【生物】2020届一轮复习人教版第十单元第3讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题作业

【生物】2020届一轮复习人教版第十单元第3讲胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题作业

课时跟踪练(三十七)‎ ‎1．(14分)胚胎工程技术，是在体外的条件下，模拟自然状态下的受精和胚胎发育过程，因此了解和掌握哺乳动物受精和胚胎发育规律，十分重要。‎ ‎(1)和受精有关的过程有：①第一次卵裂开始；②释放第二极体，雌、雄原核的形成；③顶体反应；④穿越透明带；⑤核膜消失，雌、雄原核融合⑥透明带反应；⑦穿越卵细胞膜。其正确的顺序为__________________(填序号)。‎ ‎(2)顶体反应中，释放的物质的作用是______________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)下图表示哺乳动物受精卵的发育过程。‎ ‎①胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，这一时期称为________时期。‎ ‎②早期胚胎发育要经过若干发育阶段，在________阶段，内细胞团的细胞开始出现分化，其实质是____________，为了研究内细胞团细胞的迁移和分化情况，将内细胞团的DNA进行放射性同位素标记，当胚胎发育至原肠胚阶段，可发现放射性出现在________(部位4、部位5、部位6、部位7)。‎ 解析：(1)受精过程的正确顺序为③④⑥⑦②⑤①。(2)精子和卵细胞结合，首先发生顶体反应，释放的物质是顶体酶，其作用为：水解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道，并溶解透明带 ‎(或溶解放射冠和透明带)。(3)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一时期称为卵裂期。囊胚孵化后，再进一步发育，内细胞团的细胞开始出现分化，继而形成外胚层和内胚层。此时的早期胚胎为原肠胚。分化的实质为基因的选择性表达。部位4和部位7分别为外胚层和内胚层，内细胞团表层细胞将来发育成外胚层，因此将内细胞团的DNA进行放射性同位素标记，当胚胎发育至原肠胚阶段，可发现放射性出现在部位4。‎ 答案：(1)③④⑥⑦②⑤①　(2)水解卵丘细胞之间的物质，形成精子穿越放射冠的通道，并溶解透明带(或溶解放射冠和透明带)‎ ‎(3)①卵裂　②原肠胚　基因的选择性表达　部位4‎ ‎2．(14分)(2019·武汉调研)哺乳动物排卵后卵巢内残留的某些细胞团称黄体，其在卵巢内存在的时间长短取决于雌雄哺乳动物是否妊娠。如果没有妊娠，黄体发育两周后即退化，反之可以维持数月。回答下列问题：‎ ‎(1)哺乳动物精子的发生过程和卵子发生过程的主要区别有：精子的形成需经过变形且生殖细胞数量多；卵子的发生不需变形且生殖细胞数量少。除此之外还有________________________(答出一个区別即可)。‎ ‎(2)在受精前，精子发生相应的生理变化后才具备受精能力，该过程称为____________________。在受精阶段，精子与卵子相遇时，首先发生__________________，释放出来的酶溶解放射冠和透明带。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止多个精子入卵受精的反应，称为____________________。‎ ‎(3)进行胚胎分割时，需对囊胚阶段的内细胞团进行均等分割，其原因是__________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)胚胎植入子宫后能产生大量的蛋白质类激素X，而未受孕的母体内激素X的含量极低。请推测激素X对黄体的生理作用是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)哺乳动物精子的发生过程和卵子发生过程的主要区别有：精子的形成需经过变形且生殖细胞数量多；卵子的发生不需变形且生殖细胞数量少，除此之外还有精子的发生起始于雄性动物的初情期，卵子的发生和储备起始于胎儿期。(2)在受精前，精子发生相应的生理变化后才具备受精能力，该过程称为精子获能。在受精阶段，精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，释放出来的酶溶解放射冠和透明带。