2018版高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第三讲 胚胎工程及伦理问题学案 新人教版

第三讲胚胎工程及伦理问题考纲展示1动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()2.胚胎干细胞的移植()3.胚胎工程的应用()4.生物技术中的伦理问题()授课提示：对应学生用书第261页一、体内受精和早期胚胎发育1精子与卵子的发生项目精子的发生卵子的发生场所睾丸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：刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道内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，到减中期时期，才具备与精子受精的能力。(3)受精过程主要包括：精子穿过放射冠和透明带，进入卵细胞膜，原核形成融合。3胚胎发育过程：受精卵卵裂囊胚原肠胚组织器官分化幼体。(1)哺乳动物的早期胚胎发育是在输卵管中进行的，一般到桑椹胚期进入子宫，囊胚期着床。(2)卵裂：细胞分裂方式是有丝分裂。(3)囊胚：由滋养层细胞和内细胞团构成，内细胞团细胞具有发育全能性，能分化出幼体动物的所有组织器官。(4)原肠胚：出现了三个胚层和原肠腔。二、体外受精、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞1体外受精(1)精子的采集与获能：获能方法有培养法和化学诱导法。(2)卵母细胞的采集和培养：给哺乳动物注射促性腺激素，使其超数排卵，然后从输卵管中冲出；也可从废弃的卵巢或活体卵巢中采集，但需要培养到减中期时，才可受精。(3)体外受精：获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。2早期胚胎培养(1)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)维生素、激素(两素)；氨基酸、核苷酸(两酸)，另外还有水、血清等。(2)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。3胚胎移植(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。(2)胚胎移植的生理学基础移入：动物发情排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。收集：早期胚胎处于游离状态。存活：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥。遗传特征：供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(3)基本程序：对供、受体的选择和处理配种或进行人工授精对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植移植后检查。(4)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。4胚胎分割(1)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。(2)实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。(3)注意：对囊胚分割时，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。5胚胎干细胞(1)来源：早期胚胎或原始性腺。(2)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。(3)培养过程(4)应用可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律。是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合征等。移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。三、生物技术中的伦理问题1人类克隆问题(1)治疗性克隆和生殖性克隆的比较类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育，获得人的复制品水平细胞水平个体水平联系都属无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同(2)态度：中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。2试管婴儿和设计试管婴儿的比较如图，后者比前者多了过程：(1)不同点所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。(2)相同点都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。3基因检测(1)概念：通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子或蛋白质进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因情况的一种技术。(2)原理：DNA分子杂交。(3)争论焦点基因检测能否达到预防疾病的目的。是否引起基因歧视、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。1受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别精子遗传物质进入卵细胞。2胚胎发育过程：受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚组织器官分化幼体。3体外受精过程受精4胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理配种或进行人工授精对胚胎的收集、检查、培养或保存胚胎移植移植后检查。有关胚胎工程的6个易混易错点(1)受精卵进行细胞分裂，形成桑椹胚；细胞分化开始于囊胚，桑椹胚的形成没有经过细胞分化。(2)囊胚细胞开始分化，但囊胚的内细胞团细胞具有全能性。(3)激素应用：胚胎移植过程中两次使用激素，第一次对受体、供体进行同期发情处理用的是孕激素；第二次用于供体超数排卵的是促性腺激素。(4)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。(5)犊牛性状：胚胎移植产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体母牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，与受体母牛没有关系。(6)胚胎移植时间：不同动物胚胎移植的时间不同，牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段，小鼠、家兔在桑椹胚前，人胚胎可在816个细胞阶段移植。几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度较高，移植成功率很低。