1、胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题一、基础题点练1精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列有关叙述错误的是()A细胞中溶酶体酶的释放可造成细胞裂解B精子游向卵子所需的能量主要来自线粒体C受精卵的形成依赖于生物膜的选择透过性D受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方解析：选C溶酶体是“消化车间”，能够分解衰老、损伤的细胞器，因此细胞中溶酶体酶的释放可造成细胞裂解；精子游向卵子所需的能量主要来自聚集在精子尾部的线粒体鞘；受精卵的形成依赖于生物膜的流动性；受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的染色
2、体汇合在一起，因此受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。2下列关于高等哺乳动物早期胚胎发育的叙述，正确的是()A囊胚的每一个细胞都属于全能细胞B原肠胚开始出现细胞分化并形成两个胚层C胚胎在孵化之前未与母体子宫建立组织上的联系D从受精卵到桑椹胚时期，细胞的相对表面积逐渐减小解析：选C囊胚的内细胞团属于全能细胞，滋养层细胞不是，桑椹胚的细胞都是全能细胞；囊胚期开始出现细胞分化；胚胎在孵化之前未与母体子宫建立组织上的联系；从受精卵到桑椹胚时期，卵裂球的总体积基本不变，因此单个细胞的体积缩小，因此细胞的相对表面积逐渐变大。3梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对
3、优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是()A给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子B培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质C当受体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D梅花鹿的胚胎形成后一直处于游离状态，为胚胎收集提供可能解析：选A给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子；维生素、激素都不是能源物质；梅花鹿属于单胎动物，因此当受体数量有限时，无法通过胚胎分割技术获得更多的后代；梅花鹿的胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎的收集提供了可能。4下列关于治疗性克隆和生殖性克隆的说法，错误的是()A使用病人自己的细
4、胞产生胰岛细胞以治疗糖尿病属于治疗性克隆B将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫发育出婴儿的过程属于生殖性克隆C治疗性克隆属于无性生殖，生殖性克隆属于有性生殖D治疗性克隆和生殖性克隆技术均需要应用动物细胞培养和核移植技术解析：选C要把病人的胚胎干细胞在一定的条件下，通过离体培养和诱导分化形成胰岛细胞以治疗糖尿病，属于治疗性克隆；生殖性克隆就是以产生新个体为目的克隆，即用生殖技术将一个克隆的胚胎植入一个女性子宫发育出婴儿的过程；治疗性克隆和生殖性克隆都属于无性生殖；治疗性克隆和生殖性克隆技术均需要应用动物细胞培养和核移植技术。5如图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列分析合理的是()A过程中细胞数目和有
5、机物总量在不断增加B图中囊胚的细胞基因型都相同C代孕母鼠需进行同期发情处理D嵌合体幼鼠是四倍体解析：选C卵裂期胚胎中细胞数目不断增加，但有机物总量在不断减少；图中囊胚的细胞基因来自两种小鼠，故有些细胞基因型不相同；胚胎移植技术中，进行该操作前需要对受体雌鼠进行同期发情处理；嵌合体幼鼠细胞中染色体并未加倍，仍是二倍体。6.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，abc表示现代工程技术，分别表示其结果，下列说法正确的是()A若a是体细胞核移植技术，则反映了动物体细胞也具有全能性B若c是胚胎分割技术，则中个体的基因型和表现型一定相同C若b是体外受精技术，则为良种家畜快速大量繁殖提供了可能D中作为
6、受体的动物品种是珍惜的或存量少的雌性动物解析：选C若a是体细胞核移植技术，则反映了动物体细胞的细胞核具有全能性；胚胎分割技术所得个体的基因型完全相同，但表现型不一定完全相同，因为表现型还受环境的影响；若b是体外受精技术，则为试管动物，这为良种家畜快速大量繁殖提供了可能；中作为供体的动物品种是珍惜的或存量少的雌性动物，而受体只要健康和具有良好的繁殖能力同种个体即可，不需要是珍惜或存量少的雌性动物。二、高考题型练7请完成下列有关胚胎工程的相关问题：(1)胚胎发育的不同时期有着不同的变化特点，如：_期以前的细胞具有发育成完整胚胎的潜能；_期的滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘。(2)体外受精过程中，对精子
7、进行获能处理的方法有：_和_。(3)胚胎的早期培养过程，培养液的成分应包括：无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、_和核苷酸等营养物质，以及动物血清等天然成分。(4)胚胎移植能够移植成功的生理学基础是_，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。胚胎移植实际上是_和_共同繁殖后代的过程。进行胚胎移植的优势是_。解析：(1)在囊胚期细胞开始出现分化，在桑椹胚及以前时期细胞具有发育成完整胚胎的潜能，囊胚期滋养层将来发育成胎膜和胎盘。(2)对精子进行获能处理：包括培养法和化学诱导法。(3)胚胎的早期培养过程，培养液的成分应包括无机盐、有机盐、维生素、氨基酸、激素和核苷酸等营养物质，以及动物血清等天然成分。(4)胚
8、胎移植能够移植成功的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。答案：(1)桑椹胚囊胚(2)培养法化学诱导法(3)激素 (4)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应生产胚胎的供体孕育胚胎的受体可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力8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
9、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_。(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
10、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
11、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9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
