专题七 现代生物科技专题
第2讲 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程
1．(2017·贵阳第一中学测试)请回答与胚胎工程有关的问题：
(1)胚胎工程是指对动物______________所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过________________给受体才能获得后代。
(2)动物细胞工程的基础技术是______________；胚胎工程的理论基础是__________________。
(3)超数排卵若施用性激素，则过多的性激素将负反馈抑制垂体的功能，进而造成性腺萎缩。在超数排卵过程中施用的激素是____________。在胚胎移植的流程中，首先要对供体、受体进行选择，并用激素进行____________处理。胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下____________的转移。
解析：(1)胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代。(2)动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础技术；胚胎工程的理论基础是体内受精和早期胚胎发育的规律。(3)超数排卵若施用性激素，则过多的性激素将负反馈和抑制垂体的功能，进而造成性腺萎缩。因此在超数排卵过程中常施用促性腺激素。在胚胎移植的流程中，首先要对供体、受体进行选择，并用激素进行同期发情处理。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。
答案：(1)早期胚胎或配子 胚胎移植 (2)动物细胞培养技术 体内受精和早期胚胎发育的规律(或配子的发生、受精和早期胚胎的发育规律) (3)促性腺激素 同期发情 空间位置
2．(2017·淄博二模)转基因猪可为人体器官移植提供供体。人的hDAF基因在猪细胞中表达后，能抑制急性排异反应。某科研小组利用生物工程技术获得器官移植供体，其操作流程如下图所示。请回答：
(1)hDAF基因在体外大量扩增时，所用工具酶的特点是________________，过程Ⅲ需要的工具酶是________________。
(2)通过检测____________________来确定hDAF基因在ES细胞是否表达，从而筛选所需细胞。过程Ⅴ中常用______________技术将ES细胞添加到囊胚中。
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(3)除图中方法外，ES细胞还可从______________中获得，利用ES细胞生产用于移植的器官，其原因是____________________。
(4)Ⅱ过程获得的重组胚胎移植到受体内，存活率较高的原因是________________________，选用转基因猪为人体器官移植提供供体，突出的优点是__________________________。
解析：(1)hDAF基因在体外大量扩增时，所用工具酶为热稳定DNA聚合酶，该工具酶的特点是热稳定。过程Ⅲ为基因表达载体的构建，需要的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(2)确定hDAF基因在ES细胞是否表达，需检测有无hDAF基因控制合成的蛋白质。将携带有目的基因的ES细胞添加到囊胚中，常用显微注射技术。(3)ES细胞来源于早期胚胎或原始性腺。之所以利用ES细胞生产用于移植的器官，其原因是ES细胞的分化程度低、全能性高。(4)通过体细胞核移植技术获得的重组胚胎移植到受体内，存活率较高的原因是基本不发生免疫排异反应。因为猪和人的遗传物质同源性高，器官大小相近，材料易得等，所以常选用转基因猪为人体器官移植提供供体。
答案：(1)热稳定 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 (2)有无hDAF基因控制合成的蛋白质 显微注射 (3)原始性腺 分化程度低、全能性高 (4)基本不发生免疫排异反应 遗传物质同源性高，器官大小相近，材料易得(至少答出2条，其他合理答案亦可)
3．(2017·菏泽一模)根据国际糖尿病联盟报告，在最近的10年中，全世界糖尿病的发生率呈逐年增长的趋势。糖尿病是由多种因素引起的代谢紊乱疾病，已成为继肿瘤、心脑血管疾病之后威胁人类健康和生命安全的第三位重大疾病。如图是研究人员提出的治疗方法。请回答下列问题：
(1)核移植的受体细胞一般选用________细胞。进行相关显微操作时，一般用微型吸管一并吸出细胞核和________。
(2)细胞在体外培养时，除培养液提供必需的营养条件、适宜的温度和pH、气体环境外，还需要有无菌、无毒环境，为保证无菌、无毒环境，在培养液中通常要加入________。此外，还应定期________，以便清除代谢废物。
(3)现有一段人工合成的正常胰岛素基因的脱氧核苷酸序列，可利用PCR技术扩增正常胰岛素基因，该技术的原理是__________。将正常胰岛素基因导入胚胎干细胞通常采用______法。
(4)“定向诱导”的本质是_______________________________。
解析：(1)核移植的受体细胞一般选用MⅡ中期的卵母(减数第二次分裂中期的卵母)细胞。进行相关显微操作时，一般用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体。(2)细胞在体外培
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养时，需要有无菌、无毒环境，为保证无菌、无毒环境，在培养液中通常要加入(一定量的)抗生素。此外，还应定期更换培养液，以便清除代谢废物。(3)PCR技术原理是DNA双链复制。将正常胰岛素基因导入胚胎干细胞通常采用显微注射法。(4)“定向诱导”的本质是使重组细胞B发生细胞分化(使重组细胞B中的基因选择性表达)。
答案：(1)MⅡ中期的卵母(减数第二次分裂中期的卵母) 第一极体 (2)(一定量的)抗生素 更换培养液 (3)DNA双链复制 显微注射 (4)使重组细胞B发生细胞分化(使重组细胞B中的基因选择性表达)
4．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，其技术路线如下图。
(1)由过程①获得的A为________________________________。
(2)在核移植之前，必须先去掉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，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_________________________________
________________。
解析：(1)分析图示可知，过程①构建的A为含目的基因的表达载体。(2)核移植以前，必须去掉受体卵母细胞的核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。受体应该选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。(3)在进行胚胎移植时，受体即代孕母羊对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。(4)转基因体细胞克隆产生的重组细胞具有全能性，培养产生的含目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，因此理论上可获得无限个转基因绵羊。
