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1、【2019最新】精选高考生物总复习课时作业38胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题时间 / 30分钟基础巩固1.如图K38-1是某科研小组设计的用“精子介导基因转移法”培育转基因山羊(2n)的流程图。据图回答下列问题:图K38-1(1)“精子介导基因转移法”是利用精子易于与外源基因结合的能力,通过图中的过程,将精子作为外源基因的,由的精子经过过程,将外源基因送入卵母细胞。(2)进行过程的卵母细胞应处于期,此时细胞中含个染色体组。受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和。(3)过程需要在(写出两点)等条件下进行。(4)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或所进行的多种显微操作和处理技术。过程涉及的
2、胚胎工程技术是。2.胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快,回答下列问题:(1)在哺乳动物的核移植实验中,一般通过(物理方法)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育,当胚胎发育到阶段时,将胚胎植入另一雌性(代孕)动物体内。(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理。另外,培养的卵母细胞需要发育至,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是。(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、终止子、标记基
3、因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的(填“受精卵”或“乳腺细胞”),导入方法是。3.2017辽宁五校联考 胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。请根据动物受精和早期胚胎发育过程回答下列问题: (1)在动物体内卵子的发生过程中,减数第一次分裂完成的时间是在雌性个体。当次级卵母细胞发育到期时才具备与精子受精的能力,受精的场所是。判断卵子是否受精的重要标志是。(2)受精过程中防止多精入卵的两道屏障是和。(3)胚胎发育过程首先是卵裂,所得每个子细胞的体积比受精卵。胚胎发育到期会导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫作孵化。(4
4、)胚胎干细胞是从囊胚的或中分离出来的一类细胞,在人类疾病治疗和科学研究中有着广泛的应用。4.2017成都二模 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)哺乳动物精子的发生在内完成,卵子的发生在内完成。自然条件下,受精是在雌性动物的内完成的。(2)采用胚胎移植的方法,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,还要用激素处理使该良种母牛。(3)采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和。体外受精主要包括、和受精等几个主要步
5、骤。能力提升5.如图K38-2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。据图回答下列问题:(1)应用1为获得克隆牛的过程,从活体牛的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到期,并通过去除卵母细胞中的细胞核。最终克隆动物的遗传物质来自。图K38-2(2)应用2为获得试管牛的过程,在前,需要对采集的优良公牛的精子用法进行获能处理。胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序,胚胎能够在受体内存活的生理基础是。(3)应用3中的细胞C取自牛胎儿的。应用4在获得二分胚和的同时,需要取囊胚的细胞做DNA分析进行性别鉴定。6.2017洛阳二模 我国全面二孩政策已于2016年1月1日起
6、正式实施。十二年前,产妇朱女士利用试管婴儿技术,成功生下一个男孩。2016年3月,朱女士决定生育第二个孩子,医院找到当年为她冷冻的“胚胎”过捡胎等程序,朱女士已成功怀孕12周。冷冻12年后复苏、植入,该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。请回答以下相关问题:(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,在取卵前通常需要注射促性腺激素,而不通过服用雌激素来促进更多的卵泡发育,原因是过量的雌激素会通过,从而影响卵巢的发育。在体外受精前,医生借助探测仪等工具用吸卵针从朱女士卵巢中吸取卵母细胞,随后将取出的卵母细胞置于与中相似的环境中,让它进一步发育成熟。受精过程中,精子顶体内含有的顶体酶能协助精子穿
7、过卵子的,最终进入卵内完成受精。(2)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样,都需要满足及营养等条件。对移植的胚胎进行性别鉴定时,要先从胚胎细胞中提取DNA,再利用PCR技术扩增,最后进行基因检测。下列关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验叙述,错误的有。A.人血液中的红细胞可作为提取DNA的材料B.DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水C.加入冷酒精后要用玻璃棒快速地搅拌D.DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后变蓝(3)若做试管婴儿的夫妇中,妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷),丈夫正常,则子女患病情况为。那么这对夫妇要想获得健康的孩子,可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”
