1、整合训练(十七)胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题全员必做题12020山西省高三三模科学家采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以通过乳腺生物反应器生产人抗胰蛋白酶，其技术路线如图：回答下列问题：(1)基因表达载体应当包括_，构建基因表达载体常用的酶是_，常用载体有_。(2)核移植的受体应选用_期卵母细胞，之后通过_(写出一种具体方法)激活受体细胞使其完成细胞分裂和发育进程。(3)进行胚胎移植时，胚胎应发育到_阶段，移植的方法有_。为一次性获得多个体，可使用胚胎分割技术，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意_。22020广西壮族自治区高三模拟科学工作者利用基因工程技术获得苏云金芽孢杆菌的抗
2、虫基因，导入棉花中，培育出了抗虫棉。请回答下列问题：(1)获取抗虫基因的常用方法有_和人工合成两种。在利用PCR技术扩增抗虫基因时，Taq酶所起的作用是_。(2)获得抗虫基因后，要构建基因表达载体，此时需要_酶把抗虫基因与载体连接起来。基因表达载体除了具有目的基因外，还必须有启动子、终止子以及_等。(3)把抗虫基因导入棉花细胞中，常用的方法是_。要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上需要做_实验。将已经成功接收基因表达载体的棉花体细胞培育成一个新的植株所依据的生物学原理是_。(4)我国西北的一些地区年降雨量很小，只适宜种植少数的草本植物，但却被硬性规定种植转基因的抗
3、虫棉，结果造成减产。这个案例主要违背了生态工程的_原理。3山东卷治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是胚胎工程中的_技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的_。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体
4、_(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。42020辽宁省沈阳二中高三模拟某研究者进行了如下实验，请回答下列问题：实验一：将黑色美西螈的胚胎细胞核移植到白色美西螈的去核卵母细胞中，得到黑色美西螈；将白色美西螈的胚胎细胞核移植到黑色美西螈的去核卵母细胞中，得到白色美西螈。实验二：将白面雌绵羊甲的乳腺上皮细胞的细胞核移植到黑面绵羊乙的去核卵母细胞中，培育成的小羊是白面雌绵羊。(1)上述两个实验用到的细胞工程的核移植技术。通过该技术得到后代的过程属于_(填“有性”或“无性”)生殖。(2)在实际生产应用中，细胞核移植之前，需去除卵母细胞的细胞核，除保持后代的二倍体核型外，去核的目的是_。(3)实
5、验二中要得到小绵羊还需要将重组细胞移入_中培养到适宜阶段后，经过最后一道“工序”，即将发育到适宜阶段的早期胚胎移入经过_处理的雌绵羊的子宫内，最后一道“工序”称为_，其优势是_。(4)细胞核移植可以分为_和体细胞核移植，实验二属于后者。由于_，因此体细胞核移植的难度明显高于前者。52020甘肃省兰州一中高三模拟如图是运用生物工程技术培育“转基因试管牛”的图解。请回答下列相关问题：(1)图中过程之前通常采用_法对采集的良种公牛精子进行获能处理。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在_完成的。(2)图中过程通常选择发育到_阶段的胚胎进行移植，移植后的胚胎能在受体子宫中
6、存活的生理基础是_。(3)构建药用蛋白基因表达载体需要将药用蛋白基因与_的启动子等调控组件重组在一起，通过_方法导入到性染色体组成为_的受精卵中。(4)若得到的药用蛋白不稳定，在体外保存期短。为解决这一问题，可通过对药用蛋白基因进行_来实现对现有药用蛋白的改造。重点选做题12020河南新乡高三理科综合我国全面二孩政策已于2016年1月1日起正式实施。十二年前，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3月，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12周。冷冻12年后复苏、植入，该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。有
7、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)由于女性的自然周期产生的卵子太少，医生在取卵前通常需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。试管婴儿技术采用了体外受精等技术，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作用。(2)通过胚胎移植技术将冷冻的“胚胎”移入朱女士子宫内，使其继续发育，胚胎移植的实质是_。沉睡了12年的“冰宝宝”跟自己11岁的亲哥哥其实是“同龄”。二者性别相同的概率为_。(3)若进行试管婴儿的某夫妇，其中妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷)，则子女患病的情况为_，该疾病的遗传_(填“遵循”或
8、“不遵循”)孟德尔遗传定律。(4)与试管婴儿相比，人们对克隆人争议较大。持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子；但是坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和_等方法得到解决。而有些人利用试管婴儿技术选择生男孩还是女孩，从种群特征角度分析，这会严重影响人口的_，进而影响人口数量，产生一系列社会问题。22020四川省高三三模设施生态农业是实现农业高效生产和可持续发展的重要途径，下图为种养结合型设施生态农业模式图。请回答下列问题：(1)发酵处理中的生物属于_(填“生产者”“消费者”或“分解者”)，其分解产生的无机盐被植物吸收
