2024届人教版高考生物一轮复习胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题作业（单项版）含答案

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课时分层作业(四十一)　胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题

1．(2022·四川泸县模拟)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。

(1)步骤①中需要使用的工具酶有______________。步骤②和③所代表的操作分别是________________和________________。步骤④称为________。
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的________________________(答出2点即可)的限制。
(3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________(填“相同”或“不同”)，原因是
_____________________。
(4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有________________(答出2点即可)。
[解析]　(1)由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接黏性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为早期胚胎培养；步骤④为胚胎移植。(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和年龄的限制。(3)在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。(4)胚胎工程的主要技术有体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术等。
[答案]　(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶　显微注射　早期胚胎培养　胚胎移植　(2)性别、年龄　(3)相同　两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵　(4)体外受精、胚胎移植
2．(2022·贵州贵阳模拟)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：

(1)对1号猪使用________处理，使其超数排卵，收集并选取处在________期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________。
(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性染色体来自________号猪。
(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序号)。
①DNA测序　②染色体倍性分析　③体细胞结构分析　④抗原—抗体杂交
[解析]　(1)据图分析可知，1号猪提供的是卵母细胞，对其注射促性腺激素可使其超数排卵，获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能进行核移植。(2)将2号猪的组织块分散成单个的成纤维细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，该细胞的培养应在37 ℃含5%的CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪；据图分析可知，核移植的细胞核来自2号猪，因此产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪。(4)检测病毒外壳蛋白基因(目的基因)是否导入4号猪，可以采用DNA分子杂交法检测目的基因的序列；目的基因表达的最终产物是蛋白质(病毒外壳蛋白)，可以利用抗原—抗体杂交法进行检测，故选①④。
[答案]　(1)促性腺激素　减数第二次分裂中 (2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　维持培养液的pH　(3)分割　2　(4)①④
3．(2022·深圳高级中学高三模拟)如图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程，据图回答下列问题：

