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1、考點規(guī)范練36 胚胎工程及生物技術的倫理問題
1.人的血清白蛋白(HAS)在臨床上需求量很大,目前通常將人的血清白蛋白基因轉入奶牛細胞中,利用奶牛的乳腺細胞生產血清白蛋白,基本步驟如下。
Ⅰ.采集良種供體奶牛的卵母細胞和精子,通過體外受精,形成受精卵;
Ⅱ.將人血清白蛋白基因導入奶牛受精卵,形成重組細胞;
Ⅲ.電脈沖刺激重組細胞,促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.將胚胎移植到受體母牛的子宮中,最終發(fā)育成轉基因小牛。
請回答下列問題。
(1)步驟Ⅰ中,卵母細胞與精子結合過程中防止多精入卵的生理反應包括 。自然條件下,受精是在雌性動物的 內完成的。?
2、
(2)步驟Ⅱ中,將人的血清白蛋白基因導入牛受精卵最為有效的方法是 。導入基因前,需要將血清白蛋白基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起,這一步驟稱為 。?
(3)步驟Ⅲ中,進行動物早期胚胎的體外培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中除了含有各種無機鹽和有機鹽、維生素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分外,還需要添加 和動物血清。一般情況下,通常在合成培養(yǎng)基中加入一定量的 ,防止雜菌污染。?
(4)步驟Ⅳ中,應選擇性別為 的奶牛胚胎進行移植。?
答案:(1)透明帶反應、卵細胞膜反應 輸卵管
(2)顯微注射法 構建基因表達載體
(3)激素
3、抗生素
(4)雌性
解析:(1)防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應和卵細胞膜反應。自然條件下,受精是在雌性動物的輸卵管內完成的。(2)將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法。在導入目的基因之前,需要構建基因表達載體,即將血清白蛋白基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起。(3)早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液中除了各種無機鹽、有機鹽、維生素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分外,還需要添加激素和血清等天然成分。一般情況下,通常在合成培養(yǎng)基中加入一定量的抗生素,其目的是防止污染。(4)血清白蛋白要從乳汁中提取,只有雌性奶牛才能產生乳汁,因此,必須選取雌性奶牛的胚胎進行移植。
2.下圖是利用奶山
4、羊乳腺生物反應器制備藥用白蛋白的流程圖,請回答下列問題。
(1)若要大量獲得目的基因,可使用 擴增白蛋白基因,通過③構建的重組表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和 、復制原點等部分。該重組表達載體導入的受精卵的性染色體組成應為 。?
(2)如果需要通過①采集到更多的卵子,常用的激素是 ;通過②采集的精子需 后才能進行受精作用。?
(3)在體外培養(yǎng)受精卵時,除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外,還需要提供 (氣體)以維持 。?
(4)為使⑤能成功進行,需要對奶山羊C進行 處理,使
5、之與供體的生理狀況保持相同。?
答案:(1)PCR技術 標記基因 XX
(2)促性腺激素 獲能
(3)CO2 培養(yǎng)液的pH
(4)同期發(fā)情
解析:(1)目的基因常用PCR技術進行擴增?；虮磉_載體包括目的基因、標記基因、啟動子、終止子和復制原點等部分。最終白蛋白基因表達產物在雌性動物的乳汁中提取,所以該重組表達載體導入的受精卵的性染色體組成為XX。
(2)對供體母畜注射促性腺激素可使其超數排卵,從而收集到更多的卵子;對精子需要進行獲能處理后才能進行受精作用。
(3)動物細胞培養(yǎng)時,需要一定的氣體環(huán)境,除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外,還需要提供CO2氣體以維持培養(yǎng)液(基)的p
6、H。
(4)在進行胚胎移植時需要對受體母奶山羊與供體母奶山羊進行同期發(fā)情處理,使它們處于相同的生理狀態(tài)。
3.(2019河北衡水中學調研)2018年1月25日,我國研究人員在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,經體細胞核移植技術培育出第一批靈長類動物——食蟹猴,可作為研究癌癥等人類疾病的動物模型。下圖為用體細胞核移植技術培育食蟹猴的操作過程。請回答下列問題。
(1)獲得食蟹猴的體細胞核移植技術的難度明顯高于胚胎細胞核移植,原因是? 。?
(2)進行過程①時,為提供成纖維細胞培養(yǎng)所需的無菌無毒環(huán)境,應進行的實驗措施是 ,其目的是 ? 。?
(3)由圖
7、可知,過程③是利用 法將成纖維細胞注入食蟹猴去核的處于 期的卵母細胞中。?
(4)過程⑤的實質是早期胚胎在 條件下空間位置的轉移。胚胎移植的方法分為 兩種。?
(5)上述實驗的突破之處是使用了Kd4d的mRNA,在確定其作用時,研究人員做了兩組實驗,其中A組用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)融合細胞,B組用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)注入了Kd4d的mRNA的融合細胞。實驗結果如下頁左上圖所示,圖中X為融合細胞發(fā)育成的胚胎數、Y為囊胚數、Z為內細胞團數。分析實驗數據可知,Kd4d的mRNA的作用是?? 。?
