高中生物專題3胚胎工程單元練習(xí)課件新人教選修310251246

單元形成性評價(三)(專題3)(60分鐘100分)一、選擇題(共8小題,每小題3分,共24分)1.下列關(guān)于高等哺乳動物受精卵與胚胎發(fā)育的敘述,正確的是

(

)A.絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識別具有物種特異性B.卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)的增加而不斷增大C.囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育的全能性D.原腸胚進(jìn)一步發(fā)育成的胚胎叫囊胚【解析】選A。細(xì)胞膜表面均有糖蛋白,糖蛋白具有細(xì)胞識別功能,精子、卵細(xì)胞的相互識別保證了同種精卵結(jié)合,A正確;受精卵在卵裂過程中,細(xì)胞的總體積基本不變或略有減小,B錯誤;囊胚的內(nèi)細(xì)胞團細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,但是滋養(yǎng)層細(xì)胞只能發(fā)育成胎膜和胎盤,C錯誤;原腸胚是由囊胚發(fā)育來的,原腸胚的各個胚層進(jìn)一步發(fā)育成動物的組織、器官和系統(tǒng),D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】下列關(guān)于受精過程及胚胎發(fā)育的敘述錯誤的是 (

)

A.精子、卵細(xì)胞的相互識別保證了同種精卵結(jié)合

B.受精過程的核心是精子、卵細(xì)胞核物質(zhì)的融合

C.第一次卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞失去了細(xì)胞全能性

D.卵裂期細(xì)胞數(shù)量增加,但胚胎總體積并不增加,或略有縮小【解題關(guān)鍵】解答本題需明確兩點:

(1)受精的實質(zhì)及過程。

(2)卵裂期細(xì)胞的特點?！窘馕觥窟xC。細(xì)胞膜表面具有糖蛋白,使同種生物的精子和卵細(xì)胞可以相互識別,A項正確;精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵,實質(zhì)是兩者核物質(zhì)發(fā)生融合,B項正確;第一次卵裂產(chǎn)生的子細(xì)胞具有細(xì)胞全能性,C項錯誤;卵裂期細(xì)胞數(shù)量增加,每個細(xì)胞的體積減小,結(jié)果是胚胎總體積并不增加,或略有縮小,D項正確。2.(2021·石家莊高二檢測)牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體,篩選胚胎進(jìn)行移植,以利用乳腺生物反應(yīng)器進(jìn)行生物制藥。下列相關(guān)敘述正確的是

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)A.H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細(xì)胞分泌B.應(yīng)選用原腸胚做雌雄鑒別C.鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D.用H-Y抗原免疫母?？色@得相應(yīng)抗體【解析】選D。單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌,A錯誤;做雌雄鑒別應(yīng)選擇囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞,B錯誤;由于是利用乳腺生物反應(yīng)器進(jìn)行生物制藥,則鑒別后的雌性胚胎可直接做胚胎移植,雄性胚胎沒有意義,C錯誤;用H-Y抗原免疫母牛,使其體內(nèi)產(chǎn)生體液免疫,產(chǎn)生相應(yīng)的漿細(xì)胞,獲得相應(yīng)抗體,D正確。3.(2021·太原高二檢測)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物,通過胚胎工程技術(shù),可以讓家貓代孕而繁育,主要步驟如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是

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)A.步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B.誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞C.受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于培養(yǎng)液D.步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同【解析】選B。步驟甲、乙分別指體外受精、胚胎移植,A錯誤;誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺細(xì)胞,B正確;受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來自受精卵,C錯誤;受精過程使用的培養(yǎng)液是獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤?早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分,除了一些無機鹽和有機鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等,所以與早期胚胎培養(yǎng)液差別較大,D錯誤。4.我國首例“虎獅獸”在南京紅山動物園誕生,利用了雄虎的精子和雌獅的卵細(xì)胞經(jīng)“體外受精”而產(chǎn)生,完成這一過程需要解決的問題是