授课提示：对应学生用书第263页考点一体内受精和早期胚胎发育核心考点通关1精子的发生(1)不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，但与动物的体型大小无关。(2)精子的发生中两次减数分裂是连续的，是在睾丸的曲细精管内进行的。卵子的发生中两次减数分裂是不连续的，减数第一次分裂在卵巢内完成，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂，产生一个成熟的卵子和第二极体。当原核融合时，第一极体完成分裂，形成2个第二极体。有的哺乳动物的第一极体不再分裂。2卵子的发生(1)哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别。(2)哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系：卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所，内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡，而成熟的卵泡中可释放出卵子，其中卵子的外面有辅助结构透明带，由卵丘细胞(卵泡细胞)形成放射冠。3受精过程中的“三大反应”和防止多精子入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应：精子释放的顶体酶可直接溶解卵丘细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。(2)透明带反应：在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，它是防止多精子入卵受精的第一道屏障。(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内，这是防止多精子入卵受精的第二道屏障。4胚胎发育过程(1)起点是受精卵分裂，在输卵管内完成受精作用时即已开始，直至发育成为成熟的胎儿。(2)卵裂期的特点：细胞有丝分裂使细胞数目增加，但胚胎总体积并不增加或略缩小，因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小，但核内遗传物质并未减少。(3)桑椹胚以前的细胞均未分化，细胞全能性最高，是胚胎分割的最佳时期。(4)桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。易混易错受体及胚胎发育的2个易错点(1)受精过程的三个易混点精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。针对训练1如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：(1)A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行_处理。(2)进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。(3)指的是_。(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(6)受体母牛必须和供体牛属于_。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。解析：将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。为了快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。大量的研究已经证明，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。答案：(1)次级卵母细胞获能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)来源于同一个受精卵，具有相同的遗传物质(5)将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育(6)同一物种受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应考点二胚胎工程的应用及前景核心考点通关1胚胎工程的操作流程分析(1)胚胎移植的生理学基础哺乳动物排卵后，同种动物供、受体生殖器官的生理变化是相同的，这是胚胎能够移入受体的生理基础。早期胚胎形成后，未与母体子宫建立联系，而是处于游离状态，这是胚胎收集的生理基础。受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎在受体内能够存活的生理基础。供体胚胎可与受体子宫建立联系，且不影响供体胚胎的遗传特性，这是供体胚胎正常发育的生理基础。(2)实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。(3)优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。(4)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。(5)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。(6)胚胎移植的意义：加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；保存品种资源和濒危物种；可充分发挥优良个体的繁殖潜能，缩短繁殖周期，增加一生繁殖的后代数量。特别提醒胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。2胚胎分割(1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)理论基础：细胞的全能性。(3)使用的主要仪器：实体显微镜和显微操作仪。(4)材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(5)囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(6)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。(7)特点：后代具有相同的遗传物质。3试管动物与克隆动物的比较比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、细胞培养、胚胎(分割)移植实例试管牛多利羊过程生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质大部分来自供核生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等特别提醒胚胎移植中供体与受体的确定：提供胚胎的个体称为供体，接受胚胎移植的个体称为受体；供体为优良品种，作为受体的雌性动物一般为常见的或现存量大的同种健康品种。针对训练2我国已实现部分“胚胎工程产业化”，如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程，ah表示操作过程，请回答：(1)培育“试管牛C”技术的操作流程是_(填字母)，d操作的名称是_，h操作的核心是_，受精时受体的卵母细胞处于_期。