PAGEPAGE1第2課時胚胎工程的應(yīng)用[隨堂檢測]學(xué)問點一胚胎工程的應(yīng)用1．印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物。通過胚胎工程技術(shù)，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B．誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細胞C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需養(yǎng)分主要來源于培育液D．步驟甲運用的培育液和早期胚胎培育液成分基本相同解析：選B。圖中步驟甲是指體外受精，步驟乙是指胚胎移植，A項錯誤；誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B項正確；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需養(yǎng)分主要來源于受精卵中的細胞質(zhì)，C項錯誤；體外受精可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐羞M行，與早期胚胎培育液成分并非基本相同，D項錯誤。2．圖示為通過體外受精和胚胎移植培育牛的過程。下列敘述正確的是()A．采集的精子不經(jīng)處理就可以進行體外受精B．②過程須要精子與卵細胞接觸，完成信息傳遞C．桑椹胚的形成是細胞分化的結(jié)果D．④過程屬于胚胎移植，圖中的母體為供體解析：選B。采集的精子在體外受精前，須要對精子進行獲能處理，通常采納的體外獲能方法有培育法和化學(xué)誘導(dǎo)法兩種，A項錯誤；②過程為體外受精作用，須要精子與卵細胞接觸，完成信息傳遞，B項正確；由受精卵到桑椹胚的過程，細胞只是通過有絲分裂的方式增加數(shù)量，沒有發(fā)生分化，C項錯誤；胚胎移植過程中，供應(yīng)胚胎的個體為供體，接受胚胎的個體為受體，D項錯誤。學(xué)問點二胚胎干細胞及其探討進展3．美國華盛頓高校的一個探討小組首次提取了人類肝臟干細胞。這種干細胞表現(xiàn)出分化多能性，并在動物模擬試驗中勝利地修復(fù)了試驗鼠的部分肝臟組織?？茖W(xué)家認為，它擁有治療多種肝病的潛力。下列說法正確的是()A．肝臟干細胞可分化出人體全部細胞B．肝臟干細胞的細胞核具有發(fā)育成個體的潛能C．肝臟干細胞能夠分泌膽汁D．誘導(dǎo)肝臟干細胞形成肝組織說明動物細胞具有全能性解析：選B。肝臟干細胞能夠發(fā)育成肝細胞，屬于專能干細胞，不具有分化出人體全部細胞的功能。動物的細胞核具有發(fā)育成完整個體的潛能。肝細胞具有分泌膽汁的功能屬于細胞分化產(chǎn)生的特別功能，而肝臟干細胞不具有分泌膽汁的功能。細胞全能性的體現(xiàn)是發(fā)育成完整的生物個體。4．圖中Ⅰ、Ⅱ表示獲得胚胎干細胞的兩條途徑，下列相關(guān)敘述不正確的是()A．胚胎干細胞在體外培育的條件下，可以增殖不發(fā)生分化B．圖中早期胚胎一般是指發(fā)育到囊胚時期的胚胎C．過程Ⅰ、Ⅱ獲得早期胚胎的過程均屬于有性生殖范疇D．過程Ⅱ獲得的早期胚胎在培育液中添加分化誘導(dǎo)因子后可進行分化解析：選C。胚胎干細胞在體外培育的條件下，可以增殖不發(fā)生分化，A正確；圖中早期胚胎一般是指發(fā)育到囊胚時期的胚胎，囊胚中的內(nèi)細胞團細胞屬于胚胎干細胞，B正確；過程Ⅰ獲得早期胚胎的過程屬于有性生殖范疇，而過程Ⅱ獲得早期胚胎的過程不屬于有性生殖范疇，C錯誤；過程Ⅱ獲得的早期胚胎在培育液中添加分化誘導(dǎo)因子后可進行分化，D正確。5．老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特別的β淀粉樣蛋白體，它的漸漸積累可能導(dǎo)致神經(jīng)元損傷和免疫功能下降，某些基因的突變會導(dǎo)致β淀粉樣蛋白體的產(chǎn)生和積累。下列技術(shù)不能用于老年癡呆癥治療的是()A．胚胎移植技術(shù) B．胚胎干細胞技術(shù)C．單克隆抗體技術(shù) D．基因治療技術(shù)解析：選A。胚胎移植的意義在于充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛力，不能用于治療老年癡呆癥。胚胎干細胞技術(shù)可定向誘導(dǎo)分化形成組織細胞，用于補充損傷的細胞。單克隆抗體技術(shù)可大量制備抗體，與抗原(β-淀粉樣蛋白體)特異性結(jié)合，使其失去作用。基因治療技術(shù)可訂正或補償因基因突變導(dǎo)致的缺陷。6．