高考生物一轮复习专题31胚胎工程课件

专题31胚胎工程生物

(浙江选考专用)考点胚胎工程五年高考1.(2016课标全国Ⅱ,40,15分)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。

回答下列问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为

。过程①表

示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用

的方

法。②代表的过程是

。(2)经过多次传代后,供体细胞中

的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是

。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了

。答案(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性解析(1)因供体的性别不确定,故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY;一般将卵母细胞培

养到MⅡ中期,用显微操作法将其细胞核去除;②代表的过程是胚胎移植。(2)传代培养10代以

内的细胞可以保持正常的二倍体核型,超过10代以后,供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。

(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质,细胞质中的遗传物质对克隆动物的

性状会产生影响。(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。2.(2015山东理综,36,12分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有

重要意义。流程如下:

(1)过程①采用的是细胞工程中的

技术,过程②采用的是胚胎工程中的

技

术。(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的

。(3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用

和

两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有

基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的

。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的

组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体

(填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。答案(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或:酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或:限制酶)DNA连接酶(注:两空可颠倒)标记(4)内细胞团B解析(1)图中①过程采用体细胞核移植技术;过程②为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎

的过程,利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时,气体环境为95%的空气和5%的CO2,

CO2作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时,需用的工具酶为限制酶和DNA连接

酶。基因表达载体上除目的基因外,还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作

用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的

内细胞团具有发育的全能性,可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官

若移植给核供体,则不会发生免疫排斥反应。考点胚胎工程教师专用题组1.(2015江苏单科,3,2分)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是

()B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质答案

C本题考查动物细胞工程和胚胎工程的相关知识。乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进

行离体培养,A项错误;细胞核移植主要在同种动物细胞间进行,不一定在同种组织的细胞之间

进行,B项错误;由于早期胚胎细胞数量是有限的,而且还受技术的限制,因此采用胚胎分割技术

产生同卵多胚的数量是有限的,C项正确;维生素是营养物质,不是能源物质,激素是调节物质,

不能充当能源物质,D项错误。2.(2015广东理综,25,6分)如图为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图。

下列叙述正确的是(双选)

()A.过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得B.过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植C.过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体D.过程④人β-酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译答案

AC胚胎移植一般选桑椹胚期或囊胚期胚胎进行移植,不能选用原肠胚,B错误;山羊

体内人β-酪蛋白基因的转录发生在细胞核内,D错误。3.(2015四川理综,2,6分)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后,顶体膜与精子细胞膜

融合,释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是

()答案

B溶酶体酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体;精子游动所需能量来自呼吸

作用,呼吸作用在细胞溶胶和线粒体中进行;顶体膜与精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性;

受精卵中核遗传物质一半来自父方另一半来自母方,受精卵中质遗传物质几乎全部来自母

方。4.(2012浙江理综,2,6分)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是

()答案

A此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞的识别具有物种特异性,卵

细胞受精时,一般只能接受同种生物的精子,A正确;受精卵开始的几次卵裂,由于没有接受外来

营养物质,细胞数目虽在增加,但卵裂球细胞总体积并没有增大,甚至略有减小,B错误;囊胚由

滋养层和内细胞团组成,滋养层细胞没有发育全能性,将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构,

内细胞团细胞才具有发育全能性,C错误;原肠胚已有外、中、内三个胚层的分化,D错误。5.(2015重庆理综,8,20分)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但

对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交:♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常

。若C中的母牛

表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是

性状。为获得产奶量高且适

宜本地生长的母牛,根据现有类型,最佳杂交组合是

,后代中出现这种母牛的概率

是

(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。

精子要具有受精能力,需对其进行

处理;卵子的成熟在过程

(填图

中序号)中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖,其作用是

。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎的

。子代母牛的优良性状与过程

(填图中序号)的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用

技术。答案(1)生长发育或胚胎发育隐性♂A×♀C1/8(2)获能(或增强活力)③供能性别、高产奶和适应生长的基因②(3)胚胎分割解析(1)由于B是具有适宜本地生长基因的纯合子,故选择B作为母本,可使胚胎在母体内正

