考试胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题(30分钟100分)1.(11分)(2020·全国Ⅲ卷)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。回答下列问题:(1)步骤①中需要使用的工具酶有__________________。步骤②和③所代表的操作分别是__________________和________________。步骤④称为______________。(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的__________________________________(答出2点即可)的限制。(3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息______(填“相同”或“不同”),原因是____。(4)从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有______________________________(答出2点即可)。【解析】本题考查了基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关内容。(1)基因工程用的工具酶有限制酶和DNA连接酶。通过图示可知,步骤②和③所代表的操作分别是显微注射、早期胚胎培养,步骤④称为胚胎移植。(2)膀胱生物反应器既不受动物性别的限制,也不受是否处于生殖期的限制。(3)同一个体的不同细胞的细胞核中,遗传物质是相同的,因为这两种上皮细胞都是受精卵经过有丝分裂形成的,遗传物质不发生改变。(4)通过图示可知,此流程主要涉及的技术有转基因技术、体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。-1-/11考试答案:(1)限制酶、DNA连接酶显微注射早期胚胎培养胚胎移植(2)性别、生殖期(合理即可)(3)相同这两种上皮细胞都是由受精卵经过有丝分裂形成的,遗传物质不发生改变(4)早期胚胎培养、胚胎移植2.(11分)(2021·某某模拟)牛胚胎移植的基本程序如图所示,请据图回答:(1)图中a、b、c过程分别是指____________、________、________________。(2)受体母牛必须具备__________________________。胚胎移植时,受体应处于适合的生理状态,此时可利用激素对受体进行______________处理。此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生____________反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是__________;在对囊胚阶段胚胎操作时,要注意将____________均等分割。(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有__。【解析】(1)根据胚胎移植的过程可知,同期发情处理后需要对供体母牛进行超数排卵(a);配种一周后需要对供体母牛进行冲卵(b);早期胚胎经过检查和培养后需要进行胚胎移植(c)。(2)供体母牛的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎,受体母牛要承担繁重的妊娠和育仔任务,必须具备健康的体质和正常的繁殖能力的特点。胚胎移植时,受体应处于适合的生理状态,此时可利用激素对受体进行同期发情处理。此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是胚胎分割,分割后再进行胚胎移植;处理的时期可以是桑椹胚或囊胚期,在对囊胚阶段胚胎操作时,注意要-2-/11考试将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞,即胚胎干细胞,这类细胞的形态特征有体积小、细胞核大、核仁明显等特点。答案:(1)超数排卵冲卵胚胎移植(2)健康的体质和正常的繁殖能力同期发情免疫排斥(3)胚胎分割内细胞团(4)体积小、细胞核大、核仁明显【易错警示】滋养层≠饲养层(1)滋养层:囊胚时期沿透明带内壁排列的、个体较小的细胞,滋养层最终发育成胎膜和胎盘。(2)饲养层:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。3.(11分)(2021·某某模拟)现代生物科技与人们的生活息息相关,尤其在动物品种的改良、保护濒危物种等方面得到了越来越广泛的应用。请回答下列相关问题:(1)利用绵羊的精子和卵子进行体外受精时,所用的精子是经过______处理的。判断卵子是否受精的重要标志是_______________