2019-2020学年人教高中生物选修三同步精练：专题3胚胎工程3-3

2019-2020学年人教高中生物选修三同步精练：专题3胚胎工程3-3

专题 3 3.3 (建议用时：40 分钟) 考点 基本目标 发展目标 1.胚胎移植 1,2,3,4 11,12,13,14 ,15 2.胚胎分割 5,6 3.胚胎干细胞 7,8,9,10 [基本目标] 1．下列关于胚胎移植的叙述，错误的是( ) A．有利于提高良种母畜繁殖力，加快育种进程 B．是克隆两栖类动物必需的最后一道“工序” C．有利于优良物种在不同国家和地区间的交换 D．是人工辅助生殖的技术之一，为不孕不育夫妇带来福音 B 解析 胚胎移植是克隆哺乳类动物必需的最后一道“工序”，而两栖类生物如青 蛙，是在体外完成受精及胚胎发育过程的。 2．下列关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是( ) A．在发情后的最初一段时期，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状 态 B．早期胚胎在相当一段时间是独立存在的，未与子宫建立实质性的联系 C．一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原性质的胚胎并没有免疫排斥反应 D．移植的胚胎，依靠储存的营养物质继续完成胚胎发育 D 解析 移植的胚胎，在一段时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系，这是 保证胚胎正常发育所需营养的基础，而不是靠自身储存的营养物质继续发育。 3．下列材料不能直接用于胚胎移植的是( ) A．将从母畜生殖器官中取出的早期胚胎均等分割获得的裸半胚 B．对母畜进行超数排卵处理并配种后从生殖器官中取出的早期胚胎 C．将通过细胞核移植后形成的重组细胞进行早期胚胎培养获得的早期囊胚 D．获能的精子和培养成熟的卵子在受精溶液中完成受精获得的受精卵 D 解析 胚胎移植选取的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段，而不能直接用受精卵。 4．如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径。下列相关叙述错误的是( ) A．获得动物 1 选用的受体细胞通常是受精卵 B．动物 2 体内各体细胞的基因种类相同 C．获得动物 3 的重组细胞具有全能性 D．上述动物的获得均需运用胚胎移植技术 B 解析 由于动物 2 的培育过程中，外源基因只导入了囊胚中的部分细胞，因而所得 到的各个体细胞的基因种类不完全相同。 5．胚胎分割是一种现代生物技术。下列关于这一技术的叙述，正确的是( ) A．胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 B．胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C．胚胎分割时，对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作完全相同 D．胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎 B 解析 胚胎分割可将早期胚胎分割成 2 等份、4 等份或 8 等份，但分割次数不宜过 多，A 项错误；胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎，B 项正确；胚胎分割时，对于不同 发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同，C 项错误；胚胎分割的操作对象是发育良好、 形态正常的桑椹胚或囊胚，D 项错误。 6．如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( ) A．A 所表示的细胞不一定是受精卵细胞 B．图中 a 过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段 C．应把③移植到处于发情状态的母牛的输卵管中 D．图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术 A 解析 图中 A 所示的细胞不一定是受精卵，还可能是重组细胞或早期还未分化的胚 胎细胞，A 项正确；图中 a 过程包括卵裂、囊胚阶段，还没有发育到原肠胚阶段，B 项错误； 应把③移植到母牛的子宫中而不是输卵管中，C 项错误；图示中没有显示核移植的过程，D 项错误。 7．某人因大面积烧伤需要皮肤移植，下列哪种来源的皮肤最容易移植成功( ) A．将父母的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤 B．将兄弟或姐妹的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤 C．将子女的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤 D．自己的皮肤细胞经细胞培养技术培育成的皮肤 D 解析 父母、兄弟姐妹和子女与该个体的遗传物质均存在一定差异，诱导而成的皮 肤移植时均可能发生不同程度的免疫排斥反应；而自己的皮肤细胞经细胞培养技术培养成的 皮肤不会发生免疫排斥反应，因而最容易移植成功。 8．英国科学家发明了一种培育成人干细胞(ES)的新方法，可能会带来治疗某些疾病的 革命性新疗法。通过移植 ES 细胞可能治疗下列哪些疾病( ) ①糖尿病 ②败血症 ③21 三体综合征 ④老年痴呆症 ⑤血友病 ⑥肝衰竭 A．①②⑤ B．②③⑥ C．①④⑥ D．③④⑤ C 解析 糖尿病、老年痴呆症和肝衰竭是由于细胞功能丧失引起的，所以可以通过移 植 ES 细胞来治疗。 9．现在有一个婴儿，在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果 出现了某种难以治疗的疾病，就可以通过脐带血中的干细胞来为其治病。