2020秋高中生物人教版选修3达标训练：专题4专题评估检测（四）

2020秋高中生物人教版选修3达标训练：专题4专题评估检测（四）

专题评估检测(四) (时间：60 分钟 满分：100 分) 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，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)生物技术安全性和伦理问题很多，争论激烈。请回答下 列有关问题： (1)上图是人类治疗性克隆过程示意图。去核的卵细胞实际上是将 卵母细胞去核，在用微型吸管吸除卵母细胞核时应一并吸除位于透明 带与________之间的________。胚胎干细胞是由________或原始性腺 中分离出来的一类细胞，在功能上具有____________________。对于 人类治疗性克隆，我国政府的态度是_____________________。 (2)多年来，美国人每天的食品中含 60%～80%的转基因成分。一 向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品采取了漠视的态度，这反映了美 国人对转基因食品安全性方面的观点是_____________________。 而在转基因生物的环境安全性方面比较担忧，原因是 ______________________________________________________。 (3)生物武器的特点是__________、传染面广、难以防治。1998 年 6 月 27 日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合 声明中，重申在任何情况下不发展、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。 解析：(1)由于 MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，故在用微 型吸管吸除卵母细胞核时应一并吸除位于透明带与卵细胞膜之间的第 一极体。胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞， 在功能上具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组 织细胞。我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。(2)一向 挑剔、苛刻的美国人对转基因食品采取了漠视的态度，这反映了美国 人认为转基因食品是相对安全的。(3)生物武器的特点是传染性强、传 染面广、难以防治。 答案：(1)卵细胞膜 第一极体 早期胚胎 发育的全能性 不反 对 (2)认为转基因食品是相对安全的(合理即可) 可能会影响生态系 统中原有的动态平衡，加剧环境污染，危害其他动植物的生存或人类 健康(合理即可) (3)传染性强 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 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：①把患者体细胞移植到去核卵母 细胞中构建形成重组胚胎；②体外培养到一定时期分离出 ES 细胞；③ 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Ⅰ将胚胎干细胞置于γ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Ⅱ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Ⅲ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Ⅳ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。(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、早期胚胎培养、胚胎移植 5．(12 分)请回答下列有关转基因生物的问题： (1)要使目的基因只在转基因动物的乳腺细胞中表达，则构建基因 表达载体过程中需要借助________酶在目的基因前接上乳腺蛋白基因 的启动子。要确定抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物 抗病特性，在个体水平上需要做________实验。 (2)生物的安全问题主要包括食物安全、________、________三个 方面。 (3)科学家对转基因生物可能带给人类健康和环境方面的风险表示 关注和担忧，请列举转基因生物的潜在危险： _______________________________________________________ _______________________________________________________ ________________________________________(至少写出三种)。 (4)对于植物来说，导入外源基因，容易引起基因污染，科学家将 外源基因导入叶绿体或线粒体内，原因是________________。有人认 为转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生 物的生存，他的依据是_______________________________。 解析：(1)构建基因表达载体过程中常用的两种工具酶是限制酶和 DNA 连接酶，其中 DNA 连接酶可将来源不同的 DNA 片段“缝合”起 来。要确定抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物 抗虫或抗病特性，在个体水平上需要做抗虫或抗病的接种实验。(2)生 物的安全问题主要包括食物安全、环境安全、生物安全三个方面。(3) 转基因生物的潜在危险有生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、 抗生素抗性、疾病流行等，因此人们对它的安全性还存在着怀疑。(4) 若将外源基因导入叶绿体或线粒体内，则花粉粒中不含有转入的基因， 故可避免基因污染。由于科学家赋予了转基因生物某些特殊性状，增 强了它们在该地区生存条件下的竞争力，故它们有可能威胁生态系统 中其他生物的生存。 答案：(1)DNA 连接 抗病的接种 (2)环境安全 生物安全 (3)生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾 病流行等(写出三种即可) (4)在叶绿体或线粒体内的目的基因不会通过花粉传递 科学家赋 予转基因生物某些特殊性状，增强了它们在该地区生存条件下的竞争 力 6．(10 分)生物的种类很多，然而被特指为生物武器的却主要是指 一些能够使人患上致命性疾病的微生物。在人类历史上流行过的诸多 烈性传染病，如天花、霍乱、鼠疫等，其病原体都是潜在的可以作为 武器来加以利用的微生物。人们不禁担心，诸如人工筛选甚至通过基 因工程来蓄意改造那些已经被我们控制的烈性传染病的病原体，使它 们具有更强的致死性和对现有药物的抵抗性，这些技术的滥用，是分 子生物学在前进中不断面对的一个公众压力。 (1)目前我们所指的生物武器的种类包括______________ ______________________________________________________。 (2)请对正文中画线部分进行解释：________________________ _____________________________________________________。 (3)1998 年 6 月 27 日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》 议定书中作出了什么重申？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 解析：主要考查生物武器的种类、基因重组的致病菌的危害，以 及我们对生物武器应持的态度。 答案：(1)致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌 等 (2)通过基因工程来蓄意改造的微生物，往往具有强烈的致病性， 在短期内，还不能研制出相应的有效治疗药物 (3)在任何情况下不发展、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 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)β－半乳糖苷酶能将无色 ONPG 分解，产物呈黄色，本生产流 程中β－半乳糖苷酶基因作为________，通过①和②，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)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，④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 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，β－半乳糖苷酶 基因为标记基因，通过①和②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____________________________，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进行防虫管理，原因是转基因玉 米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫。(5)这种玉米的米 子粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶活性，影 响人体健康。 答案：(1)核糖体 内质网和高尔基体 (2)基因重组 基因突变 (3)不同物种之间存在生殖隔离 (4)减少了农药对环境的污染 转基因玉米能够抵抗玉米螟，但不 一定能抵抗其他玉米害虫 (5)这种玉米的米子粒可能含有蛋白酶抑制剂，人食用后可能抑制 人体蛋白酶活性，影响人体健康