(

)A.精子在體外用獲能物質(zhì)處理B.用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵細(xì)胞膜,便于精子進(jìn)入C.抽取精子、卵細(xì)胞的細(xì)胞核進(jìn)行融合D.精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵【解析】選A。在體外受精前,需要對精子進(jìn)行獲能處理,然后再與培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞放入培養(yǎng)液內(nèi)共同培養(yǎng)一段時間,完成受精過程,故A項正確。精子入卵后,無須人工處理,卵細(xì)胞膜會立刻發(fā)生一種生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi),這是防止多精入卵的第二道屏障,如果處理掉卵細(xì)胞膜,可能會發(fā)生多精入卵的現(xiàn)象,不利于受精作用的完成,故B項和D項均錯誤。受精作用中,不光是兩者的細(xì)胞核進(jìn)行了融合,兩種細(xì)胞中其他的部分也發(fā)生著一系列復(fù)雜的作用,從而完成整個受精過程,因此只抽取精、卵細(xì)胞核融合不能完成受精作用,故C項錯誤。5.(2021·南通高二檢測)梅花鹿屬于單胎動物,季節(jié)性發(fā)情。育種工作者希望通過胚胎工程技術(shù)對優(yōu)良品種進(jìn)行擴大繁殖。下列有關(guān)敘述正確的是

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)A.在母鹿飼料中添加一定量的促性腺激素使其一次排出多個卵子B.培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含有維生素、激素等多種能源物質(zhì)C.早期胚胎可進(jìn)行無限次的分割,以便獲得更多的優(yōu)良后代D.梅花鹿的胚胎在早期處于游離狀態(tài),為胚胎收集提供可能【解析】選D。給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個卵子,即超數(shù)排卵,促性腺激素屬于多肽類,添在飼料內(nèi)飼喂會使其被消化分解,A錯誤;培養(yǎng)液中的維生素和激素不是能源物質(zhì),B錯誤;早期胚胎分割次數(shù)太多,會影響分割后胚胎的正常發(fā)育,所以早期胚胎不能進(jìn)行無限次的分割,目前以二分胚胎的移植效率最高,C錯誤;梅花鹿的胚胎形成后,早期處于游離狀態(tài),為胚胎收集提供可能,D正確。6.(2021·濟寧高二檢測)如圖表示改造哺乳動物遺傳特性的三種途徑。相關(guān)敘述錯誤的是

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)A.獲得動物1的受體細(xì)胞通常是受精卵B.動物2體內(nèi)各體細(xì)胞的基因種類相同C.獲得動物3的重組細(xì)胞具有全能性D.上述動物的獲得均需運用胚胎移植【解析】選B。動物1為轉(zhuǎn)基因動物,受體細(xì)胞通常是受精卵,A正確;動物2由于導(dǎo)入外源基因的受體細(xì)胞注入到囊胚的某一部位,將來發(fā)育成的動物體各部位并不都含外源基因,B錯誤;動物3為克隆動物,重組細(xì)胞能夠發(fā)育成一個個體,具有全能性,C正確;胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”,要把早期胚胎培育成一個個體,必須經(jīng)過胚胎移植,D正確。7.干細(xì)胞顧名思義是“干什么都行的細(xì)胞”,具體是指一種尚未充分分化的未成熟細(xì)胞。醫(yī)學(xué)工作者、研究者正進(jìn)行嘗試?yán)酶杉?xì)胞治療人類某些疾病,用骨髓移植法有效治療白血病便是成功的例證。由此判斷下列說法中,錯誤的是

(

)A.利用干細(xì)胞治療某些疾病,是因為干細(xì)胞具有再生出各種組織、器官的潛能B.造血干細(xì)胞在骨髓中可分化出B細(xì)胞和T細(xì)胞C.在體外培養(yǎng)的條件下,ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化D.異體骨髓移植成功后,康復(fù)者的血型有可能發(fā)生改變但不會遺傳【解題關(guān)鍵】解答本題需要注意以下兩點:(1)明確干細(xì)胞特點:具有自我復(fù)制、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞群體,一定條件下可分化形成不同的組織細(xì)胞,進(jìn)一步形成復(fù)雜的器官。(2)理解關(guān)鍵信息:異體骨髓移植成功后,康復(fù)者的血型有可能發(fā)生改變,但不會遺傳?！窘馕觥窟xB。由于干細(xì)胞具有再生各種組織、器官的潛能,因此可以利用干細(xì)胞治療某些疾病,選項A正確;T細(xì)胞起源于骨髓中的造血干細(xì)胞,但T細(xì)胞在胸腺中成熟,即在胸腺中發(fā)生分化,選項B錯誤;在體外培養(yǎng)的條件下,ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化,選項C正確;骨髓移植沒有改變患者體內(nèi)的遺傳物質(zhì),因此不能遺傳給后代,選項D正確?！狙a償訓(xùn)練】科學(xué)家將人體皮膚細(xì)胞改造成了多能干細(xì)胞——“iPS細(xì)胞”,人類“iPS細(xì)胞”可以形成神經(jīng)元等人體多種組織細(xì)胞。以下有關(guān)“iPS細(xì)胞”的說法,正確的是 (

