2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程3.2胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE7-胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(20分鐘·70分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.采集的卵母細(xì)胞,都要在體外經(jīng)人工培育成熟后,才能與獲能的精子受精,以下緣由不正確的是 ()A.卵子從輸卵管中沖出也要經(jīng)驗(yàn)類似精子獲能的過程B.動物排出的卵子成熟程度不同C.體外人工培育至MⅡ期時(shí),才算成熟D.沖出的卵子還須要培育一段時(shí)間由小變大【解析】選D。沖出的卵子還不成熟,只有在體外培育至MⅡ期時(shí),才具有與精子受精的實(shí)力,該過程類似精子獲能過程,選項(xiàng)A、C正確;動物排出的卵子成熟程度不同,選項(xiàng)B正確;沖出的卵子體外培育的目的是促其成熟,使其具有與精子受精的實(shí)力,而其大小改變不大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖為試管嬰兒培育過程的示意圖。有關(guān)敘述不正確的是 ()A.過程①中可通過注射促性腺激素增加排卵數(shù)量B.過程②與細(xì)胞膜的流淌性有關(guān)C.過程③的培育液中應(yīng)當(dāng)添加血清D.過程④要到桑葚胚或囊胚階段才能進(jìn)行【解析】選D。過程①為排卵,可以通過注射促性腺激素增加排卵數(shù)量,A正確;過程②涉及細(xì)胞膜的融合,與細(xì)胞膜的流淌性有關(guān),B正確;過程③培育受精卵的培育液中應(yīng)添加動物血清,C正確;過程④為胚胎移植,不同動物胚胎移植的時(shí)間不同,人的體外受精胚胎可在8～16個(gè)細(xì)胞階段移植,D錯(cuò)誤。3.如圖表示哺乳動物胚胎工程的有關(guān)操作流程。下列敘述正確的是 ()A.①過程運(yùn)用超數(shù)排卵技術(shù)可得到多個(gè)胚胎B.③過程可以用胃蛋白酶處理囊胚獲得干細(xì)胞C.④過程須要在二氧化碳培育箱中進(jìn)行D.⑤過程可以干脆獲得各種類型的細(xì)胞【解析】選C。經(jīng)超數(shù)排卵技術(shù)得到的是多個(gè)卵子而非胚胎,A錯(cuò)誤。胃蛋白酶的相宜pH為1.5～2,不適于干細(xì)胞生存,B錯(cuò)誤。胚胎干細(xì)胞需培育在二氧化碳培育箱中,C正確。很多細(xì)胞的產(chǎn)生須要特定的條件,比如有些免疫細(xì)胞須要抗原的刺激,D錯(cuò)誤。4.供、受體母牛選擇好后,要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理的緣由是 ()A.防止受體牛不情愿接受胚胎B.只有受體與供體的生理狀態(tài)相同,被移植的胚胎才能接著正常發(fā)育C.大量提高供、受體的排卵量D.同期發(fā)情處理后,卵子和精子受精結(jié)合實(shí)力強(qiáng)【解析】選B。利用某些激素對供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理,使其生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一樣,這樣才能使供體的胚胎移入受體后,具有相同或相像的生存條件,并且接著完成正常的發(fā)育。5.下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.對受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理B.人工授精后的肯定時(shí)間內(nèi),收集供體原腸胚用于胚胎分割C.