(2)图中数字标号代表的结构名称是_，_，_。若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到_阶段的早期胚胎进行分割处理，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(3)图中用到的激素是_，移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。解析：胚胎工程包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等多种技术。(1)培育“试管牛C”包括体外受精胚胎移植后代(abfg)；d操作是指胚胎移植，h操作是指基因工程技术，其核心是基因表达载体的构建；受精时受体的卵母细胞处于M中期。(2)囊胚的结构包括：(内细胞团)、(滋养层)和(囊胚腔)，胚胎分割时一般采用的是囊胚或桑椹胚，这两个阶段的细胞分化程度相对较低；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意内细胞团的均等分割。(3)胚胎移植用到的激素是促性腺激素，根据受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应的原理使胚胎在受体子宫中存活。答案：(1)abfg胚胎移植基因表达载体的构建M中(2)滋养层囊胚腔内细胞团桑椹胚或囊胚将内细胞团均等分割(3)促性腺激素受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应考点三干细胞培养及伦理问题核心考点通关一、干细胞培养及应用1干细胞的种类名称全能干细胞多能干细胞专能干细胞特点具有形成机体的组织或器官，甚至形成完整个体的潜能具有分化成多种细胞或组织的潜能，但不能发育成完整的个体只能分化成特定器官或具有特定功能的一类干细胞举例受精卵、胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用用于发生病变的器官移植等造血干细胞移植是治疗血液系统疾病、遗传性血液病等的有效手段通过神经干细胞移植治疗脑瘫、头颅外伤等病症2.胚胎干细胞的来源和特点胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，包括人类囊胚的内细胞团，具有胚胎细胞的特性。它能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞。因此，它是细胞的源头，是全能细胞，并能够制造机体需要的全部细胞。3胚胎干细胞的培育过程4胚胎干细胞的主要用途(1)将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物。(2)培育出人造组织器官，用于器官移植。(3)改良创造动物新品种。二、生物技术的伦理问题1试管婴儿与克隆人(1)试管婴儿的培育过程精子卵细胞受精卵婴儿(2)克隆人的培育过程2治疗性克隆和生殖性克隆的比较类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联系都属于无性繁殖；产生的新个体、新组织遗传信息相同3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较(1)不同点所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。图中是试管婴儿的培育过程，是设计试管婴儿的培育过程。应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。(2)相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。针对训练3(2017河南信阳模拟)“试管婴儿”技术是将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在体外完成受精，并在体外培养，使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是_。A有性生殖B组织培养C克隆技术 D基因工程(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_。(3)图示时期是胚胎发育的_期。(4)在该图下一时期，b细胞最可能成为_胚层的一部分。(5)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_。双胞胎的性别是否相同？_。(6)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是什么？_。解析：(1)试管婴儿技术实际是体外受精，即经过精卵结合，所以是有性生殖。(2)卵裂是指在透明带中进行的早期胚胎发育，细胞数目不断增多，此时的细胞分裂方式为有丝分裂。(3)图示时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所以称为囊胚期。(4)图示胚胎发育过程中，b细胞从囊胚表面运动到内部，形成一层内层细胞，最终形成内胚层。(5)将一个受精卵发育形成的早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，性别相同。(6)滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别会引起性别比例失调，且违反了伦理道德。答案：(1)A(2)有丝分裂(3)囊胚(4)内(5)胚胎分割移植相同(6)破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德授课提示：对应学生用书第266页练全国高考真题知考查重点1(2013高考新课标全国卷)阅读如下资料：资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用_法。构建基因表达载体常用的工具酶是_和_。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)资料乙中的技术属于_工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对_进行改造，或制造一种_的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到_种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为_体，兔乙称为_体。解析：(1)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法；构建基因表达载体需要限制性核酸内切酶对目的基因所在的DNA和载体进行切割，还需要DNA连接酶将目的基因与载体结合；农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，故可用农杆菌感染植物，将目的基因导入植物细胞。(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，通过改造基因，对T4溶菌酶这种蛋白质进行了改造，使组成该酶的氨基酸序列发生了改变，从而提高了T4溶菌酶的耐热性。