人员在某个真菌菌株上发现了激活蛋白AP45，并进行了相关研究(如图)。(1)图中是_；是_。(2)所设计的引物对，应与_能互补配对，但在_之间不应有能互补配对的核苷酸序列。(3)据图分析，该实验以_基因作为标记基因。(4)如果要利用抗原抗体杂交技术检测目的基因是否成功表达，则需要以_为抗原，制备出其单克隆抗体。(5)以此类激活蛋白制成的微生物蛋白农药并不
8、会直接杀死害虫或者病原生物，是一种环境友好型的产品，具有_等优点(要求一项)。解析：(1)图中cDNA的模板是RNA；步骤是构建目的基因表达载体。(2)所设计的引物对，应与目的基因能互补配对，但在两种引物之间不应有能互补配对的核苷酸序列。(3)据图分析，根据选择培养基添加抗生素的种类，该实验标记基因是青霉素抗性基因。(4)如果要利用抗原抗体杂交技术检测目的基因是否成功表达，则需要以目的蛋白为抗原，制备出其单克隆抗体。(5)以此类激活蛋白制成的微生物蛋白农药并不会直接杀死害虫或者病原生物，是一种环境友好型的产品，具有不引起害虫或病原生物的抗药性、易分解无残留、对人畜无害等优点。答案：(1)RNA
9、(或mRNA)构建目的基因表达载体(2)目的基因(或cDNA)两种引物(或引物自身的不同片段或引物与非目的基因)(3)青霉素抗性(4)激活蛋白AP45(或目的蛋白)(5)不引起害虫或病原生物的抗药性(或易分解无残留或对人畜无害，合理即可)6长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年发展起来的生物工程技术使优良种畜的繁殖大大加速。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法，请据图完成下列问题：(1)在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到的生物技术有_、_。(2)用来促进母牛B多排卵的激素由_分泌，试管牛E的性别是_，克隆牛G的性别是_。(3)试管牛技术作为现代生物技术和母牛正
10、常怀孕、生产的过程的相同之处是_，不同点在于_。(4)防止多精入卵的生理反应有_，顶体反应发生时，释放的顶体酶溶解的结构是_。解析：(1)试管牛E的培育采用了体外受精、早期胚胎发育和胚胎移植技术，克隆牛G的培育采用了核移植、早期胚胎发育和胚胎移植技术，因此试管牛E和克隆牛G的培育过程中都用到了动物细胞培养和胚胎移植技术。(2)给母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵，促性腺激素是由垂体分泌的；试管牛E是由受精卵发育形成的，而图中的精子未标明是X精子还是Y精子，因此其性别是雌性或雄性。克隆牛G的核遗传物质都来自母牛C，因此其性别是雌性。(3)试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和
11、受精，并通过培养发育为早期胚胎，再经移植后产生后代的技术。试管牛技术作为现代生物技术和母牛正常怀孕、生产的过程的相同之处是双亲生殖细胞都融合为合子，不同点在于试管牛是体外受精和胚胎移植的产物。(4)防止多精入卵的生理反应有透明带反应、卵细胞膜反应，顶体反应发生时，释放的顶体酶溶解的结构是放射冠和透明带。答案：(1)动物细胞培养胚胎移植(2)垂体雌性或雄性雌性(3)双亲生殖细胞都融合为合子试管牛是体外受精和胚胎移植的产物(4)透明带反应、卵细胞膜反应放射冠和透明带7转基因技术的应用大大提高了动植物的品质，下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪培育示意图，据图和材料回答下列问题：(1)过程需要的工具酶有_
12、。绿色荧光蛋白基因需要导入到成纤维细胞的_上才有可能培育出绿色荧光蛋白转基因克隆猪。(2)猪胎儿成纤维细胞培养过程中，为了防止培养过程中的污染，通常还要在细胞培养液中添加一定量的_。(3)通过过程将早期胚胎移植到受体母猪体内能存活的原因是_。(4)若是想在短期内获得更多的相同的绿色荧光蛋白转基因克隆猪该如何做？_。(5)科学家将反义F3H序列导入到康乃馨中，降低了植株中F3H基因的表达量和酶活性封锁了花青素合成途径，获得花香物质苯甲酸的释放量大大增加的转基因康乃馨。以上说明目的基因除了编码蛋白质的基因外，还可以是_。将目的基因导入植物细胞常用的方法是_。解析：根据题意和图示分析可知，表示基因表
13、达载体的构建，表示超数排卵处理，表示核移植过程，表示早期胚胎培养，表示胚胎移植过程，最后通过妊娠分娩获得绿色荧光蛋白转基因克隆猪。(1)过程表示基因表达载体的构建，需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。绿色荧光蛋白基因需要导入到成纤维细胞的染色体DNA上才有可能培育出绿色荧光蛋白转基因克隆猪。(2)猪胎儿成纤维细胞培养过程中，培养液中通常加入抗生素的目的是防止培养液被污染，培养液含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。(3)早期胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体母猪体内的存活提供了可能。(4)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以将早期胚胎进行
14、胚胎分割移植可以获得更多相同的绿色荧光蛋白转基因克隆猪。(5)科学家将反义F3H序列导入到康乃馨中，降低了植株中F3H基因的表达量和酶活性，封锁了花青素合成途径，获得花香物质苯甲酸的释放量大大增加的转基因康乃馨。以上说明目的基因除了编码蛋白质的基因外，还可以是调控作用因子。因为导入的对象是植物细胞，而土壤农杆菌易侵染植物细胞，故一般用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。答案：(1)限制酶和DNA连接酶染色体DNA(2)抗生素(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(4)对早期胚胎进行分割移植(5)调控作用因子农杆菌转化法8(2019襄阳调研)现代生物科技不断发展，为治疗人类疾病带