美、日兩國曾在《科學(xué)》和《細胞》兩份頂級學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表探討成果：將人體皮膚細胞改造成可以分化為多種細胞的“萬能細胞”。如圖是“萬能細胞”的誕生過程，圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細胞中能高度表達并確定其“全能性”的四個基因，將改造后的“萬能細胞”植入小鼠身體上，植入的細胞長成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現(xiàn)了神經(jīng)、骨髓、肌肉等多種類型的細胞。請據(jù)圖回答下列問題：(1)胚胎干細胞又稱ES細胞，是由__________________________________________中分別出來的一類細胞，假如胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時的________細胞就是ES細胞。(2)胚胎干細胞在功能上具有發(fā)育的________。(3)圖中逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是________________，過程③利用了逆轉(zhuǎn)錄病毒的________特性。(4)萬能干細胞經(jīng)體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特別細胞或器官移回病人體內(nèi)與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點是____________________________。(5)你支持“應(yīng)立法愛護利用胚胎干細胞進行克隆性治療嗎”？請陳述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)結(jié)合動物的個體發(fā)育過程可得出胚胎干細胞是從早期胚胎或原始性腺中分別出來的一類細胞，囊胚期的內(nèi)細胞團是胚胎干細胞。(2)胚胎干細胞能發(fā)育成個體，體現(xiàn)了細胞的全能性。(3)能攜帶“目的基因”的逆轉(zhuǎn)錄病毒在基因工程中是作為載體的，利用其感染宿主細胞的實力把目的基因帶入受體細胞。(4)器官移植最大的問題是發(fā)生異體免疫排斥反應(yīng)，假如是自身細胞發(fā)育來的器官就不會發(fā)生這種狀況。答案：(1)早期胚胎或原始性腺內(nèi)細胞團(2)全能性(3)作為基因工程的載體感染(宿主細胞)(4)不會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)(5)支持，通過胚胎干細胞克隆人體組織、器官，可以用來治療人類很多頑癥(反對，通常要損毀早期胚胎才可能獲得胚胎干細胞，胚胎是生命的開端，以犧牲一個生命的代價去挽救另一個生命，是違反倫理道德的)[課時作業(yè)]一、選擇題1．在胚胎移植的整個過程中，與之有關(guān)的激素包括()①促性腺激素②雌性激素③孕激素④雄性激素A．①② B．①②③C．①③④ D．②③解析：選B。在胚胎移植的整個過程須要用促性腺激素對供體處理，促使供體超數(shù)排卵；雌性激素激發(fā)和維持正常的性周期；孕激素促進子宮內(nèi)膜和乳腺等的生長發(fā)育，用于同期發(fā)情處理。2．梅花鹿胚胎移植試驗的主要流程如下。下列相關(guān)敘述正確的是()①供體超數(shù)排卵→②配種→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿A．①過程須要注射有關(guān)激素，目的是獲得更多的卵原細胞并完成減數(shù)分裂B．③過程是以哺乳動物早期胚胎與子宮建立了組織上的聯(lián)系為前提C．④過程是“對胚胎進行質(zhì)量檢查”，可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或原腸胚D．⑤過程勝利率的凹凸主要確定于供、受體生理狀況的一樣性解析：選D。超數(shù)排卵處理須要注射促性腺激素，目的是獲得更多的卵細胞，而不是卵原細胞，故A錯誤；③過程為胚胎收集，前提是早期胚胎處于游離狀態(tài)，沒有與子宮建立組織上的聯(lián)系，故B錯誤；④過程為胚胎質(zhì)量檢查，可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹胚或囊胚，故C錯誤；⑤過程為胚胎移植，勝利率的凹凸與供體、受體的生理狀況是否相同有關(guān)，故D正確。3．第三代試管嬰兒技術(shù)包括胚胎植入前遺傳學(xué)診斷。在胚胎移植前，取胚胎細胞的遺傳物質(zhì)進行分析，篩選出健康胚胎進行移植。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．