?課時微練(三十六)　胚胎工程　生物技術的安全性與倫理問題
　
一、選擇題:本題共7小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1.下列有關哺乳動物受精的說法正確的是(　　)
A.在自然情況下,受精是在雌性的子宮內完成的
B.卵子在完成減數(shù)分裂Ⅱ后,才具備與精子受精的能力
C.精子入卵后,透明帶會迅速發(fā)生生理反應,阻止后來的精子進入透明帶
D.雌、雄原核充分發(fā)育后,相向移動,彼此靠近,核膜消失
解析　在自然情況下,受精是在雌性的輸卵管內完成的,A項錯誤;動物排出的卵子需要在輸卵管內進一步成熟,達到減數(shù)分裂Ⅱ中期時,才具備與精子受精的能力,B項錯誤;在精子觸及卵細胞膜的瞬間,卵細胞膜外的透明帶會迅速發(fā)生生理反應,阻止后來的精子進入透明帶,C項錯誤;雌、雄原核充分發(fā)育后,相向移動,彼此靠近,核膜消失,D項正確。
答案　D
2.中國科學院動物研究所進行了大熊貓的異種克隆,他們將大熊貓的體細胞核放入兔子的去核卵母細胞之中,并使其成功發(fā)育成囊胚,標志著異種核質相容的問題得到解決,異種克隆大熊貓邁過了第一道“坎”,然后至關重要的是選擇一種合適的“代孕母體”。如圖是該研究的理論流程圖,相關敘述正確的是(　　)

A.步驟甲中需要獲取兔子的處于MⅠ中期的卵母細胞
B.重組細胞發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液
C.重構胚培養(yǎng)過程中為了避免雜菌污染,通常需要在培養(yǎng)液中加入抗生素
D.步驟乙表示胚胎移植,移植的早期胚胎應培養(yǎng)至囊胚或原腸胚
解析　步驟甲中需要獲取兔子的處于MⅡ中期的卵母細胞,A項錯誤;重組細胞發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于兔子的去核卵母細胞,B項錯誤;步驟乙表示胚胎移植,移植的早期胚胎應培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚,D項錯誤。
答案　C
3.下列關于蛙胚胎發(fā)育過程的敘述,正確的是(　　)
A.通過細胞分裂不斷增加細胞數(shù)量,并在一定時期發(fā)生細胞分化
B.胚胎發(fā)育過程中細胞不斷分裂,但不發(fā)生凋亡
C.隨著細胞分裂次數(shù)的增加,蛙胚的有機物總量不斷增加
D.發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質逐漸增加
解析　胚胎發(fā)育過程中通過細胞分裂不斷增加其數(shù)量,囊胚期開始發(fā)生細胞分化;細胞凋亡是細胞正常的生命活動,胚胎發(fā)育過程中會發(fā)生細胞凋亡;發(fā)育過程中,隨著分裂次數(shù)的增加,有機物總量減少,蛙胚從環(huán)境中獲得氧氣,但營養(yǎng)物質來自蛙胚,總量逐漸減少,種類逐漸增加。
答案　A
4.胚胎分割技術是一種現(xiàn)代生物技術,下列關于這一技術的敘述中正確的是(　　)
①胚胎分割是將早期胚胎任意分割成多份　②胚胎分割技術可以獲得同卵雙胎或多胎?、叟咛シ指罴夹g屬于無性繁殖,因此屬于克隆?、芘咛シ指罴夹g可以分割任意時期的胚胎
A.①② B.②③
C.①③④ D.①②③④
解析　胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。早期胚胎不能被任意分割成多份,因為分割過多的胚胎可能不能發(fā)育成新個體。胚胎分割獲得后代的過程是無性繁殖,屬于克隆。進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。
答案　B
5.下列關于利用胚胎工程技術繁殖優(yōu)質奶羊的敘述,錯誤的是(　　)
A.對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理
B.人工授精后的一定時間內,收集供體原腸胚用于胚胎分割
C.利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎
D.一次給受體母羊植入多個胚胎,可增加雙胞胎和多胞胎的比例
