2022届高考生物三轮复习热点猜测——猪肾猪心移植到人体

这是一份2022届高考生物三轮复习热点猜测——猪肾猪心移植到人体，共11页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

知识背景：
据海外网综合《今日美国》、美国广播公司等外媒2022年1月10日消息，美国马里兰大学医学院当地时间10日在新闻发布会上表示，一名57岁的马里兰男子在接受转基因猪心脏移植手术3天后情况良好。据报道，这是人类首次成功将转基因猪心脏移植到患者体内。
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几十年来，科学家们一直梦想着异种移植能在某一天实现，即用动物器官来解决可供人类移植的器官短缺问题。猪成了这一领域的热点。科学家们已开始从灵长类动物转向了猪。
猪一直是解决器官短缺问题的研究重点。猪的心脏瓣膜也已在人类身上成功使用了几十年；血液稀释剂肝素是从猪肠中提取的；猪的皮肤移植被用于烧伤；中国外科医生用猪的角膜来恢复患者视力。
但在猪的器官移植到人体的过程中存在一个障碍：猪细胞中一种与人体无关的名为α-Gal的基因会导致免疫系统立即排斥。这项实验的肾脏来自一只经过基因编辑的猪，经过基因修饰的猪被敲除了这个基因，避免了免疫系统的攻击。
全国各地模拟题（部分）
一、单项选择题
1．（2021秋•遂宁期末）2020年9月21日，中国科学家杨璐菡团队在 Nature子刊发表论文，宣布利用基因编辑技术成功开发出第一代可用于临床的异种器官移植雏形——“猪3.0”。据测试这些小猪的器官和人有更好的免疫兼容性，可满足安全、成功移植到人体的要求，减少免疫排斥反应的发生。下列叙述不正确的是（ ）
A．活化的B细胞分泌的细胞因子与免疫排斥反应相关
B．发生免疫排斥是由于供体和受体细胞表面的HLA不同
C．T细胞特异性的免疫抑制药物的使用可降低免疫排斥反应
D．猪3.0的开发可缓解器官移植中供体器官短缺的问题
2．（2020秋•东城区期末）2020年9月21日，中国科学家杨璐菡团队在Nature子刊发表论文，宣布利用基因编辑技术成功开发出第一代可用于临床的异种器官移植雏形﹣﹣“猪3.0”。据测试这些小猪的器官和人有更好的免疫兼容性，可满足安全、成功移植到人体的要求，减少免疫排斥反应的发生。下列叙述不正确的是（ ）
A．发生免疫排斥是由于供体和受体细胞表面的HLA不同
B．活化的B细胞分泌的细胞因子与免疫排斥反应相关
C．T细胞特异性的免疫抑制药物的使用可降低免疫排斥反应
D．猪3.0的开发可缓解器官移植中供体器官短缺的问题
3．（2021春•宿州期中）下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是（ ）
A．猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似
B．灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪
C．器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题
D．需要抑制供体动物抗原决定基因的表达，或者除去抗原决定基因
4．（2021秋•苏州期中）科学家利用基因编辑与克隆技术培育了十余种基因编辑猪，用于异种器官移植研发。如图为基因编辑猪的培育流程，下列相关叙述错误的是（ ）
A．可以用促性腺激素处理1号猪使其超数排卵
B．用于基因编辑的细胞应培养至减数第二次分裂中期
C．4号猪的DNA绝大多数来自2号猪，少数来自1号猪
D．该项试验的成功给缓解临床移植器官短缺问题带来希望
二、非选择题
5．（2021秋•新乡期末）据报道，纽约大学朗格尼健康中心实施了一台特殊的肾移植手术，医生成功将猪的肾脏移植到人体。该患者在手术后若能较长时间不出现排斥现象，则该移植技术将大大造福人类，有利于解决供体器官短缺的问题。回答下列问题：
（1）进行器官移植手术后，免疫系统会将来自其他人的器官当做“非己”成分进行攻击，主要通过 免疫对器官发起攻击，该免疫过程直接攻击“非己”器官的细胞是 细胞。
（2）免疫系统由免疫器官、 和免疫活性物质组成，其中免疫活性物质是指由 细胞产生的发挥免疫功能的物质。免疫系统具有 的功能，机体依靠它对付病原体和体内出现的异常细胞，维持内环境的相对稳定。
（3）此次使用的供体猪是经过基因改造的，即敲除了能被免疫系统识别出来的“分子标签”相关基因。“分子标签”就是引发特异性免疫反应的 （填“抗原”或“抗体”）。猴子与人的亲缘关系较近，但体型较小。国际上把猪作为人体异种器官移植来源的首选动物。之所以选择经过基因改造的猪作为器官移植的供体，而不选用猴子，除考虑繁殖率、饲养成本外，从免疫学角度分析猴子不能成为首选动物的原因最可能是 。
