PAGEPAGEPAGE7胚胎工程及生物技術(shù)的平安性和倫理問題一、基礎(chǔ)題點(diǎn)練1．精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來。精卵識別后，頂體釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．細(xì)胞中溶酶體酶的釋放可造成細(xì)胞裂解B．精子游向卵子所需的能量主要來自線粒體C．受精卵的形成依靠于生物膜的選擇透過性D．受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方解析：選C溶酶體是“消化車間”，能夠分解蒼老、損傷的細(xì)胞器，因此細(xì)胞中溶酶體酶的釋放可造成細(xì)胞裂解；精子游向卵子所需的能量主要來自聚集在精子尾部的線粒體鞘；受精卵的形成依靠于生物膜的流淌性；受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相互融合，使彼此的染色體匯合在一起，因此受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方。2．下列關(guān)于高等哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述，正確的是()A．囊胚的每一個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞B．原腸胚起先出現(xiàn)細(xì)胞分化并形成兩個胚層C．胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系D．從受精卵到桑椹胚時期，細(xì)胞的相對表面積漸漸減小解析：選C囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)屬于全能細(xì)胞，滋養(yǎng)層細(xì)胞不是，桑椹胚的細(xì)胞都是全能細(xì)胞；囊胚期起先出現(xiàn)細(xì)胞分化；胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系；從受精卵到桑椹胚時期，卵裂球的總體積基本不變，因此單個細(xì)胞的體積縮小，因此細(xì)胞的相對表面積漸漸變大。3．梅花鹿屬于單胎動物，季節(jié)性發(fā)情，育種工作者希望通過胚胎工程技術(shù)對優(yōu)良品種進(jìn)行擴(kuò)大繁殖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個卵子B．培育早期胚胎的培育液中含有維生素、激素等多種能源物質(zhì)C．當(dāng)受體數(shù)量有限時，可采納胚胎分割技術(shù)以獲得更多的后代D．梅花鹿的胚胎形成后始終處于游離狀態(tài)，為胚胎收集供應(yīng)可能解析：選A給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個卵子；維生素、激素都不是能源物質(zhì)；梅花鹿屬于單胎動物，因此當(dāng)受體數(shù)量有限時，無法通過胚胎分割技術(shù)獲得更多的后代；梅花鹿的胚胎形成后，在肯定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這為胚胎的收集供應(yīng)了可能。4．下列關(guān)于治療性克隆和生殖性克隆的說法，錯誤的是()A．運(yùn)用病人自己的細(xì)胞產(chǎn)生胰島細(xì)胞以治療糖尿病屬于治療性克隆B．將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育出嬰兒的過程屬于生殖性克隆C．治療性克隆屬于無性生殖，生殖性克隆屬于有性生殖D．治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均須要應(yīng)用動物細(xì)胞培育和核移植技術(shù)解析：選C要把病人的胚胎干細(xì)胞在肯定的條件下，通過離體培育和誘導(dǎo)分化形成胰島細(xì)胞以治療糖尿病，屬于治療性克??；生殖性克隆就是以產(chǎn)生新個體為目的克隆，即用生殖技術(shù)將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育出嬰兒的過程；治療性克隆和生殖性克隆都屬于無性生殖；治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均須要應(yīng)用動物細(xì)胞培育和核移植技術(shù)。5．如圖表示利用二倍體小鼠所做的試驗(yàn)，下列分析合理的是()A．過程①中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加B．圖中囊胚的細(xì)胞基因型都相同C．代孕母鼠需進(jìn)行同期發(fā)情處理D．嵌合體幼鼠是四倍體解析：選C卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目不斷增加，但有機(jī)物總量在不斷削減；圖中囊胚的細(xì)胞基因來自兩種小鼠，故有些細(xì)胞基因型不相同；胚胎移植技術(shù)中，進(jìn)行該操作前須要對受體雌鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理；嵌合體幼鼠細(xì)胞中染色體并未加倍，仍是二倍體。6.動物細(xì)胞培育是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)，如圖所示，abc表示現(xiàn)代工程技術(shù)，①②③分別表示其結(jié)果，下列說法正確的是()A．若a是體細(xì)胞核移植技術(shù)，則①反映了動物體細(xì)胞也具有全能性B．若c是胚胎分割技術(shù)，則③中個體的基因型和表現(xiàn)型肯定相同C．若b是體外受精技術(shù)，則②為良種家畜快速大量繁殖供應(yīng)了可能D．①②③中作為受體的動物品種是珍惜的或存量少的雌性動物解析：選C若a是體細(xì)胞核移植技術(shù)，則①反映了動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性；胚胎分割技術(shù)所得個體的基因型完全相同，但表現(xiàn)型不肯定完全相同，因?yàn)楸憩F(xiàn)型還受環(huán)境的影響；若b是體外受精技術(shù)，則②為試管動物，這為良種家畜快速大量繁殖供應(yīng)了可能；①②③中作為供體的動物品種是珍惜的或存量少的雌性動物，而受體只要健康和具有良好的繁殖實(shí)力同種個體即可，不須要是珍惜或存量少的雌性動物。二、高考題型練7．請完成下列有關(guān)胚胎工程的相關(guān)問題：(1)胚胎發(fā)育的不同時期有著不同的改變特點(diǎn)，如：________期以前的細(xì)胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能；________期的滋養(yǎng)層發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。(2)體外受精過程中，對精子進(jìn)行獲能處理的方法有：________和____________。(3)胚胎的早期培育過程，培育液的成分應(yīng)包括：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、________和核苷酸等養(yǎng)分物質(zhì)，以及動物血清等自然成分。(4)胚胎移植能夠移植勝利的生理學(xué)基礎(chǔ)是__________________________________，這為胚胎在受體內(nèi)的存活供應(yīng)了可能。胚胎移植事實(shí)上是____________和____________共同繁殖后代的過程。