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1、课后限时集训41 胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题1(2019山西省高三期末)自然情况下,牛的生育率很低,通过胚胎工程的技术手段,可以实现良种牛的快速繁殖。回答下列问题：(1)自然条件下,哺乳动物的受精作用是在雌性动物的_内完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到_时,说明卵子已经完成受精。(2)釆用胚胎移植的方法,可使一头良种雌性黄牛一年生下数十头自己的后代。该方法的操作过程中需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行_处理。一般来说,胚胎移植的适宜时期是胚胎发育至_阶段。在胚胎移植过程中,移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是_。(3)釆用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种
2、肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是_。采集的精子需要经过_处理,才具备受精能力。一般情况下,符合受精要求的精子和卵子可以在_溶液中完成受精过程。培养早期胚胎时,所用培养液的成分除了一些_类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。解析(1)自然条件下,哺乳动物的受精作用是在雌性动物的输卵管内完成的。当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成受精。(2)胚胎移植操作过程中需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行同期发情处理。一般来说,胚胎移植的适宜时期是胚胎发育至桑椹胚或囊胚阶段。在胚胎移植过程中,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排
3、斥反应,这是移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础。(3)釆用试管动物技术首先要做的是体外受精和早期胚胎培养。采集的精子需要经过获能处理,才具备受精能力。一般情况下,符合受精要求的精子和卵子可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。培养早期胚胎时,所用培养液的成分除了一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。答案(1)输卵管两个极体(2)同期发情桑椹胚或囊胚受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(3)体外受精和早期胚胎培养获能获能(或专用的受精)无机盐和有机盐2(2019柳州市高三模拟)蛛丝蛋白具有强度高,韧性大等一些特点,在
4、医学领域有着诱人的前景。构建蛛丝蛋白基因表达载体将其导入牛的受精卵中,可从牛的乳汁中获取蛛丝蛋白。回答问题：(1)从雌牛的卵巢中采集的卵母细胞需要培养到_期才能进行体外受精；体外受精前,需对精子进行_处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应,如透明带反应和卵细胞膜反应等,其意义是_。(2)体外受精后产生的受精卵应移入发育培养液中继续培养,培养过程中应定期更换培养液,目的是_。在胚胎移植前,需要取囊胚的_细胞做DNA分析进行性别鉴定,进而选用雌性胚胎进行移植,胚胎移植的实质是_。(3)为了进一步扩大繁殖规模,可通过_技术获得同卵多胎,该技术的关键是_。解析(1)从雌牛的卵巢中采集的卵母细胞
5、需要培养到减数第二次分裂中期才能进行体外受精；体外受精前,需对精子进行获能处理。当一个精子进入卵细胞后会激发卵子发生反应,如透明带反应和卵细胞膜反应等,其意义是防止多精入卵。(2)早期胚胎培养过程中定期更换培养液的目的是清除代谢产物,防止细胞代谢积累对细胞造成伤害。在胚胎移植前,DNA分析进行性别鉴定应取囊胚的滋养层细胞,进而选用雌性胚胎进行移植。胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 (3)为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵多胎,该技术的关键是将内细胞团均等分割。答案(1)减数第二次分裂中获能防止多精入卵(2)清除代谢产物,防止细胞代谢积累对细胞造成伤害
6、滋养层早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移(3)胚胎分割将内细胞团均等分割3(2019唐山一中高三模拟)现代生物工程技术推动了畜牧业和生态工程的发展,回答下列相关问题：(1)试管牛培育过程中,体外受精之前通常采用_法对采集的良种公牛精子进行获能处理,即将精子放入_中,诱导精子获能。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在_完成的。(2)哺乳动物的受精过程主要包括_,进入卵细胞膜,_。(3)利用细胞核移植技术繁育良种牛的过程需要进行胚胎移植,移植前需要对供体和受体牛进行_处理,受体对外来胚胎基本不发生_,为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)依据生态工程的_原理
