2018_2019学年高中生物备考满分冲刺专题03胚胎工程（含解析）（选修3）.docx

专题03 胚胎工程1精子和卵子的发生的比较项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体2受精（1）精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。（2）卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期，才具备与精子受精的能力。（3）受精过程3早期胚胎发育1体外受精（1）卵母细胞的采集和培养（2）精子的采集和获能（3）受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。2胚胎的早期培养（1）目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。（2）培养液成分巧记（3）胚胎处理：向受体移植或冷冻保存。3胚胎工程的应用及前景（1）胚胎移植地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。过程意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。（2）胚胎分割材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性生殖即克隆。分割要求：对囊胚分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（3）胚胎干细胞来源：早期胚胎或原始性腺。特点：形态上，体积小、核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性；体外培养条件下可以增殖而不分化。（2530分钟）一、 选择题1下图是胚胎干细胞潜能示意图，相关叙述错误的是A由细胞形态判断，4种细胞中细胞最可能连续分裂B胚胎干细胞能分化为各种细胞的根本原因是具有全套遗传物质C分化得到的各种细胞，功能不同的直接原因是特定蛋白不同D定向诱导胚胎干细胞分化形成的组织或器官，进行自体移植可避免免疫排斥【答案】B【解析】根据细胞形态判断，4种细胞中细胞分化程度最低，最可能连续分裂，A正确；胚胎干细胞分化为各种细胞的原因是基因的选择性表达，B错误；分化得到的各种细胞，功能不同的直接原因是特定蛋白不同，C正确；定向诱导胚胎干细胞分化形成的组织或器官，进行自体移植可避免免疫排斥，D正确。2如图所示为早期胚胎发育过程。下列叙述错误的是A从a到e中，适宜于牛的胚胎移植的时期有d、eB可从图e的1中分离出胚胎干细胞C图e的3将来可发育成胎膜和胎盘D图中各阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能【答案】D【解析】早期胚胎发育的过程：受精卵桑椹胚囊胚原肠胚。从a到e中，适宜于牛的胚胎移植的时期有d桑椹胚、e囊胚，A正确；可从图e的1中分离出胚胎干细胞，B正确；图e的3滋养层将来可发育成胎膜和胎盘，C正确； 图中囊胚期发生了细胞分化，桑椹胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，D错误。故选D。3下图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b、c代表三个发育时期,下列叙述不正确的是A过程发生非同源染色体自由组合B过程通过有丝分裂增殖Cb时期的早期胚胎内出现了含有液体的囊腔D细胞分化程度逐渐增大【答案】A【解析】分析图解，图为受精作用和胚胎发育过程，图中a为桑椹胚，b为囊胚，c为原肠胚；图中为受精作用，为早期胚胎发育过程。是受精作用，非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期形成配子时，A错误；过程为卵裂期，通过有丝分裂增殖，B正确；b时期为囊胚期，此时出现了含有液体的囊腔，C正确；过程随早期胚胎发育进行，细胞分化程度逐渐增大，D正确。4下列关于胚胎分割和胚胎移植的叙述，正确的是A胚胎分割时可同时取滋养层细胞进行性别鉴定B受精卵需发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C胚胎移植时选用的胚胎都是由受精卵发育而来D胚胎移植前需对供体和受体进行配型以免发生免疫排斥【答案】A【解析】胚胎分割时可用切割针取样滋养层细胞，采用DNA分子杂交技术鉴定性别，A正确；一般受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植，B错误；用于移植的早期胚胎不一定是由受精卵发育而来，也可以是细胞核移植后得到的，C错误；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，因此，在进行胚胎移植时没有必要进行免疫检查，D错误。5杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示，相关叙述正确的是A为了获得更多的卵母细胞，需用雌性激素对雌性杜泊羊进行处理B从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎D为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂【答案】C【解析】为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理，A错误；根据采集部位而定，如果是从输卵管采集的卵细胞，已发育成熟，可直接与获能的精子在体外受精；如果是从卵巢采集的卵细胞，未发育成熟，都要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精，B错误；为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎，C正确；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。6下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是A对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割C利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎或多胞胎的比例【答案】B【解析】在进行胚胎移植时需要对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理，使它们处于相同的生理状态，A正确；胚胎分割应该取形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚进行，B错误；胚胎分割技术属于无性繁殖，可获得两个基因型完全相同的胚胎，C正确；一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例，D正确。7虎狮兽是利用雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”而产生的，完成这一过程需要解决的问题是A抽取精子、卵子的细胞核并进行融合B用化学物质处理卵细胞膜，便于精子的进入C精子在体外用获能物质处理D精子入卵后进行人工处理，防止多精入卵【答案】C 【解析】精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要给予获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵，入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，两者融合成合子后受精完成，而不是二者原有细胞核的融合，故选C。8下图为哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是A过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎B过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞C过程可以在饲养层细胞上培养D过程可以直接获得各种效应T细胞【答案】C 【解析】过程运用胚胎分割技术可得到多个胚胎，A项错误；过程应用胰蛋白酶处理囊胚获得干细胞，B项错误；过程可以在饲养层细胞上培养，C项正确；效应T细胞的产生需要抗原的刺激，D项错误。