進(jìn)行胚胎移植的優(yōu)勢是________________________________________。解析：(1)在囊胚期細(xì)胞起先出現(xiàn)分化，在桑椹胚及以前時期細(xì)胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，囊胚期滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。(2)對精子進(jìn)行獲能處理：包括培育法和化學(xué)誘導(dǎo)法。(3)胚胎的早期培育過程，培育液的成分應(yīng)包括無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、激素和核苷酸等養(yǎng)分物質(zhì)，以及動物血清等自然成分。(4)胚胎移植能夠移植勝利的生理學(xué)基礎(chǔ)是受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活供應(yīng)了可能。胚胎移植事實(shí)上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖實(shí)力。答案：(1)桑椹胚囊胚(2)培育法化學(xué)誘導(dǎo)法(3)激素(4)受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)生產(chǎn)胚胎的供體孕育胚胎的受體可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力8．長期以來優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年發(fā)展起來的生物工程技術(shù)使優(yōu)良種畜的繁殖大大加速。下面是科學(xué)家快速繁殖良種奶牛的兩種方法，請據(jù)圖完成下列問題：(1)在試管牛E和克隆牛G的培育過程中都必需用到的生物技術(shù)有____________、____________。(2)用來促進(jìn)B牛多排卵的激素由哪個腺體分泌________，E牛的性別是________，G牛的性別是________。(3)試管牛技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過程的相同之處是____________________________，不同點(diǎn)在于______________________________________。(4)防止多精入卵的生理反應(yīng)有________________________________，頂體反應(yīng)發(fā)生時，釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是________________。解析：(1)試管牛E的培育采納了體外受精、早期胚胎培育和胚胎移植技術(shù)，克隆牛G的培育采納了核移植、早期胚胎培育和胚胎移植技術(shù)，因此試管牛E和克隆牛G的培育過程中都用到了早期胚胎培育和胚胎移植技術(shù)。(2)給母牛注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵，促性腺激素是由垂體分泌的；試管牛E是由受精卵發(fā)育形成的，而圖中的精子未標(biāo)明是含X染色體的精子還是含Y染色體的精子，因此E的性別是雌性或雄性。G牛的核遺傳物質(zhì)都來自母牛C，因此其性別是雌性。(3)試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培育發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。試管牛技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過程的相同之處是雙親生殖細(xì)胞都融合為合子，不同點(diǎn)在于試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物。(4)防止多精入卵的生理反應(yīng)有透亮帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng)，頂體反應(yīng)發(fā)生時，釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是放射冠和透亮帶。答案：(1)早期胚胎培育胚胎移植(2)垂體雌性或雄性雌性(3)雙親生殖細(xì)胞都融合為合子試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物(4)透亮帶反應(yīng)、卵細(xì)胞膜反應(yīng)放射冠和透亮帶9．葉綠體轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將外源基因整合到葉綠體基因組中，該技術(shù)能有效改良植物的品質(zhì)。請回答。(1)為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中其他植物體內(nèi)，科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中，其緣由是________。(填編號)A．葉綠體基因組不會進(jìn)入生殖細(xì)胞中B．植物雜交的后代不會出現(xiàn)肯定的性狀分別比C．轉(zhuǎn)基因植物中的質(zhì)基因與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因溝通D．轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因溝通(2)來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達(dá)，據(jù)此分析，緣由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)對大多數(shù)高等植物而言，與傳統(tǒng)的細(xì)胞核轉(zhuǎn)基因相比，葉綠體轉(zhuǎn)基因更穩(wěn)定，其遺傳方式________(填“遵循”或“不遵循”)分別定律，不會隨________(填“花粉”或“卵細(xì)胞”)傳給后代，從而保持了________(填“父本”或“母本”)的遺傳特性。解析：(1)葉綠體不會進(jìn)入精子，可以進(jìn)入卵細(xì)胞；花粉中含有精子，其幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體基因組中后，就不會通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物；轉(zhuǎn)基因植物與同種的其他植物間能通過花粉發(fā)生基因溝通，沒有生殖隔離。(2)由于葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似或由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似，因此來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達(dá)。(3)葉綠體轉(zhuǎn)基因?qū)儆诩?xì)胞質(zhì)遺傳，具有母系遺傳特點(diǎn)，而基因分別定律是細(xì)胞核遺傳，因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不遵循基因分別定律。花粉中細(xì)胞質(zhì)較少，受精卵中細(xì)胞質(zhì)幾乎全來自卵細(xì)胞，因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不會隨著花粉遺傳給后代。