2018版高考生物一輪復習第十一單元第三講胚胎工程及倫理問題課時作業(yè)解析

1、第十一單元第三講胚胎工程及倫理問題1 .奧地利科學家已經(jīng)使用干細胞在實驗室中培育出微型人腦。部分培育過程為科研人員選取人類胚胎干細胞或成人皮膚細胞，將其培育成神經(jīng)外胚層，再放入特制的凝膠中，引導組織進一步生長。請回答下列有關胚胎工程的問題：哺乳動物的胚胎干細胞又叫 ES或EK細胞，是從 或 中分離出來的一類細胞。這種細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、 大、核仁明顯；在功能上，具有, 即可以分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。（2）利用胚胎干細胞可治療肝衰竭，實現(xiàn)此過程的最重要的原因是 （填“細胞分裂” 或“細胞分化”）。（3）胚胎工程的應用除上述的胚胎干細胞之外，還包括 和胚胎分割。其中胚胎分割 要選

2、取發(fā)育良好，形態(tài)正常的 ;對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將 ,否 則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。（4）在胚胎分割過程中，做 DNA分析性別鑒定時，一般要選取 細胞。通過胚胎分割 產(chǎn)生的后代的性別 （填“相同”或“不同”）。解析：（1）胚胎干細胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性。（2）ES細胞具有發(fā)育的全能性，可以被誘導分化形成新的組織細胞，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能，因此治療肝衰竭主要利用的就是這一特性。（3）胚胎工程的應用包括胚胎移植、胚胎分割和胚胎干細胞；一般選擇發(fā)育良好，

3、 形態(tài)正常的桑棋胚或囊胚進行胚胎分割；對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步 發(fā)育。（4）做DNA分析性別鑒定時一般要選取滋養(yǎng)層細胞，通過胚胎分割產(chǎn)生相同性別的子 代。答案：（1）早期胚胎原始性腺細胞核發(fā)育的全能性（2）細胞分化（3）胚胎移植桑棋胚或囊胚 內(nèi)細胞團均等分割（4）滋養(yǎng)層相同2 .哺乳動物單倍體胚胎干細胞技術是遺傳學研究的新手段，該項技術為研究隱性基因功能 提供了理想的細胞模型。下圖表示研究人員利用小鼠獲取單倍體胚胎干細胞的方法。請分析回答。卵母細胞但（1）方法一中，研究人員需對實驗小鼠注射 ,使其,從而獲得更多的卵母細胞。用SrCl2

4、溶液處理、激活卵母細胞，在體外選用特制的培養(yǎng)液培養(yǎng)至 期，從 內(nèi)細胞團中分離、 篩選出胚胎干細胞。 采用這種方法獲得的單倍體胚胎干細胞稱為孤雌單倍體胚胎干細胞。(2) 采用方法二可獲得孤雄單倍體胚胎干細胞。受精階段，防止多精入卵的第一道屏障是。研究人員用特定方法去除細胞M中的 原核，再對處理后的細胞進行進一步的培養(yǎng)、分離和篩選。(3) 研究發(fā)現(xiàn)，小鼠單倍體胚胎干細胞存在自發(fā)二倍體化的現(xiàn)象。為此，可以通過測定并分析細胞內(nèi)DN肪子的含量，或利用顯微鏡觀察處于 (寫出分裂類型及時期)細胞的染色體數(shù)目進行確定。解析： (1) 超數(shù)排卵利用的激素是促性腺激素。胚胎發(fā)育到囊胚階段出現(xiàn)細胞分化，形成內(nèi)細胞團

5、。 (2) 防止多精入卵的第一道屏障是透明帶反應。將受精卵中的雌原核去掉，保留雄原核，經(jīng)培育可以得到孤雄單倍體胚胎干細胞。 (3) 觀察染色體形態(tài)、計數(shù)染色體數(shù)目的最佳時期是細胞有絲分裂中期，因為此時染色體螺旋化程度最高且著絲點整齊排列在赤道板上。答案： (1) 促性腺激素超數(shù)排卵 囊胚 (2) 透明帶反應雌 (3) 有絲分裂中期3 2013 年 12 月 20 日，美國細胞雜志發(fā)布，中國科研團隊在國際上率先完成了“單個卵細胞的高精度基因組測序”，該技術或可將試管嬰兒的活產(chǎn)成功率從30%提至60%，并檢測與遺傳疾病有關的DNA列變異，降低帕金森氏綜合征等疾病遺傳到下一代的風險。(1) “試管嬰

6、兒”技術與克隆人本質(zhì)的區(qū)別是前者為 生殖方式。(2) 獲得“試管嬰兒”需要的胚胎工程技術有 、 和胚胎移植等。胚胎移植通常要將胚胎培養(yǎng)到 階段。 理論上要得到“同卵雙胞胎”， 采用的技術是(3) 在醫(yī)學上可用 細胞來治療帕金森氏綜合征。該細胞是由 中分離出來的一類細胞。(4) 現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計試管嬰兒，其原因是解析： (1) 試管嬰兒是由受精卵發(fā)育來的， 屬于有性生殖， 克隆屬于無性生殖。 (2) 胚胎需發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期才能進行移植。 (3) 胚胎干細胞具有全能性，可通過胚胎干細胞移植來治療某些由于細胞功能問題引起的疾病。 (4) 設計試管嬰兒會淘汰掉一些“不符合要求”的胚胎，所以部

