1、高中生物专题4生物技术的安全性和伦理问题评估检测新人教版选修2021年高中生物专题4生物技术的安全性和伦理问题评估检测新人教版选修1(10分)目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等。请回答下列问题。(1)人体器官移植面临的主要问题有_和_等，目前临床通过使用免疫抑制剂抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率。(2)EK细胞来源于_细胞或原始性腺，也可以通过_技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。通过对患者的EK细胞进行_，可培育出特定人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。(3)基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗，基因治疗包括_两种方法。(4)人们发现小型猪
2、的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原仍可引起免疫排斥。目前，科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的_，作用是_。(5)克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时，也对人们的传统观念造成极大冲击，我国政府的态度是禁止_性克隆人。解析：(1)器官移植最大的问题是免疫排斥，所以要用免疫抑制剂来降低免疫力，以减少排斥反应。(2)胚胎干细胞简称EK细胞，是早期胚胎(囊胚期的内细胞团)或原始性腺中分离出来的一类细胞，它能被诱导分化为机体中几乎所有的细胞类型。利用患者的EK细胞分化成的器官进行移植，由于遗传物质完全相同
3、，所以不会发生免疫排斥反应。(3)体外基因治疗：从患者体内提取某种细胞进行培养，在体外完成基因转移，再重新输入患者体内。体内基因治疗：直接向患者组织细胞中转移基因治疗疾病。(4)引起免疫排斥反应的是小型猪器官表面的某些抗原，所以应该用抑制抗原表达的基因作为目的基因。(5)我们提倡治疗性克隆而反对生殖性克隆。答案：(1)免疫排斥供体器官不足(2)囊胚期内细胞团核移植定向分化(3)体内基因治疗和体外基因治疗(4)目的基因抑制小型猪器官表面抗原的表达(5)生殖 2(10分)阅读下面的文章，回答问题。美国公平就业机会委员会近日将美国北圣菲铁路公司告上法庭，要求这家公司停止对其雇员进行基因缺陷检测。这是
4、美国首例与工作场所基因隐私和基因歧视有关的法律纠纷案。据报道，公平就业机会委员会在诉讼状中说，北圣菲铁路公司从部分雇员身上采集血样，然后进行基因缺陷检测，这种把基因检测结果作为雇用依据的做法违反了美国残疾人法案，应立即禁止。该委员会在一份声明中说：“在科学和技术进步的同时，我们必须保持警惕，确保新科技成果不被用于违反劳动者权利。”由于担心基因检测将使一些体质差、易受伤或患病的人不被用人单位雇用，美国22个州已经通过了禁止在雇人时借助基因检测做决定的法案。(1)文章中的基因缺陷是指_。(2)导致基因缺陷的因素有_、_和_等。(3)对缺陷基因可以采取_的方法进行治疗。(4)美国公平就业机会委员会为
5、什么要状告北圣菲铁路公司？_。这则案例给我们什么启示？_。解析：本题通过具体实例考查同学们是否具有关注社会问题的意识。基因检测可以使人们及早了解可能发生的遗传病，及早采取预防措施，及早进行治疗等。但基因检测也有不利的方面，我们应该正视基因检测这一生物技术，趋利避害。缺陷基因是相对正常基因而言的，指能够引起某些生理或行为缺陷的基因，导致基因缺陷的因素包括遗传和变异两方面，变异主要指基因突变和染色体变异。对于缺陷基因的治疗采用的方法是基因治疗。答案：(1)引起生理或行为缺陷的基因(2)遗传基因突变染色体变异(3)基因治疗(4)北圣菲铁路公司对雇员进行基因缺陷检测，并把检测结果作为雇用依据的做法违背
6、了生物伦理，侵犯了他人的隐私权，违背了美国残疾人法案，所以美国公平就业机会委员会要状告北圣菲铁路公司在发展新技术的同时，要防止新技术的滥用，一要健全法律、法规；二要宣传、教育，使新技术成果用于对人类发展有利的方面3(10分)治疗性克隆是指把患者体细胞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)治疗性克隆采用的技术有_，_和干细胞培养。(2)ES细胞可从重组胚胎培养到囊胚时期的_中分离。(3)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，体现了
7、ES细胞在功能上具有发育的_。(4)基因工程的核心步骤是_。为治疗遗传性糖尿病，可将正常胰岛素基因导入ES细胞中，检测该基因是否插入到ES细胞的DNA上，可采用_技术；再将此重组细胞定向诱导分化后，筛选得到_的胰岛细胞，并扩增培养后输入患者体内，这种治疗方法称为_。解析：(1)治疗性克隆手段包括：把患者体细胞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。(2)ES细胞是胚胎干细胞的简称，在囊胚时期分离的内细胞团细胞分离培养。(3)若在培养液中加入分化诱导因子，如牛磺酸、环腺苷酸等化学物质时就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细
8、胞分化。胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，因为全能性高。(4)进行基因检测一般用DNA探针，进行DNA分子杂交检测，筛选出可以分泌胰岛素的细胞，这种在体外培养扩增再植入患者体内的治疗方法，称为体外基因治疗。答案：(1)细胞核移植早期胚胎培养 (2)内细胞团(3)分化诱导因子全能性(4)基因表达载体的构建DNA分子杂交能分泌胰岛素体外基因治疗4(10分)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究，请据图分析回答。(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从_和_中分离获取。(2)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状