关于这个实例，下 列说法正确的是( ) A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性 B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子的所有疾病 C．如果要移植他的干细胞培育出的器官，需要用到动物细胞培养技术 D．如果要移植他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物 C 解析 用干细胞培育出人体器官来治病，不需要激发细胞的所有全能性，A 项错误； 脐带血中的干细胞主要用于治疗血液疾病，而非所有疾病，B 项错误；用干细胞培育出器官 的过程需要进行细胞培养，C 项正确；使用自己的干细胞培育出的器官，不会发生免疫排斥， 因而不需要长期使用免疫抑制药物，D 项错误。 10．科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对 古老的 DNA 链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时 将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞，开始分化并最终衰老死亡(如图所 示)。下列相关推测错误的是( ) A．成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂 B．从图中看出成体干细胞分裂时 DNA 进行半保留复制，染色体随机分配 C．通过该方式可以减少成体干细胞积累 DNA 复制过程中产生的基因突变 D．根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定 B 解析 成体干细胞是体细胞的一种，细胞分裂方式为有丝分裂，A 项正确；由图可 知，DNA 复制方式是半保留复制，但成体干细胞总是将含有永生化链的染色体分配给一个 子代细胞以使之成为成体干细胞，所以染色体不是随机分配的，B 项错误；子代的成体干细 胞总含有永生化链，降低了基因突变积累的概率，C 项正确；由图可知，成体干细胞在每一 次分裂中都要保持生成成体干细胞的数量，其数量基本不变，D 项正确。 [发展目标] 11．下列有关动物细胞克隆和胚胎工程的叙述，正确的是( ) A．胚胎干细胞在原代培养过程中不会出现接触抑制现象 B．运用核移植和胚胎移植获得的子代牛在性状上与供核牛不完全相同，其原因是受体 牛的基因型不同 C．选择胚胎干细胞作为核供体进行核移植可提高动物克隆的成功率 D．培养胚胎干细胞的过程中加入饲养层细胞是为了促进细胞的分化 C 解析 胚胎干细胞在原代培养过程中会出现接触抑制现象；运用核移植和胚胎移植 获得的子代牛在性状上与供核牛不完全相同，是因为构建重组细胞时去核卵母细胞的细胞质 中也含有遗传物质；胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在功能上具有全能性，采用胚胎干细 胞作为核供体可提高动物克隆的成功率；饲养层细胞可作为细胞分裂、增殖的营养细胞，维 持胚胎干细胞处于未分化状态。 12．牛雄性胚胎中存在特异性 HY 抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加 HY 单克隆抗体， 筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是( ) A．此过程利用了动物细胞培养技术 B．HY 单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌 C．培养鉴别后的雄性胚胎可进行移植，用于生产药物 D．目的基因与含有血红蛋白基因的启动子的载体连接 A 解析 此过程利用了动物细胞培养技术、胚胎移植技术等，A 项正确；HY 单克隆 抗体由杂交瘤细胞分泌，B 项错误；由于是利用乳腺生物反应器进行生物制药，则鉴别后的 雌性胚胎可进行移植，用于生产药物，C 项错误；目的基因与含有乳腺蛋白基因的启动子的 载体连接，D 项错误。 13．电影中，“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝，现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛 羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域。请 回答： (1)实验中，通常用 ES 细胞作为目的基因的受体细胞，这是因为 ES 细胞在功能上具有 _________特征。这种细胞一般可以从哺乳动物的________或________中分离出来。 (2)在培养重组细胞时，为了维持不分化的状态，在培养液中要加入________。为防止 杂菌污染，可以在细胞培养液中添加一定量的________。 (3)胚胎移植时，通常将早期胚胎移植到同种且________与供体相同的动物体内，受体 子宫对外来胚胎基本上不发生__________________。正常发育后产出“蜘蛛羊”，这种生殖 方式为_________。若需要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”，可将__________________阶段 的胚胎进行分割。 (4) 科 学 家 为 保 证 乳 汁 中 有 蛛 丝 蛋 白 ， 应 该 用 ________________________________________________________________________ 技术，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到了受体羊的染色体上。 解析 (1)胚胎干细胞一般从哺乳动物的原始性腺或早期胚胎中分离出来。由于胚胎干 细胞具有发育的全能性，故常作为目的基因的受体细胞。