課下達標(biāo)檢測（四十）胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題一、基礎(chǔ)題點練1(2019聊城模擬)精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來。精卵識別后，頂體釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解B精子游向卵子所需的能量主要來自線粒體C受精卵的形成依賴于生物膜的選擇透過性D受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方解析：選C溶酶體是“消化車間”，能夠分解衰老、損傷的細胞器，因此細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解；精子游向卵子所需的能量主要來自聚集在精子尾部的線粒體鞘；受精卵的形成依賴于生物膜的流動性；受精作用的實質(zhì)是精子的細胞核與卵細胞的細胞核相互融合，使彼此的染色體匯合在一起，因此受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方。2下列關(guān)于高等哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述，正確的是()A囊胚的每一個細胞都屬于全能細胞B原腸胚開始出現(xiàn)細胞分化并形成兩個胚層C胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系D從受精卵到桑椹胚時期，細胞的相對表面積逐漸減小解析：選C囊胚的內(nèi)細胞團屬于全能細胞，滋養(yǎng)層細胞不是，桑椹胚的細胞都是全能細胞；囊胚期開始出現(xiàn)細胞分化；胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系；從受精卵到桑椹胚時期，卵裂球的總體積基本不變，因此單個細胞的體積縮小，因此細胞的相對表面積逐漸變大。3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)良品種進行擴大繁殖。下列有關(guān)敘述正確的是()A給供體母鹿注射促性腺激素可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當(dāng)受體數(shù)量有限時，可采用胚胎分割技術(shù)以獲得更多的后代D梅花鹿的胚胎形成后一直處于游離狀態(tài)，為胚胎收集提供可能解析：選A給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個卵子；維生素、激素都不是能源物質(zhì)；梅花鹿屬于單胎動物，因此當(dāng)受體數(shù)量有限時，無法通過胚胎分割技術(shù)獲得更多的后代；梅花鹿的胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這為胚胎的收集提供了可能。4(2018泰安月考)下列關(guān)于治療性克隆和生殖性克隆的說法，錯誤的是()A使用病人自己的細胞產(chǎn)生胰島細胞以治療糖尿病屬于治療性克隆B將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育出嬰兒的過程屬于生殖性克隆C治療性克隆屬于無性生殖，生殖性克隆屬于有性生殖D治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均需要應(yīng)用動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)解析：選C要把病人的胚胎干細胞在一定的條件下，通過離體培養(yǎng)和誘導(dǎo)分化形成胰島細胞以治療糖尿病，屬于治療性克隆；生殖性克隆就是以產(chǎn)生新個體為目的克隆，即用生殖技術(shù)將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育出嬰兒的過程；治療性克隆和生殖性克隆都屬于無性生殖；治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均需要應(yīng)用動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)。5如圖表示利用二倍體小鼠所做的實驗，下列分析合理的是()A過程中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加B圖中囊胚的細胞基因型都相同C代孕母鼠需進行同期發(fā)情處理D嵌合體幼鼠是四倍體解析：選C卵裂期胚胎中細胞數(shù)目不斷增加，但有機物總量在不斷減少；圖中囊胚的細胞基因來自兩種小鼠，故有些細胞基因型不相同；胚胎移植技術(shù)中，進行該操作前需要對受體雌鼠進行同期發(fā)情處理；嵌合體幼鼠細胞中染色體并未加倍，仍是二倍體。6.動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎(chǔ)，如圖所示，abc表示現(xiàn)代工程技術(shù)，分別表示其結(jié)果，下列說法正確的是()A若a是體細胞核移植技術(shù)，則反映了動物體細胞也具有全能性B若c是胚胎分割技術(shù)，則中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同C若b是體外受精技術(shù)，則為良種家畜快速大量繁殖提供了可能D中作為受體的動物品種是珍惜的或存量少的雌性動物解析：選C若a是體細胞核移植技術(shù)，則反映了動物體細胞的細胞核具有全能性；胚胎分割技術(shù)所得個體的基因型完全相同，但表現(xiàn)型不一定完全相同，因為表現(xiàn)型還受環(huán)境的影響；若b是體外受精技術(shù)，則為試管動物，這為良種家畜快速大量繁殖提供了可能；中作為供體的動物品種是珍惜的或存量少的雌性動物，而受體只要健康和具有良好的繁殖能力同種個體即可，不需要是珍惜或存量少的雌性動物。二、高考題型練7(2019東營模擬)請完成下列有關(guān)胚胎工程的相關(guān)問題：(1)胚胎發(fā)育的不同時期有著不同的變化特點，如：_期以前的細胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能；_期的滋養(yǎng)層發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。(2)體外受精過程中，對精子進行獲能處理的方法有：_和_。(3)胚胎的早期培養(yǎng)過程，培養(yǎng)液的成分應(yīng)包括：無機鹽、有機鹽、維生素、氨基酸、_和核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)，以及動物血清等天然成分。(4)胚胎移植能夠移植成功的生理學(xué)基礎(chǔ)是_，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。胚胎移植實際上是_和_共同繁殖后代的過程。進行胚胎移植的優(yōu)勢是_。解析：(1)在囊胚期細胞開始出現(xiàn)分化，在桑椹胚及以前時期細胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，囊胚期滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。(2)對精子進行獲能處理：包括培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(3)胚胎的早期培養(yǎng)過程，培養(yǎng)液的成分應(yīng)包括無機鹽、有機鹽、維生素、氨基酸、激素和核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)，以及動物血清等天然成分。