9、态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(3)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(4)过程是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_。(5)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目
10、的是_，该过程研究的意义在于解决_问题。(6)该研究中，包含的生物技术有_(至少写出两种)。解析：(1)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。(2)胚胎干细胞培养时所用的滋养层上可以提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(4)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(
11、5)去除小鼠的胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植的组织细胞不会被排斥。利用去除胸腺的小鼠培养人类器官和组织的过程对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。(6)题中的研究过程包括动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。答案：(1)早期胚胎原始性腺(2)营养物质防止杂菌污染(3)发育的全能性原肠胚(4)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用显微注射法(5)去除胸腺，不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等(6)动物细胞培养、转基因技术、早期胚
12、胎培养、胚胎移植5(10分)阅读以下材料，回答问题。自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来，转基因鱼的研究取得了长足发展，如转入生长激素(GH)基因的鱼生长速度快，饵料转化率高。但鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题，需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。(1)转基因鱼成功的物质基础是_。(2)已知人的GH是含有191个氨基酸的蛋白质，若将人的GH基因转移到鱼体内，则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是_。 (3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得了较高的特定生长率，以至于生长速率高于非转基因鱼，蛋白质转换
13、效率也显著高于非转基因鱼。其可能的原因是_。(4)鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题。试分析引起生态安全性问题的原因：_。(5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的，科学家最近培育成功的三倍体“湘云鲫”，其形成过程是_, 试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因：_。解析：(1)转基因能够进行的物质基础是各种细胞生物都以DNA分子作为遗传物质。(2)氨基酸数与基因中的脱氧核苷酸数的比值是16，控制合成含191个氨基酸的蛋白质的基因至少含有脱氧核苷酸数为19161 146个。(3)转基因鱼体内的目的基因得到表达，合成了大量的生长激素，促进了蛋白质的合成，生长较快
14、。(4)转基因鱼生长较快，能够迅速占领生活的空间，获取大量食物，被捕食的生物迅速减少，与其他物种竞争，引起生态危机。(5)三倍体鱼的培育过程是，先将二倍体转基因鱼加倍得到四倍体鱼，然后用二倍体鱼与四倍体鱼杂交得到三倍体鱼，三倍体鱼高度不育，可人工控制鱼的数量，避免引发生态灾难。答案：(1)遗传物质都是DNA(2)1 146(3)合成了大量生长激素，生长激素能促进蛋白质合成(4)转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼带有转基因，也具有生长优势，捕食量大增，与其他物种竞争，引起生态危机(5)二倍体转基因鱼加倍为四倍体转基因鱼，然后二倍体鱼与四倍体鱼杂交形成三倍体鱼三倍体鱼不能繁殖，可以人工控制养殖数量
15、和范围，避免发生杂交、竞争，引起生态危机6(10分)一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好，杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了很大的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请回答下列问题。(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁。如果你同意这种观点，请列举出三条理由：_; _; _。 (2)用转基因玉米加工的食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标志，这样做是为了保护_。在有关标识中，应标注
16、“_”或“_”。如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为“本产品为_加工制成，但本品中_”。解析：(1)转基因生物不会对当地生物多样性构成威胁的理由有以下几点：转基因生物虽然具有某些新的性状，但其生命力没有人们想象得那么强，扩散到种植区以外时，会很快死亡；转基因生物的种植需有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；转基因生物与其他自然生物之间存在生殖隔离，难以进行自然杂交；许多植物花粉传播距离有限，存活时间有限，具有受精能力的时间更短。(2)2002年，我国农业部颁布了农业转基因生物标识管理办法，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以方便消费者自主选择，保护消费者的知情权。对不
