高中生物課時(shí)練習(xí)11胚胎工程的應(yīng)用及前景課件新人教選修310251214

十一胚胎工程的應(yīng)用及前景(30分鐘100分)一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)1.為了加快優(yōu)良種牛的繁殖速度,科學(xué)家常采用胚胎移植的方法。下列與胚胎移植相關(guān)的敘述中不合理的是(

)A.試管牛和克隆牛的培育過(guò)程中均用到胚胎移植B.用來(lái)促進(jìn)供體母牛超數(shù)排卵的是下丘腦分泌的促性腺激素C.胚胎移植時(shí)應(yīng)選用發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎D.采取胚胎分割移植技術(shù)可同時(shí)獲得多個(gè)性狀相同的家畜個(gè)體【解析】選B。培育試管牛的技術(shù)手段有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植,培育克隆牛的技術(shù)手段有細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植,A正確。促性腺激素是由垂體分泌的,B錯(cuò)誤。胚胎移植一般選用桑椹胚期或囊胚期的胚胎,C正確。采取胚胎分割技術(shù)可以同時(shí)獲得多個(gè)性狀相同的個(gè)體,D正確。2.(2020·山東等級(jí)考)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚,通過(guò)胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對(duì)小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得【解析】選C。本題主要考查胚胎工程。為了獲得更多卵子,需要用促性腺激素對(duì)雌性個(gè)體進(jìn)行超數(shù)排卵,A項(xiàng)正確;剛排出的精子不能與卵子受精,必須進(jìn)行獲能處理即發(fā)生相應(yīng)的生理變化后才能獲得受精能力,因此在體外受精前要對(duì)小鼠的精子進(jìn)行獲能處理,B項(xiàng)正確;胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量,一般動(dòng)物在桑椹胚或囊胚階段移植,小鼠可在更早的階段移植,C項(xiàng)錯(cuò)誤;可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳改造,D項(xiàng)正確。3.(2021·臨沂高二檢測(cè))干擾素是治療癌癥的重要藥物,最初從人的血液中提取,每升血液中只能提取0.5μg,產(chǎn)量很低,價(jià)格十分昂貴。某生物制品公司借助生物工程技術(shù)生產(chǎn)干擾素的方法如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.目前將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵最有效的方法是顯微注射法B.細(xì)胞A和細(xì)胞B分別是原始性腺細(xì)胞、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞C.在胚胎移植時(shí),需要選擇發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚進(jìn)行操作D.獲取二分胚時(shí),需將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割【解析】選B。顯微注射法是目前將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵的最有效的方法,A正確;細(xì)胞A和細(xì)胞B分別是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞、原始性腺細(xì)胞,B錯(cuò)誤;在胚胎移植時(shí),需要選擇發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚進(jìn)行操作,以提高胚胎移植的成功率,C正確;在通過(guò)切割囊胚獲取二分胚時(shí),需注意將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以保證胚胎正常發(fā)育,D正確。4.如圖表示利用二倍體小鼠所做的實(shí)驗(yàn),下列分析合理的是 (

)A.過(guò)程①中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加B.圖中囊胚的細(xì)胞基因型都相同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C。卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加,但有機(jī)物總量在不斷減少;圖中囊胚的細(xì)胞基因來(lái)自?xún)煞N小鼠,故有些細(xì)胞基因型不相同;胚胎移植技術(shù)中,需要對(duì)代孕母鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理;嵌合體幼鼠細(xì)胞中染色體并未加倍,仍是二倍體。二、非選擇題(共5小題,共76分)5.(14分)(2021·蘭州高二檢測(cè))世界上首只體細(xì)胞(猴胎兒的成纖維細(xì)胞)克隆猴“中中”于2017年11月27日誕生,10天后第二只克隆猴“華華”誕生。國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》于2018年1月25日以封面文章形式在線(xiàn)發(fā)布這一重要成果,該成果表明我國(guó)在靈長(zhǎng)類(lèi)體細(xì)胞核移植技術(shù)研究方面已經(jīng)走在世界前列。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)克隆猴涉及動(dòng)物細(xì)胞核移植,即將猴的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的________中,使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎。

(2)克隆猴的獲得本質(zhì)上是一種________繁殖,該培育過(guò)程中用到的細(xì)胞工程技術(shù)主要有核移植、__________________、__________________等。

(3)克隆猴的成功為解決人類(lèi)器官移植來(lái)源不足和免疫排斥邁出了重大一步。構(gòu)建重組細(xì)胞后,經(jīng)培養(yǎng)形成胚胎干細(xì)胞,胚胎干細(xì)胞可以在體外進(jìn)行________,培育出人造組織器官,也可以培育在________細(xì)胞上,使其維持不分化狀態(tài),作為研究體外細(xì)胞分化的材料。