当精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止多个精子入卵受精的反应，称为透明带反应。(3)对早期胚胎进行胚胎分割，要注意将囊胚阶段的内细胞团均等分割，以利于分割后的胚胎恢复和进一步发育，若分割不均匀，会使得含内细胞团少的部分发育不良或不发育。(4)没有妊娠，黄体发育两周后即退化，胚胎植入子宫后能产生大量的蛋白质类激素X，而未受孕的母体内激素X的含量极低，说明激素X能维持黄体的寿命。‎ 答案：(1)精子的发生起始于雄性动物的初情期，卵子的发生和储备起始于胎儿期　(2)精子获能　顶体反应　透明带反应　(3)若分割不均匀，会使得含内细胞团少的部分发育不良或不发育 ‎(4) 维持黄体的寿命 ‎3．(14分)(2019·广州模拟)小鼠(2N＝40)是常用的实验动物。研究人员通过下图所示的流程培育出了雄性小鼠A和小鼠B。在不考虑基因突变的情况下，回答下列问题：‎ ‎(1)可通过________技术将桑椹胚移入代孕母鼠子宫内，使其继续发育。从生理学基础看，代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生________，这为胚胎在受体内存活提供了可能。‎ ‎(2)经检测，第一极体的染色体数目正常，则在正常情况下，图中所示的卵母细胞应含有________个核DNA，从8细胞胚中取下的细胞在有丝分裂中期时含有的染色体数目是________。‎ ‎(3)若提供精子的雄鼠基因型是XbY，提供卵母细胞的雌鼠基因型是XBXb，第一极体和8细胞胚取下的细胞中均检测到有基因B，原因是____________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(4)利用克隆技术培育小鼠B的过程，需要去除卵母细胞的________。小鼠B的性状与小鼠A不完全相同，从遗传物质的角度分析，其原因是_____________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)将桑椹胚移入代孕母鼠子宫内运用的生物技术为胚胎移植。被移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生免疫排斥。(2)经减数第一次分裂产生一个次级卵母细胞和第一极体，图示的卵母细胞应为次级卵母细胞，因此核DNA数为40个，8细胞胚是受精卵经过3次有丝分裂形成的，其中所取的一个细胞在有丝分裂中期时含有的染色体数目是40条。(3)因为提供卵母细胞的雌鼠基因型是XBXb，若进行正常减数分裂，形成的极体和卵细胞的基因组成不同，不可能存在第一极体和8细胞胚中均检测到B 基因，由此推断造成该情况的原因可能是卵母细胞在减数第一次分裂前期两条X染色体之间发生了交叉互换。(4)利用克隆技术培育小鼠B的过程为体细胞的核移植，需去除卵母细胞的细胞核。小鼠A是由桑椹胚发育形成的，而小鼠B的核基因与小鼠A相同，但细胞质基因则来自于克隆时选取的卵母细胞，其性状与小鼠A不完全相同。‎ 答案：(1)胚胎移植　免疫排斥　(2)40　40　(3)卵母细胞在减数第一次分裂前期两条 X 染色体之间发生了交叉互换　(4)细胞核 小鼠 B 与小鼠 A 核基因相同，其控制的性状基本相同，但小鼠 B 的细胞质基因来自克隆时选取的卵母细胞，细胞质基因决定的性状则会与小鼠 A 不同。‎ ‎4．(14分)重症联合免疫缺陷(SCID)是一种罕见的遗传病，该病是由于腺苷脱氨酶ADA缺陷所致，ADA活性下降将使细胞损伤或死亡，致细胞体液免疫缺陷，ADA活性缺陷性疾病为X染色体隐性遗传病，虽然ADA编码基因也发现有缺失突变，但大部分为碱基置换突变。‎ ‎(1)某研究小组利用一种经过修饰的腺病毒作为_________，将治疗SCID的正常基因导入胚胎干细胞内，胚胎干细胞再经__________形成骨髓细胞，然后移植给人体。这种对SCID患者进行治疗的方法称为________。‎ ‎(2)有一对正常的夫妇生了一个患SCID的儿子，他们希望通过设计试管婴儿再生一个健康的孩子。设计试管婴儿的基本程序：首先为女性注射______________，实现超数排卵，然后从卵巢中吸取卵母细胞，培养到MⅡ中期；再将成熟的卵子与获能的精子经_________形成受精卵，然后将受精卵移入______________中继续培养获得早期胚胎；从早期胚胎中取出一个细胞进行________________‎ ‎，选择无致病基因的胚胎进行移植。‎ ‎(3)这对夫妇用该试管婴儿的脐带血救治患病孩子。