2024年高考生物学二轮复习19：胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
试卷更新日期：2024-03-13 类型：二轮复习
一、选择题
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1. 《细胞报告》最近报道，我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞（卵泡中卵母细胞周围的细胞）转化为GV卵母细胞，进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代（如下图）。下列有关叙述错误的是（ ）
A、过程①中涉及基因选择性表达，类似植物组织培养中的脱分化过程 B、过程①②③所需培养液的成分不完全相同 C、过程③中受精的实质是雌雄原核融合 D、过程③需选择原肠胚进行胚胎移植才能获得健康幼鼠2. 胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是（ ）A、克隆珍稀野生动物，可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术 B、胚胎分割技术可增加移植胚胎数目，还可产生遗传性状相同的后代 C、为提高体外受精成功率，新采集的精子应直接用于体外受精 D、动物胚胎移植前，控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率3. 胚胎工程技术的迅速发展实现了优良家畜品种的大量繁殖，能显著提高畜产品质量改善人民生活，还可以解决濒危动物繁育的问题。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述，正确的是（ ）A、刚采集到的卵母细胞即可与获能处理后的精子在体外受精 B、在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，标志着卵子受精 C、卵裂在透明带内进行，此时胚胎细胞数量和总体积不断增加 D、为了获得大量同卵多胚，可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割4. 胚胎工程的迅猛发展可帮助人们获得大量优良家畜品种。下列说法合理的是（ ）A、胚胎工程的理论基础是精子获能处理和卵母细胞成熟培养 B、超数排卵处理是指用外源性激素诱发卵巢排出多枚卵子 C、胚胎分割时应选择发育良好的桑葚胚，不宜选择囊胚期的胚胎 D、若要鉴别胚胎的性别，可选择滋养层的细胞作DNA分析鉴定5. 根据下图，正确的是（ ）
A、子代动物遗传性状和受体动物完全一致 B、过程1需要MII期去核卵母细胞 C、过程2可以大幅改良动物性状 D、过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式6. 以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（ ）A、试管婴儿技术应全面禁止 B、治疗性克隆不需要监控和审查 C、生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D、我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验7. 关于转基因技术的安全性各有说辞，下列说辞合理的是（ ）A、外来基因和受体的基因都由4种脱氧核苷酸构成，所以转基因技术是安全的 B、转基因抗虫棉能毒杀棉铃虫，所以抗虫棉棉花制品对人体是有害的 C、若某转基因大豆易诱发人体强烈的过敏反应，则该转基因大豆不宜推广 D、若食用某转基因鲤鱼被证明是安全的，则该转基因鲤鱼可以放养到自然水域8. 生物技术的发展给人类带来诸多好处的同时，也引发了许多关于生物技术安全与伦理问题的担忧。下列观点中合理的是（ ）A、转基因生物的研究和应用均需要进行安全性评价后才能进行 B、通过试管婴儿无性生殖技术，可用于解决不孕不育问题 C、应反对一切形式的针对人类细胞的克隆研究 D、可以通过微生物改造研究生物武器，提高国防实力9. 4月12日，“美生物实验室感染病毒的小白风逃了”登上热搜，生物技术的安全性问题引发了广泛的关注。下列叙述正确的是（ ）A、在战争情况下，我国可以使用生物武器 B、在实验结束后，转基因微生物应及时冲入下水道 C、通过生殖性克隆，可以解决人体移植器官短缺问题 D、转基因农作物进行推广种植可能会破坏生态平衡10. 动物细胞工程包括细胞培养、细胞融合、核移植等技术。下列叙述正确的是（ ）A、体外培养白细胞到一定阶段时，会出现贴壁生长和接触抑制现象 B、用生物方法诱导动物细胞融合时，采用的仙台病毒已进行灭活处理 C、骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合后，经诱导融合的细胞即为杂交瘤细胞 D、通过核移植和体外受精所获得的胚胎都须移植给特定受体才能获得后代11. 当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法不正确的是（ ）A、消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面 B、我国坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验 C、对囊胚进行胚胎分割时，必须对整个胚胎进行均等分割 D、胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理二、非选择题
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12. 日本科学家从胰腺病患者身上获得诱导多能干细胞（iPS细胞），然后将干细胞注入到经过基因改造的、缺乏发展胰腺能力的猪胚胎中，这样猪体内可培育出人体的胰腺，提供器官移植。请回答下列问题：(1)、诱导多能干细胞（iPS细胞）可分化成为成体动物体内的任何一种类型的细胞、组织和器官，这与（选填“胚胎干细胞”、“成体干细胞”）功能类似。(2)、用于器官移植的猪在培养过程中：必须要经历体外受精、和胚胎移植等技术手段。胚胎移植操作中，应对供体和受体进行处理，目的是。(3)、为了多获得这种改造过的胚胎，可以采用的方法，当处理对象为囊胚时操作要点是。(4)、利用患者的体细胞诱导得到iPS，再定向培育出组织器官，用于器官移植，可解决问题（请答出两点）。13. 2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型的研究处于国际领先水平。请回答下列有关问题。
