高中生物届世纪金榜教师用书配套练习课时提升作业 四十三 选修34.docx

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高中生物届世纪金榜教师用书配套练习课时提升作业四十三选修34

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课时提升作业四十三

　胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题

（40分钟　100分）

1.（12分）（2017·包头模拟）英国研究人员利用最新的3D打印技术，“打印”出了活体胚胎干细胞。

实验证明，这些干细胞仍保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力。

科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞，在实验室已成功克隆出了数个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。

请回答：

（1）自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或________中分离出的一类细胞。

（2）上述过程中要应用到的动物细胞工程技术有________________________、________________________。

胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁________（填“明显”或“不明显”），在功能上具有________。

（3）将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，在分子水平上需要采用________技术。

（4）若选用囊胚进行胚胎分割，要注意对其______________做到均等分割。

（5）胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状态有关。

在胚胎移植操作中，对供体和受体母畜进行________处理，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。

【解析】

（1）自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或原始性腺中分离出的一类细胞。

（2）动物克隆实质上是通过核移植技术实现的，培养重组细胞时需用到动物细胞培养技术。

胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显，在功能上具有发育的全能性。

（3）将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，可用DNA分子探针进行DNA分子杂交。

（4）若选用囊胚进行胚胎分割，要注意对其内细胞团做到均等分割，内细胞团将发育为胎儿的各种组织。

（5）在胚胎移植操作中，对供体和受体母畜进行同期发情处理，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。

答案：

（1）原始性腺　

（2）动物细胞培养

（体）细胞核移植　明显　发育的全能性

（3）DNA分子杂交

（4）内细胞团　（5）同期发情

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：

世纪金榜导学号77982874

（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子宫内获得，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细胞）可由囊胚的____________分离培养获得。

iPS细胞与ES细胞同样具有发育的全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向___________后用于疾病的治疗。

【解析】

（1）原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。

接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。

（2）将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来叫冲卵。

（3）暂不进行胚胎移植的胚胎可放入-196℃的液氮中保存。

（4）iPS细胞与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。

答案：

（1）原代培养　接触抑制　

（2）冲卵　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

【易错提醒】冲卵与排卵不同

（1）冲卵：

从供体的子宫内把胚胎冲洗出来，而不是把卵子冲洗出来。

（2）排卵：

指卵子从卵泡中排出，卵子不是卵细胞，而是初级卵母细胞或次级卵母细胞。

3.（12分）（2017·拉萨模拟）人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。

流程如下：

世纪金榜导学号77982875

（1）htPA基因与载体用____________切割后，通过DNA连接酶连接，以构建重组表达载体。

（2）为获取更多的卵母细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其____________。

（3）为了获得母羊，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行____________。

利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的________。

（4）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到________，说明目的基因成功表达。

【解析】

（1）将目的基因和载体用同一种限制酶切割后能产生相同的黏性末端，便于构建表达载体。

（2）利用促性腺激素可促进母羊超数排卵。

（3）为了获得母羊，需对胚胎进行性别鉴定。

利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个个体，体现了早期胚胎细胞发育的全能性。

（4）基因成功表达的标志是产生了相应的蛋白质，因此htPA基因成功表达的标志是在转基因母羊的羊乳中检测到htPA（或人组织纤溶酶原激活物）。

答案：

（1）同种限制性核酸内切酶（或同种限制酶）

（2）超数排卵　（3）性别鉴定　全能性

（4）htPA（或人组织纤溶酶原激活物）

4.（12分）（2017·沈阳模拟）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，请回答下列问题：

（1）在试管动物和克隆动物的培育过程中都必须用到的生物技术有__________、

______________。

（2）与受精和受精后有关的过程有：

①第一次卵裂开始；②卵细胞膜反应；③顶体反应；④穿越透明带；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合。

其正确的顺序为____________（填序号）。

（3）对供体母畜和受体母畜进行同期发情处理的目的是________________。

（4）在体外培养早期胚胎时，除需要适宜的营养物质外，还需要_______________等条件。

（5）动物的早期胚胎移植到与供体处于相同__________的同种雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫胚胎移植。

移植后的胚胎能在受体子宫中存活的免疫学基础是___________________。

【解析】

（1）在试管动物和克隆动物的培育过程中都必须用到动物细胞培养（早期胚胎培养）和胚胎移植等生物技术。

（2）与受精和受精后有关的过程的顺序是：

③顶体反应；④穿越透明带；②卵细胞膜反应；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合；①第一次卵裂开始。

（3）对供体母畜和受体母畜进行同期发情处理的目的是使供、受体处于相同的生理状态。

（4）在体外培养早期胚胎时，除需要适宜的营养物质外，还需要无菌、无毒环境，适宜的温度和pH，适宜的气体环境等。

（5）移植后的胚胎能在受体子宫中存活的原因是受体对移入的胚胎不发生免疫排斥反应。

答案：

（1）动物细胞培养（早期胚胎培养）

胚胎移植　

（2）③④②⑤⑥①

（3）使供、受体处于相同生理状态

（4）无菌、无毒环境，适宜的温度和pH，适宜的气体环境

（5）生理状态　受体对移入的胚胎不发生免疫排斥反应

【知识总结】试管动物和克隆动物的异同

（1）试管动物和克隆动物的性状不同：

前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。

（2）试管动物和克隆动物的生殖方式不同：

前者是有性生殖，后者是无性生殖。

（3）试管动物和克隆动物的产生过程不同：

前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。

（4）试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：

前者细胞核遗传物质来自母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。

（5）获得试管动物和克隆动物相同之处：

二者都经过早期胚胎培养和胚胎移植过程。

5.（12分）以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：

（1）图中c的操作名称是________，d、f的操作名称是________。

（2）图中早期胚胎属于胚胎发育的________期，其中胚胎干细胞来源于________（填数字标号）。

（3）过程h常用的方法是__________。

采用__________技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。

（4）图中A、B牛的性别________（填“相同”“不相同”或“不一定相同”）。

【解析】

（1）分析题图可知，a过程是体外受精，b过程是早期胚胎培养，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。

（2）胚胎移植时宜选用桑椹胚期或囊胚期胚胎，囊胚的内细胞团细胞具有全能性，胚胎干细胞可来源于此。

（3）常用显微注射法将外源基因导入动物受体细胞，采用DNA分子杂交技术来检测转基因牛D的DNA上是否插入了目的基因。

（4）A、B牛由同一个胚胎分割而来，二者遗传物质相同，性别相同。

答案：

（1）胚胎分割　胚胎移植　

（2）囊胚　③

（3）显微注射法　DNA分子杂交　（4）相同

6.（12分）（2017·大连模拟）下图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所进行的一系列研究，请据图分析回答：

　世纪金榜导学号77982876

（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。

在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的________，加入抗生素是为了____________。

该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。

（2）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________________的特点。

在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。

（3）过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是___________________________________________________

______________________________________________。

（4）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。

实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是__________

___________________________________________________________________，

该过程研究的意义在于解决_______________________________________问题。

（5）该研究中，包含的生物技术有________________________________________

__________________________________________（至少写出两种）。

【解析】

（1）胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。

（2）胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织染色，可用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。

在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。

（3）基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在及表达，并且可以传给下一代。

（4）去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。

Ⅳ过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。

（5）题中的研究过程包括动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。

答案：

（1）营养物质　防止杂菌污染　

（2）发育的全能性　原肠胚

（3）使目的