高考生物二輪復習 課后限時集訓18 胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題（含解析）-人教版高三生物試題

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1、胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題 (建議用時：40分鐘) 一、選擇題 1．(2020·山東高三一模)下列關于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是(　　) A．精子在獲能液中于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能 B．小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關激素有促進超數(shù)排卵的作用 C．分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學差異 D．注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育 C　[精子在獲能液中于37 ℃、5% CO2條件下培養(yǎng)，可使精子獲能，A正確；給小鼠注射促性腺激素可促進其超數(shù)排卵，B正確；分割的胚胎細胞具有相同的遺傳物質，但發(fā)育

2、過程中受基因突變或環(huán)境因素影響等，最終發(fā)育成的個體可能會有形態(tài)學差異，C錯誤；胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，能分化成各種組織器官，D正確。故選C。] 2．(2019·全國高三專題練習)十年前兩個研究小組幾乎同時發(fā)現(xiàn)，將四個特定基因導入處于分化終端的體細胞(如成纖維細胞等)中，可誘導其形成具有胚胎干細胞樣分化潛能的誘導性多能干細胞。這項先進技術的潛在應用前景是(　　) A．改造和優(yōu)化人類基因組結構 B．突破干細胞定向分化的障礙 C．解決異體組織/器官排斥難題 D．克隆具有優(yōu)良品質的動物個體 C　[這項技術的重要意義在于使已高度分化的細胞恢復分裂能力，形成多能干細胞，而不是改造和優(yōu)化人類

3、基因組結構；B項屬于理論方面的意義，不屬于應用前景；該項技術不能用于產生新個體，克隆具有優(yōu)良品質的動物個體可以通過核移植技術。] 3．我國科學家成功將卵巢顆粒細胞重編程為具有生殖系轉移能力的誘導多能干細胞，進而分化為卵子，并通過正常受精獲得健康小鼠。有關敘述正確的是(　　) A．過程①類似于再分化，其實質是基因選擇性表達 B．過程②表示減數(shù)分裂，GV卵母細胞不具備受精能力 C．過程③，受精后的X細胞會再釋放出一個極核 D．上述過程中涉及的體外受精、早期胚胎培養(yǎng)屬于細胞工程 B　[過程①類似于脫分化，其目的是恢復全能性，A錯誤；過程②表示減數(shù)分裂，GV卵母細胞不具備受精能力，其分

4、裂形成的X細胞才具備受精能力，B正確；過程③，受精后的X細胞會再釋放出一個極體，而不是極核，C錯誤；上述過程中涉及的體外受精、早期胚胎培養(yǎng)屬于胚胎工程，D錯誤。故選B。] 4．(2020·江蘇高三三模)在胚胎移植的操作過程中，對已經受精的動物，可進行沖卵等技術操作。下列相關敘述正確的是(　　) A．接受手術的對象是胚胎移植的受體 B．沖卵的目的是獲得已經受精發(fā)育的早期胚胎 C．為獲得雌性胚胎進行移植，需取囊胚期的內細胞團細胞做性別鑒定 D．受體對移入子宮的外來早期胚胎可通過細胞免疫將其排斥 B　[沖卵實質上是將供體母牛子宮內的早期胚胎沖洗出來，此環(huán)節(jié)接受手術的對象是供體，A錯誤，B

5、正確；進行性別鑒定時，需取滋養(yǎng)層細胞進行鑒定，C錯誤；大量研究已經證明，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，這就為胚胎在受體內的存活提供了可能，D錯誤。故選B。] 5．(2020·河北石家莊二中高二期中)某種轉基因玉米能高效合成一種多肽類的蛋白酶抑制劑，積累于莖葉中，讓取食它的害蟲的消化酶受抑制，無法消化食物而死。下列就該玉米對人類安全性的評論中，不符合生物學原理的是(　　) A．不安全。這種玉米的果實(種子)也可能含有蛋白酶抑制劑，食用后使人因無法消化食物而患病 B．不安全。該玉米的蛋白酶抑制劑基因可通過食物鏈富集并在人體細胞內表達，使人體無法消化食物而患病 C．安全。

