1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养测评 四十 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题(30分钟100分)1.(10分)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IX医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程获得的A为_。(2)在核移植之前,必须先除去受体卵母细胞的细胞核,目的是_。受体应选用_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_,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
2、上可获得无限个转基因绵羊,这是因为_。【解析】(1)根据题意可知,要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞,必须构建基因表达载体,所以由过程获得的A为基因表达载体。(2)在核移植之前,保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞,必须先除去受体卵母细胞的细胞核。受体应选用处于减数第二次分裂中(M中)期的卵母细胞。(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,这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。答案:(1)含目的基因的表达载体(2)保
3、证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞M中(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养2.(14分)(2020漳州模拟)美国新希望生殖医学中心正式宣布,世界首个核移植“三父母”男婴已于2016年4月诞生,为中东一位线粒体携带有亚急性坏死脑病基因的母亲带来了希望。培养过程如图所示,据图回答:(1)获得重组卵母细胞A也会用到体细胞核移植技术,完成过程需要用微型吸管吸出_,完成过程的B细胞需要选择_(时期)的卵母细胞。(2)卵母细胞的获取过程中,需要对女性进行超数排卵处理,超数排卵的方法是给女性注射_激素,超数排卵技术带来的危害之一是_。(3)细胞A的培养过程所需气体主要有O2和
4、CO2,CO2的主要作用是_。(4)为了提高已有胚胎的利用率,可采用_技术。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是_。(5)设计试管婴儿技术与解决不孕问题而进行的试管婴儿技术的主要区别是前者需要在植入前对胚胎进行_。【解析】(1)获得重组卵母细胞A也会用到体细胞核移植技术,完成过程需要用微型吸管吸出细胞核和第一极体,完成过程的B细胞需要选择减数第二次分裂中期(或M中期)的卵母细胞。(2)卵母细胞的获取过程中,需要对女性进行超数排卵处理,超数排卵的方法是给女性注射促性腺激素,超数排卵技术带来的危害之一是对孕妇的身体不利、卵巢早衰、影响孕妇内分泌、影响胎儿的健康发育等。(3)细胞A的培养
5、过程所需气体主要有O2和CO2,CO2的主要作用是维持培养液的pH。(4)为了提高已有胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是将内细胞团均等分割。(5)设计试管婴儿技术与解决不孕问题而进行的试管婴儿技术的主要区别是前者需要在植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)。答案:(1)细胞核和第一极体减数第二次分裂中期(或M中期)(2)促性腺对孕妇的身体不利、卵巢早衰、影响孕妇内分泌、影响胎儿的健康发育等(3)维持培养液的pH(4)胚胎分割将内细胞团均等分割(5)遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)3.(14分)(2020济南模拟)回答下列问题:(1)
6、科学家用紫外线照射非洲爪蟾未受精的卵细胞,然后将非洲爪蟾肠上皮细胞的细胞核注入其中,最终得到克隆爪蟾,该实验证明了_。与动物体细胞核移植相比,胚胎细胞核移植比较容易成功的原因是_;在进行核移植前,可采用_(答出2项)去除受体细胞的遗传物质。(2)大多数哺乳动物排出的卵母细胞需要培养到_期才具有受精的能力;处于该时期的细胞进行核移植后得到的重构卵可采用_激活,从而恢复分裂周期。(3)根据病毒的结构和生理特点,病毒常在基因工程中作为_;在细胞工程上作为促融剂之前需要进行_处理。【解析】(1)科学家用紫外线照射非洲爪蟾未受精的卵细胞,然后将非洲爪蟾肠上皮细胞的细胞核注入其中,最终得到克隆爪蟾,该实验
7、证明了高度分化的动物细胞核仍然具有全能性。与动物体细胞核移植相比,胚胎细胞核移植比较容易成功的原因是动物胚胎细胞分化程度低,细胞核全能性更容易表达;在进行核移植前,可采用显微操作去核法、紫外线照射法去除受体细胞的遗传物质。(2)大多数哺乳动物排出的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才具有受精的能力;处于该时期的细胞进行核移植后得到的重构卵可采用物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活,从而恢复分裂周期。(3)根据病毒的结构和生理特点,病毒常在基因工程中作为运载体;在细胞工程上作为促融剂之前需要进行灭活处理。答案:(1)高度分化的动物细胞核仍然具有全能性动物胚胎细胞