(4)與克隆羊多利培養(yǎng)成功一樣,克隆猴的成功獲得也證明了_______________。

【解析】(1)動(dòng)物細(xì)胞核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎,這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。(2)克隆猴的產(chǎn)生沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,本質(zhì)上屬于無(wú)性繁殖。克隆猴的培育過(guò)程涉及的生物技術(shù)有核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等。(3)胚胎干細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的全能性,可以在體外進(jìn)行誘導(dǎo)分化培育出人造組織器官;也可以培育在飼養(yǎng)層細(xì)胞上,使其維持不分化狀態(tài),作為研究體外細(xì)胞分化的材料。(4)與克隆羊“多利”培養(yǎng)成功一樣,克隆猴的成功獲得也證明了已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。答案:(1)卵母細(xì)胞(2)無(wú)性早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(3)誘導(dǎo)分化飼養(yǎng)層(4)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性6.(14分)如圖表示利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)進(jìn)行的一系列研究,請(qǐng)據(jù)圖分析回答:(1)圖中的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從早期胚胎或______________中分離獲取。

(2)過(guò)程Ⅰ將胚胎干細(xì)胞置于γ射線(xiàn)滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上,并加入動(dòng)物血清、抗生素等物質(zhì),維持細(xì)胞____________的狀態(tài)。在此過(guò)程中,飼養(yǎng)層提供干細(xì)胞分裂、增殖所需的________________。

(3)過(guò)程Ⅱ?qū)в羞z傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過(guò)組織化學(xué)染色,用于研究動(dòng)物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過(guò)程以及影響因素,這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有______________的特點(diǎn)。

(4)過(guò)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_____________________。

(5)過(guò)程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是軟骨、神經(jīng)管、橫紋肌和骨骼等人類(lèi)組織和器官。實(shí)驗(yàn)時(shí),必須去除小鼠的胸腺,使其存在免疫缺陷,其目的是____________________。

(6)該研究中,包含的生物技術(shù)有____________________(至少寫(xiě)出兩種)。

【解析】(1)胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)可以從早期胚胎或原始性腺中分離獲取。(2)過(guò)程Ⅰ將胚胎干細(xì)胞置于γ射線(xiàn)滅活的鼠胎兒成纖維細(xì)胞的飼養(yǎng)層上,并加入動(dòng)物血清、抗生素等物質(zhì),可維持細(xì)胞只增殖不分化的狀態(tài);在此過(guò)程中,飼養(yǎng)層可提供干細(xì)胞分裂、增殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(3)將帶有遺傳標(biāo)記的ES細(xì)胞注入早期胚胎的囊胚腔,通過(guò)組織化學(xué)染色,用于研究動(dòng)物體器官形成的時(shí)間、發(fā)育過(guò)程以及影響因素,這項(xiàng)研究利用了胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性的特點(diǎn)。(4)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí),使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(5)在器官移植時(shí),發(fā)生的免疫反應(yīng)屬于細(xì)胞免疫,細(xì)胞免疫主要是T細(xì)胞起作用,因此去除胸腺,不能形成T細(xì)胞,不發(fā)生細(xì)胞免疫,使移植的組織細(xì)胞不會(huì)被排斥,從而獲得免疫缺陷的小鼠。(6)該研究中,包含的生物技術(shù)有轉(zhuǎn)基因技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等。答案:(1)原始性腺(2)只增殖不分化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(3)發(fā)育的全能性(4)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí),使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用(5)使移植組織細(xì)胞不會(huì)被免疫排斥(6)轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

7.(14分)中國(guó)科研人員利用小鼠胚胎干細(xì)胞,在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)出了類(lèi)似于早期胚胎(囊胚)的結(jié)構(gòu)——“類(lèi)胚胎”,為科研人員提供了一個(gè)關(guān)于早期發(fā)育的細(xì)胞培養(yǎng)模型。回答下列問(wèn)題:(1)胚胎干細(xì)胞形態(tài)上具有____________的特點(diǎn),其可以取自囊胚的___________,也可取自____________________。

(2)對(duì)取出的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng),培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)除正常的有機(jī)和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)外,還需加入________等一些天然成分。為防止代謝產(chǎn)物積累,需_________。

(3)為使培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞維持不分化狀態(tài),可采取的措施是_____________。

(4)由胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)出的“類(lèi)胚胎”能否體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性?__________。說(shuō)明原因:__________________。