精子和卵子一般要放在培育液中共同培育一段時間才能受精B．胚胎植入前遺傳學(xué)診斷過程須要進行羊膜腔穿刺取羊水細胞C．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)之一是母體子宮對植入胚胎基本無免疫排斥反應(yīng)D．試管嬰兒技術(shù)的成熟并不意味著大家可以隨意選擇和定制孩子解析：選B。精子和卵子一般要放在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐泄餐嘤欢螘r間才能受精，故A正確。胚胎植入前遺傳學(xué)診斷過程不須要進行羊膜腔穿刺取羊水細胞，因為此時羊水中不含有胚胎細胞，故B錯誤。母體子宮對植入胚胎基本無免疫排斥反應(yīng)，保證胚胎正常發(fā)育，故C正確。試管嬰兒技術(shù)的成熟并不意味著大家可以隨意選擇和定制孩子，以免帶來社會混亂，故D正確。4．帕金森氏綜合征是由于大腦某個部位的腦細胞受損，而使其相應(yīng)的功能丟失導(dǎo)致的。若用胚胎干細胞移植治療病人，應(yīng)當是()A．將胚胎干細胞干脆植入病變部位B．將胚胎干細胞通過血液輸送到病變部位C．將胚胎干細胞定向誘導(dǎo)為相應(yīng)的神經(jīng)元來替代受損的腦細胞D．將胚胎干細胞定向誘導(dǎo)為腦細胞，通過血液輸送到受損部位解析：選C。胚胎干細胞具有多向分化的潛能，可以分化為各種細胞、組織，甚至器官。用胚胎干細胞治療疾病應(yīng)將胚胎干細胞定向誘導(dǎo)為相應(yīng)的細胞或組織，移植替換病變部位的細胞或組織。5．人類有一種罕見的常染色體顯性遺傳病，基因型為BB的個體幼年時期死亡。一對夫妻均為該病患者，現(xiàn)希望借助胚胎工程技術(shù)生育一個健康的孩子。下列做法可行的是()A．經(jīng)超數(shù)排卵處理后進行體外受精B．從桑椹胚中分別少量滋養(yǎng)層細胞，培育后檢測基因型C．從羊水中提取細胞進行檢測，并依據(jù)檢測結(jié)果淘汰基因型為bb的胚胎D．將一個囊胚進行多等分，從中篩選所需胚胎，培育至原腸胚期后移植到子宮答案：A6．人工獲得非特異性免疫胚胎干細胞的方法是將細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi)，經(jīng)過肯定的處理使其發(fā)育到某一時期，從而獲得胚胎干細胞，“某一時期”最可能是()A．受精卵B．幼體C．囊胚D．原腸胚解析：選C。胚胎干細胞是在人胚胎發(fā)育早期的囊胚(受精后約5～6d)中未分化的細胞或原始性腺中分別出來的一類細胞。7．胚胎干細胞探討在醫(yī)學(xué)上有重大應(yīng)用價值。通過移植胚胎干細胞期望可以治療下列哪一組疾?。?)①糖尿?、诟哐獕孩厶剖暇C合征(21三體綜合征)④老年癡呆癥⑤白化?、薷嗡ソ逜．①②⑤ B．②③⑥C．①④⑥ D．③④⑤解析：選C。通過移植胚胎干細胞期望可以治療糖尿病、老年癡呆癥、肝衰竭等。高血壓屬于多基因遺傳病，唐氏綜合征(21三體綜合征)屬于染色體異樣遺傳病，白化病屬于單基因遺傳病，這些病都無法通過胚胎干細胞治療。8．下圖是胚胎干細胞分別途徑示意圖，下列說法正確的是()A．圖中A所示細胞將來能夠發(fā)育成胎膜和胎盤B．胚胎干細胞的體積和細胞核都較小C．體外培育胚胎干細胞可以只增殖而不發(fā)生分化D．通過胚胎體外培育可干脆獲得新生兒解析：選C。圖中A是內(nèi)細胞團細胞，將來能夠發(fā)育成除胎膜和胎盤外的嬰兒的組織和器官。胚胎干細胞的體積較小，細胞核較大，在體外培育狀況下，可以只增殖而不發(fā)生分化。胚胎體外培育可以得到早期胚胎，早期胚胎需在母體子宮中完成后期的發(fā)育過程，因此還須要進行胚胎移植。9．利用建立的誘導(dǎo)體系誘導(dǎo)小鼠胚胎干細胞向胰島B細胞分化。下列推斷錯誤的是()A．如鏡檢細胞中出現(xiàn)大量粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，可初步推斷胚胎干細胞發(fā)生了胰島樣分化B．該過程須要用胰蛋白酶處理，使胚胎分散成單個細胞C．胚胎干細胞分化成胰島B細胞的緣由是基因突變D．小鼠胚胎干細胞都含有限制胰島素合成的基因，但未表達解析：選C。胚胎干細胞分化成胰島B細胞的緣由是基因的選擇性表達。10．胚胎干細胞是哺乳動物或人早期胚胎中的細胞，可以分裂、分化形成各種組織干細胞，再進一步分化形成各種不同的組織細胞。下列敘述正確的是()A．胚胎干細胞和人體成熟紅細胞都沒有細胞周期B．利用胚胎干細胞培育的人體器官正在大規(guī)模應(yīng)用C．假如通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，勝利改造某血友病患者的造血干細胞，使其凝血功能復(fù)原正常，她與正常男性婚后所生子女的表現(xiàn)型肯定都正常D．