6、因為人與害蟲消化酶的結構存在差異，玉米的蛋白酶抑制劑對人體很可能無影響 D．安全。人類通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制劑已被高溫破壞，不會影響人的消化 B　[該種玉米的果實(種子)也可能含有蛋白酶抑制劑，食用后使人因無法消化食物而患病，不安全，A正確；生物體攝取的蛋白酶抑制劑基因會被生物體消化為小分子核苷酸被吸收，不會在體內表達，是安全的，B錯誤；由于不同物種的酶在結構上有差異，該抑制劑對人體消化酶無影響，因此對人體是安全的，C正確；人類通常食用煮熟的玉米，該抑制劑會被高溫破壞，因此不會影響人體，是安全的，D正確。故選B。] 6．(2020·山東高三二模)新冠肺炎在全世界的大流行

7、，使我們對病毒的威力有深刻感受，所以生物武器更是人類要嚴格禁止的。下列關于生物武器的說法，錯誤的是(　　) A．生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經過基因重組的致病菌等 B．利用炭疽桿菌制成的生物武器，具有傳染性強、死亡率高的特點 C．中美兩國發(fā)布聯(lián)合聲明，重申在一般情況下不發(fā)展、不生產、不儲存生物武器 D．徹底銷毀生物武器是世界上大多數(shù)國家的共識 C　[生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經過基因重組的致病菌等，A正確；利用炭疽桿菌制成的生物武器，具有傳染性強、死亡率高的特點，B正確；中美兩國發(fā)布聯(lián)合聲明，重申在任何情況下不發(fā)展、不生產、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術

8、和設備的擴散，C錯誤；人們希望徹底銷毀生物武器，這是世界上大多數(shù)國家的共識，D正確。故選C。] 7．(不定項)科學家已經在實驗室內通過一定技術手段將干細胞定向誘導分化成原始生殖細胞，再經過細胞培養(yǎng)成功培育出能夠受精的人造精子和人造卵子。這項技術為試管嬰兒提供了廣闊的發(fā)展前景。下列敘述錯誤的是(　　) A．人造卵子是健康女性捐贈細胞核和不孕癥女性的去核卵母細胞構成的重組細胞 B．培養(yǎng)人造卵子需要加入血清等成分并提供純氧、無菌的環(huán)境 C．人造生殖細胞受精形成的胚胎在原腸胚之前，每個細胞都具有全能性 D．人造卵子技術為女性不育的家庭帶來了福音，但也存在倫理隱患 ABC　[人造卵子是通過一

9、定技術手段將干細胞定向誘導分化成原始生殖細胞，再經過細胞培養(yǎng)成功培育出能夠受精的卵子，A錯誤；培養(yǎng)人造卵子需要加入血清等成分并提供95%的空氣(細胞代謝必需的)和5%的CO2(維持培養(yǎng)液的pH)的氣體，B錯誤；人造生殖細胞受精形成的胚胎在桑椹胚之前，每個細胞都具有全能性，C錯誤；人造卵子技術為女性不育的家庭帶來了福音，但也存在倫理隱患，D正確。故選ABC。] 8．(不定項)(2020·江蘇高三一模)核基因CCR5控制的CCR5蛋白質是HIV入侵人體細胞的主要受體之一。研究人員對受精卵進行基因編輯，將CCR5基因中的32個堿基去除，使之無法在細胞表面表達正常受體，以期人類先天免疫艾滋病。下列相

10、關分析正確的是(　　) A．該變異類型屬于染色體結構的缺失 B．編輯后的基因與原基因互為等位基因 C．編輯后的基因中(A＋G)/(C＋T)不會改變 D．基因編輯能改變人類基因庫，要嚴防濫用 BCD　[據(jù)題干信息，基因編輯過程中發(fā)生了堿基對的缺失，屬于基因突變，A錯誤；基因突變發(fā)生了基因結構的改變，而該基因為核基因，突變后的基因與原基因互為等位基因，B正確；編輯后的基因仍是雙鏈DNA，由于堿基互補配對，A的含量等于T的含量，G的含量等于C的含量，(A＋G)/(C＋T)＝1，不會改變，C正確；針對人類生殖細胞及受精卵的基因編輯超出現(xiàn)有倫理框架，不可隨意而為，要嚴防濫用，D正確。故選BCD