(3)由于同一物种的生理特性相同，因此进行胚胎移植时，受体与供体物种相同，易于成功；兔甲是提供胚胎的个体，称为供体，兔乙是接受胚胎的个体，称为受体。答案：(1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受2(2015高考山东卷)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)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程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。解析：(1)由图示可知，过程表示利用个体A的去核卵(母)细胞和个体B的体细胞核通过核移植技术构建重组细胞；过程表示将重组细胞进行早期胚胎培养，培养至囊胚期，然后从内细胞团中获取胚胎干细胞，之后定向诱导分化形成所需要的组织器官并进行器官移植。(2)动物细胞培养需要适宜的外界条件，例如无菌无毒的环境、营养、温度和pH、气体环境等，其中CO2用以维持培养液的pH。(3)基因工程中需要用限制酶切割目的基因和运载体，以获得相同的末端，再用DNA连接酶连接成基因表达载体；基因表达载体包含目的基因、标记基因、启动子、终止子等结构，标记基因用于筛选成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞来自内细胞团细胞或原始性腺细胞；图示克隆器官细胞核来自个体B，获得的组织器官与个体B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(两空可颠倒)标记(4)内细胞团B3(2015高考重庆卷)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_中完成。在过程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，过程前应鉴定胚胎的_。子代母牛的优良性状与过程_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。解析：(1)B为适宜本地生长的母牛，选择B作为母本可保证胚胎在母体内正常生长发育。具高产奶基因的纯种公牛与具适宜本地生长基因的纯种母牛杂交的后代C未表现出高产奶性状，说明高产奶是隐性性状(假设由基因a控制)；同时C表现为适宜本地生长，说明适宜本地生长是显性性状(假设由基因B控制)。A(aabb) B(AABB)C(AaBb)， A(aabbXY)C(AaBbXX)1/8aaBbXX。(2)胚胎工程中精子要具有受精能力，需对其进行获能处理；卵子的成熟在受精过程(即图中)中完成。在胚胎培养过程中，培养基中的葡萄糖的作用是供能。为筛选出具有优良性状(即高产奶、适宜本地生长)的母牛，在胚胎移植前需鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的基因。(3)采用胚胎分割技术可提高已有胚胎的利用率。答案：(1)生长发育(或胚胎发育)隐性 A C1/8(2)获能或增强活力供能性别、高产奶和适应生长的基因(3)胚胎分割4(2015高考安徽卷)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子医用蛋白，其技术路线如图。(1)由过程获得的A为_。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_。受体应选用_期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为_。解析：(1)依据图示，为表达载体构建过程，A为含有目的基因的表达载体。(2)在核移植前，去掉受体卵母细胞核的目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞；受体细胞应选用减中期的卵母细胞。(3)在胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的成纤维细胞可以进行传代培养，故理论上可获得无限个转基因绵羊。答案：(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞M(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养练各地市模拟知命题热点5(2017广东六校联考)为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题。(1)试管牛的培育属于_(填“有性繁殖”或“无性繁殖”)；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、_等；克隆牛的培育依据的原理是_。(2)促使B牛多排卵的激素一般是_。对B牛和D牛要进行_处理。(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是_。(4)要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将_和乳腺蛋白基因的_、_等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是_)，再通过_法导入牛的_中。解析：(1)试管牛的培育属于有性繁殖，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、胚胎移植等；克隆牛的培育依据的原理是动物细胞核具有全能性。(2)一般用促性腺激素处理供体母牛，促使其超数排卵；胚胎移植时，要对受体母畜和供体母畜进行同期发情处理。(3)在受精的过程中，卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间有两个极体。(4)要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，即科学家将生长激素基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子等调控组件重组在一起(该过程需要用到的酶是限制酶和DNA连接酶)，再通过显微注射法导入牛的受精卵中。答案：(1)有性繁殖胚胎移植动物细胞核具有全能性(2)促性腺激素同期发情(3)在透明带和卵细胞膜间有两个极体(4)生长激素基因启动子终止子限制酶和DNA连接酶显微注射受精卵授课提示：对应学生用书第375页一、选择题1奥地利科学家已经使用干细胞在实验室中培育出微型人脑。部分培育过程为科研人员选取人类胚胎干细胞或成人皮肤细胞，将其培育成神经外胚层，再放入特制的凝胶中，引导组织进一步生长。请回答下列有关胚胎工程的问题：(1)哺乳动物的胚胎干细胞又叫ES或EK细胞，是从_或_中分离出来的一类细胞。这种细胞在形态上表现为体积小、_大、核仁明显；在功能上，具有_，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(2)利用胚胎干细胞可治疗肝衰竭，实现此过程的最重要的原因是_(填“细胞分裂”或“细胞分化”)。(3)胚胎工程的应用除上述的胚胎干细胞之外，还包括_和胚胎分割。其中胚胎分割要选取发育良好，形态正常的_；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将_，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)在胚胎分割过程中，做DNA分析性别鉴定时，一般要选取_细胞。