新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案37选择性必修3生物与技术第十单元生物技术与工程第4讲胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

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练案[37]　选择性必修3　第十单元　生物技术与工程第4讲　胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题A组一、选择题1．哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。据图分析，下列叙述错误的是( C )A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞解析：分析题图可知，在促性腺激素的作用下减数第一次分裂完成并产生次级卵母细胞；只有在精子的作用下，次级卵母细胞才能完成减数第二次分裂；Ⅱ为卵原细胞，染色体数目为2N，Ⅲ为次级卵母细胞，在减数第二次分裂后期，着丝粒分裂后染色体数为2N，Ⅳ为受精卵，在有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍为4N，三者在分裂后期染色体数目不同；动物基因工程中常用受精卵作为受体细胞。2．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代生物工程技术，①、②、③表示其结果，下列说法正确的是( D )A．若a是核移植技术，①反映了动物细胞也具有全能性B．若c是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表型一定相同C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物D．若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能解析：若a是核移植技术，则①反映了动物细胞的细胞核具有全能性，A错误；胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同，但表型不一定完全相同，因为表型还受环境的影响，B错误；①②③中作为供体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物，而受体只要健康和具有良好的繁殖能力即可，不需要是珍稀的或存量少的雌性动物，C错误；若b是体外受精技术，则②为试管动物，这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能，D正确。3．下列有关试管婴儿和设计试管婴儿的区别的说法，正确的是( A )A．前者不需要对胚胎进行基因诊断，后者需要对胚胎进行基因诊断B．前者属于无性繁殖，后者属于有性生殖C．前者需要经过胚胎移植，后者不需要经过胚胎移植D．前者需要体外受精，后者不需要体外受精解析：试管婴儿不需要对胚胎进行基因诊断，而设计试管婴儿需要对胚胎进行基因诊断，A正确；两者都属于有性生殖，B错误；两者都需要进行胚胎移植，C错误；两者都需要进行体外受精，D错误。4．如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( C )A．图中①过程没有发生细胞分化，②过程才开始出现细胞分化B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C．牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段才进行移植D．原肠胚是进行胚胎移植的最好时期解析：囊胚期开始出现细胞分化，形成滋养层和内细胞团细胞，因此①过程发生了细胞分化，A错误；受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，该时期细胞数目不断增多，但胚胎的体积不变甚至略微减小，因此每个细胞的体积不断减小，B错误；牛、羊一般在桑葚胚或囊胚阶段才进行移植，C正确；桑葚胚或囊胚是进行胚胎移植的最好时期，D错误。5．生物安全是国家安全体系的重要组成部分。下列关于保障生物安全的说法，不正确的是( B )A．谨慎使用抗生素，减少对耐药菌的选择B．转基因技术已经成熟，可以任意改造生物C．面对新冠疫情，积极注射疫苗建立免疫屏障D．加强对高风险实验室的监管，避免病原微生物的泄漏解析：抗生素能杀灭细菌，留下耐药菌，过多使用抗生素，会增加耐药菌的比例，因此需要谨慎使用抗生素，减少对耐药菌的选择，A正确；转基因技术存在一定的安全争议，不能任意改造生物，B错误；疫苗可以使机体产生更多的记忆细胞和抗体，有利于更好地与病毒作斗争，因此面对新冠疫情，积极注射疫苗建立免疫屏障，C正确；高风险实验室中的病原微生物一旦流出，会导致人群中增加患病风险，因此需要加强监管，避免病原微生物的泄露，D正确。6．现代生物工程的操作常常涉及到下面的流程，下列说法正确的是( B )A．若图为核移植过程，则②从卵巢中获取的卵母细胞直接作为受体细胞和①供体细胞融合B．若图为单克隆抗体的制备过程，需要筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞C．若图为试管动物的培育过程，需培育到原肠胚才能进行胚胎分割与胚胎移植D．