大多数人认为，用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是符合伦理道德的，理由是________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)在对SCID患者进行治疗时，首先从病人体内获得治疗SCID的正常基因，进行培养，在体外借助一种经过修饰的腺病毒作为载体进行基因转移，将转入治疗SCID的正常基因的胚胎干细胞定向诱导分化，继而形成骨髓细胞，然后移植给人体，这种治疗方法称为体外基因治疗。(2)设计试管婴儿所需受精卵是通过体外受精形成的。受精卵形成后需移入发育培养液进行培养获得早期胚胎。在进行胚胎移植前要对形成的早期胚胎进行遗传学诊断。女性超数排卵时注射的激素为促性腺激素。(3)用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是符合伦理道德的，理由在于：父母是出于强烈的爱子之心，千方百计地救治自己孩子的行为；同时也是救治患者最好、最快捷的办法之一。‎ 答案：(1)载体　细胞分化(定向诱导分化)　体外基因治疗　(2)促性腺激素　体外受精　发育培养液　遗传学诊断(基因检测、性别鉴定)　(3)父母是出于强烈的爱子之心，是为了救治孩子(这是救治患者最好、最快捷的办法之一；提供造血干细胞等不会对婴儿造成伤害)‎ ‎5．(14分)(2019·潍坊二模)下图是利用乳腺生物反应器生产外源蛋白的技术流程简图。请据图回答：‎ ‎(1)为获取多枚胚胎，可用________ 对A 羊进行处理；为确保胚胎移植成功，还需对A羊和C羊进行________处理。‎ ‎(2)动物胚胎的培养液中除各种营养物质外，一般还需添加________以利胚胎发育；胚胎发育到一定阶段，可通过选取________的细胞做DNA分析鉴定性別。‎ ‎(3)若要检测转基因动物乳汁中是否含有外源蛋白，可用________________法进行检测。‎ ‎(4)构建基因表达载体时，若目的基因插入在启动子的上游，则转基因动物无法生产相应的外源蛋白，原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(5)利用人体胰腺组织为材料构建的cDNA文库，________(填“能”或“不能”)用于制作人生长激素的乳腺生物反应器，原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)A羊为母羊，为获取多枚胚胎，可用促性腺素对之处理，使其超数排卵。A羊为供体，C羊为受体，为确保胚胎移植成功，还需对A羊和C羊进行同期发情处理。(2)早期胚胎培养时需添加各种营养物质，还需添加动物血清等。滋养层细胞将来发育成胎膜胎盘，取样滋养层细胞对胎儿将来的发育几乎没有影响，因此鉴定性别时选滋养层细胞。(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质，可用抗原－抗体杂交进行检测。(4)若目的基因插入在启动子的上游，导致目的基因不能转录，则转基因动物无法生产相应的外源蛋白。(5)人体胰腺组织为材料构建的cDNA文库，只含有胰腺中已表达的基因，人的生长激素基因在胰腺中不能表达，因此利用人体胰腺组织为材料构建的cDNA文库。不能用于制作人生长激素的乳腺生物反应器。‎ 答案：(1)促性腺激素　同期发情　(2)血清　滋养层　(3)抗原—‎ 抗体杂交　(4)目的基因不能转录　(5)不能 cDNA文库中只含有相应组织或器官中已转录(或已表达)的基因，而人生长激素基因在胰腺组织中不能转录(表达)‎ ‎6．(15分)科学家运用现代工程技术手段对奶牛品种进行改造，从而可以从奶牛中提取人类临床所需的大量血清白蛋白。请根据以下流程图回答问题：‎ ‎(1)图中①过程通常用________酶处理获得奶牛的单个细胞；②过程能够实现的根本原因是________________________________，目的是使人血清白蛋白在奶牛细胞中________，并且可以遗传给下一代，同时能够使其表达。‎ ‎(2)图中“卵母细胞”具体是指____________细胞，通常用____________激素进行超数排卵处理获得，并经人工培养。‎ ‎(3)③过程通常是在胚胎发育的囊胚期将________均等分割；④过程的实质是__________________________。 从子代母牛中即可提取人血清白蛋白。‎ ‎(4)沼气工程中利用牛粪生产沼气，遵循生态工程的__________原理。