PAGEPAGE4胚胎工程的應用及前景(建議用時：40分鐘)考點基本目標發展目標1.胚胎移植1,2,3,411,12,13,14,152.胚胎分割5,63.胚胎干細胞7,8,9,10[基本目標]1．下列關于胚胎移植的敘述，錯誤的是()A．有利于提高良種母畜繁殖力，加快育種進程B．是克隆兩棲類動物必需的最終一道“工序”C．有利于優良物種在不同國家和地區間的交換D．是人工協助生殖的技術之一，為不孕不育夫婦帶來福音B解析胚胎移植是克隆哺乳類動物必需的最終一道“工序”，而兩棲類生物如青蛙，是在體外完成受精及胚胎發育過程的。2．下列關于胚胎移植生理學基礎的敘述，不正確的是()A．在發情后的最初一段時期，母牛即使沒有受精，其生殖系統也處于受精后的生理狀態B．早期胚胎在相當一段時間是獨立存在的，未與子宮建立實質性的聯系C．一般來說，同一物種的受體母畜對于具有外來抗原性質的胚胎并沒有免疫排斥反應D．移植的胚胎，依靠儲存的養分物質接著完成胚胎發育D解析移植的胚胎，在一段時期后會與受體子宮建立生理上和組織上的聯系，這是保證胚胎正常發育所需養分的基礎，而不是靠自身儲存的養分物質接著發育。3．下列材料不能干脆用于胚胎移植的是()A．將從母畜生殖器官中取出的早期胚胎均等分割獲得的裸半胚B．對母畜進行超數排卵處理并配種后從生殖器官中取出的早期胚胎C．將通過細胞核移植后形成的重組細胞進行早期胚胎培育獲得的早期囊胚D．獲能的精子和培育成熟的卵子在受精溶液中完成受精獲得的受精卵D解析胚胎移植選取的胚胎應發育到桑椹胚或囊胚階段，而不能干脆用受精卵。4．如圖表示改造哺乳動物遺傳特性的三種途徑。下列相關敘述錯誤的是()A．獲得動物1選用的受體細胞通常是受精卵B．動物2體內各體細胞的基因種類相同C．獲得動物3的重組細胞具有全能性D．上述動物的獲得均需運用胚胎移植技術B解析由于動物2的培育過程中，外源基因只導入了囊胚中的部分細胞，因而所得到的各個體細胞的基因種類不完全相同。5．胚胎分割是一種現代生物技術。下列關于這一技術的敘述，正確的是()A．胚胎分割可以將早期胚胎隨意分割成多份B．胚胎分割技術可以獲得同卵雙胎或多胎C．胚胎分割時，對于不同發育階段的胚胎，分割的詳細操作完全相同D．胚胎分割技術可以分割隨意時期的胚胎B解析胚胎分割可將早期胚胎分割成2等份、4等份或8等份，但分割次數不宜過多，A項錯誤；胚胎分割技術可以獲得同卵雙胎或多胎，B項正確；胚胎分割時，對于不同發育階段的胚胎，分割的詳細操作不完全相同，C項錯誤；胚胎分割的操作對象是發育良好、形態正常的桑椹胚或囊胚，D項錯誤。6．如圖是利用胚胎工程技術培育優質奶牛的主要步驟。下列敘述正確的是()A．A所表示的細胞不肯定是受精卵細胞B．圖中a過程包括卵裂、囊胚和原腸胚等階段C．應把③移植到處于發情狀態的母牛的輸卵管中D．圖示過程運用了細胞培育、胚胎分割、核移植等生物技術A解析圖中A所示的細胞不肯定是受精卵，還可能是重組細胞或早期還未分化的胚胎細胞，A項正確；圖中a過程包括卵裂、囊胚階段，還沒有發育到原腸胚階段，B項錯誤；應把③移植到母牛的子宮中而不是輸卵管中，C項錯誤；圖示中沒有顯示核移植的過程，D項錯誤。7．某人因大面積燒傷須要皮膚移植，下列哪種來源的皮膚最簡單移植勝利()A．將父母的胚胎干細胞定向誘導分化成的皮膚B．將兄弟或姐妹的胚胎干細胞定向誘導分化成的皮膚C．將子女的胚胎干細胞定向誘導分化成的皮膚D．自己的皮膚細胞經細胞培育技術培育成的皮膚D解析父母、兄弟姐妹和子女與該個體的遺傳物質均存在肯定差異，誘導而成的皮膚移植時均可能發生不同程度的免疫排斥反應；而自己的皮膚細胞經細胞培育技術培育成的皮膚不會發生免疫排斥反應，因而最簡單移植勝利。8．英國科學家獨創了一種培育成人干細胞(ES)的新方法，可能會帶來治療某些疾病的革命性新療法。通過移植ES細胞可能治療下列哪些疾病()①糖尿病②敗血癥③21三體綜合征④老年癡呆癥⑤血友病⑥肝衰竭A．①②⑤ B．②③⑥C．①④⑥ D．③④⑤C解析糖尿病、老年癡呆癥和肝衰竭是由于細胞功能丟失引起的，所以可以通過移植ES細胞來治療。9．現在有一個嬰兒，在誕生后醫院為他保留了臍帶血，在以后他生長發育過程中假如出現了某種難以治療的疾病，就可以通過臍帶血中的干細胞來為其治病。關于這個實例，下列說法正確的是()A．用干細胞培育出人體須要的器官用來移植治病，須要激發細胞的全部全能性B．用臍帶血中的干細胞能夠治療這個孩子的全部疾病C．假如要移植他的干細胞培育出的器官，須要用到動物細胞培育技術D．