选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程综合与测试课时训练

单元形成性评价(三)(专题3)

(60分钟　100分)

一、选择题(共8小题,每小题3分,共24分)

1.下列关于高等哺乳动物受精卵与胚胎发育的叙述,正确的是 (　　)

A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性

B.卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大

C.囊胚的滋养层细胞具有发育的全能性

D.原肠胚进一步发育成的胚胎叫囊胚

【解析】选A。细胞膜表面均有糖蛋白,糖蛋白具有细胞识别功能,精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合,A正确;受精卵在卵裂过程中,细胞的总体积基本不变或略有减小,B错误;囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性,但是滋养层细胞只能发育成胎膜和胎盘,C错误;原肠胚是由囊胚发育来的,原肠胚的各个胚层进一步发育成动物的组织、器官和系统,D错误。

　【补偿训练】

下列关于受精过程及胚胎发育的叙述错误的是 (　　)
A.精子、卵细胞的相互识别保证了同种精卵结合
B.受精过程的核心是精子、卵细胞核物质的融合
C.第一次卵裂产生的子细胞失去了细胞全能性
D.卵裂期细胞数量增加,但胚胎总体积并不增加,或略有缩小
【解题关键】解答本题需明确两点:
(1)受精的实质及过程。
(2)卵裂期细胞的特点。
【解析】选C。细胞膜表面具有糖蛋白,使同种生物的精子和卵细胞可以相互识别,A项正确;精子与卵细胞结合形成受精卵,实质是两者核物质发生融合,B项正确;第一次卵裂产生的子细胞具有细胞全能性,C项错误;卵裂期细胞数量增加,每个细胞的体积减小,结果是胚胎总体积并不增加,或略有缩小,D项正确。

2.(2021·石家庄高二检测)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y 抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y 单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是              (　　)

A.H-Y 单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌

B.应选用原肠胚做雌雄鉴别

C.鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植

D.用H-Y 抗原免疫母牛可获得相应抗体

【解析】选D。单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌,A错误;做雌雄鉴别应选择囊胚期的滋养层细胞,B错误;由于是利用乳腺生物反应器进行生物制药,则鉴别后的雌性胚胎可直接做胚胎移植,雄性胚胎没有意义,C错误;用H-Y抗原免疫母牛,使其体内产生体液免疫,产生相应的浆细胞,获得相应抗体,D正确。

3.(2021·太原高二检测)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是              (　　)

A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割

B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞

C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液

D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同

【解析】选B。步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植,A错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺细胞,B正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵,C错误;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液,早期胚胎培养的培养液成分,除了一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等,所以与早期胚胎培养液差别较大,D错误。

4.我国首例“虎狮兽”在南京红山动物园诞生,利用了雄虎的精子和雌狮的卵细胞经“体外受精”而产生,完成这一过程需要解决的问题是              (　　)

A.精子在体外用获能物质处理

B.用化学物质处理掉卵细胞膜,便于精子进入

C.抽取精子、卵细胞的细胞核进行融合

D.精子入卵后进行人工处理防止多精入卵

【解析】选A。在体外受精前,需要对精子进行获能处理,然后再与培养成熟的卵细胞放入培养液内共同培养一段时间,完成受精过程,故A项正确。精子入卵后,无须人工处理,卵细胞膜会立刻发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,这是防止多精入卵的第二道屏障,如果处理掉卵细胞膜,可能会发生多精入卵的现象,不利于受精作用的完成,故B项和D项均错误。受精作用中,不光是两者的细胞核进行了融合,两种细胞中其他的部分也发生着一系列复杂的作用,从而完成整个受精过程,因此只抽取精、卵细胞核融合不能完成受精作用,故C项错误。

5.(2021·南通高二检测)梅花鹿属于单胎动物,季节性发情。育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是              (　　)

A.在母鹿饲料中添加一定量的促性腺激素使其一次排出多个卵子

B.培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质

C.早期胚胎可进行无限次的分割,以便获得更多的优良后代

D.梅花鹿的胚胎在早期处于游离状态,为胚胎收集提供可能

【解析】选D。给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子,即超数排卵,促性腺激素属于多肽类,添在饲料内饲喂会使其被消化分解,A错误;培养液中的维生素和激素不是能源物质,B错误;早期胚胎分割次数太多,会影响分割后胚胎的正常发育,所以早期胚胎不能进行无限次的分割,目前以二分胚胎的移植效率最高,C错误;梅花鹿的胚胎形成后,早期处于游离状态,为胚胎收集提供可能,D正确。

