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1专题27胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题考点1精子和卵子的发生及早期胚胎发育过程1.关于受精过程的叙述错误的是(A)A．获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C．精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂解析：本题考查受精过程。哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，雌雄原核结合。获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生透明带反应，阻止多个精子进入透明带。精子与卵细胞膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精过程完成。2.关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是(C)A．桑椹胚的各细胞结构功能基本相同B．囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变C．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的解析：细胞分化并非遗传物质的改变，而是基因的选择性表达的结果，即转录水平上的调控。3.(2012·浙江卷)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是(A)A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B．卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C．囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D．原肠胚发育分化形成内外两个胚层解析：本题结合受精作用及早期胚胎的发育综合考查胚胎工程。同种动物精子、卵细胞表面存在的特异性受体蛋白，决定了只有同种动物精卵才能结合；受精卵随着分裂的进行，其细胞的体积在逐渐变小；囊胚期的细胞开始出现分化，其外表的一层细胞即滋养层，将发育成胚胎的附属结构或胚外结构，不具有发育的全能性；囊胚可继续分化为具有三个胚层的原肠胚。4.如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：(1)写出各个阶段的名称：A：桑椹胚；B：囊胚；C：原肠胚。(2)写出图中各标号的名称：[2]内细胞团；[4]囊胚腔；[5]外胚层；[7]原肠腔；[8]内胚层。(3)A时期的细胞具有发育上的全能性，B时期开始出现细胞分化，C时期开始出现胚层分化。(4)[2]将来发育成胎儿的各种组织。(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合，防止多精子入卵受精的两道屏障分别是透明带反应、卵细胞膜作用。解析：解答本题首先应根据图示判断出A、B、C各属于胚胎发育的哪个时期，然后再分析各时期的特点。(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中[1]是滋养层，[2]是内细胞团，[3]是透明带，[4]是囊胚腔；图C中[5]是外胚层，[6]是滋养层，[7]是原肠腔，[8]是内胚层。(3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，已分化为滋养层和内细胞团；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层，在内、外胚层之间将形成中胚层。(4)内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层将发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵细胞膜作用是防止多精入卵的两道屏障。考点2胚胎干细胞的移植1.老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β－淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经2元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β－淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是(A)A．胚胎移植技术B．胚胎干细胞技术C．单克隆抗体技术D．基因治疗技术解析：本题考查了现代生物技术的应用。采用胚胎干细胞技术可以产生新的神经元细胞，单克隆抗体技术定向改善免疫能力，基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆症进行治疗，而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆。2.(2013·青岛质检)现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病。关于这个实例，说法正确的是(C)A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物解析：用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性。用脐带血中的干细胞只能培育出人体的许多器官，可用来移植，但不是所有疾病都能治疗(如流行性疾病)。如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用细胞培养技术使其发育成器官。由于器官是自身的细胞培育而成的，没有免疫排斥反应，所以不用长期给他使用免疫抑制药物。3.下图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因。将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体内，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是由早期胚胎中分离出来的一类细胞。如果胚胎发育到了囊胚期，这时的内细胞团细胞就是ES细胞。(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性。(3)图中逆转录病毒的作用是作为基因工程的载体，过程③利用了逆转录病毒的感染特性。(4)请说出一种胚胎干细胞的应用：用于研究细胞分化和细胞凋亡的机理；用于器官移植等(答出一项即可)。解析：(1)结合动物个体发育过程可知胚胎干细胞是由早期胚胎(或原始胚胎)中分离出来的一类细胞，囊胚期的内细胞团还没有分化。(2)胚胎干细胞能发育成个体，体现了细胞的全能性。(3)能携带“目的基因”的逆转录病毒在基因工程中是作为载体的，利用其感染宿主细胞的能力，可把目的基因带入受体细胞。(4)器官移植的最大问题是发生免疫排斥，如果是自身细胞发育而来的器官就不会发生排斥反应。考点3胚胎工程的应用1.(2011·江苏卷)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是(B)A．