高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十一單元 現(xiàn)代生物科技專題 第41講 胚胎工程 生物技術(shù)的安全性和倫理問題-人教版高三生物試題

第41講胚胎工程生物技術(shù)的安全性和倫理問題(限時:40分鐘)測控導(dǎo)航表知識點題號及難易度1.受精作用及早期胚胎發(fā)育和培育1,22.胚胎干細胞技術(shù)、胚胎移植及胚胎分割移植3,43.生物技術(shù)的安全性與倫理問題6(中)4.綜合考查5(中),7(中)1.(2015山東威海二模)下面是有關(guān)胚胎工程的相關(guān)問題,請回答:(1)胚胎工程是對動物或所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)。胚胎工程任何一項技術(shù)獲得的胚胎,都必須通過給受體才能獲得后代。

(2)哺乳動物的體外受精主要包括、和受精等幾個主要步驟。若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能,可給供體注射,使其排出更多的卵子。

(3)卵子需要發(fā)育到期,才具備受精能力。此時的卵子(填“能”或“不能”)與直接取自附睪的精子受精,原因是。

(4)精子與卵子在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。

解析:(1)胚胎工程是對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術(shù)。胚胎工程任何一項技術(shù)獲得的胚胎,都必須通過胚胎移植給受體才能獲得后代,因此,胚胎移植又是胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。(2)哺乳動物的體外受精主要包括卵母細胞的采集、精子的獲取和受精等幾個主要步驟,給優(yōu)良母畜注射促性腺激素,以促使其超數(shù)排卵。(3)卵子需發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時,才具備受精能力,剛剛獲取的精子,不能立即與卵子受精,必須獲能才能受精。(4)若檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力,可將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。答案:(1)早期胚胎配子胚胎移植(2)卵母細胞的采集精子的獲取促性腺激素(3)減數(shù)第二次分裂中不能精子未獲能(4)發(fā)育培養(yǎng)液2.(2015湖北武漢模擬)請回答下列與胚胎工程有關(guān)的問題:(1)哺乳動物精子發(fā)生的場所是,圓形的精子細胞經(jīng)過變形,其中的變?yōu)榫宇^的主要部分,高爾基體發(fā)育為頭部的頂體,頂體內(nèi)含有的能協(xié)助精子穿過卵母細胞的和透明帶。

(2)哺乳動物卵子的發(fā)生過程中,減數(shù)第一次分裂是在完成的,減數(shù)第二次分裂是在的過程中完成的。

(3)在體外受精前,要對精子進行獲能處理。通常采用的體外獲能的方法有法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種?；瘜W(xué)誘導(dǎo)法即將精子放在一定濃度的中獲能。

(4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體,可對發(fā)育到階段的早期胚胎進行處理,再植入受體內(nèi)。

解析:(1)哺乳動物精子發(fā)生的場所是睪丸的曲細精管;精子細胞變形過程中,細胞核變?yōu)榫宇^的主要部分,高爾基體發(fā)育為頭部的頂體,頂體內(nèi)含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。(2)哺乳動物卵子的發(fā)生過程中,減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的,減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的。(3)精子進行體外獲能的方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種?；瘜W(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溶液中獲能。(4)通過胚胎移植可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進行胚胎分割處理,再植入受體內(nèi),獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體。答案:(1)睪丸的曲細精管(睪丸)細胞核頂體酶放射冠(2)雌性動物排卵前后精子和卵子結(jié)合(3)培養(yǎng)肝素或鈣離子載體A23187溶液(4)桑椹胚或囊胚胚胎分割3.(2015廣西桂林月考)胚胎工程技術(shù)包含的內(nèi)容很豐富,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,請據(jù)圖回答下列問題:(1)應(yīng)用1中獲得的小牛,其遺傳物質(zhì)來源于,細胞B的名稱是。

(2)應(yīng)用2中牛完成體內(nèi)受精的場所是,剛種植在子宮內(nèi)的胚胎其發(fā)育程度一般為。這種試管牛的生產(chǎn),采用的胚胎工程技術(shù)有(至少答出2種)等。