6．（2021秋•河南月考）据报道，纽约大学朗格尼健康中心实施了一台特殊的肾移植手术：医生成功将猪的肾脏移植到人体，且未立即出现排异反应。该患者手术后若能较长时间不出现排斥现象，将大大造福人类，有利于解决供体器官短缺的问题。请回答下列问题：
（1）进行器官移植手术后，免疫系统会将来自其他人的器官当做“非己”成分进行攻击，这是早期器官移植失败的原因 （ 物质）的应用，大大提高了器官移植的成功率。
（2）免疫系统具有 的功能，机体依靠它对付病原体和体内出现的异常细胞，维持内环境的相对稳定。机体参与特异性免疫反应的免疫活性物质有 （答出两种），免疫活性物质 （ 填“能”或“不能”）直接杀死病原体，需要借助其他细胞才能发挥清除“异己“的作用。
（3）此次使用的供体猪是经过基因改造的，猪的肾脏及其他组织器官内不再含有已知的会立即引发排异现象的物质。该类物质就是引发特异性免疫反应的 （填“抗原”或“抗体”），直接导致移植器官出现异常反应的细胞是 。猴子与人的亲缘关系较近，但体型较小，国际上把猪作为人体异种器官移植来源的首选动物。之所以选择经过基因改造的猪作为器官移植的供体，而不选用猴子，除考虑繁殖率、饲养成本外，其原因最可能是 。
7．（2020秋•山西月考）科学家利用诱导性多能干细胞（iPSC）在猪体内培育出可移植到人体的器官。将从胰腺病患者身上获得的iPSC注入经基因改造的猪胚胎中，这些胚胎不具备长出猪胰腺的能力iPSC可在猪胚胎内生长发育成人的胰腺。请回答下列问题：
（1）人的胚胎干细胞可以分化为人体的 ，在功能上具有 。
（2）多能干细胞的获得，不使用胚胎细胞，也不诱导发育成个体因此不会像生殖性克隆那样引发 问题。
（3）用于器官移植的猪在培养过程中，必须要经历体外受精早期胚胎培养和 等技术手段。
（4）为了获得较多经过基因改造的精胚胎，可以采用 的方法，在对囊胚阶段的胚胎进行操作时，要注意 ，否则会影响分制后胚胎的恢复和进一步发育。
（5）在猪体内培养出可移植到人体的器官，是因为猪对人体器官的 反应较小，这种猪的后代 （能、不能）产生人体器官。
8．（2022•重庆四模）2022年1月7日，美国马里兰州的医生首次将基因编辑猪的心脏移植到人类患者身上。如果异种移植可以实现，将可明显缓解器官紧缺的问题。请回答下列问题：
（1）进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器官当作 成分进行攻击，这就是器官移植容易失败的原因。在免疫排斥中起主要作用的是 免疫。
（2）为了更好地减少免疫排斥反应，研究者在猪的培育过程中，进行了基因编辑。敲除了三个和人类可能会产生排斥的基因，同时添加了6个帮助人类免疫系统接受猪心脏的基因。常用的基因编辑系统是CRISPR/Cas9基因编辑系统。该系统主要包含向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分：sgRNA能特异性识别特定的DNA序列，能引导Cas9蛋白到相应位置切割DNA，最终实现对靶基因序列定点编辑。
①基因编辑过程可能需要的工具酶是 。
②科学家运用基因工程删除了猪细胞中和人产生排斥的基因，添加了6个帮助人类免疫系统接受猪心脏的基因。从变异的角度看，这种变异属于 。
③CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，sgRNA的识别序列越短，基因编辑的脱靶率越高。请分析原因： 。
（3）除了进行基因敲除外，科学家还试图通过导入少量基因，将人体高度分化的成熟体细胞重新编程为可发育成身体组织的非成熟细胞。这种细胞与人类胚胎干细胞极其相似，称为诱导多能干细胞（iPS细胞）。据此推测iPS细胞功能特点是 。
（4）尽管异体移植易出现免疫排斥，但胚胎移植却能够在受体子宫内存活。胚胎移植能够在受体内存活的前提条件是 。
9．（2022•宝鸡模拟）最新医讯，美国某医学中心，一位中年男子成功接受了基因编辑猪的心脏移植手术。基因编辑的异种器官移植成功给人类器官移植带来光。基因编辑技术（CRISPRCas9）可以按照人们的意愿精准剪切、改变任意靶基因的遗传信息（如图）。
（1）Cas9蛋白能准确切割并断开目标DNA，因此Cas9蛋白相当于 。
（2）为了获得目标DNA，需要设计 与Ca9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据 原则。
（3） 和免疫排斥是器官移植过程中存在的两大世界性难题。科学家看好用猪的器官来为人体进行器官移植的原因可能是 。
（4）研究发现猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到以下哪些技术或操作？ 。