7、,黄河三角洲自然保护区的建立需考虑提高农民经济收入,使保护环境和经济发展相互协调。解析(1)对于牛、羊等家畜的精子获能通常采用化学诱导法,即将精子放入一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,诱导精子获能。精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前(或胎儿时期)完成的,而精子是在初情期之后。(2)受精阶段主要包括：精子穿越放射冠和透明带,进入卵细胞膜,原核形成和融合。(3)胚胎移植前需要对供体和受体牛进行同期发情处理,受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,为胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)建立黄河三角洲自然保护区需考虑提高农民经济收入,依据生态工程的整体
8、性原理,使保护环境和经济发展相互协调。答案(1)化学诱导一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液出生前(或胎儿时期)(2)精子穿越放射冠和透明带原核形成和融合(3)同期发情免疫排斥反应(4)整体性4胚胎工程技术包含的内容很丰富,如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题。 (1)应用1中获得的小牛,其遗传物质来源于_,细胞B的名称是_。(2)应用2中牛完成体内受精的场所是_,刚移植在子宫内的胚胎其发育程度一般为_,胚胎移植后可以通过_从母体获得正常发育所需要的物质。(3)应用3中细胞C、D分别取自_、_。(4)应用4中通过_技术获
9、得二分胚和。解析(1)由以上分析可知应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,因此其遗传物质来源于供体1和供体2；细胞B的名称是M期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)。(2)体内受精的场所为输卵管。胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植,胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质。(3)细胞C来自原始性腺,而细胞D来自早期胚胎。(4)应用4中通过胚胎分割技术获得二分胚和。答案(1)供体1和供体2M期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)(2)输卵管桑椹胚或囊胚胎盘(3)原始性腺(或生殖腺)早期胚胎(囊胚的内细胞团)(4)胚胎分割5
10、(2019中山市第一中学高三模拟)现代生物科技在医学领域有着广阔的应用前景,器官移植已经逐渐应用于临床实践。回答下列问题：(1)人体器官移植面临的主要问题之一是免疫排斥。目前临床上提高器官移植成活率的主要措施是使用_,如类固醇、环孢霉素A等,这些药物可使免疫系统中的_淋巴细胞增殖受阻。(2)哺乳动物的胚胎干细胞可简称为EK细胞。EK细胞可从_中分离出来,这类细胞在功能上具有的最大特点是_。通过对患者的EK细胞进行_,可培育出特定人造组织器官,进而解决免疫排斥问题。(3)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植,但小型猪器官细胞表面的某些抗原仍可引起免疫排斥,科学家利用基因工程将某些调节因
11、子导入小型猪基因组中,以期达到的目的是_。该过程中的_可以从cDNA文库中获取,cDNA文库的构建方法是_。解析(1)目前临床上提高器官移植成活率的主要措施是使用免疫抑制剂,如类固醇、环孢霉素A等,由于排斥反应是由细胞免疫中的T淋巴细胞发挥作用,所以这些药物可使免疫系统中的T淋巴细胞增殖受阻。(2)EK细胞可从早期胚胎或原始性腺中分离出来,这类细胞在功能上具有的最大特点是具有发育的全能性。通过对患者的EK细胞进行定向分化,可培育出特定人造组织器官,进而解决免疫排斥问题。 (3)科学家利用基因工程将某些调节因子导入小型猪基因组中,以期达到的目的是抑制小型猪器官细胞表面抗原的表达。该过程中的目的基
12、因可以从cDNA文库中获取,cDNA文库的构建方法是将某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在受体菌群中。答案(1)免疫抑制剂T(2)早期胚胎或原始性腺具有发育的全能性定向分化(3)抑制小型猪器官细胞表面抗原的表达目的基因将某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在受体菌群中6(2019湖南长郡中学高三模拟)20世纪70年代以后,以基因工程为代表的一大批生物技术成果进入人类的生产和生活,发挥了极大的作用。但是,与其他高新技术一样,生物技术既可以造福人类,也可能在使用不当时给人类带来负面影响甚至灾难。根据所学知识回
13、答下列有关问题：(1)目前关于转基因生物安全性的争论主要集中在_安全、_安全和_安全三个方面,而这三个方面的争论发生的原因主要还是因为转基因生物的特性及其对现存生物和自然环境的影响具有很大的不确定性。例如,由于_,因此在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果。(2)1996年7月5日诞生的克隆羊大大促进了克隆技术的发展,但是多利也陆续表现出一些“早衰”迹象。对于克隆动物的“早衰”原因,目前大体有如下的两种观点：A克隆动物的遗传物质和普通动物有本质上的差异(如端粒过短、基因异常等),因此其早衰是一种本质现象,不可避免。B克隆动物的遗传物质是正常的,目前的早衰迹象是一些技术问题造成的,或者是发育中由于变异而出现的偶然现象,是可以避免的。请在以下研究结果后的横线上,写出其支持的上述观点的标号：美国科学家采用细胞核移植技术,连续培育出6代克隆鼠,每一代的端粒长度都比上一代略长。支持_。在上述连续克隆实验中,每一代克隆都比上一代更加困难,总体成功率低于一般水平。支持_。美国哈佛医学院一个研究团队通过多种手段修复染色体组蛋白上的某些异常,可以将小鼠克隆的成功率从不到1%提高到8%左右。支持_