)A.iPS細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞的過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性B.iPS細(xì)胞有細(xì)胞周期,它分化形成的神經(jīng)細(xì)胞一般不具有細(xì)胞周期C.iPS細(xì)胞可分化形成多種組織細(xì)胞,說明“iPS細(xì)胞”在分裂時很容易發(fā)生突變D.iPS細(xì)胞分化成人體多種組織細(xì)胞,是因為它具有不同于其他細(xì)胞的特定基因【解析】選B。“iPS細(xì)胞”是一種多能干細(xì)胞,而多能干細(xì)胞既能分裂又能進(jìn)行細(xì)胞分化,形成不同的組織、器官。細(xì)胞的全能性是指已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能,應(yīng)該體現(xiàn)在由該細(xì)胞形成新個體的過程中。高度分化的細(xì)胞如神經(jīng)細(xì)胞等是不能再進(jìn)行細(xì)胞分裂的,不能進(jìn)行連續(xù)分裂的細(xì)胞不具有細(xì)胞周期。細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,而多細(xì)胞生物的每一體細(xì)胞都源自一個受精卵,因而都具有相同的遺傳信息。8.科學(xué)家先利用相關(guān)技術(shù)敲除豬受精卵內(nèi)發(fā)育成某些器官的關(guān)鍵基因,再培養(yǎng)至囊胚期,將人的“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞”注入豬囊胚中,移植到豬子宮內(nèi),取發(fā)育到21至28天之間的胚胎,觀察到了“不同程度的嵌合體”。下列相關(guān)敘述錯誤的是 (

)A.本研究主要涉及基因工程、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等現(xiàn)代生物技術(shù)B.“不同程度的嵌合體”中含有發(fā)育程度和所占比例不同的人組織C.選擇囊胚作為受體的主要依據(jù)是囊胚細(xì)胞沒有分化,細(xì)胞具有發(fā)育的全能性D.人豬嵌合胚胎研究為解決移植器官來源不足和免疫排斥問題帶來光明前景【解析】選C。本研究主要涉及基因工程、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等現(xiàn)代生物技術(shù),A正確;“不同程度的嵌合體”中含有發(fā)育程度和所占比例不同的人組織,B正確;選擇囊胚作為受體的主要根據(jù)是囊胚細(xì)胞開始分化,內(nèi)細(xì)胞團細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,C錯誤;人豬嵌合胚胎研究為解決移植器官來源不足和免疫排斥問題帶來光明前景,D正確。二、非選擇題(共8小題,共76分)9.(8分)克隆羊的成功轟動世界,它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎(chǔ),又解決了器官移植中供體不足的問題,同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。下圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展和應(yīng)用。請據(jù)圖回答:(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有__________和________等。

(2)(多選)下列有關(guān)胚胎移植的敘述正確的是

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)A.沖卵指的是從子宮中沖出胚胎,而非沖出卵細(xì)胞B.只有供、受體生理環(huán)境高度一致,移入受體的胚胎才能被接受C.供體和受體要進(jìn)行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.不同動物胚胎移植的時間不同,人的胚胎移植最好在原腸胚時期進(jìn)行(3)圖中兩個克隆動物長大后,各方面特征與原型動物相同,這說明______________具有全能性,早期胚胎發(fā)育在________階段及其以前的細(xì)胞是全能細(xì)胞。

(4)使用培養(yǎng)基進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)時,通常要加入________等天然成分,除了保證被培養(yǎng)細(xì)胞處于無菌、無毒及充足氧氣的環(huán)境中,還需要保證細(xì)胞生活所需的____________________。