①早期胚胎培养技术
②动物细胞核移植技术
③胚胎移植技术
④利用基因编辑技术敲除体细胞中GTA1基因
⑤测定GTA1基因的碱基序列
⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
（5）2018年11月，贺建奎团队对外宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑试管婴儿在中国健康诞生。他们将体外受精的受精卵进行基因编辑，将CCR5基因的32个碱基敲除，个体长大后能够天然抵御HIV。事发后，中国的122名科学家联名谴责贺建奎团队。贺建奎团队因共同非法实施以生殖为目的的人类遗传基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪，分别被依法迫究刑事责任。
①该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由是 （一选或多选）。
A.没有经过严格的医学伦理审查
B.此项技术还不成熟，有可能被滥用而威胁人类安全
C.我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动
D.艾滋病已经有其他更安全有效的治愈方法
②你如何看待科学技术的进步与人类社会发展的关系？请简要说明。 。
10．（2021•东昌府模拟）随着社会的发展，器官移植日渐普遍。大多数移植器官都来自意外事故中失去生命的人，由于每年适合移植的器官太少，科学家开始寻找新的“人体配件”，比如说从动物身上获取。当患者获得他人或动物器官时，其免疫系统会很快发现有异物进入身体，而现在还没有特效药来阻止免疫排斥反应的发生，还没有任何药物能让人体把猪心当作自身心脏对待。
（1）研究工作在继续，借助基因技术，科学家已改变了猪的几种遗传物质，使它们的心脏和人类心脏更加接近。α﹣1，3 半乳糖苷转移酶是猪细胞表面存在而人体内没有的抗原，利用基因打靶技术对猪细胞α﹣1，3 半乳糖苷转移酶基因进行改造，去除α﹣1，3 半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥反应，主要过程如图。
①构建打靶载体需要 （填酶的名称）。打靶载体构建后，“靶基因”即α﹣1，3半乳糖苷转移酶基因 （填“能”或“不能”）表达，原因是 。
②利用克隆技术，使突变ES细胞增殖、分化，培育出不能合成α﹣1，3半乳糖苷转移酶的猪器官，但还不能将此器官直接移植入人体，原因是 。
（2）利用人体细胞克隆组织或器官，其和自身的组织或器官具有相同的 ，这样不仅可以消除人体器官移植中的排异反应，而且可以解决可供移植的人体器官严重缺乏的难题。比如说，用心脏病患者的一个细胞克隆出一个新的心脏，然后移植到患者体内，患者不需要通过药物来避免排异反应，因为克隆出的心脏所用的原材料就来自他本人。
（3）我国“全面二孩”政策给一些高龄夫妇带来了福音，他们借助试管婴儿技术实现了自己的“二孩”愿望。试管婴儿技术 （填“属于”或“不属于”）克隆技术，其技术手段有 、早期胚胎培养和胚胎移植。胚胎培养液中除了一些无机盐和有机盐外，还需要添加“两素”（维生素、激素）、“两酸”等营养成分，以及血清等物质，其中“两酸”是指 。
11．（2022•沈河区二模）2022年1月7日，马里兰大学医学中心成功将一颗经过基因编辑的猪心脏移植到一名57岁终末期心脏病患者体内。3天之后，这颗心脏依然表现良好没有立即被身体排斥。请回答下列问题：
（1）在人类不同个体进行器官移植时，选择 一半以上相似的供体，才能进行移植。移植后还要应用 抑制移植免疫排斥反应发生。
（2）选择猪作为人类器官移植供体，其优点是猪的 与人的极为相似，而且与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、 要少得多。
（3）猪作为人类器官移植供体，最大难题是免疫排斥。目前，科学家正尝试利用 技术对猪的器官进行改造，在猪的基因组中导入某种 ，以抑制抗原决定基因的表达，然后再结合 技术，培育出不会引起免疫排斥反应的猪器官。
（4）马里兰大学医学中心对供体猪心脏细胞的10个基因进行了编辑﹣﹣敲掉了3个会引发 的基因和一个会导致组织过度生长的基因。敲掉基因会影响基因编辑细胞的功能，因此，他们还 。
12．（2022•甘肃模拟）胚胎干细胞（ES）是从哺乳动物的早期胚胎或原始性腺中获得的，人工培养时能够形成各种类型的细胞，并具有自我更新能力，表现出显著的长期增殖潜力，在科学和医学领域具有极高的研究价值，目前被用于损伤组织的修复、器官移植等研究领域，称为“胚胎干细胞疗法”。请结合以下材料回答问题：
材料一：日前，英国研究人员利用最新的3D打印技术，“打印”出了活体胚胎干细胞。实验证明，这些干细胞仍保持着胚胎干细胞的正常分化能力。
