高考生物二轮复习 专题限时集训16 第1部分 板块6 专题15 第2讲 胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程-人教版高三生物试题

专题限时集训(十六)(限时：40分钟)1．(2016·大连市一模)我国研究人员创造出一种新型干细胞—异种杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如下图所示，请据图回答问题：(1)图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的________发育而来，所采用的技术应为________________，培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、________________等营养成分以及血清等物质。(2)图中的单倍体ES应取自囊胚的________细胞，ES在形态上表现为________________________。(3)由于物种间存在________，因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成________作用，或者即便能完成也不能发育。但是人们为了生物学研究的便利，创造出了各类远亲物种间的杂合细胞，如小鼠－大鼠、人－鼠等杂交细胞，由于这些细胞都是由体细胞融合产生，因此杂交细胞中通常含有________个染色体组。【解析】(1)图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的卵子(卵细胞)发育而来，所采用的技术应为早期胚胎培养技术。(2)图中的单倍体ES应取自囊胚的内细胞团细胞，ES在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。(3)由于物种间存在生殖隔离，因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成受精作用，或者即便能完成也不能发育。小鼠－大鼠、人－鼠等杂交细胞都是由体细胞融合产生，因此杂交细胞中通常含有4个染色体组。【答案】(1)卵子(卵细胞)早期胚胎培养技术氨基酸、核苷酸(2)内细胞团体积小、细胞核大、核仁明显(3)生殖隔离受精42．(2016·潍坊市三模)日本的一个研究小组将Aequoreavictoria水母中编码绿色荧光蛋白(GFP)的基因导入长尾猕猴的卵母细胞中，最终获得在紫外线照射下能发绿光的“绿光猴”。请回答下列相关问题：【导学号：15482078】(1)从水母中获取GFP基因后，可利用________技术获得大量该基因，该过程所利用的酶必须具有________的特点。(2)导入目的基因的卵母细胞需培养至________，才能与获能的精子受精。精子和卵细胞间的信息交流是通过________方式实现的。(3)受精卵培养至____________时期可进行胚胎移植，移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是____________________________________________。(4)GFP基因能在猕猴细胞中表达，是因为不同生物共用______________，若“绿光猴”只是部分细胞合成了绿色荧光蛋白，这是________________的结果。【解析】(1)要获取大量的GFP基因可利用PCR技术进行扩增，该过程需高温解旋，因此所利用的酶必须具有耐高温的特点。(2)导入目的基因的卵母细胞需培养至减数第二次分裂中期，才能与获能的精子受精。精子和卵细胞通过细胞膜接触完成细胞间的信息交流。(3)胚胎移植前的早期胚胎一般培育至分化全能性较高的囊胚或桑椹胚阶段，移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)GFP基因能在猕猴细胞中表达，是因为不同生物共用一套遗传密码子，若“绿光猴”只是部分细胞，而不是全部细胞合成了绿色荧光蛋白，这是基因选择性表达的结果。【答案】(1)PCR耐高温(2)减数第二次分裂中期(MⅡ中期)细胞膜接触(3)囊胚或桑椹胚受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应(4)一套遗传密码子基因选择性表达3．(1)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行________处理。卵子受精的重要标志是________________。(2)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，要将干扰素基因与____________________连接在一起构建基因表达载体，并将基因表达载体导入牛的________(填“受精卵”或“乳腺细胞”)。(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用________激素处理可使其超数排卵。在核移植过程中，作为受体的成熟卵母细胞在核移植前需要进行________处理。(4)在胚胎移植前，通过________技术可获得较多胚胎，进行该项技术时，应选用发育良好的、形态正常的________。【解析】(1)获能后的精子才具有受精能力，卵子受精的重要标志是卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体。(2)要构建乳腺生物反应器，需将人的干扰素基因与牛的乳腺蛋白基因的启动子相连，构建基因表达载体。培育转基因动物时，将基因表达载体导入的受体细胞是受精卵。(3)采用促性腺激素处理可使其超数排卵。在核移植过程中，作为受体的成熟卵母细胞在核移植前需要进行去核处理。(4)通过胚胎分割技术可获得较多胚胎，进行胚胎分割时应选用发育良好的、形态正常的桑椹胚或囊胚。