(2)在培养胚胎干细胞时，为了维 持不分化的状态，需在培养液中要加入抑制因子。为防止杂菌污染，可以在细胞培养液中添 加一定量的抗生素。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以胚胎移植时，通 常将早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内。若需要一次产生多个个体，可 将囊胚或桑椹胚阶段的胚胎进行分割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白，应该先用 DNA 分子杂交技术检测蛛丝蛋白基因是否整合到了受体羊染色体上，也可使用抗原—抗体法检测 乳汁中是否含有蛛丝蛋白。 答案 (1)发育的全能性 原始性腺 早期胚胎 (2)抑制因子 抗生素 (3)生理状态 免疫排斥反应 无性生殖 桑椹胚或囊胚(二者缺一不可) (4)DNA 分子杂交 14．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： (1) 步 骤 ① 中 ， 在 核 移 植 前 应 去 除 卵 母 细 胞 的 ________________________________________________________________________。 (2)步骤②中，重组胚胎培养到________期时，可从其内细胞团中分离出 ES 细胞。 (3)步骤③中，需要构建含有基因 Rag2 的表达载体。可以根据 Rag2 基因的____________ 设计引物，利用 PCR 技术扩增 Rag2 基因片段。用 HindⅢ和 PstⅠ限制酶分别在片段两侧进 行酶切获得 Rag2 基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有 ____________酶的酶切位点。 (4)为检测 Rag2 基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞中的________，用抗 Rag2 蛋白的抗体进行杂交实验。 解析 (1)步骤①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，原因 是若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里面有两个细胞核，使得遗传物质不稳定。 (2)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。(3)步骤③是导入目的基因 ——Rag2 基因进入 ES 细胞中的基因表达载体的构建过程。在生物体外可通过 PCR 技术扩 增目的基因，其条件是模板 DNA、Rag2 基因的引物、四种脱氧核苷酸、热稳定 DNA 聚合 酶等，另外根据题干可知，获得 Rag2 基因需要用 HindⅢ和 PstⅠ两种限制酶，所以在构建 表达载体时，所选择的表达载体上应具有 HindⅢ和 PstⅠ酶的酶切位点。(4)检测目的基因是 否翻译相应蛋白质时，应采用抗原—抗体杂交法，即提取蛋白质，用相应的抗体进行杂交， 看是否有杂交带。 答案 (1)细胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列 HindⅢ和 PstⅠ (4)蛋白质 15．人体移植器官短缺是一个世界性难题。为此，人们开始寻求可替代的异种器官移植， “转基因克隆猪”应运而生，具体操作是将去核的卵细胞和经过遗传修饰的体细胞融合，融 合细胞经 5 天培养后再植入代孕母亲的体内，经过 110 多天的孕育，“转基因克隆小猪”就 可以出生。 (1)实现异种器官移植的最大难题是__________。为解决此问题所进行的遗传修饰是设 法除去供体基因组中的________基因，或导入________来抑制该基因的表达，从而使受体免 疫系统无法识别移植器官。 (2)培育“转基因克隆小猪”的卵巢是从屠宰场收集的，将里面的卵母细胞回收并经过 40 小时的成熟培养，此时卵母细胞发育至__________________，然后用微型吸管一并吸出 细胞核和________完成去核，再用吸管吸取经过遗传修饰的体细胞注入去核的卵母细胞，运 用____________技术培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植。 (3)在自然繁殖时，猪的受精卵分裂至 4～6 个细胞后进入子宫，而“转基因克隆猪”培 养至桑椹胚或囊胚阶段才移植至子宫，目的是：________________________。该培育过程是 体 细 胞 核 移 植 ， 其 难 度 远 远 大 于 胚 胎 细 胞 核 移 植 ， 原 因 是 ： ______________________________________。 解析 (1)胚胎工程中实现器官移植时，最大难题是免疫排斥反应。科学家试图用基因 工程方法对动物器官进行改造：向器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基 因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会发生免疫排斥反应的转 基因克隆猪。(2)从屠宰场动物卵巢中收集的卵子没有发育成熟，需经过体外培养至减数第 二次分裂中期才能用于核移植；去核时用微型吸管一并吸出细胞核和第一极体，再用吸管吸 取经过遗传修饰的体细胞注入其中，运用早期胚胎培养技术培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚 胎移植。(3)为提高移植后胚胎的发育率和妊娠率，“转基因克隆猪”常需要培养至桑椹胚 或囊胚阶段；该过程为体细胞核移植，体细胞分化程度高，恢复其全能性困难，故其难度远 远大于胚胎细胞核移植。 答案 (1)免疫排斥 抗原决定 调节因子 (2)减数第二次分裂中期 (第一)极体 早 期胚胎培养 (3)可以提高移植后胚胎的发育率和妊娠率 体细胞分化程度高，恢复其全能 性困难