假如要移植他的干細胞培育出的器官，應當要長期給他運用免疫抑制藥物C解析用干細胞培育出人體器官來治病，不須要激發細胞的全部全能性，A項錯誤；臍帶血中的干細胞主要用于治療血液疾病，而非全部疾病，B項錯誤；用干細胞培育出器官的過程須要進行細胞培育，C項正確；運用自己的干細胞培育出的器官，不會發生免疫排斥，因而不須要長期運用免疫抑制藥物，D項錯誤。10．科學家們在探討成體干細胞的分裂時提出這樣的假說：成體干細胞總是將含有相對古老的DNA鏈(永生化鏈)的染色體安排給其中一個子代細胞，使其成為成體干細胞，同時將含有相對新的合成鏈的染色體安排給另一個子代細胞，起先分化并最終蒼老死亡(如圖所示)。下列相關推想錯誤的是()A．成體干細胞的細胞分裂方式為有絲分裂B．從圖中看出成體干細胞分裂時DNA進行半保留復制，染色體隨機安排C．通過該方式可以削減成體干細胞積累DNA復制過程中產生的基因突變D．依據該假說可以推想生物體內的成體干細胞的數量保持相對穩定B解析成體干細胞是體細胞的一種，細胞分裂方式為有絲分裂，A項正確；由圖可知，DNA復制方式是半保留復制，但成體干細胞總是將含有永生化鏈的染色體安排給一個子代細胞以使之成為成體干細胞，所以染色體不是隨機安排的，B項錯誤；子代的成體干細胞總含有永生化鏈，降低了基因突變積累的概率，C項正確；由圖可知，成體干細胞在每一次分裂中都要保持生成成體干細胞的數量，其數量基本不變，D項正確。[發展目標]11．下列有關動物細胞克隆和胚胎工程的敘述，正確的是()A．胚胎干細胞在原代培育過程中不會出現接觸抑制現象B．運用核移植和胚胎移植獲得的子代牛在性狀上與供核牛不完全相同，其緣由是受體牛的基因型不同C．選擇胚胎干細胞作為核供體進行核移植可提高動物克隆的勝利率D．培育胚胎干細胞的過程中加入飼養層細胞是為了促進細胞的分化C解析胚胎干細胞在原代培育過程中會出現接觸抑制現象；運用核移植和胚胎移植獲得的子代牛在性狀上與供核牛不完全相同，是因為構建重組細胞時去核卵母細胞的細胞質中也含有遺傳物質；胚胎干細胞具有胚胎細胞的特性，在功能上具有全能性，采納胚胎干細胞作為核供體可提高動物克隆的勝利率；飼養層細胞可作為細胞分裂、增殖的養分細胞，維持胚胎干細胞處于未分化狀態。12．牛雄性胚胎中存在特異性HY抗原，可在牛早期胚胎培育液中添加HY單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是()A．此過程利用了動物細胞培育技術B．HY單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌C．培育鑒別后的雄性胚胎可進行移植，用于生產藥物D．目的基因與含有血紅蛋白基因的啟動子的載體連接A解析此過程利用了動物細胞培育技術、胚胎移植技術等，A項正確；HY單克隆抗體由雜交瘤細胞分泌，B項錯誤；由于是利用乳腺生物反應器進行生物制藥，則鑒別后的雌性胚胎可進行移植，用于生產藥物，C項錯誤；目的基因與含有乳腺蛋白基因的啟動子的載體連接，D項錯誤。13．電影中，“蜘蛛俠”能產生高強度的蜘蛛絲，現實中的基因工程也創建出了“蜘蛛羊”，該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白，高強度的蛛絲蛋白可用于很多重要的特種工業領域。請回答：(1)試驗中，通常用ES細胞作為目的基因的受體細胞，這是因為ES細胞在功能上具有_________特征。這種細胞一般可以從哺乳動物的________或________中分別出來。(2)在培育重組細胞時，為了維持不分化的狀態，在培育液中要加入________。為防止雜菌污染，可以在細胞培育液中添加肯定量的________。(3)胚胎移植時，通常將早期胚胎移植到同種且________與供體相同的動物體內，受體子宮對外來胚胎基本上不發生__________________。正常發育后產出“蜘蛛羊”，這種生殖方式為_________。若須要一次產生兩頭轉基因“蜘蛛羊”，可將__________________階段的胚胎進行分割。(4)科學家為保證乳汁中有蛛絲蛋白，應當用________________________________________________________________________技術，先檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了受體羊的染色體上。解析(1)胚胎干細胞一般從哺乳動物的原始性腺或早期胚胎中分別出來。由于胚胎干細胞具有發育的全能性，故常作為目的基因的受體細胞。