高中生物课时练习11胚胎工程的应用及前景课件新人教选修310251214

十一胚胎工程的应用及前景(30分钟100分)一、选择题(共4小题,每小题6分,共24分)1.为了加快优良种牛的繁殖速度,科学家常采用胚胎移植的方法。下列与胚胎移植相关的叙述中不合理的是(

)A.试管牛和克隆牛的培育过程中均用到胚胎移植B.用来促进供体母牛超数排卵的是下丘脑分泌的促性腺激素C.胚胎移植时应选用发育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎D.采取胚胎分割移植技术可同时获得多个性状相同的家畜个体【解析】选B。培育试管牛的技术手段有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,培育克隆牛的技术手段有细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植,A正确。促性腺激素是由垂体分泌的,B错误。胚胎移植一般选用桑椹胚期或囊胚期的胚胎,C正确。采取胚胎分割技术可以同时获得多个性状相同的个体,D正确。2.(2020·山东等级考)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是 (

)A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得【解析】选C。本题主要考查胚胎工程。为了获得更多卵子,需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵,A项正确;刚排出的精子不能与卵子受精,必须进行获能处理即发生相应的生理变化后才能获得受精能力,因此在体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理,B项正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,一般动物在桑椹胚或囊胚阶段移植,小鼠可在更早的阶段移植,C项错误;可以通过转基因技术对小鼠胚胎干细胞进行遗传改造,D项正确。3.(2021·临沂高二检测)干扰素是治疗癌症的重要药物,最初从人的血液中提取,每升血液中只能提取0.5μg,产量很低,价格十分昂贵。某生物制品公司借助生物工程技术生产干扰素的方法如图。下列叙述错误的是 (

)A.目前将基因表达载体导入受精卵最有效的方法是显微注射法B.细胞A和细胞B分别是原始性腺细胞、内细胞团细胞C.在胚胎移植时,需要选择发育良好的桑椹胚或囊胚进行操作D.获取二分胚时,需将囊胚的内细胞团均等分割【解析】选B。显微注射法是目前将基因表达载体导入受精卵的最有效的方法,A正确;细胞A和细胞B分别是内细胞团细胞、原始性腺细胞,B错误;在胚胎移植时,需要选择发育良好的桑椹胚或囊胚进行操作,以提高胚胎移植的成功率,C正确;在通过切割囊胚获取二分胚时,需注意将囊胚的内细胞团均等分割,以保证胚胎正常发育,D正确。4.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①中细胞数目和有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,需要对代孕母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。二、非选择题(共5小题,共76分)5.(14分)(2021·兰州高二检测)世界上首只体细胞(猴胎儿的成纤维细胞)克隆猴“中中”于2017年11月27日诞生,10天后第二只克隆猴“华华”诞生。国际权威学术期刊《细胞》于2018年1月25日以封面文章形式在线发布这一重要成果,该成果表明我国在灵长类体细胞核移植技术研究方面已经走在世界前列。请回答下列问题:(1)克隆猴涉及动物细胞核移植,即将猴的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的________中,使其重组并发育成一个新的胚胎。

(2)克隆猴的获得本质上是一种________繁殖,该培育过程中用到的细胞工程技术主要有核移植、__________________、__________________等。

(3)克隆猴的成功为解决人类器官移植来源不足和免疫排斥迈出了重大一步。构建重组细胞后,经培养形成胚胎干细胞,胚胎干细胞可以在体外进行________,培育出人造组织器官,也可以培育在________细胞上,使其维持不分化状态,作为研究体外细胞分化的材料。

(4)与克隆羊多利培养成功一样,克隆猴的成功获得也证明了_______________。

【解析】(1)动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。(2)克隆猴的产生没有经过两性生殖细胞的结合,本质上属于无性繁殖。克隆猴的培育过程涉及的生物技术有核移植技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术等。(3)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,可以在体外进行诱导分化培育出人造组织器官;也可以培育在饲养层细胞上,使其维持不分化状态,作为研究体外细胞分化的材料。(4)与克隆羊“多利”培养成功一样,克隆猴的成功获得也证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。答案:(1)卵母细胞(2)无性早期胚胎培养胚胎移植(3)诱导分化饲养层(4)已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性6.(14分)如图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)进行的一系列研究,请据图分析回答:(1)图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从早期胚胎或______________中分离获取。

(2)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____________的状态。在此过程中,饲养层提供干细胞分裂、增殖所需的________________。

(3)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。

(4)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_____________________。

(5)过程Ⅳ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,其目的是____________________。

