2024-2025学年新教材高中生物第2章细胞工程3.2胚胎工程技术及其应用作业含解析新人教版选择性必修3

PAGE7-胚胎工程技术及其应用(20分钟·70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.采集的卵母细胞,都要在体外经人工培育成熟后,才能与获能的精子受精,以下缘由不正确的是 ()A.卵子从输卵管中冲出也要经验类似精子获能的过程B.动物排出的卵子成熟程度不同C.体外人工培育至MⅡ期时,才算成熟D.冲出的卵子还须要培育一段时间由小变大【解析】选D。冲出的卵子还不成熟,只有在体外培育至MⅡ期时,才具有与精子受精的实力,该过程类似精子获能过程,选项A、C正确;动物排出的卵子成熟程度不同,选项B正确;冲出的卵子体外培育的目的是促其成熟,使其具有与精子受精的实力,而其大小改变不大,选项D错误。2.如图为试管婴儿培育过程的示意图。有关叙述不正确的是 ()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与细胞膜的流淌性有关C.过程③的培育液中应当添加血清D.过程④要到桑葚胚或囊胚阶段才能进行【解析】选D。过程①为排卵,可以通过注射促性腺激素增加排卵数量,A正确;过程②涉及细胞膜的融合,与细胞膜的流淌性有关,B正确;过程③培育受精卵的培育液中应添加动物血清,C正确;过程④为胚胎移植,不同动物胚胎移植的时间不同,人的体外受精胚胎可在8～16个细胞阶段移植,D错误。3.如图表示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是 ()A.①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎B.③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞C.④过程须要在二氧化碳培育箱中进行D.⑤过程可以干脆获得各种类型的细胞【解析】选C。经超数排卵技术得到的是多个卵子而非胚胎,A错误。胃蛋白酶的相宜pH为1.5～2,不适于干细胞生存,B错误。胚胎干细胞需培育在二氧化碳培育箱中,C正确。很多细胞的产生须要特定的条件,比如有些免疫细胞须要抗原的刺激,D错误。4.供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理的缘由是 ()A.防止受体牛不情愿接受胚胎B.只有受体与供体的生理状态相同,被移植的胚胎才能接着正常发育C.大量提高供、受体的排卵量D.同期发情处理后,卵子和精子受精结合实力强【解析】选B。利用某些激素对供体和受体母牛进行同期发情处理,使其生理条件达到同步或一样,这样才能使供体的胚胎移入受体后,具有相同或相像的生存条件,并且接着完成正常的发育。5.下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述,错误的是 ()A.对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B.人工授精后的肯定时间内,收集供体原肠胚用于胚胎分割C.利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D.一次给受体母羊植入多个胚胎,可增加双胞胎和多胞胎的比例【解析】选B。在进行胚胎移植时须要对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理,使它们处于相同的生理状态,A正确;胚胎分割应当取形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚进行,B错误;胚胎分割技术属于无性繁殖,可获得两个基因型完全相同的胚胎,C正确;胚胎移植可提高优良种畜的繁殖率,即可增加双胞胎和多胞胎的比例,D正确。6.我国首例“虎狮兽”在南京红山动物园诞生。它是利用了雄虎的精子和雌狮的卵子进行“体外受精”而产生。下列有关说法正确的是 ()A.在体外受精前,要对精子进行获能处理B.用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入C.抽取精子、卵子的细胞核进行融合D.精子入卵后进行人工处理防止多精入卵【解析】选A。在体外受精过程中,须要对采集的精子进行获能处理,A正确;卵子只须要培育到MⅡ期即可与精子进行受精作用,无须去掉卵细胞膜,B错误;只要在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程,无须进行细胞核融合操作,C错误;在受精作用过程中,卵细胞会产生两道屏障防止多精入卵,无须人工处理,D错误。7.(2024·江苏高考改编)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列叙述正确的是 ()A.为获得更多的囊胚,采纳激素注射促进雄鼠产生更多的精子B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同,所以全能性凹凸不同C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培育箱中进行培育【解析】选D。本题主要考查了细胞工程和胚胎工程的相关学问。为了获得更多的囊胚,可以采纳激素注射促进成熟雌性个体超数排卵,然后将卵细胞从母体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,培育成胚胎,A错误;细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的,故核基因相同,B错误;运用细胞培育技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞,首先必需用胰蛋白酶处理内细胞团,分解细胞间的胶原蛋白等,使之分散成单个细胞,C错误;动物细胞培育时须要在5%CO2的培育箱中进行培育,以维持培育液的pH,D正确。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(17分)如图是克隆羊的培育流程图,依据所学学问回答下列问题:(1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集,并在体外培育到________________期。

