2024-2025学年高中生物第三章胚胎工程第二节胚胎工程及其应用第2课时胚胎工程的应用知能演练轻巧夺冠苏教版选修3

PAGEPAGE1第2课时胚胎工程的应用[随堂检测]学问点一胚胎工程的应用1．印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物。通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是()A．步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C．受精卵发育成早期胚胎所需养分主要来源于培育液D．步骤甲运用的培育液和早期胚胎培育液成分基本相同解析：选B。图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需养分主要来源于受精卵中的细胞质，C项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培育液成分并非基本相同，D项错误。2．图示为通过体外受精和胚胎移植培育牛的过程。下列叙述正确的是()A．采集的精子不经处理就可以进行体外受精B．②过程须要精子与卵细胞接触，完成信息传递C．桑椹胚的形成是细胞分化的结果D．④过程属于胚胎移植，图中的母体为供体解析：选B。采集的精子在体外受精前，须要对精子进行获能处理，通常采纳的体外获能方法有培育法和化学诱导法两种，A项错误；②过程为体外受精作用，须要精子与卵细胞接触，完成信息传递，B项正确；由受精卵到桑椹胚的过程，细胞只是通过有丝分裂的方式增加数量，没有发生分化，C项错误；胚胎移植过程中，供应胚胎的个体为供体，接受胚胎的个体为受体，D项错误。学问点二胚胎干细胞及其探讨进展3．美国华盛顿高校的一个探讨小组首次提取了人类肝脏干细胞。这种干细胞表现出分化多能性，并在动物模拟试验中胜利地修复了试验鼠的部分肝脏组织。科学家认为，它拥有治疗多种肝病的潜力。下列说法正确的是()A．肝脏干细胞可分化出人体全部细胞B．肝脏干细胞的细胞核具有发育成个体的潜能C．肝脏干细胞能够分泌胆汁D．诱导肝脏干细胞形成肝组织说明动物细胞具有全能性解析：选B。肝脏干细胞能够发育成肝细胞，属于专能干细胞，不具有分化出人体全部细胞的功能。动物的细胞核具有发育成完整个体的潜能。肝细胞具有分泌胆汁的功能属于细胞分化产生的特别功能，而肝脏干细胞不具有分泌胆汁的功能。细胞全能性的体现是发育成完整的生物个体。4．图中Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径，下列相关叙述不正确的是()A．胚胎干细胞在体外培育的条件下，可以增殖不发生分化B．图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎C．过程Ⅰ、Ⅱ获得早期胚胎的过程均属于有性生殖范畴D．过程Ⅱ获得的早期胚胎在培育液中添加分化诱导因子后可进行分化解析：选C。胚胎干细胞在体外培育的条件下，可以增殖不发生分化，A正确；图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎，囊胚中的内细胞团细胞属于胚胎干细胞，B正确；过程Ⅰ获得早期胚胎的过程属于有性生殖范畴，而过程Ⅱ获得早期胚胎的过程不属于有性生殖范畴，C错误；过程Ⅱ获得的早期胚胎在培育液中添加分化诱导因子后可进行分化，D正确。5．老年痴呆症患者的脑血管中有一种特别的β淀粉样蛋白体，它的渐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是()A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术解析：选A。胚胎移植的意义在于充分发挥优良母畜的繁殖潜力，不能用于治疗老年痴呆症。胚胎干细胞技术可定向诱导分化形成组织细胞，用于补充损伤的细胞。单克隆抗体技术可大量制备抗体，与抗原(β­淀粉样蛋白体)特异性结合，使其失去作用。基因治疗技术可订正或补偿因基因突变导致的缺陷。6．美、日两国曾在《科学》和《细胞》两份顶级学术期刊上发表探讨成果：将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”。如图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并确定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨髓、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是由__________________________________________中分别出来的一类细胞，假如胚胎发育到了囊胚期，这时的________细胞就是ES细胞。(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的________。(3)图中逆转录病毒的作用是________________，过程③利用了逆转录病毒的________特性。(4)万能干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特别细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是____________________________。