11、。] 9．(不定項)(2020·江蘇高考)小鼠胚胎干細胞經定向誘導可獲得多種功能細胞、制備流程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．為獲得更多的囊胚，采用激素注射促進雄鼠產生更多的精子 B．細胞a和細胞b內含有的核基因不同，所以全能性高低不同 C．用胰蛋白酶將細胞a的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細胞 D．胚胎干細胞和誘導出的各種細胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng) ABC　[為了獲得更多的囊胚，可以采用激素促進成熟雌性個體超數(shù)排卵，然后將卵細胞從母體內取出，在試管內與人工采集的精子進行體外受精，培育成胚胎，A錯誤；細胞a和細胞b是由同一個受精卵經過有絲分裂形成的，故核基因相同，

12、B錯誤；運用細胞培養(yǎng)技術可以從哺乳動物的早期胚胎中獲得胚胎干細胞，首先必須用胰蛋白酶處理內細胞團，分解細胞間的膠原蛋白等，使之分散成單個細胞，C錯誤；動物細胞培養(yǎng)時需要在5% CO2的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，以維持培養(yǎng)液的pH，D正確。故選ABC。] 二、非選擇題 10．閱讀下面的材料，完成(1)～(4)題。 誘導多能干細胞技術 在成體動物中許多組織如皮膚、血液和小腸上皮的細胞壽命很短，需要不斷地被相應的新細胞替換。但是，在分化的過程中，細胞往往因為高度分化而失去了再分裂的能力， 最終走上衰老和死亡。為了彌補這一不足，機體在發(fā)育過程中還保留了一部分未分化的原始細胞，也就是干細胞。 在體內，

13、分化是不可逆的，但是科學家找到了在體外逆轉分化的方法——誘導多能干細胞(iPSC)。誘導多能干細胞最初是日本科學家山中伸彌于2006年利用病毒載體將四個重編程因子(Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc)導入體細胞中使體細胞恢復分裂能力的方式。 誘導多能干細胞技術是一種新興的治療方法。目前，已經在皮膚、心臟、眼睛、骨骼肌、神經組織、胰腺、血液等方面建立起了干細胞治療的模型，通過特殊的移植技術將誘導多能干細胞移植到體內，代替那些正?；蚍钦Ｋ劳龅募毎?，從而恢復機體功能。例如，美國哈佛醫(yī)學院的科研人員將成體細胞來源的iPSC轉化為造血干細胞，該成果有望解決血液和骨髓供體不足的問題，對血液疾病的

14、治療具有重要意義。日本京都大學的科研人員將人類 iPSC 來源的多巴胺多能干細胞移植到患帕金森病的食蟹猴體內，發(fā)現(xiàn)食蟹猴的帕金森病癥狀在兩年內得到持續(xù)改善。干細胞還可以讓人類衰老細胞恢復活力，研究人員對衰老細胞利用幾種重編程因子處理一段時間后，通過比較不同組的實驗結果發(fā)現(xiàn)，老年細胞的基因表達與年輕細胞的更為相似。 由上可以看出，誘導多能干細胞的研究在疾病治療方面發(fā)揮了一定的作用。通過了解正常細胞的分化發(fā)育過程，了解調控干細胞分化的基因，將有助于洞悉疾病的形成原因， 并研發(fā)相應的治療策略。 (1)舉例說出兩種類型的干細胞__________________________。干細胞分化成不同組

15、織細胞的機理是______________________。胚胎干細胞可以分化成機體所有細胞，說明其具有發(fā)育的________。 (2)教材所學的體外逆轉分化還包括__________________________。(舉出2個例子) (3)結合課本知識和文中信息，寫出多能干細胞與誘導多能干細胞的異同 _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________