通过胚胎分割产生的后代的性别_(填“相同”或“不同”)。解析：(1)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。在形态上，表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性。(2)ES细胞具有发育的全能性，可以被诱导分化形成新的组织细胞，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，因此治疗肝衰竭主要利用的就是这一特性。(3)胚胎工程的应用包括胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞；一般选择发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚进行胚胎分割；对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要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。(4)做DNA分析性别鉴定时一般要选取滋养层细胞，通过胚胎分割产生相同性别的子代。答案：(1)早期胚胎原始性腺细胞核发育的全能性(2)细胞分化(3)胚胎移植桑椹胚或囊胚内细胞团均等分割(4)滋养层相同2哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段，该项技术为研究隐性基因功能提供了理想的细胞模型。下图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析回答。(1)方法一中，研究人员需对实验小鼠注射_，使其_，从而获得更多的卵母细胞。用SrCl2溶液处理、激活卵母细胞，在体外选用特制的培养液培养至_期，从内细胞团中分离、筛选出胚胎干细胞。采用这种方法获得的单倍体胚胎干细胞称为孤雌单倍体胚胎干细胞。(2)采用方法二可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是_。研究人员用特定方法去除细胞M中的_原核，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选。(3)研究发现，小鼠单倍体胚胎干细胞存在自发二倍体化的现象。为此，可以通过测定并分析细胞内DNA分子的含量，或利用显微镜观察处于_(写出分裂类型及时期)细胞的染色体数目进行确定。解析：(1)超数排卵利用的激素是促性腺激素。胚胎发育到囊胚阶段出现细胞分化，形成内细胞团。(2)防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应。将受精卵中的雌原核去掉，保留雄原核，经培育可以得到孤雄单倍体胚胎干细胞。(3)观察染色体形态、计数染色体数目的最佳时期是细胞有丝分裂中期，因为此时染色体螺旋化程度最高且着丝点整齐排列在赤道板上。答案：(1)促性腺激素超数排卵囊胚(2)透明带反应雌(3)有丝分裂中期32013年12月20日，美国细胞杂志发布，中国科研团队在国际上率先完成了“单个卵细胞的高精度基因组测序”，该技术或可将试管婴儿的活产成功率从30%提至60%，并检测与遗传疾病有关的DNA序列变异，降低帕金森氏综合征等疾病遗传到下一代的风险。(1)“试管婴儿”技术与克隆人本质的区别是前者为_生殖方式。(2)获得“试管婴儿”需要的胚胎工程技术有_、_和胚胎移植等。胚胎移植通常要将胚胎培养到_阶段。理论上要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_。(3)在医学上可用_细胞来治疗帕金森氏综合征。该细胞是由_中分离出来的一类细胞。(4)现在大多数人反对设计试管婴儿，其原因是_。解析：(1)试管婴儿是由受精卵发育来的，属于有性生殖，克隆属于无性生殖。(2)胚胎需发育到桑椹胚或囊胚时期才能进行移植。(3)胚胎干细胞具有全能性，可通过胚胎干细胞移植来治疗某些由于细胞功能问题引起的疾病。(4)设计试管婴儿会淘汰掉一些“不符合要求”的胚胎，所以部分人认为这是对生命的不尊重，从而引发伦理问题。答案：(1)有性(2)早期胚胎培养体外受精桑椹胚或囊胚胚胎分割(3)胚胎干(ES、EK)早期胚胎或原始性腺(4)对生命不尊重，违反伦理道德4电影中，“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝，现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域。请回答：(1)实验中，通常用ES细胞作为目的基因的受体细胞，这是因为ES细胞在功能上具有_特征。这种细胞一般可以从哺乳动物的_或_中分离出来。(2)在培养重组细胞时，为了维持不分化的状态，在培养液中要加入_。为防止杂菌污染，可以在细胞培养液中添加一定量的_。(3)胚胎移植时，通常将早期胚胎移植到同种且_与供体相同的动物体内，受体对外来胚胎基本上不发生_。正常发育后产出“蜘蛛羊”，这种生殖方式为_。若需要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”，可将_阶段的胚胎进行分割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白，应该用_技术，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到了受体羊的染色体上。解析：(1)胚胎干细胞一般从哺乳动物的原始性腺或早期胚胎中分离出来。由于胚胎干细胞具有发育的全能性，故常作为目的基因的受体细胞。(2)在动物细胞培养时，为了维持不分化的状态，在培养液中要加入抑制因子。为防止杂菌污染，可以在细胞培养液中添加一定量的抗生素。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以胚胎移植时，通常将早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的同种动物体内。若需要一次产生多个个体，可将囊胚或桑椹胚阶段的胚胎进行分割。(4)科学家为保证乳汁中有蛛丝蛋白，应该用DNA分子杂交技术，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到了受体羊染色体上，也可使用抗原抗体法检测乳汁中是否有蛛丝蛋白。答案：(1)发育的全能性原始性腺早期胚胎(2)抑制因子抗生素(3)生理状态免疫排斥反应无性生殖囊胚或桑椹胚(4)DNA分子杂交5我国首例“第三代试管婴儿”在上海诞生，这是我国生殖辅助技术领域的一个里程碑。请回答下列问题：(1)第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者，用穿刺针将_(填细胞名称)取出，采集的细胞需要在体外培养成熟，才能与_受精。第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者，通过_技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。第三代试管婴儿要在胚胎移植前_，从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。