【解析】(1)圖中明顯涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有核移植、胚胎移植技術(shù),另外必然涉及動物細(xì)胞培養(yǎng),如重組細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等。(2)C項,受體對移植的胚胎不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng);D項,人的胚胎移植一般在8～16個細(xì)胞階段移植。(3)克隆動物的成功說明分化成熟的動物體細(xì)胞細(xì)胞核具有全能性;在桑椹胚及其以前的細(xì)胞都還沒發(fā)生分化,到囊胚期才出現(xiàn)細(xì)胞分化。(4)添加血清是為了補充人們尚未明確認(rèn)識的一些成分。答案:(1)核移植胚胎移植動物細(xì)胞培養(yǎng)(填寫兩個即可)(2)A、B(3)動物體細(xì)胞核桑椹胚(4)血清溫度和pH【方法規(guī)律】快速記憶胚胎移植的生理基礎(chǔ)(1)可移入:供體與受體的生理狀態(tài)相同。(2)可搜集:早期胚胎與母體子宮沒有建立組織上的聯(lián)系,處于游離狀態(tài)。(3)可存活:受體對移入的胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)。(4)可遺傳:供體胚胎的遺傳特性不受受體的影響。10.(9分)埃博拉病毒(EBO)呈纖維狀,EBO衣殼外有包膜,包膜上有5種蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白),其中GP蛋白最為關(guān)鍵,能被宿主細(xì)胞強烈識別。請回答下列問題:(1)基因疫苗即DNA疫苗,要獲得編碼GP蛋白抗原的基因疫苗,首先要提取出病原體的RNA,并將RNA__________。要大量獲得表達(dá)特異抗原的基因,可采用PCR技術(shù)進(jìn)行擴增。

(2)以GP蛋白作為疫苗比利用毒性減弱的埃博拉病毒作疫苗更安全,其原因是______________。為了從牛分泌的乳汁中提取GP蛋白,在基因?qū)肱Ｊ荏w細(xì)胞前,基因的首段必須含有使其僅能在牛的乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的______________,才能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。

(3)為了提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技術(shù)。進(jìn)行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或__________進(jìn)行操作。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,要注意將__________。轉(zhuǎn)基因牛是否培育成功,可以通過____________技術(shù)從分子水平進(jìn)行檢測。

(4)科研人員利用經(jīng)EBO免疫后小鼠的__________與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合以形成雜交瘤細(xì)胞,培養(yǎng)后可以獲得純凈的單一品種抗體,其特點是____________________,可以用此抗體與藥物制成“生物導(dǎo)彈”抗擊EBO。

【解析】(1)要獲得編碼GP蛋白抗原的基因疫苗,首先要提取出病原體的RNA,并將RNA通過逆轉(zhuǎn)錄合成DNA,再通過采用PCR技術(shù)對目的基因進(jìn)行大量擴增。(2)以GP蛋白作為疫苗比基因疫苗更安全,其原因是GP蛋白自身沒有感染能力,但保留有抗原性;為了從牛分泌的乳汁中生產(chǎn)GP蛋白,在基因?qū)肱Ｊ荏w細(xì)胞前,基因的首段必須含有使其僅能在牛的乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的(乳腺蛋白基因的)啟動子,才能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。(3)胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行操作;在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,要注意將內(nèi)細(xì)胞團均等分割。轉(zhuǎn)基因牛是否培育成功,可以通過抗原-抗體雜交技術(shù)從分子水平進(jìn)行檢測。(4)經(jīng)EBO免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,篩選出雜交瘤細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng),可以獲得純凈的單一品種抗體,其特點是特異性強、靈敏度高、并能大量制備,可以用此抗體與藥物制成“生物導(dǎo)彈”,抗擊EBO。答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄成DNA(2)GP蛋白沒有感染能力又保留有抗原性(乳腺蛋白基因的)啟動子(3)桑椹胚內(nèi)細(xì)胞團均等分割抗原-抗體雜交(4)B淋巴細(xì)胞

特異性強、靈敏度高、并能大量制備11.(8分)如圖是胚胎工程技術(shù)研究及應(yīng)用的相關(guān)情況,其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛,供體2是黃牛,據(jù)圖回答下列問題:(1)應(yīng)用1為獲得克隆牛的過程,從活體牛中采集更多的卵母細(xì)胞需要注射________激素。