6.(2021·济宁高二检测)如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径。相关叙述错误的是              (　　)

A.获得动物1的受体细胞通常是受精卵

B.动物2体内各体细胞的基因种类相同

C.获得动物3的重组细胞具有全能性

D.上述动物的获得均需运用胚胎移植

【解析】选B。动物1为转基因动物,受体细胞通常是受精卵,A正确;动物2由于导入外源基因的受体细胞注入到囊胚的某一部位,将来发育成的动物体各部位并不都含外源基因,B错误;动物3为克隆动物,重组细胞能够发育成一个个体,具有全能性,C正确;胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”,要把早期胚胎培育成一个个体,必须经过胚胎移植,D正确。

7.干细胞顾名思义是“干什么都行的细胞”,具体是指一种尚未充分分化的未成熟细胞。医学工作者、研究者正进行尝试利用干细胞治疗人类某些疾病,用骨髓移植法有效治疗白血病便是成功的例证。由此判断下列说法中,错误的是              (　　)

A.利用干细胞治疗某些疾病,是因为干细胞具有再生出各种组织、器官的潜能

B.造血干细胞在骨髓中可分化出B细胞和T细胞

C.在体外培养的条件下,ES细胞可以增殖而不发生分化

D.异体骨髓移植成功后,康复者的血型有可能发生改变但不会遗传

　【解题关键】解答本题需要注意以下两点:

(1)明确干细胞特点:具有自我复制、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体,一定条件下可分化形成不同的组织细胞,进一步形成复杂的器官。

(2)理解关键信息:异体骨髓移植成功后,康复者的血型有可能发生改变,但不会遗传。

【解析】选B。由于干细胞具有再生各种组织、器官的潜能,因此可以利用干细胞治疗某些疾病,选项A正确;T细胞起源于骨髓中的造血干细胞,但T细胞在胸腺中成熟,即在胸腺中发生分化,选项B错误;在体外培养的条件下,ES细胞可以增殖而不发生分化,选项C正确;骨髓移植没有改变患者体内的遗传物质,因此不能遗传给后代,选项D正确。

【补偿训练】

科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”,人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法,正确的是              (　　)

A.iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性

B.iPS细胞有细胞周期,它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期

C.iPS细胞可分化形成多种组织细胞,说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变

D.iPS细胞分化成人体多种组织细胞,是因为它具有不同于其他细胞的特定基因

【解析】选B。“iPS细胞”是一种多能干细胞,而多能干细胞既能分裂又能进行细胞分化,形成不同的组织、器官。细胞的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,应该体现在由该细胞形成新个体的过程中。高度分化的细胞如神经细胞等是不能再进行细胞分裂的,不能进行连续分裂的细胞不具有细胞周期。细胞分化是基因选择性表达的结果,而多细胞生物的每一体细胞都源自一个受精卵,因而都具有相同的遗传信息。

8.科学家先利用相关技术敲除猪受精卵内发育成某些器官的关键基因,再培养至囊胚期,将人的“诱导多能干细胞”注入猪囊胚中,移植到猪子宫内,取发育到21至28天之间的胚胎,观察到了“不同程度的嵌合体”。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.本研究主要涉及基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植等现代生物技术

B.“不同程度的嵌合体”中含有发育程度和所占比例不同的人组织

C.选择囊胚作为受体的主要依据是囊胚细胞没有分化,细胞具有发育的全能性

D.人猪嵌合胚胎研究为解决移植器官来源不足和免疫排斥问题带来光明前景

【解析】选C。本研究主要涉及基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植等现代生物技术,A正确; “不同程度的嵌合体”中含有发育程度和所占比例不同的人组织,B正确; 选择囊胚作为受体的主要根据是囊胚细胞开始分化,内细胞团细胞具有发育的全能性,C错误; 人猪嵌合胚胎研究为解决移植器官来源不足和免疫排斥问题带来光明前景,D正确。

