2018-2019学年高中生物 专题3 胚胎工程 3.3 胚胎工程的应用及前景教学案（含解析）新人教版选修3.doc

胚胎工程的应用及前景1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的体内，使之继续发育为新个体的技术。2胚胎移植前一般用孕激素对供、受体进行同期发情处理。3胚胎分割的对象是桑椹胚或囊胚，在对囊胚分割时，应注意将内细胞团均等分割。4胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。5胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，功能上具有发育的全能性。一、胚胎移植1概念(1)移植对象：雌性动物体内的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎。(2)移植条件：移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内。(3)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。(4)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。(5)实质：是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。2意义(1)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(2)大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。3生理学基础填表生理学基础意义同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理变化是相同的为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集提供了可能受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应为胚胎在受体内的存活提供了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受任何影响为移植后代胚胎继续发育提供了营养等方面的保障4基本程序二、胚胎分割1概念：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的技术。2特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。3实质：胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。4选择胚胎：应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。5操作要求：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。三、胚胎干细胞1来源：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。2特点(1)形态上：体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能上：具有发育的全能性。(3)体外培养条件下，可以增殖而不发生分化。3应用(1)用于治疗人类的某些顽症。(2)培育人造组织器官。(3)是研究体外细胞分化的理想材料。1表现型不同的母牛生出基因型相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是()A试管动物培养 B胚胎移植C胚胎分割移植 D受精卵移植解析：选C胚胎分割可以看做动物的无性繁殖或克隆的方法之一，供移植的胚胎来自同一个受精卵，这样表现型不同的母牛最可能生出基因型相同的小牛。2在胚胎移植中供体的主要职能是()A提供优良的供体基因 B提供优良遗传特性的胚胎C提供卵细胞 D提供精子解析：选B胚胎移植过程中提供胚胎的个体为供体，胚胎移植主要是为了获得良种家畜，因而供体的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎。3下列哪项与胚胎分割的过程或特点不符合()A在囊胚或桑椹胚阶段进行分割B可分割成2等份、4等份等C是动物克隆的方法之一D胚胎移植后获得的动物个体之间性状完全相同解析：选D对分割后的胚胎进行移植，获得的后代个体之间遗传物质是相同的，因此这种增加动物个体数量的方法属于克隆。但表现型是基因型与环境条件共同作用的结果，即使不考虑分割后的胚胎之间可遗传变异的发生，在基因型完全相同的情况下，后代不同个体之间的性状也不是完全相同的。4下列关于ES细胞的叙述，不正确的是()A细胞体积小，细胞核明显B体外培养可以增殖而不分化C目前已经可以在体外诱导分化出不同器官D可以从哺乳动物囊胚的内细胞团中分离获取解析：选C从理论上讲ES细胞可在体外诱导分化出不同的器官，但到目前为止还没有培养出任何真正的器官。5胚胎移植主要包括以下步骤，正确的顺序是()配种或进行人工授精检查对胚胎进行移植移植后的检查对供体、受体的选择和处理 对胚胎的收集培养或保存A BC D解析：选A胚胎移植的基本程序：对供体、受体进行选择和处理配种或进行人工授精对胚胎进行收集、检查、培养或保存对胚胎进行移植进行移植后的检查。1胚胎移植的实质早期胚胎在相同生理环境条件下的空间位置转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此能保持其原来的遗传特性。2胚胎的来源(1)雌性动物体内的早期胚胎。(2)通过体外受精和早期胚胎的培养得到。(3)通过哺乳动物体细胞核移植及培养得到。3胚胎移植的供体和受体(1)供体的职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。(2)受体须具备的条件：健康的体质和正常的繁殖能力。同种的、生理状态相同的其他雌性动物，没有生殖隔离，生殖环境相同。4胚胎移植的条件(1)胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这里的“同种”是指“同物种”。(2)进行胚胎移植的供、受体生理状态要相同。应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体子宫内的位置相同或相似。