(2)應(yīng)用2為獲得試管牛的過程,在體外受精前,需要對采集的優(yōu)良公牛的精子用________法進(jìn)行獲能處理,胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”,胚胎能夠在受體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)是__________________________。

(3)應(yīng)用3中的細(xì)胞C取自牛胎兒的________。應(yīng)用4在獲得二分胚①和②的同時,需要取囊胚的________細(xì)胞做DNA分析進(jìn)行性別鑒定。

(4)應(yīng)用4中對囊胚進(jìn)行分割時要注意______________________。胚胎分割產(chǎn)生的動物屬于________(填“有性生殖”或“無性生殖”)。

【解析】(1)超數(shù)排卵時需要對供體母牛注射促性腺激素。(2)在受精前,需要對精子進(jìn)行獲能處理,對于牛等家畜的精子常采用化學(xué)誘導(dǎo)法,即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中。受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這是胚胎能夠在受體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)。(3)胚胎干細(xì)胞來自早期胚胎或原始性腺,因此應(yīng)用3中的細(xì)胞C取自牛胎兒的原始性腺。取囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析進(jìn)行性別鑒定。(4)胚胎分割時要注意將內(nèi)細(xì)胞團均等分割,胚胎分割產(chǎn)生的動物屬于無性生殖。答案:(1)促性腺(2)化學(xué)誘導(dǎo)受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(3)原始性腺滋養(yǎng)層(4)將內(nèi)細(xì)胞團均等分割無性生殖12.(10分)如圖表示利用小鼠胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)做的研究,請分析回答下列問題:(1)a過程表示基因工程,則其核心步驟是__________________________,該過程所使用的工具酶有____________________________。

(2)為檢測致癌基因是否已插入受體細(xì)胞DNA,可采用____________技術(shù)。

(3)b過程可以獲得更多的ES細(xì)胞,其采用的技術(shù)屬于細(xì)胞工程中的____________技術(shù)。若要從早期胚胎中獲得更多ES細(xì)胞,則可將早期胚胎培養(yǎng)至____________(時)期。

(4)完成c、d過程的胚胎工程技術(shù)分別是__________、____________。若要培養(yǎng)試管動物,除以上兩種技術(shù)外,還需要運用____________技術(shù)。

(5)用肝癌細(xì)胞作抗原刺激B淋巴細(xì)胞,再將此淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合后獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物____________,該產(chǎn)物與抗癌藥物結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”,從而定向殺死小鼠體內(nèi)的肝癌細(xì)胞。

【解題關(guān)鍵】(1)圖示信息:明確圖中a表示將致癌基因?qū)胄∈蟮呐咛ジ杉?xì)胞;b表示胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng);c表示利用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)獲得早期胚胎;d表示胚胎移植技術(shù)。(2)關(guān)鍵信息:明確通過a、b、c、d過程獲得轉(zhuǎn)基因小鼠所需的關(guān)鍵技術(shù)手段?！窘馕觥?1)a過程表示基因工程,基因工程的核心步驟為基因表達(dá)載體的構(gòu)建,該過程所使用的工具酶有限制酶、DNA連接酶。(2)為檢測致癌基因是否已插入受體細(xì)胞DNA,可采用DNA分子雜交技術(shù)。(3)b過程表示胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng),可以獲得更多的ES細(xì)胞,其采用的技術(shù)屬于細(xì)胞工程中的動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。若要從早期胚胎中獲得更多ES細(xì)胞,則可將早期胚胎培養(yǎng)至囊胚期。(4)由分析可知,完成c、d過程的胚胎工程技術(shù)分別是早期胚胎培養(yǎng)(技術(shù))、胚胎移植(技術(shù)),若要培養(yǎng)試管動物,除以上兩種技術(shù)外,還需要運用體外受精技術(shù)。(5)用肝癌細(xì)胞作抗原刺激B淋巴細(xì)胞,再將此淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合后獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物——抗肝癌細(xì)胞抗體,該產(chǎn)物與抗癌藥物結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”,從而定向殺死小鼠體內(nèi)的肝癌細(xì)胞。答案:(1)致癌基因表達(dá)載體的構(gòu)建限制酶、DNA連接酶(2)DNA分子雜交(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)囊胚(4)早期胚胎培養(yǎng)(技術(shù))胚胎移植(技術(shù))體外受精(5)抗肝癌細(xì)胞抗體【補償訓(xùn)練】科學(xué)家通過轉(zhuǎn)入四種基因可將體細(xì)胞誘導(dǎo)形成多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞),iPS細(xì)胞具有胚胎干細(xì)胞的類似功能。下圖是設(shè)想用iPS細(xì)胞技術(shù)治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥的流程,請回答:(1)胚胎干細(xì)胞因為具有__________,所以經(jīng)誘導(dǎo)能發(fā)育成個體。