7、分人認為這是對生命的不尊重，從而引發(fā)倫理問題。答案： (1) 有性(2) 早期胚胎培養(yǎng)體外受精 桑椹胚或囊胚胚胎分割(3) 胚胎干(ES、 EK) 早期胚胎或原始性腺(4) 對生命不尊重，違反倫理道德4 電影中， “蜘蛛俠”能產(chǎn)生高強度的蜘蛛絲， 現(xiàn)實中的基因工程也創(chuàng)造出了“蜘蛛羊”，該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白，高強度的蛛絲蛋白可用于許多重要的特種工業(yè)領域。請回答：(1) 實驗中，通常用 ES 細胞作為目的基因的受體細胞，這是因為 ES 細胞在功能上具有特征。這種細胞一般可以從哺乳動物的 或中分離出來。(2) 在培養(yǎng)重組細胞時，為了維持不分化的狀態(tài)，在培養(yǎng)液中要加入 。為防止雜菌污染，可以在細胞

8、培養(yǎng)液中添加一定量的 。(3) 胚胎移植時，通常將早期胚胎移植到同種且與供體相同的動物體內(nèi)，受體對外來胚胎基本上不發(fā)生。 正常發(fā)育后產(chǎn)出“蜘蛛羊”， 這種生殖方式為 。 若需要一次產(chǎn)生兩頭轉基因“蜘蛛羊”，可將 階段的胚胎進行分割。(4) 科學家為保證乳汁中有蛛絲蛋白，應該用 技術，先檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了受體羊的染色體上。解析： (1) 胚胎干細胞一般從哺乳動物的原始性腺或早期胚胎中分離出來。由于胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，故常作為目的基因的受體細胞。 (2) 在動物細胞培養(yǎng)時，為了維持不分化的狀態(tài)， 在培養(yǎng)液中要加入抑制因子。 為防止雜菌污染， 可以在細胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素。

9、 (3) 受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，所以胚胎移植時，通常將早期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)與供體相同的同種動物體內(nèi)。 若需要一次產(chǎn)生多個個體， 可將囊胚或桑棋胚階段的胚胎進行分割。(4)科學家為保證乳汁中有蛛絲蛋白，應該用DNA分子雜交技術， 先檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了受體羊染色體上， 也可使用抗原抗體法檢測乳汁中是否有蛛絲蛋白。答案： (1) 發(fā)育的全能性原始性腺 早期胚胎(2) 抑制因子抗生素 (3) 生理狀態(tài)免疫排斥反應無性生殖囊胚或桑椹胚(4)DNA 分子雜交5我國首例“第三代試管嬰兒”在上海誕生，這是我國生殖輔助技術領域的一個里程碑。請回答下列問題：(1) 第一代試管嬰

10、兒針對女性輸卵管堵塞患者，用穿刺針將( 填細胞名稱) 取出，采集的細胞需要在體外培養(yǎng)成熟，才能與受精。第二代試管嬰兒則針對男性少、弱、畸形精子癥患者， 通過 技術將精子注入卵母細胞內(nèi)幫助受精。 第三代試管嬰兒要在胚胎移植前 ，從而幫助更多的家庭生出健康的寶寶。(2) 母體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生， 這為胚胎在母體內(nèi)存活提供了可能。(3) 現(xiàn)在我國大多數(shù)人反對設計試管嬰兒性別，原因是 ，在進行試管嬰兒設計時一定不能違反 。解析： (1) 第一代試管嬰兒技術中采集的卵母細胞在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期，然后與獲能的精子結合， 形成受精卵， 經(jīng)短期培養(yǎng)后再植入母體子宮。 第二代試管嬰兒技術

11、中需要運用顯微注射技術， 將精子注入卵母細胞內(nèi)。 第三代試管嬰兒， 要在胚胎移植前對胚胎進行遺傳學診斷。 (2) 胚胎移植的前提是受體對外來的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。 (3) 如果設計試管嬰兒性別得到允許，可能破壞人類正常的性別比例。答案： (1) 卵母細胞獲能的精子顯微注射對胚胎進行遺傳學診斷(2) 免疫排斥反應(4) 可能破壞人類正常的性別比例 人類倫理道德6隨著生活水平的提高，糖尿病的患病率增加，胰島素是治療糖尿病的常用藥，可通過基因工程創(chuàng)造出“胰島素羊” ( 該羊的乳汁中含有胰島素 ) ， 為糖尿病患者帶來福音。 利用該技 術生產(chǎn)胰島素的過程如圖所示。 獲得目 與運載體結合重組D

