(選考)2021版新高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十單元 生物技術(shù)與工程 第36講 胚胎工程、生物技術(shù)的安全性與倫理問題學(xué)案 新人教版
《(選考)2021版新高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十單元 生物技術(shù)與工程 第36講 胚胎工程、生物技術(shù)的安全性與倫理問題學(xué)案 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(選考)2021版新高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十單元 生物技術(shù)與工程 第36講 胚胎工程、生物技術(shù)的安全性與倫理問題學(xué)案 新人教版(22頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第36講 胚胎工程、生物技術(shù)的安全性與倫理問題 考點(diǎn)1 胚胎工程 1.精子和卵子的發(fā)生比較 項目 精子的發(fā)生 卵子的發(fā)生 場所 睪丸的曲細(xì)精管 卵巢 時間 從初情期開始 從胚胎出現(xiàn)性別分化后 變形 需變形 不需變形 分裂 均等分裂 不均等分裂 結(jié)果 形成4個精子 形成1個卵子和3個極體 2.體內(nèi)受精 (1)精子獲能:剛剛排出的精子,不能立即與卵子受精,必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才能獲得受精能力。 (2)卵子的準(zhǔn)備:卵子要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,到減數(shù)第二次分裂中期時,才具備與精子受精的能力。 (3)受精過程 3.早
2、期胚胎發(fā)育 4.體外受精 5.早期胚胎培養(yǎng) 6.胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞培養(yǎng) (1)胚胎移植 ①地位:胚胎工程其他技術(shù)的最后一道“工序”。 ②主要過程 ↓ ↓ ↓ —方法:手術(shù)法和非手術(shù)法 ↓ —檢查受體母牛是否妊娠 ③意義:充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。 (2)胚胎分割 (3)胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞) 1.(選修3 P63“討論”)(1)一個卵泡中能形成幾個成熟的卵子? (2)排卵是指卵子從卵泡中排出,還是指卵泡從卵巢中排出? (3)剛排出的卵子是成熟的卵子嗎?它在母體的什么部位與精子受精? 答案:(1)正
3、常情況下,一個卵泡只能形成一個成熟的卵子。 (2)排卵是指卵子從卵泡中排出。 (3)剛排出的卵子尚未完全成熟,僅完成了減數(shù)第一次分裂,需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,直到減數(shù)第二次分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精子受精的。 2.(選修3 P64“旁欄思考題”)進(jìn)行體外受精時,將卵母細(xì)胞取出后,是否應(yīng)當(dāng)將它置于與輸卵管中相似的環(huán)境,讓它進(jìn)一步成熟? 答案:是。從卵巢上取出的卵母細(xì)胞還沒有成熟,尚未完成減數(shù)第一次分裂。應(yīng)在體外人工模擬的輸卵管環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng),才能使其成熟,即達(dá)到受精前的成熟階段。 3.(選修3 P79“旁欄思考題”)對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,為
4、什么要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割? 答案:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)一般到囊胚階段才出現(xiàn),它是發(fā)育為胚胎本身的基礎(chǔ)細(xì)胞,其他細(xì)胞為滋養(yǎng)層細(xì)胞,只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能力強(qiáng),含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至出現(xiàn)不能發(fā)育等問題。 1.(2018·高考江蘇卷)下列關(guān)于采用胚胎工程技術(shù)實現(xiàn)某良種肉用??焖俜敝车臄⑹?,正確的是( ) A.采取激素注射等方法對良種母牛作超數(shù)排卵處理 B.體外培養(yǎng)發(fā)育到原腸胚期的胚胎即可進(jìn)行移植 C.使用免疫抑制劑以避免代孕牛對植入胚胎的排斥反應(yīng) D.利用胚胎分割技術(shù),同卵多胎較同卵雙胎成功率更高
5、解析:選A。常通過注射促性腺激素的方法對良種母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理,A項正確;體外培養(yǎng)發(fā)育到桑葚胚或囊胚期的胚胎可進(jìn)行胚胎移植,B項錯誤;一般情況下,代孕牛不會對外來移植胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng),不需要免疫抑制劑,C項錯誤;利用胚胎分割技術(shù),同卵雙胎較同卵多胎成功率高,D項錯誤。 2.(2019·高考江蘇卷)利用基因編輯技術(shù)將病毒外殼蛋白基因?qū)胴i細(xì)胞中,然后通過核移植技術(shù)培育基因編輯豬,可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。下圖為基因編輯豬培育流程,請回答下列問題: (1)對1號豬使用________處理,使其超數(shù)排卵,收集并選取處在________時期的卵母細(xì)胞用于核移植。 (2)采集2號豬的組織塊
6、,用________處理獲得分散的成纖維細(xì)胞,放置于37 ℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),其中CO2的作用是_______________________________________。 (3)為獲得更多基因編輯豬,可在胚胎移植前對胚胎進(jìn)行________。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自________號豬。 (4)為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導(dǎo)入4號豬并正常表達(dá),可采用的方法有________(填序號)。 ①DNA測序 ②染色體倍性分析 ③體細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析 ④抗原—抗體雜交 解析:(1)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞,要對供體母豬注射促性腺激素,使其超數(shù)排卵。用于核移植的卵母細(xì)
7、胞通常處于減數(shù)第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動物組織塊,使其分散成單個細(xì)胞。動物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2,O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)若要獲得更多基因編輯豬,可采用胚胎分割技術(shù)對移植前的胚胎進(jìn)行分割。子代豬的性別取決于核供體親本,即2號豬。(4)為了判斷目的基因是否被導(dǎo)入受體中,可采用DNA分子雜交、DNA測序等技術(shù)進(jìn)行檢測;判斷目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后是否成功表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì),通常采用抗原—抗體雜交技術(shù)從分子水平進(jìn)行檢測。 答案:(1)促性腺激素 減數(shù)第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(膠原蛋白酶) 維持培養(yǎng)液的pH (
8、3)分割 2 (4)①④ 1.受精過程中的“三大反應(yīng)”和防止多精入卵受精的“兩道屏障” 2.胚胎發(fā)育過程 3.胚胎移植的三個關(guān)鍵環(huán)節(jié) (1)移植的胚胎必須在原腸胚之前,但不能直接移植受精卵。 (2) (3)胚胎移植的供體和受體必須是同種生物,同一物種的動物才有可能具有相同的生理特征。 4.干細(xì)胞的分類及特點(diǎn) 1.下列關(guān)于胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是( ) A.在動物的飼料中添加一定量的促性腺激素能促使超數(shù)排卵 B.滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤等結(jié)構(gòu)發(fā)生在囊胚期 C.若在囊胚期進(jìn)行胚胎分割,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)需均等分割,滋養(yǎng)層則不必 D.從動物體內(nèi)獲
