2024-2025學(xué)年高中生物專題3胚胎工程3胚胎工程的應(yīng)用及前景精練含解析新人教版選修3

PAGEPAGE4胚胎工程的應(yīng)用及前景(建議用時：40分鐘)考點基本目標(biāo)發(fā)展目標(biāo)1.胚胎移植1,2,3,411,12,13,14,152.胚胎分割5,63.胚胎干細(xì)胞7,8,9,10[基本目標(biāo)]1．下列關(guān)于胚胎移植的敘述，錯誤的是()A．有利于提高良種母畜繁殖力，加快育種進(jìn)程B．是克隆兩棲類動物必需的最終一道“工序”C．有利于優(yōu)良物種在不同國家和地區(qū)間的交換D．是人工協(xié)助生殖的技術(shù)之一，為不孕不育夫婦帶來福音B解析胚胎移植是克隆哺乳類動物必需的最終一道“工序”，而兩棲類生物如青蛙，是在體外完成受精及胚胎發(fā)育過程的。2．下列關(guān)于胚胎移植生理學(xué)基礎(chǔ)的敘述，不正確的是()A．在發(fā)情后的最初一段時期，母牛即使沒有受精，其生殖系統(tǒng)也處于受精后的生理狀態(tài)B．早期胚胎在相當(dāng)一段時間是獨立存在的，未與子宮建立實質(zhì)性的聯(lián)系C．一般來說，同一物種的受體母畜對于具有外來抗原性質(zhì)的胚胎并沒有免疫排斥反應(yīng)D．移植的胚胎，依靠儲存的養(yǎng)分物質(zhì)接著完成胚胎發(fā)育D解析移植的胚胎，在一段時期后會與受體子宮建立生理上和組織上的聯(lián)系，這是保證胚胎正常發(fā)育所需養(yǎng)分的基礎(chǔ)，而不是靠自身儲存的養(yǎng)分物質(zhì)接著發(fā)育。3．下列材料不能干脆用于胚胎移植的是()A．將從母畜生殖器官中取出的早期胚胎均等分割獲得的裸半胚B．對母畜進(jìn)行超數(shù)排卵處理并配種后從生殖器官中取出的早期胚胎C．將通過細(xì)胞核移植后形成的重組細(xì)胞進(jìn)行早期胚胎培育獲得的早期囊胚D．獲能的精子和培育成熟的卵子在受精溶液中完成受精獲得的受精卵D解析胚胎移植選取的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段，而不能干脆用受精卵。4．如圖表示改造哺乳動物遺傳特性的三種途徑。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．獲得動物1選用的受體細(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技術(shù)B解析由于動物2的培育過程中，外源基因只導(dǎo)入了囊胚中的部分細(xì)胞，因而所得到的各個體細(xì)胞的基因種類不完全相同。5．胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術(shù)。下列關(guān)于這一技術(shù)的敘述，正確的是()A．胚胎分割可以將早期胚胎隨意分割成多份B．胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎C．胚胎分割時，對于不同發(fā)育階段的胚胎，分割的詳細(xì)操作完全相同D．胚胎分割技術(shù)可以分割隨意時期的胚胎B解析胚胎分割可將早期胚胎分割成2等份、4等份或8等份，但分割次數(shù)不宜過多，A項錯誤；胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎，B項正確；胚胎分割時，對于不同發(fā)育階段的胚胎，分割的詳細(xì)操作不完全相同，C項錯誤；胚胎分割的操作對象是發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，D項錯誤。6．如圖是利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟。下列敘述正確的是()A．A所表示的細(xì)胞不肯定是受精卵細(xì)胞B．圖中a過程包括卵裂、囊胚和原腸胚等階段C．應(yīng)把③移植到處于發(fā)情狀態(tài)的母牛的輸卵管中D．圖示過程運用了細(xì)胞培育、胚胎分割、核移植等生物技術(shù)A解析圖中A所示的細(xì)胞不肯定是受精卵，還可能是重組細(xì)胞或早期還未分化的胚胎細(xì)胞，A項正確；圖中a過程包括卵裂、囊胚階段，還沒有發(fā)育到原腸胚階段，B項錯誤；應(yīng)把③移植到母牛的子宮中而不是輸卵管中，C項錯誤；圖示中沒有顯示核移植的過程，D項錯誤。7．某人因大面積燒傷須要皮膚移植，下列哪種來源的皮膚最簡單移植勝利()A．將父母的胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成的皮膚B．將兄弟或姐妹的胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成的皮膚C．