(2)通过__________法吸出卵母细胞中的细胞核,微型吸管除了将细胞核吸出外,往往还会将________________一并吸出。

(3)去核的卵母细胞与供体细胞通过________________后融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组胚胎,融合后的重组胚胎,须要用物理或化学的方法进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程。

(4)将发育到肯定阶段的重组胚胎,移植到同种的且____________相同的其他雌性动物体内,使之接着发育,最终形成克隆羊。移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫并不会对其发生________________,同时能够与受体子宫建立正常的____________联系。

(5)欲培育高产奶山羊这一优良品种,对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的__________细胞进行鉴定。

【解析】(1)培育克隆羊时用到的卵母细胞可以从屠宰场收集,并在体外培育到MⅡ期。(2)通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核,微型吸管除了将细胞核吸出外,往往还会将第一极体一并吸出。(3)去核的卵母细胞与供体细胞通过电激后融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组胚胎。(4)将发育到肯定阶段的重组胚胎,移植到同种的且生理状态相同的其他雌性动物体内,使之接着发育,最终形成克隆羊。移入的胚胎能够存活,是因为代孕子宫并不会对其发生免疫排斥反应,同时能够与受体子宫建立正常的生理和组织联系。(5)欲培育高产奶山羊这一优良品种,对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。答案:(1)MⅡ(2)显微操作第一极体(3)电激(4)生理状态免疫排斥反应生理和组织(5)滋养层9.(18分)科研人员利用基因编辑技术删除小鼠母本基因组的相关印记区域,培育出了由母本单倍体干细胞融合发育而来的孤雌生殖小鼠,为探究生殖奇妙作出了贡献。过程见图:(1)上图孤雌小鼠的获得,用到动物细胞培育、________、________、胚胎移植等生物技术。

(2)常用的基因编辑系统是crispr-Cas9,其过程为:先让一段RNA与特征DNA序列结合,由此引导Cas9酶对特征DNA序列切割。因为“一段RNA”能与特征DNA序列________,才能特异性结合。Cas9酶作用于特征DNA序列的________________________________________________(填DNA分子的相关结构)。

(3)上图中的“卵母细胞”应处于________________(时期)。用卵母细胞培育孤雌小鼠简单胜利,其缘由是________________________。并且由上述卵母细胞发育而来的胚胎能在代孕母鼠体内存活的缘由是____________________________________________________________________。