常生长发育。让B与纯合的具有高产奶基因的A杂交得到C,C牛的产奶量并未提高,可推知高

产奶是隐性性状,而C为杂合子。因引进的是含高产奶基因的纯种公牛,故可选用♂A×♀C杂

交组合,后代中高产奶且适宜本地生长的母牛的概率为1/4×1/2=1/8。(2)精子需进行获能处理,

才能具有受精能力。卵子的成熟在受精过程中完成。胚胎培养中,葡萄糖的作用是提供能

量。为筛选出具有优良性状的母牛,在胚胎移植前应鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的

基因。经过过程②的基因重组产生同时含有高产奶基因和适应本地生长基因的卵细胞,是后

代出现高产奶且适宜本地生长母牛的前提。(3)可通过胚胎分割技术提高已有胚胎的利用率。6.(2014山东理综,36,12分)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白,可在转htPA

基因母羊的羊乳中获得。流程如下:

(1)htPA基因与载体用

切割后,通过DNA连接酶连接,以构建重组

表达载体。检测目的基因是否已插入受体细胞DNA,可采用

技术。(2)为获取更多的卵(母)细胞,要对供体母羊注射促性腺激素,使其

。采集的精

子需要经过

,才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是

。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行

。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体,这体现了早期胚胎细胞的

。(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到

,说明目的基因成功表达。答案(1)同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)DNA分子杂交(或核酸探针)(2)超数排卵获能(处理)(3)显微注射法性别鉴定全能性(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)解析

(1)目的基因和载体先用同种限制酶切割后,再用DNA连接酶连接,以构建基因表达载

体;判断受体细胞的DNA是否插入目的基因可采用DNA分子杂交技术。(2)利用促性腺激素处

理供体母羊可使其产生更多的卵母细胞;精子必须获能后才具备受精能力。(3)将重组表达载

体导入动物受精卵常用的方法是显微注射法。为了获得母羊,移植前需对已成功转入目的基

因的胚胎进行性别鉴定。(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到人组织纤溶酶原激活物,说

明目的基因成功表达。考点胚胎工程三年模拟A组2017—2019年高考模拟·考点基础题组1.[2019浙江名校协作体高三联考,32(二)]回答与胚胎工程和基因工程有关的问题:(1)若要将人的胰岛素基因导入到牛受精卵中,常用

方法获得目的基因,用

法

导入牛受精卵中,形成重组细胞。若受体细胞是牛的乳腺细胞,则获得重组细胞后,利用

技术才能获得转基因牛。(2)将成功导入重组DNA分子的多个受精卵进行

至早期胚胎,再分别移入到

母牛的输卵管或子宫角继续发育。(3)若供体牛一次排卵较少,可用激素处理促其

;若筛选过程中只有极少数受精卵成功

导入目的基因,可在

时期进行胚胎分割以获得多个胚胎。答案(1)化学合成显微注射核移植(2)胚胎体外培养同期发情(3)超数排卵卵裂

球(早期囊胚)解析(1)因为人的胰岛素基因序列已知,常用化学合成方法获得目的基因,再用显微注射法导

入牛受精卵中形成重组细胞。若受体细胞是牛的乳腺细胞,获得重组细胞后,利用核移植技术

才能获得转基因牛。(2)将成功导入重组DNA分子的多个受精卵进行胚胎体外培养至早期胚

胎,再分别移入到同期发情的母牛的输卵管或子宫角继续发育。(3)若供体牛一次排卵较少,可

用激素处理促其超数排卵,若筛选过程中只有极少数受精卵成功导入目的基因,可在卵裂球

(早期囊胚)时期进行胚胎分割以获得多个胚胎。2.[2019浙江台州9月联考,32(二)]胚胎干细胞在转基因动物技术中具有定向整合、易于筛选

等优点。回答下列胚胎干细胞培养及利用的相关问题。(1)将获取的囊胚放在培养液中培养至内细胞团突出

外,剥离内细胞团并用酶消化

成单个细胞,继续培养胚胎干细胞至一定数量。(2)将外源基因导入胚胎干细胞,筛选得到含目的基因的细胞,借助于

仪和

法可完成胚胎干细胞核移植;同时,核移植前对胚胎干细胞进行

培养等,这些措施都

有利于重组细胞中基因表达分子开关的启动。重组细胞经

、胚胎培养、

等过程可获得转基因克隆动物。(3)对胚胎干细胞进行

操作后再诱导其分化,可获得适合移植的异体器官。答案(1)饲养层(2)显微操作细胞融合营养限制性胚激活胚胎移植(3)基因敲除解析(1)内细胞团培养至突出饲养层外,再剥离内细胞团消化成单个细胞,继续培养胚胎干细