8、(医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核,接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程,除运用胚胎工程的技术手段外,还要特别运用技术。综合拓展7.2017江西上饶模拟 目前,精子载体法逐渐成为具有诱惑力的制备转基因动物的方法之一,该方法将精子作为外源基因的载体,使精子携带外源基因进入卵细胞受精。如图K38-3表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。请据图回答:图K38-3(1)精子载体法过程中外源基因能够整合到精子的上是提高转化率的关键,因为受精时只有精子的才能进入卵细胞中。(2)过程采用的是技术,该过程中应对已经导入外源基因的精子进行处理
9、。(3)利用转基因动物分泌的乳汁来生产药物的反应器是科学家将药用蛋白基因与的启动子等调控组件重组在一起,然后导入哺乳动物的受精卵中,最终培养出转基因动物。(4)过程需要在(至少写出两点)等条件下进行。由于人们对动物细胞所需营养物质还没有完全搞清楚,因此在培养细胞时需在培养基中加入。课时作业(三十八)1.(1)载体获能(2)减数第二次分裂中1卵细胞膜反应(3)无菌无毒、适宜的温度和pH、营养充足、含95%空气加5%CO2的混合气体(答出两点即可)(4)配子胚胎移植解析 题图中过程为将外源基因导入精子,为体外受精,为早期胚胎培养,为胚胎移植。“精子介导基因转移法”就是先将外源基因导入精子,将精子作
10、为外源基因的载体,通过体外受精将外源基因导入卵母细胞。卵母细胞需培养至M中期才能进行受精作用,此时细胞中只有一个染色体组。动物细胞培养需要满足的条件:无菌无毒的环境、营养充足、适宜的温度和pH、含95%空气加5% CO2的混合气体环境等。2.(1)电脉冲(电刺激)桑椹胚或囊胚(2)获能减数第二次分裂中期(3)体细胞分化程度高,不易恢复全能性(4)人干扰素基因(目的基因)受精卵显微注射法解析 (1)在哺乳动物的核移植实验中,一般通过电脉冲(电刺激)将受体细胞激活,使其进行细胞分裂并发育;胚胎移植时,需要胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植。(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体
11、外成功结合,需要对精子进行获能处理;另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂中期。(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是体细胞分化程度高,不易恢复全能性。(4)目的基因转入动物细胞最有效的方法是显微注射法;培育转基因动物时,通常选用受精卵作为受体细胞,因为受精卵的全能性最高;若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所构建的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因(目的基因)、终止子、标记基因和复制原点等。3.(1)排卵前后M中输卵管在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体(2)透明带反应卵细胞膜反应(3)小囊胚(4)
12、内细胞团原始性腺解析 (1)在动物体内卵子的发生过程中,减数第一次分裂发生在排卵前后。当次级卵母细胞发育到M中期时才具备与精子受精的能力,受精的场所是输卵管。判断卵子是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。(2)受精过程中,防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。(3)胚胎发育过程首先是卵裂,该过程中细胞通过有丝分裂方式增殖,细胞数目增加,但胚胎的体积不变或略微减小,因此所得每个子细胞的体积比受精卵小。胚胎发育到囊胚期会导致透明带破裂,胚胎从中伸展出来,这一过程叫作孵化。(4)胚胎干细胞是从早期胚胎(囊胚的内细胞团)或原始性腺中分离出来的一类细胞,在人类疾病治
13、疗和科学研究中有着广泛的应用。4.(1)睾丸卵巢输卵管(2)同期发情超数排卵(3)早期胚胎培养卵母细胞的采集精子的获能解析 (1)哺乳动物精子的发生在睾丸内完成,卵子的发生在卵巢内完成。自然条件下,受精是在雌性动物的输卵管内完成的。(2)胚胎移植时需要用激素对该良种母牛和代孕母牛进行同期发情处理,保证胚胎移植入相同的生理环境,还要用激素(促性腺激素)处理使该良种母牛超数排卵。(3)试管动物技术中首先要做的是体外受精和早期胚胎培养。体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。5.(1)减数第二次分裂中(M中)显微操作供体1和供体2(2)体外受精化学诱导受体对移入子宫的外来胚胎
14、基本上不发生免疫排斥反应(3)原始性腺滋养层解析 应用1:供体1提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛。应用2:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再将胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属有性生殖。应用3:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。应用4:采用了胚胎分割技术。(1)从活体牛的卵巢中吸取的卵母细胞需要在体外培养到减数第二次分裂中期;核移植时,需要采用显微操作去除卵母细胞中的细胞核;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。(2)在受精前,需要对精子进行获能处理,对于牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中,受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这是胚胎能够在受体内存活的生理基础。(3)胚胎干细胞来自早期胚胎或原始性腺,因此应用3中的细胞C取自胎儿的原始性腺,取囊胚的滋养层细胞可做DNA分析
