1、1课时作业(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12018高三苏州市调研科研人员利用胚胎干细胞(ES 细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图 1。图 2 表示目的基因及限制酶切点，图 3 表示质粒，据图回答：(1)重组细胞的细胞核来自_细胞。(2)将基因导入 ES 细胞而不是导入上皮细胞是因为 ES 细胞具有_。(3)步骤导入的目的基因是_。(4)从基因组数据库中查询干扰素基因的核苷酸序列，以便根据其序列设计合成引物用于 PCR 扩增，PCR 扩增过程至少第_轮循环后才能获得纯目的基因片段(仅含引物之间的序列)。(5)对于干扰素基因片段和质粒进行双
2、酶切时，可选用限制酶的组合为_或_。(6)将步骤获得的 ES 细胞在荧光显微镜下观察，选择发_色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用_的方法。【解析】 (1)重组细胞的细胞核来自上皮细胞。(2)将基因导入 ES 细胞而不是导入上皮细胞是因为 ES 细胞具有发育全能性。(3)步骤中导入的目的基因是干扰素基因。(4)因为前两轮循环扩增产物上目的基因中都带有模板 DNA 其他片段，即扩增产物比目的基因的DNA 片段长，第三轮才出现纯目的基因片段。(5)由图可知， Sma酶的识别序列和切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限
3、制酶 Hind和 Pst或 EcoR和 Pst。(6)用限制酶 Hind和 Pst或EcoR和 Pst切割时会破坏红色荧光蛋白基因，但不会破坏绿色荧光蛋白基因，因此将步骤获得的 ES 细胞在荧光显微镜下观察，选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用抗原抗体杂交法。【答案】 (1)(干扰素基因缺失小鼠的)上皮(2)发育的全能性(3)干扰素基因(4)3(5)Hind和 Pst EcoR和 Pst(6)绿 抗原抗体杂交22018山东烟台高三诊断下图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES 细胞)做的研究，分析回答下列问题。2(1)a 过程表示基因工程，则其核心步骤是_。该过程所使用的
4、工具酶有_。(2)b 过程可增加 ES 细胞的数量，若想从早期胚胎中获得更多的 ES 细胞，可将早期胚胎培养至_(时)期。d 过程移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫不会对其发生_。同时能与受体子宫建立正常的_联系。用肝癌细胞作抗原刺激 B 淋巴细胞，再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物_，该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹” ，从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。(3)上述研究过程中使用的技术有_(至少 3 个)。若要培养试管动物，除以上技术外，还需要运用_技术。【解析】 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。该过程所使用的工具酶有限制酶和 DNA 连接酶。(2)ES 细胞也称
5、胚胎干细胞，是从早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞，若想从早期胚胎中获得更多的 ES 细胞，可将早期胚胎培养至囊胚期。移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫不会对其发生免疫排斥反应，同时能与受体子宫建立正常的生理和组织联系。用肝癌细胞作抗原刺激 B 淋巴细胞，B 细胞经增殖分化形成的浆细胞能产生抗肝癌细胞抗体，培养此 B 细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，可获得单克隆抗体，即抗肝癌细胞抗体，与抗癌药物结合制成“生物导弹” ，从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。(3)题图所示研究过程中使用的技术有 DNA 重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植。若要培养试管动物，除以上技
6、术外，还需要运用体外受精技术。【答案】 (1)(致癌)基因表达载体的构建 限制酶和 DNA 连接酶(2)囊胚 免疫排斥反应 生理和组织 抗肝癌细胞抗体(3)DNA 重组技术、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植 体外受精3某地以前是个农业结构单一、生态环境恶劣的地方，现在已经改造成如下的农、林、牧、渔综合发展的农业生态村，据相关资料和所学知识回答下面的问题：(1)该生态工程建设遵循了_、_等原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，实现了_效益和_效益的同步发展。(2)与单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较_(填“强”或“弱”)。(3)桑园设计成立体农业，树上养蚕，地面养鸡，这是体
7、现了群落的_结构。(4)池塘内营养级最高的生物为_，其中鱼和虾的种间关系是_。【解析】 (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；其遵循的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理等。(2)该农业生态工程实现了物质和能量的多级利用，其自我调节能力比单一的农业生态系统强。(3)将桑园设计成立体农业，树上养蚕，地面养鸡，体现了群落的空间结构。(4)根据图中食物网分析，鱼和虾处于最高营养级；它们都可以以微藻为食，所以两者之间存在竞争关系，且鱼还可以3以虾的幼体为食，说明两者之间还存在捕食关
8、系。【答案】 (1)物质循环再生 协调与平衡 经济 生态(2)强(3)空间(或垂直或垂直结构和水平)(4)虾、鱼 捕食和竞争4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)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程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
9、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)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，二者通过得到重组细胞，重组细胞经得到囊胚，故是核移植，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，CO 2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)胚胎干细胞是从早期胚胎或者原始性腺中分离
10、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，将组织器官移植给个体 B 时，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 B5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