二、非选择题92018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。请回答下列问题：（1）该研究的主要过程如下：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。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。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葚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: _。【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）利用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆繁殖 【解析】（1）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、激素和维生素及血清，在体外培养至桑葚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，可选取北方白犀牛的体细胞的细胞核进行克隆繁殖后代。10基因剔除动物模型一直以来是开展基因功能研究的重要工具，其原理是通过导入外源分子使动物的某特定基因失活，进而培养出有基因缺陷的动物来研究相应基因的功能。下图是制作某类基因剔除小鼠流程示意图。请据图回答相关问题：（1）图中过程常用的技术是_，过程是_。（2）体外受精时需要对精子进行_处理，然后与处于_期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。（3）为更多地获得基因剔除小鼠，可对囊胚阶段的胚胎进行分割移植，此时要对_进行均等分割。请说明理由：_。（4）研究发现人的SP1基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关。你认为基因剔除技术可以为乳腺癌的治疗提供怎样的新思路：_。【答案】（1）显微注射 早期胚胎培养 （2）获能 减数第二次分裂中 （3）内细胞团 内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 （4）通过基因剔除技术使SPI基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变 【解析】（1）图中过程常用显微注射技术，是早期胚胎培养过程。（2）精子需要经过获能才能与成熟的卵母细胞（减数第二次分裂中期的卵母细胞）结合形成受精卵。（3）对囊胚阶段的胚胎进行分割移植时要对内细胞团进行均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（4）由于人的SP1基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关，则可通过基因剔除技术使SPI基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变11长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。如图1、2、3分别是牛胚胎移植、早期胚胎培养及克隆羊培育图，请据图完成下列问题：（1）在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有_。 （2）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_；冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_冲洗出来。 （3）从A到E中，适宜于牛胚胎移植的时期有_；图中标号3为_，它将来可发育为胎膜和胎盘。（4）动物的早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。 （5）试管牛E的性别为_(填“雌性” “雄性”或“不确定”)，克隆羊“多利”的性状和_最接近，原因是_。【答案】（1）动物细胞培养、胚胎移植等 （2）促性腺激素 (早期)胚胎 （3）D、E 滋养层细胞 （4）生理状态 （5）不确定 白面绵羊 “多利”的细胞核由白面绵羊提供 【解析】（1）试管牛用到的技术手段有动物细胞培养、体外受精、体外胚胎培养和胚胎移植，克隆羊用到的技术有动物细胞培养、细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。根据分析可知，在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有动物细胞培养、胚胎移植等。（2）给供体母牛注射促性腺激素，目的是为了让供体母牛超数排卵，为获得多枚胚胎提供条件。冲卵是指用特定装置，将供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。（3）牛的胚胎移植一般选择D桑椹胚或E囊胚时期的胚胎进行移植。E上的标号3是囊胚上沿着透明带内壁扩展和排列的、个体较小的的滋养层细胞。（4）胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。（5）试管牛E是由受精卵发育而来，因此试管牛的性别不确定，雌性或雄性。克隆羊是细胞核移植，生物的性状主要由细胞核基因控制，克隆羊“多利”的细胞核来自于白面绵羊，因此克隆羊“多利”的性状和白面绵羊最接近。122018年1月25日，克隆猴“中中”和“华华”登上细胞杂志封面，这意味着我国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。请回答下面的问题：（1）“中中”和“华华”的培育涉及的胚胎工程技术有_。（2）对猴体细胞进行培养时，须将组织分散成许多单个细胞，原因是_。为了保证无菌，除了对培养液和所有培养用具进行无菌处理，还需要_，以防培养过程中的污染。此外，还需要_的气体条件。（3）进行核移植时，需要将猴体细胞核取出后，注入_期的去核卵母细胞。去除卵母细胞核的常用方法是_。（4）克隆灵长类动物的重要意义在于：_。【答案】（1）早期胚胎培养、胚胎移植 （2）成块的组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞的生长和增殖 在细胞培养液中添加一定量的抗生素 95%空气和5% CO2 （3）M 显微操作去核法 （4）由于人也属于灵长类动物，因此研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；用克隆动物制作疾病模型，能使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病 【解析】（1）克隆猴的培育过程涉及的技术有核移植技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术，其中后两者属于胚胎工程技术。（2）对猴体细胞进行培养时，须将组织分散成许多单个细胞，原因是成块的组织中细胞与细胞靠在一起，无法获取足够的营养，彼此限制了细胞的生长和增殖；为了保证无菌，除了对培养液和所有培养用具进行无菌处理，还需要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，还需要95%空气和5% CO2的气体条件，以维持适宜的pH环境。（3）进行核移植时，需要将猴体细胞核取出后，注入M期的去核卵母细胞；去除卵母细胞核的常用方法是显微操作去核法。（4）克隆灵长类动物的重要意义在于：人也属于灵长类动物，研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；用克隆动物制作疾病模型，能使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。13“三亲婴儿”是为了避免母亲线粒体遗传病传给下代。下图为培育“三亲婴儿”的过程示意图，请回答