胞至一定数量。(2)胚胎干细胞核移植需要借助于显微操作仪和细胞融合法,移植前对胚胎干

细胞进行营养限制性培养,利于重组细胞中基因表达分子开关的启动,重组细胞经胚激活、胚

胎培养、胚胎移植等过程可获得转基因克隆动物。(3)对胚胎干细胞进行基因敲除操作以后

再诱导分化,可以获得适合移植的异体器官。3.[2018浙江五校联考,32(二)]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

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,借助胚胎移植技术将其回输至女方体内,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,其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答案(1)超数排卵卵母细胞获能8细胞以上的胚胎(2)动物血清胚胎成纤维细胞

(3)D解析(1)高龄夫妇选择“试管婴儿”技术孕育二胎时,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(次级)卵母细胞,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,以达到获能状态。受精卵形成后,经人工培养至8

细胞以上的胚胎,借助胚胎移植技术将其回输至女方体内,经过自然孕育,即得“试管婴儿”。

(2)培养胚胎干细胞的培养基中,必须加入胰岛素、葡萄糖、动物血清等成分,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胚胎成纤维细胞。(3)胚胎移植时,供体与受体应

该是同一物种的雌性个体,A正确;受体与供体应保持相同的生理状态,B正确;来自供体的胚胎

与受体子宫需建立正常的生理和组织联系,C正确;多胚胎移植可提高妊娠率,但移植的多个胚

胎性别不一定相同,性状也有差异,D错误。4.[2018浙江十校3月联考,32(二)]回答基因工程和胚胎工程有关的问题:(1)1989年我国投入工业化生产的第一个基因重组新药是α-干扰素,要获得α-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技术扩增得

到α-干扰素基因,将α-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的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。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)胚胎培养解析(1)分离出的α-干扰素的mRNA,经逆转录酶的催化合成DNA,经过PCR技术扩增得到α-

干扰素基因,将该基因与质粒等基因载体连接,从而构建表达载体。(2)胚胎干细胞具有发育全

能性和二倍体核型。在培养胚胎干细胞时,需要在培养皿底部制备一层饲养层细胞。(3)胚胎

干细胞核移植形成的重组细胞需要经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植等过程。1.[2019浙江杭州一模,32(二)](7分)回答与基因工程、动物克隆和胚胎工程有关的问题。piggyBac转座系统是一种目前常用的哺乳动物基因工程的研究工具,用于癌基因发现、转基

因动物制备、体内基因转移以及体外细胞的基因修饰等。(1)研究发现已分化的成熟细胞可以在c-Myc、Klf4、Oct4和Sox2等多因子的刺激下诱导成为

细胞,其中胚胎干细胞具有相对未分化、

和二倍体核型的特点。而pig-

gyBac转座系统则能够将同时携带这4种调控因子的基因载体插入到染色体上并进行

,也可以利用piggyBac转座系统的精确删除功能,将诱导形成多能细胞的

从基因组中删除,实现细胞治疗前后基因组成的一致性。(2)通过piggyBac转座系统修饰获得大鼠iPSCs(诱导多能干细胞),将该细胞的细胞核移植到用

紫外线破坏细胞核的卵细胞中获得

,先通过

、再经

、最后胚

胎移植从而获得转基因动物。B组2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:20分钟分值:35分非选择题(共35分)答案(1)多能发育全能性表达4种调控因子的基因(2)重组细胞胚激活胚胎培

养解析(1)胚胎干细胞具有相对未分化、发育全能性和二倍体核型的特点,属于多能细胞。

piggyBac转座系统能够将同时携带这4种调控因子的基因载体插入到染色体上并进行表达来

发挥作用,也可以利用piggyBac转座系统的精确删除功能,将诱导形成多能细胞的4种调控因

子的基因从基因组中删除,实现细胞治疗前后基因组成的一致性。(2)通过piggyBac转座系统

修饰获得大鼠iPSCs(诱导多能干细胞),将该细胞的细胞核移植到用紫外线破坏细胞核的卵细

胞中获得重组细胞,通过胚激活、胚胎培养、胚胎移植,从而获得转基因动物。2.[2019浙江金丽衢十二校联考,32(二)](7分)如图为绿色荧光小鼠制备流程图,GFP是绿色荧光