答案:(1)體細胞分化程度高,恢復其全
8、能性較難
(2)定期更換培養(yǎng)液 防止成纖維細胞代謝產物的積累對細胞自身造成危害
(3)顯微注射 減數第二次分裂中
(4)相同生理環(huán)境 手術法和非手術法
(5)提高融合細胞發(fā)育成囊胚的成功率和囊胚中內細胞團的形成率
4.目前,精子載體法逐漸成為最具誘惑力的制備轉基因動物的方法之一。該方法以精子作為外源基因的載體,使精子攜帶外源基因進入卵細胞受精。在某地采集小鼠,采用精子載體法進行A基因(目的基因)導入的研究。將小鼠的精子在保存液內與含有A基因的重組質粒保溫30 min,然后用于人工授精,共培育出127只小鼠。待小鼠生長至適宜大小時,對其中的36只進行PCR和DNA分子雜交檢測。結果表明
9、,有6只攜帶有A基因。轉基因小鼠的體型大約為普通小鼠的2倍。請回答下列有關問題。
(1)A基因(目的基因)的表達效果與 基因相同。?
(2)利用PCR技術可以擴增目的基因,PCR反應體系中除含緩沖液、Taq酶、原料、引物以外,還應含有 。引物應選用下圖中的 (填圖中標號)。第四輪循環(huán)產物中同時含有上述兩種引物的DNA片段所占的比例為 。?
(3)上述過程中應對精子進行 處理才能受精。?
(4)請答出精子載體法的一個優(yōu)點:? 。?
(5)體外受精后,應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和 。?
10、(6)為了獲得更多的胚胎,可采用 技術。?
答案:(1)生長激素
(2)模板(模板DNA) A和D 7/8
(3)獲能
(4)簡便易行,經濟有效,對卵原核無損傷,不需要穿過核膜等(答出1點,合理即可)
(5)受精卵的發(fā)育能力
(6)胚胎分割
解析:(1)由“轉基因小鼠的體型大約為普通小鼠的2倍”,可推知A基因(目的基因)的表達效果與生長激素基因相同。(2)利用PCR技術可以擴增目的基因,PCR反應體系中除含緩沖液、Taq酶、原料、引物以外,還應含有模板;DNA合成時需要一對引物,且復制方向總是從子鏈的5'端向3'端延伸,故應選擇圖中的引物A和D。第四輪循環(huán)共形成16
11、個DNA,其中2個DNA含有引物A或引物D,14個DNA含有引物A和引物D,占14/16=7/8。(3)對精子進行獲能處理才能受精。(4)精子載體法之所以逐漸成為最具誘惑力的制備轉基因動物的方法之一,是因為該方法具有簡便易行,經濟有效,對卵原核無損傷,不需要穿過核膜等優(yōu)點。(5)體外受精后,應將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(6)為了獲得更多的胚胎,可采用胚胎分割技術。
5.杜泊羊以其生長速度快、肉質好等優(yōu)點,被稱為“鉆石級”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示,請據圖回答問題。
(1)此過程用到的生物技術有
12、 (答出兩個即可)。?
(2)為了獲得更多的卵母細胞,需用 對雌性杜泊羊進行處理。進行體外受精前,需將卵母細胞培養(yǎng)到 期;精子需進行 處理。?
(3)生產上常用 期的胚胎進行胚胎移植,移植的胚胎在受體綿羊體內存活的生理基礎是 。?
答案:(1)體外受精技術、早期胚胎培養(yǎng)技術、胚胎移植等
(2)促性腺激素 MⅡ中 獲能
(3)桑椹胚或囊胚 受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應
解析:(1)分析圖示可知,從采集卵母細胞、精子到受精卵的形成采用的
13、是體外受精技術;將受精卵培養(yǎng)成早期胚胎采用的是早期胚胎培養(yǎng)技術;將早期胚胎移入當地普通綿羊體內,采用的是胚胎移植技術。(2)用促性腺激素處理雌性杜泊羊,使其超數排卵,可以獲得更多的卵母細胞。進行體外受精前,需將卵母細胞培養(yǎng)到MⅡ中期;精子需進行獲能處理。(3)生產上常用桑椹胚和囊胚期的胚胎進行胚胎移植,移植的胚胎在受體綿羊體內存活的生理基礎是受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應。
6.幾年前,英國議會下院投票通過一項歷史性法案,允許以醫(yī)學手段培育“三親嬰兒”?！叭H嬰兒”的培育過程可選用如下圖所示技術路線。請回答下列問題。
(1)過程①采用的是細胞工程中的 技術。圖
14、中“三親嬰兒”的染色體來自 和父親提供的細胞核。?
(2)進行過程②時,所用的父親精子是經過 處理的。過程②中防止多精入卵的屏障有 和卵細胞膜反應。?
(3)過程③采用的是胚胎工程中的 技術,該過程所用培養(yǎng)液的成分除一些無機鹽和有機鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分以及 等物質。?