【解析】(1)胚胎干細(xì)胞形態(tài)上具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特點(diǎn);其可以取自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán),也可取自原始性腺。(2)在體外進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)除正常的有機(jī)和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)外,還需加入血清等一些天然成分;同時(shí)為防止代謝產(chǎn)物積累而對(duì)細(xì)胞增殖產(chǎn)生影響,需及時(shí)更換培養(yǎng)液。(3)在體外進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),若將胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)在飼養(yǎng)層細(xì)胞上,胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)可維持不分化狀態(tài)。(4)因?yàn)椤邦?lèi)胚胎”是一種類(lèi)似于早期胚胎(囊胚)的結(jié)構(gòu),并非一個(gè)完整的動(dòng)物個(gè)體,故由胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)出的“類(lèi)胚胎”不能體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性。答案:(1)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯內(nèi)細(xì)胞團(tuán)原始性腺(2)血清及時(shí)更換培養(yǎng)液(3)將胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)在飼養(yǎng)層細(xì)胞上(4)不能“類(lèi)胚胎”是一種類(lèi)似于早期胚胎(囊胚)的結(jié)構(gòu),并非一個(gè)完整的動(dòng)物個(gè)體8.(16分)據(jù)第三次全國(guó)大熊貓野外種群調(diào)查,全世界野生大熊貓不足1600只,因此,如何保護(hù)和繁殖大熊貓是亟待解決的問(wèn)題,現(xiàn)設(shè)計(jì)如下繁殖過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)克隆熊貓培育技術(shù)為胚胎干細(xì)胞核移植,培育成功的部分原因是卵細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控__________發(fā)育的作用。圖中A過(guò)程是__________。

(2)圖中激素處理可使供體____________,從而可培育更多的早期胚胎。代孕受體在移植前需要經(jīng)過(guò)________________處理,以便早期胚胎成功植入或著床。

(3)下列對(duì)象中,通常不適合胚胎移植的是__________。

A.受精卵B.八細(xì)胞胚C.桑椹胚D.早期囊胚(4)為了繁殖更多后代,可以通過(guò)__________技術(shù),產(chǎn)生同卵多仔。下列關(guān)于該技術(shù)的敘述中,錯(cuò)誤的是________。

A.增加胚胎數(shù)量,快速繁殖 B.同卵多仔的表現(xiàn)型一定相同C.該技術(shù)涉及顯微操作技術(shù)【解析】(1)重組細(xì)胞中,卵細(xì)胞質(zhì)能調(diào)控細(xì)胞核的發(fā)育,促進(jìn)其全能性的表達(dá);A過(guò)程是將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞——胚胎干細(xì)胞取出進(jìn)行培養(yǎng)的過(guò)程。(2)圖中激素處理供體,會(huì)促進(jìn)其超數(shù)排卵,從而產(chǎn)生更多胚胎;為了給移植胚胎創(chuàng)造良好的孕育條件,應(yīng)對(duì)代孕母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理。(3)受精卵直接移植成功率不高,通常會(huì)先進(jìn)行胚胎體外培養(yǎng),然后對(duì)早期胚胎進(jìn)行篩選,選擇健康胚胎進(jìn)行移植,以提高成功率。不同動(dòng)物移植的最佳時(shí)期有差異,因此將受精卵培養(yǎng)到什么階段視物種而定。故A符合題意。(4)胚胎分割能夠?qū)⒁粋€(gè)胚胎分割成幾個(gè)胚胎,從而增加繁殖量;胚胎分割處理的是早期胚胎,體積非常小,需要顯微操作,可用切割針或切割刀進(jìn)行切割,使胚胎數(shù)量在原來(lái)的基礎(chǔ)上明顯增加,雖然這些胚胎來(lái)自同一受精卵,遺傳物質(zhì)相同,但環(huán)境因素對(duì)其性狀表現(xiàn)也有一定的影響,故表現(xiàn)型未必完全一致。故B符合題意。答案:(1)細(xì)胞核(胚胎干)細(xì)胞培養(yǎng)(細(xì)胞克隆)(2)超數(shù)排卵同期發(fā)情(3)A(4)胚胎分割(和移植)

B

9.(18分)如圖為牛胚胎移植示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)牛胚胎移植程序中,①通常采用________進(jìn)行同期發(fā)情處理,然后使供體母牛超數(shù)排卵。

(2)③對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí),胚胎應(yīng)發(fā)育到________或________階段。

(3)④胚胎移植過(guò)程一般有________法和________法。

(4)⑤過(guò)程產(chǎn)生的犢牛的遺傳物質(zhì)與⑥的遺傳物質(zhì)是否相同?________,為什么?_________________________。

(5)進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是:_______________________________。

(6)沖卵的生理基礎(chǔ)是:___________________________________。

(7)④移植的胚胎,也可以是來(lái)源于體外受精或者核移植,體外受精形成的胚胎發(fā)育成的個(gè)體可以稱(chēng)為_(kāi)_______(填“試管”或“克隆”)動(dòng)物,核移植形成的胚