材料二：美国科学家利用鼠的活性卵子及皮肤成纤维细胞，在实验室成功克隆出了多个鼠胚胎，进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。
材料三：科学家将胰腺病患者的胚胎干细胞注入经基因改造的猪胚胎中，培育出了人体的健康胰腺。
（1）自然状况下的胚胎干细胞是从哺乳动物囊胚的 （填“滋养层细胞”或“内细胞团”）中分离出来的。胚胎干细胞在体外可培养形成各种类型的细胞，这体现了细胞的 能力。
（2）从理论上讲，用3D打印技术获得的活体胚胎干细胞 （填“能”或“不能”）诱导形成完整个体，原因是 。
（3）使用活性卵子及皮肤成纤维细胞克隆出多个胚胎的过程中，用到的生物工程技术有细胞核移植、 （至少写出一种）。
（4）与常规的器官移植相比，在猪体内培育出的器官移植到人体后成活率大大提高，原因是 。
（5）目前，胚胎干细胞疗法的安全性也受到了有关人士的质疑，主要原因是胚胎干细胞具有的 特点和肿瘤细胞相似。
13．（2020•鼓楼区二模）“基因剪刀手”杨璐菡扫除了猪器官用于人体移植的最大障碍，其研究成果使得美国《科学》杂志打破惯例提前发表科研成果，该技术将为全球上百万病人带来希望。从2014年起，杨璐菡作为异种器官移植课题带头人，带领10个人的科研团队利用新发明的“基因剪刀”技术，敲除猪基因组中可能的致病基因。“基因敲除”技术的主要过程示意图如图：
请根据题述内容回答下列问题：
（1）“基因敲除”技术的原理是 ，将neR基因插入到靶基因过程中使用的工具酶是 和 。
（2）将突变基因DNA导入胚胎干细胞之前要 ，该操作的目的是 ，该步骤中常用不同的限制酶进行切割，这样做的优点在于可以防止 。
（3）要获得一只含失活靶基因的小鼠，则选择的受体细胞应是 ，图中的neR基因的作用是 。
（4）用于器官移植的猪最终需要完成基因改造及PERV（猪内源性逆转录病毒）的删除等工作，改造过的猪胚胎可植入母猪体内，胚胎在母猪体内存活的原因是 。
14．（2022•佛山二模）心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase 8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡坏死最终引起器官损伤。根据Caspase 8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Gaspase 8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。如图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图。
回答下列问题：
（1）图中步骤②构建重组质粒需要使用 等工具酶。与直接将sRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞，其优点是 （答出一点）。
（2）siRNA对应DNA序列在心肌细胞中表达产生的si RNA，与RISC组装形成基因沉默复合物，通过抑制基因表达的 过程，使Caspase 8基因沉默，从而降低IRI引起的细胞凋亡。
（3）研究人员根据Caspase 8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase 8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过 过程得到cDNA，再进行PGR扩增，测定PCR产物量，结果如图2所示。据此判断最优序列是 。
（4）选用猪的心肌细胞做受体细胞是因为猪在基因、解剖结构、生理生化和免疫反应等方面与人类极为相似。为了解决心脏移植供体短缺问题，许多科学家正在研究用猪心脏代替人的心脏。你认为将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是 ，请说出一种解决这一问题的思路： 。
15．（2021•嘉定区二模）回答下列生物技术的相关问题。
2018年我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，将人亨廷顿舞蹈病致病基因（HTT基因）“敲入”猪基因组内，获得了人﹣猪“镶嵌”HTT基因，该技术主要由Cas9蛋白和引导RNA复合物完成（如图1所示），再利用生物工程技术成功地构建了亨廷顿舞蹈病的动物模型（如图2所示）。
（1）图1中引导RNA能准确识别猪DNA特定序列，并引导Cas9蛋白切割，由此推测Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的 酶，但Cas9蛋白特性与该酶的区别是 。