9、利用，进入植物细胞的无机盐大多数以_的形式存在。(2)为了降低该系统的虫害，可利用黑光灯传递的_信息诱捕昆虫，降低种群密度；也可用性信息素干扰害虫的正常交配，使种群的_降低，从而降低种群密度。(3)种养结合型设施生态农业模式需要科学的设置方案，否则会影响经济效益，那你认为该系统中的“设施养殖”需要考虑的主要因素有哪些？_(答出两点即可)。(4)与传统农业相比，生态农业模式可实现农业的可持续发展，原因是_(答出一点即可)。32020甘肃省兰州一中高三模拟现代生物工程技术推动了医药学、免疫学的发展，依据现代生物工程技术的相关知识和原理，回答下列问题：(1)据权威机构预测到2100年，借助辅助生殖技
10、术(即试管婴儿技术)诞生的人数可能将达到全球总人口的3.5%约4亿人。试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和_技术等人工助孕技术的俗称。通常情况下，医生会为受孕者移植13枚胚胎以提高受孕率，往往是借助于胚胎分割技术得到多个胚胎的，胚胎分割操作过程需要特别注意的问题是将_均等分割。(2)人体器官移植面临的主要问题之一是免疫排斥。目前临床上提高器官移植成活率的主要措施是使用_，如类固醇、环孢霉素A等，这些药物可使免疫系统中的_淋巴细胞增殖受阻。人们还可以通过对患者的_进行诱导定向分化培育出特定人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。42020山东省实验中学高三模拟人乳铁蛋白(hLF)对细菌、真菌和
11、病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究，主要流程如下图，图中Ase 、Nhe 、Sal 、BamH 代表相关限制酶切点，neor为新霉素抗性基因，BLG基因为B乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答：(1)过程中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RTPCR，是因为_。在RTPCR过程中，加入的引物需在5端添加_两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。(2)过程中，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是_。(3)将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入_的细胞，再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮
12、细胞中_，以筛选出转染成功的细胞。(4)要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核卵母细胞中，再借助_技术孕育出羊羔。整合训练(十七)全员必做题1解析：(1)基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因等；构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和DNA连接酶；常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。(2)动物细胞的核移植到一个去核的MII卵母细胞中；核移植的过程中，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)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。(3)进行胚胎移植时，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段，移植的方法有手术法和
13、非手术法。为一次性获得多个体，可使用胚胎分割技术，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。答案：(1)启动子、终止子、目的基因、标记基因限制性核酸内切酶、DNA连接酶质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒(2)M电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂(3)桑椹胚或囊胚手术法和非手术法将内细胞团均等分割2解析：(1)获取抗虫基因除了人工合成外，还可从基因文库中获取；Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，可以保证在高温条件下从引物起始进行DNA子链的合成。(2)将抗虫基因与载体连接起来需要DNA连接酶；基因表达载体中除了目的基因、启动子、终止子外，还
14、必须有标记基因。(3)将抗虫基因导入棉花细胞常用农杆菌转化法；为了检测棉花抗虫特性，在个体水平上可通过抗虫接种实验鉴别；将棉花体细胞培育成一个新的植株利用的原理是植物细胞具有全能性。(4)我国西北地区受干旱条件的限制，只适宜种植少数的草本植物，不适合棉花的种植，若硬性规定种植抗虫棉，则由于无法适应环境，与环境的承载力不符而减产，这违背了生物与环境的协调与平衡原理。答案：(1)从基因文库中获取保证在高温条件下从引物起始进行DNA子链的合成(2)DNA连接标记基因(3)农杆菌转化法抗虫的接种植物细胞具有全能性(4)协调与平衡3解析：(1)由流程图知，个体A提供去核卵母细胞，个体B提供体细胞核，二者
15、通过得到重组细胞，重组细胞经得到囊胚，故是核移植，是早期胚胎培养。(2)动物细胞培养时，要通入含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等，标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性。囊胚中的内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得的组织器官，其细胞的细胞核来自个体B，故将组织器官移植给个体B时，不会发生免疫排斥反应。答案：(1)核移植早期胚胎培养(2)pH(3)限制酶
16、DNA连接酶标记(4)内细胞团B4解析：(1)上述两个实验用到核移植技术得到克隆动物，属于无性生殖。(2)细胞核移植之前，需去除卵母细胞的细胞核，目的是为使核移植的胚胎或动物的遗传物质几乎全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞。(3)核移植得到的重组细胞移入发育培养液中培养到适宜阶段后，移入经过同期发情处理的雌绵羊的子宫内，称为胚胎移植，其优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。(4)细胞核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，实验二属于后者。由于动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此体细胞核移植的难度明显高于前者。答案：(1)无性(2)为使核移植的胚胎或