解析　在進行胚胎移植時需要對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理,使它們處于相同的生理狀態(tài),故A項正確;胚胎分割應該取形態(tài)正常、發(fā)育良好的桑葚胚或囊胚,故B項錯誤;胚胎分割技術屬于無性繁殖,可獲得兩個基因型完全相同的胚胎,故C項正確;胚胎移植可提高優(yōu)良種畜的繁殖率,即可增加雙胞胎和多胞胎的比例,故D項正確。
答案　B
6.20世紀70年代基因工程技術剛興起時,都是以微生物作為實驗材料,且必須在“負壓”(低于外界大氣壓)的實驗室里進行操作。這里“負壓”的作用主要是(　　)
A.防止轉基因生物進入人體或逃逸到外界,對人體產(chǎn)生危害作用或對環(huán)境造成基因污染
B.提高微生物的基因突變頻率
C.加快微生物的繁殖速度
D.避免其他生物對實驗材料的污染
解析　由于“負壓”(低于外界大氣壓)中氣體只能從外界進入實驗室,故可防止具有重組基因的生物進入人體或逃逸到外界,從而防止對人體產(chǎn)生危害作用或對環(huán)境造成基因污染,A項正確;負壓環(huán)境不能提高基因突變頻率,B項錯誤;負壓環(huán)境不會加快微生物的繁殖速度,C項錯誤;負壓環(huán)境只能防止實驗室氣體外泄,不能防止其他生物對實驗材料的污染,D項錯誤。
答案　A
7.(2023·南通質檢)如圖為科研人員利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的簡要過程,下列相關敘述正確的是(　　)

A.嵌合鼠的培育依據(jù)的原理是基因重組和細胞全能性
B.過程①中需利用相關技術去除早期胚胎外的滋養(yǎng)層
C.過程②中可利用聚乙二醇誘導卵裂球細胞發(fā)生融合
D.過程③操作前需對多只代孕母鼠進行同期發(fā)情處理
解析　嵌合鼠的培育依據(jù)的原理是細胞全能性,并沒有進行基因重組,A項錯誤;過程①中需利用相關技術去除早期胚胎外的透明帶,而滋養(yǎng)層屬于早期胚胎囊胚的一部分,B項錯誤;過程②不需要誘導卵裂球細胞發(fā)生融合,C項錯誤;過程③操作前需對多只代孕母鼠進行同期發(fā)情處理,以保證受體與供體的生殖器官的生理變化基本一致,D項正確。
答案　D
二、選擇題:本題共4小題,在每小題給出的四個選項中,有一個或多個選項符合題目要求。
8.我國科學家利用基因編輯技術,獲得一只生物節(jié)律核心基因BMAL1敲除的獼猴。用高精度工具去除該猴卵母細胞的細胞核,再與成纖維細胞融合,將發(fā)育形成的早期胚胎植入代孕雌猴,獲得5只克隆猴,用于研究生物節(jié)律機制。以下敘述錯誤的是(　　)
A.卵母細胞去核的方法是顯微注射法,還可以用紫外光短時間照射等方法
B.胚胎體外培養(yǎng)過程需要利用相關技術去除早期胚胎外的透明帶
C.重組胚胎需要用物理或化學方法激活,使之完成細胞分裂和發(fā)育進程
D.早期胚胎植入代孕雌猴前,可用分割針平均分割處理提高胚胎利用率
解析　MⅡ期卵母細胞核的位置靠近第一極體,通過顯微操作(而非顯微注射)去核法去除卵母細胞核時一并吸出,也可采用紫外光短時間照射、化學物質處理等手段,A項錯誤;動物胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內進行的,胚胎體外培養(yǎng)過程不需要利用相關技術去除早期胚胎外的透明帶,B項錯誤;為使重組胚胎完成細胞分裂和發(fā)育進程,需要用物理或化學方法激活重組胚胎,C項正確;早期胚胎植入代孕雌猴前,可用分割針平均分割處理提高胚胎利用率,該過程中若選用囊胚期的胚胎,需要將內細胞團均等分割,否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育,D項正確。
答案　AB
9.2n/4n嵌合體胚胎是指用四倍體(4n)胚胎與二倍體(2n)胚胎或胚胎干細胞(ES細胞)進行聚合,形成由二倍體和四倍體細胞組成的嵌合體。嵌合體胚胎構建的常用方法如下圖。通過檢測發(fā)現(xiàn)用ES細胞經(jīng)2n/4n嵌合體方法獲得的克隆鼠體內均為2n細胞來源。下列敘述正確的是(　　)

A.圖中受精卵是將發(fā)育到減數(shù)分裂Ⅰ中期的卵母細胞和獲能的精子體外受精而形成的
B.利用顯微注射法將2n的ES細胞注射至A的囊胚內完成2n/4n嵌合體胚胎B的構建
C.嵌合體胚胎C發(fā)育到原腸胚期可植入代孕母鼠,移植前通常對代孕母鼠做同期發(fā)情處理