利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎D.一次給受體母羊植入多個(gè)胚胎,可增加雙胞胎和多胞胎的比例【解析】選B。在進(jìn)行胚胎移植時(shí)須要對受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們處于相同的生理狀態(tài),A正確;胚胎分割應(yīng)當(dāng)取形態(tài)正常、發(fā)育良好的桑葚胚或囊胚進(jìn)行,B錯(cuò)誤;胚胎分割技術(shù)屬于無性繁殖,可獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎,C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,D正確。6.我國首例“虎獅獸”在南京紅山動物園誕生。它是利用了雄虎的精子和雌獅的卵子進(jìn)行“體外受精”而產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.在體外受精前,要對精子進(jìn)行獲能處理B.用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵細(xì)胞膜便于精子進(jìn)入C.抽取精子、卵子的細(xì)胞核進(jìn)行融合D.精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵【解析】選A。在體外受精過程中,須要對采集的精子進(jìn)行獲能處理,A正確;卵子只須要培育到MⅡ期即可與精子進(jìn)行受精作用,無須去掉卵細(xì)胞膜,B錯(cuò)誤;只要在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程,無須進(jìn)行細(xì)胞核融合操作,C錯(cuò)誤;在受精作用過程中,卵細(xì)胞會產(chǎn)生兩道屏障防止多精入卵,無須人工處理,D錯(cuò)誤。7.(2024·江蘇高考改編)小鼠胚胎干細(xì)胞經(jīng)定向誘導(dǎo)可獲得多種功能細(xì)胞,制備流程如圖所示。下列敘述正確的是 ()A.為獲得更多的囊胚,采納激素注射促進(jìn)雄鼠產(chǎn)生更多的精子B.細(xì)胞a和細(xì)胞b內(nèi)含有的核基因不同,所以全能性凹凸不同C.用胰蛋白酶將細(xì)胞a的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細(xì)胞D.胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)出的各種細(xì)胞都需在CO2培育箱中進(jìn)行培育【解析】選D。本題主要考查了細(xì)胞工程和胚胎工程的相關(guān)學(xué)問。為了獲得更多的囊胚,可以采納激素注射促進(jìn)成熟雌性個(gè)體超數(shù)排卵,然后將卵細(xì)胞從母體內(nèi)取出,在試管內(nèi)與人工采集的精子進(jìn)行體外受精,培育成胚胎,A錯(cuò)誤;細(xì)胞a和細(xì)胞b是由同一個(gè)受精卵經(jīng)過有絲分裂形成的,故核基因相同,B錯(cuò)誤;運(yùn)用細(xì)胞培育技術(shù)可以從哺乳動物的早期胚胎中獲得胚胎干細(xì)胞,首先必需用胰蛋白酶處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),分解細(xì)胞間的膠原蛋白等,使之分散成單個(gè)細(xì)胞,C錯(cuò)誤;動物細(xì)胞培育時(shí)須要在5%CO2的培育箱中進(jìn)行培育,以維持培育液的pH,D正確。二、非選擇題(共2小題,共35分)8.(17分)如圖是克隆羊的培育流程圖,依據(jù)所學(xué)學(xué)問回答下列問題:(1)培育克隆羊時(shí)用到的卵母細(xì)胞可以從屠宰場收集,并在體外培育到________________期。