9、取的精子能直接與卵細(xì)胞結(jié)合完成受精過程 解析:選C。促性腺激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),食用后會被消化水解,因此在動物飼料中添加促性腺激素不會促使超數(shù)排卵,A錯誤;滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤等結(jié)構(gòu)發(fā)生在原腸胚以后,B錯誤;從動物體內(nèi)獲取的精子需經(jīng)獲能處理后,才能與卵細(xì)胞結(jié)合完成受精過程,D錯誤。 2.下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述,錯誤的是( ) A.精子在獲能液中于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能 B.小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng),注射相關(guān)激素有促進(jìn)超數(shù)排卵的作用 C.分割的胚胎細(xì)胞有相同的遺傳物質(zhì),因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學(xué)差異 D.注射到囊胚腔中的胚胎
10、干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育 解析:選C。精子在獲能液中培養(yǎng)的目的是使精子獲能,其培養(yǎng)條件應(yīng)符合動物細(xì)胞培養(yǎng)的要求,A正確;小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)的目的是通過特定的光周期調(diào)控其性激素的分泌,注射促性腺激素的目的是使其超數(shù)排卵,B正確;雖然分割的胚胎具有相同的遺傳物質(zhì),但環(huán)境也會對胚胎的發(fā)育產(chǎn)生影響,導(dǎo)致發(fā)育的個體出現(xiàn)形態(tài)學(xué)差異,C錯誤;胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育,D正確。 3.(不定項)(2020·江蘇鹽城模擬)下圖表示利用二倍體小鼠所做的實驗,分析合理的是( ) A.過程①需要運(yùn)用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù) B.圖中囊胚的細(xì)胞基因型
11、都相同 C.代孕母鼠需進(jìn)行同期發(fā)情處理 D.嵌合體幼鼠是四倍體 解析:選AC。過程①為動物細(xì)胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng)),A正確;圖中囊胚的細(xì)胞基因來自兩種小鼠,故有些細(xì)胞的基因型不相同,B錯誤;胚胎移植技術(shù)中,進(jìn)行該操作前需要對受體雌鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理,C正確;嵌合體幼鼠染色體并未加倍,故是二倍體,D錯誤。 4.(不定項)下圖為培育轉(zhuǎn)基因山羊生產(chǎn)人β-酪蛋白的流程圖,下列敘述正確的是( ) A.過程①所用的人β-酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得 B.過程②可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進(jìn)行移植 C.過程③可使用胚胎分割技術(shù)擴(kuò)大轉(zhuǎn)基因山羊群體 D.過程④人β-酪蛋白基因在細(xì)胞質(zhì)
12、內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯 解析:選AC。由圖可知,①過程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建,目的基因的獲得方法很多,從人cDNA文庫中獲取就是其中之一,A正確;過程②表示胚胎移植,山羊的胚胎移植應(yīng)在囊胚期以前,B錯誤;胚胎分割可以得到多個遺傳性狀相同的個體,在③過程中可以應(yīng)用,C正確;真核生物的轉(zhuǎn)錄過程發(fā)生在細(xì)胞核中,翻譯過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中,D錯誤。 5.(2020·廣西桂林十八中高三月考)小鼠是常用的實驗動物,其受精卵在交配24小時后進(jìn)行第一次分裂,3天后發(fā)育成桑椹胚,并進(jìn)入子宮。下圖為轉(zhuǎn)基因鼠培育過程流程圖。據(jù)圖回答下列相關(guān)問題: (1)給供體母鼠注射促性腺激素,目的是使其_____________
13、___。在供體母鼠交配后的次日清晨,將其水死并從________處收集受精卵,置于含________________的混合氣體的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。 (2)受精卵在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)幾小時后,可以在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到________。將DNA溶液注入受精卵的________原核中,注射后的受精卵經(jīng)過鑒定為活的受精卵,應(yīng)馬上進(jìn)行移植,或放入________中保存。 (3)受精卵移植的前一天晚上,受體母鼠需要與輸精管結(jié)扎的公鼠交配,使母鼠呈假孕的生理狀態(tài),這樣做的目的是_________________________________。 (4)由于科學(xué)家對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用以及基因的
14、調(diào)控機(jī)制了解有限,再加上目的基因是異種生物基因,同時由于____________________,因此在轉(zhuǎn)基因小鼠中,有時候會出現(xiàn)一些科學(xué)家意想不到的后果。 解析:(1)對供體母鼠注射促性腺激素,可以促進(jìn)其超數(shù)排卵;交配后可以從供體母鼠輸卵管中獲得受精卵,再置于含95% 空氣加5% CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。 (2)受精卵在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)幾小時后,可以在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體;將DNA溶液注入受精卵的雄原核中,注射后的受精卵經(jīng)過鑒定為活的受精卵,應(yīng)馬上進(jìn)行移植,或放入-196 ℃液氮中保存。(3)受體母鼠需要與輸精管結(jié)扎的公鼠交配,使母鼠呈假孕的生理狀態(tài),目的是為供體的受
15、精卵移入受體提供相同的生理環(huán)境。(4)由于目的基因插入小鼠基因組的部位是隨機(jī)的,故在轉(zhuǎn)基因小鼠中,有時候會出現(xiàn)一些科學(xué)家意想不到的后果。 答案:(1)超數(shù)排卵 輸卵管 95% 空氣加5% CO2 (2)兩個極體 雄?。?96 ℃液氮 (3)為供體的受精卵移入受體提供相同的生理環(huán)境 (4)目的基因插入小鼠基因組的部位是隨機(jī)的 6.下圖是科學(xué)家通過不同方法培育優(yōu)良種牛的過程,其中①~⑤表示操作過程。請回答下列問題: (1)圖中①過程涉及的精子需進(jìn)行______處理;防止多精入卵的兩道屏障為________。 (2)對圖中良種母牛注射促性腺激素的目的是________________。
16、 (3)圖中②過程所用的方法是____________。外源基因插入牛受精卵中的DNA上后,有的受精卵能發(fā)育成轉(zhuǎn)基因牛,而有的會死亡,請分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后導(dǎo)致受精卵死亡的最可能原因:__________________________________。 (4)圖中b、c分別代表囊胚的___________________________________________。 (5)圖中④過程表示__________________________________________________,由一個囊胚經(jīng)④過程得到的B、C牛性別相同的概率為________。 解析:(
17、1)題圖中①過程指的是獲能的精子與成熟卵細(xì)胞結(jié)合成合子,完成受精作用的過程。防止多精入卵的兩道屏障為透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。(2)為了使良種奶牛產(chǎn)生多個卵細(xì)胞,需用促性腺激素處理。(3)基因工程將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的DNA的過程中,如果破壞生命活動必需的某些基因,受體細(xì)胞將會死亡,不能發(fā)育成轉(zhuǎn)基因生物。(5)由一個囊胚得到兩個個體,該過程要涉及胚胎分割和胚胎移植技術(shù),且得到的兩個個體性別相同。 答案:(1)獲能 透明帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng) (2)促使其超數(shù)排卵 (3)顯微注射法 外源基因插入牛受精卵中的DNA上后導(dǎo)致受精卵內(nèi)生命活動必需的某些基因不能表達(dá)(合理即可) (4)囊胚腔、內(nèi)