16、______________________。 (4)結合本文和所學內容，說出干細胞在細胞和器官水平上的應用。 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析]　(1)干細胞可以分為全能干細胞、多能干細胞、單能干細胞。全能干細胞如胚胎干細胞，多能干細胞如造血干細胞，單能干細胞如上皮組織基底層的干細胞。細胞分化的實質是基因的選擇性表達。胚胎干細胞可以分化成機體所有細胞，說明其具有發(fā)育的全能性。(2)根據(jù)題意，

17、在體內，分化是不可逆的，這是基因選擇性表達的結果，但是在體外條件下可以發(fā)生逆轉分化，如教材中的植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化和克隆羊形成過程中通過核移植形成重組細胞的過程。(3)根據(jù)題意和所學知識可知，多能干細胞是生物個體發(fā)育過程中分化形成的一類具有自我更新、自我復制能力的多潛能細胞。多能干細胞(iPs)具有分化出多種細胞組織的潛能，但失去了發(fā)育成完整個體的能力，發(fā)育潛能受到一定的限制。誘導多能干細胞通過采用導入外源基因的方法使體細胞逆轉分化為多能干細胞，對于這類干細胞我們稱為誘導多能干細胞。誘導多能干細胞在一定條件下也可以分化出多種細胞組織，用于人類的多種疾病的治療和緩解衰老。綜上所述，可見多能

18、干細胞與誘導多能干細胞的相同點：二者都具有分化出多種細胞組織的潛能、都可以用于人類疾病的治療；不同點：兩種細胞的來源不同，多能干細胞是生物個體發(fā)育過程中分化形成的一類干細胞，而誘導多能干細胞通過采用導入外源基因的方法使體細胞逆轉分化為多能干細胞。(4)根據(jù)題意可知，誘導干細胞已經在皮膚、心臟、眼睛、骨骼肌、神經組織、胰腺、血液等方面建立起了干細胞治療的模型，通過特殊的移植技術將誘導多能干細胞移植到體內，代替那些正?；蚍钦Ｋ劳龅募毎瑥亩謴蜋C體功能。例如，美國哈佛醫(yī)學院的科研人員將成體細胞來源的iPSC轉化為造血干細胞，該成果有望解決血液和骨髓供體不足的問題，對血液疾病的治療具有重要意義。在

19、器官水平上可以誘導干細胞分裂、分化為相應的組織和器官用于器官移植的治療。 [答案]　(1)胚胎干細胞、造血干細胞(或上皮組織基底層的干細胞)　基因的選擇性表達　全能性　(2)植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化和克隆動物形成過程中核移植形成重組細胞的過程　(3)相同點：二者都具有分化出多種細胞組織的潛能、都可以用于人類疾病的治療；不同點：兩種細胞的來源不同，多能干細胞是生物個體發(fā)育過程中分化形成的一類干細胞，而誘導多能干細胞通過采用導入外源基因的方法使體細胞逆轉分化為多能干細胞　(4)細胞水平的應用：誘導干細胞分裂、分化為造血干細胞；器官水平的應用：誘導干細胞分裂、分化為組織和器官用于器官移植 11

20、．α1-抗胰蛋白酶是肝臟產生的一種糖蛋白，缺乏該酶會引起肺氣腫。某公司成功培育出轉基因羊，這種羊進入泌乳期后，其乳汁中含有人類的α1-抗胰蛋白酶，可用于治療肺氣腫。請回答下列問題： (1)為獲取目的基因，需要在肝細胞中提取________，通過反轉錄產生cDNA，再通過________技術進行快速擴增。 (2)將α1-抗胰蛋白酶基因與________的啟動子等調控組件重組、構建基因表達載體，然后通過________技術，導入羊的受精卵中。 (3)受精卵通過早期胚胎培養(yǎng)，一般發(fā)育到________階段通過胚胎移植到受體子宮孕育。早期胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是____________

