高中生物 专题3 胚胎工程评估检测 新人教版选修3

胚胎工程评估检测 (时间：60分钟满分：100分)1(12分)让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如图所示。请根据图回答有关问题。(1)图中涉及的现代生物技术有_(至少写三种)。(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现_(填“相同”或“不同”)，你的理由是_。小羊a与羊N呢？_。理由是_。(3)若研究发现羊N细胞中线粒体发达，因而它的产奶率高，则小羊a会有这一优良性状吗？_，你的依据是_。(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行整合，以获得新物种“羊牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构想？_，你的理由是_。解析：由图可知，让牛乳蛋白基因能在羊N体内表达获得产牛奶的羊N，需要利用基因工程技术将目的基因(牛乳蛋白基因)导入羊M的受精卵使之表达，目的基因的导入需要在体外条件下完成，经动物细胞培养成胚胎后需移入体内发育成胚胎产生“产牛奶的羊N”。题干中由早期胚胎到羊1、羊2、羊3的过程属于胚胎的分割移植技术，它们表现出的性状应该相同，因为这些个体都是由一个细胞(重组细胞)发育而来的。题干图示中经C、D两过程获得重组细胞的过程属于核移植技术。由重组细胞培养、分割，获得小羊a，其核遗传物质来自于羊N，质遗传物质来自于羊O，由于生物性状中既有核遗传物质控制的性状，又有质遗传物质控制的性状，所以羊a与羊N性状表现不完全相同，羊N因线粒体发达导致产奶率高这一性状也不会在羊a个体中表现。答案：(1)基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割、动物细胞培养(2)相同这些个体都是由同一个重组细胞发育形成的不完全相同小羊a细胞质中的遗传物质来自羊O(3)不会线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代，小羊a的细胞质主要来自于羊O(4)不能高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，由羊体细胞和牛体细胞融合得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体(具有开放性，其他合理答案也可以)2(12分)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_。培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。 (2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。 (3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用_方法保存。 (4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。 解析：(1)获得体细胞后进行的初次培养称为原代培养；培养的细胞会出现接触抑制现象。(2)利用人工方法从灰鼠输卵管内获得胚胎的过程称为冲卵；也可从灰鼠体内取出卵子通过体外受精后再进行早期胚胎培养。(3)将重组胚胎通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内进行发育；暂不移入的胚胎可利用冷冻法保存。(4)ES细胞可由囊胚的内细胞团分离后获得；可通过对iPS细胞进行定向诱导分化形成所需组织用于疾病的细胞治疗。答案：(1)原代培养接触抑制(2)冲卵(或冲胚)体外受精(或核移植)(3)胚胎移植冷冻(或低温)(4)内细胞团诱导分化3(12分)下图是转基因猕猴培育过程示意图，请据图回答。(1)过程用到的工具酶中能识别特定核苷酸序列的是_，过程中常用_将目的基因导入受精卵。 (2)在体外培养受养精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供CO2气体以维持_。 (3)图中过程称为_，为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同，此前需要对代孕雌猴作_处理。受体对移入子宫的外来胚胎不会发生_，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。 (4)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴，可对早期胚胎进行_，选择发育到桑葚胚或囊胚期的胚胎进行操作。若选用囊胚期的胚胎，操作过程需要特别注意的问题是_。 解析：(1)构建基因表达载体时用到能识别特定核苷酸序列的工具酶是限制性核酸内切酶；将目的基因导入动物细胞采用最多、最有效的方法是显微注射法。(2)受精卵的培养需要稳定的pH，CO2可维持培养液pH稳定。(3)体外培养的胚胎移入受体动物子宫中的过程称胚胎移植；为了使胚胎在受体动物的子宫内顺利着床，需用激素对受体动物进行同期发情处理；受体动物的子宫不会对外来胚胎产生免疫排斥反应。(4)可以通过胚胎分割的方法用一个受精卵获得多个胚胎，进而获得多只转基因动物；在囊胚期进行胚胎分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。答案：(1)限制性核酸内切酶显微注射法(2)培养液的pH(3)胚胎移植同期发情排斥反应(4)胚胎分割将内细胞团均等分割4(14分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是胚胎工程中的_技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的_。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。解析：(1)由流程图知，个体A提供去核卵母细胞，个体B提供体细胞核，二者通过得到重组细胞，重组细胞经得到囊胚，故是核移植，是早期胚胎培养。(2)动物细胞培养时，要通入含有5%CO2的空气，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，要用同种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等，标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。(4)胚胎干细胞是从早期胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性。囊胚中的内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得的组织器官，其细胞的细胞核来自个体B，将所得组织器官移植给个体B，不会发生免疫排斥反应。答案：(1)核移植早期胚胎培养(2)pH(3)限制酶DNA连接酶标记(4)内细胞团B5(12分)动物胚胎移植的过程是首先用激素a促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素b处理可以接受胚胎植入的母体子宫内，孕育成幼体。(1)你认为用胚胎移植的方法产生子代属于哪类生殖方式？_。(2)题中提及的“激素a”最可能是指_“激素b”可能是指_。(3)若希望同时获得多个性状相同个体，那么该如何实现？_。