二、非选择题(共8小题,共76分)

9.(8分)克隆羊的成功轰动世界,它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础,又解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用。请据图回答:

(1)图中所涉及的现代生物技术有__________和____ ____等。 

(2)(多选)下列有关胚胎移植的叙述正确的是 (　　)

A.冲卵指的是从子宫中冲出胚胎,而非冲出卵细胞

B.只有供、受体生理环境高度一致,移入受体的胚胎才能被接受

C.供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应

D.不同动物胚胎移植的时间不同,人的胚胎移植最好在原肠胚时期进行

(3)图中两个克隆动物长大后,各方面特征与原型动物相同,这说明______________具有全能性,早期胚胎发育在________阶段及其以前的细胞是全能细胞。 

(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入________等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的____________________。 

【解析】(1)图中明显涉及的现代生物技术有核移植、胚胎移植技术,另外必然涉及动物细胞培养,如重组细胞培养、胚胎干细胞培养等。

(2)C项,受体对移植的胚胎不会发生免疫排斥反应;D项,人的胚胎移植一般在8～16个细胞阶段移植。

(3)克隆动物的成功说明分化成熟的动物体细胞细胞核具有全能性;在桑椹胚及其以前的细胞都还没发生分化,到囊胚期才出现细胞分化。

(4)添加血清是为了补充人们尚未明确认识的一些成分。

答案:(1)核移植　胚胎移植　动物细胞培养(填写两个即可)

(2)A、B

(3)动物体细胞核　桑椹胚

(4)血清　温度和pH

【方法规律】快速记忆胚胎移植的生理基础

(1)可移入:供体与受体的生理状态相同。

(2)可搜集:早期胚胎与母体子宫没有建立组织上的联系,处于游离状态。

(3)可存活:受体对移入的胚胎不发生排斥反应。

(4)可遗传:供体胚胎的遗传特性不受受体的影响。

10.(9分)埃博拉病毒(EBO)呈纤维状,EBO衣壳外有包膜,包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白),其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞强烈识别。请回答下列问题:

(1)基因疫苗即DNA疫苗,要获得编码GP蛋白抗原的基因疫苗,首先要提取出病原体的RNA,并将RNA__________。要大量获得表达特异抗原的基因,可采用PCR技术进行扩增。 

(2)以GP蛋白作为疫苗比利用毒性减弱的埃博拉病毒作疫苗更安全,其原因是______________。为了从牛分泌的乳汁中提取GP蛋白,在基因导入牛受体细胞前,基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的______________,才能驱动转录过程。 

(3)为了提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技术。进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的囊胚或__________进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将__________。转基因牛是否培育成功,可以通过____________技术从分子水平进行检测。 

(4)科研人员利用经EBO免疫后小鼠的__________与小鼠的骨髓瘤细胞进行融合以形成杂交瘤细胞,培养后可以获得纯净的单一品种抗体,其特点是____________________,可以用此抗体与药物制成“生物导弹”抗击EBO。 

【解析】(1)要获得编码GP蛋白抗原的基因疫苗,首先要提取出病原体的RNA,并将RNA通过逆转录合成DNA,再通过采用PCR技术对目的基因进行大量扩增。

(2)以GP蛋白作为疫苗比基因疫苗更安全,其原因是GP蛋白自身没有感染能力,但保留有抗原性;为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白,在基因导入牛受体细胞前,基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的(乳腺蛋白基因的)启动子,才能驱动转录过程。

(3)胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作;在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割。转基因牛是否培育成功,可以通过抗原-抗体杂交技术从分子水平进行检测。

(4)经EBO免疫后小鼠的B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞进行融合,筛选出杂交瘤细胞进一步培养,可以获得纯净的单一品种抗体,其特点是特异性强、灵敏度高、并能大量制备,可以用此抗体与药物制成“生物导弹”,抗击EBO。

答案:(1)逆转录成DNA

(2)GP蛋白没有感染能力又保留有抗原性　(乳腺蛋白基因的)启动子

(3)桑椹胚　内细胞团均等分割　抗原-抗体杂交

(4)B淋巴细胞　 特异性强、灵敏度高、并能大量制备

11.(8分)如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况,其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,据图回答下列问题:

(1)应用1为获得克隆牛的过程,从活体牛中采集更多的卵母细胞需要注射________激素。 

(2)应用2为获得试管牛的过程,在体外受精前,需要对采集的优良公牛的精子用________法进行获能处理,胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”,胚胎能够在受体内存活的生理基础是__________________________。 

(3)应用3中的细胞C取自牛胎儿的________。应用4在获得二分胚①和②的同时,需要取囊胚的________细胞做DNA分析进行性别鉴定。 

(4)应用4中对囊胚进行分割时要注意______________________。胚胎分割产生的动物属于________(填“有性生殖”或“无性生殖”)。 

【解析】(1)超数排卵时需要对供体母牛注射促性腺激素。(2)在受精前,需要对精子进行获能处理,对于牛等家畜的精子常采用化学诱导法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这是胚胎能够在受体内存活的生理基础。(3)胚胎干细胞来自早期胚胎或原始性腺,因此应用3中的细胞C取自牛胎儿的原始性腺。取囊胚的滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定。(4)胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割,胚胎分割产生的动物属于无性生殖。

答案:(1)促性腺　

(2)化学诱导　受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

(3)原始性腺　滋养层

(4)将内细胞团均等分割　无性生殖

12.(10分)如图表示利用小鼠胚胎干细胞(ES细胞)做的研究,请分析回答下列问题:

(1)a过程表示基因工程,则其核心步骤是__________________________,该过程所使用的工具酶有____________________________。 

(2)为检测致癌基因是否已插入受体细胞DNA,可采用____________技术。 

(3)b过程可以获得更多的ES细胞,其采用的技术属于细胞工程中的____________技术。若要从早期胚胎中获得更多ES细胞,则可将早期胚胎培养至____________(时)期。 

(4)完成c、d过程的胚胎工程技术分别是__________、____________。若要培养试管动物,除以上两种技术外,还需要运用____________技术。 

(5)用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物____________,该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。 

【解题关键】(1)图示信息:明确图中a表示将致癌基因导入小鼠的胚胎干细胞;b表示胚胎干细胞的体外培养;c表示利用早期胚胎培养技术获得早期胚胎;d表示胚胎移植技术。

(2)关键信息:明确通过a、b、c、d过程获得转基因小鼠所需的关键技术手段。

【解析】(1)a过程表示基因工程,基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建,该过程所使用的工具酶有限制酶、DNA连接酶。(2)为检测致癌基因是否已插入受体细胞DNA,可采用DNA分子杂交技术。(3)b过程表示胚胎干细胞的体外培养,可以获得更多的ES细胞,其采用的技术属于细胞工程中的动物细胞培养技术。若要从早期胚胎中获得更多ES细胞,则可将早期胚胎培养至囊胚期。(4)由分析可知,完成c、d过程的胚胎工程技术分别是早期胚胎培养(技术)、胚胎移植(技术),若要培养试管动物,除以上两种技术外,还需要运用体外受精技术。(5)用肝癌细胞作抗原刺激B淋巴细胞,再将此淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后获得细胞代谢产物——抗肝癌细胞抗体,该产物与抗癌药物结合制成“生物导弹”,从而定向杀死小鼠体内的肝癌细胞。

答案:(1)致癌基因表达载体的构建　限制酶、DNA连接酶　(2)DNA分子杂交　(3)动物细胞培养　囊胚

(4)早期胚胎培养(技术)　胚胎移植(技术)　体外受精　(5)抗肝癌细胞抗体

【补偿训练】

　　科学家通过转入四种基因可将体细胞诱导形成多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞具有胚胎干细胞的类似功能。下图是设想用iPS细胞技术治疗镰刀型细胞贫血症的流程,请回答:

(1)胚胎干细胞因为具有__________,所以经诱导能发育成个体。 

(2)iPS细胞培育过程中运用到的生物技术有过程①的__________、过程②的______________等。 

(3)过程②进行时,需要先利用________技术将四种目的基因扩增,再将目的基因与逆转录病毒载体结合,以构建__________,然后将其导入患者的体细胞,诱导形成iPS细胞。 