將子女的胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成的皮膚D．自己的皮膚細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞培育技術(shù)培育成的皮膚D解析父母、兄弟姐妹和子女與該個體的遺傳物質(zhì)均存在肯定差異，誘導(dǎo)而成的皮膚移植時均可能發(fā)生不同程度的免疫排斥反應(yīng)；而自己的皮膚細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞培育技術(shù)培育成的皮膚不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，因而最簡單移植勝利。8．英國科學(xué)家獨創(chuàng)了一種培育成人干細(xì)胞(ES)的新方法，可能會帶來治療某些疾病的革命性新療法。通過移植ES細(xì)胞可能治療下列哪些疾病()①糖尿?、跀⊙Y③21三體綜合征④老年癡呆癥⑤血友?、薷嗡ソ逜．①②⑤ B．②③⑥C．①④⑥ D．③④⑤C解析糖尿病、老年癡呆癥和肝衰竭是由于細(xì)胞功能丟失引起的，所以可以通過移植ES細(xì)胞來治療。9．現(xiàn)在有一個嬰兒，在誕生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長發(fā)育過程中假如出現(xiàn)了某種難以治療的疾病，就可以通過臍帶血中的干細(xì)胞來為其治病。關(guān)于這個實例，下列說法正確的是()A．用干細(xì)胞培育出人體須要的器官用來移植治病，須要激發(fā)細(xì)胞的全部全能性B．用臍帶血中的干細(xì)胞能夠治療這個孩子的全部疾病C．假如要移植他的干細(xì)胞培育出的器官，須要用到動物細(xì)胞培育技術(shù)D．假如要移植他的干細(xì)胞培育出的器官，應(yīng)當(dāng)要長期給他運用免疫抑制藥物C解析用干細(xì)胞培育出人體器官來治病，不須要激發(fā)細(xì)胞的全部全能性，A項錯誤；臍帶血中的干細(xì)胞主要用于治療血液疾病，而非全部疾病，B項錯誤；用干細(xì)胞培育出器官的過程須要進(jìn)行細(xì)胞培育，C項正確；運用自己的干細(xì)胞培育出的器官，不會發(fā)生免疫排斥，因而不須要長期運用免疫抑制藥物，D項錯誤。10．科學(xué)家們在探討成體干細(xì)胞的分裂時提出這樣的假說：成體干細(xì)胞總是將含有相對古老的DNA鏈(永生化鏈)的染色體安排給其中一個子代細(xì)胞，使其成為成體干細(xì)胞，同時將含有相對新的合成鏈的染色體安排給另一個子代細(xì)胞，起先分化并最終蒼老死亡(如圖所示)。下列相關(guān)推想錯誤的是()A．成體干細(xì)胞的細(xì)胞分裂方式為有絲分裂B．從圖中看出成體干細(xì)胞分裂時DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，染色體隨機(jī)安排C．通過該方式可以削減成體干細(xì)胞積累DNA復(fù)制過程中產(chǎn)生的基因突變D．依據(jù)該假說可以推想生物體內(nèi)的成體干細(xì)胞的數(shù)量保持相對穩(wěn)定B解析成體干細(xì)胞是體細(xì)胞的一種，細(xì)胞分裂方式為有絲分裂，A項正確；由圖可知，DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，但成體干細(xì)胞總是將含有永生化鏈的染色體安排給一個子代細(xì)胞以使之成為成體干細(xì)胞，所以染色體不是隨機(jī)安排的，B項錯誤；子代的成體干細(xì)胞總含有永生化鏈，降低了基因突變積累的概率，C項正確；由圖可知，成體干細(xì)胞在每一次分裂中都要保持生成成體干細(xì)胞的數(shù)量，其數(shù)量基本不變，D項正確。[發(fā)展目標(biāo)]11．下列有關(guān)動物細(xì)胞克隆和胚胎工程的敘述，正確的是()A．胚胎干細(xì)胞在原代培育過程中不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象B．運用核移植和胚胎移植獲得的子代牛在性狀上與供核牛不完全相同，其緣由是受體牛的基因型不同C．選擇胚胎干細(xì)胞作為核供體進(jìn)行核移植可提高動物克隆的勝利率D．培育胚胎干細(xì)胞的過程中加入飼養(yǎng)層細(xì)胞是為了促進(jìn)細(xì)胞的分化C解析胚胎干細(xì)胞在原代培育過程中會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象；運用核移植和胚胎移植獲得的子代牛在性狀上與供核牛不完全相同，是因為構(gòu)建重組細(xì)胞時去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中也含有遺傳物質(zhì)；胚胎干細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性，在功能上具有全能性，采納胚胎干細(xì)胞作為核供體可提高動物克隆的勝利率；飼養(yǎng)層細(xì)胞可作為細(xì)胞分裂、增殖的養(yǎng)分細(xì)胞，維持胚胎干細(xì)胞處于未分化狀態(tài)。