高考生物 第3讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题解题高效训练选修3.docx
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高考生物第3讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题解题高效训练选修3
第三讲
胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
[课堂考点集训]
考点一 体内受精和早期胚胎发育
1．下列不属于精子、卵细胞发生区别的是（ ）
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B．MⅠ和MⅡ的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否经过变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
解析：
选D 初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后完成的。
精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ。
精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形。
成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。
2.（2013·江苏三校联考）如图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是（ ）
A．透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的
B．囊胚腔是一个充满液体的腔
C．内细胞团将来分化成内胚层
D．滋养层将来发育成胎膜和胎盘
解析：
选C 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。
考点二 生物技术的安全性和伦理问题
3．下列不属于转基因生物潜在安全隐患的是（ ）
A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C．某些转基因生物可以合成白细胞介素－2，进入人体增强相应细胞的免疫力
D．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变
解析：
选C 转基因生物可引发食物安全性问题的主要理由如下：
对食物的安全性检测不够；出现滞后效应；出现新的过敏原；营养成分改变等。
因此A、B、D三项都属于转基因食物潜在的安全隐患，C项是转基因技术在制药方面的应用。
4．为解决不孕夫妇的生育问题而诞生的试管婴儿与设计试管婴儿的区别是（ ）
A．前者根据愿望设计婴儿性别
B．前者在操作过程中需要对基因进行检测
C．后者可以根据需要取用婴儿的造血干细胞
D．后者可以根据需要取用婴儿的器官
解析：
选C 通过试管婴儿技术帮助不孕夫妇孕育胎儿并顺利出生，符合人类的伦理道德。
但如果同时设计胎儿性别，则是违背伦理道德的，会造成严重的社会后果。
试管婴儿技术不需要检测基因。
为了给已有的孩子治病而设计试管婴儿，在胚胎植入母体前需要进行遗传学诊断，以确定这个胚胎是否符合要求，符合要求的胚胎被植入母体并生出婴儿，取其某些细胞如造血干细胞用于治疗是多数人能够接受的，如果取其器官用于治疗则是决不允许的，这无异于谋杀。
考点三 胚胎移植
5．培育“试管山羊”的基本过程如图所示，有关叙述正确的是（ ）
A．图中采集的精子可以直接和卵母细胞受精
B．乙表示受精作用，该过程在子宫中进行
C．丁过程应将原肠胚移植到与供体表现型相同的代孕母羊子宫内
D．可取早期胚胎（如桑椹胚、囊胚）进行均等分割以增加胚胎的数量
解析：
选D 精子只有获能后才能与卵母细胞发生受精作用；试管动物的受精作用在体外完成；胚胎移植常用桑椹胚或囊胚，因为其未分化且易分离。
6．（2013·潍坊一模）试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。
请根据试管牛的生产流程图
回答相关问题：
（1）①②过程分别表示________、________。
（2）对供体母牛的要求是__________________________，通常母牛每次只排出
一枚卵母细胞，可用________激素对其进行超数排卵处理。
（3）从母牛体内获得的卵母细胞需要到________________（时期）才能与精子结合。
在体外培养受精卵时，需要满足以下条件：
________、营养、温度和pH以及气体环境。
（4）生产上常用________期的胚胎进行②进程，应用试管动物的优势在于____________________________________________________。
解析：
培育试管动物首先选择遗传性能优良的母牛，应用促性腺激素进行超数排卵处理，获取的卵子培养到减数第二次分裂中期进行体外受精，等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植，应用试管动物技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力，短时间内获得大量优良个体。
答案：
（1）体外受精 胚胎移植
（2）遗传性能和生产性能优秀 促性腺
（3）减数第二次分裂中期 无菌无毒的环境
（4）桑椹胚（或囊胚） 充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
[课下综合检测]
一、选择题
1．下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．通过胚胎移植技术可以充分发挥优良母畜的繁
殖能力
B．供体的原肠胚可用于胚胎分割
C．“试管婴儿”的生殖方式为有性生殖
D．胚胎分割时，需将囊胚的内细胞团平均分割
解析：
选B 胚胎分割应选择发育良好、形态正常的
桑椹胚或囊胚
2．（2013·南京名校阶段考试）为了解决不孕夫妇的生育问题而诞生的试管婴儿与“设计试管婴儿”的区别是（ ）
A．根据愿望设计婴儿性别
B．根据愿望生育一个婴儿
C．根据需要取用婴儿的造血干细胞
D．根据需要取用婴儿的器官
解析：
选B 试管婴儿是帮助不孕夫妇孕育胎儿并顺利出生。
“设计试管婴儿”是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择适合要求的胚胎，把不适合的胚胎处理掉，那么合适的胚胎发育成的婴儿就是“设计试管婴儿”。
3．下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．利用胚胎分割技术可以获得两个或多个基因型相同的胚胎
B．诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不需要加入饲养层细胞
C．采集到的精子
和卵细胞相遇即可发生受精作用
D．受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体
解析：
选C 利用胚胎分割技术获得的组织细胞来自同一个受精卵，基因型相同；饲养层细
胞可以抑制干细胞分化，所以诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不能加入饲养层细胞；采集到的精子需经获能处理，采集到的卵子需
发育到减数第二次分裂中期才具有受精能力；在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体说明受精作用已经完成。
4．（2013·南通一调）云南农业大学研究人员培育出10头猪蹄发荧光的转基因猪。
主要研究过程是①将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因导入猪胎儿成纤维细胞；②将转基因的成纤维细胞核移植到去核的猪卵母细胞，并培育形成早期胚胎；③将胚胎移植到代孕母猪体内，最终获得转基因猪。
在这一过程中不必进行的是（ ）
A．将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因拼接，并构建基因表达载体
B．培养并筛选处于减数第二次分裂中期的猪次级卵母细胞