12、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
13、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10人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白
14、蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：a将人体血清白蛋白基因导入“奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞；b取出重组细胞的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞；c电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎；d将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。请回答下列问题：(1)重组细胞和中_(填“”或“”)实现了基因的重组。(2)在实验过程a中要选择_(填“雌性”或“雄性”)奶牛胚胎，方法是_。(3)实验过程a人血清白蛋白基因需要与_的启动子等调控组件重组在一起，选择这些调控组件的目的是_。(4)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成小牛，这些小牛的
15、基因型_(填“相同”或“不同”)，此项技术称为_，操作过程需要特别注意的是_。(5)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞)，培养如下：早期胚胎内细胞团胚胎干细胞。在培养过程中，可以用_处理内细胞团，使之分散成单个细胞。在饲养层上培养可维持细胞_的状态。解析：(1)重组细胞实现了基因的重组，重组细胞实现了细胞核和细胞质的重组。(2)只有雌性奶牛能分泌乳汁，所以过程a需要选择雌性奶牛的胚胎，可在胚胎发育至囊胚阶段时，取滋养层细胞进行性别鉴定。(3)过程a人血清白蛋白基因需要与运载体的启动子等调控组件重组在一起，选择这些调控组件的目的是有利于人血清白蛋白基因的表达。(4
16、)由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此这些小牛的基因型相同，此项技术为胚胎分割技术，在操作过程中需注意将内细胞团均等分割。(5)在培养过程中，可以用胰蛋白酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。在饲养层上培养可维持细胞只增殖不分化的状态。答案：(1)(2)雌性在胚胎发育至囊胚阶段时，取滋养层细胞进行性别鉴定(3)运载体有利于人血清白蛋白基因的表达(4)相同胚胎分割将内细胞团均等分割(5)胰蛋白酶只增殖不分化112016年4月6日，世界上首个拥有“三位亲生父母”的健康男婴在墨西哥诞生。其培育过程采用如图技术路线。据图回答下列问题：(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常
17、需要注射_激素，促使一次有更多的卵泡发育。受捐者也要注射相关激素，目的是_。(2)重组细胞需培养到M中期的原因是该时期的卵母细胞才具备_，从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_和_等技术。(3)三亲婴儿的培育技术_(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，三亲婴儿的染色体_(填比例)来自母亲提供的细胞核。(4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是_。解析：(1)在取卵前，给捐献者注射促性腺激素，可促使其一次有更多的卵泡发育，使其超数排卵。受捐者也要注射相关激素，即进行同期发情处理，目的是为胚胎的植入提供相同的生理环境。(2)只有处于M中期的卵母
18、细胞才具有(与精子)受精的能力。从受精卵到三亲婴儿的培育需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(3)分析图示可知：三亲婴儿的线粒体来自捐献者卵母细胞，细胞核来自母亲的卵母细胞，因此三亲婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。三亲婴儿的染色体有一半来自母亲提供的细胞核。(4)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术的主要区别是在植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)。答案：(1)促性腺为胚胎的植入提供相同的生理环境(2)(与精子)受精的能力早期胚胎培养胚胎移植(3)能1/2(4)植入前对胚胎进行遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)12慢性病人常出现白蛋白
19、值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.84.8 g，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：(1)要实现超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用_处理，然后在恰当时期采集卵子。通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化学诱导法对羊的精子进行_处理，即用一定浓度的_处理。(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用_的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_、_、标记基因等部分。(
20、3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的_细胞进行鉴定，一般采用SRYPCR方法，选择出现阴性反应的_(性别)胚胎进行移植。解析：(1)在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，可促使其超数排卵。通过采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行化学诱导处理，可使之获能。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可通过DNA合成仪用人工合成的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子，乳腺蛋白基因的启动子可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录，终止子可使转录停止。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。答案：(1)促性腺激素获能肝素或钙离子载体A23187溶液(2)人工合成乳腺蛋白基因的启动子终止子(3)滋养层雌性