(5)你支持“应立法爱护利用胚胎干细胞进行克隆性治疗吗”？请陈述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)结合动物的个体发育过程可得出胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分别出来的一类细胞，囊胚期的内细胞团是胚胎干细胞。(2)胚胎干细胞能发育成个体，体现了细胞的全能性。(3)能携带“目的基因”的逆转录病毒在基因工程中是作为载体的，利用其感染宿主细胞的实力把目的基因带入受体细胞。(4)器官移植最大的问题是发生异体免疫排斥反应，假如是自身细胞发育来的器官就不会发生这种状况。答案：(1)早期胚胎或原始性腺内细胞团(2)全能性(3)作为基因工程的载体感染(宿主细胞)(4)不会产生免疫排斥反应(5)支持，通过胚胎干细胞克隆人体组织、器官，可以用来治疗人类很多顽症(反对，通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞，胚胎是生命的开端，以牺牲一个生命的代价去挽救另一个生命，是违反伦理道德的)[课时作业]一、选择题1．在胚胎移植的整个过程中，与之有关的激素包括()①促性腺激素②雌性激素③孕激素④雄性激素A．①② B．①②③C．①③④ D．②③解析：选B。在胚胎移植的整个过程须要用促性腺激素对供体处理，促使供体超数排卵；雌性激素激发和维持正常的性周期；孕激素促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，用于同期发情处理。2．梅花鹿胚胎移植试验的主要流程如下。下列相关叙述正确的是()①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿A．①过程须要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚D．⑤过程胜利率的凹凸主要确定于供、受体生理状况的一样性解析：选D。超数排卵处理须要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故B错误；④过程为胚胎质量检查，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故C错误；⑤过程为胚胎移植，胜利率的凹凸与供体、受体的生理状况是否相同有关，故D正确。3．第三代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断。在胚胎移植前，取胚胎细胞的遗传物质进行分析，筛选出健康胚胎进行移植。下列有关说法错误的是()A．精子和卵子一般要放在培育液中共同培育一段时间才能受精B．胚胎植入前遗传学诊断过程须要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞C．胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应D．试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子解析：选B。精子和卵子一般要放在获能溶液或专用的受精溶液中共同培育一段时间才能受精，故A正确。胚胎植入前遗传学诊断过程不须要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞，因为此时羊水中不含有胚胎细胞，故B错误。母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应，保证胚胎正常发育，故C正确。试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子，以免带来社会混乱，故D正确。4．帕金森氏综合征是由于大脑某个部位的脑细胞受损，而使其相应的功能丢失导致的。若用胚胎干细胞移植治疗病人，应当是()A．将胚胎干细胞干脆植入病变部位B．将胚胎干细胞通过血液输送到病变部位C．将胚胎干细胞定向诱导为相应的神经元来替代受损的脑细胞D．将胚胎干细胞定向诱导为脑细胞，通过血液输送到受损部位解析：选C。胚胎干细胞具有多向分化的潜能，可以分化为各种细胞、组织，甚至器官。用胚胎干细胞治疗疾病应将胚胎干细胞定向诱导为相应的细胞或组织，移植替换病变部位的细胞或组织。5．人类有一种罕见的常染色体显性遗传病，基因型为BB的个体幼年时期死亡。一对夫妻均为该病患者，现希望借助胚胎工程技术生育一个健康的孩子。下列做法可行的是()A．经超数排卵处理后进行体外受精B．从桑椹胚中分别少量滋养层细胞，培育后检测基因型C．从羊水中提取细胞进行检测，并依据检测结果淘汰基因型为bb的胚胎D．将一个囊胚进行多等分，从中筛选所需胚胎，培育至原肠胚期后移植到子宫答案：A6．人工获得非特异性免疫胚胎干细胞的方法是将细胞核移植到去核的卵细胞内，经过肯定的处理使其发育到某一时期，从而获得胚胎干细胞，“某一时期”最可能是()A．受精卵B．幼体C．囊胚D．原肠胚解析：选C。胚胎干细胞是在人胚胎发育早期的囊胚(受精后约5～6d)中未分化的细胞或原始性腺中分别出来的一类细胞。7．胚胎干细胞探讨在医学上有重大应用价值。