C．筛选出转基因猪胎儿成纤维细胞和转基因克隆胚胎
D．给代孕母猪注射环孢霉素A阻止T细胞增殖，以利于代孕母猪接受胚胎
解析：
选D 胚胎移植过程中需对供、受体进行同期发情处理，处理后的受体对移入的胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以不需要注射环孢霉素A阻止T细胞的增殖。
5．下面是胚胎干细胞分离途径示意图。
相关说法正确的是（ ）
A．图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘
B．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小
C．胚胎干细胞可以增殖而不发生分化
D．利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用
解析：
选C 图中A是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官。
胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大。
在体外培养情况下，胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化。
利用胚胎干细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用。
6．（2013·南京二模）如图所示是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。
下列叙述正确的是（ ）
A．A所表示的细胞不一定是受精卵
B．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
C．应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中
D．图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术
解析：
选A 受精卵和经过核移植的重组卵母细胞都能发育形成囊胚，包括卵裂、桑椹胚等阶段；③应移植到处于发情状态的母牛的子宫内进行发育；图中涉及的生物技术有动物细胞培养、胚胎分割技术、胚胎移植技术，而未用到核移植技术。
7．下图表示一种转基因鼠的培育过程，有关叙述不正确的是（ ）
A．该过程中目的基因的受体细胞是胚胎干细胞
B．转基因细胞导入的部位应该是内细胞团
C．该项技术不会引起伦理、道德、安全性等方面的问题
D．转基因鼠通过自由交配后可以获得纯种转基因鼠
解析：
选C 转基因鼠中的外来基因有可能会在近缘物种之间通过杂交而传播，从而引起生物的安全性问题。
8．（2013·无锡重点中学调研）下图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的胚胎干细胞（ES细胞）中，再将改造后的胚胎干细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。
据图分析不正确的是（ ）
A．该过程使用的工具酶是DNA连接酶和限制性核酸内切酶
B．完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物，必定是载体与棕褐毛基因形成的重组DNA分子
C．第Ⅲ步操作后，还需经过筛选目的基因已成功转移的胚胎干细胞的过程，才能将该胚胎干细胞注射到囊胚中
D．改造后的胚胎干细胞移植回囊胚能继续发育成小鼠，其根本原因是细胞核中含有一整套的遗传物质
解析：
选B 完成第Ⅱ步操作后得到的由两个DNA切段连接成的产物有可能是载体—目的基因，载体—载体，目的基因—目的基因三种重组DNA分子；该过程中基因工程部分使用了工
具酶——限制性核酸内切酶和DNA连接酶，完成目的基因的获取和基因表达载体的构建；完成导入后，需筛选出已经获得目的基因的胚胎干细胞才能将胚胎干细胞注射到囊胚中；改造时只是导入了棕褐毛基因而没有改变胚胎干细胞原有的遗
传物质，改造后的胚胎干细胞中仍保留了小鼠的全套遗传物质。
二、非选择题
9．胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：
（1）应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于__________________，细胞
B的名称是________。
（2）应用2中牛完成体内受精的场所是________，刚移植在子宫内的胚胎其发育程度一般为________，胚胎移植后可以通过________从母体获得正常发育所需要的物质。
这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有__________________________________（至少答出2种）等。
（3）应用3中细胞C、D分别取自________、________。
（4）应用4中通过________技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样________进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对________的分析进行性别鉴定。
解析：
（1）由图示可看出应用1中获
得的小牛，其遗传物质来源于供体1和供体2，细胞B为处于MⅡ期卵母细胞。
（2）体内受精的场所为输卵管。
胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植，胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质，试管牛应用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术手段。
（3）细胞C来自生殖腺，而细胞D来自早期胚胎，利用胚胎分割可获得多胚，利用滋养层的细胞可进行早期胚胎性别鉴定，也可通过对染色体的分析进行性别鉴定。
（4）详见答案。
答案：
（1）供体1和供体2 MⅡ期卵母细胞（或减数第二次分裂中期的卵母细胞）
（2）输卵管 桑椹胚或囊胚 胎盘 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植
（3）原始性腺（或生殖腺） 早期胚胎（囊胚的内细胞团）
（4）胚胎分割 滋养层 染色体（或性染色体）
10．（2013·豫南四校调研）如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。
请回答：
（1）胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________中分离得到的一类细胞。
（2）图中分化程度最低的干细胞是________。
在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
（3）在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________的结果。
（4）某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达
到治疗的目的，骨髓移植的实质是将图中的________细胞移植到患者体内。
（5）若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________，其原因是________________________________________________________________________。
（6）若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________期。
（7）在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用________细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌________的杂交瘤细胞。
解析：
（1）胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。
