高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第41讲 胚胎工程 生物技术的安全性和伦理问题-人教版高三生物试题

第41讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题(限时:40分钟)测控导航表知识点题号及难易度1.受精作用及早期胚胎发育和培育1,22.胚胎干细胞技术、胚胎移植及胚胎分割移植3,43.生物技术的安全性与伦理问题6(中)4.综合考查5(中),7(中)1.(2015山东威海二模)下面是有关胚胎工程的相关问题,请回答:(1)胚胎工程是对动物或所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,都必须通过给受体才能获得后代。

(2)哺乳动物的体外受精主要包括、和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射,使其排出更多的卵子。

(3)卵子需要发育到期,才具备受精能力。此时的卵子(填“能”或“不能”)与直接取自附睾的精子受精,原因是。

(4)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。

解析:(1)胚胎工程是对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,都必须通过胚胎移植给受体才能获得后代,因此,胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。(2)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤,给优良母畜注射促性腺激素,以促使其超数排卵。(3)卵子需发育到减数第二次分裂中期时,才具备受精能力,刚刚获取的精子,不能立即与卵子受精,必须获能才能受精。(4)若检查受精状况和受精卵的发育能力,可将受精卵移入发育培养液中继续培养。答案:(1)早期胚胎配子胚胎移植(2)卵母细胞的采集精子的获取促性腺激素(3)减数第二次分裂中不能精子未获能(4)发育培养液2.(2015湖北武汉模拟)请回答下列与胚胎工程有关的问题:(1)哺乳动物精子发生的场所是,圆形的精子细胞经过变形,其中的变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的和透明带。

(2)哺乳动物卵子的发生过程中,减数第一次分裂是在完成的,减数第二次分裂是在的过程中完成的。

(3)在体外受精前,要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能的方法有法和化学诱导法两种。化学诱导法即将精子放在一定浓度的中获能。

(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到阶段的早期胚胎进行处理,再植入受体内。

解析:(1)哺乳动物精子发生的场所是睾丸的曲细精管;精子细胞变形过程中,细胞核变为精子头的主要部分,高尔基体发育为头部的顶体,顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)哺乳动物卵子的发生过程中,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。(3)精子进行体外获能的方法有培养法和化学诱导法两种。化学诱导法即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中获能。(4)通过胚胎移植可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理,再植入受体内,获得遗传物质完全相同的两个新个体。答案:(1)睾丸的曲细精管(睾丸)细胞核顶体酶放射冠(2)雌性动物排卵前后精子和卵子结合(3)培养肝素或钙离子载体A23187溶液(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割3.(2015广西桂林月考)胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题:(1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于,细胞B的名称是。

(2)应用2中牛完成体内受精的场所是,刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为。这种试管牛的生产,采用的胚胎工程技术有(至少答出2种)等。

(3)应用3中细胞C、D分别取自、。

(4)应用4中通过技术获得二分胚①和②,同时,可以通过取样进行分子水平的早期胚胎性别鉴定;也可以在细胞水平上通过对的分析进行性别鉴定。

解析:(1)由以上分析可知应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,在细胞核移植过程中,选择卵母细胞作为受体细胞的原因:卵(母)细胞大,容易操作;卵(母)细胞质多,营养丰富;含有促使细胞全能性表达的物质。(2)牛完成体内受精的场所是输卵管;一般发育到桑椹胚或囊胚时期时进行胚胎移植;试管牛的产生,采用的胚胎工程技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。(3)细胞C、D为胚胎干细胞,该细胞取自牛胎儿的原始性腺或早期胚胎细胞。(4)通过胚胎分割技术可获得二分胚①和②,可以取滋养层细胞进行性别鉴定;也可以通过对染色体的分析进行性别鉴定。答案:(1)供体1和供体2MⅡ中期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)(2)输卵管桑椹胚或囊胚体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(3)原始性腺早期胚胎(囊胚的内细胞团)(4)胚胎分割滋养层染色体(或性染色体)4.(2015山西太原月考)如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答:(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的,对胚胎进行分割时,要特别注意将均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育,来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物的方法之一。

