2019-2020学年人教版生物选修三课时分层作业11胚胎工程的应用及前景

2019-2020学年人教版生物选修三课时分层作业11胚胎工程的应用及前景

课时分层作业(十一) (建议用时：35 分钟) [基础达标练] 1．下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( ) A．通过胚胎体外培养可直接获得新生儿 B．胚胎移植中的受体应与供体同期发情 C．胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种 D．胚胎移植中的胚胎一定是体外受精而来的 B [胚胎体外培养可以得到早期胚胎，早期胚胎需要在母体子宫中完成后期 的发育过程，因此还要进行胚胎移植。胚胎移植中的受体可能不具有优良性状， 一般选择体质健康和有正常繁殖能力的个体。胚胎移植中的胚胎可以是体外受精、 自然配种或核移植而来的。] 2．下列关于胚胎移植的意义的说法，正确的是( ) ①使良种畜群迅速扩大，加速了育种工作和品种改良 ②在世界范围内，胚 胎移植不受时间和地域的限制，大量节省了购买种畜的费用 ③利用胚胎冷冻保 存技术，建立胚胎库，保存品种资源和濒危物种 ④在肉用家畜的生产中，一次 给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例 A．①② B．①③ C．①②③ D．①②③④ D [胚胎移植中，优良雌性供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎， 繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体完成，大大缩短了供体本身的繁殖周期，充 分发挥了雌性优良个体的繁殖潜力。] 3．下列关于胚胎工程的叙述，错误的是( ) A．胚胎移植不能在原肠胚阶段进行 B．试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液中通常都需加入血清 D．哺乳动物的胚胎干细胞只能从早期胚胎中分离出来 D [原肠胚阶段胚胎分化程度高，移植后成功率很低，所以几乎所有动物不 能在原肠胚阶段移植，A 正确；试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养 和胚胎移植技术，B 正确；由于哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，故 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液中通常都需加入血清，C 正确；哺乳动物 的胚胎干细胞可以从早期胚胎或原始性腺中分离出来，D 错误。] 4．以下关于胚胎分割移植的说法不正确的是( ) A．就目前的胚胎分割移植而言，产生的同卵双胎较多，同卵多胎成功率较低 B．胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪 C．可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份，然后移植 D．用分割针将桑椹胚均分成两部分，可直接将裸半胚移植入受体 C [胚胎分割时，同卵双胎的成功率较高，同卵多胎的成功率低，A 项正确； 胚胎分割的主要仪器设备是实体显微镜和显微操作仪，B 项正确；在对囊胚阶段 的胚胎进行分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，C 项错误；用分割针将桑 椹胚均等分割成两部分，可以直接将裸半胚移植入受体，D 项正确。] 5．胚胎移植技术已在畜牧业生产中得到广泛的应用。下列说法中错误的是 ( ) A．胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，一年内可得到几头甚至几十头 良种牛犊 B．应用胚胎移植技术可使母牛提高生产能力 C．应用胚胎移植技术可以代替种畜的引进，丰富品种资源 D．胚胎移植可在畜牧业生产中产生新的品种，改良品种资源 D [胚胎移植可充分发挥优良母牛的繁殖潜力，让普通母牛承担妊娠任务， 提高优良母牛生产能力。胚胎移植不能产生新的品种。] 6．对胚胎分割技术的有关叙述，正确的是( ) A．凡是利用胚胎工程产生新个体都要用到胚胎分割技术 B．分割的胚胎直接移植给受体或在体外培养到囊胚阶段再移植给受体 C．目前人类的同卵双胞胎多数是通过胚胎分割技术产生的 D．胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多 B [胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”，但不一定都要经过 胚胎分割。目前人类的同卵双胞胎并非人为地经过胚胎分割技术产生的。实践证 明，采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，所以分割次数不宜过多。] 7．下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，正确的一项是( ) A．人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的 内细胞团 B．人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团 C．人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全 能性细胞 D．人类胚胎干细胞体积较小、细胞核小、核仁明显 B [人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期——囊胚中未分化的细胞。囊胚外 表是一层扁平细胞，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等；中心的腔称囊胚腔，腔 内侧有内细胞团。内细胞团在形成内、中、外三个胚层时开始分化，内胚层分化 形成肝、肺和肠等；中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等；外胚层分化形成皮肤、 眼睛和神经系统等。由于内细胞团能发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具 有全能性。人类胚胎干细胞体积小、细胞核大、核仁明显。] 8．下列关于哺乳动物胚胎干细胞的应用的叙述，不正确的是( ) A．利用 ES 细胞可诱导分化形成新的组织细胞的特性，修复坏死或退化的细 胞 B．随着组织工程技术的发展，将来可利用 ES 细胞培育出人造组织器官 C．目前人类已能利用 ES 细胞治疗帕金森综合征、老年痴呆症等顽症 D．ES 细胞是研究体外细胞分化的理想材料 C [ ES 细胞可用于治疗人类某些顽症，目前在动物实验方面，已成功地治愈 糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症，但是还没有用于人类顽症的治 疗。] 9．北京市某医院接生了一名婴儿，医院为他保留了脐带血，如果将来他患了 胰岛素依赖型糖尿病，就可以通过脐带血中的干细胞为其治疗。关于这个实例说 法正确的是( ) A．