(3)應(yīng)用3中細胞C、D分別取自、。

(4)應(yīng)用4中通過技術(shù)獲得二分胚①和②,同時,可以通過取樣進行分子水平的早期胚胎性別鑒定;也可以在細胞水平上通過對的分析進行性別鑒定。

解析:(1)由以上分析可知應(yīng)用1中獲得的小牛為克隆牛,其細胞核遺傳物質(zhì)來源于供體1,細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來源于供體2,在細胞核移植過程中,選擇卵母細胞作為受體細胞的原因:卵(母)細胞大,容易操作;卵(母)細胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富;含有促使細胞全能性表達的物質(zhì)。(2)牛完成體內(nèi)受精的場所是輸卵管;一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期時進行胚胎移植;試管牛的產(chǎn)生,采用的胚胎工程技術(shù)有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。(3)細胞C、D為胚胎干細胞,該細胞取自牛胎兒的原始性腺或早期胚胎細胞。(4)通過胚胎分割技術(shù)可獲得二分胚①和②,可以取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定;也可以通過對染色體的分析進行性別鑒定。答案:(1)供體1和供體2MⅡ中期卵母細胞(或減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞)(2)輸卵管桑椹胚或囊胚體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(3)原始性腺早期胚胎(囊胚的內(nèi)細胞團)(4)胚胎分割滋養(yǎng)層染色體(或性染色體)4.(2015山西太原月考)如圖為哺乳動物胚胎分割和性別鑒定示意圖。請據(jù)圖回答:(1)胚胎分割時,一般采用發(fā)育良好、形態(tài)正常的,對胚胎進行分割時,要特別注意將均等分割,否則會影響分割后的胚胎恢復(fù)和進一步發(fā)育,來自同一胚胎分割產(chǎn)生的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此,胚胎分割可以看作動物的方法之一。

(2)①過程分割出的少量胚體細胞用來做性別鑒定,該技術(shù)常采用的方法是。

(3)該過程所需胚胎可用人工方法從供體輸卵管內(nèi)獲得,該過程稱為;也可從供體體內(nèi)取出卵子,通過后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。

(4)囊胚通過技術(shù)移入受體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,暫不移入的胚胎可放入中保存。

(5)胚胎干細胞(ES)可由囊胚的分離培養(yǎng)獲得。ES細胞具有發(fā)育全能性,有望在對人類ES細胞進行定向后用于疾病的細胞治療。

解析:(1)胚胎分割時,一般采用發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。對囊胚期的胚胎進行分割時,要特別注意將內(nèi)細胞團均等分割,否則會影響分割后的胚胎恢復(fù)和進一步發(fā)育。由于胚胎分割所得的后代具有相同的遺傳物質(zhì),所以胚胎分割可以看作動物無性繁殖或克隆的方法之一。(2)①過程分割出的少量滋養(yǎng)層細胞可用來做性別鑒定,該技術(shù)常采用的方法是用基因探針進行DNA分子雜交。(3)用人工方法從供體輸卵管內(nèi)獲得胚胎的過程稱為沖卵;也可從供體體內(nèi)取出卵子,通過體外受精后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(4)囊胚通過胚胎移植技術(shù)移入受體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,暫不移入的胚胎可放入-196℃答案:(1)桑椹胚或囊胚囊胚期內(nèi)細胞團無性繁殖或克隆(2)用基因探針進行DNA雜交(3)沖卵體外受精(4)胚胎移植-196℃(5)內(nèi)細胞團細胞誘導(dǎo)分化5.(2015甘肅蘭州模擬)胚胎工程和基因工程目前在生物技術(shù)中發(fā)展較快,回答下列問題:(1)在哺乳動物的核移植實驗中,一般通過(物理方法)將受體細胞激活,使其進行細胞分裂并發(fā)育,當胚胎發(fā)育到階段時,將胚胎植入另一雌性(代孕)動物體內(nèi)。

(2)在“試管?！钡呐嘤^程中,要使精子和卵母細胞在體外成功結(jié)合,需要對精子進行處理。另外,培養(yǎng)的卵母細胞需要發(fā)育至,該時期在顯微鏡下可觀察到次級卵母細胞和第一極體。

(3)利用體細胞進行核移植技術(shù)的難度明顯高于利用胚胎細胞進行核移植的原因是。

(4)若要使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中含有人干擾素,則所構(gòu)建的基因表達載體必須包括:某種牛乳腺分泌蛋白基因及其啟動子、、終止子、標記基因和復(fù)制原點等。目前常用的措施是將該基因表達載體導(dǎo)入牛的(填“受精卵”或“乳腺細胞”),導(dǎo)入方法是。

解析:(1)在哺乳動物的核移植實驗中,一般通過電脈沖或電刺激(物理方法)將受體細胞激活,使其進行細胞分裂并發(fā)育,當胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段時,進行胚胎移植。(2)在“試管牛”的培育過程中,要使精子和卵母細胞在體外成功結(jié)合,需要對精子進行獲能處理。另外,培養(yǎng)的卵母細胞需要發(fā)育至MⅡ中期,該時期在顯微鏡下可觀察到次級卵母細胞和第一極體。(3)體細胞分化程度高,不易恢復(fù)全能性,所以利用體細胞進行核移植技術(shù)的難度較高。(4)若要使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中含有人干擾素,則所構(gòu)建的基因表達載體包括某種牛乳腺分泌蛋白基因及其啟動子、人干擾素基因(或目的基因)、終止子、標記基因和復(fù)制原點等。目前常用的措施是將該基因表達載體導(dǎo)入牛的受精卵,導(dǎo)入方法是顯微注射法。答案:(1)電脈沖(或電刺激)桑椹胚或囊胚(2)獲能MⅡ中期(減數(shù)第二次分裂中期)(3)體細胞分化程度高,不易恢復(fù)全能性(4)人干擾素基因(或目的基因)受精卵顯微注射法6.(2015河南信陽模擬)“試管嬰兒”技術(shù)是通過將不孕夫婦的精子和卵細胞取出在試管中完成受精,并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到如圖所示的時期再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機會,也為人類的優(yōu)生開辟了新的途徑。據(jù)此回答:(1)“試管嬰兒”技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是()A.有性生殖 B.組織培養(yǎng)C.克隆技術(shù) D.基因工程(2)人的受精卵通過卵裂,逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織,并進而形成器官和系統(tǒng)。從細胞水平看,卵裂的分裂方式是。

