1、单元素能提升四【主干知识理脉络】【单元提升交汇点】交汇点1转基因产品的安全性与基因工程的联系1对番茄的研究发现，害虫损伤番茄的叶片后，叶片细胞的细胞壁能释放一种类激素因子，这种物质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动了蛋白酶抑制剂的基因，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎、叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将蛋白酶抑制剂基因导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。试分析回答以下问题：(1)番茄的蛋白酶抑制剂可能是在茎叶细胞的_上合成的。(2)将番茄的蛋白酶抑制
2、剂基因导入玉米体内，使玉米形成新的性状，这种变异属于_。(3)能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效果显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫，你是否赞成这种说法？_，说明理由_。(4)有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有必要吗？试用学过的知识进行简要的分析说明_。2害虫损伤番茄的叶片后，叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的这种蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。
3、(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是_。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，这种变异在生物学上称为_。科学家预言，此种转基因玉米独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，这是因为_。(3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草一般不会出现抗玉米螟性状，原因可能是_，玉米很难与杂草发生杂交。(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是_。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是_。(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是_。交汇点2克隆与细胞工程、胚胎工程的联系1未来“治疗性克隆”
4、将是胚胎干细胞(ES细胞)造福人类的一种非常重要的途径。下图所示为人类“治疗性克隆”的大体过程，请据图回答下列有关问题：(1)人类“治疗性克隆”属于生物工程的_技术。(2)科学家将患者的体细胞的细胞核植入去核的卵细胞中，而不直接用体细胞进行细胞培养的原因是_。(3)“治疗性克隆”中相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因_的结果，该过程开始发生于_期。(4)按上述方法克隆器官移植方面的主要优点是_。(5)我国禁止生殖性克隆人，但不反对“治疗性克隆”。请谈谈为什么要反对生殖性克隆人？(两点即可)_2治疗性克隆一般是先从需要救治的病
5、人身上提取一个细胞，然后将该细胞的遗传物质置于一个去除了细胞核的卵细胞中，该卵细胞开始自行分裂，直至形成一个早期胚胎，从这个早期胚胎中即可提取胚胎干细胞。胚胎干细胞经过相应的技术处理，便可发展成遗传特性与病人完全吻合的细胞、组织或器官。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请回答：(1)相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，有的是神经细胞、有的是血细胞、有的是肌肉细胞，其根本原因是_。(2)构建的重组细胞在发育的过程中，细胞开始分化发生在_期，从细胞水平上看，卵裂的分裂方式是_。(3)治疗性克隆所用的主要技术是_和胚胎干细胞培养，要想获得基因型完全相同的胚胎，可采用_技术。(4)治疗性克
6、隆解决了临床上_和_的问题。复习与提高1这一事实提示我们，转基因事件，即打破生殖隔离、进行物种间基因转移的现象在自然界中原本就是存在的。转基因技术只是人类利用聪明才智发明出来的、对作物进行更有预见性和更准确的定向改造，其实是对自然界中生物进化规律的学习和模仿。2(1)综合评价，第2组和第3组实验的成功率相近，远比第1组的成功率高；第2组和第3组实验相比，从部分阶段的成功率来看，第3组的成功率比第2组的高，这可能是因为胚胎细胞分化程度越低，恢复其全能性相对越容易。(2)一方面是为了证明操作技术的可行性，另一方面这两组作为第l组的对照，证明了高度分化的乳腺上皮细胞也可以恢复全能性，同时还可以比较不
7、同分化程度的胚胎细胞表达全能性的差异。(3)该数据说明，目前克隆技术还不成熟，成功率相当低，所以如果用来克隆人的话，可能会孕育出有严重生理缺陷的克隆人(提示：克隆人面临的伦理问题有很多，但基于该实验数据这样回答即可)。3(1)优势在于编辑少量细胞就可以对遗传病患者进行治疗，治疗的结果还可以遗传给后代。(2)对人类胚胎进行基因组编辑会带来非常多的伦理问题。从技术层面及人类对基因的认知来看，这一技术潜藏着难以预测的、巨大的不确定性和风险，一旦失去控制，可能导致携带新的致病基因、具有严重生理缺陷等的个体产生。从权利、责任等层面来看，对人类胚胎进行基因组编辑存在权利由谁行使和责任由谁承担等问题。从社会