17、动物的遗传物质几乎全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞(3)发育培养液同期发情胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期(4)胚胎细胞核移植动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难5解析：(1)对精子进行获能处理时，对于牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(或胎儿时期)完成的。(2)图中为胚胎移植过程，该过程通常选择发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎进行移植；移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(3)要使目的基因只在乳腺中表达，在构建药用蛋白基因
18、表达载体时需要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最有效的方法是显微注射法；由于只有雌性个体能产生乳汁，因此要导入到性染色体组成为XX的受精卵中。(4)为了解决药用蛋白在体外保存期短的问题，可通过对药用蛋白基因进行基因修饰来实现对现有药用蛋白的改造，属于蛋白质工程的范畴。答案：(1)化学诱导出生前(或胎儿时期)(2)桑椹胚或囊胚受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(3)乳腺蛋白基因显微注射XX(4)基因修饰重点选做题1解析：(1)注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡发育；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
19、胞。(2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；生男、生女的概率相等，均为1/2。(3)线粒体疾病的遗传方式是细胞质遗传，具有母系遗传的特点，不遵循孟德尔遗传定律，母亲患病则子女全患病。(4)通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法，可帮助检测有严重缺陷的胚胎，弥补克隆技术的不足；人为地选择生男孩还是生女孩，会严重影响人口的性别比例。答案：(1)促性腺顶体酶放射冠和透明带(2)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移1/2(3)全患病不遵循(4)染色体检查性别比例2解析：(1)分解者是指生态系统中细菌、真菌和放线菌等具有分解能力的生物，也包括某些原生动物和腐食性动物(蚯
20、蚓、蜣螂等)。它们能把动植物残体中复杂的有机物，分解成简单的无机物，释放到环境中，供生产者再一次利用。发酵处理中的生物属于分解者。其分解产生的无机盐被植物吸收利用，进入植物细胞的无机盐大多数以离子的形式存在。(2)黑光灯传递的是物理信息。性信息素干扰害虫的正常交配，使种群的性别比例降低，从而降低出生率，降低种群密度。(3)该系统中的“设施养殖”需要考虑的主要因素有资源状况、社会需求。(4)与传统农业相比，生态农业模式可实现农业的可持续发展，原因是实现了物质的良性循环。答案：(1)分解者离子(2)物理性别比例(3)资源状况、社会需求(4)实现了物质的良性循环3解析：(1)试管婴儿技术是体外受精技
21、术、早期胚胎培养和胚胎移植技术等人工助孕技术的俗称；进行胚胎分割时，要注意将内细胞团均等分割。(2)器官移植后会发生免疫排斥反应，因此应该用免疫抑制剂如类固醇、环孢霉素A等处理，使免疫系统中的T淋巴细胞增殖受阻，进而减少对移植器官的排斥；若用患者的胚胎干细胞(ES/EK细胞)进行定向分化，可培育出特定的人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。答案：(1)胚胎移植内细胞团(2)免疫抑制剂T胚胎干细胞(ES/EK细胞)4解析：(1)人肌肉细胞使高度分化的细胞，hLF基因在人肌肉细胞中不转录(表达)，故过程中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RTPCR。Sal I和BamH I在质粒上挨着，切割质粒不破
22、坏其他基因，故在RTPCR过程中，加入的引物需在5端添加Sal 和BamH 两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。(2)过程重组载体的构建，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。过程重组载体导入受体细胞，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是生物膜具有一定的流动性。(3)neor为新霉素抗性基因，具有抗新霉素的作用，故将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入pEB质粒或pEBL质粒的细胞，GFP基因为绿色荧光蛋白基因，作为标记基因，可再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中是否有绿色荧光，以筛选出转染成功的细胞。(4)要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核卵母细胞中，再借助早期胚胎培养和胚胎移植技术孕育出羊羔。答案：(1)hLF基因在人肌肉细胞中不转录(表达)Sal 和BamH (2)使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达(或使目的基因表达)(3)pEB质粒或pEBL质粒(或普通质粒或重组质粒)是否有绿色荧光(或是否有荧光)(4)早期胚胎培养和胚胎移植