(4)胚胎移植能夠移植成功的生理學(xué)基礎(chǔ)是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)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。答案：(1)桑椹胚囊胚(2)培養(yǎng)法化學(xué)誘導(dǎo)法(3)激素 (4)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)生產(chǎn)胚胎的供體孕育胚胎的受體可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力8長期以來優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年發(fā)展起來的生物工程技術(shù)使優(yōu)良種畜的繁殖大大加速。下面是科學(xué)家快速繁殖良種奶牛的兩種方法，請據(jù)圖完成下列問題：(1)在試管牛E和克隆牛G的培育過程中都必須用到的生物技術(shù)有_、_。(2)用來促進B牛多排卵的激素由哪個腺體分泌_，E牛的性別是_，G牛的性別是_。(3)試管牛技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過程的相同之處是_，不同點在于_。(4)防止多精入卵的生理反應(yīng)有_，頂體反應(yīng)發(fā)生時，釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是_。解析：(1)試管牛E的培育采用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)，克隆牛G的培育采用了核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)，因此試管牛E和克隆牛G的培育過程中都用到了早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。(2)給母牛注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵，促性腺激素是由垂體分泌的；試管牛E是由受精卵發(fā)育形成的，而圖中的精子未標(biāo)明是含X染色體的精子還是含Y染色體的精子，因此E的性別是雌性或雄性。G牛的核遺傳物質(zhì)都來自母牛C，因此其性別是雌性。(3)試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。試管牛技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過程的相同之處是雙親生殖細胞都融合為合子，不同點在于試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物。(4)防止多精入卵的生理反應(yīng)有透明帶反應(yīng)、卵細胞膜反應(yīng)，頂體反應(yīng)發(fā)生時，釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是放射冠和透明帶。答案：(1)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)垂體雌性或雄性雌性(3)雙親生殖細胞都融合為合子試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物(4)透明帶反應(yīng)、卵細胞膜反應(yīng)放射冠和透明帶9葉綠體轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將外源基因整合到葉綠體基因組中，該技術(shù)能有效改良植物的品質(zhì)。請回答。(1)為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中其他植物體內(nèi)，科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，其原因是_。(填編號)A葉綠體基因組不會進入生殖細胞中B植物雜交的后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比C轉(zhuǎn)基因植物中的質(zhì)基因與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流D轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流(2)來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達，據(jù)此分析，原因是_。(3)對大多數(shù)高等植物而言，與傳統(tǒng)的細胞核轉(zhuǎn)基因相比，葉綠體轉(zhuǎn)基因更穩(wěn)定，其遺傳方式_(填“遵循”或“不遵循”)分離定律，不會隨_(填“花粉”或“卵細胞”)傳給后代，從而保持了_(填“父本”或“母本”)的遺傳特性。解析：(1)葉綠體不會進入精子，可以進入卵細胞；花粉中含有精子，其幾乎不含細胞質(zhì)，而受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞，所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中后，就不會通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物；轉(zhuǎn)基因植物與同種的其他植物間能通過花粉發(fā)生基因交流，沒有生殖隔離。(2)由于葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似或由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似，因此來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達。(3)葉綠體轉(zhuǎn)基因?qū)儆诩毎|(zhì)遺傳，具有母系遺傳特點，而基因分離定律是細胞核遺傳，因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不遵循基因分離定律。花粉中細胞質(zhì)較少，受精卵中細胞質(zhì)幾乎全來自卵細胞，因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不會隨著花粉遺傳給后代。答案：(1)C(2)葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似(由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似)(3)不遵循花粉母本10人的血清白蛋白在臨床上需求量很大，通常從人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增，使人們對血液制品顧慮重重。如果應(yīng)用一定的生物工程技術(shù)，將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細胞中，利用牛的乳腺細胞生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能。大致過程如下：a將人體血清白蛋白基因?qū)搿澳膛Ｅ咛ァ钡募毎?