(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是________技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为前者是________(填“无性生殖”或“有性生殖”)，后者是________(填“无性生殖”或“有性生殖”)。
(2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理，用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。
(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等物质。
(4)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立____________________，但是移入受体的供体胚胎的________在孕育过程中不受任何影响。
(5)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛，科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体，再将其导入受精卵中，然后还要采用DNA分子杂交技术检测__________________________________________。
[解析]　(1)培育克隆动物，采用的特有的技术手段是核移植技术，核移植技术为无性生殖。图示繁殖过程采用了体外受精和早期胚胎培养等技术，属于有性生殖。(2)一般使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理。(3)受精卵在体外培养所用的发育培养液的成分，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等物质。(4)胚胎移植成功的原因之一是供体胚胎(纯种荷斯坦奶牛的胚胎)可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但是移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。(5)在基因工程中，常采用DNA分子杂交技术检测转基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了药用蛋白基因。
[答案]　(1)核移植　无性生殖　有性生殖　(2)促性腺　(3)血清　(4)正常的生理和组织联系　遗传特性　(5)转基因荷斯坦奶牛的DNA上是否插入了药用蛋白基因
4．(2022·山西太原模拟)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①采用的是细胞工程中的________技术，过程②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________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
[解析]　(1)过程①表示将从体细胞中分离出的细胞核与去核的卵(母)细胞重组形成重组细胞的过程，因此采用的是细胞工程中的(体细胞)核移植技术。过程②表示将重组细胞培养为早期胚胎的过程，所以采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)在动物细胞培养时，CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH(或酸碱度)。(3)在基因工程中，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用限制性核酸内切酶(或限制酶)和DNA连接酶。基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，其中标记基因的作用是筛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囊胚中的内细胞团。图中获得的组织器官，其细胞核来自个体B，其遗传物质组成几乎与个体B相同，因此将该组织器官移植给个体B则不会发生免疫排斥反应。
[答案]　(1)(体细胞)核移植　(早期)胚胎培养　(2)pH(或酸碱度)　(3)限制性核酸内切酶(或限制酶)　DNA连接酶　标记　(4)内细胞团　B
5．(2022·襄阳高三月考)下面是大量获得高产奶牛品种的一些方法：
甲方法：通过电刺激使高产雌牛A体细胞的细胞核进入B牛“？”细胞得到重组细胞，试管中培养后得到早期胚胎。
乙方法：将高产雌牛的成熟卵子和高产雄牛的“？”一起放在受精溶液中培养得到受精卵，培养后得到早期胚胎。
丙方法：将高产基因导入普通奶牛的受精卵，培养后得到早期胚胎。
(1)甲方法中“？”代表______________，乙方法中“？”代表______。
(2)三种方法最终要获得优良后代，都要经过____________，它是胚胎工程的最后一道工序。获得的三种后代通常叫做________(请从“①试管牛　②转基因牛　③克隆牛”中选择合适的名称按甲乙丙的顺序填数字编号)。
(3)生产实践中经常要对获得的早期胚胎进行性别鉴定，通常取囊胚的_________来鉴定，上述三种方法中哪种方法得到的胚胎不需要做性别鉴定？__________。
(4)为了提高胚胎利用率可用________的方法获得两个或者多个一样的胚胎，这可以看作是动物________繁殖的方法之一。
[解析]　(1)甲中通过核移植获得克隆动物，故应该将高产雌牛A体细胞的细胞核进入B牛去核的MⅡ中期卵母细胞；乙通过体外受精获得胚胎，其中的“？”代表已获能的精子。(2)三种方法获得的早期胚胎都需要经过胚胎移植，移植到同期发情的受体母牛子宫中。甲中获得的后代称为③克隆牛；乙中获得的后代称为①试管牛；丙中获得的后代称为②转基因牛。(3)生产实践中通常取囊胚的滋养层细胞对获得的早期胚胎进行性别鉴定，题目中甲方法是核移植的产物，获得的克隆动物的性别与提供细胞核的个体一致，不需要进行性别鉴定。(4)通过胚胎分割对早期胚胎进行处理，可以提高胚胎利用率，属于无性繁殖。
[答案]　(1)去核MⅡ中期卵母细胞　获能的精子　(2)胚胎移植　③①②　(3)滋养层细胞　甲　(4)胚胎分割　无性

6．(2022·四川宜宾模拟)波尔山羊被称为世界“肉用山羊之王”，某公司通过胚胎工程技术能快速繁殖大量波尔山羊。回答下列问题：
(1)山羊体外受精主要包括______________、受精等几个主要步骤。用________(填激素名称)处理方法促进其排卵，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。精子获能处理通常采用培养法和___________。
(2)培养早期胚胎时，所用培养液的成分比较复杂，除了一些__________类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。不同胚胎移植时间一般不同，山羊一般要培养到__________阶段才能进行移植。
(3)为了使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，处理方法是________________。
(4)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是___________。
[解析]　(1)山羊体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能以及受精等几个主要步骤。用促性腺激素处理方法促进其排卵，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。精子获能处理通常采用培养法和化学诱导法，化学诱导法即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中获能。(2)培养早期胚胎时，所用培养液除了一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。不同胚胎移植时间一般不同，山羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植。(3)为了使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，处理方法是对供体和受体母畜进行同期发情处理。(4)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应。
[答案]　(1)卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能　促性腺激素　化学诱导法　(2)无机盐和有机盐　桑椹胚阶段或囊胚　(3)对供体和受体母畜进行同期发情处理　(4)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
7．(2022·安徽宣城模拟)随着人们对骆驼奶特殊营养价值及辅助医用功效的认识，提高骆驼产奶量已成为提升骆驼产业竞争力和牧民增收的主要途径。在内蒙古世界首例低温保存的骆驼胚胎移植成功，流程如图。回答下列问题：