通过移植胚胎干细胞期望可以治疗下列哪一组疾病？()①糖尿病②高血压③唐氏综合征(21三体综合征)④老年痴呆症⑤白化病⑥肝衰竭A．①②⑤ B．②③⑥C．①④⑥ D．③④⑤解析：选C。通过移植胚胎干细胞期望可以治疗糖尿病、老年痴呆症、肝衰竭等。高血压属于多基因遗传病，唐氏综合征(21三体综合征)属于染色体异样遗传病，白化病属于单基因遗传病，这些病都无法通过胚胎干细胞治疗。8．下图是胚胎干细胞分别途径示意图，下列说法正确的是()A．图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘B．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小C．体外培育胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化D．通过胚胎体外培育可干脆获得新生儿解析：选C。图中A是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的婴儿的组织和器官。胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大，在体外培育状况下，可以只增殖而不发生分化。胚胎体外培育可以得到早期胚胎，早期胚胎需在母体子宫中完成后期的发育过程，因此还须要进行胚胎移植。9．利用建立的诱导体系诱导小鼠胚胎干细胞向胰岛B细胞分化。下列推断错误的是()A．如镜检细胞中出现大量粗面型内质网，可初步推断胚胎干细胞发生了胰岛样分化B．该过程须要用胰蛋白酶处理，使胚胎分散成单个细胞C．胚胎干细胞分化成胰岛B细胞的缘由是基因突变D．小鼠胚胎干细胞都含有限制胰岛素合成的基因，但未表达解析：选C。胚胎干细胞分化成胰岛B细胞的缘由是基因的选择性表达。10．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以分裂、分化形成各种组织干细胞，再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列叙述正确的是()A．胚胎干细胞和人体成熟红细胞都没有细胞周期B．利用胚胎干细胞培育的人体器官正在大规模应用C．假如通过转基因技术，胜利改造某血友病患者的造血干细胞，使其凝血功能复原正常，她与正常男性婚后所生子女的表现型肯定都正常D．通过对胚胎干细胞诱导分化，定向培育组织细胞，用于修复坏死或退化部位并复原其正常功能，在临床上有广袤的应用前景解析：选D。通过转基因技术胜利改造某血友病患者的造血干细胞，但是卵细胞的致病基因没有变更，因此，生出的儿子仍旧为血友病患者。通过对胚胎干细胞诱导分化，可定向培育人体器官，但目前并没有大规模应用。11．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法能有效治疗白血病便是胜利的例证。下列说法中正确的是()A．造血干细胞和白细胞的细胞核中基因的种类和数量有差异B．造血干细胞和白细胞的细胞中RNA种类相同，数量也相同C．若编码血红蛋白基因的一个碱基对发生变更，则血红蛋白中氨基酸序列肯定发生变更D．造血干细胞分化成红细胞的过程是在细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程解析：选D。白细胞是由造血干细胞经过有丝分裂产生的，因此细胞核中基因的种类和数量没有差别。白细胞已经发生分化，因此白细胞中的RNA种类与造血干细胞不相同。由于密码子的简并性，所以编码血红蛋白基因的一个碱基对发生变更，血红蛋白中氨基酸序列不肯定发生变更。二、非选择题12．胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业、制药业等领域发挥重要作用，下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。请据图回答下列问题：(1)采集的精子需________处理后才能进行受精作用；卵子的成熟过程在________中进行。(2)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于____________________。此过程的进行须要将胚胎培育至________________时期。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采纳________技术，它可看作________(填“有性”或“无性”)繁殖。(4)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如胚胎干细胞培育技术，这种细胞是从______________中分别出来的。解析：(1)受精作用是指卵细胞和精子相互识别、融合为受精卵的过程，成熟的精子要获能才具有受精实力，在减数第一次分裂前后，卵子从卵巢中排出进入输卵管，然后在输卵管中发育到减数其次次分裂中期才能进行受精作用，因此卵子的成熟部位为输卵管。(2)图中A表示胚胎移植过程，胚胎移植是胚胎工程实施过程中的重要环节，其能充分发挥优良个体的繁殖潜力，大大推动畜牧业的发展。胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期。(3)通过胚胎分割，可以提高胚胎的利用率，可看作无性繁殖。