【答案】(1)获能在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体(2)乳腺蛋白基因的启动子受精卵(3)促性腺去核(4)胚胎分割桑椹胚或囊胚4．(2016·太原市检测)如图是培养生产人生长激素的转基因动物的过程，请据图回答下列问题。(1)①是含有人生长激素基因的质粒，为了使人生长激素基因在羊乳腺细胞中表达，需要将目的基因与乳腺蛋白基因的________等调控组件重组在一起。②中是根据________基因表达的性状筛选出的细胞⑤。(2)从白脸羊体内分离出的组织要经过酶处理变为单个细胞再培养，实验中使用的细胞通常在10代以内，以保持细胞正常的____________。(3)为了使产药动物种群迅速扩大，现对⑥阶段的胚胎进行分割，一次给受体母羊移入多个胚胎，胚胎分割时应注意___________________。(4)细胞④和细胞⑤融合所利用的原理是____________。产药动物的产生涉及__________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术的成功率较______。(5)移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础为_____________________________________________。【解析】(1)因为目的基因上没有启动子，要使人生长激素基因在羊乳腺细胞中表达，需要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。(2)细胞在传至10～50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，所以实验中使用的细胞通常在10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。(3)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)细胞融合所利用的原理是细胞膜的流动性。根据图示可知，培养产生人生长激素的过程涉及体细胞核移植技术，该技术的成功率较低。(5)受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。【答案】(1)启动子标记(2)二倍体核型(3)将内细胞团均等分割(4)细胞膜的流动性体细胞核移植低(5)受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应5．(2016·青岛市二模)内蒙古农业大学生命科学院成功培育出了转肠乳糖酶基因的“低乳糖奶牛”。这头奶牛所产牛奶中不含乳糖或含量很低。请回答下列问题：(1)构建基因表达载体时，需要获取仅在________细胞中特异性表达的基因的启动子，以使乳汁中的乳糖含量降低。构成启动子的基本单位是____________。(2)将基因表达载体导入奶牛受精卵细胞常用的方法是________，与早期胚胎细胞和体细胞相比较，受精卵细胞的优势是_____________________。(3)受精卵经过体外培养，形成________，再移植到受体母牛体内，移植到受体母牛子宫内的胚胎能够存活的原因是____________________。(4)进行胚胎移植操作前，需要对取自早期胚胎的滋养层细胞利用________技术进行DNA分析，以鉴定其性别。人的肠乳糖酶基因在奶牛中是否成功表达，可以采用抗原—抗体杂交进行检测，其中的抗原是指____________。【解析】(1)因转肠乳糖酶基因特异性表达后，奶牛产的牛奶中不含乳糖或含量很低，由此可知构建基因表达载体时，需要获取仅在奶牛乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子。启动子位于基因的上游，因此其基本单位是脱氧核苷酸。(2)将基因表达载体导入奶牛受精卵细胞常用的方法是显微注射法，与体细胞相比，以受精卵细胞为受体细胞的优势是具有的全能性高，能直接发育成个体。(3)移植到受体母牛体的早期胚胎一般为桑椹胚或囊胚，移植到受体母牛子宫内的胚胎能够存活的原因是受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)进行胚胎移植操作前，需要对取自早期胚胎的滋养层细胞利用DNA分子杂交以鉴定其性别。人的肠乳糖酶基因在奶牛中是否成功表达，可以采用抗原—抗体杂交进行检测，其中的抗原是指人的肠乳糖酶。【答案】(1)(优良)奶牛乳腺脱氧核苷酸(2)显微注射法具有的全能性高，能直接发育成新个体(3)桑椹胚或囊胚受体母畜对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(4)DNA分子杂交(或DNA探针)人的肠乳糖酶6．(2016·江西上饶二模)目前，精子载体法逐渐成为具有诱惑力的制备转基因动物的方法之一，该方法以精子作为外源基因的载体，使精子携带外源基因进入卵细胞受精。如图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答：(1)精子载体法过程中外源基因能够整合到精子的________上是提高转化率的关键，因为受精时只有精子的________才能进入卵细胞中。(2)过程②采用的是________技术，该过程中应对已经导入外源基因的精子进行________处理。(3)利用转基因动物分泌的乳汁来生产药物的________反应器是科学家将药用蛋白基因与____________的启动子等调控组件重组在一起，然后导入哺乳动物的受精卵中，最终培养出转基因动物。(4)过程③需要在________________(至少写出两点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚，因此在培养细胞时需在培养基中加入________。