(6)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(ES细胞)可以从早期胚胎或原始性腺中分离获取。(2)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,可维持细胞只增殖不分化的状态;在此过程中,饲养层可提供干细胞分裂、增殖所需的营养物质。(3)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发育的全能性的特点。(4)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,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。(5)在器官移植时,发生的免疫反应属于细胞免疫,细胞免疫主要是T细胞起作用,因此去除胸腺,不能形成T细胞,不发生细胞免疫,使移植的组织细胞不会被排斥,从而获得免疫缺陷的小鼠。(6)该研究中,包含的生物技术有转基因技术和动物细胞培养等。答案:(1)原始性腺(2)只增殖不分化营养物质(3)发育的全能性(4)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用(5)使移植组织细胞不会被免疫排斥(6)转基因技术、动物细胞培养

7.(14分)中国科研人员利用小鼠胚胎干细胞,在培养皿中培养出了类似于早期胚胎(囊胚)的结构——“类胚胎”,为科研人员提供了一个关于早期发育的细胞培养模型。回答下列问题:(1)胚胎干细胞形态上具有____________的特点,其可以取自囊胚的___________,也可取自____________________。

(2)对取出的胚胎干细胞进行克隆化培养,培养液中的营养除正常的有机和无机营养外,还需加入________等一些天然成分。为防止代谢产物积累,需_________。

(3)为使培养的胚胎干细胞维持不分化状态,可采取的措施是_____________。

(4)由胚胎干细胞培养出的“类胚胎”能否体现动物细胞的全能性?__________。说明原因:__________________。

【解析】(1)胚胎干细胞形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点;其可以取自囊胚的内细胞团,也可取自原始性腺。(2)在体外进行动物细胞培养时,培养液中的营养除正常的有机和无机营养外,还需加入血清等一些天然成分;同时为防止代谢产物积累而对细胞增殖产生影响,需及时更换培养液。(3)在体外进行培养时,若将胚胎干细胞培养在饲养层细胞上,胚胎干细胞在体外培养时可维持不分化状态。(4)因为“类胚胎”是一种类似于早期胚胎(囊胚)的结构,并非一个完整的动物个体,故由胚胎干细胞培养出的“类胚胎”不能体现动物细胞的全能性。答案:(1)体积小、细胞核大、核仁明显内细胞团原始性腺(2)血清及时更换培养液(3)将胚胎干细胞培养在饲养层细胞上(4)不能“类胚胎”是一种类似于早期胚胎(囊胚)的结构,并非一个完整的动物个体8.(16分)据第三次全国大熊猫野外种群调查,全世界野生大熊猫不足1600只,因此,如何保护和繁殖大熊猫是亟待解决的问题,现设计如下繁殖过程。请回答下列问题:(1)克隆熊猫培育技术为胚胎干细胞核移植,培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控__________发育的作用。图中A过程是__________。

(2)图中激素处理可使供体____________,从而可培育更多的早期胚胎。代孕受体在移植前需要经过________________处理,以便早期胚胎成功植入或着床。

(3)下列对象中,通常不适合胚胎移植的是__________。

A.受精卵B.八细胞胚C.桑椹胚D.早期囊胚(4)为了繁殖更多后代,可以通过__________技术,产生同卵多仔。下列关于该技术的叙述中,错误的是________。

A.增加胚胎数量,快速繁殖 B.同卵多仔的表现型一定相同C.该技术涉及显微操作技术【解析】(1)重组细胞中,卵细胞质能调控细胞核的发育,促进其全能性的表达;A过程是将囊胚的内细胞团细胞——胚胎干细胞取出进行培养的过程。(2)图中激素处理供体,会促进其超数排卵,从而产生更多胚胎;为了给移植胚胎创造良好的孕育条件,应对代孕母畜进行同期发情处理。(3)受精卵直接移植成功率不高,通常会先进行胚胎体外培养,然后对早期胚胎进行筛选,选择健康胚胎进行移植,以提高成功率。不同动物移植的最佳时期有差异,因此将受精卵培养到什么阶段视物种而定。故A符合题意。(4)胚胎分割能够将一个胚胎分割成几个胚胎,从而增加繁殖量;胚胎分割处理的是早期胚胎,体积非常小,需要显微操作,可用切割针或切割刀进行切割,使胚胎数量在原来的基础上明显增加,虽然这些胚胎来自同一受精卵,遗传物质相同,但环境因素对其性状表现也有一定的影响,故表现型未必完全一致。故B符合题意。答案:(1)细胞核(胚胎干)细胞培养(细胞克隆)(2)超数排卵同期发情(3)A(4)胚胎分割(和移植)

B

9.(18分)如图为牛胚胎移植示意图,请据图回答:(1)牛胚胎移植程序中,①通常采用________进行同期发情处理,然后使供体母牛超数排卵。

(2)③对胚胎进行质量检查时,胚胎应发育到________或________阶段。

(3)④胚胎移植过程一般有________法和________法。

(4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同?________,为什么?_________________________。

(5)进行胚胎移植的优势是:_______________________________。

(6)冲卵的生理基础是:___________________________________。

(7)④移植的胚胎,也可以是来源于体外受精或者核移植,体外受精形成的胚胎发育成的个体可以称为________(填“试管”或“克隆”)动物,核移植形成的胚