18、細(xì)胞團(tuán) (5)胚胎分割和胚胎移植 100% 7.(2020·廣東中山一中模擬)科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞),繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠,流程如下。請回答下列問題: (1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后,對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為________,培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂,這種現(xiàn)象稱為________。 (2)圖中2細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得,該過程稱為________,也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子,通過________________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (3)圖中重組囊胚通過________技術(shù)移入白
19、鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,此技術(shù)對代孕受體的要求是_____________。在畜牧生產(chǎn)中采用這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是____________________,若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率,可采用________技術(shù)。 (4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可由囊胚的________分離培養(yǎng)獲得,iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性,有望在對人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向誘導(dǎo)分化后用于疾病的細(xì)胞治療。 解析:(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后,對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng),分瓶后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。培養(yǎng)的細(xì)胞在鋪滿培養(yǎng)皿底時由于相互接觸而停止分裂,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。(2)用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得2細(xì)胞胚胎,該
20、過程稱為沖卵;從灰鼠體內(nèi)取出卵子,通過體外受精(或核移植)后經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)也可獲得早期胚胎。(3)重組囊胚可通過胚胎移植技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育。胚胎移植時要求代孕受體是同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。在畜牧生產(chǎn)中采用胚胎移植技術(shù)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,在短時間內(nèi)得到大量優(yōu)良后代。采用胚胎分割技術(shù)可進(jìn)一步提高胚胎的利用率。(4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可從早期胚胎或原始性腺中獲得,囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞屬于胚胎干細(xì)胞。 答案:(1)原代培養(yǎng) (細(xì)胞的)接觸抑制 (2)沖卵 體外受精(或核移植) (3)胚胎移植 同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物 可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力
21、 胚胎分割 (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞 考點(diǎn)2 生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性 2.生物技術(shù)中的倫理問題 (1)克隆 ①治療性克隆與生殖性克隆 項目 治療性克隆 生殖性克隆 區(qū)別 目的 從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療 用于生育,獲得人的復(fù)制品 水平 細(xì)胞水平 個體水平 聯(lián)系 都屬于無性生殖;產(chǎn)生新個體或新組織,遺傳信息不變 ②中國政府態(tài)度:禁止生殖性克隆人,不反對治療性克隆。 (2)試管嬰兒與設(shè)計試管嬰兒 3.基因身份證 (1)否定的理由:個人基因信息的泄露造成基因歧視,勢必造成遺傳性失業(yè)大軍、個人婚姻困難和人際關(guān)系疏
22、遠(yuǎn)等嚴(yán)重后果。 (2)肯定的理由:一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高,通過基因檢測可以及早預(yù)防、適時治療,達(dá)到挽救患者生命的目的。 4.生物武器 1.混淆克隆動物、試管動物與轉(zhuǎn)基因動物 項目 克隆動物 試管動物 轉(zhuǎn)基因動物 概念 用核移植的方法獲得的動物 用體外受精的方法獲得的動物 由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動物 技術(shù) 核移植 體外受精 DNA重組技術(shù) 生殖方式 無性繁殖 有性生殖 有性生殖或保持原生殖方式 遺傳特性 主要與供核個體相同 具備雙親的遺傳性狀 具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特異性 相同點(diǎn) 三者均涉及早期胚胎
23、培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù),且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎 2.生物工程技術(shù)應(yīng)用組合 (1)轉(zhuǎn)基因植物培育:基因工程+植物組織培養(yǎng)。 (2)轉(zhuǎn)基因動物培育:基因工程+動物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植。 (3)克隆動物培育:核移植+動物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植。 (4)植物體細(xì)胞雜交:酶工程+體細(xì)胞融合+植物組織培養(yǎng)。 (5)試管嬰兒培育:體外受精+動物細(xì)胞培養(yǎng)+胚胎移植。 1.下列有關(guān)生物技術(shù)安全性和倫理問題的敘述,不合理的是 ( ) A.反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇嬰兒性別 B.種植抗蟲棉可減少農(nóng)藥的使用量,對環(huán)境不存在任何安全性問題 C.我國不發(fā)展、不生產(chǎn)
24、、不儲存生物武器,并反對其擴(kuò)散 D.生物技術(shù)雖然推動了社會的發(fā)展,但應(yīng)科學(xué)控制、合理使用 答案:B 2.(2020·江蘇南京、鹽城模擬)生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點(diǎn)。下列相關(guān)敘述錯誤的是( ) A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因,避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì) B.中國政府的態(tài)度是禁止克隆人的實驗,但不反對治療性克隆 C.設(shè)計試管嬰兒必須經(jīng)過嚴(yán)格審批 D.用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來制備生物武器形成殺傷力 解析:選D。禁止用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來制備生物武器。 3.(不定項)下列關(guān)于生物技術(shù)的安全性和倫理問題的分析,合理的觀點(diǎn)是( ) A.
