（浙江选考）2020版高考生物一轮复习 第34讲 胚胎工程学案.doc

第34讲胚胎工程知识内容展示核心素养对接1.从受精卵谈起（a）2.胚胎工程（a）科学思维建立胚胎移植和试管动物的基本操作流程模型科学探究胚胎工程的应用社会责任胚胎移植、胚胎分割等技术的应用考点胚胎工程1（2012浙江高考）下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，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增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层解析同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一，A正确；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂次数的增多，细胞逐渐变小，B错误；滋养层细胞只发育成哺乳动物胚胎附属结构及胚外结构，不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官，C错误；原肠胚已分化出外、中、内三个胚层，D错误。答案A2（2011浙江高考）培育“试管山羊”的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是（）A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内解析甲为获取卵母细胞，可以用促性腺激素使其超数排卵，A正确；乙过程的目的是促进卵母细胞成熟，使精子获能而不是成熟，并且使精子与卵细胞完成受精作用，B错误；丙过程为培养早期胚胎，需要使用一系列不同成分的培养液，与乙过程中使用的培养液成分不同，C错误；丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内，D错误。答案A本题组对应选修三P41P52胚胎工程1受精大体包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物精卵才能结合的原因之一。2受精卵是动物个体发育的起点。受精卵经卵裂形成卵裂球，随着卵裂球细胞数目增加，细胞逐渐变小。当卵裂球含28个细胞时，其中的每个细胞都具有全能性，即均可以发育成完整个体。卵裂球继续分裂分化，形成的中空的细胞团，称为囊胚或胚泡，其外表是一层滋养层，胚胎的附属结构或胚外结构就由滋养层发育形成的。其内部的细胞团就是胚胎干细胞。囊胚进一步发育，逐渐形成一个圆盘状结构，分为内胚层和外胚层。外胚层细胞在胚盘正中线处形成一条增殖区，该区细胞增殖分裂，形成中胚层，这就是原肠胚。3获取卵母细胞的方法：卵巢经超数排卵处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞。通常经体外培养的早期胚胎发育到8细胞以上胚胎，最适宜用于胚胎移植。4胚胎移植的过程：供体发情排卵并经配种后，在一定时间内从其输卵管和子宫角中取出早期胚胎，然后把它们分别移植到另一头与供体同时发情排卵、但未经配种的母畜（受体）的相应部位。5胚胎干细胞是一种未分化细胞，具有发育全能性和二倍体核型，能分化出成体动物的所有组织和器官，其细胞体积小，核大，核仁明显。在培养胚胎干细胞时，首先在培养皿底部制备一层细胞，称为饲养层，然后将胚胎干细胞接种在饲养层上。胚胎干细胞核移植是指把胚胎干细胞核移植到去核的卵母细胞中，经胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术，可培养出与细胞核供体极为相似的“复制品”。一、胚胎发育1受精作用（1）受精作用的过程：精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合、精细胞核与卵细胞核融合等几个阶段。其中核融合是实质阶段。（2）精卵细胞表面有特异性相互识别的糖蛋白是同种动物精卵受精发生的原因之一。2哺乳动物胚胎早期发育的过程受精卵：动物个体发育的起点，在输卵管内完成受精作用时已开始分裂二、胚胎工程1胚胎工程（1）含义：在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术。（2）技术：主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。（3）研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是哺乳动物。2体外受精和胚胎体外培养3胚胎移植4胚胎分割5胚胎干细胞（1）来源：囊胚内细胞团中分离。（2）培养：角度胚胎工程1（2018浙江五校联考节选）回答有关胚胎工程的问题：（1）“二娃”政策实施后，一些高龄夫妇选择“试管婴儿”技术孕育二胎：要使精子和卵细胞在体外成功融合，首先须采集到成熟的卵细胞，最常用的方法是卵巢经过处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出，在体外进行人工培养，促进其成熟。