5胚胎移植的基本程序(以牛为例，如图所示)题组冲关1下列关于胚胎移植的说法，错误的是()A对供体、受体要进行选择B要用激素对供体进行超数排卵处理C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D胚胎移植常采用的两种方法是手术法和非手术法解析：选C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，在进行胚胎移植时没有必要对受体进行免疫检查。在胚胎移植时，应选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体作为受体，选择遗传性能和生产性能优秀的个体作为供体。在用激素对供、受体进行同期发情处理的同时，还要用促性腺激素对供体进行超数排卵处理，以得到更多的卵子。胚胎的移植方法有手术法和非手术法两种。2(重庆高考)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)用具有适宜本地生长基因的纯种母牛作母本的原因之一是胚胎能在母体内正常生长发育。设控制产奶量高低的基因分别用T、t表示，控制适应性强弱的基因分别用R、r表示。杂交后代C中的母牛表现为适应性强但产奶量并未提高，说明高产奶、低适应性均为隐性性状，则推导出A的基因型为ttrr，B的基因型为TTRR，C的基因型为TtRr。通过回交，即C牛与A牛杂交(TtRrttrr)，获得高产奶量且适应性强的母牛的概率为1/21/21/21/8。(2)在体外受精过程中，从供体公牛获得的精子经获能处理后，才具有受精能力。从供体母牛采集的卵子经培养达到M中期后在与精子受精过程中最终成熟。由于受精作用的随机性，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、是否具有高产奶基因和适应本地生长的基因。由于公牛为隐性纯合子，所以子代母牛的优良性状与供体母牛减数分裂产生卵子的过程中的基因重组有关。(3)提高已有胚胎利用率的最好措施是胚胎分割。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1基础和特点(1)理论基础：细胞的全能性。(2)物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。(3)特点：每个后代具有相同的遗传特性。2过程 3注意事项(1)对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，若分割不均，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。(2)分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会越低。题组冲关3胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是()A胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份B胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎C胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆D胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎解析：选B胚胎分割常选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎，早期胚胎不能被任意分割成多份。胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。4如图为牛胚胎性别鉴定和分割示意图，请据图回答下列问题：(1)填出图中字母所代表的结构名称：A_；B_；C_；D_。(2)写出甲、乙、丙过程的技术名称：甲_；乙_；丙_。(3)进行乙过程时，所取的样本是_。进行甲过程时，所使用的主要仪器设备是_，本过程的技术关键是_。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中取得成功，但仍然存在一些问题，同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是_。解析：(1)根据囊胚的结构可知图中字母所代表的结构名称分别是，A为囊胚腔；B为透明带；C为滋养层；D为内细胞团。(2)图中甲、乙、丙过程表示的技术分别是胚胎分割、做DNA分析性别鉴定、胚胎移植。(3)进行乙过程时，所采取的样本是滋养层细胞；进行甲过程时，所使用的基本仪器是显微操作仪和实体显微镜；本过程的技术关键是将内细胞团均等分割。(4)尽管胚胎分割技术在多种动物中已取得成功，但仍然存在一些问题，如刚出生的动物体重偏轻，毛色和斑纹上还存在差异等。同时很难取得同卵多胎，成功率较高的是同卵双胎。答案：(1)囊胚腔透明带滋养层内细胞团(2)胚胎分割做DNA分析性别鉴定胚胎移植(3)滋养层细胞显微操作仪和实体显微镜将内细胞团均等分割 (4)同卵双胎1胚胎干细胞的种类(1)胚胎发育过程中不同干细胞的发育分化过程：受精卵全能干细胞多能干细胞专能干细胞(2)三种干细胞的比较：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任何组织或器官直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某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞举例胚胎干细胞造血干细胞神经干细胞应用用于病人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胚胎干细胞的分离培养过程 3胚胎干细胞的应用前景(1)ES细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，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。(2)通过ES细胞体外诱导分化， 可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。(3)ES细胞是研究体外细胞分化的理想材料；ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。