25、用大腸桿菌作為轉(zhuǎn)基因受體菌株時必須用37 ℃下就會死亡的菌株 B.轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后不會與野生物種雜交而威脅其他生物的生存 C.轉(zhuǎn)基因作物大規(guī)模商品化可能對作物的遺傳多樣性構(gòu)成威脅 D.轉(zhuǎn)基因微生物攜帶的抗生素抗性基因可能使人體內(nèi)的細(xì)菌獲得抗藥性 解析:選ACD。用大腸桿菌作為轉(zhuǎn)基因受體菌株,可能對人體造成威脅,故必須用37 ℃下就會死亡的菌株,A正確;轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后可能會與野生物種雜交而威脅其他生物生存,B錯誤;轉(zhuǎn)基因作物大規(guī)模商品化,競爭力強(qiáng),可能威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存,對農(nóng)作物的遺傳多樣性構(gòu)成威脅,C正確;轉(zhuǎn)基因微生物攜帶的抗生素抗性基因可能轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)的細(xì)菌細(xì)
26、胞中,而使人體內(nèi)的細(xì)菌獲得抗藥性,D正確。 4.下列是人們利用基因編輯技術(shù)的一些事例: 事例1 這幾年生物科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展異常迅速的技術(shù)有基因編輯技術(shù)——CRISPR。CRISPR的最大優(yōu)勢在于其前所未有的精準(zhǔn)度,它能夠敲除基因組中的任何基因,而在基因組的特定位置插入基因,可為農(nóng)作物導(dǎo)入優(yōu)良性狀。 事例2 2018年11月26日,來自中國深圳的科學(xué)家賀建奎在第二屆人類基因組編輯國際峰會召開前一天宣布,一對名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒于11月在中國健康誕生。這對雙胞胎的一個基因經(jīng)過修改,使他們出生后即能天然抵抗艾滋病。這是世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒。 事例3 鎘在人體內(nèi)富集可引起慢性中
27、毒,導(dǎo)致“痛痛病”,我國科學(xué)家袁隆平及其研究團(tuán)隊,通過敲除水稻細(xì)胞中的吸鎘基因,成功培育出幾乎不含鎘的水稻新品種。 據(jù)此回答下列問題: (1)CRISPR的實現(xiàn)需要使用___________酶敲除(切割)基因,使用__________酶連接特定位置插入的基因。 (2)基因編輯嬰兒的產(chǎn)生需要將編輯的基因?qū)隷___________細(xì)胞,通過__________,然后再通過______________________技術(shù)移入受體子宮。 (3)經(jīng)過敲除吸鎘基因的編輯基因一般通過________導(dǎo)入水稻細(xì)胞中以得到水稻新品種。 (4)基因編輯嬰兒和克隆人一樣引發(fā)了倫理問題,請簡述中國政府對克
28、隆人的態(tài)度: ________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。 解析:(1)CRISPR的實現(xiàn)需要使用限制性核酸內(nèi)切酶敲除(切割)基因,使用DNA連接酶連接特定位置插入的基因。(2)基因編輯嬰兒的產(chǎn)生需要將編輯的基因?qū)胧芫鸭?xì)胞中,通過早期胚胎培養(yǎng)技術(shù),然后再通過胚胎移植技術(shù)移入受體子宮。(3)水稻為單子葉植物,經(jīng)過敲除吸鎘基因的編輯基因,一般通過基因槍法導(dǎo)入水稻細(xì)胞中以得到水稻新品種。(4)中國政府對克隆人的態(tài)度是禁止生殖性克隆人。一再重申四不原則:不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。但
29、是,中國不反對治療性克隆。 答案:(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制) DNA連接 (2)受精卵 早期胚胎培養(yǎng) 胚胎移植 (3)基因槍法 (4)禁止生殖性克隆人;不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗;不反對治療性克隆 5.閱讀以下材料,回答下列問題: 材料 自1984年第一例轉(zhuǎn)基因魚在我國誕生以來,轉(zhuǎn)基因魚的研究取得很大進(jìn)步。如轉(zhuǎn)入外源生長激素(GH)基因的魚生長速度快,餌料轉(zhuǎn)化率高,但魚類易于逃逸、擴(kuò)散,因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題,需研究轉(zhuǎn)基因魚對生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴(kuò)散問題。最近,我國科學(xué)家只將三倍體的轉(zhuǎn)基因魚投入自然系統(tǒng)。 (1)轉(zhuǎn)基因魚培育成
30、功的物質(zhì)基礎(chǔ)是______________________。 (2)已知人的GH是一個含有191個氨基酸的蛋白質(zhì),若將人的GH基因轉(zhuǎn)移到魚體內(nèi),則轉(zhuǎn)基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是________個。 (3)轉(zhuǎn)基因魚通過較高的能量轉(zhuǎn)化效率取得較高的特定生長率,以致其生長速度快于非轉(zhuǎn)基因魚,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換效率也顯著高于非轉(zhuǎn)基因魚。其可能的原因是________________。 (4)魚類易于逃逸、擴(kuò)散,因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問題是很值得研究的問題,試分析引起生態(tài)安全性問題的原因是___________________________________。 (5)多倍體魚類對控制過度繁殖是有效的
31、,培育成功的三倍體“湘云鯽”,其形成過程是_______________________________________________________________________。 試從保障生態(tài)安全性問題分析只投放三倍體魚的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是通過基因拼接,把目的基因拼接到載體
