2019-2020学年高中生物 第三章 胚胎工程 第二节 胚胎工程及其应用 第2课时 胚胎工程的应用

1第2课时胚胎工程的应用[随堂检测]知识点一胚胎工程的应用1．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。图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A项错误；诱导超数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项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相同，D项错误。2．图示为通过体外受精和胚胎移植培育牛的过程。下列叙述正确的是()A．采集的精子不经处理就可以进行体外受精B．②过程需要精子与卵细胞接触，完成信息传递C．桑椹胚的形成是细胞分化的结果D．④过程属于胚胎移植，图中的母体为供体解析：选B。采集的精子在体外受精前，需要对精子进行获能处理，通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种，A项错误；②过程为体外受精作用，需要精子与卵细胞接触，完成信息传递，B项正确；由受精卵到桑椹胚的过程，细胞只是通过有丝分裂的方式增加数量，没有发生分化，C项错误；胚胎移植过程中，提供胚胎的个体为供体，接受胚胎的个体为受体，D项错误。2知识点二胚胎干细胞及其研究进展3．美国华盛顿大学的一个研究小组首次提取了人类肝脏干细胞。这种干细胞表现出分化多能性，并在动物模拟实验中成功地修复了实验鼠的部分肝脏组织。科学家认为，它拥有治疗多种肝病的潜力。下列说法正确的是()A．肝脏干细胞可分化出人体所有细胞B．肝脏干细胞的细胞核具有发育成个体的潜能C．肝脏干细胞能够分泌胆汁D．诱导肝脏干细胞形成肝组织说明动物细胞具有全能性解析：选B。肝脏干细胞能够发育成肝细胞，属于专能干细胞，不具有分化出人体所有细胞的功能。动物的细胞核具有发育成完整个体的潜能。肝细胞具有分泌胆汁的功能属于细胞分化产生的特殊功能，而肝脏干细胞不具有分泌胆汁的功能。细胞全能性的体现是发育成完整的生物个体。4．图中Ⅰ、Ⅱ表示获得胚胎干细胞的两条途径，下列相关叙述不正确的是()A．胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖不发生分化B．图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎C．过程Ⅰ、Ⅱ获取早期胚胎的过程均属于有性生殖范畴D．过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化解析：选C。胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖不发生分化，A正确；图中早期胚胎一般是指发育到囊胚时期的胚胎，囊胚中的内细胞团细胞属于胚胎干细胞，B正确；过程Ⅰ获取早期胚胎的过程属于有性生殖范畴，而过程Ⅱ获取早期胚胎的过程不属于有性生殖范畴，C错误；过程Ⅱ获得的早期胚胎在培养液中添加分化诱导因子后可进行分化，D正确。5．老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术不能用于老年痴呆症治疗的是()A．胚胎移植技术B．胚胎干细胞技术C．单克隆抗体技术D．基因治疗技术3解析：选A。胚胎移植的意义在于充分发挥优良母畜的繁殖潜力，不能用于治疗老年痴呆症。胚胎干细胞技术可定向诱导分化形成组织细胞，用于补充损伤的细胞。单克隆抗体技术可大量制备抗体，与抗原(β­淀粉样蛋白体)特异性结合，使其失去作用。基因治疗技术可纠正或补偿因基因突变导致的缺陷。6．美、日两国曾在《科学》和《细胞》两份顶级学术期刊上发表研究成果：将人体皮肤细胞改造成可以分化为多种细胞的“万能细胞”。如图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并决定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体上，植入的细胞长成了“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨髓、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是由__________________________________________中分离出来的一类细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的________细胞就是ES细胞。(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的________。(3)图中逆转录病毒的作用是________________，过程③利用了逆转录病毒的________特性。(4)万能干细胞经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特殊细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是____________________________。(5)你支持“应立法保护利用胚胎干细胞进行克隆性治疗吗”？请陈述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)结合动物的个体发育过程可得出胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚期的内细胞团是胚胎干细胞。(2)胚胎干细胞能发育成个体，体现了细胞的全能性。(3)能携带“目的基因”的逆转录病毒在基因工程中是作为载体的，利用其感染宿主细胞的能力把目的基因带入受体细胞。(4)器官移植最大的问题是发生异体免疫排斥反应，如果是自身细胞发育来的器官就不会发生这种情况。4答案：(1)早期胚胎或原始性腺内细胞团(2)全能性(3)作为基因工程的载体感染(宿主细胞)(4)不会产生免疫排斥反应(5)支持，通过胚胎干细胞克隆人体组织、器官，可以用来治疗人类许多顽症(反对，通常要损毁早期胚胎才可能获得胚胎干细胞，胚胎是生命的开端，以牺牲一个生命的代价去挽救另一个生命，是违背伦理道德的)[课时作业]一、选择题1．在胚胎移植的整个过程中，与之有关的激素包括()①促性腺激素②雌性激素③孕激素④雄性激素A．①②B．①②③C．①③④D．②③解析：选B。在胚胎移植的整个过程需要用促性腺激素对供体处理，促使供体超数排卵；雌性激素激发和维持正常的性周期；孕激素促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，用于同期发情处理。