8、公平层面来看，这一技术可能诱发一些不公平现象，如基因歧视、由少数人控制人类等。除此之外，还存在如果这一技术发展成熟，可能会被某些集团或个人滥用，如“设计完美婴儿”，从而破坏人的自然本质；可能改写人类的进化方向，违背后代的自决权等诸多伦理问题。(3)提示：学生在讨论这一问题时，应该明确以下内容。对人类胚胎进行基因组编辑为治疗人类遗传病提供了新的路径，具有一定的发展前景与应用空间，对探索生命奥秘和促进医学发展是有好处的。但是，由于目前该技术存在一系列安全风险和伦理问题，大多数国家研究人员的共识是：鼓励开展基因组编辑技术的基础研究、临床前研究以及在体细胞层面的临床研究，但禁止将对胚胎细胞进行基因组编
9、辑的技术应用于临床。4提示：本题具有开放性，学生可以发表不同的观点，但发表的观点必须有证据支持。单元素能提升四交汇点11解析：大多数酶的化学本质是蛋白质，它是在核糖体上合成的。将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入到玉米体内，属于基因工程范畴，它的原理是基因重组。抗虫玉米只是转入了特定的抗虫基因，并不是对任何害虫均有作用，另外随着变异和选择的进行，变异的害虫个体会越来越适应环境，故也要防治害虫。对于转基因生物的安全性问题，是一个开放性的题目，根据教材中的观点给出支持自己观点的论据即可。答案：(1)核糖体(2)基因重组(3)不赞成因为转基因玉米能抵抗玉米螟，但并不能抵抗所有的害虫(合理即可)(4) 答案：
10、(答案不唯一)如：有必要，这种转基因玉米中可能含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而出现疾病；或没有必要，因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响；或没有必要，人类食用的通常是煮熟后的玉米食品，玉米蛋白酶抑制剂在高温下已被破坏，因此不会对人的消化造成影响2解析：(1)根据题意可知，题干所述蛋白酶抑制剂为一种多肽，故合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是核糖体。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，这种变异在生物学上称为基因重组。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象
11、，原因是长期种植转基因玉米后，转基因玉米起到定向选择的作用，使玉米螟种群中对蛋白酶抑制剂不敏感的个体数量增加。(3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草一般不会出现抗玉米螟性状，原因可能是不同物种之间存在生殖隔离，玉米很难与杂草发生杂交。(4)抗玉米螟玉米由于具有抗虫作用，故可减少农药对环境的污染。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫。(5)这种玉米的食用部分可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶活性，影响人体健康。答案：(1)核糖体(2)基因重组长期种植转基因玉米后，转基因玉米起到定向选择的作用，使玉米螟种群中
12、对蛋白酶抑制剂不敏感的个体数量增加(3)不同物种之间存在生殖隔离(4)减少了农药对环境的污染转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫(5)这种玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶活性，影响人体健康交汇点21解析：(1)治疗性克隆需应用核移植、动物细胞培养等技术手段，因而属于细胞工程技术。(2)在目前技术条件下，动物体细胞核在体细胞中还不能表达全能性，而卵细胞的细胞质可以提供体细胞核表达全能性的环境。因而科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养。(3)相同的胚胎干细胞经诱导，可分化为不同组织细胞，如胰岛细胞、血细胞、心肌细胞
13、等，其本质原因是基因选择性表达的结果。在胚胎发育过程中，细胞开始分化发生于囊胚期。(4)通过图示方法形成的克隆器官，细胞核是患者提供的，无免疫排异反应，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题。(5)克隆人严重地违反人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。因此我国政府明确禁止生殖性克隆人。答案：(1)细胞工程(2)体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞的细胞质可以提供体细胞核表达全能性的环境(3)选择性表达囊胚(4)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题(5)严重地违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。2解析：(1)胚胎干细胞通过分化可形成神经细胞、血细胞、肌肉细胞等各种组织细胞，而细胞分化的实质是基因的选择性表达。(2)早期胚胎发育过程中，细胞分化开始于囊胚期，分化形成内细胞团和滋养层细胞。从细胞水平上看，卵裂的分裂方式是有丝分裂。(3)治疗性克隆采用了核移植技术。由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要想获得基因型完全相同的胚胎，可采用胚胎分割技术。(4)治疗性克隆解决了临床上供体器官不足和器官移植后发生免疫排斥反应的问题。答案：(1)基因的选择性表达(2)囊胚有丝分裂(3)核移植胚胎分割(4)供体器官不足免疫排斥反应