(2)iPS細(xì)胞培育過程中運用到的生物技術(shù)有過程①的__________、過程②的______________等。

(3)過程②進(jìn)行時,需要先利用________技術(shù)將四種目的基因擴增,再將目的基因與逆轉(zhuǎn)錄病毒載體結(jié)合,以構(gòu)建__________,然后將其導(dǎo)入患者的體細(xì)胞,誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。

(4)經(jīng)過程③、④后,改造得到的A是________,再植入患者體內(nèi),使患者能夠產(chǎn)生正常紅細(xì)胞,這種治療方法稱為________。

(5)iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)成功具有的醫(yī)學(xué)價值是(答出兩點即可)__________。

【解析】(1)由題意可知,胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,經(jīng)誘導(dǎo)能發(fā)育成個體。(2)過程①為動物細(xì)胞培養(yǎng)、過程②是(轉(zhuǎn))基因工程。(3)過程②進(jìn)行時,需要先利用PCR技術(shù)將四種目的基因擴增,再將目的基因與逆轉(zhuǎn)錄病毒載體結(jié)合,以構(gòu)建基因表達(dá)載體,然后將其導(dǎo)入患者的體細(xì)胞,誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。(4)經(jīng)過程③、④后,改造得到的A是造血干細(xì)胞。(5)iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)成功具有的醫(yī)學(xué)價值是可以治療人類疾病、培育人造組織器官、解決供體器官的不足和器官移植后的免疫排斥問題等。答案:(1)發(fā)育的全能性(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)(轉(zhuǎn))基因工程(3)PCR基因表達(dá)載體(4)造血干細(xì)胞體外基因治療(5)治療人類疾病,培育人造組織器官,解決供體器官不足和器官移植后的免疫排斥問題等13.(10分)一對表現(xiàn)型正常的夫婦生了一個鐮刀型細(xì)胞貧血癥(常染色體隱性遺傳病)患兒,在他們準(zhǔn)備生育第二胎時,發(fā)現(xiàn)妻子的雙側(cè)輸卵管完全堵塞,不能完成體內(nèi)受精。醫(yī)生為該夫婦實施了體外受精和產(chǎn)前基因診斷,過程如圖。請回答:(1)過程①是指在體外進(jìn)行的____________處理,從而使精子能與卵子結(jié)合形成受精卵;防止多個精子入卵受精的第一道屏障是________。

(2)過程②稱為____________。移入子宮的外來胚胎能在受體內(nèi)存活的生理學(xué)基礎(chǔ)是__________。

(3)受精過程結(jié)束的標(biāo)志是

(

)A.在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體或三個極體B.精子進(jìn)入卵細(xì)胞C.形成雄原核、雌原核D.雌、雄原核合并,兩組核染色體合為一組(4)在對胎兒進(jìn)行鐮刀型細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前基因診斷時,要先從羊水中的胎兒細(xì)胞中提取物質(zhì)③__________進(jìn)行PCR擴增,然后用MstⅡ?qū)U增產(chǎn)物進(jìn)行切割,產(chǎn)生多個片段的酶切產(chǎn)物。據(jù)此判斷,MstⅡ是一種__________酶。

(5)不同長度的酶切產(chǎn)物在電泳時移動的速率不同,形成不同的電泳條帶。該家庭成員的鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如④,據(jù)此判斷該胎兒為____________(填“正?！薄盎颊摺被颉皵y帶者”)。