(4)胚胎干细胞是探讨体外细胞分化的志向材料，它除了能从早期胚胎中分别外，还可以从原始性腺中获得。答案：(1)获能输卵管(2)胚胎移植提高优良母畜的繁殖力桑椹胚或囊胚(3)胚胎分割无性(4)早期胚胎或原始性腺13．如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题：(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，克隆动物特有的技术手段是________技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区分为前者是________。(2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理。(3)受精卵体外培育所需的培育液成分一般比较困难，除一些无机盐和有机盐类外，还须要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等自然成分。(4)假如培育转基因荷斯坦奶牛，可采纳____________________技术将药用蛋白基因导入到____________________中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采纳的方法是______________技术，依据是否显示出杂交带进行鉴定。(5)纯种荷斯坦奶牛的胚胎能在受体黄牛的子宫内存活并正常发育的生理缘由是________________________________________________________________________。(6)已知哺乳动物的早期胚胎发育分为受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚→原肠胚几个阶段，那么从受精卵到桑椹胚阶段，细胞分裂的方式是__________________。囊胚的________________发育成胎儿的各种组织，滋养层发育成胎儿的胎膜和胎盘。胚胎分割是将发育良好、形态正常的____________移入盛有操作液的培育皿中，然后用分割针或者分割刀进行分割。解析：(1)克隆动物属于无性繁殖，须要进行核移植，而此图是体外受精属于有性生殖，不须要核移植。(2)对供体母牛进行超数排卵须要用促性腺激素对供体母牛超数排卵处理。(3)受精卵培育液除了加入养分物质等外还须要添加自然成分动物血清。(4)动物基因工程中应采纳显微注射法将目的基因导入到受精卵细胞中，检测DNA是否导入应采纳DNA分子杂交，假如有杂交带出现说明胜利导入。(5)外来胚胎能在受体母畜子宫内存活并正常发育是因为受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系。(6)受精卵到桑椹胚进行的都是有丝分裂，囊胚的内细胞团将来可以发育成各种组织，而其滋养层细胞可以发育成胎盘和胎膜。胚胎分割是对发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚期细胞进行均等分割。答案：(1)核移植无性生殖(2)促性腺(3)动物血清(4)显微注射受精卵DNA分子杂交(5)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系(6)有丝分裂内细胞团桑椹胚或囊胚14．科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如图，请据图回答下列问题：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培育称为________，培育的细胞在贴壁生长至铺满培育皿底时停止分裂，这种现象称为________。(2)图中2­细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________；也可从灰鼠体内取出卵子，通过____________后进行早期胚胎培育获得。(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内接着发育，暂不移入的胚胎可运用________方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分别培育获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。解析：(1)将动物组织用胰蛋白酶处理成单个细胞后进行的初次培育称为原代培育；贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。(2)将早期胚胎从雌性动物子宫中冲洗出来的方法叫冲卵；早期胚胎也可以通过成熟卵子和精子在体外受精后进行早期胚胎培育获得。(3)重组后的囊胚通过胚胎移植技术移入母体子宫内接着发育，暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是从早期胚胎或原始性腺中分别出来的一类细胞，这里的早期胚胎是指从受精卵发育到囊胚期(内细胞团)的细胞；iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向分化修