若图为植物体细胞杂交过程，则形成③常用灭活的病毒直接处理两种植物细胞解析：若图为核移植过程，在体细胞核移植过程中，应选择处于MⅡ中期的卵母细胞作为受体细胞，因此需要将卵母细胞培养至MⅡ中期，不是直接作为受体，A错误；若图为单克隆抗体的制备，则①和②是经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，形成融合细胞需要经过筛选，筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞，B正确；若图为试管动物的培育过程，需培育到桑葚胚或者囊胚才能进行胚胎分割与胚胎移植，C错误；诱导原生质体融合的方法有物理法包括离心、振动、电刺激等，化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂，灭活的病毒是诱导动物细胞融合方法，D错误。二、非选择题7．慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.8～4.8 g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：请回答：(1)要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，然后在恰当时期采集卵子。(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用人工合成的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、乳腺中特异表达的基因的启动子、终止子、标记基因等部分。(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定，一般采用SRY－PCR方法，选择出现阴性反应的雌性(性别)胚胎进行移植。解析：(1)在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，可促使其超数排卵。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可通过DNA合成仪用人工合成的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有在乳腺中特异性表达的基因的启动子和终止子。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。B组一、选择题1．我国科学家首次进行了大熊猫异种克隆的科学研究工作。他们将大熊猫的体细胞核放入兔子的去核卵母细胞之中，并使其成功发育成囊胚，标志着异种核质相容的问题得到解决，异种克隆大熊猫迈过了第一道“坎”；然后至关重要的是选择一种合适的“代孕母体”。下图是该研究的理论流程图。下列说法正确的是( C )A．囊胚的内细胞团细胞属于iPS细胞B．步骤甲的供体和步骤乙的受体需要同期发情处理C．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞D．步骤甲、乙分别是指大熊猫体细胞核移植、胚胎收集解析：囊胚的内细胞团细胞是胚胎干细胞的来源之一，全能性高于iPS细胞，故囊胚的内细胞团细胞不属于iPS细胞，A错误；步骤乙需要进行同期发情处理，甲不需要，B错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺，C正确；步骤甲和步骤乙分别是指核移植技术和胚胎移植，D错误。2．(2020·江苏卷)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述正确的是( D )A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养解析：哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子，因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多，不容易大量获取的是卵细胞，因而通常需要用促性腺激素处理雌性哺乳动物，使其一次性产生更多的卵母细胞，来培养更多的胚胎，A项错误；细胞a和细胞b内含有的核基因相同，B项错误；细胞培养过程中分散细胞时，用胰蛋白酶等处理组织，分散得到单细胞，不是破坏了细胞的膜蛋白，而是仅仅分解掉细胞间的黏连蛋白，C项错误。3．人们对转基因技术安全性的关注与日俱增，曾有百余名诺贝尔奖得主发布联名公开信：长期调研表明，通过生物技术改良的农作物和食物至今从未有过一起经过确认的致病案例，这让人们更理性的看待转基因技术。以下相关叙述错误的是( C )A．转基因技术使植物获得优良性状，但没有增加生物的基因多样性B．将目的基因导入农作物的叶绿体基因组可有效防止基因污染C．我国发放了转基因作物的生产应用安全证书，批准所有转基因作物都能商业化种植D．目前虽未发现致病的案例，但仍要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响解析：转基因技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，因此其增加了生物变异的范围，但并未产生新的基因，即没有增加生物的基因多样性，A项正确；将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中能防止基因污染，因为叶绿体基因组不会进入花粉，B项正确；我国发放了转基因作物的生产应用安全证书，但并未批准所有转基因作物都能商业化种植，C项错误；目前虽未发现致病的案例，但仍要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响，属于理性看待，D项正确。