D.推測2n/4n嵌合體胚胎發(fā)育時,2n和4n這兩種細胞類型表現(xiàn)出非隨機性分布的特點
解析　圖中為體外受精,受精卵是將發(fā)育到減數(shù)分裂Ⅱ中期的卵母細胞和獲能的精子體外受精而形成的,A項錯誤;待嵌合體胚胎C發(fā)育到桑葚胚或囊胚期可植入代孕母鼠體內,移植前通常對代孕母鼠做同期發(fā)情處理,C項錯誤;2n/4n嵌合體方法獲得的克隆鼠體內均為2n細胞來源,由圖可知只有胎盤由4n細胞發(fā)育而成,由此推測,2n/4n嵌合體胚胎在發(fā)育過程中,2n和4n這兩種細胞類型表現(xiàn)出非隨機性分布的特點,D項正確。
答案　BD
10.綠色熒光蛋白(GFP)是在一種學名為Aequorea victoria的水母中發(fā)現(xiàn)的。該蛋白質在一定波長范圍的光線激發(fā)下,會發(fā)出綠色熒光?？茖W家將綠色熒光蛋白基因導入實驗小鼠體內,使其在實驗中更容易與其他個體區(qū)分開。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.實驗小鼠能夠發(fā)出綠色熒光,說明GFP基因能夠在小鼠體內表達
B.獲取的GFP基因用PCR技術進行擴增時,要用到耐高溫的DNA聚合酶
C.通常用小鼠受精卵作為受體細胞,采用顯微注射的方法直接注入GFP基因
D.小鼠的早期胚胎必須培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚,然后移植到同種個體子宮內孕育
解析　實驗小鼠能夠發(fā)出綠色熒光,說明GFP基因能夠在小鼠體內表達,A項正確。獲取的GFP基因用PCR技術進行擴增時,要用到耐高溫的DNA聚合酶,B項正確。在基因工程中,通常選用動物受精卵作為目的基因的受體細胞,這是因為受精卵具有發(fā)育的全能性,有利于目的基因的表達。將目的基因導入動物細胞,一般選用顯微注射技術,但是不能直接將目的基因注入細胞,直接導入的基因無法表達,需要先構建目的基因的表達載體,再將重組載體導入受體細胞,C項錯誤。胚胎移植所選用的早期胚胎一般需要先發(fā)育至桑葚胚或囊胚,然后移植到同期發(fā)情處理的雌性小鼠子宮內孕育,D項錯誤。
答案　CD
11.(2023·濟南模擬)下列關于生物科學技術的有關敘述,正確的是(　　)
A.植物組織培養(yǎng)的脫分化過程應該用固體培養(yǎng)基,并對外植體進行滅菌處理
B.植物體細胞雜交中,可采用質壁分離實驗檢測制備原生質體的活性情況
C.胚胎移植時,受體對移入子宮內的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應
D.體外受精時應將收集的精子獲能處理后再與培養(yǎng)成熟的卵子進行受精
解析　脫分化的過程應該用固體培養(yǎng)基,并對外植體進行消毒處理,A項錯誤;原生質體沒有細胞壁,無法發(fā)生質壁分離,故不能采用質壁分離實驗檢測原生質體的活性情況,B項錯誤;胚胎移植時受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應,C項正確;體外受精時,獲能的精子才能與培養(yǎng)成熟的卵子進行受精,D項正確。
答案　CD
三、非選擇題
12.女性受孕后的子宮內并不是“母慈子孝”的場景,而是一場精彩的斗爭。孕早期母體的一系列不適反應,都是這場斗爭的表現(xiàn)?；卮鹣铝袉栴}:
(1)進入女性生殖道的精子必須經(jīng)過　　　　　　　才具備與卵子結合的能力。而排到輸卵管的卵子則要進一步成熟,當達到　　　　　　　　　　時,才具備與精子受精的能力。防止多精入卵受精的第一道屏障是透明帶反應,而第二道屏障是　　　　　　　　　　　　。?
(2)受精卵經(jīng)有絲分裂形成早期胚胎,要經(jīng)歷桑葚胚→囊胚→具有三個胚層的　　　→早期胚胎。胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內進行的,這一時期稱為卵裂期,其特點是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
由于胚胎細胞近一半的基因是外來的,因此母體會做出自然的排斥反應,而胚胎細胞會分泌人絨毛膜促性腺激素(HCG),從而抑制母體　　　　細胞(在特異性免疫中起主要作用的一類細胞)的活動,而阻止排斥反應。?