答案：(1)含目的基因的表达载体 (2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 MⅡ中期 (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
5．(2017·枣庄一模)如图为某生殖医学中心的“试管婴儿”流程示意图，请回答下列问题：
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(1)检测排卵实际上是检测________，排卵前后完成了________分裂。
(2)在女方卵巢中吸取的卵子要在专门的培养液中培养至________期，精子也要经过________，才具有受精能力。
(3)随着二胎政策开放，众多“高龄产妇”跃跃欲试，但其也面临出生胎儿缺陷多的风险。“唐筛”可以判断胎儿患有先天性愚型的风险程度，先天性愚型属于________遗传病，患者体内________(填“有”或“没有”)该病的致病基因。
(4)该生育过程属于________繁殖，整个生育过程应用的生物技术有____________。 解析：(1)排卵是指卵子从卵泡中排出，排卵前后完成了减数第一次分裂。(2)在女方卵巢中吸取的卵子没有发育成熟，要在专门的培养液中培养至MⅡ中期，精子也要经过获能处理，才具有受精能力。(3)先天性愚型是21号染色体多一条，属于染色体异常遗传病，患者体内没有该病的致病基因。(4)试管婴儿应用的技术手段有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植，该过程属于有性生殖。
答案：(1)卵子(是否)从卵泡中排出 减数第一次 (2)MⅡ中 获能处理 (3)染色体异常 没有 (4)有性 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植
6．建设社会主义新农村的关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：
(1)生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程的________________原理。
(2)该生态工程模式的最大优点是_________________________ _____________________________________________________。
该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的________原理。
(3)该生态工程中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有________，该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其
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___________________________________________________。
解析：(1)无废弃物农业体现的是物质循环再生原理。(2)以沼气工程为中心的生态工程，人、畜、禽的粪便作为原料生产沼气，最大的优点是充分利用了废弃物中的物质和能量，实现了物质和能量的分级多层次利用，同时又减少了环境污染。生态工程中，适当增加农作物、饲养畜禽等生物种类，使生态系统营养结构复杂，自我调节能力增强，抵抗力稳定性增加，这体现了生态工程的物种多样性原理。(3)读图可知，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有猪、人。鱼塘中养鱼时要考虑环境容纳量，投放的鱼苗量不能太多。
答案：(1)物质循环再生 (2)实现能量和物质的分层次多级利用(或提高物质和能量的利用率)，减少环境污染 物种多样性(或整体性) (3)猪、人 环境容纳量(K值)
7．(2017·临沂二模)2017年4月11日，世界首批基于配型的ES细胞分化细胞临床移植研究正式启动。用人ES细胞分化的视网膜色素上皮细胞治疗老年性黄斑变性的研究，体现了中国的干细胞及转化研究水平已跻身世界前列，为治愈许多疑难疾病翻开新的篇章。
(1)ES细胞分化细胞的移植要进行配型的目的是____________。
(2)ES细胞是从______________中分离出的一类细胞，在功能上具有____________，可以分化为人体内任何一种组织细胞。
(3)在饲养层细胞上培养，ES细胞可以保持不分化的状态，此过程中饲养层细胞作为ES细胞分裂、增殖的营养细胞；在培养液中加入________________，ES细胞可以被诱导分化为视网膜色素上皮细胞。
(4)ES细胞培养和植物组织培养的主要区别是所用的培养基的成分不同，ES细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、______________等。ES细胞还应置于CO2培养箱中培养的目的是__________________________________________________________。
(5)为达到无菌、无毒的ES细胞培养的环境条件，除了要对培养液和培养器具进行消毒外，还要____________和____________。
解析：(1)ES细胞分化细胞的移植要进行配型的目的是避免供体细胞被移植到受体内后机体发生免疫排斥反应。(2)ES细胞可来源于早期胚胎或原始性腺。在功能上具有发育的全能性。(3)要使ES细胞发生定向分化，需在培养液中加入分化诱导因子(如牛磺酸等)。(4)ES细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。ES细胞还应置于CO2培养箱中培养的目的是维持培养液的pH相对稳定。(5)ES细胞培养过程中为了防止杂菌污染，可向培养液添加一定量的抗生素；培养液中的营养物质是有限的，并且不断被消耗，且会积累很多的代谢废物，因此要定期更换培养液。
答案：(1)避免移植后机体发生免疫排斥反应 (2)早期胚胎或原始性腺 发育的全能性 (3)分化诱导因子(如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等) (4)维生素和动物血清 使培养液的pH保持相对稳定 (5)在培养液中加入一定量的抗生素 定期更换培养液
8．Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严重神经障碍，其致病基因位于线粒体DNA
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2018年高考生物二轮复习第一部分专题七第2讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程规范训练新人教版