15、来了曙光。请回答相关问题：(1)科学家将药用蛋白基因与_的启动子等调控组件重组在一起，通过_等方法，导入哺乳动物的受精卵中，最终通过分泌的乳汁来生产所需要的药品。(2)胰岛素是治疗糖尿病的有效药，天然胰岛素注射后会堆积在皮下，需较长时间才能进入血液，科学家利用_技术对胰岛素进行改造使其成为速效药，提高了胰岛素的治疗效果。(3)单克隆抗体最主要的优点在于_。故可利用单克隆抗体作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。(4)哺乳动物的胚胎干细胞是从_中分离出来的一类细胞，可用于治疗人类的某些顽症。通过ES细胞_，还可以培育出人造组织器官，解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥的问题。解析：(1)最终通
16、过分泌的乳汁来生产所需要的药品，所以将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。(2)对胰岛素等蛋白质的结构与功能进行改造，是利用了蛋白质工程技术。(3)单克隆抗体的主要优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。(4)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，可用于治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，培育出人造组织器官，解决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥的问题。答案：(1)乳腺蛋白基因显微注射(2)蛋白质工程(3)特异性强、灵敏度高，并可大量制备(4)早期胚胎或原始性腺体外诱导分化
17、9(2019太原期末)科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图所示。请回答下列问题：(1)过程获得重组胚胎之前需要通过_技术获得重组细胞，接受细胞核的卵母细胞应处于_期，并用微型吸管吸出_。(2)步骤中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其_中分离出ES细胞，ES细胞在形态上表现为细胞核_、_明显，在功能上具有_。(3)步骤中，需要构建含干扰素基因的_，构建之前可以利用_技术对目的基因进行扩增。(4)步骤中将基因导入ES细胞的方法通常是_法，为了检测ES细胞的DNA上是否插入了干扰素基因，可采用_技术。在正常的小鼠体内，干扰素是在_(填一种细胞器)上合成的。解析：(1)
18、过程获得重组胚胎之前需要通过核移植技术获得重组细胞，接受细胞核的去核卵母细胞应处于M期。(2)ES细胞可以从囊胚的内细胞团中分离出来，ES细胞在形态上表现为细胞核大、明显核仁，在功能上具有发育的全能性。(3)将目的基因导入受体细胞前，需要构建含有目的基因(干扰素基因)的表达载体。PCR技术可在体外大量扩增目的基因。(4)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。为了检测ES细胞的DNA上是否插入了干扰素基因，可采用DNA分子杂交技术。在正常的小鼠体内，干扰素是在核糖体上合成的。答案：(1)核移植M细胞核(2)内细胞团大核仁发育的全能性(3)表达载体PCR(4)显微注射DNA分子杂交核糖体
19、10为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题：(1)试管牛的培育属于_(“有性繁殖”或“无性繁殖”)；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、_等；克隆牛的培育依据的原理是_。(2)促使B牛多排卵的激素一般是_。对B牛和D牛要进行_处理。(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是_。(4)要培育高产奶率的转基因牛，可建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将_和乳腺蛋白基因的_、_等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是_)，再通过_法导入牛的_中。解析：(1)试管牛的培育属于有性繁殖，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚
20、胎培养、胚胎移植等；克隆牛的培育依据的原理是动物细胞核具有全能性。(2)一般用促性腺激素处理供体母牛，促使其超数排卵；胚胎移植时，要对受体母畜和供体母畜进行同期发情处理。(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间有两个极体。(4)要培育高产奶率的转基因牛，可建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子等调控组件重组在一起，该过程需要用到的酶是限制酶和DNA连接酶，再通过显微注射法导入牛的受精卵中。答案：(1)有性繁殖胚胎移植动物细胞核具有全能性(2)促性腺激素同期发情(3)在透明带和卵细胞膜间有两个极体(4)生长激素基因启动子终止子限制酶和DNA连接酶显微注射受精卵