8、分化程度低,细胞核全能性更容易表达显微操作去核法、紫外线照射法(2)减数第二次分裂中物理或化学方法(如电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)(3)运载体灭活4.(12分)(2019广东六校联考)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_(填“有性生殖”或“无性生殖”);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)在受精过程中,卵子受精的标志是_。(4)要培育高产奶率的转基因牛,如建立生产生长激素的乳腺生物反应
9、器,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生殖,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、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,要对受体母牛和供体母牛进行同期发情处理。(3)在受精过程中,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,如建立生产生长激素的乳腺生物反应器,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
10、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)有性生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5.(10分)我国全面“二孩”政策已于2016年1月1日起正式实施。2004年,33岁的产妇朱女士利用试管婴儿技术,成功生下一个男孩。2016年,朱女士决定生育第二个孩子,医院找到当年为她冷冻的“胚胎”,经过检胎等程序,朱女士已成功怀孕。有意思的是,这个沉睡了12年的“冰宝宝”,跟自己11岁的亲哥哥其实是“同龄”。请回答以下相关问题:(1)试管婴儿技术采用了体外受精等技术
11、,精子顶体内含有的_能协助精子穿过卵细胞的_,最终进入卵细胞内完成受精过程。(2)随着胚胎的进一步发育,胚胎的内部会出现含有液体的囊腔囊胚腔,这个时期的胚胎叫作囊胚。囊胚进一步扩大,会导致透明带的破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作_。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,都需要满足_及营养等条件。(4)若做试管婴儿的夫妇中,妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷),丈夫正常,则子女患病情况为_,该疾病的遗传_(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律。那么这对夫妇要想获得健康的孩子,可通过特殊的试管婴儿技术即“三亲婴儿”(医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取
12、而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育),“三亲婴儿”的获得过程,除运用胚胎工程的技术手段外,还要特别运用_技术。【解析】(1)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵细胞的放射冠和透明带,最终进入卵细胞内完成受精过程。(2)随着胚胎的进一步发育,胚胎的内部会出现含有液体的囊腔囊胚腔,这个时期的胚胎叫作囊胚。囊胚进一步扩大,会导致透明带的破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,都需要满足无菌无毒的环境、温度和pH、气体环境及营养等条件。(4)线粒体疾病的遗传方式是细胞质遗传,通过母亲遗传给后代,因此妻子患有线粒体疾病,则子女全患病。细胞核基因的遗传遵
13、循孟德尔遗传定律,线粒体疾病的遗传不遵循孟德尔遗传定律。依题意可知:“三亲婴儿”的获得过程,除运用胚胎工程的技术手段外,还要特别运用动物细胞核移植技术。答案:(1)顶体酶放射冠和透明带(2)孵化(3)无菌无毒的环境、温度和pH、气体环境(4)全患病不遵循动物细胞核移植6.(10分)利用海蜇的绿色荧光蛋白基因为目的基因培养绿色荧光转基因小白鼠。请回答下列相关问题。(1)由于没有海蜇的基因文库,但能够从供体细胞中分离出绿色荧光蛋白基因的信使RNA,所以最好通过_法获取目的基因,然后通过_技术将目的基因扩增。(2)基因表达载体构建后,通过_导入猪的受精卵中。(3)将带有目的基因的猪受精卵通过动物细胞