12、NArJ受體細胞一二轉基因羊一二提取胰島素的基因回答下列問題：(1)為保證實驗成功，產(chǎn)生胰島素的基因可從 cDNA文庫中獲取，然后與 相連構建成為重組DNA圖中過程是通過 等方法，將重組 DNAt入羊的 獲得受體細胞。(2)圖中過程是先通過動物細胞培養(yǎng)形成早期胚胎，然后將胚胎移植到經(jīng)過 處理的受體母羊子宮內(nèi)。 目前對動物細胞所需的營養(yǎng)條件還沒有完全研究清楚， 在早期胚胎的培養(yǎng)中往往還需要添加 。若利用一個早期胚胎一次產(chǎn)生兩頭轉基因“胰島素羊”，可將該胚胎進行 處理。(3)若該“胰島素羊”(已知重組DNA已進入細胞)乳汁中檢測到胰島素，其乳腺細胞分泌的胰島素與轉基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素相比

13、所具有的優(yōu)點為，原因是解析：(1)目的基因需要與運載體結合構建成為重組DNA才能導入受體細胞；若導入動物的受精卵內(nèi)常采用顯微注射法。 (2) 胚胎移植的受體動物必須經(jīng)過同期發(fā)情處理。對動物細胞所需的營養(yǎng)條件還沒有完全研究清楚， 在早期胚胎的培養(yǎng)中往往還需要添加動物血清。 若利用一個早期胚胎一次產(chǎn)生兩頭轉基因“胰島素羊”，可將該胚胎進行胚胎分割。 (3) 乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體， 能加工相關蛋白質(zhì)， 而細菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體， 故“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素有生物學活性，轉基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素無生物學活性，需要再加工。答案： (1) 運載體 顯微注射 受精卵(2) 同期發(fā)情動

14、物血清胚胎分割(3) 轉基因“胰島素羊”乳腺細胞分泌的胰島素有生物學活性，轉基因“胰島素細菌”產(chǎn)生的胰島素無生物學活性，需要再加工乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體，能加工相關蛋白質(zhì)，而細菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體7. （2017 山東泰安模擬）人類疾病的轉基因動物模型常用于致病機理的探討及治療藥物的 篩選。利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉基因模型大鼠的流程如圖所示。（1）卵母細胞除從活體輸卵管中采集外，還可以從已處死的雌鼠 中獲取。（2）圖中的高血壓相關基因作為 ,質(zhì)粒作為 ,二者需用 切割后連 接成重組載體，該過程與質(zhì)粒上含有 有關。（3）子代大鼠如果 和,即可分別在分子水平和個體水平上說明高 血壓相關

15、基因已成功表達，然后可用其建立高血壓轉基因動物模型。（4）在上述轉基因大鼠的培育過程中，所用到的主要胚胎工程技術是 、早期胚胎培 養(yǎng)和胚胎移植。解析：（1）卵母細胞經(jīng)排出后，一般是進入輸卵管準備受精，為獲得卵母細胞還可以從已處死的雌鼠卵巢收集，但死亡的時間不能太長。（2）題中用高血壓的相關基因做實驗進行致病機理的探討和治療藥物的篩選，該基因是目的基因， 該基因與載體一一質(zhì)粒相結合，可將目的基因導入受體細胞中，目的基因與質(zhì)粒結合需要用相同的限制酶進行切割，以期得到相同的黏性末端。質(zhì)粒上一般含有多個限制酶切割位點。（3）目的基因導入受體細胞后，要通過檢測看其是否能夠成功表達，可以從分子水平和個體水

16、平進行檢測。（4）胚胎工程技術一般包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎分割、胚胎移植等。答案：（1）卵巢（2）目的基因載體同種限制性核酸內(nèi)切酶（或同種限制酶）限制酶切割 位點（3）檢測到體內(nèi)有相關蛋白出現(xiàn)高血壓（4）體外受精8.下圖為利用生物技術生產(chǎn)單克隆抗體和經(jīng)體外受精培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程。請回答下列問 題：體撲塔小樂書院盤貓施配取單克%內(nèi)培養(yǎng)隆抗伸（1）圖I所示制備單克隆抗體的過程，包括 和動物細胞培養(yǎng)兩個過程， 在進行動物細胞培養(yǎng)時，首先要將動物組織剪碎，然后用 處理，使其分散成單個細胞，制備成細胞懸液。（2）A細胞的特點是 ,經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞，還需進 行 和抗體檢測，經(jīng)多次篩選就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細 胞，最后進行體內(nèi)或體外培養(yǎng)。(3) 單克隆抗體與常規(guī)抗體相比，具有 的特點。(4)圖n所示過程為優(yōu)質(zhì)奶牛的培育過程，該過程需要進行胚胎移植，移植后的胚胎能在受體子宮中存活，其生理基礎是 。(5)若要同時獲得多頭與此優(yōu)質(zhì)奶牛相同的小牛，可對圖n所示囊胚階段的胚胎進行 ， 操作過程需要特別注意的問題是 ， 否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。解析： (1) 單克隆抗體的制備包括動物細胞融合和動物細胞培養(yǎng)。在動物細胞培養(yǎng)過程中，需用胰蛋白酶處理。 (2)A 為雜交瘤細胞，既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞，還需