(2)母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生_，这为胚胎在母体内存活提供了可能。(3)现在我国大多数人反对设计试管婴儿性别，原因是_，在进行试管婴儿设计时一定不能违反_。解析：(1)第一代试管婴儿技术中采集的卵母细胞在体外培养到减数第二次分裂中期，然后与获能的精子结合，形成受精卵，经短期培养后再植入母体子宫。第二代试管婴儿技术中需要运用显微注射技术，将精子注入卵母细胞内。第三代试管婴儿，要在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断。(2)胚胎移植的前提是受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(3)如果设计试管婴儿性别得到允许，可能破坏人类正常的性别比例。答案：(1)卵母细胞获能的精子显微注射对胚胎进行遗传学诊断(2)免疫排斥反应(3)可能破坏人类正常的性别比例人类伦理道德6随着生活水平的提高，糖尿病的患病率增加，胰岛素是治疗糖尿病的常用药，可通过基因工程创造出“胰岛素羊”(该羊的乳汁中含有胰岛素)，为糖尿病患者带来福音。利用该技术生产胰岛素的过程如图所示。重组DNA受体细胞转基因羊提取胰岛素回答下列问题：(1)为保证实验成功，产生胰岛素的基因可从cDNA文库中获取，然后与_相连构建成为重组DNA；图中过程是通过_等方法，将重组DNA导入羊的_获得受体细胞。(2)图中过程是先通过动物细胞培养形成早期胚胎，然后将胚胎移植到经过_处理的受体母羊子宫内。目前对动物细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚，在早期胚胎的培养中往往还需要添加_。若利用一个早期胚胎一次产生两头转基因“胰岛素羊”，可将该胚胎进行_处理。(3)若该“胰岛素羊”(已知重组DNA已进入细胞)乳汁中检测到胰岛素，其乳腺细胞分泌的胰岛素与转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素相比所具有的优点为_，原因是_。解析：(1)目的基因需要与运载体结合构建成为重组DNA才能导入受体细胞；若导入动物的受精卵内常采用显微注射法。(2)胚胎移植的受体动物必须经过同期发情处理。对动物细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚，在早期胚胎的培养中往往还需要添加动物血清。若利用一个早期胚胎一次产生两头转基因“胰岛素羊”，可将该胚胎进行胚胎分割。(3)乳腺细胞有内质网与高尔基体，能加工相关蛋白质，而细菌没有内质网与高尔基体，故“胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素有生物学活性，转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素无生物学活性，需要再加工。答案：(1)运载体显微注射受精卵(2)同期发情动物血清胚胎分割(3)转基因“胰岛素羊”乳腺细胞分泌的胰岛素有生物学活性，转基因“胰岛素细菌”产生的胰岛素无生物学活性，需要再加工乳腺细胞有内质网与高尔基体，能加工相关蛋白质，而细菌没有内质网与高尔基体7(2017山东泰安模拟)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从已处死的雌鼠_中获取。(2)图中的高血压相关基因作为_，质粒作为_，二者需用_切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_有关。(3)子代大鼠如果_和_，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是_、早期胚胎培养和胚胎移植。解析：(1)卵母细胞经排出后，一般是进入输卵管准备受精，为获得卵母细胞还可以从已处死的雌鼠卵巢收集，但死亡的时间不能太长。(2)题中用高血压的相关基因做实验进行致病机理的探讨和治疗药物的筛选，该基因是目的基因，该基因与载体质粒相结合，可将目的基因导入受体细胞中，目的基因与质粒结合需要用相同的限制酶进行切割，以期得到相同的黏性末端。质粒上一般含有多个限制酶切割位点。(3)目的基因导入受体细胞后，要通过检测看其是否能够成功表达，可以从分子水平和个体水平进行检测。(4)胚胎工程技术一般包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎分割、胚胎移植等。答案：(1)卵巢(2)目的基因载体同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶)限制酶切割位点(3)检测到体内有相关蛋白出现高血压(4)体外受精8下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程。请回答下列问题：(1)图所示制备单克隆抗体的过程，包括_和动物细胞培养两个过程，在进行动物细胞培养时，首先要将动物组织剪碎，然后用_处理，使其分散成单个细胞，制备成细胞悬液。(2)A细胞的特点是_，经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行_和抗体检测，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，最后进行体内或体外培养。(3)单克隆抗体与常规抗体相比，具有_的特点。(4)图所示过程为优质奶牛的培育过程，该过程需要进行胚胎移植，移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是_。(5)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对图所示囊胚阶段的胚胎进行_，操作过程需要特别注意的问题是_，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。解析：(1)单克隆抗体的制备包括动物细胞融合和动物细胞培养。在动物细胞培养过程中，需用胰蛋白酶处理。(2)A为杂交瘤细胞，既能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体。经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和抗体检测。(3)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高，并可以大量制备的优点。(4)胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(5)要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛需采用胚胎分割技术，需要将囊胚的内细胞团均等分割。答案：(1)动物细胞融合胰蛋白酶(2)既能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体克隆化培养(3)特异性强、灵敏度高，并可以大量制备(4)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(5)胚胎分割移植(或胚胎分割)将内细胞团进行均等分割- 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