【解析】(1)精子与卵细胞受精时，精子的头部进入卵细胞中，并释放其细胞核进入卵细胞，但细胞质未进入。因此为了提高转化率，必须将外源基因整合到精子的染色体中。(2)②表示体外受精过程，因此需要采用体外受精技术。精子必须获能才可以与卵细胞发生受精作用。(3)利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术，将外源基因(药用蛋白基因)导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用了动物乳腺天然、高效合成分泌蛋白的能力。(4)③是早期胚胎培养过程，该过程需要的条件有：无菌无毒环境、适宜的温度和pH、营养充足、一定气体环境等。动物细胞培养所需的培养液成分一般都比较复杂，除了含有各种无机盐、糖、氨基酸、促生长因子、微量元素等外，还要添加血清(或血浆)等物质。【答案】(1)染色体头部(细胞核)(2)体外受精获能(3)乳腺生物(乳房生物)乳腺蛋白基因(4)无菌无毒、适宜的温度和pH、营养充足、一定气体环境(答出2点即可)动物血清(或血浆)7．治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞)，用于治疗。请回答下列问题：(1)ES细胞是胚胎干细胞的简称，在形态上，表现为_________；在功能上，具有发育的全能性。将重组胚胎在体外培养到________时期，从该时期的________中进行分离，从而获得ES细胞。(2)在培养液中加入____________可诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞或器官，该过程研究的意义在于解决____________________________问题。(3)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是________________________。(4)科学家将体外培养的ES细胞进行诱导使其定向分化为胰岛B细胞，并进行了胰岛素释放实验：控制培养液中________的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，如图为实验结果，据此分析确认ES细胞诱导成功，得到此结论的依据是____________________________________。【解析】(1)ES细胞是胚胎干细胞的简称，在形态上，表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性。如果从重组胚胎中分离干细胞，需将重组胚胎培养到囊胚时期，从该时期的内细胞团中进行分离。(2)欲诱导ES细胞定向分化成所需的各种特定类型细胞或器官，需要在培养液中加入分化诱导因子。该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等问题。(3)已经分化的动物体细胞的全能性受到限制，体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境，所以科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养。(4)在正常机体内，胰岛B细胞分泌胰岛素的量受血糖(血液中的葡萄糖)浓度的影响，因此，欲在体外进行由ES细胞定向诱导分化形成的胰岛B细胞释放胰岛素的实验：要控制培养液中葡萄糖的浓度。实验结果显示：在糖浓度高时，胰岛素分泌量多；在糖浓度低时，胰岛素分泌量减少，据此分析确认ES细胞诱导成功。【答案】(1)体积小、细胞核大、核仁明显囊胚内细胞团(2)分化诱导因子临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等(3)卵母细胞的细胞质中含有诱导体细胞核表达出全能性的物质(4)葡萄糖在糖浓度高时，胰岛素分泌量多，在糖浓度低时，胰岛素分泌量减少(合理即可)8．(2016·山东潍坊寿光中学质检)实施西部大开发，要切实搞好生态环境保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等。材料一：据计算，维持一个6口人的牧民家庭生活所需食物，需饲养35～40头牛，其中一半必须是母牛，以提供牛奶和繁殖小牛，其余为2～3头公牛，15～18头小母牛和几头小公牛。这一畜群所需的牧场面积取决于降雨量(因降雨量影响产草量)，在降雨量为250mm地区，约需400公顷放牧地。材料二：“退耕还林工程”囊括25个省(区、市)和新疆生产建设兵团，共1897个县(含市、区、旗)。到2010年，完成退耕地造林1467万hm2，宜林荒山荒地造林1733万hm2，陡坡耕地基本退耕还林，严重沙化耕地基本得到治理，工程区林草覆盖率增加4.5个百分点，工程治理地区的生态状况得到较大改善。(1)在生态工程中，人类应用了________________等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。(2)在西部地区“退耕还林还草”的目的是_________________________，从而能够提高生态系统的自动调节能力，这个过程遵循的原理是________。(3)根据________原理可知，西部地区的草场，要注意合理放牧，需要考虑____________，因为若越过其限度，就会引起______________。(4)一般来说，生态工程的目标除了治理环境污染之外，主要是对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行________。【解析】在生态工程中人类应用了生态学和系统学等学科的基本原理和方法，促进了人类社会和自然环境的和谐发展。(2)“退耕还林还草”的目的是增加当地物种多样性，其遵循的是物种多样性原理。(3)西部地区的草场，要注意合理放牧，