2．梅花鹿胚胎移植实验的主要流程如下。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→子代梅花鹿A．①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂B．③过程是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D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性解析：选D。超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵细胞，而不是卵原细胞，故A错误；③过程为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，故B错误；④过程为胚胎质量检查，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，故C错误；⑤过程为胚胎移植，成功率的高低与供体、受体的生理状况是否相同有关，故D正确。3．第三代试管婴儿技术包括胚胎植入前遗传学诊断。在胚胎移植前，取胚胎细胞的遗传物质进行分析，筛选出健康胚胎进行移植。下列有关说法错误的是()5A．精子和卵子一般要放在培养液中共同培养一段时间才能受精B．胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞C．胚胎移植的生理学基础之一是母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应D．试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子解析：选B。精子和卵子一般要放在获能溶液或专用的受精溶液中共同培养一段时间才能受精，故A正确。胚胎植入前遗传学诊断过程不需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞，因为此时羊水中不含有胚胎细胞，故B错误。母体子宫对植入胚胎基本无免疫排斥反应，保证胚胎正常发育，故C正确。试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子，以免带来社会混乱，故D正确。4．帕金森氏综合征是由于大脑某个部位的脑细胞受损，而使其相应的功能丧失导致的。若用胚胎干细胞移植治疗病人，应该是()A．将胚胎干细胞直接植入病变部位B．将胚胎干细胞通过血液输送到病变部位C．将胚胎干细胞定向诱导为相应的神经元来替代受损的脑细胞D．将胚胎干细胞定向诱导为脑细胞，通过血液输送到受损部位解析：选C。胚胎干细胞具有多向分化的潜能，可以分化为各种细胞、组织，甚至器官。用胚胎干细胞治疗疾病应将胚胎干细胞定向诱导为相应的细胞或组织，移植替换病变部位的细胞或组织。5．人类有一种罕见的常染色体显性遗传病，基因型为BB的个体幼年时期死亡。一对夫妻均为该病患者，现希望借助胚胎工程技术生育一个健康的孩子。下列做法可行的是()A．经超数排卵处理后进行体外受精B．从桑椹胚中分离少量滋养层细胞，培养后检测基因型C．从羊水中提取细胞进行检测，并根据检测结果淘汰基因型为bb的胚胎D．将一个囊胚进行多等分，从中筛选所需胚胎，培养至原肠胚期后移植到子宫答案：A6．人工获得非特异性免疫胚胎干细胞的方法是将细胞核移植到去核的卵细胞内，经过一定的处理使其发育到某一时期，从而获得胚胎干细胞，“某一时期”最可能是()A．受精卵B．幼体C．囊胚D．原肠胚6解析：选C。胚胎干细胞是在人胚胎发育早期的囊胚(受精后约5～6d)中未分化的细胞或原始性腺中分离出来的一类细胞。7．胚胎干细胞研究在医学上有重大应用价值。通过移植胚胎干细胞期望可以治疗下列哪一组疾病？()①糖尿病②高血压③唐氏综合征(21三体综合征)④老年痴呆症⑤白化病⑥肝衰竭A．①②⑤B．②③⑥C．①④⑥D．③④⑤解析：选C。通过移植胚胎干细胞期望可以治疗糖尿病、老年痴呆症、肝衰竭等。高血压属于多基因遗传病，唐氏综合征(21三体综合征)属于染色体异常遗传病，白化病属于单基因遗传病，这些病都无法通过胚胎干细胞治疗。8．下图是胚胎干细胞分离途径示意图，下列说法正确的是()A．图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘B．胚胎干细胞的体积和细胞核都较小C．体外培养胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化D．通过胚胎体外培养可直接获得新生儿解析：选C。图中A是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的婴儿的组织和器官。胚胎干细胞的体积较小，细胞核较大，在体外培养情况下，可以只增殖而不发生分化。胚胎体外培养可以得到早期胚胎，早期胚胎需在母体子宫中完成后期的发育过程，因此还需要进行胚胎移植。9．利用建立的诱导体系诱导小鼠胚胎干细胞向胰岛B细胞分化。下列判断错误的是()A．如镜检细胞中出现大量粗面型内质网，可初步判断胚胎干细胞发生了胰岛样分化B．该过程需要用胰蛋白酶处理，使胚胎分散成单个细胞C．胚胎干细胞分化成胰岛B细胞的原因是基因突变D．小鼠胚胎干细胞都含有控制胰岛素合成的基因，但未表达7解析：选C。胚胎干细胞分化成胰岛B细胞的原因是基因的选择性表达。10．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以分裂、分化形成各种组织干细胞，再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列叙述正确的是()A．胚胎干细胞和人体成熟红细胞都没有细胞周期B．利用胚胎干细胞培育的人体器官正在大规模应用C．如果通过转基因技术，成功改造某血友病患者的造血干细胞，使其凝血功能恢复正常，她与正常男性婚后所生子女的表现型一定都正常D．通过对胚胎干细胞诱导分化，定向培育组织细胞，用于修复坏死或退化部位并恢复其正常功能，在临床上有广阔的应用前景解析：选D。通过转基因技术成功改造某血友病患者的造血干细胞，但是卵细胞的致病基因没有改变，因此，生出的儿子仍然为血友病患者。通过对胚胎干细胞诱导分化，可定向培育人体器官，但目前并没有大规模应用。11．干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法能有效治疗白血病便是成功的例证。下列说法中正确的是()A．造血干细胞和白细胞的细胞核中基因的种类和数量有差异B．造血干细胞和白细胞