（2）引导RNA在识别猪DNA特定序列时，存在的碱基配对识别有 （填编号）
①A﹣T
②T﹣T
③G﹣C
④U﹣A
⑤A﹣A
⑥U﹣U
（3）通过CRISPR/Cas9技术基因编辑后，将含有“敲入”序列的猪胚胎成纤维细胞的细胞核导入去核的卵母细胞的过程，称为 。
A.干细胞技术
B.动物细胞培养技术
C.细胞核移植技术
D.动物细胞融合技术
（4）图2中1﹣4号猪中可能成为亨廷顿舞蹈病动物模型的是 号。如果经基因编辑后，人﹣猪“镶嵌”HTT基因只在猪成纤维细胞的一条染色体DNA上，那么想获得纯合能稳定遗传“人﹣猪“镶嵌”HTT基因”的亨廷顿舞蹈病动物模型猪，你的思路是 。
参考答案与解析
1．A
A、免疫排斥反应主要与T细胞分化形成的效应T细胞有关，与活化的B细胞分泌的细胞因子无关，A错误；
B、器官移植时排斥反应之所以发生，是由于供体和受体细胞膜上抗原不同，如果受体和供体两者的HLA抗原完全相同，就不会发生排斥反应，B正确；
C、排斥反应主要与T细胞分化形成的效应T细胞有关，T细胞特异性的免疫抑制药物作用于T细胞，使免疫排斥反应降低，C正确；
D、猪3.0的器官和人有更好的免疫兼容性，可满足安全、成功移植到人体的要求，减少免疫排斥反应的发生，缓解器官移植中供体器官短缺的问题，D正确。
2．B
A、免疫排斥是由于供体和受体细胞表面的HLA不同，A正确；
B、活化的T细胞分泌的细胞因子与免疫排斥反应相关，B错误；
C、T细胞在免疫排斥中起主要作用，因此T细胞特异性的免疫抑制药物的使用可降低免疫排斥反应，C正确；
D、由题意可知，猪3.0的器官和人有更好的免疫兼容性，可满足安全、成功移植到人体的要求，可缓解器官移植中供体器官短缺的问题，D正确。
3．B
A、由于猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似，人类将解决器官短缺的问题目光集中在小型猪的身上，A正确；
B、猪体内隐藏得、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，B错误；
C、人体移植器官短缺是一个世界性难题。要实现器官移植时，最大难题是免疫排斥，C正确；
D、无论哪种动物作为供体，都需要将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官，D正确。
4．B
A、收集卵母细胞之前，通常要对1号猪用促性腺激素进行超数排卵，A正确；
B、用于基因编辑的细胞应为体细胞，并保证细胞核内的染色体数与体细胞相同，B错误；
C、4号猪的细胞核基因来自2号，细胞质基因来自1号，因此4号猪的DNA绝大多数来自2号猪，少数来自1号猪，C正确；
D、由题意“科学家利用基因编辑与克隆技术培育了十余种基因编辑猪，用于异种器官移植研发”，因此该项试验的成功给缓解临床移植器官短缺问题带来希望，D正确。
5．【分析】：（1）进行器官移植手术后，免疫系统会将来自其他人的器官当做“非己”成分进行攻击，该过程主要通过细胞免疫来实现，因此这里对“非己”器官直接攻击的细胞是细胞毒性T细胞，细胞毒性T细胞是辅助性T细胞接受抗原刺激后增殖分化产生的。
（2）结合分析可知，免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成，其中免疫活性物质是指由免疫细胞产生的发挥免疫功能的物质。免疫系统具有防卫、监控和清除功能，免疫系统的防卫功能可以抵御病原体的攻击，是通过非特异性免疫和特异性免疫实现的；免疫系统的监控和清除功能，使机体能够监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞，以及癌变的细胞，维持内环境的相对稳定，因此目前认为内环境稳态的调节机制是神经﹣体液﹣免疫调节网络。
（3）此次使用的供体猪是经过基因改造的，即敲除了能被免疫系统识别出来的“分子标签”相关基因。“分子标签”就是引发特异性免疫反应的抗原，由于分子标签去除，因而供体猪提供的器官容易在体内存活。猴子与人的亲缘关系较近，但体型较小。国际上把猪作为人体异种器官移植来源的首选动物。之所以选择经过基因改造的猪作为器官移植的供体，而不选用猴子，除考虑繁殖率、饲养成本外，从免疫学角度分析，猴子不能成为首选动物的原因最可能是猴子与人亲缘关系近，体内可能含有多种隐藏的，可导致人类疾病的病毒，避免不必要的麻烦。
【答案】：（1）细胞 细胞毒性T
（2）免疫细胞 免疫细胞或其他 防卫、监控和清除
（3）抗原 猴子与人亲缘关系近，体内可能含有多种隐藏的，可导致人类疾病的病毒
6．【分析】：（1）器官移植会引起机体特异性免疫，如细胞免疫，免疫抑制剂物质）的应用，大大提高了器官移植的成功率。