(2)通過__________法吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核,微型吸管除了將細(xì)胞核吸出外,往往還會將________________一并吸出。

(3)去核的卵母細(xì)胞與供體細(xì)胞通過________________后融合,供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞,構(gòu)建成重組胚胎,融合后的重組胚胎,須要用物理或化學(xué)的方法進(jìn)行激活,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。

(4)將發(fā)育到肯定階段的重組胚胎,移植到同種的且____________相同的其他雌性動物體內(nèi),使之接著發(fā)育,最終形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活,是因?yàn)榇凶訉m并不會對其發(fā)生________________,同時(shí)能夠與受體子宮建立正常的____________聯(lián)系。

(5)欲培育高產(chǎn)奶山羊這一優(yōu)良品種,對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí),宜取囊胚期的__________細(xì)胞進(jìn)行鑒定。

【解析】(1)培育克隆羊時(shí)用到的卵母細(xì)胞可以從屠宰場收集,并在體外培育到MⅡ期。(2)通過顯微操作法吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核,微型吸管除了將細(xì)胞核吸出外,往往還會將第一極體一并吸出。(3)去核的卵母細(xì)胞與供體細(xì)胞通過電激后融合,供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞,構(gòu)建成重組胚胎。(4)將發(fā)育到肯定階段的重組胚胎,移植到同種的且生理狀態(tài)相同的其他雌性動物體內(nèi),使之接著發(fā)育,最終形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活,是因?yàn)榇凶訉m并不會對其發(fā)生免疫排斥反應(yīng),同時(shí)能夠與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系。(5)欲培育高產(chǎn)奶山羊這一優(yōu)良品種,對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí),宜取囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行鑒定。答案:(1)MⅡ(2)顯微操作第一極體(3)電激(4)生理狀態(tài)免疫排斥反應(yīng)生理和組織(5)滋養(yǎng)層9.(18分)科研人員利用基因編輯技術(shù)刪除小鼠母本基因組的相關(guān)印記區(qū)域,培育出了由母本單倍體干細(xì)胞融合發(fā)育而來的孤雌生殖小鼠,為探究生殖奇妙作出了貢獻(xiàn)。過程見圖:(1)上圖孤雌小鼠的獲得,用到動物細(xì)胞培育、________、________、胚胎移植等生物技術(shù)。

(2)常用的基因編輯系統(tǒng)是crispr-Cas9,其過程為:先讓一段RNA與特征DNA序列結(jié)合,由此引導(dǎo)Cas9酶對特征DNA序列切割。因?yàn)椤耙欢蜶NA”能與特征DNA序列________,才能特異性結(jié)合。Cas9酶作用于特征DNA序列的________________________________________________(填DNA分子的相關(guān)結(jié)構(gòu))。

(3)上圖中的“卵母細(xì)胞”應(yīng)處于________________(時(shí)期)。用卵母細(xì)胞培育孤雌小鼠簡單勝利,其緣由是________________________。并且由上述卵母細(xì)胞發(fā)育而來的胚胎能在代孕母鼠體內(nèi)存活的緣由是____________________________________________________________________。