【解析】(1)精子在附睪內(nèi)已經(jīng)獲得了受精能力,但由于附睪分泌的一種物質(zhì)附于精子表面,抑制了其受精能力,所以在與卵子接觸完成受精作用之前,精子必須進(jìn)行獲能處理,否則不能完成受精過程。(2)過程②表示在完成受精作用并早期培養(yǎng)后,將形成的早期胚胎移植到母體子宮的過程,稱為胚胎移植。由于受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),保證了被移入子宮的外來胚胎能在受體內(nèi)存活并發(fā)育成胎兒。(3)受精過程結(jié)束的標(biāo)志是雌、雄原核合并,兩組核染色體合為一組,選項D正確。(4)產(chǎn)前基因診斷所用的是胎兒的DNA。MstⅡ可對擴增產(chǎn)物進(jìn)行切割,可知MstⅡ是一種限制性核酸內(nèi)切酶。(5)胎兒的電泳結(jié)果顯示胎兒不含有患兒的基因條帶,說明胎兒正常,不攜帶致病基因。答案:(1)精子獲能透明帶反應(yīng)(2)胚胎移植受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(3)D(4)DNA限制性核酸內(nèi)切(或限制)(5)正常14.(8分)近期《肝臟學(xué)》雜志發(fā)表了一篇文章稱科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):乙肝病毒HBX蛋白間接調(diào)控宿主細(xì)胞內(nèi)許多基因的轉(zhuǎn)錄,廣泛影響宿主細(xì)胞的各種生命活動,包括調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡,抑制細(xì)胞DNA的修復(fù),干擾細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞周期進(jìn)程等,因此可利用該蛋白質(zhì)治療乙肝。如圖表示利用乳腺反應(yīng)器生產(chǎn)乙肝病毒HBX蛋白的流程示意圖。(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列,則①可采用________________法獲得目的基因,并用__________技術(shù)進(jìn)行擴增。

(2)因哺乳動物的早期胚胎在一定時間內(nèi)與母體子宮未建立組織上的聯(lián)系,處于______________狀態(tài),因此可以用特制的沖卵裝置從雌性個性內(nèi)收集。

(3)④運載體為__________,⑤表示______________。⑥表示________________,在該步驟操作前對胚胎進(jìn)行了檢查和篩選,發(fā)現(xiàn)有些胚胎因為外源基因的插入而死亡,請你分析外源基因插入導(dǎo)致胚胎死亡的可能原因是:____________________________________。

【解析】(1)圖中①表示人工合成目的基因,獲得的目的基因可以通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴增。(2)早期胚胎在一定時間內(nèi)與母體子宮未建立組織上的聯(lián)系,處于游離狀態(tài),這便于胚胎的收集。(3)圖中④運載體為動物病毒,⑤表示精子獲能,⑥表示胚胎移植;若外源基因的插入導(dǎo)致胚胎發(fā)育所需的正?；虿荒鼙磉_(dá),可能導(dǎo)致胚胎死亡。答案:(1)人工合成PCR

(2)游離(3)動物病毒精子獲能

胚胎移植外源基因的插入導(dǎo)致胚胎發(fā)育所需的正?；虿荒鼙磉_(dá)

15.(7分)據(jù)人民網(wǎng)報道,世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒已在中國出生,這一消息立即掀起了科學(xué)界的軒然大波,據(jù)悉這兩名嬰兒是科學(xué)家利用“CRISPR/Cas9”編輯技術(shù),修改了常規(guī)體外受精獲得的受精卵的CCR5基因后獲得的。請回答下列問題:(1)體外受精首先需采集卵子,成熟的卵子才能與________在體外受精,形成受精卵。

(2)在體外培養(yǎng)受精卵時,除給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外,還需要提供CO2以維持____________;培養(yǎng)受精卵時需要定期更換培養(yǎng)液,其原因是____________________。母體對移入子宮的外來胚胎________________________,這為胚胎在母體內(nèi)存活提供了可能。

(3)利用CRISPR/Cas9編輯受精卵的基因的大致過程是根據(jù)CCR5基因的序列設(shè)計一段RNA,將該RNA與Cas9蛋白結(jié)合形成復(fù)合體,并導(dǎo)入受精卵中,導(dǎo)入方法與外源基因?qū)肴梭w細(xì)胞相似,可采用________法;進(jìn)入細(xì)胞后的復(fù)合體在RNA的指引下按照__________原則準(zhǔn)確地結(jié)合在相關(guān)部位。

【解析】(1)體外受精首先需采集卵子,成熟的卵子才能與獲能的精子進(jìn)行體外受精,形成受精卵。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時,除給予一定量的O2以維持細(xì)胞