(3)度過孕早期后,胎盤會向母體大腦釋放一種激素,強行控制母體去補充胎兒所需要的食物。胚胎發(fā)育需要什么營養(yǎng),母體想吃什么,則胎盤是一個裁判,胎盤是由　　　　　　　　　發(fā)育而成。?
(4)胚胎著床深淺影響胚胎發(fā)育,因此在著床中,母體會形成透明纖維層,從而使胚胎細胞不會植入過深。概括地說,遺傳背景近一半與母體不同的胚胎能在母體子宮內存活的生理學基礎是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
解析　(1)進入女性生殖道的精子必須經(jīng)過獲能才具備與卵子結合的能力。而卵子需發(fā)育到減數(shù)分裂Ⅱ中期才成熟,具備與精子受精的能力。防止多精入卵受精有兩道屏障,第一道屏障是透明帶反應,而第二道屏障是卵細胞膜反應。(2)受精卵經(jīng)有絲分裂形成早期胚胎,要經(jīng)歷桑葚胚→囊胚→原腸胚→早期胚胎。卵裂期的特點是細胞分裂方式為有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加,或略有縮小。在特異性免疫中起主要作用的一類細胞是淋巴細胞。(3)胎盤是由囊胚的滋養(yǎng)層細胞發(fā)育而成。(4)遺傳背景近一半與母體不同的胚胎能在母體子宮內存活的生理學基礎是母體與胚胎的相互作用,母體對胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。
答案　(1)獲能　減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)　卵細胞膜反應　(2)原腸胚　細胞分裂方式為有絲分裂,細胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加,或略有縮小　淋巴　(3)囊胚的滋養(yǎng)層細胞　(4)(母體與胚胎的相互作用)母體對胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應
13.(科學探究)中山大學眼科中心主任葛堅領導的研究小組培育成了猴鼠嵌合體——“猴鼠”,期待將成果用于人體角膜等組織或器官的移植?；卮鹣铝袉栴}:

(1)人體器官移植面臨的主要問題有供體器官短缺和　　　　　,目前臨床通過應用免疫抑制劑抑制　　　　　的增殖來提高器官移植的成活率。?
(2)①過程中,培養(yǎng)基需通過　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　來保證無菌、無毒的環(huán)境,然后加入誘導因子,作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。再將皮膚干細胞注入到小鼠囊胚的　　　　　　部位,最終培養(yǎng)成組織或器官。?
(3)實驗中雌鼠和代孕母鼠需要同時注射激素,在操作上稱為　　　　　　　　。②過程中,所選代孕母鼠應滿足的條件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)研究發(fā)現(xiàn)猴鼠嵌合體的器官可替代人體器官,但其表面的某些抗原決定簇仍可引起排異。為此,科學家在猴鼠嵌合體基因組中,導入某些調節(jié)因子對器官進行改造并取得成功,所導入調節(jié)因子的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
解析　(1)人體器官移植面臨的主要問題有供體器官短缺和移植器官后的免疫排斥,由于免疫排斥主要是細胞免疫引起的,因此目前臨床通過應用免疫抑制劑抑制T細胞的增殖來提高器官移植的成活率。(2)圖中①過程為動物細胞培養(yǎng)過程,抗生素能抑制雜菌的生長,故為了防止雜菌污染,培養(yǎng)基需要加入一定量的抗生素,另外還要定期更換培養(yǎng)液,保證無菌、無毒的環(huán)境。在培養(yǎng)基中加入誘導因子的作用是促使皮膚細胞恢復分裂增殖能力。再將皮膚干細胞注入到小鼠囊胚的內細胞團部位,最終培養(yǎng)成組織或器官。(3)胚胎移植時,常采用激素以對供、受體動物進行同期發(fā)情處理。將囊胚移入代孕鼠體內屬于胚胎移植技術,此技術對代孕受體的要求是同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。(4)科學家在猴鼠嵌合體基因組中,導入某些調節(jié)因子對器官進行改造并取得成功,所導入調節(jié)因子的作用是抑制抗原決定簇基因的表達,從而解決移入嵌合體的器官表面的某些抗原決定簇引起的免疫排異。
答案　(1)免疫排斥　T細胞　(2)添加一定量的抗生素并定期更換培養(yǎng)液　促使皮膚細胞恢復分裂增殖能力　內細胞團　(3)同期發(fā)情處理　同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物　(4)抑制抗原決定簇基因的表達

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