1、课后限时练(十七)胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程(建议用时：45分钟)一、选择题1(2015四川高考)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，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。下列叙述正确的是()A顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性D受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方2(2015江苏高考)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是()A乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养B细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞
2、之间进行C采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的D培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质3(2015宿州、连云港、徐州三市模拟)下列关于胚胎工程的叙述，正确的是()A胚胎工程的理论基础是体外受精和早期胚胎的发育B人工冲卵是指从雌性动物的输卵管中冲取卵子C胚胎分割技术可以获得基因型相同的个体D胚胎移植时对供体牛和受体牛都需要进行同期发情处理4(2015重庆市高三模拟)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞，科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图，下列操作错误的是()A为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对供体进行处理B步骤中，在
3、核移植前应去除卵母细胞的细胞核C步骤中，重组胚胎培养到原肠胚期时，可从其内细胞团分离出ES细胞D为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验二、非选择题5(2015滕州市实验中学期末)下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答。(1)上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从_和_中分离获取。(2)过程将胚胎干细胞置于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。(3
4、)过程得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、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，该过程研究的意义在于解决_问题。(4)该研究中，包含的生物技术有_(至少写出两种)。(5)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，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_。(6)过程是培育转基因小鼠，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，将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_。6(2015呼伦贝尔市二模)我国科学家建立了小鼠哺
5、乳动物单倍体胚胎干细胞系，为基因操作找到了新的动物模型，从而解决了二倍体哺乳动物体细胞不易进行基因操作和筛选，而生殖细胞已高度分化，不能在体外扩增培养的困难。操作过程如图所示，请据图回答：(1)图中切割目的基因和载体所用的酶是_，基因工程的核心步骤是_，终止子的作用是_。(2)单倍体胚胎干细胞取自囊胚的_，过程采用的技术手段_，由此可见，单倍体胚胎干细胞能够代替精子，使卵细胞成功“受精”，支撑小鼠胚胎的全程发育。(3)早期胚胎能够在受体内存活的主要生理学基础是_。(4)和生殖细胞相比，单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以_。7(2015黄冈市校级一模)如图是牛胚胎移植示意图，请回答相关问题
6、：(1)牛胚胎移植过程中，分娩产生的犊牛的遗传物质来自_。移植前可选择发育良好、形态正常的_进行_，实现同卵多胎。(2)胚胎移植前可用SRYPCR法进行性别鉴定，在用PCR扩增SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液，模板DNA，4种脱氧核苷酸，特定引物和_。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫_，其生理学基础是_。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可通过_技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的_，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有_。8(2015沈阳市东北育才中学模拟)请回答下列有关胚胎工