(3)該圖示時期是胚胎發(fā)育的期。在該圖下一時期,b細胞最可能成為胚層的一部分。

(4)“試管嬰兒”的形成用到下列哪些技術(shù)?(填序號)

①體外培養(yǎng)②人工授精③胚胎移植④核移植(5)要得到“同卵雙胞胎”采用的技術(shù)是,雙胞胎的性別是否相同?。

(6)“試管嬰兒”技術(shù)誕生后,繼而出現(xiàn)了“設(shè)計試管嬰兒技術(shù)”,二者在對人類作用上的區(qū)別是什么?

。

(7)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設(shè)計嬰兒性別,其原因是

。

解析:(1)試管嬰兒技術(shù)實際是體外受精,即經(jīng)過了精卵結(jié)合,所以是有性生殖。(2)卵裂是指在透明帶中進行的早期胚胎發(fā)育,細胞數(shù)目不斷增多,此時的細胞分裂方式為有絲分裂。(3)此時期的特點是含有一個腔,即囊胚腔,所以稱為囊胚期,聚集在胚胎一端,個體較大的細胞稱為內(nèi)細胞團。內(nèi)細胞團將來發(fā)育為胎兒的各種組織,囊胚期的下一時期為原腸胚期,內(nèi)細胞團下方細胞即b細胞形成內(nèi)胚層,將來繼續(xù)發(fā)育成消化道、呼吸道上皮及胰腺等腺體。(4)試管嬰兒的過程為卵子精子受精卵早期胚胎(8答案:(1)A(2)有絲分裂(3)囊胚內(nèi)(4)①②③(5)胚胎分割移植相同(6)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥,后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細胞移植等的疾病;后者胚胎在移植前需要進行遺傳學(xué)診斷(7)破壞了人類正常的性別比例,嚴重違反了倫理道德7.(2015甘肅張掖模擬)胚胎干細胞(ES細胞)在生物學(xué)研究中具有十分重要的應(yīng)用價值。(1)如圖為某科研小組采用“基因靶向”技術(shù)先將小鼠的棕褐毛色基因?qū)牒谏兎N小鼠的ES細胞中,再將改造后的ES細胞移植回囊胚繼續(xù)發(fā)育成小鼠的過程。在目的基因獲取和基因表達載體構(gòu)建過程中使用的工具酶有

。

(2)圖中完成第Ⅱ步操作得到由兩個DNA切段連接成的產(chǎn)物有種重組DNA分子;第Ⅲ步操作后,還需經(jīng)過的過程,才能將該ES細胞注射到囊胚中。

(3)ES細胞在功能上具有的特點;目前研究人員正嘗試通過科技手段利用ES細胞經(jīng)過特殊誘導(dǎo),為因故失去手的患者提供新的“手”,該過程揭示了細胞的機理。

(4)已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑,其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷,一般情況下,細胞中有D或S途徑即能分裂增殖。人淋巴細胞中雖然有這兩種DNA合成途徑,但一般不分裂增殖,鼠ES細胞中只有D途徑,能不斷分裂增殖,將這兩種細胞在試管中混合,加促融,獲得雜種細胞,若要從培養(yǎng)液中分離出雜種細胞,寫出實驗方法(不考慮機械方法),并說明理由。

方法:。

理由:。

解析:(1)獲取目的基因時需要限制酶,構(gòu)建基因表達載體時需要限制酶和DNA連接酶。(2)圖中第Ⅱ步為基因表達載體的構(gòu)建過程,如果只考慮兩兩結(jié)合,則會形成3種重組DNA分子,即目的基因與質(zhì)粒連接、目的基因與目的基因連接、質(zhì)粒與質(zhì)粒連接;第Ⅲ步是將目的基因?qū)隕S細胞,該操作后還需篩選含小鼠棕褐毛色基因的胚胎干細胞,然后再將含有小鼠棕褐毛色基因的胚胎干細胞注射到囊胚中。(3)ES細胞在功能上具有發(fā)育的全能性;目前研究人員正嘗試通過科技手段利用ES細胞經(jīng)過特殊誘導(dǎo),為因故失去手的患者提供新的“手”,該過程揭示了細胞分化和凋亡的機理。