课时跟踪检测（三十九） 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

PAGE第3页共8页课时跟踪检测（三十九）胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．在哺乳动物胚胎发育过程中，囊胚不断向内凹陷，形成具有外、中、内三个胚层的原肠胚。将早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成；但如果在原肠胚的末期，把未来发育为蝾螈后肢的部分移植到另一蝾螈胚胎不长后肢的部分，将发育为一条额外的腿。下列相关说法错误的是()A．哺乳动物胚胎发育顺序是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化B．原肠胚的早期出现了不同的胚层，但是细胞并未分化C．原肠胚的末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化D．原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈后肢的部分移植到另一个蝾螈胚胎不长后肢的部分，发育为一条额外的腿，这不能体现细胞的全能性解析：选B哺乳动物胚胎发育顺序是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织器官的分化，A正确；原肠胚的早期出现了不同的胚层，此时细胞已经分化，B错误；原肠胚的末期组织和器官并未形成，但是出现了细胞的分化，C正确；原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈后肢的部分移植到另一个蝾螈胚胎不长后肢的部分，发育为一条额外的腿，但没有形成完整个体，因此这不能体现细胞的全能性，D正确。2．下列关于高等哺乳动物早期胚胎发育的叙述，正确的是()A．囊胚的每一个细胞都属于全能细胞B．原肠胚开始出现细胞分化并形成两个胚层C．胚胎在孵化之前未与母体子宫建立组织上的联系D．从受精卵到桑葚胚时期，细胞的相对表面积逐渐减小解析：选C囊胚的内细胞团属于全能细胞，滋养层细胞不是，桑葚胚的细胞都是全能细胞；囊胚期开始出现细胞分化；胚胎在孵化之前未与母体子宫建立组织上的联系；从受精卵到桑葚胚时期，卵裂球的总体积基本不变，因此单个细胞的体积缩小，因此细胞的相对表面积逐渐变大。3．设计试管婴儿是在早期胚胎移入母体子宫之前，对胚胎进行遗传学诊断。下列有关叙述错误的是()A．植入前，可以通过诊断筛选出无遗传疾病的胚胎植入母体子宫B．针对女方是血友病患者，而男方正常的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的女胎植入母体子宫C．针对男方是抗维生素D佝偻病患者，而女方正常的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的男胎植入母体子宫D．该技术是为了防止生出患病孩子，因此无需考虑性别解析：选D有些伴性遗传病在男女中发病的情况不同，可以据此设计试管婴儿的性别，生出正常的孩子。设计试管婴儿的目的是为救治病人提供必需的干细胞等资源。4．下列哪项不是解决基因歧视的正确方法()A．开展正确的科学知识传播和伦理道德教育B．杜绝基因检测C．保护个人遗传信息隐私权D．建立完善的法规，通过立法解决解析：选B基因检测有利于人们的疾病诊断和治疗，有利于某些疾病的发现和预防，是对人们有利的一面。但是，有的人对基因检测认识不够，因此需要正确的科学知识传播和伦理道德教育，有必要用法制手段来约束某些人的基因歧视行为。杜绝基因检测限制了生物技术的发展和利用，是不正确的做法。5．为解决不孕夫妇的生育问题而诞生的试管婴儿与设计试管婴儿的区别是()A．前者根据愿望设计婴儿性别B．前者在操作过程中需要对基因进行检测C．后者可以根据需要取用婴儿的造血干细胞D．后者可以根据需要取用婴儿的器官解析：选C通过试管婴儿技术帮助不孕夫妇孕育胎儿并顺利出生，符合人类的伦理道德。但如果同时设计胎儿性别，则是违背伦理道德的，会造成严重的社会后果。试管婴儿技术不需要检测基因。为了给已有的孩子治病而设计试管婴儿，在胚胎植入母体前需要进行遗传学诊断，以确定这个胚胎是否符合要求，符合要求的胚胎被植入母体并生出婴儿，取其某些细胞如造血干细胞用于治疗是多数人能够接受的，但如果取其器官用于治疗，则是决不允许的，这无异于谋杀。6．如图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列分析合理的是()A．过程①中细胞数目和有机物总量在不断增加B．图中囊胚的细胞基因型都相同C．代孕母鼠需进行同期发情处理D．嵌合体幼鼠是四倍体解析：选C卵裂期胚胎中细胞数目不断增加，但有机物总量在不断减少；图中囊胚的细胞基因来自两种小鼠，故其细胞基因型不相同；胚胎移植技术中，进行该操作前需要对受体雌鼠进行同期发情处理；嵌合体幼鼠细胞中染色体并未加倍，仍是二倍体。7．下列有关试管婴儿和克隆动物的叙述，错误的是()A．试管婴儿和克隆动物的诞生原理是不相同的B．试管婴儿的培育依赖体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等相关技术C．从科学上讲，动物克隆技术已经成熟；从伦理上讲，人的克隆会冲击家庭关系D．克隆动物的诞生说明高度分化的体细胞的细胞核仍然具有发育的全能性解析：选C试管婴儿的培育主要采用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，属于有性生殖；而克隆动物的培育主要采用了核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，属于无性生殖，由此可见，它们的诞生原理是不相同的。目前，动物克隆技术还未成熟。克隆动物的诞生说明高度分化的体细胞的细胞核仍然具有发育的全能性。8．下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()A．卵裂时期胚胎中细胞的相对表面积不断减小B．供体超数排卵过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂C．对胚胎细胞中DNA进行PCR扩增，用SRY特异性探针检测，出现阴性反应者为雄性D．在对囊胚期的胚胎进行分割移植时，需对内细胞团均等分割解析：选D卵裂期胚胎中细胞数目在不断增加，但胚胎的体积不变甚至略微减小，因此此时细胞的体积变小，其相对表面积增大，A错误；为了促使供体超数排卵，需要注射有关激素(促性腺激素)，目的是获得更多的卵原细胞，但所获得的卵原细胞还未完成减数分裂，B错误；对胚胎细胞中DNA进行PCR扩增，用SRY特异性探针检测，出现阴性反应者，说明其不含Y染色体，即胚胎为雌性，C错误；对囊胚期内细胞团细胞均等分割才能使分割后的胚胎进一步正常发育，D正确。