通過對胚胎干細胞誘導(dǎo)分化，定向培育組織細胞，用于修復(fù)壞死或退化部位并復(fù)原其正常功能，在臨床上有廣袤的應(yīng)用前景解析：選D。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)勝利改造某血友病患者的造血干細胞，但是卵細胞的致病基因沒有變更，因此，生出的兒子仍舊為血友病患者。通過對胚胎干細胞誘導(dǎo)分化，可定向培育人體器官，但目前并沒有大規(guī)模應(yīng)用。11．干細胞是一種尚未充分分化的未成熟細胞，它具有再生組織、器官的潛能，醫(yī)學(xué)家們正嘗試利用干細胞治療一些頑疾，用骨髓移植法能有效治療白血病便是勝利的例證。下列說法中正確的是()A．造血干細胞和白細胞的細胞核中基因的種類和數(shù)量有差異B．造血干細胞和白細胞的細胞中RNA種類相同，數(shù)量也相同C．若編碼血紅蛋白基因的一個堿基對發(fā)生變更，則血紅蛋白中氨基酸序列肯定發(fā)生變更D．造血干細胞分化成紅細胞的過程是在細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程解析：選D。白細胞是由造血干細胞經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的，因此細胞核中基因的種類和數(shù)量沒有差別。白細胞已經(jīng)發(fā)生分化，因此白細胞中的RNA種類與造血干細胞不相同。由于密碼子的簡并性，所以編碼血紅蛋白基因的一個堿基對發(fā)生變更，血紅蛋白中氨基酸序列不肯定發(fā)生變更。二、非選擇題12．胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)、制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)采集的精子需________處理后才能進行受精作用；卵子的成熟過程在________中進行。(2)圖中過程A稱為________，它在胚胎工程中的意義在于____________________。此過程的進行須要將胚胎培育至________________時期。(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采納________技術(shù)，它可看作________(填“有性”或“無性”)繁殖。(4)胚胎工程技術(shù)包含的內(nèi)容很豐富，如胚胎干細胞培育技術(shù)，這種細胞是從______________中分別出來的。解析：(1)受精作用是指卵細胞和精子相互識別、融合為受精卵的過程，成熟的精子要獲能才具有受精實力，在減數(shù)第一次分裂前后，卵子從卵巢中排出進入輸卵管，然后在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)其次次分裂中期才能進行受精作用，因此卵子的成熟部位為輸卵管。(2)圖中A表示胚胎移植過程，胚胎移植是胚胎工程實施過程中的重要環(huán)節(jié)，其能充分發(fā)揮優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大推動畜牧業(yè)的發(fā)展。胚胎移植一般選擇桑椹胚或囊胚期。(3)通過胚胎分割，可以提高胚胎的利用率，可看作無性繁殖。(4)胚胎干細胞是探討體外細胞分化的志向材料，它除了能從早期胚胎中分別外，還可以從原始性腺中獲得。答案：(1)獲能輸卵管(2)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖力桑椹胚或囊胚(3)胚胎分割無性(4)早期胚胎或原始性腺13．如圖為純種荷斯坦小奶牛的繁殖過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)克隆動物培育過程與圖示繁殖過程相比，克隆動物特有的技術(shù)手段是________技術(shù)，這兩種動物繁殖的方式相比，實質(zhì)性的區(qū)分為前者是________。(2)一般用________激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。(3)受精卵體外培育所需的培育液成分一般比較困難，除一些無機鹽和有機鹽類外，還須要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等自然成分。(4)假如培育轉(zhuǎn)基因荷斯坦奶牛，可采納____________________技術(shù)將藥用蛋白基因?qū)氲絖___________________中，在檢測受體細胞中的染色體DNA上是否插入了目的基因時，常采納的方法是______________技術(shù)，依據(jù)是否顯示出雜交帶進行鑒定。