32、上,實質(zhì)上是DNA之間的連接。(2)GH是含有191個氨基酸的蛋白質(zhì),由于蛋白質(zhì)、控制蛋白質(zhì)合成的mRNA上的堿基數(shù)目及控制蛋白質(zhì)合成的DNA上的堿基數(shù)目這三者的比例為1∶3∶6,所以轉(zhuǎn)基因魚增加的脫氧核苷酸數(shù)至少是1 146個。(3)該轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)入的是生長激素基因,生長激素能促進(jìn)生長,主要是促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和骨的生長。(4)轉(zhuǎn)基因魚由于具有易于逃逸、擴(kuò)散的特點(diǎn),當(dāng)這種魚擴(kuò)散到其他環(huán)境中時,與其他種類的魚雜交,被轉(zhuǎn)入的基因就有可能轉(zhuǎn)移到其他的魚體內(nèi),造成基因污染;同時,由于該種轉(zhuǎn)基因魚具有生長優(yōu)勢,使其捕食對象大量減少,與其他物種競爭時,優(yōu)勢明顯,所以可能引起生態(tài)危機(jī)。(5)三倍體魚由于不能產(chǎn)
33、生正常的生殖細(xì)胞,無法繁殖后代,因此不會造成生態(tài)危機(jī)。 答案:(1)遺傳物質(zhì)都是DNA (2)1 146 (3)轉(zhuǎn)基因魚體內(nèi)合成了大量生長激素,生長激素能促進(jìn)蛋白質(zhì)合成 (4)轉(zhuǎn)基因魚與同種野生魚雜交,使野生魚帶有轉(zhuǎn)基因,具有生長優(yōu)勢,使其捕食對象大量減少,與其他物種競爭加劇,引起生態(tài)危機(jī) (5)轉(zhuǎn)基因的二倍體個體加倍為四倍體轉(zhuǎn)基因個體,然后二倍體與四倍體雜交形成三倍體 三倍體魚不能繁殖,可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范圍,避免發(fā)生雜交、過度競爭,引起生態(tài)危機(jī) [易誤警示] 易錯點(diǎn)1 誤認(rèn)為精子“獲能”就是獲得能量并認(rèn)為排卵就是排出卵泡 [點(diǎn)撥] (1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”
34、,而不是獲得能量。 (2)排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。 易錯點(diǎn)2 受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志 [點(diǎn)撥] 受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個極體;而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。 易錯點(diǎn)3 滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層 [點(diǎn)撥] (1)滋養(yǎng)層:囊胚時期沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的、個體較小的細(xì)胞,滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤。 (2)飼養(yǎng)層:飼養(yǎng)層細(xì)胞一般為輸卵管上皮細(xì)胞,在干細(xì)胞培養(yǎng)時,可作為提供干細(xì)胞分裂、增殖的營養(yǎng)細(xì)胞。 易錯點(diǎn)4 人工授精≠體外受精 [點(diǎn)撥] 人工授精是用人工的方法將公畜的精子注入母畜生殖道內(nèi),使精卵細(xì)胞結(jié)合;體外受精是將人工獲取的精子和卵
35、母細(xì)胞在體外完成受精。這兩者的本質(zhì)都是兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,只不過前者是在體內(nèi)完成的,后者是在體外完成的。 [糾錯體驗] 1.下列關(guān)于哺乳動物胚胎工程的敘述,錯誤的是( ) A.胚胎分割時,最好選擇桑椹胚或原腸胚 B.胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,可從早期胚胎中分離獲取 C.胚胎移植時,受體母畜的生理狀態(tài)必須與供體母畜相同 D.培育試管動物時,受精過程及早期胚胎發(fā)育過程在體外進(jìn)行 解析:選A。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。 2.下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是( ) A.卵裂期細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大 B.囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞可
36、發(fā)育成生物體的任何組織器官 C.動物胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的 D.培育試管嬰兒涉及體內(nèi)受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等 解析:選C。卵裂期細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷減??;囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞可發(fā)育成胎盤和胎膜;動物胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的,因此孵化前的早期胚胎處于游離狀態(tài);培育試管嬰兒涉及體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等。 3.下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.胚胎移植可以定向改造動物的遺傳性狀,③需移植到發(fā)情的母牛子宮內(nèi)發(fā)育 B.A細(xì)胞不一定是受精卵細(xì)胞 C.①②兩個胚胎具有不同的遺傳物質(zhì) D.