题组冲关5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)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。解析：(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)将早期胚胎从母体子宫中冲洗出来叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入196 的液氮中保存。(4)iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向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(4)内细胞团诱导分化6下列有关胚胎干细胞的说法不正确的是()A利用干细胞治疗某些顽疾，因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能B在功能上，胚胎干细胞具有发育的全能性C用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥反应D异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变解析：选C胚胎干细胞体外培养，可以被诱导分化成人造组织器官用于器官移植，也可移植胚胎干细胞修复坏死、退化的组织细胞。骨髓移植必须进行配型实验，即使是配型合适的骨髓，移植造血干细胞后也会有排斥反应，只是排斥反应较小而已。异体骨髓移植，受体的血细胞来自异体骨髓造血干细胞的增殖，故血型有可能发生改变。随堂基础巩固1下列有关动物胚胎移植的叙述，错误的是()A供体的主要职能是产生具有优良遗传特性的胚胎B受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C超数排卵技术要使用一定的激素D通过胚胎移植获得的动物都属于无性生殖的产物解析：选D供体的主要职能是产生具有优良性状的胚胎，受体的主要职能是为胚胎的后期发育提供营养物质和发育空间。受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态，这就为胚胎移入受体提供了相同的生理环境。超数排卵技术要使用一定的激素，即促性腺激素。若用于移植的胚胎是经过受精作用得到的，则该过程为有性生殖；若胚胎是通过细胞核移植得到的，则该过程为无性生殖。2胚胎移植的意义或用途不包括()A良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良B不受时间、地域限制，节省购买种畜的费用C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新个体具有供、受体共同的遗传物质解析：选D胚胎移植中的“受体”仅为“代孕”，不能为胚胎提供遗传物质。3关于胚胎分割，以下说法正确的是()A胚胎分割可产生基因型完全相同的新个体B胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多C胚胎分割属于有性生殖D胚胎分割若在囊胚期，不仅内细胞团要均等分割，滋养层细胞也要均等分割，否则不易成功解析：选A胚胎分割的后代来自同一个受精卵，所以基因型都完全相同，属于无性生殖；胚胎分割次数越多，成功率越低；若在囊胚期分割，需要将内细胞团均等分割。4科学家利用鸡尾酒诱导小鼠胚胎干细胞分化成卵母细胞，体外受精后，将胚胎移植到代孕小鼠体内，能产生正常后代。有关叙述错误的是()A精子和卵子一般要共同培养一段时间才能受精B胚胎干细胞分化成神经细胞说明其具有全能性C胚胎早期培养的培养液一般需要添加维生素D胚胎移植时胚胎的遗传特性不会因受体而改变解析：选BB选项中胚胎干细胞只分化成神经细胞，没有形成新个体，不能说明其具有全能性。5以下关于胚胎干细胞(ES)的叙述，错误的是()AES细胞的分离和培养可以应用于基础生物学、畜牧学和医学等方面BES细胞可用于治疗帕金森综合征、少年糖尿病和老年痴呆症等C现在已经通过诱导ES细胞的定向分化成功治愈癌症、心脑血管疾病和某些组织器官的损伤DES细胞是研究体外细胞分化的理想材料解析：选C目前，对于ES细胞的研究已有了很大进展。在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出某些组织细胞已经成功治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症，而对于人类这方面疾病的治疗，还有待进一步研究。心脑血管疾病、癌症不是ES细胞所能治疗的。6通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B冲卵是指把卵细胞从子宫中冲洗出来C对获得的原肠胚检查合格后方可移植D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低解析：选D常用孕激素对供体和受体母牛进行同期发情处理，对供体母牛还要注射促性腺激素做超数排卵处理；冲卵是指用配制好的冲卵液把早期胚胎从子宫中冲洗出来，而不是把受精卵或卵细胞从子宫中冲洗出来；对冲卵获得的桑椹胚或囊胚进行检查合格后，方可移植；胚胎分割移植最常见的是同卵双胎，而同卵多胎的成功率很低。7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。解析：(1)将目的基因和载体用同一种限制酶切割后能产生相同的黏性末端，便于构成表达载体。检测目的基因是否成功插入的技术为DNA分子杂交技术。(2)利用促性腺激素可促进母羊超数排卵。采集的精子必须利用获能液处理后才具备受精能力。(3)将重组表达载体导入动物受精卵的常用方法是显微注射法。为了获得母羊，需对胚胎进行性别鉴定，性染色体组成为XX类型才能发育为母羊。利用胚胎分割和移植技术可获得多个个体，体现了早期胚胎细胞可发育成个体的全能性。(4)基因成功表达的标志是产生了相应的蛋白质，因此htPA基因成功表达的标志是在转基因母羊的羊乳中检测到htPA(或人组织纤溶酶原激活物)。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)课时跟踪检测一、选择题1下列关于胚胎分割技术的说法，错误的是()A被分割的胚胎应该是发育良好的早期胚胎B要将内细胞团均等分割的原因是防止由分割而来的两个遗传物质差异过大C来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质D胚胎分割是进行动物克隆的方法之一解析：选B因为内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，因此在分割时一定要注意将其均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。