(4)若捐獻者攜帶紅綠色盲基因,則該基因不能遺傳給“三親嬰兒”,原因是? 。?
答案:(1)核移植 母親
(2)獲能 透明帶反應
(3)(早期)胚胎培養(yǎng) 動物血清
(4)紅綠色盲基因屬于核基因,而捐獻者提供的是去核的卵母細胞
15、解析:(1)圖中過程①是將母親卵母細胞中的細胞核移植到捐獻者去核后的卵母細胞中,這屬于細胞工程中的核移植技術。根據圖示可知,“三親嬰兒”的全部染色體來自母親卵母細胞和父親精子中的細胞核。(2)過程②為體外受精,受精前精子在體外需進行獲能處理。防止多精入卵的屏障有透明帶反應和卵細胞膜反應。(3)過程③表示受精卵培育成早期胚胎,該過程采用的是胚胎工程中的早期胚胎培養(yǎng)技術。哺乳動物胚胎培養(yǎng)需要“兩鹽”(無機鹽和有機鹽)、“兩素”(激素和維生素)、“兩酸”(核苷酸和氨基酸)和動物血清等。
7.下圖是科學家采用不同方法培育良種牛的過程。請據圖回答有關問題。
(1)與一般的繁育良種動物方式相比較,
16、胚胎移植的優(yōu)勢是 。為提高良種奶牛的繁殖能力,在獲取卵母細胞之前需用促性腺激素對奶牛進行處理,目的是 。?
(2)“轉基因牛D”培育過程中,常用受精卵作為外源基因的受體細胞,主要原因是 。?
(3)圖中數字標號①代表的結構為 ,①將來發(fā)育為 ,c→d過程需對其均等分割的目的是 。A、B?；蛐褪欠裣嗤? 。?
(4)在培育良種牛的過程中,都運用了動物細胞培養(yǎng)技術。在動物細胞培養(yǎng)過程中,為防止雜菌的污染而要加入一定量的 。?
17、答案:(1)可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 超數排卵
(2)受精卵的全能性易于表達
(3)內細胞團 胎兒的各種組織 有利于胚胎的恢復和進一步發(fā)育 相同
(4)抗生素
解析:(1)與一般的繁育良種動物方式相比較,胚胎移植可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力;對良種母牛注射促性腺激素可促使其超數排卵。(2)受精卵的全能性易于表達,因此良種牛培育過程中,常用受精卵作為外源基因的受體細胞。(3)圖中③為內細胞團,將來發(fā)育為胎兒的各種組織;c→d過程需對其均等分割,這樣有利于胚胎的恢復和進一步發(fā)育。來自同一個胚胎的后代具有相同的基因型,因此A、B牛的基因型相同。(4)在動物細胞培養(yǎng)過程中,為防止雜
18、菌的污染而要加入一定量的抗生素。
8.下圖為培育試管嬰兒的大致流程圖,據圖回答問題。
(1)試管嬰兒技術目前已經發(fā)展到了第三代,即在胚胎移植前對胚胎進行 診斷,從而幫助更多的家庭生出健康的寶寶。第三代試管嬰兒技術在使用時反對用于設計 。設計試管嬰兒時,為了提高受孕率,需用 處理以促進母體排出更多的卵子。 ?
(2)為了避免生出不健康的孩子,有時需對胚胎的性別進行鑒定。目前最有效最準確的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序:從被測的囊胚中取出幾個 (填“滋養(yǎng)層”或“內細胞團”)細胞,提取DNA作為模板;然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即
19、SRY基因)的一段核苷酸序列作 ,在熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶的催化作用下進行PCR擴增;最后與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應的胚胎為男性。 ?
(3)培育試管嬰兒涉及的生物技術有 (答出兩點即可)等。?
答案:(1)遺傳學 嬰兒性別 促性腺激素
(2)滋養(yǎng)層 引物
(3)體外受精技術、胚胎移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術(答出兩點即可)
解析:(1)第三代試管嬰兒技術可在胚胎移植前對胚胎進行遺傳學診斷,從而幫助更多的家庭生出健康的寶寶。第三代試管嬰兒技術在使用時反對用于設計嬰兒性別,以防止人類的性別比例失調。用促性腺激素處理可促進母體排出更多的卵子。(2)SRY-PCR是對移植前的人胚胎進行性別鑒定的技術,需從被測囊胚的滋養(yǎng)層中取出幾個細胞,以Y染色體上SRY基因(性別決定基因)的一段序列為引物,在熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶的催化作用下進行PCR擴增。如果某早期胚胎與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應,則證明含有Y染色體上的SRY基因,因此可判斷該胚胎發(fā)育成的個體是男性。(3)試管嬰兒是胚胎工程的具體應用,涉及了體外受精技術、胚胎移植技術以及動物細胞培養(yǎng)技術等。
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（廣西專用）2021版高考生物一輪復習 考點規(guī)范練36 胚胎工程及生物技術的倫理問題（含解析）新人教版