（2）图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，培养液中应加入分化诱导因子，可诱导该种干细胞分化形成不同类型的组织细胞。
（3）细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。
（4）骨髓是人体的造血组织，骨髓移植的实质是将图中的造血干细胞移植到患者体内。
（5）克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核．所以不能作为供体。
（6）细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
（7）制备单克隆抗体过程中，能分泌某种特异性抗体的杂交瘤细胞是用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到的。
答案：
（1）囊胚 原始性腺
（2）胚胎干细胞 分化诱导 （3）选择性表达 （4）造血干 （5）红细胞 成熟的红细胞中无细胞核 （6）间 （7）B淋巴（浆） 特异性抗体
11．（2013·广州模拟）克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。
下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用图。
请据图回答问题：
（1）图中所涉及的现代生物技术有________________和________________等。
（2）图中两个婴儿长大后，外貌、性格和其他特征与原型男人相似，这说明________具有全能性。
（3）使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入____________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的________和________；早期胚胎发育到________阶段以前的细胞是全能细胞。
（4）图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，必须用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。
胚胎干细胞形成组织、器官必须要进行________和________。
（5）在体外培养胚胎干细胞能否获得动物器官？
________。
为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
获得重组细胞，利用的主要是核移植技术。
从重组细胞到早期胚胎，涉及细胞培养；胚胎进入代孕母体，则利用了胚胎移植；早期胚胎分为胚胎1和2，是胚胎分割。
两个婴儿的遗传物质主要来自供核的亲本，将来与供核的亲本外貌很相似。
胰蛋白酶能使细胞分散开来。
通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，但ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。
答案：
（1）核移植 胚胎移植（或胚胎分割、细胞培养等）
（2）动物体细胞核 （3）血清 温度 pH 桑椹胚 （4）胰蛋白酶 细胞的分裂 分化 （5）不能 胚胎干细胞在体外培养条件下可以增殖但不发生分化
[教师备选题库]
1．（2011·广东高考）华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有（ ）
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植
A．①③ B．①④
C．②⑤D．③⑤
解析：
选D 在试管动物技术中首先进行体外受精得到受精卵，在体外进行早期胚胎发育，然后再把胚胎移植到代孕母虎体内发育。
2．（2011·浙江高考）培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。
若要培育成功，下列叙述正确的是（ ）
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的怀孕母羊子宫内
解析：
选A 给母山羊注射促性腺激素可使其超数排卵。
乙过程的目的之一是促使卵母细胞进一步发育成熟到减数第二次分裂中期，与成熟的的精子完成体外受精作用。
乙过程和丙过程采用的培养液成分不同。
丙过程中要加入促使细胞分化的激素等。
供体和受体应生理状态相同，不是性状相同。
3．（2011·江苏高考）下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通
常都需加入血清
D．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技术
解析：
选B 不同的动物体胚胎移植的时间不同，比如人的体外受精胚胎可在8～16个细胞阶段移植，牛的胚胎一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才可移植。
4．（2010·江苏高考）下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是（ ）
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例
解析：
选B 胚胎移植前应对供体与受体进行同期发情处理。
胚胎分割应选择发育良好的桑椹胚或囊胚。
胚胎分割属于克隆技术，分割后得到的胚胎基因型相同。
一次给受体母畜植入多个胚胎，可产生双胞胎或多胞胎。
5．（2009·江苏高考）下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（ ）
A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
B．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
C．胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取
解析：
选D 卵裂期不能从外界吸收营养物质，但由于呼吸作用不断消耗有机物，因此有机物总量不断减少；胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割；胚胎干细胞具有旺盛的分裂能力，蛋白质合成旺盛，核仁应较大；胚胎干细胞是一类未分化、分裂能力很强的细胞，可从早期胚胎中分离获取。
6．（2011·福建高考）一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。
在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。
医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如图。
请回答：
（1）过程①是指在体外进行的________处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为________。
（2）在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③________进行PCR扩增，然后用MstⅡ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。
据此判断，MstⅡ是一种__________________酶。
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。
该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断该胎儿为______（正常/患者/携带者）。
解析：
（1）精子必须获能后才能与卵细胞结合形成受精卵，然后发育成早期胚胎，再移植到受体子宫内。
（2）进行产前基因诊断前，先提取DNA进行PCR扩增，然后对扩增产物用MstⅡ切割，MstⅡ属于限制性核酸内切酶。
（3）由图可推知父母的基因型都为Aa，患儿的基因型为aa，胎儿的基因型为AA都是正常的。
答案：
（1）精子获能 胚胎移植
（2）DNA 限制性核酸内切
（3）正常
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