，形成重組細胞；b取出重組細胞的細胞核，注入去核牛卵細胞中，形成重組細胞；c電脈沖刺激重組細胞促使其形成早期胚胎；d將胚胎移植到母牛的子宮內(nèi)，最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。請回答下列問題：(1)重組細胞和中_(填“”或“”)實現(xiàn)了基因的重組。(2)在實驗過程a中要選擇_(填“雌性”或“雄性”)奶牛胚胎，方法是_。(3)實驗過程a人血清白蛋白基因需要與_的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，選擇這些調(diào)控組件的目的是_。(4)若將早期胚胎分離成若干個胚胎細胞，讓其分別發(fā)育成小牛，這些小牛的基因型_(填“相同”或“不同”)，此項技術(shù)稱為_，操作過程需要特別注意的是_。(5)運用細胞培養(yǎng)技術(shù)可以從哺乳動物的早期胚胎中獲得胚胎干細胞(ES細胞)，培養(yǎng)如下：早期胚胎內(nèi)細胞團胚胎干細胞。在培養(yǎng)過程中，可以用_處理內(nèi)細胞團，使之分散成單個細胞。在飼養(yǎng)層上培養(yǎng)可維持細胞_的狀態(tài)。解析：(1)重組細胞實現(xiàn)了基因的重組，重組細胞實現(xiàn)了細胞核和細胞質(zhì)的重組。(2)只有雌性奶牛能分泌乳汁，所以過程a需要選擇雌性奶牛的胚胎，可在胚胎發(fā)育至囊胚階段時，取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定。(3)過程a人血清白蛋白基因需要與運載體的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，選擇這些調(diào)控組件的目的是有利于人血清白蛋白基因的表達。(4)由于來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此這些小牛的基因型相同，此項技術(shù)為胚胎分割技術(shù)，在操作過程中需注意將內(nèi)細胞團均等分割。(5)在培養(yǎng)過程中，可以用胰蛋白酶處理內(nèi)細胞團，使之分散成單個細胞。在飼養(yǎng)層上培養(yǎng)可維持細胞只增殖不分化的狀態(tài)。答案：(1)(2)雌性在胚胎發(fā)育至囊胚階段時，取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定(3)運載體有利于人血清白蛋白基因的表達(4)相同胚胎分割將內(nèi)細胞團均等分割(5)胰蛋白酶只增殖不分化112016年4月6日，世界上首個擁有“三位親生父母”的健康男嬰在墨西哥誕生。其培育過程采用如圖技術(shù)路線。據(jù)圖回答下列問題：(1)由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少，捐獻者在取卵前通常需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡發(fā)育。受捐者也要注射相關(guān)激素，目的是_。(2)重組細胞需培養(yǎng)到M中期的原因是該時期的卵母細胞才具備_，從受精卵到三親嬰兒的培育還需要_和_等技術(shù)。(3)三親嬰兒的培育技術(shù)_(填“能”或“不能”)避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，三親嬰兒的染色體_(填比例)來自母親提供的細胞核。(4)設(shè)計試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)別是_。解析：(1)在取卵前，給捐獻者注射促性腺激素，可促使其一次有更多的卵泡發(fā)育，使其超數(shù)排卵。受捐者也要注射相關(guān)激素，即進行同期發(fā)情處理，目的是為胚胎的植入提供相同的生理環(huán)境。(2)只有處于M中期的卵母細胞才具有(與精子)受精的能力。從受精卵到三親嬰兒的培育需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。(3)分析圖示可知：三親嬰兒的線粒體來自捐獻者卵母細胞，細胞核來自母親的卵母細胞，因此三親嬰兒的培育技術(shù)能避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代。三親嬰兒的染色體有一半來自母親提供的細胞核。(4)設(shè)計試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)別是在植入前對胚胎進行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)。答案：(1)促性腺為胚胎的植入提供相同的生理環(huán)境(2)(與精子)受精的能力早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(3)能1/2(4)植入前對胚胎進行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)12(2019濱州模考)慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況，缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.84.8 g，如果比正常值低很多時就需要注射人血白蛋白，所以臨床上對白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器制備藥用白蛋白的流程圖：(1)要實現(xiàn)超數(shù)排卵，應(yīng)在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用_處理，然后在恰當(dāng)時期采集卵子。通過采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化學(xué)誘導(dǎo)法對羊的精子進行_處理，即用一定濃度的_處理。(2)若我們已知白蛋白基因的堿基序列，一般采用_的方法獲取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺細胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、_、_、標(biāo)記基因等部分。(3)對移植前的胚胎進行性別鑒定時，宜取囊胚期的_細胞進行鑒定，一般采用SRYPCR方法，選擇出現(xiàn)陰性反應(yīng)的_(性別)胚胎進行移植。解析：(1)在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用促性腺激素處理，可促使其超數(shù)排卵。通過采集的精子用一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液進行化學(xué)誘導(dǎo)處理，可使之獲能。(2)已知白蛋白基因的堿基序列，可通過DNA合成儀用人工合成的方法獲取目的基因?；虮磉_載體中除目的基因和標(biāo)記基因外，還需要有乳腺蛋白基因的啟動子和終止子，乳腺蛋白基因的啟動子可以在啟動乳腺蛋白基因轉(zhuǎn)錄的同時啟動白蛋白基因的轉(zhuǎn)錄，終止子可使轉(zhuǎn)錄停止。(3)滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤，取囊胚期的滋養(yǎng)層細胞鑒定性別，對胚胎發(fā)育影響較小。嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器是讓目的基因在乳腺細胞中特異性表達，以便從乳汁中提取白蛋白，因此應(yīng)選擇雌性胚胎進行移植。答案：(1)促性腺激素獲能肝素或鈣離子載體A23187溶液(2)人工合成乳腺蛋白基因的啟動子終止子(3)滋養(yǎng)層雌性