体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清D．试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术解析：胚胎移植时胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段即可移植。2.(2013·广州模拟)以下是师生共同制定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术的流程，其中正确顺序应是(B)3①卵母细胞的采集和培养②精子的受精和获能③画出“试管牛”工厂化生产的技术流程图④受精⑤胚胎的早期培养A．①②③④⑤B．①②④⑤③C．①②④③⑤D．①②⑤③④解析：“试管牛”工厂化生产首先是卵母细胞的采集和培养，精子必须获能才能受精，受精卵要培养成早期胚胎才进行胚胎移植。3.下图为胚胎发育过程中的某一时期示意图。下列有关叙述错误的是(D)A．图中胚为囊胚，①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团，③中细胞可以看作胚胎干细胞，胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化B．高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期，终止于生命结束C．图中的胚可用于胚胎移植，进行胚胎性别检测时应取②中的细胞D．进行胚胎分割时，应选择图示时期之后的胚胎进行解析：此图为囊胚期，①②③分别为透明带、滋养层和内细胞团；内细胞团具有全能性，从囊胚期开始，细胞开始分化；囊胚扩大，会导致透明带破裂；性别检测应取滋养层细胞；胚胎分割应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作。4.下面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙述，不正确的是(B)A．过程①中可通过注射促性腺激素增加排卵数量B．过程②在培养细胞的培养液中就可以完成C．过程③的培养液中应该添加动物血清D．过程④成功的条件之一是受体对供体胚胎没有排斥反应解析：在完成过程②之前，需要将采集的精子放在人工合成的获能液中培养一段时间，完成精子的获能。获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。5.(2012·山东卷)毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程①中最常用的运载工具是质粒，所需要的酶是限制酶和DNA连接酶。(2)在过程②中，用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养基(液)的pH。(3)在过程③中，用促性腺激素(或促滤泡素、孕马血清)处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是(早期)胚胎培养。在胚胎移植前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎。解析：本题以获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的流程图为情境，考查生物工程的基本操作，注重生物技术应用于生产的理念。考点4生物技术的安全性问题和伦理问题1.(2012·江苏卷)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是(B)A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物4解析：种植转基因作物应防止对别的植物产生基因污染，所以应与传统农业种植区隔离，A正确；动物取食转基因作物后，要经过消化吸收才进入身体，目的基因不可能直接进入动物细胞，B错误；转基因植物可能与野生植物发生杂交而出现基因交流，影响野生植物的多样性，C正确；目的基因被微生物摄入细胞内后，可能进入这些微生物中，D正确。2.所谓“设计试管婴儿”，实际上就是指体外受精形成的胚胎(几个细胞期)在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，进行某些基因检测。当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育。设计试管婴儿不同于为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿。下列关于设计试管婴儿的问题，哪项不合乎道德规范(C)A．利用设计试管婴儿的脐带血B．设计试管婴儿，不一定非考虑他的性别C．利用设计试管婴儿技术设计畸形胎儿，以供展览D．利用设计试管婴儿提供骨髓造血干细胞，救治病人解析：试管婴儿的设计一般是为了救治病人，需要试管婴儿的骨髓、干细胞、脐带血等等，这样的设计都符合伦理道德，而那些为达到不正当目的而设计试管婴儿的做法都违背伦理道德。3.下列关于生物技术的安全性和伦理问题的分析，不合理的观点是(A)A．转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存B．运用重组DNA技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器C．我国的政策是禁止进行生殖性克隆人D．转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原或者引起中毒解析：转基因生物有可能会在近缘物种之间通过花粉杂交，造成基因库的污染；转基因技术如果被用于军事，制造出生物武器，那将是对人类社会极大的毁灭。克隆技术还不成熟，且克隆人会带来社会伦理问题等，所以我国反对生殖性克隆，但不反对治疗性克隆；某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原或者引起中毒。4.(2013·武汉模拟)1981年Evans和Kaufman首次成功分离出小鼠胚胎干细胞(ES细胞)，医学界对其的研究虽颇有争议但也如火如荼。2008年1月17日《干细胞》杂志报道，美国加州的科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子去核，以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞的细胞核，成功克隆出了5个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的干细胞。请回答下列问题。(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的内细胞团或胎儿的原始性腺细胞中分离得到的一类细胞。(2)上述过程中主要应用的动物细胞工程技术有动物细胞培养、细胞核移植。(3)胚胎干细胞可诱导分化为皮肤干细胞，进而分化成皮肤细胞的根本原因是基因的执行情况不同(或基因选择性表达的结果)。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植治疗的实质是将造血干细胞移植到患者体内。(5)在培养胚胎干细胞时，培养基中通常需要加入动物血清等天然成分，培养过程中所需气体主要有O2和CO2。(6)胚胎干细胞也可作为基因工程的受体细胞，将目的基因导入胚胎干