(4)经过程③、④后,改造得到的A是________,再植入患者体内,使患者能够产生正常红细胞,这种治疗方法称为________。 

(5)iPS细胞的诱导成功具有的医学价值是(答出两点即可) __________。 

【解析】(1)由题意可知,胚胎干细胞具有发育的全能性,经诱导能发育成个体。(2)过程①为动物细胞培养、过程②是(转)基因工程。(3)过程②进行时,需要先利用PCR技术将四种目的基因扩增,再将目的基因与逆转录病毒载体结合,以构建基因表达载体,然后将其导入患者的体细胞,诱导形成iPS细胞。(4)经过程③、④后,改造得到的A是造血干细胞。(5)iPS细胞的诱导成功具有的医学价值是可以治疗人类疾病、培育人造组织器官、解决供体器官的不足和器官移植后的免疫排斥问题等。

答案:(1)发育的全能性

(2)动物细胞培养　(转)基因工程

(3)PCR　基因表达载体

(4)造血干细胞　体外基因治疗

(5)治疗人类疾病,培育人造组织器官,解决供体器官不足和器官移植后的免疫排斥问题等

13.(10分)一对表现型正常的夫妇生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿,在他们准备生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,过程如图。请回答:

(1)过程①是指在体外进行的____________处理,从而使精子能与卵子结合形成受精卵;防止多个精子入卵受精的第一道屏障是________。 

(2)过程②称为____________。移入子宫的外来胚胎能在受体内存活的生理学基础是__________。 

(3)受精过程结束的标志是 (　　)

A.在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或三个极体

B.精子进入卵细胞

C.形成雄原核、雌原核

D.雌、雄原核合并,两组核染色体合为一组

(4)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞中提取物质③__________进行PCR扩增,然后用MstⅡ对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物。据此判断,MstⅡ是一种__________酶。 

(5)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④,据此判断该胎儿为____________(填“正常”“患者”或“携带者”)。 

【解析】(1)精子在附睾内已经获得了受精能力,但由于附睾分泌的一种物质附于精子表面,抑制了其受精能力,所以在与卵子接触完成受精作用之前,精子必须进行获能处理,否则不能完成受精过程。

(2)过程②表示在完成受精作用并早期培养后,将形成的早期胚胎移植到母体子宫的过程,称为胚胎移植。由于受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,保证了被移入子宫的外来胚胎能在受体内存活并发育成胎儿。

(3)受精过程结束的标志是雌、雄原核合并,两组核染色体合为一组,选项D正确。

(4)产前基因诊断所用的是胎儿的DNA。MstⅡ可对扩增产物进行切割,可知MstⅡ是一种限制性核酸内切酶。

(5)胎儿的电泳结果显示胎儿不含有患儿的基因条带,说明胎儿正常,不携带致病基因。

答案:(1)精子获能　透明带反应

(2)胚胎移植　受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

(3)D

(4)DNA　限制性核酸内切(或限制)

(5)正常

14.(8分)近期《肝脏学》杂志发表了一篇文章称科学家经研究发现:乙肝病毒HBX蛋白间接调控宿主细胞内许多基因的转录,广泛影响宿主细胞的各种生命活动,包括调节细胞凋亡,抑制细胞DNA的修复,干扰细胞有丝分裂和细胞周期进程等,因此可利用该蛋白质治疗乙肝。如图表示利用乳腺反应器生产乙肝病毒HBX蛋白的流程示意图。

(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列,则①可采用________________法获得目的基因,并用__________技术进行扩增。 

(2)因哺乳动物的早期胚胎在一定时间内与母体子宫未建立组织上的联系,处于______________状态,因此可以用特制的冲卵装置从雌性个性内收集。 

(3)④运载体为__________,⑤表示______________。⑥表示________________,在该步骤操作前对胚胎进行了检查和筛选,发现有些胚胎因为外源基因的插入而死亡,请你分析外源基因插入导致胚胎死亡的可能原因是:____________________________________。 

【解析】(1)图中①表示人工合成目的基因,获得的目的基因可以通过PCR技术进行扩增。(2)早期胚胎在一定时间内与母体子宫未建立组织上的联系,处于游离状态,这便于胚胎的收集。(3)图中④运载体为动物病毒,⑤表示精子获能,⑥表示胚胎移植;若外源基因的插入导致胚胎发育所需的正常基因不能表达,可能导致胚胎死亡。