【解析】(1)識圖分析可知,科研人員用動物細(xì)胞培育成多個(gè)細(xì)胞或組織,利用核移植技術(shù)使卵母細(xì)胞與新核融合,體外培育胚胎至桑葚胚或囊胚后移植胚胎進(jìn)入代孕母鼠體內(nèi)。(2)讓一段RNA與目標(biāo)特征DNA序列的堿基互補(bǔ)配對后兩者才能結(jié)合。Cas9酶與DNA的基因靶點(diǎn)結(jié)合時(shí)發(fā)生了構(gòu)象改變,酶功能區(qū)對靶標(biāo)DNA進(jìn)行定位切割DNA分子的磷酸二酯鍵,刪除基因。(3)傳統(tǒng)的細(xì)胞核移植技術(shù)中,受體卵母細(xì)胞處于MⅡ中期。因?yàn)槁涯讣?xì)胞體積大,易操作,含促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì),卵母細(xì)胞所含養(yǎng)分物質(zhì)豐富,所以用卵母細(xì)胞培育孤雌小鼠簡單勝利。代孕母鼠子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),是胚胎能在代孕母鼠體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)。答案:(1)動物細(xì)胞核移植早期胚胎培育(2)堿基互補(bǔ)配對磷酸二酯鍵(3)MⅡ中期(減數(shù)其次次分裂中期)卵母細(xì)胞體積大,易操作;含促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì);卵母細(xì)胞所含養(yǎng)分物質(zhì)豐富代孕母鼠子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(10分鐘·30分)1.(6分)據(jù)《細(xì)胞報(bào)告》最近報(bào)道,我國科學(xué)家勝利將小鼠的顆粒細(xì)胞(卵泡中卵母細(xì)胞四周的細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為GV卵母細(xì)胞,進(jìn)而復(fù)原減數(shù)分裂并順當(dāng)培育出健康后代(如圖)。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.過程①的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)B.X細(xì)胞應(yīng)處于減數(shù)分裂Ⅱ中期C.過程③中受精的實(shí)質(zhì)是雌雄原核融合D.過程③選擇原腸胚進(jìn)行胚胎移植【解析】選D。過程①是將小鼠的顆粒細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)成為多能干細(xì)胞的過程,其實(shí)質(zhì)是定向誘導(dǎo)分化使基因進(jìn)行選擇性表達(dá),A正確;體外受精時(shí)卵母細(xì)胞X應(yīng)培育到減數(shù)分裂Ⅱ中期,B正確;過程③體外受精的實(shí)質(zhì)是雌雄原核融合,C正確;進(jìn)行胚胎移植的時(shí)期一般是桑葚胚或囊胚,也可以是更早的時(shí)期,D錯(cuò)誤。2.(6分)(不定項(xiàng))“三親嬰兒”技術(shù)是指取出患病母親卵母細(xì)胞的核,導(dǎo)入女性捐贈者的去核卵細(xì)胞中,再將重構(gòu)卵母細(xì)胞和父親的精子結(jié)合。下列有關(guān)“三親嬰兒”的敘述,正確的是 ()A.該技術(shù)可以有效降低生下線粒體遺傳疾病嬰兒的概率B.女性捐贈者供應(yīng)的遺傳物質(zhì)不遵循孟德爾遺傳規(guī)律C.“三親嬰兒”與正常的“雙親嬰兒”相比,核DNA增加D.該技術(shù)的遺傳物質(zhì)來自多個(gè)親本,涉及倫理爭議【解析】選A、B、D。由題圖可知,重組卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)主要來自捐獻(xiàn)者,可避開母親的線粒體遺傳基因傳遞給后代,A正確;捐獻(xiàn)者只是供應(yīng)了卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),所以其供應(yīng)的遺傳物質(zhì)不遵循孟德爾遺傳規(guī)律,B正確;“三親嬰兒”與正常的“雙親嬰兒”的核DNA一樣多,均是來自母親和父親供應(yīng)的細(xì)胞核,C錯(cuò)誤;“三親嬰兒”的遺傳物質(zhì)來自一個(gè)父親、兩個(gè)母親,存在倫理爭議,D正確。【試驗(yàn)·探究】3.(18分)試驗(yàn)嵌合體是了解哺乳動物發(fā)育機(jī)制的關(guān)鍵點(diǎn),也能為不同多潛能干細(xì)胞狀態(tài)的潛能供應(yīng)詢問的來源。將猴子的皮膚干細(xì)胞注射到小鼠的囊胚里,再將囊胚移入代孕鼠體內(nèi)發(fā)育形成猴鼠嵌合體——猴鼠,可用于器官的移植探討。請回答下列問題:(1)推斷哺乳動物的受精過程完成的重要標(biāo)記是__________________________________________________。

(2)胚胎干細(xì)胞的培育和誘導(dǎo)等操作均需在嚴(yán)格的無菌、無毒環(huán)境條件下操作,可以實(shí)行的措施有__________________________。胚胎干細(xì)胞體外培育誘導(dǎo)分化可形成大量皮膚干細(xì)胞,其緣由是__________。依據(jù)胚胎干細(xì)胞的這種功能特性,當(dāng)我們身體的某一類細(xì)胞功能出現(xiàn)異樣或退化時(shí),利用胚胎干細(xì)胞的治療思路是____________________________。

(3)將猴子的皮膚干細(xì)胞注射到小鼠囊胚的__________部位能獲得所需組織,再將囊胚移入代孕鼠體內(nèi),此技術(shù)對代孕受體的要求是______________________。在畜牧生產(chǎn)中采納這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是____________________________,若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率,可采納________技術(shù)。

【解析】(1)推斷哺乳動物的受精過程是否完成的重要標(biāo)記是雌、雄原核融合成合子。(2)胚胎干細(xì)胞的培育和誘導(dǎo)等操作均需在嚴(yán)格的無菌、無毒環(huán)境條件下操作,可以實(shí)行的措施有添加抗生素和定期更換培育液。胚胎干細(xì)胞體外培育誘導(dǎo)分化可形成大量皮膚干細(xì)胞,其緣由是胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性。依據(jù)胚胎干細(xì)胞的這種功能特性,當(dāng)我們身體的某一類細(xì)胞功能出現(xiàn)異樣或退化時(shí),可以通過誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞(ES或EK細(xì)胞)定向分化來剛好修補(bǔ)