2下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精B受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清D试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术解析：选B不同的动物胚胎移植的时间不同，如人的体外受精胚胎可在816个细胞阶段移植，牛的胚胎一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才可移植。3下列叙述中不属于胚胎工程优点的是()A胚胎分割提高了家畜胚胎的利用率B胚胎移植可充分发挥雌性的繁殖潜力C胚胎移植可以产生定向的基因突变D可以保存品种资源和濒危物种解析：选C胚胎移植只是改变了胚胎的发育场所，不能导致胚胎发生定向的基因突变。胚胎分割移植可得到多个同种基因型的个体，提高了胚胎的利用率；胚胎移植充分发挥了优良雌性个体的生殖潜能，促进了雌性个体产生更多的优良子代；胚胎工程可保存优良品种和濒危物种。4下列有关哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是()A卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加B胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割C胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点D移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎几乎不发生排斥反应解析：选D卵裂期胚胎中，由于细胞呼吸作用不断消耗有机物，有机物总量不断减少；胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割；胚胎干细胞具有旺盛的分裂能力，蛋白质合成旺盛，核仁明显；同一物种的生理状况和生殖状况相同，这是进行胚胎移植的生理基础。5科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法，正确的是()AiPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性BiPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期CiPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变DiPS细胞分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因解析：选B全能性是指体细胞发育为完整个体的能力，“iPS细胞”分化为多种组织细胞的过程不能体现细胞的全能性；细胞分化是基因选择性表达的结果；由题意知，“iPS细胞”同人体细胞一样，具有人体生长发育的全套遗传物质。6胚胎分割和胚胎移植是一种快速繁殖优良种畜的方法。下列叙述正确的是()A胚胎分割可以用机械的方法，也可以用酶处理的方法B分割的胚胎或细胞必须在体外培养到囊胚阶段再移植到受体内C胚胎分割产生的后代个体表现型完全相同D胚胎移植中，供体和受体相当于双亲中的父本和母本解析：选A胚胎分割可以用机械的方法(分割针)，也可以用酶(胰蛋白酶)处理的方法来完成；分割的胚胎或细胞可以直接移植，或者培养到桑椹胚或囊胚早期再移植到受体内；胚胎分割产生的后代性状可能不同，因为性状可能会受到环境的影响，分割后的细胞一般在不同的母畜子宫内发育，因而表现可能不同；胚胎移植中，供体提供优良胚胎，受体提供健康的子宫，不同于有性生殖中双亲的父本(提供精子)和母本(提供卵细胞)的作用。7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下图所示，相关叙述正确的是() A为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B卵母细胞只能从卵巢中采集C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D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解析：选D为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌羊进行处理；卵母细胞也可从输卵管中冲取获得；代孕绵羊与供体绵羊为同种动物，所以代孕绵羊对移入子宫的同种外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；胚胎分割技术可提高胚胎的利用率，扩大繁殖规模。8胚胎干细胞由于全能性高且在体外培养时具有无限增殖的特性，是胚胎工程生产和研究中常用的材料。但由于细胞在连续的分裂过程中，DNA大部分时间都在进行复制，可能出现许多复制错误，导致DNA出现损伤。下列叙述正确的是()A体外培养的胚胎干细胞中可能存在DNA修复机制B细胞分化是由于DNA损伤导致遗传信息改变引起的C顶体反应和透明带反应是防止多精入卵的两道屏障D从输卵管中冲取的卵子不能直接与获能的精子受精解析：选A据题意可知，体外培养的胚胎干细胞中可能存在DNA修复机制，使损伤的DNA恢复正常；细胞分化是基因选择性表达的结果；受精时防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应；从输卵管冲取的卵子可以直接与获能的精子在体外受精，无需培养。9如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()A甲所表示的细胞不一定是受精卵细胞B图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段C应把移植到处于发情状态的母牛的输卵管中D图示过程使用了细胞培养、胚胎分割、核移植等生物技术解析：选A图中甲所示的细胞可能是受精卵，还可能是重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞；图中a过程包括卵裂、囊胚阶段，还没有发育到原肠胚阶段；应把移植到母牛的子宫中而不是输卵管中；图示中没有显示核移植的过程。