7、程和基因工程方面的问题：(1)目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在哺乳动物的核移植实验中，一般通过_(物理方法)将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到_阶段时，将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行_处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至_，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是_。(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因的启动子、_
8、、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的_(填“受精卵”或“乳腺细胞”)，导入方法是_。9(2015哈九中高三模拟)中国器官捐献与移植委员会要求，2015年1月1日起，我国全面停止使用死囚器官，公民自愿捐献成为器官移植供体的唯一来源。人体移植器官短缺是一个世界性难题。科学家想通过生物工程技术寻求可替代的移植器官。回答下列相关问题：(1)科学家正试图利用基因工程方法对小型猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制_的表达，再通过无性繁殖，培育出无免疫排斥反应的移植器官。此过程可能用到的生物工程技术有_(写出至少三种)。(2)胚胎移植前，
9、首先要对受体母猪进行_处理，以保证其生殖器官的生理环境适合胚胎发育。将发育至_时期的胚胎，植入受体母猪体内，还需要对受体母猪进行_检查，来确定移植是否成功。(3)一部分科学家提出，可以通过对患者进行体细胞核移植，培养成胚胎。再从_中分离出胚胎干细胞，利用_将胚胎干细胞定向诱导成特定器官，进行移植。这一过程属于_克隆，中国政府不反对此种克隆技术。10(2015西北工大附中高三模拟)一青年农民利用自己学习的生态学知识，在自家庭院里建了一个小型生态农业，年创收数十万元。下图是该家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题。(1)从图中可知， 人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤
10、炭相比，突出的优点是_。(2)该案例是一个典型的生态工程的案例，而生态工程是实现_最重要的手段之一。在这一案例中主要运用了哪些生态工程的基本原理？_。(3)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好，你是否支持这一观点？_。(4)该青年为了更好地创收，引进了杜泊羊，并与当地科研工作者协作，通过胚胎工程快速繁殖了杜泊羊，流程如下图所示，据图回答相关问题：他们为了获得更多的卵母细胞，需用_对雌性杜泊羊进行处理，从_中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精。_为胚胎在当地普通绵羊体内存活提供了可能的生理学基础。为了进一步扩大繁殖规模，可通过_技术获
11、得同卵多胎。【详解答案】1BA项，溶酶体酶的化学本质是蛋白质，其合成的场所应为核糖体。B项，精子运动所需要的能量主要来自有氧呼吸，有氧呼吸第一阶段发生的场所是细胞质基质，第二、三阶段发生的场所是线粒体。C项，顶体膜和精子细胞膜的融合体现了生物膜的流动性特点。D项，受精卵的细胞核中的遗传物质父方和母方各提供一半，而细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。2C3C胚胎工程的理论基础是体内受精和早期胚胎发育，A错误；人工冲卵是指从雌性动物的子宫内冲出胚胎，B错误；胚胎分割是指采用机械的方法将早期胚胎分割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，由于来自于同一个受精卵，得到的个体基因型相同，C
12、正确；若对解冻的胚胎进行移植时，只需对受体牛进行同期发情处理，D错误。4C对供体雌鼠注射促性腺激素可以促进性激素的分泌和卵子的生成，即为了获得更多的卵母细胞，A正确；步骤是核移植过程，体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核，B正确；ES细胞是由早期胚胎(囊胚)的内细胞团分离出来的一类细胞，C错误；检测目的基因是否翻译相应蛋白质时，应采用抗原抗体杂交(免疫)法，即提取蛋白质，用相应的抗体进行抗体抗原杂交，看是否有杂交带，D正确。5解析：(1)胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取。(2)胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌
13、污染。(3)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。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。(4)该研究中包括动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。(5)胚胎干细胞具有发育的全能性，因此可通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(6)将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。答案：(1)早期胚胎原始性腺(2)营养物质防止杂菌污染(3)临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等(4)动物细胞培养、转基因技术、早期胚胎培养