37、圖中a過程包括卵裂、囊胚和原腸胚等階段 解析:選B。胚胎移植不能定向改造動物的遺傳性狀;①和②兩個胚胎是由同一受精卵發(fā)育而來的,其遺傳物質(zhì)相同;在胚胎分割移植時,需用早期胚胎,胚胎未發(fā)育到原腸胚階段;A細(xì)胞也可以是核移植的重組細(xì)胞。 4.下圖是胚胎干細(xì)胞分離途徑示意圖。下列說法正確的是( ) A.圖中A所示細(xì)胞將來能夠發(fā)育成胎膜和胎盤 B.胚胎干細(xì)胞的體積和細(xì)胞核都較小 C.胚胎干細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化 D.利用胚胎干細(xì)胞培育的人造器官正在大規(guī)模應(yīng)用 解析:選C。題圖中A是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞,將來能夠發(fā)育成除胎膜和胎盤外的其他組織和器官。胚胎干細(xì)胞的體積較小,細(xì)胞核較大,在體外
38、培養(yǎng)情況下,可以只增殖而不發(fā)生分化。利用胚胎干細(xì)胞可以誘導(dǎo)形成器官,但目前并沒有大規(guī)模應(yīng)用。 1.下列有關(guān)胚胎工程及其應(yīng)用的敘述,錯誤的是( ) A.體外受精和胚胎發(fā)育的研究為胚胎工程提供了理論基礎(chǔ) B.胚胎移植技術(shù)可在畜牧業(yè)生產(chǎn)中加速育種進(jìn)程 C.桑椹胚、囊胚是進(jìn)行胚胎分割的最佳時期 D.促進(jìn)動物超數(shù)排卵的激素主要是垂體產(chǎn)生的促性腺激素 解析:選A。哺乳動物體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的研究為胚胎工程提供了理論基礎(chǔ),A錯誤;胚胎移植技術(shù)可在畜牧業(yè)生產(chǎn)中加速育種進(jìn)程,B正確;胚胎分割時,應(yīng)選擇形態(tài)正常、發(fā)育良好的早期胚胎(桑椹胚或囊胚),C正確;促進(jìn)動物超數(shù)排卵的激素主要是垂體產(chǎn)生
39、的促性腺激素,D正確。 2.供體的胚胎移植到受體后,游離的胚胎在發(fā)育過程中形成胎盤與受體相連,并通過胎盤與受體的血液發(fā)生物質(zhì)交換。以下說法正確的是( ) A.受體為供體胚胎發(fā)育提供條件 B.受體與胚胎血型應(yīng)相同,否則會發(fā)生免疫排斥反應(yīng) C.受體與胚胎血液混融在一起 D.游離的胚胎心肺功能都能正常運(yùn)轉(zhuǎn) 解析:選A。受體對移植的胚胎不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng);受體與胚胎血液不發(fā)生混融;游離的胚胎沒有心肺器官。 3.牛胚胎移植的基本程序如下圖所示,下列說法錯誤的是( ) A.供體母牛的主要職能是產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的胚胎 B.圖中a指的是超數(shù)排卵,可用促性腺激素 C.為了提高牛胚胎
40、的利用率,常采用的方法是胚胎分割移植 D.供體和受體(代孕母牛)要進(jìn)行免疫檢查,防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 解析:選D。胚胎移植的目的是發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力;胚胎分割是將一個胚胎分成多份,從而提高了優(yōu)良胚胎的利用率;胚胎移植過程不同于器官移植,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),不需要進(jìn)行免疫檢查。 4.(2020·南京師大附中考前模擬)下列對哺乳動物體內(nèi)受精、早期胚胎發(fā)育過程和胚胎工程的敘述,正確的是( ) A.注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育 B.早期胚胎培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清、抗生素和激素等 C.原腸胚時期的細(xì)胞具備發(fā)育成完
41、整個體的能力,該時期是胚胎移植的最佳時期 D.卵子釋放頂體酶溶解放射冠和透明帶,卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的屏障之一 解析:選A。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育,A正確;動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液不需要加入激素,B錯誤;桑椹胚和囊胚期的細(xì)胞具備發(fā)育成完整個體的能力,該時期是胚胎移植的最佳時期,C錯誤;精子釋放頂體酶溶解放射冠和透明帶,卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的屏障之一,D錯誤。 5.下圖是應(yīng)用生物工程技術(shù),利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)人體血清白蛋白的操作流程。下列有關(guān)敘述錯誤的是( ) A.細(xì)胞①中已含有人體血清白蛋白基因 B.獲取細(xì)胞②的
42、技術(shù)為體細(xì)胞核移植 C.胚胎移植前需要取內(nèi)細(xì)胞團(tuán)做DNA分析,鑒定性別 D.與圖示技術(shù)相比,試管牛培育過程特有的生物技術(shù)是體外受精 解析:選C。細(xì)胞①是體細(xì)胞,含人體血清白蛋白基因,A正確;獲取細(xì)胞②的技術(shù)是體細(xì)胞核移植,B正確;鑒定性別時,應(yīng)取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析,C錯誤;與圖示技術(shù)相比,試管牛培育過程特有的生物技術(shù)是體外受精,D正確。 6.(不定項)下圖是培育試管嬰兒的過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是( ) A.過程①要對精子進(jìn)行獲能處理,卵子要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂的中期 B.過程③可以在任何時期進(jìn)行 C.圖中①②③是設(shè)計試管嬰兒的培育過程 D.①②④⑤是普通試管嬰兒的培
43、育過程 解析:選BCD。過程③要在桑椹胚或者囊胚時期進(jìn)行,B項錯誤。①②③是普通試管嬰兒的培育過程,①②④⑤是設(shè)計試管嬰兒的培育過程,C、D項錯誤。 7.(2020·江西南昌模擬)回答下列胚胎工程的相關(guān)問題: (1)1890年,英國劍橋大學(xué)的生物學(xué)家將純種的安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移入一只純種的比利時兔的輸卵管內(nèi),成功地得到兩只純種的安哥拉子兔。這個實驗首次證實了_______的可能性。 (2)哺乳動物卵子發(fā)生過程中,減數(shù)第二次分裂是在________________過程中完成的,哺乳動物卵子和精子在發(fā)生上的重要區(qū)別是_________________________。 在實施體外受
44、精時,獲能的精子與培養(yǎng)成熟的卵子,通常都可以在___________中完成受精作用,在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查___________。 (3)胚胎移植需收集胚胎,收集胚胎時沖卵的生理學(xué)基礎(chǔ)是______________。胚胎分割時用分割針取樣滋養(yǎng)層的用途是__________________________________。 (4)ES細(xì)胞是研究細(xì)胞分化的理想材料,ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上,或在______________的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài)。 解析:(1)將純種的安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移入一只純種的比利時兔的輸卵管內(nèi),成功地得到了兩只純種的安哥