蛋白基因,请分析回答:

(1)为构建表达载体,通常用相同的限制性核酸内切酶切割GFP基因和Neo基因所在的载体,保

证两者产生相同的末端,但弊端是GFP基因和Neo基因所在的载体在连接时可能会发生

,表达载体与染色体DNA整合后能使GFP基因的遗传特性得以维持稳定和表达,从而完成

过程。(2)图中载体上的Neo基因是一种抗生素抗性基因,图中步骤③所用的G418是一种抗生素(对细

胞有毒害作用),添加G418的目的是

。(3)为促进胚胎干细胞增殖,培养过程中需加入

抑制其分化。(4)图中步骤⑤要将细胞注射入图中囊胚的

部位,图中步骤⑥胚胎移植前要对代孕

母鼠b进行

处理。(5)可以使用

方法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白。答案(1)自身环化转化(2)鉴定和筛选出导入目的基因的胚胎干细胞(3)胚胎成纤维细

胞(4)内细胞团同期发情(5)抗原—抗体杂交解析(1)用相同的限制性核酸内切酶切割目的基因(GFP基因)和载体,使二者产生相同的末

端,但可能导致目的基因(GFP基因)和载体在连接时发生自身环化;表达载体与染色体DNA整

合后得以维持稳定和表达,称为转化。(2)载体上的Neo基因是一种抗生素抗性基因,步骤③添

加抗生素G418可以鉴定和筛选出导入目的基因的胚胎干细胞。(3)为促进胚胎干细胞增殖,可

在培养基中添加胚胎成纤维细胞来抑制其分化。(4)囊胚的内细胞团细胞将来发育成胎儿的

各种组织器官,因此步骤⑤要将培养的含有目的基因的胚胎干细胞注射入囊胚的内细胞团部

位;胚胎移植前要对代孕母鼠b进行同期发情处理。(5)在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿

色荧光蛋白,可采用抗原―抗体杂交法。3.[2019浙江嘉丽3月联考,32(二)](7分)2018年底,一对“基因编辑婴儿”在广东出生,因其基因

被修改,所以能天然抵抗HIV,但也可能因此造成新的免疫缺陷。请回答:(1)该实验基因编辑的操作对象,即个体发育的起点是

。“基因编辑婴儿”能抵

抗HIV的机理:HIV进入人体后会以CD4+T细胞为目标进行猛烈攻击,但病毒需要找到细胞膜

上CCR5或CXCR4的受体才能发起进攻,因此采用修改受体基因或者

技术,使细

胞膜上不再具有相应受体即可避免被HIV攻击。(2)囊胚进一步发育后形成原肠胚,原肠胚中

是三个胚层中最晚形成的。胚胎干细胞

具有重要的临床医学价值,在培养胚胎干细胞时,通常培养到内细胞团突出至

外时,再

将其分解成单个细胞培养。(3)改良动物时,可采用转基因技术将目的基因导入胚胎干细胞内,经培养后再取其细胞核移植

到

中,发育到早期囊胚后再植入代孕母的

。(4)动物体细胞核移植的成功率低于胚胎干细胞。采用调节培养基中的血清浓度等处理,可促

进重组细胞中基因表达所需的

的启动。答案(1)受精卵基因敲除(2)中胚层饲养层(3)去核卵细胞输卵管或子宫角(4)分

子开关解析(1)个体发育的起点是受精卵。基因敲除是用含有一定已知序列的DNA片段与受体细

胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得到表达的一

种外源DNA导入技术。(2)原肠胚中的中胚层是三个胚层中最晚形成的。胚胎干细胞培养时,

通常培养到内细胞团突出饲养层外时,再将其分解成单个细胞培养。(3)动物核移植的受体细

胞往往是去核卵细胞,待重组细胞发育到早期囊胚后再植入代孕母输卵管或子宫角。(4)重组

细胞基因表达需要启动相应的分子开关。4.[2018浙江丽衢湖联考,32(二)](7分)如图为胚胎工程相关过程示意图,请回答:

(1)受精大体包括

、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。(2)①过程的技术是

,②过程需要将

剥离出来,并用酶消化成单个细

胞。③过程需要在培养皿底部加入胚胎成纤维细胞,形成

,否则就会出现过程