《2025年天利38套对接高考单元专题测试卷高中生物选择性必修第一册人教版》

24. (10分)学习以下材料,回答(1)～(5)题。
人造子宫
世界卫生组织将孕期不足37周的分娩定义为早产。早产儿由于肺部和大脑发育不完善,将面临更高的肺部感染、脑部损伤等风险。若能在体外模拟子宫内部环境使胚胎继续发育,则有望提高早产儿的存活率,减少并发症。
2017年,科学家设计了如图所示的人造子宫系统。由聚乙烯塑料制成的半透明“生物袋”内充满人工羊水(电解质溶液),袋外配置机器胎盘与早产小羊脐带的血管连通。早产小羊通过循环系统将含有$CO_2$和其他代谢废物的血液运送到机器胎盘中,机器胎盘将血液更新后再回输到小羊体内。人造子宫还接有专门管道,每天循环注入适量$38.5～40.5\ ^{\circ}C$的电解质溶液,以确保人工羊水得到更新。利用该人造子宫系统,成功地在体外支持妊娠$100～114$天的胎儿羔羊正常生长4周,期间没有出现生理紊乱和器官衰竭现象,生理指标与足月出生的羔羊基本一致。目前人造子宫装置正在申请临床试验,希望为人类早产儿提供更好的医疗监护。

体内胚胎着床后难以观察其发育过程,人造子宫可以解决这一难题。2021年,科学家将图中的生物袋换成玻璃瓶,利用转轮培养法做成“转轮人造子宫”,实现了将$7.5$天的小鼠早期胚胎顺利培育至$11.5$天,期间对胚胎发育过程进行了观察。例如,为研究中枢神经系统神经元的发育来源,研究者将绿色荧光蛋白基因导入胚胎神经管中,继续培养3天后,在$Tuj$蛋白(未成熟神经元的标记物)标记的神经组织中观察到绿色荧光信号的分布。
此外,人造子宫技术让胎儿的体外手术成为可能,对于缺陷早产儿的治疗与康复有着重要意义。
(1)从内环境稳态角度分析,人工羊水除了含有水、无机盐等物质,还具备适宜的温度、pH、渗透压等理化性质,为早产小羊提供液体生存环境。
(2)人造子宫面临一些技术难点,如无菌、恒温、供氧、营养、排泄等,机器胎盘主要解决了其中的供氧、营养难点。
(3)下列关于人造子宫的叙述,正确的有ABCD(多选)。
A. 山羊、小鼠的人造子宫研究对临床应用有重要借鉴意义
B. 人造子宫应用于临床前要充分进行风险评估和安全监测
C. 人造子宫有望实现患有子宫疾患的女性怀孕生子的愿望
D. 人造子宫可以提供稳定手术环境避免宫内手术的流产风险
E. 人造子宫不能满足胎儿与母亲的情感交流,应禁止研究
(4)人造子宫采用半透明生物袋或者玻璃瓶的优点是方便对胚胎发育进行直接观察、监护。
(5)在“转轮人造子宫”荧光标记追踪实验中,观察胚胎脑和脊髓部位$Tuj$标记的细胞,发现同时有绿色荧光和$SOX2$蛋白的表达($SOX2$蛋白是干细胞特有的转录因子),这一结果说明小鼠胚胎脑和脊髓的神经细胞来自神经管细胞，且此时仍具有增殖分化的能力。

答案： 24.(10分，每空2分)
(1)温度、pH、渗透压
(2)供氧、营养
(3)ABCD
(4)方便对胚胎发育进行直接观察、监护
(5)小鼠胚胎脑和脊髓的神经细胞来自神经管细胞，且此时仍具有增殖分化的能力
【解析】内环境与稳态
(1)从内环境稳态角度分析，人工羊水除了含有水、无机盐等物质，还具备适宜的温度、pH和渗透压等理化性质，为早产小羊提供液体生存环境。
(2)由“袋外配置机器胎盘与早产小羊脐带的血管连通。早产小羊通过循环系统将含有$CO_2$和其他代谢废物的血液运送到机器胎盘中，机器胎盘将血液更新后再回输到小羊体内。人造子宫还接有专门管道，每天循环注入适量38.5～40.5℃的电解质溶液，以确保人工羊水得到更新”可知，机器胎盘主要解决了人造子宫营养和供氧的难题。
(3)人造子宫不能满足胎儿与母亲的情感交流，但具有重要的研究意义，E错误。
(4)为方便对胚胎发育进行直接观察、监护，人造子宫采用半透明生物袋或者玻璃瓶制成。
(5)胚胎脑和脊髓部位Tuj标记的细胞同时存在绿色荧光和SOX2蛋白的表达，说明小鼠胚胎脑和脊髓的神经细胞来自神经管细胞，且此时仍具有增殖分化的能力。