1、第2讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程(建议用时：45分钟)1下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，正确的是()A采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用B排卵就是排出成熟卵细胞的过程C卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成D受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体2下列有关胚胎工程叙述正确的是()A胚胎分割时分割的份数越多，移植的成功率越高B在培养胚胎干细胞时，培养皿底部的一层胚胎成纤维细胞有促进胚胎干细胞的生长和分化的作用C进行早期胚胎体外培养时，需配制不同成分的营养液，以培养不同发育时期的胚胎D通过胚胎干细胞核移植，可以培育出与细胞核供体完全相同
2、的复制品3(2013高考江苏卷)软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者，希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是()A首先经超排卵处理后进行体外受精B从囊胚中分离细胞，培养后检测基因型C根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎D将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫4在生物工程中，所用物质和其发挥的作用组合正确的是()ACa2诱导精子和卵细胞结合B胃蛋白酶动物细胞培养时分散细胞C聚乙二醇诱导细胞分化D促性腺激素促进供体母畜超数排卵5辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列叙述中错误的是()A图中和分别表
3、示辣椒组织培养中细胞的脱分化(或去分化)和再分化过程B图中获得愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的培养基中都有凝固剂琼脂C过程中，培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化D用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶6下列关于转基因植物的叙述，正确的是()A转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B转入抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C我国对基因工程的态度是：不赞成、不允许、不支持、不接受任何基因工程实验D若转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题7(2013高考山东卷)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)
4、，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。8人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面抗原
5、仍可引起免疫排斥反应。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因(Anti)“反向处理”(Anti基因的模板链和reAnti基因的模板链碱基序列互补)，并人工合成reAnti基因，转入猪成纤维细胞，做成转基因克隆猪的培育过程示意图。请回答下列问题：(1)若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内转录，应在人工合成的reAnti基因的首段连接_。(2)图中转基因克隆猪不含有猪抗原的实质是reAnti基因抑制了Anti基因的_(填“转录”或“翻译”)过程。(3)图中、过程涉及的现代生物技术中，核心步骤是_。(4)从猪中取出胎儿纤维细胞，用_处理，然后进行分散培养。培养时，将培养瓶置于含
6、95%空气加_的混合气体培养箱中进行培养。(5)过程的细胞分裂方式为_。(6)图中、过程涉及的现代生物技术依次为_、_和_。9.(2013高考福建卷)克隆猪成功率较低，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技术可以检测该基因转录水平，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下图。请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl2 cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl2 mRNA的分子数，从而反映出Bcl
7、2基因的转录水平。图中X表示_过程。从基因组数据库中查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成_用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板是_。10下列是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解，请据图回答：(1)图中、所示的结构分别是_、_。(2)图中、所示的生物工程技术分别是_、_；过程常用的方法是_。图示治疗疾病的方法叫做_。(3)快速扩增健康胰岛B细胞基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在Taq酶的作用下延伸形成DNA，该酶的特点是_。这项技术为_。11(2013高考新课标全国卷)阅读如下资料：资料甲：
8、科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用_法。构建基因表达载体常用的工具酶是_和_
9、。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)资料乙中的技术属于_工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到_种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为_体，兔乙称为_体。12家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前，需用_酶短时间处