(1)图中过程①具体采用的措施是______________；骆驼属于刺激性排卵，在交配后排卵，排卵的过程是指_____________，然后在输卵管中完成受精过程，防止多精入卵的两道屏障是________________。
(2)图中过程②能够进行的生理学基础是______________________________
____________________________________________________________________。
在胚胎发育到________期时可进行胚胎移植，将单峰驼的胚胎移植到双峰母驼子宫内并产下驼羔的生理学基础是_________________________________
____________________________________________________________________。
(3)为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖，还可采用克隆技术，此过程涉及的技术有________(答两种)。若对图中获得的胚胎进行分割，需要注意的问题是__________________________________________________________________
___________________________________________(答出两点)。
[解析]　(1)在胚胎工程操作中，超数排卵过程常用注射促性腺激素处理。排卵是指卵子从卵泡中排出。防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(2)哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎的收集提供了可能。胚胎移植的时期是囊胚或桑椹胚。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体的存活提供了可能，这是胚胎移植的生理学基础。(3)为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖，可进行细胞核移植和克隆动物的培养，此过程存在核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养等一系列技术。进行胚胎分割时，胚胎分割的次数不宜过多，一般以一次为好；若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分割。
[答案]　(1)注射促性腺激素　卵子从卵泡中排出　透明带反应和卵细胞膜反应　(2)早期胚胎处于游离状态，不与母体子宫建立组织上的联系　桑椹胚或囊胚　双峰驼对移入的单峰驼胚胎基本不发生免疫排斥反应　(3)核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养　胚胎分割的次数不宜过多，一般以一次为好；若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分割
(教师用书独具)
(2022·湖南师大附中高三月考)“试管婴儿”是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到一定时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成的胎儿。“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生优育开辟了新的途径。
(1)在体外受精时，精子首先要进行________处理，卵细胞则要培养到_____________(时期)才能与精子结合。
(2)“试管婴儿”的形成用到的生物技术有________(填序号)。
①早期胚胎培养　②体外受精　③胚胎移植　④核移植
(3)采用________技术，能得到“同卵双胞胎”，用这种方式诞生的双胞胎，其性别________。这种技术一般采用发育良好、形态正常的________。对胚胎进行分割时，要特别注意将________均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。
(4)试管婴儿技术作为现代生物技术，它和母亲正常怀孕、生产的过程的不同之处是试管婴儿是“体外受精”形成的________，初步发育后再进行“胚胎移植”的产物。
(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是可能破坏人类正常的________，违反伦理道德。
(6)早期胚胎中的胚胎干细胞，不仅可以应用于哺乳动物胚胎性别鉴定，还可应用于治疗人类的某些疾病，如老年痴呆症、糖尿病等。ES细胞体外诱导分化培育出人造组织器官用于________、研究体外细胞分化等领域。
[解析]　(1)在体外受精时，精子首先要进行获能处理，使精子具备与卵子结合的能力；卵细胞则要培养到减数第二次分裂中期(或MⅡ中期)才能与精子结合。(2)试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，故选①②③。(3)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此采用胚胎分割技术可获得“同卵双胞胎”。用这种方式诞生的双胞胎，其性别相同。这种技术一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对胚胎进行分割时，要特别注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。(4)试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。试管婴儿技术作为现代生物技术，它和母亲正常怀孕、生产的过程的不同之处是试管婴儿是“体外受精”形成的受精卵，且早期胚胎发育在试管中进行，再经过“胚胎移植”得到的产物。(5)如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别，将会破坏人类正常的性别比例，违反了伦理道德。(6)胚胎干细胞的主要用途：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征、糖尿病、老年痴呆症、肝衰竭、心衰竭、成骨不良；④培育各种组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
[答案]　(1)获能　减数第二次分裂中期(或MⅡ中期)　(2)①②③　(3)胚胎分割　相同　桑椹胚或囊胚　内细胞团　(4)受精卵　(5)性别比例　(6)器官移植