1、课时作业(四十)胚胎工程及生物技术的伦理问题(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外受精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行的，并使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂和发育46天，形成胚胎(如图所示)，然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内发育，最后出生的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。它的成功和发展，不仅给不孕不育夫妇带来了希望，而且对研究人类的生殖生理和胚胎发生学以及优生学等方面的课题，有不可估量的积极作用。(1)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是_，该图示时期是胚胎发育的_期。(2)人的受精卵通过卵
2、裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。(3)“试管婴儿”是指精子和卵子在试管内进行结合的体外受精技术，受精前精子需要事先经过_处理，卵子要培养到_(时期)。除此之外还用到_(填两种)技术。(4)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者在对人类作用上的区别是_。(5)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_。解析：受精前，精子需要进行获能处理，卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵进行有丝分裂，使细胞数目增多。观察题图可知，该图中有囊胚腔，是典型的囊胚期图。试管婴儿技术主要用于解决不孕不育问题，
3、而设计试管婴儿主要用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病等。大多数人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死，及滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿性别等导致性别比例失调，违反了伦理道德。答案：(1)受精作用囊胚(2)有丝分裂(3)获能减数第二次分裂中期早期胚胎培养、胚胎移植(4)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断(5)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德2上海生科院等机构揭示了人胚胎干细胞衍生的心血管前体细胞移植到非人灵长类心梗模型后对心脏的保护作用。请回答：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的_或胎儿
4、的_中分离得到的一类细胞，在功能上具有_性。(2)在培养液中加入_，可以诱导人胚胎干细胞分化成衍生心血管前体细胞，从而用于患者器官移植。培养人体胚胎干细胞时，需置于_气体环境中。(3)用人体胚胎干细胞进行核移植，所选择的卵母细胞必须发育到_期才能作为受体细胞，与体细胞核移植相比，更容易发育成克隆动物，原因在于_。(4)以ES细胞为载体，经体外定向改造，使基因的整合数目、位点、表达程度和插入基因的稳定性及筛选工作等都在细胞水平上进行，容易获得稳定满意的转基因ES细胞系，为克服目前基因治疗中_开辟了新的途径。答案：(1)内细胞团原始性腺发育的全能(2)分化诱导因子95%空气5%CO2(3)减数第二
5、次分裂中胚胎干细胞的分化程度低，全能性高(4)导入基因的整合和表达难以控制(或用作基因操作的细胞在体外不易稳定地被传染和增殖传代)3(2019辽宁葫芦岛二模)2016年9月英国新科学家杂志披露，美国华裔科学家张进团队利用“三父母婴儿”技术，使一对约旦夫妇成功产下了一个健康男婴(婴儿母亲的线粒体携带有亚急性坏死性脑病基因，曾导致多次流产，婴儿夭折), 所谓“三父母婴儿”技术，是指利用线粒体基因缺陷的女性卵子中的健康细胞核和捐赠者去掉细胞核的卵子，“拼装”成一个新的卵子，再通过一系列现代生物技术，最终培育出正常婴儿的技术。请回答下列问题：(1)为重新“拼装”卵子，需要通过显微操作进行_。接下来他们
6、又使用电脉冲方法来_“拼装”的卵。(2)在对“拼装”卵子体外受精前，需要对收集的精子进行_处理，哺乳动物的处理方法有化学诱导法和_两种。(3)受精卵形成后，应将其移入_中继续培养。人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在816个细胞阶段进行_。(4)张进告诉记者：他们碰巧也是故意要“制造”男孩。因为男性的线粒体_(填“会”或“不会”)传给下一代，理由是_。答案：(1)核移植激活(2)获能培养法(3)发育培养液胚胎移植(4)不会线粒体位于精子的尾部，受精作用进行时通常是含有细胞核的头部进入卵细胞，而尾部留在外面4(2018河南信阳摸底)下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产
7、奶牛，供体2是黄牛。据图回答下列问题：(1)应用1为获得克隆牛的过程，从活体牛的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到_期，最终克隆动物的遗传物质来自_。(2)应用2为获得试管牛的过程，需要对采集的优良公牛的精子用_法进行获能处理。胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”，胚胎能够在受体内存活的生理基础是_。(3)应用3中的细胞C取自牛胎儿的_。应用4在获得二分胚和的同时，需要取样囊胚的_细胞做DNA分析性别鉴定。答案：(1)减数第二次分裂中(或M中)供体1和供体2(2)化学受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(3)原始性腺滋养层5叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术
8、能有效改良植物的品质。请回答：(1)为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中其他植物体内，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，其原因是_。(填编号)A叶绿体基因组不会进入生殖细胞中B植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比C转基因植物中的质基因与其他植物间不能通过花粉发生基因交流D转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流(2)来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是_。(3)对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式_(填“遵循”或“不遵循”)分离定律，不会随_(填“花粉”或“卵
9、细胞”)传给后代，从而保持了_(填“父本”或“母本”)的遗传特性。解析：(1)叶绿体不会进入精子，可以进入卵细胞；花粉中含有精子，其几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物；转基因植物与同种的其他植物间能通过花粉发生基因交流，没有生殖隔离。(2)由于叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似或由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似，因此来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达。(3)叶绿体转基因属于细胞质遗传，具有母系遗传特点，而基因分离定
10、律是细胞核遗传，因此叶绿体转基因不遵循基因分离定律。花粉中细胞质较少，受精卵中细胞质几乎全来自卵细胞，因此叶绿体转基因不会随着花粉遗传给后代。答案：(1)C(2)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似(由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似)(3)不遵循花粉母本6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，近年发展起来的生物工程技术使优良种畜的繁殖大大加速。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法，请据图完成下列问题：(1)在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到的生物技术有_、_。(2)用来促进B牛多排卵的激素由哪个腺体分泌_，E牛的性别是_，G牛的性别是_。
11、(3)试管牛技术作为现代生物技术和母牛正常怀孕、生产的过程的相同之处是_，不同点在于_。(4)防止多精入卵的生理反应有_，顶体反应发生时，释放的顶体酶溶解的结构是_。解析：(1)试管牛E的培育采用了体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，克隆牛G的培育采用了核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术，因此试管牛E和克隆牛G的培育过程中都用到了早期胚胎培养和胚胎移植技术。(2)给母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵，促性腺激素是由垂体分泌的；试管牛E是由受精卵发育形成的，而图中的精子未标明是含X染色体的精子还是含Y染色体的精子，因此E的性别是雌性或雄性。G牛的核遗传物质都来自母牛C，因此其性别是雌性。(3)试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。试管牛技术作为现代生物技术和母牛正常怀孕、生产的过程的相同之处是双亲生殖细胞都融合为合子，不同点在于试管牛是体外受精和胚胎移植的产物。(4)防止多精入卵的生理反应有透明带反应、卵细胞膜反应，顶体反应发生时，释放的顶体酶溶解的结构是放射冠和透明带。答案：(1)早期胚胎培养胚胎移植(2)垂体雌性或雄性雌性(3)双亲生殖细胞都融合为合子试管牛是体外受精和胚胎移植的产物(4)透明带反应、卵细胞膜反应放射冠和透明带