(2)在培育胚胎干細胞時，為了維持不分化的狀態，需在培育液中要加入抑制因子。為防止雜菌污染，可以在細胞培育液中添加肯定量的抗生素。(3)受體對外來胚胎基本上不發生免疫排斥反應，所以胚胎移植時，通常將早期胚胎移植到同種且生理狀態與供體相同的動物體內。若須要一次產生多個個體，可將囊胚或桑椹胚階段的胚胎進行分割。(4)科學家為保證乳汁中有蛛絲蛋白，應當先用DNA分子雜交技術檢測蛛絲蛋白基因是否整合到了受體羊染色體上，也可運用抗原—抗體法檢測乳汁中是否含有蛛絲蛋白。答案(1)發育的全能性原始性腺早期胚胎(2)抑制因子抗生素(3)生理狀態免疫排斥反應無性生殖桑椹胚或囊胚(二者缺一不行)(4)DNA分子雜交14．Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞。科研人員利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖：(1)步驟①中，在核移植前應去除卵母細胞的________________________________________________________________________。(2)步驟②中，重組胚胎培育到________期時，可從其內細胞團中分別出ES細胞。(3)步驟③中，須要構建含有基因Rag2的表達載體。可以依據Rag2基因的____________設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段干脆連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有____________酶的酶切位點。(4)為檢測Rag2基因的表達狀況，可提取治療后小鼠骨髓細胞中的________，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交試驗。解析(1)步驟①是核移植過程。體細胞核移植前要除去受體卵母細胞的細胞核，緣由是若不去掉卵母細胞的細胞核，就會造成細胞里面有兩個細胞核，使得遺傳物質不穩定。(2)ES細胞是由早期胚胎(囊胚)的內細胞團分別出來的一類細胞。(3)步驟③是導入目的基因——Rag2基因進入ES細胞中的基因表達載體的構建過程。在生物體外可通過PCR技術擴增目的基因，其條件是模板DNA、Rag2基因的引物、四種脫氧核苷酸、熱穩定DNA聚合酶等，另外依據題干可知，獲得Rag2基因須要用HindⅢ和PstⅠ兩種限制酶，所以在構建表達載體時，所選擇的表達載體上應具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位點。(4)檢測目的基因是否翻譯相應蛋白質時，應采納抗原—抗體雜交法，即提取蛋白質，用相應的抗體進行雜交，看是否有雜交帶。答案(1)細胞核(2)囊胚(3)核苷酸序列HindⅢ和PstⅠ(4)蛋白質15．人體移植器官短缺是一個世界性難題。為此，人們起先尋求可替代的異種器官移植，“轉基因克隆豬”應運而生，詳細操作是將去核的卵細胞和經過遺傳修飾的體細胞融合，融合細胞經5天培育后再植入代孕母親的體內，經過110多天的孕育，“轉基因克隆小豬”就可以誕生。(1)實現異種器官移植的最大難題是__________。為解決此問題所進行的遺傳修飾是設法除去供體基因組中的________基因，或導入________來抑制該基因的表達，從而使受體免疫系統無法識別移植器官。(2)培育“轉基因克隆小豬”的卵巢是從屠宰場收集的，將里面的卵母細胞回收并經過40小時的成熟培育，此時卵母細胞發育至__________________，然后用微型吸管一并吸出細胞核和________完成去核，再用吸管吸取經過遺傳修飾的體細胞注入去核的卵母細胞，運用____________技術培育至桑椹胚或囊胚階段進行胚胎移植。(3)在自然繁殖時，豬的受精卵分裂至4～6個細胞后進入子宮，而“轉基因克隆豬”培育至桑椹胚或囊胚階段才移植至子宮，目的是：________________________。該培育過程是體細胞核移植，其難度遠遠大于胚胎細胞核移植，緣由是：______________________________________。解析(1)胚胎工程中實現器官移植時，最大難題是免疫排斥反應。科學家試圖用基因工程方法對動物器官進行改造：向器官供體基因組中導入某種調整因子，以抑制抗原確定基因的表達，或設法除去抗原確定基因，再結合克隆技術，培育出不會發生免疫排斥反應的轉基因克隆豬。(2