‎ 解析：(1)动物细胞培养时，需用胰蛋白酶将动物组织块分散成单个细胞。由于目的基因(人血清白蛋白基因)和质粒具有共同的空间双螺旋结构和化学组成，因此目的基因和载体能构建成基因表达载体，目的是使人血清白蛋白基因在奶牛细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时能够使其表达。(2)‎ 核移植技术中，卵母细胞是处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞。超数排卵处理时，通常用促性腺激素处理。(3)对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割。④过程是胚胎移植过程，即早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(或提供胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程)。(4)沼气工程中利用牛粪生产沼气，是无废弃物农业，利用了生态工程的物质循环再生原理。‎ 答案：(1)胰蛋白　目的基因(人血清白蛋白基因)和质粒具有共同的空间双螺旋结构和化学组成　稳定存在　(2)次级卵母　促性腺 ‎(3)内细胞团　早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(或提供胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程)‎ ‎(4)物质循环再生 ‎7．(15分)(2019·玉溪模拟)利用核移植技术得到的胚胎干细胞，经诱导分化形成相应的组织器官，可用于组织器官的移植治疗人类某些疾病，操作流程如图所示。请回答：‎ ‎(1)进行图中过程①时，需将体内取出的卵母细胞在体外培养至__________期，该期卵母细胞核的位置靠近____________，可用微型吸管将之与细胞核一并吸出。‎ ‎(2)图中过程②‎ 表示用物理或化学方法激活重组细胞，重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物和水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸等必需的营养成分外，往往需要特别加入__________，同时在含______________的无菌、恒温培养箱中进行培养。‎ ‎(3)图中过程③④表示从囊胚中取出__________细胞，将其培养在饲养层细胞上，形成大量胚胎干细胞的过程。胚胎干细胞一般是从____________中分离出来的一类具发育全能性的细胞。‎ ‎(4)图中过程⑤表示在培养液中加入____________，就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化，其根本原因是__________。‎ 解析：(1)图中过程①是运用体细胞核移植技术得到重组细胞的过程，在该过程中采集到的卵母细胞，需要在体外培养至M Ⅱ中期才能去核。该期卵母细胞核的位置靠近第一极体(或极体)，可用微型吸管将之与细胞核一并吸出。(2)图中过程②是重组细胞发育成囊胚的过程。重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物和水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸等必需的营养成分外，由于人们对细胞的营养物质还没有完全搞清楚，往往需要特别加入(动物)血清，同时在含二氧化碳的无菌、恒温培养箱中进行培养。(3)图中过程③④表示从囊胚中取出内细胞团细胞，将其培养在饲养层细胞上，形成大量胚胎干细胞的过程。胚胎干细胞在形态上的特性表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显，一般是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类具发育全能性的细胞。(4)图中过程⑤是胚胎干细胞经诱导分化形成相应的组织器官的过程，欲达到这一目的，需要在培养液中加入分化诱导因子，以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化，其根本原因是基因的选择性表达。‎ 答案：(1)MⅡ中期　第一极体(或极体)　(2)(动物)血清 二氧化碳　(3)内细胞团　早期胚胎或原始性腺 ‎(4)分化诱导因子　基因的选择性表达