答案:(1)人工合成　PCR　(2)游离

(3)动物病毒　精子获能 　胚胎移植　外源基因的插入导致胚胎发育所需的正常基因不能表达

15.(7分)据人民网报道,世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿已在中国出生,这一消息立即掀起了科学界的轩然大波,据悉这两名婴儿是科学家利用“CRISPR/Cas9”编辑技术,修改了常规体外受精获得的受精卵的CCR5基因后获得的。请回答下列问题:

(1)体外受精首先需采集卵子,成熟的卵子才能与________在体外受精,形成受精卵。 

(2)在体外培养受精卵时,除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2以维持____________;培养受精卵时需要定期更换培养液,其原因是____________________。母体对移入子宫的外来胚胎________________________,这为胚胎在母体内存活提供了可能。 

(3)利用CRISPR/Cas9编辑受精卵的基因的大致过程是根据CCR5基因的序列设计一段RNA,将该RNA 与Cas9蛋白结合形成复合体,并导入受精卵中,导入方法与外源基因导入人体细胞相似,可采用________法;进入细胞后的复合体在RNA的指引下按照__________原则准确地结合在相关部位。 

【解析】(1)体外受精首先需采集卵子,成熟的卵子才能与获能的精子进行体外受精,形成受精卵。(2)在体外培养受精卵时,除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2,提供二氧化碳的作用是维持培养液正常的pH;培养受精卵时需要定期更换培养液,其原因是防止细胞代谢产物的积累对自身细胞代谢造成危害;母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在母体内存活提供了可能。(3)动物细胞导入外源基因方法与外源基因导入人体细胞相似,常采用显微注射法导入受精卵中;进入细胞后的复合体在RNA的指引下按照碱基互补配对原则准确地结合在相关部位。

答案:(1)获能的精子

(2)培养液的pH　防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害　基本上不发生免疫排斥反应

(3)显微注射　碱基互补配对

16.(16分)2018年世界上最后一头雄性北方白犀牛“苏丹”离世,至此世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救该物种,因此利用此前冷冻的北方白犀牛精子等进行了以下研究。回答下列问题:

(1)该研究的主要过程如下:

①分别用雌性北方白犀牛和南方白犀牛作为供、受体,需对它们进行______________处理。 

②用__________处理北方白犀牛使其超数排卵,然后取出卵子,在____________中与获能的北方白犀牛精子完成受精过程。 

③将获得的受精卵在含“两盐”、氨基酸、核苷酸、激素和__________的培养液中培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植,欲获得更多的胚胎可进行__________________操作。 

(2)胚胎移植能成功的生理学基础为__________________(答出三点)。 

(3)若北方白犀牛的精液已经无法获得,请从理论上提供一种新的拯救方法:

__________________。 

【解析】(1)对进行胚胎移植的供、受体要在排卵前进行同期发情处理,使胚胎移植时处于相同的生理状态。用促性腺激素处理供体北方白犀牛使其超数排卵,取出卵子,在获能溶液或专用的受精溶液中与获能的北方白犀牛精子完成受精过程。在体外培养受精卵要有一定的外界条件,培养液要含有“两盐”、氨基酸、核苷酸、激素和维生素及含有促进受精卵发育的促生长因子的血清,在体外培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植,欲获得更多的胚胎可进行胚胎分割操作。

(2)胚胎移植能成功的生理学基础为:一、同种动物的供、受体生殖器官生理变化相同;二、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥;三、供体胚胎可与受体子宫建立正常生理联系,且遗传特性不受影响。

(3)若北方白犀牛的精液已经无法获得,可采用选取北方白犀牛的体细胞的细胞核进行克隆繁殖后代。

答案:(1)同期发情　促性腺激素　获能溶液或专用的受精溶液　血清、维生素　胚胎分割

(2)同种动物的供、受体生殖器官生理变化相同;受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥;供体胚胎可与受体子宫建立正常生理联系,且遗传特性不受影响

(3)利用北方白犀牛体细胞的细胞核进行克隆繁殖