11、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)利用的生态工程原理是_。【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。【答案】
12、 (1)初级 中 受精(2)体外受精 胚胎移植4(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6哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段，该项技术为研究隐性基因功能提供了理想的细胞模型。如图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析回答：(1)方法一中，研究人员需对实验小鼠注射_，使其_，从而获得更多的卵母细胞。用 SrCl2溶液处理激活卵母细胞，在体外选用特制的培养液培养至_期，从内细胞团中分离、筛选出胚胎干细胞。采用这种方法获得的单倍体胚胎干细胞称为孤雌单倍体胚胎干细胞。(2)采用方法二可获得孤雄单
13、倍体胚胎干细胞。受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是_。研究人员用特定方法去除细胞 M 中的_原核，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选。(3)研究发现，小鼠单倍体胚胎干细胞存在自发二倍体化的现象。可以通过测定并分析细胞内 DNA 分子的含量，或利用显微镜观察细胞中的染色体数目进行确定，最好选择处于_(写出分裂类型及时期)的细胞进行观察。【解析】 (1)方法一中，对实验小鼠注射促性腺激素，可使其超数排卵，从而获得更多的卵母细胞。胚胎发育至囊胚时分化为内细胞团和滋养层细胞。 (2)受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应。精卵细胞融合后，先形成雄原核和雌原核，去除细胞M 中的雌原核
14、，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选，即可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。(3)利用显微镜观察细胞中的染色体数目，最好选择处于有丝分裂中期的细胞进行观察，此时染色体形态固定，数目清晰。【答案】 (1)促性腺激素 超数排卵 囊胚(2)透明带反应 雌(3)有丝分裂中期重点选做题12018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”
15、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
16、 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5_，进而影响人口数量，产生一系列社会问题。【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
17、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胚胎，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。【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22018福建福州外国语学校高三理科综合.我国科研人员克隆了 100 多个重要基因，取得了抗虫棉、抗虫玉米、耐除草剂大豆等一批重大转
18、基因成果。请回答下列问题：(1)抗虫棉中转入的 Bt 毒蛋白基因是从苏云金(芽孢)杆菌中分离出来的，该基因编码的 Bt 蛋白对哺乳动物_(填“有”或“无”)毒害作用。(2)每一种 Bt 毒蛋白的杀虫范围有限，对现有的毒蛋白进行_，使其具有更广杀虫范围，属于_(生物工程)的范围。(3)随着转基因成果的不断涌现，人们对转基因生物的安全性的关注与日俱增，在食物安全、生物安全和_三个方面发生了激烈争论。.关注生态工程的建设。(1)与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、_、可持续的工程体系。(2)“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式，该模式主要遵循生态工
19、程的_原理。我国西北一些地区年降雨量少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树长成半死不活状，结果防护林成了残败的“灰色长城” 。其失败的原因主要是违背了_原理。(3)甘肃陇南地区的“九子登科”模式是哪种生态工程建设的实例( )A草原生态恢复工程B城市环境工程C小流域综合治理生态工程D湿地生态恢复工程【解析】 .(1)Bt 毒蛋白基因编码的 Bt 蛋白，在哺乳动物的消化道中会被消化分解，因此对哺乳动物无毒害作用。(2)对现有的毒蛋白进行改造，使其具有更广杀虫范围，属于蛋白质工程的范畴。(3)人们对转基因生物的安全性的关注与日俱增，在食物安全、生物安全和环境安全三个
20、方面发生了激烈争论。.(1)与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(2)“无废弃物农业”主要遵循生态工程的物质循环再生原理。我国西北一些地区年降雨量少，适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，致使许多地方的杨树长成半死不活状，结果防护林成了残败的“灰色长城” 。其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理。(3)甘肃陇南地区的“九子登科”模式是小流域综合治理生态工程建设的实例，故选 C。【答案】 .(1)无 (2)改造 蛋白质工程 (3)环境安全.(1)多效益 (2)物质循环再生 协调与平衡 (3)C32018山东济南二模若婴幼儿生长激素分泌不足会导致侏儒症，某
21、科学团队利用多种现代生物技术通过奶牛乳腺生物反应器来生产人的生长激素。请回答下列问题。(1)鉴别受体细胞中是否含有目的基因，需借助基因表达载体中的_筛选受体细胞。若要检测牛奶中是否含有生长激素可通过_技术检测。(2)若将人的生长激素基因导入牛的精子中，通常采用_法使精子获能，与发育到_期的卵母细胞进行受精作用。在胚胎的培养液中添加一定量的_，可以防止培养过程中的细菌污染。(3)当胚胎发育到囊胚阶段，选取囊胚的_细胞做 DNA 分析，进行性别鉴定，筛选出_胚胎。为了提高胚胎的利用率，可将所选胚胎的_均等分割，再进行6胚胎移植。【解析】 (1)基因表达载体包括启动子、标记基因、目的基因和终止子等，其中标记基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞。检测目的基因是否表达产生相应的蛋白质可以采用抗原抗体杂交技术。(2)若将人的生长激素基因导入牛的精子中，通常采用化学法使精子获能，与发育到 M中期的卵母细胞在体外进行受精作用。在胚胎的培养液中添加一定量的抗生素，可以防止培养过程中的细菌污染。(3)由于只有雌性个体才能产生乳汁，因此当胚胎发育到囊胚阶段，需选取囊胚的滋养层细胞做 DNA 分析，进行性别鉴定，筛选出雌性胚胎。胚胎分割时，要注意将内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。【答案】 (1)标记基因 抗原抗体杂交(2)化学 M中 抗生素(3)滋养层 雌性 内细胞团