（2）免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，机体参与特异性免疫反应的免疫活性物质有抗体 淋巴因子等，免疫活性物质不能直接杀死病原体，需要借助其他细胞才能发挥清除“异己”的作用。
（3）能引起机体特异性免疫的物质是抗原，器官移植引起细胞免疫，细胞免疫中主要是效应T细胞起作用，故直接导致移植器官出现异常反应的细胞是效应T细胞。之所以选择经过基因改造的猪作为器官移植的供体，而不选用猴子，除考虑繁殖率、饲养成本外，其原因最可能是猪生长快，器官大小与人体相似。
【答案】：（1）免疫抑制剂
（2）防御、自稳和监控 抗体、细胞因子 不能
（3）抗原 细胞毒性T细胞 猪生长快，器官大小与人体相似
7．【分析】：（1）人的胚胎干细胞可以分化为人体的各种组织和器官，在功能上具有发育的全能性。
（2）多能干细胞的获得，不使用胚胎细胞，也不诱导发育成个体因此不会像生殖性克隆那样引发伦理问题。
（3）用于器官移植的猪在培养过程中，必须要经历体外受精早期胚胎培养和胚胎移植等技术手段。
（4）为了获得较多经过基因改造的精胚胎，可以采用胚胎分割的方法，在对囊胚阶段的胚胎进行操作时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分制后胚胎的恢复和进一步发育。
（5）在猪体内培养出可移植到人体的器官，是因为猪对人体器官的免疫排斥反应较小，这种猪的后代不能产生人体器官。
【答案】：（1）各种组织和器官 发育的全能性
（2）伦理
（3）胚胎移植
（4）胚胎分割 将内细胞团均等分割
（5）免疫排斥 不能
8．【分析】：（1）进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器官当作抗原进行攻击，在免疫排斥中起主要作用的是细胞免疫。
（2）①根据题意，基因编辑的过程有切割DNA，还有“对靶基因序列定点编辑”，所以基因编辑过程可能需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
②该变异导致基因的数目和排列顺序发生了改变，属于可遗传变异。
③因为能“特异性识别特定的DNA序列”是通过碱基互补配对原则，sgRNA的识别序列短，特异性差，容易与其他片段结合造成编辑出错。
（3）由题干信息可知，“这种细胞与人类胚胎干细胞极其相似”，所以推测iPS细胞功能特点是具有发育全能性。
（4）胚胎移植能够在受体内存活的前提条件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。
【答案】：（1）“非己”（抗原） 细胞
（2）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 可遗传变异 sgRNA的识别序列短，特异性差，容易与其他片段结合造成编辑出错
（3）具有发育全能性
（4）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
9．【分析】：（1）根据以上分析可知，Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，因此Cas9蛋白相当于限制性核酸内切酶。
（2）根据以上分析可知，通过向导RNA与目标DNA的一条链发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，获得目标DNA。因此为了获得目标DNA，需要设计向导RNA与Ca9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据碱基互补配对原则。
（3）目前，人体移植器官短缺是一个世界性难题。为此，人们不得不把目光移向寻求可替代的移植器官。由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物，因此科学家看好用猪的器官来解决人类器官的来源问题。
（4）根据题意，猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去除GGTA1基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。因此获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到⑤测定GTA1基因的碱基序列、④利用基因编辑技术敲除体细胞中GTA1基因、②动物细胞核移植技术、①早期胚胎培养技术、③胚胎移植技术、⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏。