用干细胞培育出人体需要的器官来治疗疾病，需要激发细胞的所有全能性 B．用脐带血干细胞能治疗这个孩子的所有疾病 C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术 D．如果要移植用他的干细胞培养出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物 C [用脐带血干细胞培养出人体需要的器官用来治疗疾病，不需要激发细胞 的所有全能性。脐带血干细胞不能治疗所有疾病，如意外伤害、毒药伤害等。脐 带血干细胞最大的优点就是自体移植不会有免疫排斥反应，因而不需要给他使用 免疫抑制药物。] 10．随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在 许多领域取得了可喜的成果。如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，请据 图回答问题： (1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有：________________________ 等。 (2) 在 基 因 工 程 中 ， 我 们 称 ② 为 ________ ， 在 ② 进 入 ③ 之 前 要 用 ________________________等工具来构建基因表达载体，要实现②进入③常用的 方法是____________。 (3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精 的 卵 细 胞 去 核 后 作 为 受 体 ， 不 用 普 通 的 体 细 胞 ， 原 因 是 ______________________________________________________。 (4)从 A～D 中选出④到⑤过程中正确的操作方法________，把⑤送入⑥的最 佳时期是______________期。 A B C D (5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和______________ 最相似，为什 么？ _______________________________________， 如果②的数量太少常用________来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则 要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫作________。 (6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物的优越性在于________。⑦和某些 转基因 羊 可 通 过 分 泌 乳 汁 来 生 产 人 类 所 需 药 物 ， 这 类 转 基 因 动 物 被 称 为 ________________。 [解析] (1)该图表示胚胎移植的过程，涉及基因工程、核移植技术、动物细 胞培养等技术。 (2)图中②为目的基因，目的基因导入③之前要用限制酶、DNA 连接酶和载体 等工具来构建基因表达载体，然后使用显微注射法将其导入受体细胞。 (3)由组织得到单个细胞，可以使用胰蛋白酶处理，核移植过程中，由于卵细 胞体积大，细胞质中含有刺激细胞核全能性表达的物质，因此选用未受精的去核 卵细胞作为受体。 (4)胚胎分割的关键是在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要把内细胞团均等分 割。 (5)⑦的核基因与荷斯坦奶牛的一样，因此其性状与荷斯坦奶牛最相似；目的 基因的扩增通过 PCR 技术完成，由于血清白蛋白从乳汁中提取，因此必须培育母 牛，其性染色体为 XX，培育出的这种动物称为转基因克隆动物。 [答案] (1)基因工程、核移植技术、动物细胞培养 (2)目的基因 限制酶、 DNA 连接酶和载体 显微注射法 (3)胰蛋白酶 卵细胞体积大、易操作、分化程 度低，体细胞的细胞核在卵细胞的细胞质中才能表现出全能性 (4)C 桑椹胚或 囊胚 (5)荷斯坦奶牛 因为个体⑦的遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，⑥只是为 胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息 PCR 技术 XX 转基因 克隆动物 (6)节约资源、降低成本等 乳腺生物反应器 [能力提升练] 11．牛胚胎移植实验的主要流程如图所示，下列相关叙述正确的是( ) ①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代小 牛 A．①过程需要注射有关激素，目的是直接获得更多的卵细胞 B．③过程以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提 C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚 阶段 D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致 D [①过程需要注射促性腺激素，目的是进行超数排卵，但所获得的是还未 完成减数分裂的卵母细胞，A 错误；③胚胎收集的基础是哺乳动物早期胚胎处于 游离状态，B 错误；④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到 桑椹胚或囊胚阶段，C 错误；⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况 是否一致，D 正确。] 12．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以进一步分裂、分化 成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述错误的是( ) A．各种组织干细胞分化形成不同的组织细胞是基因选择性表达的结果 B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期 C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的 D．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性 D [干细胞分化形成不同形态、结构和功能的组织细胞是基因选择性表达的 结果。通常情况下，高度分化的动物细胞不能再分裂，不具备细胞周期，如神经 细胞。一般分化了的细胞将一直保持分化后的状态，分化具有不可逆性。细胞全 能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，而肝脏干细胞分化成肝 脏细胞，没有形成个体，所以没有体现细胞的全能性。] 13．下图为牛胚胎移植示意图，请据图回答： (1)牛胚胎移植程序中，①对供体母牛的要求是___________。然后②用 ________激素使供体母牛超数排卵。 (2)③对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到________或________阶段。 (3)④胚胎移植过程一般有________和________两种方法。 (4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质与⑥的遗传物质是否相同？________，为什 么？ ____________________________________。 (5)进行胚胎移植的优势是_____________________________。 (6)冲卵的生理基础是________________________________ _____________________________________________________。 [解析] (1)对供体母牛的要求是遗传性能和生产性能优秀的个体，胚胎移植 时供、受体母牛必须处在相同的发情期，然后用促性腺激素对供体母牛做超数排 卵处理。 (2)对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。 (3)胚胎移植一般有手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合 创口；非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。 (4)⑤过程产生的犊牛的遗传物质并不是来源于⑥，所以它们的遗传物质不相 同。 (5)进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (6)早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是 处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。 [答案] (1)遗传性能和生产性能优秀的个体 促性腺 (2)桑椹胚 囊胚 (3)手术法 非手术法 (4)不相同 因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛，且供体胚胎的遗传 特性在孕育过程中不受受体母牛的影响 (5)能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 (6)早期胚胎形成后，一定时间内未与母体子宫建立组织上的联系，处于游离 状态 14．胚胎干细胞(ES 细胞)在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的价 值，其应用前景吸引众多科学家投入到这一研究领域中。根据相关知识，回答下 列问题： (1)哺乳动物的胚胎干细胞(ES 细胞)是________或原始性腺中分离出来的一种 细胞，在功能上具有____________，即可以分化出成年动物体内任何一种组织细 胞。 (2)ES 细胞也是研究体外细胞分化的理想材料，ES 细胞在________细胞上能 维持不分化的状态。在培养基中加入________可诱导 ES 细胞向不同类型的组织细 胞分化。 (3)ES 细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进 而解决临床上存在的供体器官不足和________问题。此外，科学家还试图用基因 工程方法对动物器官进行改造：向器官________(填“供体”或“受体”)基因组中 导入某种调节因子，以抑制________(填“抗原”或“抗体”)决定基因的表达，或 设法除去该基因，再结合________技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物 器官。 [解析] (1)胚胎干细胞来自早期胚胎或胎儿的原始性腺。胚胎干细胞具有发 育的全能性。(2)ES 细胞在饲养层细胞上能维持不分化的状态；在体外培养条件下， 培养液中加入分化诱导因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。 (3)ES 细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解 决临床上存在的供体器官不足和免疫排斥问题。此外，科学家还试图用基因工程 方法对动物器官进行改造：向器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原 决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反 应的转基因动物器官。 [答案] (1)早期胚胎 发育的全能性 (2)饲养层 (分化)诱导因子 (3)免疫 排斥 供体 抗原 克隆 15．如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答： (1)来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以 看成动物________繁殖方法之一。 (2)①过程分割出的少量胚胎体细胞用来做性别鉴定，该技术常采用的方法是 ________________。 (3)通常胚胎干细胞可以从________、________(写出两种方法)中分离得到。 (4)早期胚胎可用人工方法从供体输卵管内获得，该过程称为________；也可 从供体体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。 (5)囊胚通过________技术移入受体子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用 ________方法保存。 (6)胚胎干细胞可由囊胚的________分离培养获得。iPS(诱导多能干细胞)与 ES 细胞同样具有发育全能性，有望在对人类 iPS 细胞进行定向________后用于疾病 的细胞治疗。 (7)胚胎干细胞在形态上的特点是_______________________。 胚胎干细胞在功能上具有发育的________。 [解析] (1)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以 看成动物无性繁殖方法之一。 (2)①过程分割出的少量滋养层细胞可用来做性别鉴定，该技术常采用的方法 是用基因探针进行 DNA 杂交。 (3)胚胎干细胞可从早期胚胎或原始性腺中分离得到。 (4)早期胚胎可用人工方法从供体输卵管内获得，该过程称为冲卵；也可从供 体体内取出卵子，通过体外受精后进行早期胚胎培养获得。 (5)囊胚通过胚胎移植技术移入受体子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用 冷冻(或低温)方法保存。 (6)胚胎干细胞可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。iPS(诱导多能干细胞) 与 ES 细胞同样具有发育全能性，有望在对人类 iPS 细胞进行定向诱导分化后用于 疾病的细胞治疗。 (7)胚胎干细胞在形态上的特点是体积较小、细胞核大、核仁明显。胚胎干细 胞在功能上具有发育的全能性。 [答案] (1)无性 (2)用基因探针进行 DNA 杂交 (3)早期胚胎 原始性腺 (4)冲卵 体外受精 (5)胚胎移植 冷冻(或低温) (6)内细胞团细胞 诱导分化 (7)体积较小、细胞核大、核仁明显 全能性