10下面是胚胎干细胞分离途径示意图。相关说法正确的是()A图中甲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图甲是内细胞团细胞，将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官。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，而在一些因素诱导下，也能分化形成新的组织细胞。利用胚胎干细胞培育人造器官，仍在研究阶段，并未达到大规模应用阶段。二、非选择题11胚胎移植的基本程序如下图(以牛胚胎移植为例)，请据图回答：(1)牛胚胎移植程序中，通常是采用_进行同期发情处理，然后用_激素使供体母牛超数排卵。(2)对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到_或_阶段。(3)胚胎移植过程一般有_和_两种方法。(4)过程产生的犊牛的遗传物质与的遗传物质是否相同？_，为什么？_。(5)进行胚胎移植的优势是_。(6)冲卵的生理基础是_。解析：胚胎移植时供、受体母牛必须处在相同的发情期，通常用孕激素进行处理，然后用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。对胚胎进行质量检查时，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段；胚胎移植一般有手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口；非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。受体母牛只是提供胚胎发育的场所。进行胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。答案：(1)孕激素促性腺(2)桑椹胚囊胚(3)手术法非手术法(4)不相同因为犊牛的遗传物质来源于供体母牛和公牛，且供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体母牛的影响(5)能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力(6)早期胚胎形成后，处于游离状态，未与母体子宫建立组织上的联系12以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，ah为操作过程，请据图回答有关问题：(1)图中用到的生物技术有：_等。(写出三种)(2)图中用到的激素是_，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到多个早期胚胎。(3)c过程名称为_，一般是对发育到_(阶段)的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将_均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。(4)用于移植的胚胎除图中所示外还有_(一项即可)等来源。解析：(1)图中应用的生物技术较多，h是基因工程，b是早期胚胎培养，c是胚胎分割，d、f为胚胎移植。(2)用促性腺激素处理良种奶牛，可促使其超数排卵，这样可以获得更多的卵母细胞。(3)c过程为胚胎分割，对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行胚胎分割处理，再植入到受体内，可获得遗传物质完全相同的两个新个体。在操作过程中，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。(4)用于移植的胚胎除可通过胚胎分割获得外，也可来自核移植的胚胎。答案：(1)转基因技术(基因工程)、胚胎分割、胚胎移植、胚胎的早期培养(写出三种即可)(2)促性腺激素 (3)胚胎分割桑椹胚或囊胚内细胞团(4)核移植的胚胎(合理即可)13EPO是促红细胞生成素的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物。其过程如下。请回答下列问题：(1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过反(逆)转录得到_，再通过PCR技术获得大量EPO基因。(2)供体母鼠通常情况下每次排卵812枚，为使其超数排卵，需注射_激素以排出更多的卵子，卵子培养到_(时期)与获能的精子相遇时，精子首先发生_反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。(3)过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中_能驱动基因的转录。 (4)采用_技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及_等物质。(5)当胚胎发育至_时期，向受体移植，为获得多个转基因胚胎，要将_均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行_。解析：(1)获取目的基因可通过反(逆)转录法，从人体组织中提取EPO的mRNA，通过反(逆)转录得到cDNA，再通过PCR技术获得大量EPO基因。(2)为使供体母鼠超数排卵，需注射促性腺激素以排出更多的卵子，卵子培养到减数第二次分裂中期与获能的精子相遇时，精子首先发生顶体反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。(3)过程为形成基因表达载体的过程，基因表达载体包括启动子、终止子等，其中启动子为RNA聚合酶结合的部位，能驱动基因的转录。(5)胚胎移植时一般在桑椹胚或囊胚时期，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚的内细胞团均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。