9．如图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法错误的是()A．胚胎干细胞的体积大，细胞核大、核仁明显B．胚胎干细胞可用于治疗人类的某些顽症C．图中a所示细胞可发育成胎儿的各种组织D．利用胚胎干细胞培育的人造器官可以用于器官移植解析：选A胚胎干细胞的体积小，细胞核大、核仁明显，A错误；胚胎干细胞可用于治疗人类的某些顽症，B正确；图中a为内细胞团细胞，将来发育成胎儿的各种组织，C正确；利用胚胎干细胞培育的人造器官可以用于器官移植，这样可以解决供体不足的问题，D正确。10．梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是()A．给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子B．培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质C．当受体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D．梅花鹿的胚胎形成后一直处于游离状态，为胚胎收集提供了可能解析：选A给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子，即超数排卵，A正确；培养液中的维生素和激素不是能源物质，B错误；梅花鹿属于单胎动物，因此不能采用胚胎分割技术获得更多的后代，C错误；梅花鹿的胚胎形成后，早期处于游离状态，而不是一直处于游离状态，D错误。11．如图是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程。请据图回答有关问题：(1)图中a的操作名称是__________，c的操作名称是__________，操作时要注意将________________________________________________________________________。(2)图中d、f为胚胎移植，其实质是_____________________________________，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是________________________________________。为了保证供、受体的生理状态相同，用激素进行__________________。(3)胚胎干细胞来源于图中的________(填图中数字标号)。胚胎干细胞在____________细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持________________的状态。(4)图中A、B牛的性别________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。解析：(1)分析图解可知，图中a操作表示体外受精，c操作表示胚胎分割，胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。(2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应。为了保证供、受体的生理状态相同，用激素进行同期发情处理。(3)胚胎干细胞来源于图中的③，即内细胞团。胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持(只增殖)不分化的状态。(4)A、B牛是通过胚胎分割产生的同卵双生个体，遗传物质相同，因此两者的性别相同。答案：(1)体外受精胚胎分割内细胞团均等分割(2)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应同期发情处理(3)③饲养层(只增殖)不分化(4)相同12.试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育4～6天，形成胚胎(如图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不可估量的积极作用。请回答下列问题：(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是________，该图示时期是胚胎发育的____________期。(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是____________。(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过________处理，卵子要培养到______________(时期)。除此之外还用到________________________________________(填两种)技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是________________________________________________________________________________________________________。解析：受精前，精子需要进行获能处理，卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵进行有丝分裂，使细胞数目增多。观察题图可知，该图中有囊胚腔，是典型的囊胚期图。试管婴儿技术主要用于解决不孕不育问题，而设计试管婴儿主要用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病等。大多数人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死，及滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿性别等导致性别比例失调，违反了伦理道德。答案：(1)受精作用囊胚(2)有丝分裂(3)获能减数第二次分裂中期早期胚胎培养、胚胎移植(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德二、强化迁移能力，突出创新性和应用性13．如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径。下列相关叙述错误的是()A．