山东专用2024高考生物二轮复习课后限时集训18胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题含解析

PAGE7-胚胎工程、生物技术的平安性和伦理问题(建议用时：40分钟)一、选择题1．(2024·山东高三一模)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()A．精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培育的目的是使精子获能B．小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C．分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D．注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参加个体器官的发育C[精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培育，可使精子获能，A正确；给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵，B正确；分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程中受基因突变或环境因素影响等，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化成各种组织器官，D正确。故选C。]2．(2024·全国高三专题练习)十年前两个探讨小组几乎同时发觉，将四个特定基因导入处于分化终端的体细胞(如成纤维细胞等)中，可诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导性多能干细胞。这项先进技术的潜在应用前景是()A．改造和优化人类基因组结构B．突破干细胞定向分化的障碍C．解决异体组织/器官排斥难题D．克隆具有优良品质的动物个体C[这项技术的重要意义在于使已高度分化的细胞复原分裂实力，形成多能干细胞，而不是改造和优化人类基因组结构；B项属于理论方面的意义，不属于应用前景；该项技术不能用于产生新个体，克隆具有优良品质的动物个体可以通过核移植技术。]3．我国科学家胜利将卵巢颗粒细胞重编程为具有生殖系转移实力的诱导多能干细胞，进而分化为卵子，并通过正常受精获得健康小鼠。有关叙述正确的是()A．过程①类似于再分化，其实质是基因选择性表达B．过程②表示减数分裂，GV卵母细胞不具备受精实力C．过程③，受精后的X细胞会再释放出一个极核D．上述过程中涉及的体外受精、早期胚胎培育属于细胞工程B[过程①类似于脱分化，其目的是复原全能性，A错误；过程②表示减数分裂，GV卵母细胞不具备受精实力，其分裂形成的X细胞才具备受精实力，B正确；过程③，受精后的X细胞会再释放出一个极体，而不是极核，C错误；上述过程中涉及的体外受精、早期胚胎培育属于胚胎工程，D错误。故选B。]4．(2024·江苏高三三模)在胚胎移植的操作过程中，对已经受精的动物，可进行冲卵等技术操作。下列相关叙述正确的是()A．接受手术的对象是胚胎移植的受体B．冲卵的目的是获得已经受精发育的早期胚胎C．为获得雌性胚胎进行移植，需取囊胚期的内细胞团细胞做性别鉴定D．受体对移入子宫的外来早期胚胎可通过细胞免疫将其排斥B[冲卵实质上是将供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来，此环节接受手术的对象是供体，A错误，B正确；进行性别鉴定时，需取滋养层细胞进行鉴定，C错误；大量探讨已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这就为胚胎在受体内的存活供应了可能，D错误。故选B。]5．(2024·河北石家庄二中高二期中)某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制，无法消化食物而死。下列就该玉米对人类平安性的评论中，不符合生物学原理的是()A．担心全。这种玉米的果实(种子)也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人因无法消化食物而患病B．担心全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病C．平安。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响D．平安。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化B[该种玉米的果实(种子)也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人因无法消化食物而患病，担心全，A正确；生物体摄取的蛋白酶抑制剂基因会被生物体消化为小分子核苷酸被汲取，不会在体内表达，是平安的，B错误；由于不同物种的酶在结构上有差异，该抑制剂对人体消化酶无影响，因此对人体是平安的，C正确；人类通常食用煮熟的玉米，该抑制剂会被高温破坏，因此不会影响人体，是平安的，D正确。故选B。]6．(2024·山东高三二模)新冠肺炎在全世界的大流行，使我们对病毒的威力有深刻感受，所以生物武器更是人类要严格禁止的。下列关于生物武器的说法，错误的是()A．生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等B．利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性强、死亡率高的特点C．中美两国发布联合声明，重申在一般状况下不发展、不生产、不储存生物武器D．彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识C[生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，A正确；利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性强、死亡率高的特点，B正确；中美两国发布联合声明，重申在任何状况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，C错误；人们希望彻底销毁生物武器，这是世界上大多数国家的共识，D正确。故选C。]7．(不定项)科学家已经在试验室内通过肯定技术手段将干细胞定向诱导分化成原始生殖细胞，再经过细胞培育胜利培育出能够受精的人造精子和人造卵子。这项技术为试管婴儿供应了广袤的发展前景。下列叙述错误的是()A．人造卵子是健康女性捐赠细胞核和不孕症女性的去核卵母细胞构成的重组细胞B．培育人造卵子须要加入血清等成分并供应纯氧、无菌的环境C．人造生殖细胞受精形成的胚胎在原肠胚之前，每个细胞都具有全能性D．人造卵子技术为女性不育的家庭带来了福音，但也存在伦理隐患ABC[人造卵子是通过肯定技术手段将干细胞定向诱导分化成原始生殖细胞，再经过细胞培育胜利培育出能够受精的卵子，A错误；培育人造卵子须要加入血清等成分并供应95%的空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培育液的pH)的气体，B错误；人造生殖细胞受精形成的胚胎在桑椹胚之前，每个细胞都具有全能性，C错误；人造卵子技术为女性不育的家庭带来了福音，但也存在伦理隐患，D正确。故选ABC。]8．(不定项)(2024·江苏高三一模)核基因CCR5限制的CCR5蛋白质是HIV入侵人体细胞的主要受体之一。探讨人员对受精卵进行基因编辑，将CCR5基因中的32个碱基去除，使之无法在细胞表面表达正常受体，以期人类先天免疫艾滋病。下列相关分析正确的是()A．该变异类型属于染色体结构的缺失B．编辑后的基因与原基因互为等位基因C．编辑后的基因中(A＋G)/(C＋T)不会变更D．基因编辑能变更人类基因库，要严防滥用BCD[据题干信息，基因编辑过程中发生了碱基对的缺失，属于基因突变，A错误；基因突变发生了基因结构的变更，而该基因为核基因，突变后的基因与原基因互为等位基因，B正确；编辑后的基因仍是双链DNA，由于碱基互补配对，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，不会变更，C正确；针对人类生殖细胞及受精卵的基因编辑超出现有伦理框架，不行随意而为，要严防滥用，D正确。故选BCD。]9．(不定项)(2024·江苏高考)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。下列叙述错误的是()A．为获得更多的囊胚，采纳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，所以全能性凹凸不同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培育箱中进行培育ABC[为了获得更多的囊胚，可以采纳激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培育技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必需用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培育时须要在5%CO2的培育箱中进行培育，以维持培育液的pH，D正确。故选ABC。]二、非选择题10．阅读下面的材料，完成(1)～(4)题。诱导多能干细胞技术在成体动物中很多组织如皮肤、血液和小肠上皮的细胞寿命很短，须要不断地被相应的新细胞替换。但是，在分化的过程中，细胞往往因为高度分化而失去了再分裂的实力，最终走上苍老和死亡。为了弥补这一不足，机体在发育过程中还保留了一部分未分化的原始细胞，也就是干细胞。在体内，分化是不行逆的，但是科学家找到了在体外逆转分化的方法——诱导多能干细胞(iPSC)。诱导多能干细胞最初是日本科学家山中伸弥于2006年利用病毒载体将四个重编程因子(Oct4，Sox2，Klf4和c­Myc)导入体细胞中使体细胞复原分裂实力的方式。诱导多能干细胞技术是一种新兴的治疗方法。目前，已经在皮肤、心脏、眼睛、骨骼肌、神经组织、胰腺、血液等方面建立起了干细胞治疗的模型，通过特别的移植技术将诱导多能干细胞移植到体内，代替那些正常或非正常死亡的细胞，从而复原机体功能。例如，美国哈佛医学院的科研人员将成体细胞来源的iPSC转化为造血干细胞，该成果有望解决血液和骨髓供体不足的问题，对血液疾病的治疗具有重要意义。日本京都高校的科研人员将人类iPSC来源的多巴胺多能干细胞移植到患帕金森病的食蟹猴体内，发觉食蟹猴的帕金森病症状在两年内得到持续改善。干细胞还可以让人类苍老细胞复原活力，探讨人员对苍老细胞利用几种重编程因子处理一段时间后，通过比较不同组的试验结果发觉，老年细胞的基因表达与年轻细胞的更为相像。由上可以看出，诱导多能干细胞的探讨在疾病治疗方面发挥了肯定的作用。通过了解正常细胞的分化发育过程，了解调控干细胞分化的基因，将有助于洞悉疾病的形成缘由，并研发相应的治疗策略。(1)举例说出两种类型的干细胞__________________________。干细胞分化成不同组织细胞的机理是______________________。胚胎干细胞可以分化成机体全部细胞，说明其具有发育的________。(2)教材所学的体外逆转分化还包括__________________________。