10、理幼蚕组织，以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_和_之间；若要检测干扰素基因在家蚕细胞中是否表达，可以采用的方法是_。(3)通过PCR技术可大量获取目的基因。PCR反应体系主要包括：扩增缓冲液(含Mg2)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、_和与干扰素基因特异性配对的DNA引物。(4)培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。(5)“桑基鱼塘”生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工
11、程的_原理。同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，这又体现了生态工程的_原理。答案第2讲胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题及生态工程1【解析】选D。精子必须获能后才能与卵细胞结合完成受精作用；动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，有的可能是初级卵母细胞，但它们都要在输卵管内进一步成熟；受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体。2【解析】选C。胚胎分割时需保证每一部分都有内细胞团，因此分割的份数与移植的成功率不成正比。胚胎成纤维细胞可促进胚胎干细胞的生长，但不促进分化。细胞质内也含有少量的遗传物质，故培育出的生物个体与
12、细胞核供体不完全相同。3【解析】选D。通过胚胎工程技术辅助生育是指利用试管婴儿技术，先经超排卵处理获得卵子，再将成熟的卵子与获能的精子进行体外受精，A项正确；因健康孩子的基因型是hh，故需对胚胎时期的细胞进行基因检测，B、C两项正确；对人类来说，早期胚胎在816个细胞时期即可移植，D项错误。4【解析】选D。钙离子处理能使大肠杆菌处于感受态，利于目的基因的导入；动物细胞培养时分散细胞用的是胰蛋白酶或胶原蛋白酶；聚乙二醇能诱导细胞的融合；促性腺激素能促进供体母畜超数排卵。5【解析】选B。外植体形成愈伤组织为脱分化，愈伤组织形成根、芽为再分化。培养高产细胞系的培养基是液体培养基，不含琼脂。再分化过程
13、中，生长素和细胞分裂素用量的比值低时有利于芽的分化。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时常用的酶是纤维素酶和果胶酶。6【解析】选A。A项中，抗除草剂基因导入到油菜的染色体后可以通过花粉传入环境中；B项中，转入抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；C项中，我国对生殖性克隆人的态度是：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，并非针对基因工程。D项中，来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术存在着安全性问题。7【解析】本题以多能干
14、细胞的获得及其全能性的体现为线索，综合考查动物细胞培养和胚胎工程的相关知识。(1)将动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后进行的初次培养称为原代培养；贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。(2)将早期胚胎从雌性动物子宫中冲洗出来的方法叫冲卵；早期胚胎也可以通过成熟卵子和精子在体外受精后进行早期胚胎培养获得。(3)重组后的囊胚通过胚胎移植技术移入母体子宫内继续发育，暂不进行胚胎移植的胚胎可放入196 的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，这里的早期胚胎是指从受精卵发育到囊胚期(内细胞团)
15、的细胞；iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。【答案】(1)原代培养接触抑制(2)冲卵(或冲胚)体外受精(或核移植)(3)胚胎移植冷冻(或低温)(4)内细胞团诱导分化8(1)启动子(2)翻译(3)基因表达载体的构建(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)5%CO2(5)有丝分裂(6)动物体细胞核移植早期胚胎培养(或动物细胞培养)胚胎移植9【解析】(1)重组细胞的细胞核来自具有优良性状的亲本，据图可知，应由良种猪提供细胞核，所以细胞核来自良种猪的体细胞；早期胚胎发育过程经历了桑椹胚、囊胚和原肠胚等阶段。(2)由图可知，X过程是由总mRNA到cDNA的过程，此过程属于中心
16、法则中的反转录过程。PCR扩增需要的条件是模板、原料、能量、酶和引物，而查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列的目的是合成相关的引物用于PCR扩增，模板就是Bcl2 cDNA。【答案】(1)体原肠(2)反转录引物Bcl2 cDNA10(1)细胞核内细胞团(或胚胎干细胞)(2)核移植技术早期胚胎培养技术显微注射体外基因治疗(3)耐高温PCR11【解析】(1)小鼠细胞为动物细胞，将基因表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法；构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶；将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，农杆菌的作用是作为载体，将目的基因导入受体细胞。(2)从资料乙中可
17、以得出是对基因进行改造，结果是得到耐热性提高的蛋白质，因此属于蛋白质工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术。对基因进行改造后，第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成二硫键，引起了空间结构的改变，所以最终是由于氨基酸序列的改变导致了空间结构的改变。(3)胚胎工程中胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。资料丙中甲兔提供受精卵，所以甲兔是供体；胚胎在乙兔子宫内发育，所以乙兔为受体。【答案】(1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受12(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)启动子终止子抗原抗体杂交(3)TaqDNA聚合酶(热稳定DNA聚合酶)(4)增大细胞贴壁生长的附着面积(5)物质循环再生整体性