17、同产品标注内容不同。答案：(1)玉米与其他植物之间存在生殖隔离玉米花粉的传播距离有限玉米花粉的存活时间有限(或其他理由也可)(2)消费者的知情权转基因玉米加工品加工原料为转基因玉米转基因玉米已不再含有转基因成分 7(13分)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_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_。将重组胚胎培养到_时期，从该时期的_中进行分离，从而获得ES细胞。(2)科学家
18、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的原因是_。(3)某次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)胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞。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，从而获得ES细胞。(2)由于卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境，故科学家将患者的体细胞核植入去核的
19、卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是体细胞核在体细胞中不能表现全能性。(3)某次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：控制培养液中葡萄糖的浓度，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在糖浓度高时，胰岛素分泌多，在糖浓度低时，胰岛素分泌量减少。答案：(1)胚胎干细胞(发育的)全能性囊胚内细胞团(2)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(3)葡萄糖在糖浓度高时，胰岛素分泌多，在糖浓度低时，胰岛素分泌量减少8(13分)1978年，人类首次利用转基因技
20、术生产人胰岛素，其过程大致如图所示：(1)人胰岛素由A、B两条肽链组成，可根据组成肽链的氨基酸序列，确定编码胰岛素基因的碱基序列，因此可通过_方法获得目的基因。(2)半乳糖苷酶能将无色ONPG分解，产物呈黄色，本生产流程中半乳糖苷酶基因作为_，通过和，完成基因表达载体的构建，写出该过程处理DNA分子所需要的酶：_。(3)表示将表达载体导入受体细胞，用Ca2处理大肠杆菌，目的是使之变为_细胞，利于外源DNA侵染，表示利用化学方法催化二硫键的形成，合成具有生物活性的胰岛素，人体内该过程在胰岛B细胞的_中进行。解析：(1)人工合成该目的基因的方法有两种：反转录法和化学合成法，题中根据人胰岛素由A、B
21、两条肽链的氨基酸序列，确定编码胰岛素基因的碱基序列，再通过人工合成方法获得目的基因属于化学合成法。(2)根据题意分析，胰岛素基因为目的基因，半乳糖苷酶基因为标记基因，通过和过程构建基因表达载体时，需要限制酶和DNA连接酶的参与。(3)基因工程中若将基因表达载体导入大肠杆菌细胞中，则通常采用CaCl2溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，利于外源DNA侵染。胰岛素的化学本质是蛋白质，在核糖体合成后需要内质网的加工，才具有生物活性。答案：(1)人工合成(2)标记基因限制酶和DNA连接酶(3)感受态内质网9(14分)害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到
22、番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害。(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是_，合成的化合物还需要在_中加工才具有生物活性。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，这种变异在生物学上称为_。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了_。(3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是_
23、，玉米的花粉不能传递给杂草。(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是_。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是_。(5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是_。解析：(1)据题意可知，蛋白酶抑制剂为分泌蛋白，故合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是核糖体，合成后还需要在内质网和高尔基体中加工才具有生物活性。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，这种变异在生物学上称为基因重组。科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了基因突变。(3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析肯能的原因是不同物种之间存在生殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草。(4)抗玉米螟玉米由于具有抗虫作用，故在环境保护上的重要作用是减少了农药对环境的污染。但是，种植该玉米的农田还需要