(2)①过程分割出的少量胚体细胞用来做性别鉴定,该技术常采用的方法是。

(3)该过程所需胚胎可用人工方法从供体输卵管内获得,该过程称为;也可从供体体内取出卵子,通过后进行早期胚胎培养获得。

(4)囊胚通过技术移入受体子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可放入中保存。

(5)胚胎干细胞(ES)可由囊胚的分离培养获得。ES细胞具有发育全能性,有望在对人类ES细胞进行定向后用于疾病的细胞治疗。

解析:(1)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚期的胚胎进行分割时,要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。由于胚胎分割所得的后代具有相同的遗传物质,所以胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。(2)①过程分割出的少量滋养层细胞可用来做性别鉴定,该技术常采用的方法是用基因探针进行DNA分子杂交。(3)用人工方法从供体输卵管内获得胚胎的过程称为冲卵;也可从供体体内取出卵子,通过体外受精后进行早期胚胎培养获得。(4)囊胚通过胚胎移植技术移入受体子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可放入-196℃答案:(1)桑椹胚或囊胚囊胚期内细胞团无性繁殖或克隆(2)用基因探针进行DNA杂交(3)冲卵体外受精(4)胚胎移植-196℃(5)内细胞团细胞诱导分化5.(2015甘肃兰州模拟)胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快,回答下列问题:(1)在哺乳动物的核移植实验中,一般通过(物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到阶段时,将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。

(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理。另外,培养的卵母细胞需要发育至,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。

(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是。

(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的(填“受精卵”或“乳腺细胞”),导入方法是。

解析:(1)在哺乳动物的核移植实验中,一般通过电脉冲或电刺激(物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时,进行胚胎移植。(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行获能处理。另外,培养的卵母细胞需要发育至MⅡ中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(3)体细胞分化程度高,不易恢复全能性,所以利用体细胞进行核移植技术的难度较高。(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体包括某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因(或目的基因)、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵,导入方法是显微注射法。答案:(1)电脉冲(或电刺激)桑椹胚或囊胚(2)获能MⅡ中期(减数第二次分裂中期)(3)体细胞分化程度高,不易恢复全能性(4)人干扰素基因(或目的基因)受精卵显微注射法6.(2015河南信阳模拟)“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育到如图所示的时期再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答:(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是()A.有性生殖 B.组织培养C.克隆技术 D.基因工程(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)该图示时期是胚胎发育的期。在该图下一时期,b细胞最可能成为胚层的一部分。

(4)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术?(填序号)

①体外培养②人工授精③胚胎移植④核移植(5)要得到“同卵双胞胎”采用的技术是,双胞胎的性别是否相同?。

(6)“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什么?

。

(7)现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是

。

解析:(1)试管婴儿技术实际是体外受精,即经过了精卵结合,所以是有性生殖。(2)卵裂是指在透明带中进行的早期胚胎发育,细胞数目不断增多,此时的细胞分裂方式为有丝分裂。(3)此时期的特点是含有一个腔,即囊胚腔,所以称为囊胚期,聚集在胚胎一端,个体较大的细胞称为内细胞团。内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,囊胚期的下一时期为原肠胚期,内细胞团下方细胞即b细胞形成内胚层,将来继续发育成消化道、呼吸道上皮及胰腺等腺体。(4)试管婴儿的过程为卵子精子受精卵早期胚胎(8答案:(1)A(2)有丝分裂(3)囊胚内(4)①②③(5)胚胎分割移植相同(6)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等的疾病;后者胚胎在移植前需要进行遗传学诊断(7)破坏了人类正常的性别比例,严重违反了伦理道德7.(2015甘肃张掖模拟)胚胎干细胞(ES细胞)在生物学研究中具有十分重要的应用价值。(1)如图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中,再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有

。

(2)图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有种重组DNA分子;第Ⅲ步操作后,还需经过的过程,才能将该ES细胞注射到囊胚中。

(3)ES细胞在功能上具有的特点;目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导,为因故失去手的患者提供新的“手”,该过程揭示了细胞的机理。

(4)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断,一般情况下,细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径,但一般不分裂增殖,鼠ES细胞中只有D途径,能不断分裂增殖,将这两种细胞在试管中混合,加促融,获得杂种细胞,若要从培养液中分离出杂种细胞,写出实验方法(不考虑机械方法),并说明理由。

方法:。

理由:。

解析:(1)获取目的基因时需要限制酶,构建基因表达载体时需要限制酶和DNA连接酶。(2)图中第Ⅱ步为基因表达载体的构建过程,如果只考虑两两结合,则会形成3种重组DNA分子,即目的基因与质粒连接、目的基因与目的基因连接、质粒与质粒连接;第Ⅲ步是将目的基因导入ES细胞,该操作后还需筛选含小鼠棕褐毛色基因的胚胎干细胞,然后再将含有小鼠棕褐毛色基因的胚胎干细胞注射到囊胚中。(3)ES细胞在功能上具有发育的全能性;目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导,为因故失去手的患者提供新的“手”,该过程揭示了细胞分化和凋亡的机理。