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胚胎工程的应用及前景知能训练课时达标知能训练课时达标【小题达标练】1.在胚胎移植过程中的“冲卵”是指()A.把受精卵从子宫中冲洗出来B.把卵子从子宫中冲洗出来C.用促性腺激素处理供体母畜,使其排出更多的卵子D.把胚胎从子宫中冲洗出来【解析】选D。冲卵是指用配制好的冲卵液把胚胎从子宫中冲洗出来,而不是把受精卵或卵子从子宫中冲洗出来。用促性腺激素处理供体母畜,使其排出更多的卵子的技术叫超数排卵。【易错提醒】正确区分超数排卵和冲卵(1)超数排卵:简称“超排”,是指给供体母畜注射促性腺激素,使其一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子,经合理的人工授精方法,可以获得数量较多的可移植胚胎。(2)冲卵:是将胚胎从母畜的子宫中冲洗出来,而不是把卵子冲洗出来。此过程需要借助特制的冲卵装置。2.下列关于胚胎移植优点的叙述,不正确的是()A.充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力B.大大缩短了供体本身的繁殖周期C.经移植可得到多个后代D.通过胚胎移植可以产生定向基因突变【解析】选D。胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,大大缩短供体本身的繁殖周期,加速育种工作和品种改良,增加双胎和多胎的比例,但不能改变基因型,不能产生定向基因突变。3.“试管婴儿”技术属于()A.胚胎移植B.组织培养C.克隆技术D.基因工程【解析】选A。利用胚胎移植技术可将有性生殖细胞在体外结合后形成的胚胎植入母体;组织培养是指离体的细胞、组织或器官在体外培养形成新个体的过程;克隆技术是通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体;基因工程指在生物体外,通过对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。4.下列关于胚胎干细胞特点的叙述中不正确的是()A.当受精卵发育成囊胚时,所有的细胞都是胚胎干细胞B.胚胎干细胞是一种未分化的细胞,具有发育全能性C.在适当的条件下,胚胎干细胞可以分化为多种组织D.培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系,必须能促进干细胞生长的同时还要抑制干细胞的分化【解析】选A。当受精卵发育成囊胚(早期胚胎)时,内细胞团的细胞是胚胎干细胞,具有发育的全能性。培养时需一种培养体系,必须既能促进干细胞的生长,同时还要抑制干细胞的分化。5.(2015大连高二检测)胚胎分割技术是一种现代生物技术,下列关于这一技术的叙述中正确的是()胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎胚胎分割技术属于无性繁殖,因此属于克隆胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎A.B.C.D.【解题指南】解答本题的关键是掌握胚胎分割进行的时期、分割时的注意事项等问题,需明确以下三点:(1)胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。(2)胚胎分割时需对内细胞团均等分割。(3)胚胎分割应选择囊胚或桑胚时期。【解析】选B。胚胎分割是指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,但不能任意分割成多份,因为分割过多可造成不能发育成新个体。由于胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖,故属于克隆。6.美国的一个研究小组在科学杂志上撰文透露,他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器,成功地在实验室培育出了新的动脉血管。这种血管的外形和功能与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中,不正确的是()A.以上技术属于“克隆”B.这种技术可能要利用去核卵母细胞C.这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”D.这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能【解析】选C。细胞的“全能性”是指已经分化的细胞,仍然具有发育成个体的潜能。但题干信息显示,只是将动脉血管细胞培育成了新的动脉血管,即激发了细胞发育成某种器官的潜能。由于高度分化的动物细胞全能性受到了严格限制,因此,要使其脱离分化的状态,目前常用的方法是借助于去核卵母细胞,故这项技术可能要利用去核卵母细胞。这项技术是将动脉血管细胞再培育为动脉血管,所以属于克隆。7.下图是胚胎干细胞分离途径示意图。下列说法正确的是()A.图中A所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘B.胚胎干细胞的体积和细胞核都较小C.胚胎干细胞可以增殖而不发生分化D.利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用【解析】选C。图中A是内细胞团细胞,将来能够发育成胎儿的各种组织;胚胎干细胞的体积较小,细胞核较大;在体外培养情况下,胚胎干细胞可以只增殖而不发生分化;利用胚胎干细胞可以诱导形成人造器官,但目前并没有大规模应用。【互动探究】D项中,利用胚胎干细胞培育人造器官的培养基中需不需要加入饲养层细胞?为什么?提示:不需要。饲养层细胞可以抑制干细胞分化,所以诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不能加入饲养层细胞。8.(2015衡水高二检测)以下关于胚胎分割移植的说法不正确的是()A.就目前的胚胎分割移植而言,产生的同卵双胎较多,同卵多胎成功率较低B.胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪C.