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选修三现代生物科技专题第3讲胚胎工程(时间：45分钟)A级基础演练1.分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别()。A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间B.MⅠ和MⅡ的时间连续性C.成熟生殖细胞是否经过变形D.成熟生殖细胞中染色体的数量解析初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。答案D2.(2012·杭州名校模考)爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。关于体外受精技术叙述正确的是()。A.获取的精子经获能后才能进行体外受精B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵C.精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫D.精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵解析B错误，卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精；C错误，成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植；D错误，防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。答案A3.如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图中A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，可以只增殖而不发生分化。利用胚胎干细胞可以诱导形成器官，但目前并没有大规模应用。答案C4.(2012·浙江四校调研)下列有关试管动物技术的叙述不正确的是()。A.体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精B.胚胎移植之前需检查精卵细胞的受精状况和受精卵的发育能力C.早期胚胎发育的过程为：受精卵―→桑椹胚―→卵裂―→囊胚―→原肠胚D.移植入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响解析早期胚胎发育的过程为：受精卵―→卵裂―→桑椹胚―→囊胚―→原肠胚。答案C5.(2012·广东四校联考)动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代生物工程技术，①②③表示其结果，下列说法不正确的是()。A.若a是核移植技术，后代不发生基因重组和变异B.若b是体外受精技术，②的设计产生可能有伦理争议C.若c是胚胎分割技术，③中个体的产生实质上就是克隆D.图中所示的三项技术属于动物细胞工程和胚胎工程解析如果a是核移植技术，则后代实现了亲本细胞核和细胞质基因的重组，因此也存在变异，A项错误；如果b为体外受精技术，则②可为设计试管婴儿，其设计产生会引发社会伦理问题，B项正确；如果c为胚胎分割技术，则形成的③为多个基因型完全相同的个体，故其实质为克隆，C项正确；核移植技术属于动物细胞工程，体外受精和胚胎分割技术属于胚胎工程，D项正确。答案A6.请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题。(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明已完成。(3)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做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用激素对供体进行处理，其目的是获得更多的，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜______________________________________。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于条件下。解析本题考查精子、卵子的发生及受精作用的有关知识。熟记相关知识是正确解答该题的关键。(1)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)动物排卵时处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞，处于减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力，受精完成的标志是在卵黄膜和透明带之间看到两个极体。(3)胚胎移植时受体的生理状态要和供体的一致，才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体进行处理，其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性，活胚胎细胞不能被染色的原因是细胞膜对染料的吸收具有选择性。死细胞会被染色，是因为细胞膜失去选择透过性。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，常用的方法是胚胎分割，注意胚胎分割一定要均匀。生物学中常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。答案(1)顶体酶(2)初级中受精(3)生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择性(4)胚胎分割冷冻(或液氮)7.(2013·江苏淮安第三次调研，32)从1978年7月25日世界上第一位“试管婴儿”诞生，至今全球试管婴儿数量已达到400万。1996年7月5日克隆羊“多利”诞生，至今已成功克隆了多种动物。请分析回答试管婴儿与克隆技术的有关问题。(1)试管婴儿和克隆动物的培育过程中均会用到的生物技术有、。(2)试管婴儿和克隆动物的生殖方式分别属于和。(3)培育试管婴儿时，可通过给母体注射增加排卵数量，从父亲体内获得的精子需要进行处理，才能完成受精作用。(4)克隆动物时，将甲个体的细胞核移入乙个体去核的卵细胞中，由重组细胞培育成个体丙，则个体丙的基因来源于____________________________。(5)请列举一例克隆技术在医疗方面的应用________________________________________________________________________。解析(1)试管婴儿涉及体外受精、动物细胞培养和胚胎移植等技术，克隆动物涉及核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术。(2)试管婴儿是精子和卵细胞在体外受精形成受精卵发育而成的个体，属于有性生殖。克隆动物是由体细胞的细胞核和卵细胞的细胞质形成重组细胞发育而成的个体，属于无性生殖。(3)①对雌性个体注射促性腺激素，可达到超数排卵的目的。②在受精前，精子必须经过特殊的处理，以获取受精作用的能力，称为获能反应，卵子要培养至MⅡ中期。(4)丙个体的基因来源取决于重组细胞，重组细胞的核基因来源于甲，质基因来源于乙。(5)克隆技术应用于加速优良种畜改良进程，保护濒危物种，生产医用蛋白，用于组织、器官移植等。答案(1)动物细胞培养胚胎移植(2)有性生殖无性生殖(3)促性腺激素获能(4)甲个体(体细胞)的核基因和乙个体(卵细胞)的细胞质基因(5)克隆器官用于器官移植，避免免疫排斥(其他合理答案也可)8.(2012·陕西五校三模，40)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如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，刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为，胚胎种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中细胞C、D分别取自、。(4)应用4中通过技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对的分析进行性别鉴定。解析(1)从图示可看出应用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MⅡ期卵母细胞。(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，胚胎种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)细胞C来自生殖腺，而细胞D来自早期胚胎，利用胚胎分割可获得多胚，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2MⅡ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(3)原始性腺(或生殖腺)早期胚胎(囊胚的内细胞团)(4)胚胎分割滋养层染色体(或性染色体)9.据报道，中山大学中山眼科中心主任任葛坚领导的研究小组将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里，再将囊胚移入代孕鼠体内发育形成猴鼠嵌合体——猴鼠，用于角膜等器官的移植研究，请回答问题。(1)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是____________________________________________________________。根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞的治疗思路是______________________________________________________________。(2)囊胚期时，胚胎细胞开始出现分化，有些细胞个体较小，将来只能发育成胎膜和胎盘，这类细胞称为。因此，应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的部位，以伴随其发育成某种组织。(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于技术，此技术对代孕受体的要求是。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用技术。解析(1)胚胎干细胞具有全能性，在体外培养时可以诱导分化形成不同的体细胞，因此可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补身体中功能出现异常或退化的细胞。(2)囊胚期时，胚胎细胞开始分化为滋养层细胞和内细胞团细胞，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞具有全能性，将来发育成胎儿的各种组织。因此，应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位，以伴随其发育成某种组织。(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于胚胎移植技术，此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同的其他雌性动物。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。答案(1)胚胎干细胞具有发育的全能性通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补(2)滋养层细胞内细胞团(3)胚胎移植同种、生理状态相同的其他雌性动物可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力胚胎分割10.请回答有关下图的问题。(1)图甲中①～⑤所示的生物工程为。该工程是指以作为基础，通过修饰或基因合成，对现有进行改造，或制造出一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。(2)图甲中序号④所示过程叫做，该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是(请将模板链上的碱基写在前)。(3)如图乙，一个重组DNA分子的组成，除了目的基因外，在基因尾端还必须有[2]；图中[3]的作用是为了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)若欲通过乳腺生物反应器生产预期蛋白质，则构建重组DNA分子时，图乙中序号[1]代表的是；且在图甲中⑨过程之前，要对精子进行筛选，保留含性染色体的精子。(5)为获得较多的受精卵进行研究，图甲中⑥过程一般用激素对供体做处理；为提高培育成功率，进行⑩过程之前，要对动物做处理。若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢，则其在⑧之前需进行体外培养到期方能受精。(6)用技术处理发育到期或囊胚期的早期胚胎，可获得同卵双胎或多胎。若是对囊胚进行处理，要注意将均等分割。答案(1)蛋白质工程蛋白质分子的结构规律及其与生物功能