(1)、成纤维细胞培养一般使用（填“固体”或“液体”）培养基，除了细胞所需要的营养物质外通常还需要添加等一些天然成分。动物细胞培养是置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的中进行培养。(2)、在培养过程中发现贴壁细胞有接触抑制现象，这时需要对细胞进行分瓶培养，请简要写出分瓶培养的操作过程：。(3)、对卵母细胞供体通常要进行处理，可获得更多的卵母细胞。研究人员在将成纤维细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂的处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是。(4)、科研人员发现对于灵长类动物的体细胞来说，单靠核移植本身并不足以使重构胚顺利发育成存活个体，还需要对供体细胞核进行表观遗传修饰才能开启细胞核的全能性。研究表明染色体组蛋白动态可逆地被修饰酶所改变，控制着基因的表达（如图所示）。
①据图分析，H3K9有利于细胞核全能性表达性基因恢复表达，从而显著提高重构胚的发育率。
A．乙酰化和甲基化 B．乙酰化和去甲基化
C．去乙酰化和甲基化 D．去乙酰化和去甲基化
②科研人员通过设计实验验证以上观点。请根据实验结果填写出表格中各组的实验处理方法。可供选择的注入重构胚的试剂：组蛋白去甲基化酶的mRNA、组蛋白甲基化酶的mRNA、组蛋白去乙酰化酶抑制剂、生理盐水
实验结果：分别检测各组的胚胎发育率，结果为：丙组>甲组=乙组>丁组
分组
注入重构胚的试剂
甲
组蛋白去乙酰化酶抑制剂
乙
丙
丁
生理盐水
14. 赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸，而人类主要食物中的赖氨酸含量很低，利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题：
(1)、植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于。根据这种调节方式，在培养基中添加 ， 用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞，可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体，通过培养获得再生植株。(2)、随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展，2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为：①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展，为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因)，可通过检索获取其编码序列，用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞（BEF）。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，与BEF膜发生 ， 表达载体最终进入细胞核，发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞，从牛卵巢获取卵母细胞，经体外培养及去核后作为。将两种细胞进行电融合，电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至 ， 植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测：利用PCR技术，以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，以为阳性对照，检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测：从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞，提取总RNA，对总RNA进行处理，以去除DNA污染，再经逆转录形成cDNA，并以此为 ， 利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是什么？。
15. 生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。(1)、将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是。(2)、为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势是 ， 因而被用于制备监测鱼（MO）。
(3)、现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM需经MO和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。Ⅰ.启动子：。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P生）④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P肌）
Ⅱ.基因：
A．GFP B．Gal4 C．雌激素受体基因（ER） D．仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）
(4)、SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素，与受体结合后造成不育。(5)、使拟用于实际监测的SM不育的目的是。16. 下图是应用现代生物技术培育良种牛的流程图，请回答下列相关问题：