21、。為了選育出能泌乳的雌羊，移植前需從胚胎的________部位取樣，通過DNA鑒定分析性別。 (4)α1-抗胰蛋白酶是一種結構較復雜的糖蛋白，上述生產方法與傳統(tǒng)的轉基因大腸桿菌生產比較，其優(yōu)勢在于____________________。 [解析]　(1)α1-抗胰蛋白酶基因在肝細胞中表達，所以可以在肝細胞中提取mRNA，反轉錄產生相應cDNA，再通過PCR技術進行體外擴增。(2)為了使α1-抗胰蛋白酶基因在乳腺細胞中表達，需要將其與乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組，構建基因表達載體，然后通過顯微注射技術，導入羊的受精卵中。(3)牛和羊的胚胎一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚，再進行胚胎移植；早期胚

22、胎能在受體子宮中存活的生理基礎是受體子宮對早期胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應。DNA分析鑒定性別需從胚胎的滋養(yǎng)層部位取樣，這樣既保證了遺傳信息一致，又不影響內細胞團進一步發(fā)育。(4)糖蛋白的形成需要進行蛋白質的加工，相對原核細胞而言，羊細胞有內質網(wǎng)和高爾基體，具備蛋白質加工的能力。 [答案]　(1)mRNA　PCR　(2)乳腺蛋白基因　顯微注射　(3)桑椹胚或囊胚　受體子宮對早期胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應　滋養(yǎng)層　(4)羊細胞內有內質網(wǎng)和高爾基體，能對蛋白質進行加工 12．現(xiàn)代生物技術已經進入人們生活的很多方面，解決了很多實際問題。請結合所學的生物知識，回答相關問題： (1)“協(xié)和”臍帶血干

23、細胞自體儲存方式正式開放。一些家長將孩子的臍帶血保存，可在將來需要時，用來克隆細胞或器官，避免________反應，從根本上解決了供體不足的問題。 (2)“試管嬰兒”技術在體外受精前，需要對采集的精子進行________處理，才能與卵子結合。受精卵發(fā)育成早期胚胎，既可冷凍保存，也可____________________________。隨著科技發(fā)展，一枚“沉睡”了12年之久的胚胎經過解凍復蘇后，成功孕育而生。有人認為冷凍胚胎處置不當會引發(fā)倫理道德問題，從未被解凍胚胎可能的處置方式分析，談一下你的看法。_____________________________________________

24、_____。 (3)研究發(fā)現(xiàn)，如果將胰島素β鏈上的第28、29位氨基酸調整順序后，可獲得速效胰島素。該項技術屬于____________。要生產該胰島素，需要定向改造____________(填“胰島素基因”“胰島素mRNA”或“胰島素”)，原因是__________________________________________________。 [解析]　(1)異體移植最怕發(fā)生免疫排斥反應，免疫排斥是機體對移植物(異體細胞、組織或器官)通過特異性免疫應答使其破壞的過程。(2)體外受精前需進行卵母細胞采集及精子的采集和獲能兩個過程，經過胚胎早期培養(yǎng)后，既可冷凍保存，也可向受體移植。由于

25、冷凍胚胎可以恢復發(fā)育能力，所以將冷凍胚胎用作科學研究，是對生命的不尊重。(3)改變蛋白質功能，屬于蛋白質工程技術，若要使蛋白質功能持續(xù)、穩(wěn)定改變，需對編碼蛋白質的基因進行改造，其原因有兩方面：①任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質進行了改造，而且改造過的蛋白質可以遺傳下去。如果對蛋白質直接進行改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳的。②對基因進行改造比對蛋白質直接改造要容易操作，難度要小得多。 [答案]　(1)免疫排斥　(2)獲能　向受體移植(移植或胚胎移植)　冷凍胚胎也是生命，若用于科學研究，是對生命的不尊重　(3)蛋白質工程　胰島素基因?、偃魏我环N天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質進行了改造，而且改造過的蛋白質可以遺傳下去。如果對蛋白質直接進行改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳的。②對基因進行改造比對蛋白質直接改造要容易操作，難度要小得多