【解析】(1)识图分析可知,科研人员用动物细胞培育成多个细胞或组织,利用核移植技术使卵母细胞与新核融合,体外培育胚胎至桑葚胚或囊胚后移植胚胎进入代孕母鼠体内。(2)让一段RNA与目标特征DNA序列的碱基互补配对后两者才能结合。Cas9酶与DNA的基因靶点结合时发生了构象改变,酶功能区对靶标DNA进行定位切割DNA分子的磷酸二酯键,删除基因。(3)传统的细胞核移植技术中,受体卵母细胞处于MⅡ中期。因为卵母细胞体积大,易操作,含促使细胞核表达全能性的物质,卵母细胞所含养分物质丰富,所以用卵母细胞培育孤雌小鼠简单胜利。代孕母鼠子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,是胚胎能在代孕母鼠体内存活的生理基础。答案:(1)动物细胞核移植早期胚胎培育(2)碱基互补配对磷酸二酯键(3)MⅡ中期(减数其次次分裂中期)卵母细胞体积大,易操作;含促使细胞核表达全能性的物质;卵母细胞所含养分物质丰富代孕母鼠子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(10分钟·30分)1.(6分)据《细胞报告》最近报道,我国科学家胜利将小鼠的颗粒细胞(卵泡中卵母细胞四周的细胞)转化为GV卵母细胞,进而复原减数分裂并顺当培育出健康后代(如图)。有关叙述错误的是 ()A.过程①的实质是基因选择性表达B.X细胞应处于减数分裂Ⅱ中期C.过程③中受精的实质是雌雄原核融合D.过程③选择原肠胚进行胚胎移植【解析】选D。过程①是将小鼠的颗粒细胞经诱导成为多能干细胞的过程,其实质是定向诱导分化使基因进行选择性表达,A正确;体外受精时卵母细胞X应培育到减数分裂Ⅱ中期,B正确;过程③体外受精的实质是雌雄原核融合,C正确;进行胚胎移植的时期一般是桑葚胚或囊胚,也可以是更早的时期,D错误。2.(6分)(不定项)“三亲婴儿”技术是指取出患病母亲卵母细胞的核,导入女性捐赠者的去核卵细胞中,再将重构卵母细胞和父亲的精子结合。下列有关“三亲婴儿”的叙述,正确的是 ()A.该技术可以有效降低生下线粒体遗传疾病婴儿的概率B.女性捐赠者供应的遗传物质不遵循孟德尔遗传规律C.“三亲婴儿”与正常的“双亲婴儿”相比,核DNA增加D.该技术的遗传物质来自多个亲本,涉及伦理争议【解析】选A、B、D。由题图可知,重组卵母细胞的细胞质主要来自捐献者,可避开母亲的线粒体遗传基因传递给后代,A正确;捐献者只是供应了卵母细胞的细胞质,所以其供应的遗传物质不遵循孟德尔遗传规律,B正确;“三亲婴儿”与正常的“双亲婴儿”的核DNA一样多,均是来自母亲和父亲供应的细胞核,C错误;“三亲婴儿”的遗传物质来自一个父亲、两个母亲,存在伦理争议,D正确。【试验·探究】3.(18分)试验嵌合体是了解哺乳动物发育机制的关键点,也能为不同多潜能干细胞状态的潜能供应询问的来源。将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里,再将囊胚移入代孕鼠体内发育形成猴鼠嵌合体——猴鼠,可用于器官的移植探讨。请回答下列问题:(1)推断哺乳动物的受精过程完成的重要标记是__________________________________________________。

(2)胚胎干细胞的培育和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作,可以实行的措施有__________________________。胚胎干细胞体外培育诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其缘由是__________。依据胚胎干细胞的这种功能特性,当我们身体的某一类细胞功能出现异样或退化时,利用胚胎干细胞的治疗思路是____________________________。

(3)将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的__________部位能获得所需组织,再将囊胚移入代孕鼠体内,此技术对代孕受体的要求是______________________。在畜牧生产中采纳这种技术的优势主要是____________________________,若想进一步提高胚胎的利用率,可采纳________技术。

【解析】(1)推断哺乳动物的受精过程是否完成的重要标记是雌、雄原核融合成合子。(2)胚胎干细胞的培育和诱导等操作均需在严格的无菌、无毒环境条件下操作,可以实行的措施有添加抗生素和定期更换培育液。胚胎干细胞体外培育诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其缘由是胚胎干细胞具有发育的全能性。依据胚胎干细胞的这种功能特性,当我们身体的某一类细胞功能出现异样或退化时,可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来刚好修补