(4)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？_。解析：分析题干中胚胎获得的方法可知该方法属于有性生殖；题目中先用激素a处理促进成熟雌性个体超数排卵，那么这种激素最可能是促性腺激素。胚胎移入经激素b处理的供体子宫中，说明此激素是孕激素。如果能够得到多个性状相同的个体，那么这些个体只能来自同一个受精卵，所以应该采取胚胎分割移植的方法得以实现。由此可见胚胎移植技术能加快优良种畜的繁殖速度。答案：(1)有性生殖(2)促性腺激素孕激素(3)利用同一受精卵发育形成的胚胎进行胚胎分割，分别植入不同母牛子宫，使它们正常发育成新个体(4)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种6(12分)长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有_、_(至少写出两项)。(2)和受精有关的过程有：第一次卵裂开始；释放第二极体；顶体反应；穿越透明带；雌、雄原核的形成；核膜消失，雌、雄原核融合。其正确的顺序为_(填序号)。(3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期的有_；图中标号3为_，它将来可发育为胎膜和胚盘。(4)动物的早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。(5)试管牛E的性别为_，克隆羊多利的性状和_最接近，原因是_。解析：在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术是动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术。特别是动物细胞培养，是细胞工程非常基础的技术。与受精有关的过程比较复杂，根据课本上的知识和题意可以确定为。从A到E中，分别是受精卵、二细胞胚胎、四细胞胚胎、桑葚胚和囊胚，适宜于牛的胚胎移植时期有桑葚胚和囊胚。动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。主要状态相同更有利于胚胎的存活。克隆是无性繁殖，所以其子代的雌雄取决于所取的雌雄个体的供体细胞。答案：(1)动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术(2)(3)D、E滋养层细胞(4)生理状态对物质的吸收具有选择透过性(5)雌性或雄性(不能确定)白面绵羊因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊，生物体的性状主要是由细胞核基因控制的7(12分)在畜牧生产中，人们利用多种方法促进优良畜群繁育取得了显著成绩，请就高产奶牛的快速繁育过程回答以下问题。(1)克隆奶牛：从供体高产奶牛体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_，一般选取传代_代以内的细胞(的细胞核)注入体外培养到_期的受体去核卵母细胞内，通过_使两细胞融合，构建重组胚胎，在体外培养并移入代孕母牛体内，从而获得与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。(2)试管牛：将体外培养成熟的卵母细胞与经_法获能的精子在体外受精后，移入_中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。通常将胚胎培养至_期，取_细胞做DNA分析性别鉴定，并将雌性胚胎移入_的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体。解析：(1)克隆奶牛：从供体高产奶牛体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为原代培养；培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制；由于10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，减数第二次分裂中期的卵母细胞才具有受精的能力，因此一般选取传代10代以内的细胞(的细胞核)注入体外培养到减数第二次分裂中期的受体去核卵母细胞内，通过电刺激使两细胞融合，构建重组胚胎，在体外培养并移入代孕母牛体内，从而获得与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛。(2)试管牛：将体外培养成熟的卵母细胞与经化学诱导法获能的精子在体外受精后，移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力，通常将胚胎培养至囊胚期，取滋养层细胞做DNA分析性别鉴定，并将雌性胚胎移入同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体。答案：(1)原代培养接触抑制10M中电刺激(2)化学诱导发育培养液囊胚滋养层同种的、生理状态相同8(14分)如图是牛胚胎移植示意图，请回答相关问题。(1)牛胚胎移植过程中，分娩产生的犊牛的遗传物质来自_。移植前可选择发育良好、形态正常的_进行_，实现同卵多胎。(2)胚胎移植前可用SRYPCR法进行性别鉴定，在用PCR扩增SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液、模板DNA、4种脱氧核苷酸、特定引物和_。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫_，其生理学基础是_。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可通过_技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的_，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有_。解析：(1)牛胚胎移植过程中，胚胎是由供体公牛和供体母牛配种后产生的，因此分娩产生的犊牛的遗传物质来自供体公牛和母牛。移植前可选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割，以实现同卵多胎。(2)利用PCR扩增SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液、模板DNA、4种脱氧核苷酸、特定引物和TaqDNA聚合酶(或热稳定性DNA聚合酶)。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫冲卵，其生理学基础是早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，这样便于胚胎的收集。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可进行自体移植，即通过体细胞核移植技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的内细胞团，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有发育的全能性。答案：(1)供体公牛和母牛桑葚胚或囊胚胚胎分割(2)TaqDNA聚合酶(或热稳定性DNA聚合酶)(3)冲卵早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态(4)体细胞核移植内细胞团发育的全能性