14、、胚胎移植(5)全能性原肠胚(6)显微注射法6解析：(1)含有目的基因的外源DNA分子中含有三种限制酶(EcoR/Sma/BamH)的切割位点，但Sma的切割位点在目的基因上，使用该酶切割会破坏目的基因，因此应选择EcoR和BamH进行切割，再用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；终止子的作用是使转录在所需要的地方停止下来。(2)内细胞团能发育成胎儿的各种组织，滋养层将发育成胎膜和胎盘，因此单倍体胚胎干细胞取自囊胚的内细胞团。过程中将胚胎干细胞和卵母细胞融合需要采用细胞融合技术。(3)早期胚胎能够在受体内存活的主要生理学基础是受体子宫对移入
15、的外来胚胎基本不发生免疫排斥。(4)和生殖细胞相比，单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不分化，而生殖细胞已高度分化，不能在体外扩增培养。答案：(1)EcoR和BamH基因表达载体的构建使转录在所需要的地方停止下来(2)内细胞团细胞融合(3)不发生免疫排斥(4)增殖而不分化7解析：(1)牛胚胎移植过程中，胚胎是由供体公牛和供体母牛配种后产生的，因此分娩产生的犊牛的遗传物质来自供体公牛和母牛。胚胎分割时，应该选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行，以实现同卵多胎。(2)利用PCR扩增SRY基因时，需要的条件主要有扩增缓冲液，模板DNA，4种脱氧核苷酸，特定引物和TaqDNA聚合酶(或
16、热稳定性DNA聚合酶)。(3)从供体母牛子宫内收集胚胎的方法叫冲卵，其生理学基础是早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态，这样便于胚胎的收集。(4)一头良种犊牛成年后肾功能异常，治疗方式选择器官移植，为避免发生免疫排斥，可进行自体移植，即通过体细胞核移植技术获其胚胎干细胞，再诱导分化成相应组织、器官，然后进行移植。胚胎干细胞可来源于囊胚的内细胞团，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞，即具有发育的全能性。答案：(1)供体公牛和母牛桑椹胚或囊胚胚胎分割(2)TaqDNA聚合酶(或热稳定性DNA聚合酶)(3)冲卵早期胚胎未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态(4)体细胞核移植内细胞
17、团发育的全能性8解析：(1)在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电刺激将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时，将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。(2)在体外受精前，要对精子进行获能处理。卵母细胞只有发育到减数第二次分裂中期才具有与精子受精的能力。(3)体细胞是高度分化的细胞，细胞的全能性受到限制，因此细胞核的全能性不易恢复。(4)基因表达载体的结构包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。对于动物细胞而言，受体细胞是受精卵，将目的基因导入受精卵的方法为显微注射法。答案：(1)电脉冲(或电刺激)桑椹胚或囊胚(不全不给分)(2)获能M中期(减数第二次分裂中期)(3)
18、体细胞分化程度高，不容易恢复全能性(4)人干扰素基因(或目的基因)受精卵显微注射法9解析：(1)改造时导入小型猪基因组中的某种调节因子，其作用是抑制抗原决定基因的表达，降低免疫排斥反应。这个过程需要基因工程技术、动物体细胞核移植技术、胚胎移植技术、早期胚胎培养技术、动物细胞培养技术、胚胎分割技术等。(2)胚胎移植前需对受体采取同期发情处理，保证其生殖器官的生理环境适合胚胎发育。胚胎发育至囊胚或桑椹胚时可进行移植。植入受体母猪体内，还需要检查受体母猪是否发生妊娠反应，以确定移植成功与否。(3)可从囊胚的内细胞团或原始性腺分离得到胚胎干细胞，再利用分化诱导因子，就可以诱导胚胎干细胞定向分化为特定器
19、官。由胚胎干细胞克隆出的特定器官用于患者病变器官的修复或治疗，这属于治疗性克隆。答案：(1)抗原决定基因基因工程技术(转基因技术)、动物体细胞核移植技术、胚胎移植技术、早期胚胎培养技术、动物细胞培养技术、胚胎分割技术(答三项即可)(2)同期发情(发情)囊胚或桑椹胚妊娠(3)囊胚的内细胞团或原始性腺分化诱导因子治疗性10解析：(1)太阳能、沼气等能源相对于煤炭这样的化石能源来说，可再生、几乎没有污染，减少了燃烧煤炭所产生的污染。(2)生态工程是实现循环经济的最重要的手段之一。设计生态工程时，在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。这一
20、案例中主要运用了生态工程的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理。(3)不支持上述观点，因为食物链越长，营养级越长越多，则能量损耗越多，不能充分利用能量。(4)促使雌性杜泊羊超数排卵需用促性腺激素进行处理。若是从卵巢采集的卵细胞，未发育成熟，要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精；若是从输卵管采集的卵细胞，已发育成熟，可直接与获能的精子在体外受精。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体的存活提供了可能。胚胎分割可加快繁殖速度，经移植可获得同卵多胎。答案：(1)减少了燃烧煤炭所产生的污染，降低了成本(2)循环经济物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理(答出两项即可)(3)否(4)促性腺激素输卵管代孕绵羊对植入胚胎基本不产生排斥反应胚胎分割