获得动物1的受体细胞通常是受精卵B．动物2体内各体细胞的基因种类相同C．获得动物3的重组细胞具有全能性D．上述动物的获得均需运用胚胎移植解析：选B动物1为转基因动物，导入外源基因的受体细胞通常是受精卵，A正确；由于导入外源基因的受体细胞注入囊胚的某一部位，将来发育成的动物2个体的各部位并不都含外源基因，B错误；动物3为克隆动物，重组细胞能够发育成一个个体，具有全能性，C正确；胚胎移植是胚胎工程其他技术手段的最后一道“工序”，要把早期胚胎培育成一个个体，必须经过胚胎移植，D正确。14．科研人员运用基因工程技术让奶牛的乳腺合成并分泌人的血清白蛋白。下列相关叙述错误的是()A．该技术导致转基因奶牛发生了定向变异B．该过程所需要的目的基因可以通过逆转录的方法获得C．该过程需把人血清白蛋白的完整基因与载体连接构建基因表达载体D．胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定解析：选C基因工程技术可以使生物发生定向变异，A正确；获取目的基因可以通过逆转录的方法，B正确；该过程需用乳腺组织特异性表达的启动子，而不能用人血清白蛋白基因的启动子，C错误；因为只有雌性个体能分泌乳汁，所以胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定，D正确。15．下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14h，黑暗10h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是__________________。该过程中涉及的内分泌腺包括________________。(2)从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是___________________。精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天可以看到胚胎收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎________期开始的标志。(3)如果体外受精后，在雄原核与雌原核融合之前，用微型吸管吸除雄原核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是__________________________________________。(4)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵母细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于__________________________________________________。(5)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是__________。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当小鼠体内的某一类细胞功能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞的治疗思路是______________________________。解析：(1)注射促性腺激素和在光控周期下饲养成年雌鼠的目的是促进排卵。在光控周期下成年雌鼠通过神经体液调节促进卵子的生成，该过程涉及下丘脑、垂体、卵巢等内分泌腺。(2)取出的精子在一定条件下培养是为了使精子获能；囊胚期开始的标志是胚胎收缩，细胞间隙扩大，胚胎内部出现裂隙。(3)题干所述处理类似于单倍体育种，因此，其优点是容易获得纯合子并能缩短育种时间。(4)利用核移植方法获得的动物，其核基因来自提供细胞核的动物，细胞质基因来自提供卵母细胞的动物。(5)胚胎干细胞具有全能性，因此可以通过诱导其定向分化成各种组织和器官，用于器官移植和修复。答案：(1)促进排卵(或促进超数排卵)下丘脑、垂体、卵巢(2)使精子获能囊胚(3)容易获得纯合子并缩短育种时间(4)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵母细胞)的细胞质基因(5)胚胎干细胞具有发育的全能性通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补16．基因定点整合可替换特定基因，该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的，将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上，替换突变基因，可用来研究该病的基因冶疗过程。定点整合的过程是：从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2，根据其碱基序列分别合成HB1和HB2，再将两者分别与基因HSV­tk1、HSV­tk2连接，中间插入正常PKU基因和标记基因neor，构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换，导致两者之间区域发生互换，如图所示。(1)构建重组载体时，常用的工具酶有________________________________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠，除了胚胎干细胞能大量增殖外，还因为胚胎干细胞______________。(2)为获得小鼠的胚胎干细胞，可将小鼠囊胚中的____________取出，并用____________处理使其分散成单个细胞，然后放置于CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是____________________，培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长，这种现象称为____________。(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时，会出现PKU基因错误整合。错误整合时，载体的两个HSV­tk中至少会有一个与neor一起整合到染色体DNA上。已知含有neor的细胞具有G418的抗性，HSV­tk1、HSV­tk2的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养，在双重选择下存活下来的是_______________的胚胎干细胞，理由是_