同时对于男方提供的精子，须经系列处理与培养，以达到状态。受精卵形成后，经人工培养至阶段，借助胚胎移植技术回输至女方体内，经过自然孕育，即得试管婴儿。（2）胚胎干细胞研究发展前景诱人，它具有发育全能性和二倍体核型。培养胚胎干细胞的培养基中，必须加入胰岛素、葡萄糖、等成分。并且要将干细胞接种在饲养层上，用于饲养层的细胞一般是_。（3）下列有关胚胎移植的说法错误的是。A供体与受体是同一物种的雌性 B受体与供体保持相同的生理状态C供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系D多胚胎移植在提高妊娠率的同时，常可获得性状完全相同的孩子解析体外受精就是采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精。其过程是：（1）将成熟的精子放入培养液中培养，使精子达到获能状态，这样才能够穿入到卵细胞内部；（2）采集成熟的卵细胞。首先从卵巢中获得未成熟的卵母细胞，最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后，使用超声监视器确定卵泡的位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞，在体外进行人工培养促进其成熟；（3）获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精；（4）受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎，如早期囊胚；（5）经分娩产仔就得到“试管动物”。培养胚胎干细胞的关键需要一种培养体系，首先要在培养皿底部制备一层细胞，称为饲养层，如胚胎成纤维细胞，以促进胚胎干细胞的生长，抑制胚胎干细胞的分化。多胚胎移植能提高妊娠率，孩子的性状相同与否取决于胚胎的遗传物质是否相同，通过体外受精得到的两个胚胎的遗传物质一般不同，D错误。答案（1）超数排卵卵母细胞获能8细胞到早期囊胚（2）动物血清胚胎成纤维细胞（3）D2（2018温州模拟节选）2016年4月突破的“三亲婴儿”技术有望解决一些生育问题，技术流程如图所示。请分析回答：（1）采集卵母细胞：经处理后，用仪器确定卵泡位置，插入穿刺针吸取卵泡液，取出卵母细胞。（2）图中“去核”和“取核”的操作方法（填“可以”或“不可以”）相同。（3）过程A使用的技术是。过程B必须借助早期胚胎培养和技术。（4）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的细胞进行鉴定。（5）从遗传角度分析，“三亲婴儿”技术还可以避免“母亲”的（填细胞结构）中的缺陷基因传递给孩子。解析（1）采集卵母细胞时，经超数排卵处理后，用超声监视器（B超）确定卵泡位置，插入穿刺针吸取卵泡液取出卵母细胞。（2）图中“去核”和“取核”都可以通过显微操作法进行。（3）图中过程A是将“母亲”的卵母细胞核移植到捐献者的去核的卵母细胞中形成重组细胞，使用的技术是核移植；过程B必须借助早期胚胎培养和胚胎移植技术。（4）若需要鉴定胚胎的性别，为了降低可能的风险，可取囊胚的滋养层细胞进行鉴定。（5）“母亲”只是给“三亲婴儿”提供了细胞核，从遗传角度分析，“三亲婴儿”技术还可以避免“母亲”的线粒体（细胞质）中的缺陷基因传递给孩子。答案（1）超数排卵超声监视器/B超（2）可以（3）核移植 胚胎移植（4）滋养层（5）线粒体/细胞质1精子与卵子的发生2早期胚胎发育（1）过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。（2）图示：3概念辨析（1）滋养细胞：指先期培养的细胞，用于支持细胞克隆生长的细胞，如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞。（2）滋养层：属于动物囊胚外表的一层扁平细胞，这些细胞将发育成胚胎附属结构或胚外结构如胚盘。（3）饲养层细胞：一般是指胚胎成纤维细胞，该细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化的条件。课后限时训练（时间：30分钟分数：100分）1下列有关受精作用的叙述，错误的是（）A受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合B受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半C受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同D受精卵中的染色体来自父母双方且各占一半解析受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合，这也是受精作用完成的标志，A正确；受精卵中细胞核遗传物质来自父母双方的各占一半，而细胞质遗传物质几乎全都来自母方，B错误；受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同，C正确；受精卵中的染色体来自父母双方且各占一半，D正确。