(举出2个例子)(3)结合课本学问和文中信息，写出多能干细胞与诱导多能干细胞的异同___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)结合本文和所学内容，说出干细胞在细胞和器官水平上的应用。____________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)干细胞可以分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。全能干细胞如胚胎干细胞，多能干细胞如造血干细胞，单能干细胞如上皮组织基底层的干细胞。细胞分化的实质是基因的选择性表达。胚胎干细胞可以分化成机体全部细胞，说明其具有发育的全能性。(2)依据题意，在体内，分化是不行逆的，这是基因选择性表达的结果，但是在体外条件下可以发生逆转分化，如教材中的植物组织培育过程中的脱分化和克隆羊形成过程中通过核移植形成重组细胞的过程。(3)依据题意和所学学问可知，多能干细胞是生物个体发育过程中分化形成的一类具有自我更新、自我复制实力的多潜能细胞。多能干细胞(iPs)具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的实力，发育潜能受到肯定的限制。诱导多能干细胞通过采纳导入外源基因的方法使体细胞逆转分化为多能干细胞，对于这类干细胞我们称为诱导多能干细胞。诱导多能干细胞在肯定条件下也可以分化出多种细胞组织，用于人类的多种疾病的治疗和缓解苍老。综上所述，可见多能干细胞与诱导多能干细胞的相同点：二者都具有分化出多种细胞组织的潜能、都可以用于人类疾病的治疗；不同点：两种细胞的来源不同，多能干细胞是生物个体发育过程中分化形成的一类干细胞，而诱导多能干细胞通过采纳导入外源基因的方法使体细胞逆转分化为多能干细胞。(4)依据题意可知，诱导干细胞已经在皮肤、心脏、眼睛、骨骼肌、神经组织、胰腺、血液等方面建立起了干细胞治疗的模型，通过特别的移植技术将诱导多能干细胞移植到体内，代替那些正常或非正常死亡的细胞，从而复原机体功能。例如，美国哈佛医学院的科研人员将成体细胞来源的iPSC转化为造血干细胞，该成果有望解决血液和骨髓供体不足的问题，对血液疾病的治疗具有重要意义。在器官水平上可以诱导干细胞分裂、分化为相应的组织和器官用于器官移植的治疗。[答案](1)胚胎干细胞、造血干细胞(或上皮组织基底层的干细胞)基因的选择性表达全能性(2)植物组织培育过程中的脱分化和克隆动物形成过程中核移植形成重组细胞的过程(3)相同点：二者都具有分化出多种细胞组织的潜能、都可以用于人类疾病的治疗；不同点：两种细胞的来源不同，多能干细胞是生物个体发育过程中分化形成的一类干细胞，而诱导多能干细胞通过采纳导入外源基因的方法使体细胞逆转分化为多能干细胞(4)细胞水平的应用：诱导干细胞分裂、分化为造血干细胞；器官水平的应用：诱导干细胞分裂、分化为组织和器官用于器官移植11．α1­抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺乏该酶会引起肺气肿。某公司胜利培育出转基因羊，这种羊进入泌乳期后，其乳汁中含有人类的α1­抗胰蛋白酶，可用于治疗肺气肿。请回答下列问题：(1)为获得目的基因，须要在肝细胞中提取________，通过反转录产生cDNA，再通过________技术进行快速扩增。(2)将α1­抗胰蛋白酶基因与________的启动子等调控组件重组、构建基因表达载体，然后通过________技术，导入羊的受精卵中。(3)受精卵通过早期胚胎培育，一般发育到________阶段通过胚胎移植到受体子宫孕育。早期胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是____________。为了选育出能泌乳的雌羊，移植前需从胚胎的________部位取样，通过DNA鉴定分析性别。(4)α1­抗胰蛋白酶是一种结构较困难的糖蛋白，上述生产方法与传统的转基因大肠杆菌生产比较，其优势在于____________________。[解析](1)α1­抗胰蛋白酶基因在肝细胞中表达，所以可以在肝细胞中提取mRNA，反转录产生相应cDNA，再通过PCR技术进行体外扩增。(2)为了使α1­抗胰蛋白酶基因在乳腺细胞中表达，须要将其与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组，构建基因表达载体，然后通过显微注射技术，导入羊的受精卵中。(3)牛和羊的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚，再进行胚胎移植；早期胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对早期胚胎基本不发生免疫排斥反应。DNA分析鉴定性别需从胚胎的滋养层部位取样，这样既保证了遗传信息一样，又不影响内细胞团进一步发育。(4)糖蛋白的形成须要进行蛋白质的加工，相对原核细胞而言，羊细胞有内质网和高尔基体，具备蛋白质加工的实力。[答案](1)mRNAPCR(2)乳腺蛋白基因显微注射(3)桑椹胚或囊胚受体子宫对早期胚胎基本不发生免疫排斥反应滋养层(4)羊细胞内有内质网和高尔基体，能对蛋白质进行加工12．现代生物技术已经进入人们生活的很多方面，解决了很多实际问题。请结合所学的生物学问，回答相关问题：(1)“协和”脐带血干细胞自体储存方式正式开放。一些家长将孩子的脐带血保存，可在将来须要时，用来克隆细胞或器官，避开________反应，从根本上解决了供体不足的问题。(2)“试管婴儿”技术在体外受精前，须要对采集的精子进行________处理，才能与卵子结合。受精卵发育成早期胚胎，既可冷冻保存，也可____________________________。随着科技发展，一枚“沉睡”了12年之久的胚胎经过解冻复苏后，胜利孕育而生。有人认为冷冻胚胎处置不当会引发伦理道德问题，从未被解冻胚胎可能的处置方式分析，谈一下你的看法。_____