12．牛雄性胚胎中存在特異性HY抗原，可在牛早期胚胎培育液中添加HY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()A．此過程利用了動物細(xì)胞培育技術(shù)B．HY單克隆抗體由骨髓瘤細(xì)胞分泌C．培育鑒別后的雄性胚胎可進(jìn)行移植，用于生產(chǎn)藥物D．目的基因與含有血紅蛋白基因的啟動子的載體連接A解析此過程利用了動物細(xì)胞培育技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等，A項正確；HY單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌，B項錯誤；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進(jìn)行移植，用于生產(chǎn)藥物，C項錯誤；目的基因與含有乳腺蛋白基因的啟動子的載體連接，D項錯誤。13．電影中，“蜘蛛俠”能產(chǎn)生高強(qiáng)度的蜘蛛絲，現(xiàn)實中的基因工程也創(chuàng)建出了“蜘蛛羊”，該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白，高強(qiáng)度的蛛絲蛋白可用于很多重要的特種工業(yè)領(lǐng)域。請回答：(1)試驗中，通常用ES細(xì)胞作為目的基因的受體細(xì)胞，這是因為ES細(xì)胞在功能上具有_________特征。這種細(xì)胞一般可以從哺乳動物的________或________中分別出來。(2)在培育重組細(xì)胞時，為了維持不分化的狀態(tài)，在培育液中要加入________。為防止雜菌污染，可以在細(xì)胞培育液中添加肯定量的________。(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)，受體子宮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_________。若須要一次產(chǎn)生兩頭轉(zhuǎn)基因“蜘蛛羊”，可將__________________階段的胚胎進(jìn)行分割。(4)科學(xué)家為保證乳汁中有蛛絲蛋白，應(yīng)當(dāng)用________________________________________________________________________技術(shù)，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(xì)胞一般從哺乳動物的原始性腺或早期胚胎中分別出來。由于胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，故常作為目的基因的受體細(xì)胞。(2)在培育胚胎干細(xì)胞時，為了維持不分化的狀態(tài)，需在培育液中要加入抑制因子。為防止雜菌污染，可以在細(xì)胞培育液中添加肯定量的抗生素。(3)受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，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)與供體相同的動物體內(nèi)。若須要一次產(chǎn)生多個個體，可將囊胚或桑椹胚階段的胚胎進(jìn)行分割。(4)科學(xué)家為保證乳汁中有蛛絲蛋白，應(yīng)當(dāng)先用DNA分子雜交技術(shù)檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了受體羊染色體上，也可運用抗原—抗體法檢測乳汁中是否含有蛛絲蛋白。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(yīng)無性生殖桑椹胚或囊胚(二者缺一不行)(4)DNA分子雜交14．Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如圖：(1)步驟①中，在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的________________________________________________________________________。(2)步驟②中，重組胚胎培育到________期時，可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中分別出ES細(xì)胞。