答案B2下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（）A获取的精子经获能后才能进行体外受精B过程只与细胞膜的流动性有关C过程的细胞增殖方式是有丝分裂D过程属于胚胎移植过程解析在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合（与膜的流动性有关）、核的融合等；过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。答案B3近年来，胚胎工程和动植物克隆技术迅速发展，下列叙述正确的是（）A从子宫角获取的早期胚胎可立即移至同期发情的受体子宫角继续发育B成纤维细胞培养过程中，组织间的胶原纤维可用纤维素酶水解C植物原生质体获得需在较低渗透压的甘露醇溶液中处理D“借腹怀胎”过程中，提供细胞核的个体为供体，提供去核卵细胞的个体为受体解析从子宫角获取的早期胚胎可立即移至同期发情的受体子宫角继续发育，A正确；成纤维细胞培养过程中，组织间的胶原纤维化学本质为蛋白质，应用胰蛋白酶处理，B错误；植物原生质体获得需在较高渗透压的甘露醇溶液中处理，C错误；“借腹怀胎”过程中，提供细胞核的个体为供体，重组细胞移植到受体中进行胚胎发育，D错误。答案A4据第三次全国大熊猫野外种群调查，全世界野生大熊猫不足1 600只，因此，如何保护和繁殖大熊猫是亟待解决的问题，现设计如下繁殖过程。请回答下列问题：（1）“克隆熊猫”培育技术为胚胎干细胞核移植，培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控发育的作用。图中A过程是；为了抑制细胞分化，要在培养皿底部制备一层细胞（如胚胎成纤维细胞），称为。（2）图中激素处理可使供体，从而可培育更多的早期胚胎。代孕受体在移植前需要经过处理，以便早期胚胎成功植入或着床。（3）下列对象中，通常不适合胚胎移植的是。A受精卵 B.八细胞胚C.桑椹胚 D.早期囊胚（4）为了繁殖更多后代，可以通过技术，产生同卵多仔。下列关于该技术的叙述中，错误的是。A.增加胚胎数量，快速繁殖B.同卵多仔的表现型一定相同C.该技术涉及显微操作技术D.可以采用相关酶处理卵裂球解析（1）重组细胞中，卵细胞质中的一些蛋白因子会逐渐替换掉细胞核中阻碍核基因表达的调节蛋白，促进其全能性的表达；A过程是将囊胚的内细胞团细胞胚胎干细胞取出进行培养的过程；培养皿底部的一层细胞称为饲养层，可促进胚胎干细胞生长而抑制其分化。（2）图中激素处理供体，会促进其超数排卵，受精后产生更多胚胎；为了给移植胚胎创造良好的孕育条件，应对代孕母畜进行同期发情处理。（3）受精卵直接移植成功率不高，通常会先进行胚胎体外培养，然后对早期胚胎进行筛选，选择健康的胚胎进行移植，以提高成功率。不同动物移植的最佳时期有差异，因此将受精卵培养到什么阶段视物种而定。（4）胚胎分割能够使一个胚胎分割成几个胚胎，从而增加繁殖量；胚胎分割处理的是早期胚胎，体积非常小，需要显微操作，可用切割针或切割刀进行切割，也可采用酶消化的方法，使胚胎数量在原来的基础上明显增加，虽然这些胚胎来自同一受精卵，遗传物质相同，但环境因素对其性状表现也有一定的影响，故表现型未必完全一致答案（1）细胞核（胚胎干）细胞培养饲养层（2）超数排卵同期发情（3）A（4）胚胎分割（和移植）B5.世界首个细胞核移植“三亲”婴儿已于2016年4月诞生，引起全球广泛关注。医生首先从母亲的卵细胞取出细胞核，并将其注入已去掉细胞核的捐赠者的卵细胞内，重组细胞就拥有了母亲的核DNA以及捐赠者的线粒体DNA，最后再利用精子进行体外受精。请回答：（1）医生用这一方法同时培育了5个胚胎，因此母亲的卵巢事先需经处理以获得更多的卵细胞；体外受精前，精子需经培养达到状态。（2）下列关于体外受精及胚胎工程的叙述，错误的是。A.精子和卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白B.28细胞期的卵裂球每一个细胞都具有全能性C.中胚层是由外胚层的细胞增殖分裂形成的D.体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同（3）受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床，通常移植的最适宜时期是。胚胎发育到一定阶段，会形成滋养层细胞，这部分细胞将发育成。（4）在英国获得批准的“三亲”技术则不同，是捐献者的卵细胞与父亲的精子经体外受精形成的受精卵去核后，注入父、母亲所形成受精卵的核，以剔除母亲线粒体中有缺陷的基因信息。该过程涉及的生物技术有体外受精、和胚胎移植。解析（1）为获得多个胚胎，需要对母亲进行超数排卵处理获得多个卵细胞，体外受精前，精子需进行获能培养，达到受精要求。（2）在体外受精时，成熟卵细胞和获能精子共同培养，通过精子和卵细胞表面的特异性识别蛋白相互识别，完成细胞融合（即受精），A正确；受精卵有全能性，受精卵卵裂形成的28细胞期的卵裂球每一个细胞也都具有全能性，B正确；在胚胎发育的原肠胚期，外胚层细胞在胚盘中线处形成增殖区，该区细胞形成中胚层，C正确；体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分是不相同的，D错误。