45、拉子兔。由于安哥拉兔和比利時兔為兩個不同的品種,故這個實驗可證實同種動物的胚胎在異體動物體內(nèi)發(fā)育的可能性。(2)哺乳動物卵子發(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,其結(jié)果是產(chǎn)生一個次級卵母細(xì)胞和第一極體,進(jìn)入輸卵管,準(zhǔn)備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合過程中完成的,哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)儲備,是在出生前(即胎兒時期)完成的,這是卵子和精子在發(fā)生上的重要區(qū)別。在實施體外受精時,獲能的精子與培養(yǎng)成熟的卵子,一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔?,在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(3)哺乳動物的早期
46、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),這就為胚胎的收集提供了可能。胚胎分割后,可取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析性別鑒定。(4)ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上,或在添加了抑制因子的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài),而在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。 答案:(1)同種動物的胚胎在異體動物體內(nèi)發(fā)育 (2)精子和卵子結(jié)合 卵泡的形成和在卵巢內(nèi)儲備,是在出生前完成的 獲能溶液或?qū)S玫氖芫芤骸∈芫珷顩r和受精卵的發(fā)育能力 (3)早期胚胎形成后處于游離狀態(tài),未與母體子宮建立聯(lián)系 做DNA分析性別鑒定 (4)添加了抑制因子 8.(2020·河北唐
47、山期末)2018年11月一對基因編輯先天免疫艾滋病的雙胞胎嬰兒在中國誕生。其基因編輯免疫艾滋病的原理為CCR5基因是HIV入侵機(jī)體細(xì)胞的主要輔助受體之一,通過基因敲除技術(shù)讓CCR5基因失效,從而產(chǎn)生對艾滋病的免疫作用。該成果有望讓那些感染艾滋病病毒的夫婦有機(jī)會生一個能免于感染艾滋病病毒的孩子。請回答下列問題: (1)CCR5基因在________(填“T細(xì)胞”“B細(xì)胞”或“T細(xì)胞和B細(xì)胞”)中能表達(dá)。 (2)醫(yī)學(xué)專家首先要卵子捐獻(xiàn)者注射_______________________,以獲得足夠數(shù)量的卵子。在體外受精前,需要對精子進(jìn)行________處理。 (3)基因敲除是把Cas9蛋白和
48、特定的引導(dǎo)序列通過________技術(shù)導(dǎo)入還處于單細(xì)胞的受精卵里,使CCR5基因失效。 (4)早期胚胎發(fā)育的過程大致為受精卵→卵裂期→________→囊胚→原腸胚,囊胚中的________細(xì)胞將發(fā)育成胎膜和胎盤。 解析:(1)病毒的入侵具有特異性,HIV入侵T細(xì)胞,CCR5基因所表達(dá)的蛋白是HIV入侵機(jī)體細(xì)胞的主要輔助受體之一,因此CCR5基因在T細(xì)胞中能表達(dá)。(2)對雌性個性注射促性腺激素,可以起到超數(shù)排卵的作用,以獲得足夠數(shù)量的卵子(卵母細(xì)胞)。在體外受精前,需要對精子進(jìn)行獲能處理。(3)基因敲除是把Cas9蛋白和特定的引導(dǎo)序列通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入還處于單細(xì)胞的受精卵里,使CCR5基
49、因失效。(4)早期胚胎發(fā)育的過程大致為:受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚,囊胚中的滋養(yǎng)層細(xì)胞將發(fā)育成胎膜和胎盤。 答案:(1)T細(xì)胞 (2)促性腺激素 獲能 (3)顯微注射 (4)桑椹胚 滋養(yǎng)層 9.(2020·江蘇南京金陵中學(xué)期末)請據(jù)圖分析回答下列問題: (1)圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從________或________中分離獲取。 (2)過程Ⅰ是將胚胎干細(xì)胞置于經(jīng)γ射線滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞構(gòu)成的飼養(yǎng)層上,并加入動物血清、抗生素等物質(zhì)培養(yǎng),維持細(xì)胞不分化的狀態(tài)。在此過程中,飼養(yǎng)層能提供胚胎干細(xì)胞增殖所需的____________,加入抗生素是為了________
50、_________________。該過程對于研究細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理具有重要意義。 (3)過程Ⅱ是將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入囊胚的囊胚腔,通過組織化學(xué)染色,用于研究動物體器官形成的時間、發(fā)育過程以及影響因素,這項研究利用了胚胎干細(xì)胞具有______________的特點(diǎn)。在哺乳動物早期發(fā)育過程中,囊胚的后一個階段是________。 (4)過程Ⅲ是培育轉(zhuǎn)基因小鼠,將獲得的目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞之前需構(gòu)建基因表達(dá)載體,目的是_______________________________________________________________。 將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)
51、胞最常用的方法是____________________。 (5)過程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類組織和器官。實驗時,必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是______________________,該過程研究的意義在于解決__________________________________問題。 (6)該研究中,包含的生物技術(shù)有________________________________(至少寫出兩種)。 解析:(1)胚胎干細(xì)胞可以從早期胚胎或原始性腺中分離獲取。(2)飼養(yǎng)層細(xì)胞可為胚胎干細(xì)胞增殖提供所需的營養(yǎng)物質(zhì),而加入抗生素可防止雜菌的污染
52、。(3)胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。哺乳動物的早期胚胎發(fā)育過程為受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。(4)基因工程中最關(guān)鍵的步驟為構(gòu)建基因表達(dá)載體,目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法。(5)為解決臨床上供體器官不足或器官移植后發(fā)生免疫排斥等問題,常用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體。為解決免疫排斥問題,在實驗時,必須去除小鼠的胸腺,使其不能形成T細(xì)胞,不發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植組織細(xì)胞不會被排斥。(6)該研究中,包含的生物技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等。 答
53、案:(1)早期胚胎 原始性腺 (2)營養(yǎng)物質(zhì) 防止雜菌污染 (3)發(fā)育的全能性 原腸胚 (4)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以傳給下一代,同時,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 顯微注射法 (5)去除胸腺后不能形成T細(xì)胞,不發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植組織細(xì)胞不會被排斥 臨床上供體器官不足或器官移植后發(fā)生免疫排斥等 (6)動物細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(至少答出兩項) 10.(2020·河南八市一模)科技人員利用基因工程、胚胎工程等將哺乳動物轉(zhuǎn)變成“批量生產(chǎn)藥物的工廠”。下圖為利用奶牛生產(chǎn)抗病毒的特效藥——干擾素的基本流程。請回答下列問題: (1)由干擾素mRN