(1)、通常通过去除良种奶牛（B）卵母细胞的细胞核。进行核移植时，将乳腺细胞的细胞核移入期的卵母细胞中以获得重构卵。与良种奶牛（C）相比，克隆牛（F）的染色体数（填“增加”“减少”或“不变”）。(2)、试管牛（E）培育过程中，进行体外受精时，将精子培养在人工配制的中使其获能后，才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用。与体外受精相比，体内受精在内完成。若要人工控制奶牛的性别，在胚胎移植前，需要取做DNA分析，鉴定性别。17. 线粒体中某基因突变可引发莱氏综合征（Leigh Syndrome）。医学工作者用来自卵子捐献者的健康线粒体取代了母亲卵子中的缺陷线粒体，随后用父亲的精子使融合后的卵子受精，诞生出世界首位“三亲婴儿”。下图为“三亲婴儿”技术路线示意图，回答下列问题：
(1)、该技术涉及等操作（至少答两项）。(2)、在促使捐献者及母亲超数排卵时，不宜长期过量使用性激素的原因是。(3)、图示重组卵母细胞应培养至（时期），才具备与精子受精的能力，人工授精前需对精子进行处理。(4)、“三亲婴儿”技术被认为可能有助于治疗某些不明原因的不孕不育症，并提高体外受精的成功率。医学工作者提出另一种“三亲婴儿”的技术路线：先 ， 然后将其细胞核转移到另一个细胞核已提前被移除的受精卵中。这样的受精卵也有三个遗传学亲本，并且不携带母亲的致病线粒体DNA。18. 人血清白蛋白（HSA）在临床上的需求量大，由于其来源有限和有生物污染的风险，重组人血清白蛋白（rHSA），成为其重要的替代品。回答下列小题：(1)、途径一：基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞，获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图，其中I、II、III、IV是四种不同的限制酶，具各自识别的酶切位点如表所示。
限制酶 I II III IV 识别序列及切割位点 
①随着测序技术的发展，为获取人血清白蛋白基因，可通过检索获取其编码序列，用化学合成法制备得到。将HSA基因插入质粒中时，最好选择限制酶进行共同切割。将受体酵母菌置于含有的培养基中进行筛选培养，以获得能表达HSA的细胞。
②采用PCR等技术可检测目的基因是否插入酵母菌染色体中，得到的PCR产物一般通过来鉴定，DNA分子的迁移速率与有关（答出2点即可）。
③工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育，扩大培养、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面，将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对（填“菌体”或“菌落”）进行直接计数，以评估增殖情况。发酵结束后，采用（答出2点即可）等方法获得所需的发酵产品。
(2)、途径二：基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器I.采集良种供体牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；
II.构建基因的表达载体，并将其导人奶牛受精卵，形成转基因细胞；
III.电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎；
IV.将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
①实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行处理。
②实验步骤II中，将人的血清白蛋白基因导人奶牛受精卵最为有效的方法是。
③实验步骤III中进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中通常要加入等 天然成分，培养条件要求无毒、无菌的环境，具体措施有（答出两点即可）。当胚胎发育至囊胚阶段，取其做DNA分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雄性胚胎进行移植。
④实验步骤IV进行胚胎移植，其实质是。为实现这一工序，需用相应激素对受体
进行处理。
⑤有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因（答出两点即可）。
19. 抗凝血酶Ⅲ是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。如图表示培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ的流程。回答下列问题：
(1)、在胚胎工程中，可用激素使供体母牛超数排卵，激素给予方式及原因是。(2)、若在体外获取大量抗凝血酶Ⅲ基因通常采用PCR技术，该技术所需引物的本质是。PCR技术的全称是。(3)、图中①过程是。图中②过程是。若要扩大生产，在不影响胚胎发育的基础上对囊胚进行分割时要注意。20. “多发性骨性连接综合征”是由编码成纤维细胞生长因子（FGF9）的基因突变所致，患者FGF9基因中某碱基对发生替换，使FGF9中相应的氨基酸发生替换。科研人员欲利用基因工程等技术获得含有该突变基因的模型小鼠，用来研究该病的发病机理。图1表示FGF9cDNA（由FGF9基因转录得到的mRNA逆转录而来）进行定点突变得到突变型FGF9cDNA的流程，图2为研究中所用的质粒（SpeI、HindⅢ、SmalI和BglⅡ分别代表相应的限制酶切割位点，以上限制酶切割产生的粘性末端不同）。请回答下列问题：
(1)、图1虚线方框中的a链与d链在延伸过程中的作用是：既可作为又可以起到相当于的作用，使酶能够从a链与d链的3'端开始连接脱氧核苷酸。经PCR后获得的产物一般通过来鉴定。(2)、基因工程操作的核心步骤是。图2质粒中的C序列是 ， 它是RNA聚合酶识别和结合的部位。图1中突变型FGF9cDNA的a链所在的DNA单链为转录的模板链，则引物1和引物4的5'端需分别添加酶的识别序列，才能与图2中的质粒正确连接。(3)、将构建的重组DNA分子通过技术导入受精卵，再经（答1点即可）等技术使其发育成模型小鼠。(4)、科研人员发现，已转入突变型FGF9cDNA的模型小鼠并未表现出“多发性骨性连接综合征”，从分子水平上寻找原因需采用的技术有。（答出2点）