（3）为顺利完成植入或着床，移植的胚胎一般选择发育到8细胞以上的胚胎进行，最晚也不能晚于囊胚。囊胚的滋养层细胞将发育成胚胎的附属结构或胚外结构。（4）“三亲”孩子的培育过程涉及了多项技术，包括体外受精、核移植、胚胎体外培养、细胞培养、胚胎移植等。答案（1）超数排卵（促性腺激素也可）获能（2）D（3）发育到8细胞以上的胚胎（早期囊胚、早期胚胎、桑椹胚也可）胚胎的附属结构（胚外结构、胚盘等合理答案也可）（4）核移植胚胎体外培养（本小题答案顺序可互换）6.下图表示试管山羊的培育过程，关于丙过程的描述正确的是（）A.该过程为细胞培养，目的是为了获取更多的受精卵B.该过程为胚胎体外培养，目的是为了让胚胎具有着床能力C.该过程中所用的培养液成分往往是相同的D.通过对培养液的改进目前也可将部分动物受精卵直接培养成试管动物解析丙过程表示胚胎体外培养，目的是为了让胚胎具有着床能力；受精卵到早期胚胎依次经过受精卵、卵裂期和囊胚期，不同时期所用培养液的成分往往是不相同的；目前尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。答案B7.牛胚胎移植的基本程序如下图所示，下列说法错误的是（）A.供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎B.图中a指的是超数排卵，可用促性腺激素C.为了提高牛胚胎的利用率，常采用的方法是胚胎分割移植D.供体和受体（代孕母牛）要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应解析胚胎移植的目的是发挥雌性优良个体的繁殖潜力；胚胎分割是将一个胚胎分成多份，从而提高了优良胚胎的利用率；胚胎移植过程不同于器官移植，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要进行免疫检查。答案D8.下列关于动物克隆和胚胎工程技术的叙述中，正确的是（）A.克隆“多莉”时获取乳腺细胞，可取其核与卵细胞直接构建重组卵细胞B.经培养得到小鼠成纤维细胞，可直接用于细胞克隆时支持生长C.经胚胎分割得到多个胚胎，可直接移植到受体代孕产仔D.经超数排卵并配种后获取受精卵，可直接移植到受体代孕产仔解析构建核移植的重组细胞时，“核”应与发育至M中期的去核卵细胞重组；细胞克隆时支持生长的小鼠成纤维细胞是经射线照射、本身失去增殖能力的；取出的受精卵需培育至桑椹胚或囊胚期方可移植。答案C9.（2018浙江十校模拟）回答基因工程和胚胎工程有关的问题：（1）1989 年投入工业化生产的我国第一个基因重组新药是干扰素，要获得干扰素，先要制备白细胞，经病毒诱导，分离出，在酶的催化下合成 DNA，再经PCR 克隆干扰素基因，将干扰素基因与连接，构建表达载体，转化腐生型假单胞杆菌，筛选高表达、稳定遗传的工程菌。（2）胚胎干细胞是一种未分化细胞，具有和。在培养胚胎干细胞时，首先要在培养皿底部制备一层细胞，称为。（3）胚胎干细胞核移植是指把胚胎干细胞核移植到去核卵细胞中，经过胚激活、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。解析（1）根据题干表述，干扰素基因的获取采用化学方法（逆转录法）合成。因此，需要先分离得到相应的mRNA，在逆转录酶的催化下合成DNA。获取目的基因后，基因工程的核心是目的基因与载体的连接，构建基因表达载体。（2）考查胚胎干细胞的特点，其特点主要为具有发育全能性和二倍体核型。在胚胎干细胞培养过程中，为促进其生长，抑制分化，需要在培养皿底部加饲养层。（3）核移植后得到的重组细胞，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后才能产生克隆动物。答案（1）（相应的）mRNA逆转录质粒（或基因的载体）（2）发育全能性二倍体核型饲养层（3）胚胎体外培养10.（2018金丽衢十二校联考）回答与基因工程、动物克隆和胚胎工程有关的问题：（1）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。在进行基因工程操作时，可以从植物体中提取几丁质酶的mRNA，以mRNA为材料可以获cDNA，其原理是_若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_。（2）为了提高动物成纤维细胞克隆形成率，可以选择适宜的培养基、添加牛血清、以支持生长等措施。当第一个卡氏瓶中的细胞浓度不再增加时，若要细胞继续增殖，可采用的方法是。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是 。（3）下列关于胚胎工程的叙述，错误的是。A.在动物的饲料中添加一定量的促性腺激素促使超数排卵B.若在囊胚期进行胚胎分割，内细胞团均等分割，滋养层则不必C.可以从雌性动物体内卵泡处吸取卵泡液，取出卵母细胞进一步培养成熟D.胚胎成纤维细胞可以用于胚胎干细胞的培养，因为其能分泌抑制细胞分化的物质解析（1）以mRNA为模板在逆转录酶的催化下，可以得到相应的cDNA，目的基因导入受