（5）①我国政府对克隆技术在伦理、法律等方面可能造成的影响非常重视，有关部门多次组织各方面专家召开研讨会，就有关问题达成共识。2002年2月和9月，在联合国总部召开的制定《禁止生殖性克隆人国际公约》特委会和工作组会议上，我国代表团指出，中国政府积极支持制定该公约，坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验。我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。根据以上分析可知，该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动，故选C。
②科学技术的发展为人类社会带来了生产力、生存环境、精神文明等多方面的变革，其推动着人类社会的发展与进步。但是另一方面，科学技术的发展给人类带来巨大进步和利益的同时也不可避免的带来了一些负面影响。
【答案】：（1）限制性核酸内切酶（限制酶）
（2）向导RNA 碱基互补配对
（3）器官短缺 由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物
（4）⑤测定GGTA1基因的碱基序列、④利用基因编辑技术敲除体细胞中GGTA1基因、②动物细胞核移植技术、①早期胚胎培养技术、③胚胎移植技术、⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
（5）C 科学技术的发展为人类社会带来了生产力、生存环境、精神文明等多方面的变革，其推动着人类社会的发展与进步。但是另一方面，科学技术的发展给人类带来巨大进步和利益的同时也不可避免的带来了一些负面影响
10．【分析】：（1）①构建打靶载体需要切割新霉素抗性基因和a﹣1，3半乳糖苷转移酶基因，并将两者连接起来，因此需要的酶有限制酶和DNA连接酶。插入新霉素抗性基因后，“靶基因”结构被破坏，所以不能表达。
②由于人体对猪细胞还存在其他抗原引起的免疫排斥反应，因此得到的器官还不能直接移植入人体。
（2）利用人体细胞克隆的组织或器官，和自身的组织或器官具有相同的遗传物质和性状，这样不仅可以消除人体器官移植中的排异反应，而且可以解决可供移植的人体器官严重缺乏的难题。
（3）试管婴儿技术实际上属于有性生殖，不属于克隆技术，其技术手段包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等；胚胎培养液中除了一些无机盐和有机盐外，还需要添加“两素”、“两酸”等营养成分，以及血清等物质，其中“两酸”是指氨基酸、核苷酸。
【答案】：（1）①限制酶和DNA连接酶 不能 基因结构被破坏
②人体对猪细胞还存在其他抗原引起的免疫排斥反应
（2）遗传物质和性状
（3）不属于体外受精 氨基酸、核苷酸
11．【分析】：（1）组织相容性抗原（HLA）一半以上相似的供体，排斥反应较轻，可以进行器官移植；免疫抑制剂是对机体的免疫反应具有抑制作用的药物，能抑制与免疫反应有关细胞（T细胞和B细胞等巨噬细胞）的增殖和功能，能降低抗体免疫反应，可以抑制移植免疫排斥反应发生。
（2）猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，而且猪体内隐藏的可导致人类疾病的病毒要比灵长类动物的器官少得多，因此猪常作为人类器官移植的供体。
（3）基因工程技术可以从基因层面上对猪的基因进行改造，从而使猪的器官移植时引起的排斥反应减轻；排斥反应主要是抗原﹣抗体结合，在猪的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的猪器官（猪器官上有引起排斥反应的抗原）。
（4）抗原大多数是蛋白质，由基因控制，降低抗原的基因表达或者直接将表达抗原的基因敲除掉，抗原减轻排斥反应，因此科学家敲除掉了3个会引发免疫排斥反应的基因；敲掉基因会影响基因编辑细胞的功能，还需要插入（导入）了人类（心脏病患者）某些（6个）基因，以便发育成人类需要的正常器官。
【答案】：（1）组织相容性抗原（HLA） 免疫抑制剂
（2）内脏构造、大小、血管分布 可导致人类疾病的病毒
（3）基因工程 调节因子 克隆
（4）免疫排斥反应 插入（导入）了人类（心脏病患者）某些（6个）基因
12．【分析】：（1）胚胎干细胞是从哺乳动物囊胚的内细胞团中分离出来的。胚胎干细胞在体外可培养形成各种类型的细胞，这体现了细胞的全能性。
（2）3D打印技术“打印”出了活体胚胎干细胞，这些干细胞仍保持着胚胎干细胞的正常分化能力，因此该方法获得的活体胚胎干细胞能诱导形成完整个体。
（3）使用活性卵子及皮肤成纤维细胞克隆出多个胚胎的过程中，用到的生物工程技术有细胞核移植、动物细胞培养等。
（4）在猪体内培育出的器官由于经基因改造无相应抗原，减少了免疫排斥，因此与常规的器官移植相比，移植到人体后成活率大大提高。