54、A形成cDNA的①過程稱作________。②過程獲得大量干擾素基因的方法有________________________、PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。③過程中用到的“工具酶”有________________________________________________________________________。 ④過程中采用最多、最為有效的方法為______________________________。 (2)形成受精卵的⑤過程主要包括精子穿越放射冠和透明帶,進(jìn)入卵細(xì)胞膜,_______。在這個過程中,防止多精子入卵受精的屏障有_______________________
55、_________。 (3)⑥過程中由受精卵形成的“早期胚胎”為________,該胚胎可用于⑦過程,也可放入________中保存。 (4)若轉(zhuǎn)基因牛的體細(xì)胞中只攜帶了一個干擾素基因,常采用________的方法來培育出體細(xì)胞中含有兩個干擾素基因的純合個體。 解析:(1)由題圖可知,由干擾素mRNA形成cDNA的①過程稱作反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄)。②過程表示目的基因(干擾素基因)的獲取,其方法有從cDNA文庫中獲取(從基因文庫中獲取)、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。③過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建,用到的“工具酶”有限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、DNA連接酶。④過程是將構(gòu)建的基因表達(dá)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞,
56、其中采用最多、最為有效的方法為顯微注射技術(shù)。(2)形成受精卵的⑤過程主要包括精子穿越放射冠和透明帶,進(jìn)入卵細(xì)胞膜,原核形成和融合。在這個過程中,防止多精子入卵受精的屏障有透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)。(3)⑦過程為胚胎移植,因此可用于⑦過程的是在⑥過程中由受精卵形成的“早期胚胎”——桑椹胚或囊胚。該胚胎除了用于⑦過程所示的胚胎移植外,也可放入-196 ℃的液氮中保存。(4)若轉(zhuǎn)基因牛的體細(xì)胞中只攜帶了一個干擾素基因,則該轉(zhuǎn)基因牛相當(dāng)于雜合子,常采用多代雜交并篩選的方法來培育出體細(xì)胞中含有兩個干擾素基因的純合個體。 答案:(1)反轉(zhuǎn)錄 從cDNA文庫中獲取(從基因文庫中獲取) 限制性核酸內(nèi)切酶(限
57、制酶)、DNA連接酶 顯微注射技術(shù) (2)原核形成和融合 透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng) (3)桑椹胚或囊胚?。?96 ℃的液氮 (4)多代雜交并篩選 11.(2020·廣東江門一模)荷斯坦奶牛是世界上產(chǎn)奶量最高的奶牛品種之一。某公司引進(jìn)純種荷斯坦良種奶牛,并用以下途徑繁育出荷斯坦良種奶牛群體。請回答下列問題: (1)請把上面空格的內(nèi)容補(bǔ)充完整。①__________激素;②________處理;③________。 (2)該公司為了在短時間內(nèi)得到更多的良種奶牛,常常在進(jìn)行③過程之前采用________技術(shù)進(jìn)行操作。若進(jìn)行操作的是囊胚階段的胚胎,要注意的是______________
58、_____。 (3)若一次給受體母牛移入多個胚胎,產(chǎn)生的多個后代基因型相同嗎?________(填“一定不相同”“可能不相同”或“一定相同”)。為什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)為了確保得到雌性的奶牛,往往需要對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定,請舉出一種對早期胚胎進(jìn)行性別鑒定的方法____________________
59、____(只需寫出名稱或簡要原理)。 解析:(1)對良種荷斯坦母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理時需使用①促性腺激素。對受體母牛要進(jìn)行②同期發(fā)情處理,以使其生殖器官的生理變化與供體相同。質(zhì)量檢查、培養(yǎng)合格的早期胚胎可以進(jìn)行③胚胎移植。(2)欲得到更多的良種奶牛,常常在進(jìn)行③胚胎移植之前采用胚胎分割技術(shù)進(jìn)行操作。對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時,要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(3)若一次給受體母牛移入多個胚胎,產(chǎn)生的多個后代的基因型可能不相同,因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來。(4)對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時,可取滋養(yǎng)層細(xì)胞,利用DNA分子雜交技術(shù),做DNA分析性別鑒定。 答案:(1)促性腺 同期發(fā)情 胚胎
60、移植 (2)胚胎分割 將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 (3)可能不相同 因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來 (4)DNA分子雜交技術(shù) 12.(2021·預(yù)測)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義,流程如下圖所示。據(jù)圖回答下列問題: (1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的_______技術(shù),過程②采用的是胚胎工程中的_______技術(shù)。 (2)如果克隆過程中需進(jìn)行基因改造,在構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組載體)時必須使用________________和________________兩種工具酶。基因表達(dá)載體上除目的基因外,還需有________基因,以便選出成功導(dǎo)入基因表
61、達(dá)載體的細(xì)胞。 (3)胚胎干細(xì)胞可以來自囊胚中的________。在一定條件下,胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織、器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體________(填“A”或“B”),則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 解析:(1)題圖中過程①表示細(xì)胞核與去核卵母細(xì)胞結(jié)合,即核移植技術(shù);過程②表示早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶;基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因的作用是便于篩選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(3)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,屬于胚胎干細(xì)胞。在圖示過程中,個體B提供的是細(xì)胞核,分化形成的組織、器官的性狀主要是由來自個體B的遺傳物質(zhì)決定的,因此體外培養(yǎng)獲得的組織、器官移植給個體B 不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 答案:(1)(體細(xì)胞)核移植 (早期)胚胎培養(yǎng) (2)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶) DNA連接酶(兩空可顛倒) 標(biāo)記 (3)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) B 22
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