答案：(1)C(2)葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似(由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似)(3)不遵循花粉母本10．人的血清白蛋白在臨床上需求量很大，通常從人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人類感染性病原體造成的威逼與日俱增，使人們對血液制品顧慮重重。假如應(yīng)用肯定的生物工程技術(shù)，將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中，利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能。大致過程如下：a．將人體血清白蛋白基因?qū)搿澳膛Ｅ咛ァ钡募?xì)胞中，形成重組細(xì)胞①；b．取出重組細(xì)胞①的細(xì)胞核，注入去核牛卵細(xì)胞中，形成重組細(xì)胞②；c．電脈沖刺激重組細(xì)胞②促使其形成早期胚胎；d．將胚胎移植到母牛的子宮內(nèi)，最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。請回答下列問題：(1)重組細(xì)胞①和②中________(填“①”或“②”)實(shí)現(xiàn)了基因的重組。(2)在試驗(yàn)過程a中要選擇________(填“雌性”或“雄性”)奶牛胚胎，方法是__________________________________________________。(3)試驗(yàn)過程a人血清白蛋白基因須要與________的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，選擇這些調(diào)控組件的目的是____________________________________。(4)若將早期胚胎分別成若干個胚胎細(xì)胞，讓其分別發(fā)育成小牛，這些小牛的基因型________(填“相同”或“不同”)，此項(xiàng)技術(shù)稱為____________，操作過程須要特殊留意的是____________________________。(5)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(ES細(xì)胞)，培育如下：早期胚胎→內(nèi)細(xì)胞團(tuán)→胚胎干細(xì)胞。在培育過程中，可以用____________處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個細(xì)胞。在飼養(yǎng)層上培育可維持細(xì)胞________________的狀態(tài)。解析：(1)重組細(xì)胞①實(shí)現(xiàn)了基因的重組，重組細(xì)胞②實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的重組。(2)只有雌性奶牛能分泌乳汁，所以過程a須要選擇雌性奶牛的胚胎，可在胚胎發(fā)育至囊胚階段時，取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定。(3)過程a人血清白蛋白基因須要與運(yùn)載體的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，選擇這些調(diào)控組件的目的是有利于人血清白蛋白基因的表達(dá)。(4)由于來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此這些小牛的基因型相同，此項(xiàng)技術(shù)為胚胎分割技術(shù)，在操作過程中需留意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(5)在培育過程中，可以用胰蛋白酶處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，使之分散成單個細(xì)胞。在飼養(yǎng)層上培育可維持細(xì)胞只增殖不分化的狀態(tài)。答案：(1)①(2)雌性在胚胎發(fā)育至囊胚階段時，取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定(3)運(yùn)載體有利于人血清白蛋白基因的表達(dá)(4)相同胚胎分割將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(5)胰蛋白酶只增殖不分化11．2016年4月6日，世界上首個擁有“三位親生父母”的健康男嬰在墨西哥誕生。其培育過程采納如圖技術(shù)路途。據(jù)圖回答下列問題：(1)由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少，捐獻(xiàn)者在取卵前通常須要注射________激素，促使一次有更多的卵泡發(fā)育。受捐者也要注射相關(guān)激素，目的是________________________。(2)重組細(xì)胞需培育到MⅡ中期的緣由是該時期的卵母細(xì)胞才具備____________，從受精卵到三親嬰兒的培育還須要____________和____________等技術(shù)。(3)三親嬰兒的培育技術(shù)________(填“能”或“不能”)避開母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，三親嬰兒的染色體________(填比例)來自母親供應(yīng)的細(xì)胞核。(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)分是________________________________。解析：(1)在取卵前，給捐獻(xiàn)者注射促性腺激素，可促使其一次有更多的卵泡發(fā)育，使其超數(shù)排卵。受捐者也要注射相關(guān)激素，即進(jìn)行同期發(fā)情處理，目的是為胚胎的植入供應(yīng)相同的生理環(huán)境。(2)只有處于MⅡ中期的卵母細(xì)胞才具有(與精子)受精的實(shí)力。從受精卵到三親嬰兒的培育須要早期胚胎培育和胚胎移植等技術(shù)。(3)分析圖示可知：三親嬰兒的線粒體來自捐獻(xiàn)者卵母細(xì)胞，細(xì)胞核來自母親的卵母細(xì)胞，因此三親嬰兒的培育技術(shù)能避開母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代。三親嬰兒的染色體有一半來自母親供應(yīng)的細(xì)胞核。(4)設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)分是在植入前對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)。答案：(1)促性腺為胚胎的植入供應(yīng)相同的生理環(huán)境(2)(與精子)受精的實(shí)力早期胚胎培育胚胎移植(3)能1/2(4)植入前對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)12．慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況，缺乏白蛋白人就簡單出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100mL血液中含有3.8～4.8g，假如比正常值低許多時就須要注射人血白蛋白，所以臨床上對白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器制備藥用白蛋白的流程圖