十六胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程.doc

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专题整合训练（十六）　胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程

[全员必做题]

1．（2017·河北省唐山市、保定市高三统考理综）阅读如下资料：

资料甲：

试管婴儿技术是指采用人工方法将卵子与精子从人体内取出并在体外受精，发育成胚胎后，再移植回母体子宫内，以达到受孕目的一种技术。

资料乙：

干扰素α—1b是我国第一个批准生产的基因工程药物，该药物利用大肠杆菌作为受体获得，具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。

资料丙：

DNA的粗提取的原理就是利用DNA与RNA，蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分，可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，鉴定DNA的存在。

回答下列问题：

（1）资料甲：

顺利受精必须满足两个条件：

来自父方的精子要进行________，来自母方的卵母细胞要培养至________。

（2）资料乙：

为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达，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。

（3）资料丙：

在DNA的析出与鉴定步骤中，析出DNA时应将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的，冷却的________（写出体积分数），静置后溶液中会析出DNA，鉴定时所用的试剂为________。

【答案】　

（1）获能　MⅡ中期　

（2）启动子　终止子

（3）95%的酒精　二苯胺

【解析】　

（1）体外受精必须满足两个条件：

来自父方的精子要进行获能，来自母方的卵母细胞要培养至MⅡ中期。

（2）基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因和目的基因等，因此为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达，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启动子和终止子之间。

（3）析出DNA时应将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的95%的酒精，静置后溶液中会析出DNA。

DNA的鉴定：

在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。

2．（2017·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“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。

【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

【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孩子，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。

3．（2017·湖北华中师范大学属中学高三理科综合）Ⅰ.叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。

请回答：

（1）为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是（　　）

A．叶绿体基因组不会进入生殖细胞中

B．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比

C．转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流

D．转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流

（2）来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是___________________________________________。

（3）对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式________（填“遵循”或“不遵循”）分离定律，不会随________（填“花粉”或“卵细胞“）传给后代，从而保持了________（填“父本”或“母本”）的遗传特性。

Ⅱ.

（1）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到________和________的同步发展。

（2）生态经济主要是通过实行“________”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。

【答案】　Ⅰ.

（1）C

（2）叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似（由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似　合理答案给分）

（3）不遵循　花粉　母本

Ⅱ.

（1）经济效益　生态效益

（2）循环经济

【解析】　Ⅰ.

（1）叶绿体不会进入精子，可以进入卵细胞，故A错误，转基因植物一般是杂合子，则植物杂交的后代会出现3：

1的性状分离比，故B错误；花粉中含有精子，其几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物，故C正确；转基因植物与其他植物间能通过花粉发生基因交流，没有生殖隔离，故D错误。

（2）由于叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似或由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似，因此来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达。

（3）叶绿体转基因是属于细胞质遗传，具有母系遗传特点，而基因分离定律是细胞核遗传，因此不遵循基因分离定律，花粉精子中细胞质较少，受精卵中细胞质几乎全部来自卵细胞的，因此叶绿体转基因不会随着花粉遗传给后代。

Ⅱ.

（1）生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。

（2）生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。

4．（2015·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________（填“A”或“B”），则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　DNA连接酶　标记

（4）内细胞团　B

【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，二者通过①得到重组细胞，重组细胞经②得到囊胚，故①是核移植，②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、复制原点、标记基因等，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，其性状与B相同。

5．请回答下列有关胚胎工程和生态工程的相关问题：

（1）雌性排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于________卵母细胞阶段。

当该细胞发育至减数第二次分裂________期时，才具备受精能力。

若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明________过程已发生。

（2）若某对夫妇结婚后发现妻子双侧输卵管堵塞，无奈需进行试管婴儿技术，该技术包括________和________。

（3）2015年3月，柴静的纪录片《穹顶之下》引发全国人民对雾霾的关注和讨论，而山西作为产煤大省，生态环境破坏严重，请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于________，具体措施有________，（举例说明，任答两种）利用了的生态工程原理是________。

【答案】　

（1）初级　中　受精

（2）体外受精　胚胎移植

（3）植被恢复和土壤微生物群落的重建　人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程　系统学与工程学原理

【解析】　体外受精时，由于排出的卵子处于减数第一次分裂的初级卵母细胞阶段，因而需培养到减数第二次分裂中期才能受精，在卵细胞膜与透明带间看到两个极体，表明已发生受精作用。

进行试管婴儿技术需应用到体外受精技术和胚胎移植技术；矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复和土壤微生物群落的重建，可通过人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等实现；应用的原理是系统学与工程学原理。

6．（山东省济南外国语学校高三模拟卷）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），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________，培养的细胞在贴壁成长至充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