4．(2023·济南市高三模拟)材料1：1890年，Heape将2个四细胞时期的安哥拉兔胚胎移植到一只受精的比利时兔的输卵管中，产下了4只比利时和2只安哥拉幼兔，这是第一次成功移植哺乳动物胚胎。材料2：Dziuk等研究了利用促卵泡素进行超数排卵的方法，有报道指出，使用透明质酸作为稀释剂注射1或2次促卵泡素的效果与用盐水为稀释剂多次注射促卵泡素的效果一致。下列有关叙述正确的是( B )A．胚胎工程是对动物早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术B．比利时兔产下两种兔的生理学基础是比利时兔已经受精形成自己的受精卵，安哥拉兔的胚胎可与比利时兔建立正常的生理和组织上的联系，在比利时兔体内安哥拉兔的遗传特性不受影响C．材料2中得到的卵细胞需要获能后才能受精D．从材料2中可得出超数排卵的数量只与稀释剂的种类有关解析：胚胎工程是对动物生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内产生后代，以满足人类的各种需求，A项错误；超数排卵获得的卵母细胞需要培养到MⅡ中期才能体外受精，C项错误；依据材料2信息“使用透明质酸作为稀释剂注射1或2次促卵泡素的效果与用盐水为稀释剂多次注射促卵泡素的效果一致”，由此可知，超数排卵的数量与稀释剂的种类和注射的次数有关，D项错误。5．如图示例利用二倍体小鼠所做的实验，分析不合理的是( D )A．过程①需要运用早期胚胎培养技术B．图中囊胚的细胞基因型有所不同C．代孕母鼠需进行同期发情处理D．嵌合体幼鼠是四倍体解析：过程①为动物细胞培养(早期胚胎培养)，A正确；图中囊胚的细胞来自两种小鼠，故有些细胞基因型不相同，B正确；胚胎移植技术中，进行该操作前需要对受体雌鼠进行同期发情处理，C正确；嵌合体幼鼠细胞中染色体并未加倍，故是二倍体，D错误。6．由于胚胎发育率低，导致非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。我国科学家经过反复试验，于2017年成功培育出了体细胞克隆猴，流程如下图。下列叙述错误的是( B )A．该过程应用了动物细胞培养、动物细胞融合和胚胎移植等技术B．体细胞克隆猴的线粒体DNA完全来自于提供卵母细胞的母猴C．灭活的仙台病毒不具备感染能力但保留有抗原结构D．重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平升高可能会提高胚胎发育率解析：图示过程为体细胞克隆猴过程，该过程中应用了动物细胞培养(卵细胞等的培养)、动物细胞融合(去核卵母细胞与成纤维细胞融合)和胚胎移植等技术，A正确；据图可知，体细胞克隆猴是由去核卵母细胞和成纤维细胞融合而成，故体细胞克隆猴的线粒体DNA来自提供母细胞的母猴和成纤维细胞，B错误；灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，灭活后的病毒不具备感染能力，但仍保留有抗原结构，C正确；据图可知，需要先将组蛋白去甲基化酶的mRNA和组蛋白脱乙酰酶抑制剂注入重构胚，再移入代孕母猴体内，故推测重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平升高可能会提高胚胎发育率，D正确。二、非选择题7．(2019·江苏，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：(1)对1号猪使用 促性腺激素处理，使其超数排卵，收集并选取处在减数第二次分裂中期时期的卵母细胞用于核移植。(2)采集2号猪的组织块，用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是 维持培养液的pH。(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行胚胎分割。产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪。(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有①④(填序号)。①DNA测序　　 　 　②染色体倍性分析③体细胞结构分析  ④抗原—抗体杂交解析：(1)利用促性腺激素使雌性个体超数排卵，可得到较多的卵母细胞，将获得的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期时，才可以进行核移植。(2)采集组织块是为了得到组织细胞，利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块可将组织细胞分散开。对组织细胞进行培养时，培养箱中CO2的作用是维持培养液的pH。(3)为了获得更多的基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行分割。通过核移植技术获得的个体，其性染色体来自提供细胞核的个体，应为2号猪。(4)检测病毒外壳蛋白基因是否导入受体细胞的方法是DNA测序，检测目的基因是否在受体内表达常用的方法是抗原—抗体杂交。