(3)步驟③中，須要構(gòu)建含有基因Rag2的表達(dá)載體?？梢砸罁?jù)Rag2基因的____________設(shè)計引物，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段干脆連接到表達(dá)載體，所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有____________酶的酶切位點。(4)為檢測Rag2基因的表達(dá)狀況，可提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞中的________，用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交試驗。解析(1)步驟①是核移植過程。體細(xì)胞核移植前要除去受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，緣由是若不去掉卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，就會造成細(xì)胞里面有兩個細(xì)胞核，使得遺傳物質(zhì)不穩(wěn)定。(2)ES細(xì)胞是由早期胚胎(囊胚)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分別出來的一類細(xì)胞。(3)步驟③是導(dǎo)入目的基因——Rag2基因進(jìn)入ES細(xì)胞中的基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程。在生物體外可通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其條件是模板DNA、Rag2基因的引物、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶等，另外依據(jù)題干可知，獲得Rag2基因須要用HindⅢ和PstⅠ兩種限制酶，所以在構(gòu)建表達(dá)載體時，所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位點。(4)檢測目的基因是否翻譯相應(yīng)蛋白質(zhì)時，應(yīng)采納抗原—抗體雜交法，即提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行雜交，看是否有雜交帶。答案(1)細(xì)胞核(2)囊胚(3)核苷酸序列HindⅢ和PstⅠ(4)蛋白質(zhì)15．人體移植器官短缺是一個世界性難題。為此，人們起先尋求可替代的異種器官移植，“轉(zhuǎn)基因克隆豬”應(yīng)運而生，詳細(xì)操作是將去核的卵細(xì)胞和經(jīng)過遺傳修飾的體細(xì)胞融合，融合細(xì)胞經(jīng)5天培育后再植入代孕母親的體內(nèi)，經(jīng)過110多天的孕育，“轉(zhuǎn)基因克隆小豬”就可以誕生。(1)實現(xiàn)異種器官移植的最大難題是__________。為解決此問題所進(jìn)行的遺傳修飾是設(shè)法除去供體基因組中的________基因，或?qū)隷_______來抑制該基因的表達(dá)，從而使受體免疫系統(tǒng)無法識別移植器官。(2)培育“轉(zhuǎn)基因克隆小豬”的卵巢是從屠宰場收集的，將里面的卵母細(xì)胞回收并經(jīng)過40小時的成熟培育，此時卵母細(xì)胞發(fā)育至__________________，然后用微型吸管一并吸出細(xì)胞核和________完成去核，再用吸管吸取經(jīng)過遺傳修飾的體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞，運用____________技術(shù)培育至桑椹胚或囊胚階段進(jìn)行胚胎移植。(3)在自然繁殖時，豬的受精卵分裂至4～6個細(xì)胞后進(jìn)入子宮，而“轉(zhuǎn)基因克隆豬”培育至桑椹胚或囊胚階段才移植至子宮，目的是：________________________。該培育過程是體細(xì)胞核移植，其難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于胚胎細(xì)胞核移植，緣由是：______________________________________。解析(1)胚胎工程中實現(xiàn)器官移植時，最大難題是免疫排斥反應(yīng)。科學(xué)家試圖用基因工程方法對動物器官進(jìn)行改造：向器官供體基因組中導(dǎo)入某種調(diào)整因子，以抑制抗原確定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原確定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬。(2