(5)純種荷斯坦奶牛的胚胎能在受體黃牛的子宮內(nèi)存活并正常發(fā)育的生理緣由是________________________________________________________________________。(6)已知哺乳動物的早期胚胎發(fā)育分為受精卵→2細胞→4細胞→8細胞→桑椹胚→囊胚→原腸胚幾個階段，那么從受精卵到桑椹胚階段，細胞分裂的方式是__________________。囊胚的________________發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層發(fā)育成胎兒的胎膜和胎盤。胚胎分割是將發(fā)育良好、形態(tài)正常的____________移入盛有操作液的培育皿中，然后用分割針或者分割刀進行分割。解析：(1)克隆動物屬于無性繁殖，須要進行核移植，而此圖是體外受精屬于有性生殖，不須要核移植。(2)對供體母牛進行超數(shù)排卵須要用促性腺激素對供體母牛超數(shù)排卵處理。(3)受精卵培育液除了加入養(yǎng)分物質(zhì)等外還須要添加自然成分動物血清。(4)動物基因工程中應(yīng)采納顯微注射法將目的基因?qū)氲绞芫鸭毎?，檢測DNA是否導(dǎo)入應(yīng)采納DNA分子雜交，假如有雜交帶出現(xiàn)說明勝利導(dǎo)入。(5)外來胚胎能在受體母畜子宮內(nèi)存活并正常發(fā)育是因為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)，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系。(6)受精卵到桑椹胚進行的都是有絲分裂，囊胚的內(nèi)細胞團將來可以發(fā)育成各種組織，而其滋養(yǎng)層細胞可以發(fā)育成胎盤和胎膜。胚胎分割是對發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚期細胞進行均等分割。答案：(1)核移植無性生殖(2)促性腺(3)動物血清(4)顯微注射受精卵DNA分子雜交(5)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)，供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系(6)有絲分裂內(nèi)細胞團桑椹胚或囊胚14．科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細胞(iPS)，繼而利用iPS細胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細胞后，對其進行的初次培育稱為________，培育的細胞在貼壁生長至鋪滿培育皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為________。(2)圖中2-細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為________；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過____________后進行早期胚胎培育獲得。(3)圖中重組囊胚通過________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)接著發(fā)育，暫不移入的胚胎可運用________方法保存。(4)小鼠胚胎干細胞(ES)可由囊胚的________分別培育獲得。iPS與ES細胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細胞進行定向________后用于疾病的細胞治療。解析：(1)將動物組織用胰蛋白酶處理成單個細胞后進行的初次培育稱為原代培育；貼壁的細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。(2)將早期胚胎從雌性動物子宮中沖洗出來的方法叫沖卵；早期胚胎也可以通過成熟卵子和精子在體外受精后進行早期胚胎培育獲得。(3)重組后的囊胚通過胚胎移植技術(shù)移入母體子宮內(nèi)接著發(fā)育，暫不進行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷凍保存。(4)胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是從早期胚胎或原始性腺中分別出來的一類細胞，這里的早期胚胎是指從受精卵發(fā)育到囊胚期(內(nèi)細胞團)的細胞；iPS與ES細胞一樣，可通過誘導(dǎo)定向分化修