答案：(1)cDNA(2)促性腺减数第二次分裂中期顶体(3)启动子(4)显微注射血清(5)桑椹胚或囊胚内细胞团性别鉴定(时间：45分钟满分：50分)一、选择题(每小题2分，共24分)1下列关于精子和卵子发生的叙述正确的是()A精子从精巢中或卵子从卵巢中排出时均完成了减数分裂过程B精子和卵子的形成均发生在初情期以后C精原细胞和卵原细胞都通过有丝分裂方式增加数量D成熟的精子和卵子的形成都要经过变形解析：选C精巢中精子排出时完成了减数分裂过程，但卵巢中卵子排出时并没有完成减数分裂过程；精子的形成发生在初情期以后，卵子在动物的胚胎出现性别分化以后就已经开始形成；只有精子的形成需要经过变形。2下列有关体外受精的说法，不正确的是()A在体外受精前，要对精子进行获能处理B可从雌牛的卵巢中吸取卵母细胞，直接与获能的精子受精C受精过程中，防止多精入卵的第二道屏障是卵细胞膜反应D精子入卵后被激活的卵子才能完成减数第二次分裂解析：选B在体外受精前，必须对精子进行获能处理；对于大家畜或大型动物，直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，要在体外人工培养至成熟后，才能与获能的精子受精；精子入卵后被激活的卵子才能完成减数第二次分裂；受精过程中，防止多精入卵的第一、二道屏障分别是透明带反应和卵细胞膜反应。3在生物工程中，所用物质和其发挥的作用组合正确的是()ACa2诱导精子和卵细胞结合B胃蛋白酶动物细胞培养时分散细胞C聚乙二醇诱导细胞分化D促性腺激素促进供体母畜超数排卵解析：选D用钙离子处理能使大肠杆菌处于感受态，利于目的基因的导入；动物细胞培养时分散细胞用的是胰蛋白酶或胶原蛋白酶；聚乙二醇能诱导细胞的融合；促性腺激素能促进供体母畜超数排卵。4(江苏高考)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()A精子在获能液中于37 、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能B小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育解析：选C精子在获能液中于适宜条件下培养可以使精子获能；小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射促性腺激素能促进其超数排卵；分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于生物的性状还受环境等因素的影响，故发育成的个体会存在形态学差异；胚胎干细胞可以发育成组织、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育。5哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是()A细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大B细胞的数目增多，有机物含量大增C每个细胞的DNA含量不断增加，全能性增高D逐渐出现了原肠腔，并有了胚层的分化解析：选A卵裂过程中进行有丝分裂，细胞数目增多，总体积变化不大，消耗有机物使其含量减少。出现原肠腔和进行胚层的分化，是原肠胚的特征。6(江苏高考)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是()A步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分离B诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液D步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同解析：选B步骤甲、乙分别指受精作用、胚胎移植；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自卵细胞中的卵黄；受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液，与早期胚胎培养液有区别。7下列关于高等哺乳动物胚胎工程的相关叙述，错误的是()A体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养到减中期B早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液中通常都需要加入该种动物的血清C受精作用和卵裂过程发生于输卵管，胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡D进行胚胎移植前，可将培养到适宜时期的早期胚胎进行保存解析：选C在胚胎发育过程中，细胞不断分裂，也会发生细胞凋亡。8如图是哺乳动物胚胎发育过程中的某时期的胚胎，下列说法正确的是()A此图表示原肠胚，胚胎内的细胞出现了分化B图中、依次表示透明带、滋养层、内细胞团C和表示的细胞均具有发育的全能性D胚胎从中伸展出来的过程叫做孵化解析：选B题图表示囊胚；、依次表示透明带、滋养层、内细胞团；(内细胞团)中的细胞能发育形成胎儿的各种组织，具有发育的全能性，但将发育成胎膜和胎盘，不具有发育的全能性；胚胎从(透明带)中伸展出来的过程叫做孵化。9下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体的影响B胚胎干细胞在体外培养条件下，可以增殖，维持不分化状态，但目前还不能使其分化为其他组织细胞C胚胎移植时，受体母畜的生理状态必须与供体母畜相同D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解析：选B目前已经能够诱导胚胎干细胞分化出某些组织细胞。10如图表示牛胚胎移植的流程，其中表示相应的操作过程。相关叙述错误的是()A过程注射相关激素，使供、受体同期发情B过程注射促性腺激素，达到超数排卵的目的C过程主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎D过程的主要目的是选择适合移植的胚胎解析：选C图中过程表示供、受体同期发情处理，该过程需要注射孕激素；过程注射促性腺激素，达到超数排卵的目的；过程主要涉及体内受精和从输卵管中冲取胚胎；过程的主要目的是选择适合移植的胚胎。11如图为某生物工程操作流程模式图，下列说法正确的是()A若此图表示基因工程的操作流程，且甲为质粒，则乙表示重组DNA分子B若此图表示动物细胞融合过程，则形成丙(杂种细胞)的原理是细胞全能性C若此图为试管婴儿的培育过程，则应包括体外受精、细胞培养和胚胎移植等过程D若此图为试管牛生产的技术流程图，则获得甲(精子)后可直接与乙进行体外受精解析：选C若此图表示基因工程的操作流程，且甲为质粒，则乙表示目的基因，丙表示重组DNA分子。