可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份,然后移植D.用分割针将桑椹胚均分成两部分,可直接将裸半胚移植入受体【解析】选C。胚胎分割时,同卵双胎的成功率较高,同卵多胎的成功率很低,A项正确;胚胎分割所需要的主要仪器设备是实体显微镜和显微操作仪,B项正确;囊胚阶段进行分割时,一定要注意将内细胞团均等分割,C项错误;用分割针可以将桑椹胚均等分割成两部分,可以直接将裸半胚移植入受体,D项正确。【大题提升练】1.下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)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别 。(5)通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别取决于,该繁殖方式属于。(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 。【解题指南】从图中可知有体外受精、胚胎分割和胚胎移植三个重要的生理过程,体外受精前要对精子进行获能处理,囊胚阶段要注意将内细胞团均等分割,胚胎分割属于无性繁殖。【解析】(1)图中A表示卵母细胞(或次级卵母细胞),在进行体外受精前,要对精子进行获能处理。(2)受精卵经过体外培养形成早期胚胎,为快速繁育优良品种,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。(3)图中表示内细胞团,表示囊胚腔。(4)同一胚胎分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同,所以性别相同。(5)通过体细胞克隆技术培育的小牛,其性别与供核的亲本相同,该技术属于克隆的范畴,为无性繁殖。(6)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)相同(5)供核的亲本无性繁殖(6)同一物种受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应2.(2015山东高考)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)过程表示将从体细胞中分离出的细胞核与去核的卵(母)细胞重组形成重组细胞的过程,因此采用的是细胞工程中的(体细胞)核移植技术。过程表示将重组细胞培养成为早期胚胎的过程,所以采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)在动物细胞培养时,CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH(或酸碱度)。(3)在基因工程中,构建基因表达载体(重组载体)时,必须使用限制性(核酸)内切酶(或限制酶)和DNA连接酶。基因表达载体的组成,除目的基因外,还必须有启动子、终止子以及标记基因等,其中标记基因的作用是筛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内细胞团。图中获得的重组细胞,其细胞核来自个体B,由其培养形成的组织器官的遗传物质组成几乎与个体B完全相同,因此将该组织器官移植给个体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(注:两空可颠倒)标记(4)内细胞团B3.(2015昆明高二检测)根据下列有关胚胎工程的示意图,分析回答:(1)为使A羊超数排卵,向其注射激素,选择期的卵母细胞进行体外受精。(2)将早期胚胎注入D羊子宫内的技术叫,D羊被称为(填“供体”或“受体”);为使D羊的生理状况更适合完成该技术操作,要对D羊进行处理以提高成功率。(3)从早期胚胎分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞,这是因为在功能上ES细胞具有;早期胚胎培养时,培养液中除营养成分外,还需加入。【解析】(1)要使雌性母羊超数排卵应注射促性腺激素,进行体外受精应选择M期的卵母细胞。(2)将胚胎注入代孕母体内常用的方法是胚胎移植,D羊是代孕的,是受体,为了使D羊的生理状况更适合完成胚胎移植,对D羊进行同期发情处理。(3)ES细胞具有发育的全能性,因此可以分化成不同的组织细胞,进行胚胎分割一定要注意将内细胞团均等分割,早期胚胎培养时,培养液中还需要加入血清或血浆等天然成分。答案:(1)促性腺M(2)胚胎移植受体同期发情(3)发育的全能性血清4.(2013山东高考)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为。(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ,也可从灰鼠体内取出卵子,通过后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES细胞)可由囊胚的分离培养获得,iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向后用于疾病的细胞治疗。【解题指南】解答本题时,需要注意以下两点:(1)明确冲卵是从母体内获得胚胎,而不是卵子。(2)明确获得的胚胎经质量检查后的两条处理途径:一是直接向受体移植,二是放入-196的液氮中保存。【解析】本题考查动物细胞培养、胚胎工程的有关内容。(1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖的现象。(2)将早期胚胎从母体中冲洗出来的操作叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入-196的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。iPS细胞与ES细胞一样,可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。答案:(1)原代培养接触抑制(2)冲卵体外受精(或核移植)(3)胚胎移植冷冻(或低温)(4)内细胞团细胞诱导分化
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