（5）由于胚胎干细胞具有的较强增殖能力特点和肿瘤细胞相似，因此胚胎干细胞疗法的安全性也受到了有关人士的质疑。
【答案】：（1）内细胞团 全能性
（2）能
（3）动物细胞培养
（4）经基因改造的器官无相应抗原，减少了免疫排斥
（5）较强增殖能力
13．【分析】：（1）由图可知，“基因敲除”技术的实质就是使靶基因失活，方法是靶基因和neR基因的拼接，所以原理是基因重组，基因拼接技术使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
（2）依据基因工程的操作程序，将突变基因DNA导入胚胎干细胞之前要进行基因表达载体的构建，从而有利于目的基因在受体细胞中稳定存在并发挥作用。用同一种限制酶剪切DNA片段，片段两端黏性末端相同，这样会导致被剪切片段自身环化。
（3）培育转基因动物，由于体细胞体外培养不能发育成个体，受体细胞一般用受精卵，neR基因的作用是使靶基因失活。
（4）胚胎工程中外来胚胎可以在受体子宫存活的基础是子宫不对外来胚胎产生免疫排斥反应，这也是改造过的猪胚胎可植入母猪体内存活的原因。
【答案】：
（1）基因重组 限制酶 DNA连接酶
（2）构建基因表达载体 使目的基因在受体细胞中稳定存在并发挥作用 质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（3）受精卵 获得失活的靶基因
（4）受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应
14．【分析】：（1）限制酶、DNA连接酶是构建重组质粒需要的工具酶。与直接将sRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞，siRNA可随重组质粒增殖而持续产生，从而使靶基因长时间沉默。
（2）据图可知，基因沉默复合物作用于Gaspase 8 mRNA，抑制了基因表达的翻译过程，使Caspase 8基因沉默。
（3）测定mRNA含量时，需提取细胞总RNA，经过逆转录过程得到cDNA，再进行PCR扩增，通过PCR产物的量间接反映细胞中相关基因的mRNA含量。根据小题图示可知，在序列2作用下，Caspase 8的mRNA含量最低，表明其抑制效果最好，是最优序列。
（4）免疫排斥反应是将猪心脏移植到人体面临的最大挑战。利用基因工程技术将猪与免疫排斥有关的抗原基因敲除，转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装人的细胞等方面可能解决这一问题。
【答案】：（1）限制酶、DNA连接酶 可持续产生siRNA，使靶基因长时间沉默（或：可以使质粒只在特定的组织中表达；或：可构建某基因永久沉默的实验动物模型）
（2）翻译
（3）逆转录 序列2
（4）免疫排斥反应 可以利用基因工程技术将猪与免疫排斥有关的抗原基因敲除；转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装人的细胞
15．【分析】：（1）结合题意“引导Cas9蛋白切割”可知，即Cas9蛋白起的是切割作用，故其相当于限制性核酸内切酶（限制酶）；据题干信息“引导RNA能准确识别猪DNA特定序列，并引导Cas9蛋白切割”，可知，Cas9只具有切割功能，而不具有识别序列功能，但限制酶能识别特定序列，并在相应位点进行切割。
（2）RNA识别DNA的序列时，应遵循RNA（碱基有AUGC）和DNA（碱基有ATGC）之间的碱基互补配对方式，即存在A﹣T、U﹣A、C﹣G、G﹣C的配对方式，故选①③④。
（3）动物细胞核移植是用体细胞作为供体细胞进行的细胞核移植，将供核细胞注射到培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞中。故将含有“敲入”序列的猪胚胎成纤维细胞的细胞核导入去核的卵母细胞的过程，称为动物体细胞核移植技术，故选C。
（4）据图可知，1号猪提供的是去核卵母细胞，2号猪含有目的基因，3号猪为胚胎移植的受体，其产下的4号猪含有目的基因，故可作为享廷顿舞蹈病动物模型；设HIT基因为S基因，则“HTT基因只在猪成纤维细胞的一条染色体DNA上”，则该动物个体基因型为S0，故为获得稳定遗传（SS）的“人﹣猪“镶嵌”HTT基因”的享廷舞蹈病动物模型猪，可将获得的单条染色体含目的基因的雌雄个体进行杂交，从而获得稳定遗传个体SS。
【答案】：
（1）限制性核酸内切酶（限制酶） Cas9蛋白没有限制酶具有专一识别DNA分子特定核苷酸序列的特性
（2）①③④
（3）C
（4）4 通过图15相关过程分别获得含有人﹣猪“镶嵌”HTT基因雌雄亨廷顿舞蹈病动物模型猪，然后进行杂交来获得能稳定遗传的纯合人﹣猪“镶嵌”HTT基
因的子代