若此图表示动物细胞融合过程，则形成丙(杂种细胞)的原理是细胞膜具有一定的流动性。若此图为试管婴儿的培育过程，则应包括体外受精、细胞培养和胚胎移植等过程。若此图为试管牛生产的技术流程图，则获得的甲(精子)需要进行获能培养后才能与卵细胞乙进行体外受精。12下图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列有关叙述正确的是()A过程需运用动物细胞融合技术B图中囊胚的细胞基因型都相同C代孕母鼠需进行同期发情处理D嵌合体幼鼠是四倍体解析：选C动物细胞融合是指两个动物细胞融合成一个动物细胞，如浆细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，而此图并没有出现该现象，图中仅是两个8细胞胚的堆积(16细胞胚)。图中囊胚的细胞基因型不同，因为一半细胞为白鼠基因型，一半细胞为黑鼠基因型。代孕母鼠必须与供胚母鼠同期发情处理，使生殖器官的生理变化相同，这样接受外来胚胎才能成功。嵌合体幼鼠仍为二倍体，因为并没有发生2个二倍体细胞融合成1个四倍体细胞的过程。二、非选择题(除注明外，每空1分，共26分)13(6分)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。如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。可以通过测定并分析细胞内DNA分子的含量，或利用显微镜观察细胞中的染色体数目进行确定，最好选择处于_(写出分裂类型及时期)的细胞进行观察。解析：(1)方法一中，对实验小鼠注射促性腺激素，可使其超数排卵，从而获得更多的卵母细胞。胚胎发育至囊胚时分化为内细胞团和滋养层细胞。(2)受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是透明带反应。精卵细胞融合后，先形成雄原核和雌原核，去除细胞M中的雌原核，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选，即可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。(3)显微镜观察细胞中的染色体数目，最好选择处于有丝分裂中期的细胞进行观察。此时染色体形态固定，数目清晰。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14(8分)如图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答： (1)过程将胚胎干细胞置于射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的_，加入抗生素是为了_。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(2)过程将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(3)过程是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_。(4)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是_，该过程研究的意义在于解决_问题。解析：(1)胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(2)胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，可用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(3)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。(4)去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。答案：(1)营养物质防止杂菌污染(2)发育的全能性原肠胚(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达，并且可以传给下一代显微注射法(4)使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等15(12分)胚胎工程技术包含的内容很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_，细胞B的名称是_。(2)应用2中牛完成体内受精的场所是_，刚移植在子宫内的胚胎，其发育程度一般为_，胚胎移植后可以通过_从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有_(至少答出2种)等。(3)应用3中的细胞D取自囊胚的_，细胞C取自牛胎儿的_。(4)应用4中通过_技术获得二分胚和，同时，可以通过取样_进行分子水平的早期胚胎性别鉴定。解析：(1)由图示可看出应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于供体1和供体2，细胞B为处于M期的卵母细胞。(2)体内受精的场所为输卵管；胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植；胚胎移植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质；试管牛应用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术手段。(3)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，因此细胞D取自囊胚的内细胞团，细胞C取自原始性腺；(4)利用胚胎分割可获得多个胚胎；利用滋养层的细胞可进行早期胚胎性别鉴定，也可通过对染色体的分析进行性别鉴定。答案：(1)供体1和供体2(2分)M期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞)(2)输卵管桑椹胚或囊胚胎盘体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(2分)(3)内细胞团原始性腺(4)胚胎分割滋养层