14、培养到_阶段,再移植到用促性腺激素经过_处理的代孕母鼠的子宫中,经妊娠、分娩出转基因小白鼠。(4)因荧光蛋白基因表达后,可通过荧光显微镜观察到荧光。所以绿色荧光蛋白基因在该基因工程中还可以充当_。(5)修改荧光蛋白的某个氨基酸,可使荧光蛋白发出更强的荧光;必须利用_工程才能从根本上修改基因的部分脱氧核苷酸达到修改蛋白质的目的。【解析】反转录法是以信使RNA为模板获取目的基因;扩增目的基因用PCR技术;将目的基因导入动物受体细胞常用显微注射法;胚胎供体和受体需进行同期发情处理;目的基因有时兼具标记基因的功能;蛋白质工程也被称为第二代基因工程,通过改造基因达到改造蛋白质的目的。答案:(1)逆(反)
15、转录PCR(或多聚酶链式反应)(2)显微注射法(3)桑椹胚或囊胚同期发情(4)标记基因(5)蛋白质1.(15分)目前,体外分离和培养胚胎干细胞的实验方法已经很成熟,它们可以被大量的培养和扩增,并定向分化为胰岛细胞、心肌细胞等多种不同类型的细胞。而且,胚胎干细胞诱导分化的细胞,无论在体外还是移植到体内,都具有很强的扩增能力。请回答下列有关问题:(1)科学家利用胚胎干细胞技术,诱导生成胰岛B细胞,以治疗小鼠糖尿病病理模型。该实验用的胚胎干细胞通常可以取自小鼠的_或_,取出的胚胎干细胞进行动物细胞培养,这个过程需要向培养液中加入诱导物。两周后镜检可以发现,培养的细胞呈胰岛样细胞的变化。随后,再进行了
16、一系列实验,以检测该细胞是否具有胰岛B细胞的生理功能。(2)胰岛素释放实验:控制培养液中葡萄糖的浓度,检测细胞分泌胰岛素的量,图甲表示所得实验结果。据此分析干细胞诱导成功,得到此结论的依据是_。(3)体内移植实验:将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内,检测小鼠的血糖水平,结果如图乙所示。胰岛素移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论?_。(4)若将小鼠胚胎干细胞经诱导生成的胰岛B细胞移植到糖尿病患者体内,会引起强烈的免疫排斥反应。若事先在胚胎干细胞基因组中导入X调节因子,便可避免此类问题。将X调节因子导入胚胎干细胞,通常先要_,然后采用_法导入胚胎干细胞中。(5)指出本研究在实践方面的一个意义:_。【解
17、析】(1)胚胎干细胞通常可以取自小鼠的早期胚胎或原始性腺。(2)由图甲可知高浓度葡萄糖条件下胰岛素分泌量明显增多,而在低浓度葡萄糖条件下胰岛素分泌量少,说明干细胞成功诱导成了胰岛B细胞。(3)分析图乙移植组的血糖浓度在正常血糖范围上下波动,而未移植组的血糖浓度明显高于正常血糖组,该实验支持胰岛素释放的结论。(4)将外源基因导入胚胎干细胞中,需要先构建基因表达载体,然后利用显微注射法导入胚胎干细胞内。(5)该实验是诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化,为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径。答案:(1)早期胚胎原始性腺(2)在葡萄糖浓度高时,细胞分泌的胰岛素多;在葡萄糖浓度低时,细胞分泌的胰岛素少(
18、3)支持(4)构建基因表达载体显微注射(5)诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化,为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径2.(15分)(2020临沂模拟)中山大学眼科中心主任葛坚领导的研究小组培育成了猴鼠嵌合体“猴鼠”,期待将成果用于人体角膜等组织或器官的移植。回答下列问题。(1)人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和_,目前临床通过应用免疫抑制剂抑制_的增殖来提高器官移植的成活率。(2)过程中,培养基需通过_来保证无菌无毒环境,然后加入诱导因子,作用是_。再将皮肤干细胞注入小鼠囊胚的_部位,最终培养成组织或器官。(3)实验中雌鼠和代孕母鼠需要同时注射激素在操作上称为_。过程中,所选代孕母鼠应
19、满足的条件是_。(4)研究发现猴鼠嵌合体的器官可替代人体器官,但其表面的某些抗原决定簇仍可引起排异。为此,科学家在猴鼠嵌合体基因组中,导入某些调节因子对器官进行改造并取得成功,所导入调节因子的作用是_。【解析】(1)人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和免疫排斥,目前临床通过应用免疫抑制剂抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率。(2)过程中,培养基需通过添加一定量的抗生素并定期更换培养液来保证无菌无毒环境,然后加入诱导因子,作用是促使皮肤细胞恢复分裂增殖能力。再将皮肤干细胞注入小鼠囊胚的内细胞团部位,最终培养成组织或器官。(3)实验中雌鼠和代孕母鼠需要同时注射激素在操作上称为同期发情处理。过程中,所选代孕母鼠应满足的条件是同种、健康、生理状态相同的其他雌鼠。(4)研究发现猴鼠嵌合体的器官可替代人体器官,但其表面的某些抗原决定簇仍可引起排异。为此,科学家在猴鼠嵌合体基因组中,导入某些调节因子对器官进行改造并取得成功,所导入调节因子的作用是抑制抗原决定簇基因的表达。答案:(1)免疫排斥T细胞(2)添加一定量的抗生素并定期更换培养液促使皮肤细胞恢复分裂增殖能力内细胞团(3)同期发情处理同种、健康、生理状态相同的其他雌鼠(4)抑制抗原决定簇基因的表达关闭Word文档返回原板块
