（江蘇專用）2020版高考生物新導學大一輪復習 第十單元 現(xiàn)代生物科技專題 第37講 胚胎工程講義（含解析）蘇教版.docx

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第37講　胚胎工程 [考綱要求]　1.動物胚胎發(fā)育的基本過程(A)。2.胚胎工程的理論基礎(A)。3.胚胎干細胞的移植(A)。4.胚胎工程的應用(B)。 考點一　受精和胚胎發(fā)育 1．精子和卵子的發(fā)生 項目 精子的發(fā)生 卵子的發(fā)生 場所 睪丸的曲細精管 卵巢(MⅠ)、輸卵管(MⅡ) 時間 從初情期開始，直到生殖機能衰退 ①卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備：胎兒期； ②排卵：初情期后 過程 過程 特點 ①MⅠ和MⅡ是連續(xù)的，需變形； ②兩次分裂細胞質(zhì)都是均等分配 ①MⅠ和MⅡ是不連續(xù)的，不需要變形；②只有MⅡ中的第一極體分裂為第二極體時細胞質(zhì)均等分配，其余細胞質(zhì)都是不均等分配 結果 形成4個精子 形成1個卵子和3個極體 相同點 ①原始生殖細胞的增殖方式為有絲分裂； ②原始生殖細胞產(chǎn)生成熟生殖細胞為減數(shù)分裂；減數(shù)分裂過程中經(jīng)染色體復制一次，細胞分裂兩次，子細胞中染色體數(shù)目減半 2.體內(nèi)受精 (1)精子獲能：剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在雌性動物生殖道發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力。卵泡液、輸卵管分泌物、血清等液體可使精子獲能。 (2)卵子的準備：卵子要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。 (3)受精過程 3．哺乳動物胚胎發(fā)育過程 ↓ ↓ ↓ ↓ 胚層分化 ↓ 胚體形成 1．有關精、卵細胞的發(fā)生及受精的判斷 (1)精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的(　　) (2)卵子形成過程中，減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的(　　) (3)排卵是指卵泡從卵巢中排出(　　) (4)成熟的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力(　√　) (5)卵子受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙出現(xiàn)兩個極體(　√　) (6)透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精入卵的兩道屏障(　√　) 2．有關早期胚胎發(fā)育的判斷 (1)卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大(　　) (2)卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加(　　) (3)在胚胎發(fā)育過程中，細胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚期(　　) (4)內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎膜和胎盤(　　) 如圖表示哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段，據(jù)圖分析： (1)A、B、C的名稱分別是什么？ 提示　桑椹胚、囊胚、原腸胚。 (2)圖中的4和7兩個空腔是同一個結構嗎？ 提示　不是，分別是囊胚腔和原腸腔。 (3)細胞分化開始出現(xiàn)于哪個時期？1部分的細胞將來形成什么結構？ 提示　細胞分化開始出現(xiàn)于B(囊胚)時期，1部分的細胞將來形成胎膜和胎盤。 (4)早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂時細胞的體積和所有的細胞體積之和有何變化？ 提示　卵裂過程中，細胞只分裂而不生長，所以每個細胞的體積越來越小，但總體積并不增加或略有縮小。 命題點一　精、卵細胞的發(fā)生與受精過程分析 1．下列關于精子形成過程的敘述，錯誤的是(　　) A．細胞核變?yōu)榫宇^的主要部分 B．高爾基體發(fā)育為頭部的頂體 C．中心體演變成精子的尾 D．線粒體退化消失 答案　D 解析　細胞核和線粒體都是精子結構中重要的部分。其中細胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所，也是參與精卵結合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。而線粒體則是精子進行有氧呼吸分解營養(yǎng)物質(zhì)、產(chǎn)生運動能量的場所，精子的線粒體在精子形成過程中，集中于尾的基部形成線粒體鞘，是精子維持生存和提供運動能量的“動力工廠”。 2．如圖表示高等動物卵子的發(fā)生過程，請據(jù)圖回答下列有關問題： (1)圖中A是_________，B是_________，E是_______，階段C是指個體發(fā)育的________期。 (2)精子開始形成的時期是____________，精子形成過程不同于卵子形成過程的最主要特征是___________，該過程保留的主要結構是_________________和_____________________。 (3)當觀察到兩個極體時，表明____________________________。 (4)能發(fā)生染色體的著絲點分裂的階段是____________(填序號)。 (5)階段C發(fā)生的場所是____________。 答案　(1)第一極體　合子　精子　胎兒　(2)初情期　需要變形　細胞核　線粒體　(3)卵子已經(jīng)完成了受精 (4)①④　(5)卵巢 解析　(1)圖中①為卵原細胞增殖(有絲分裂)并演變?yōu)槌跫壜涯讣毎倪^程；③④為減數(shù)分裂，只有在受精時，次級卵母細胞才能最終完成減數(shù)第二次分裂，因此E是精子，B是合子；階段C為卵泡的形成，發(fā)生在胎兒期。(2)精子開始形成的時期是初情期，精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生精子細胞，精子細胞需要經(jīng)過變形過程才能形成精子(卵子形成不需要變形)，精子細胞中很多結構會消失，而細胞核和線粒體則會保留下來。(3)當觀察到兩個極體時，表明卵子已經(jīng)完成了受精。(4)染色體的著絲點分裂可發(fā)生在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期，即圖中的①④。(5)階段C(卵泡的形成)發(fā)生在卵巢內(nèi)。 命題點二　早期胚胎發(fā)育過程的分析 3．(2018江蘇調(diào)研)下圖表示高等動物的個體發(fā)育過程，下列說法正確的是(　　) A．圖中①過程表示胚胎發(fā)育，②過程表示胚后發(fā)育 B．受精卵卵裂處于囊胚形成的過程中，每個細胞的體積不斷增大 C．兔子、雄鷹和眼鏡蛇在個體發(fā)育過程中會出現(xiàn)羊膜 D．原腸胚期是進行胚胎移植的最好時期 答案　C 解析　由受精卵發(fā)育為幼體的過程是胚胎發(fā)育，由幼體發(fā)育為成體的過程是胚后發(fā)育，A項錯誤；卵裂形成的囊胚總體積基本不變，而每個細胞的體積減小，B項錯誤；兔子、雄鷹和眼鏡蛇分別是哺乳類、鳥類和爬行類動物，都是真正的陸生脊椎動物，羊膜和羊水能保證其胚胎發(fā)育所需的水環(huán)境，還具有防震和保護作用，C項正確；原腸胚期已發(fā)生了細胞的分化，最好在早期胚胎時進行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚階段移植，而其他生物要在更早階段進行，D項錯誤。 4．下列關于蛙胚胎發(fā)育過程的敘述，正確的是(　　) A．通過細胞分裂不斷增加細胞數(shù)量，并在一定時期發(fā)生細胞分化 B．胚胎發(fā)育過程中細胞不斷分裂，但不發(fā)生凋亡 C．隨著細胞分裂次數(shù)的增加，蛙胚的有機物總量不斷增加 D．發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)逐漸增加 答案　A 解析　在蛙的胚胎發(fā)育過程中，通過細胞分裂增加細胞數(shù)量，在囊胚期細胞開始分化，A項正確；胚胎發(fā)育過程中，既有細胞的分裂和分化，也有細胞的衰老和凋亡，B錯誤；在蛙胚胎發(fā)育的過程中，由于細胞呼吸的消耗，有機物的總量不斷減少，C錯誤；蛙胚胎發(fā)育過程中需要從環(huán)境中獲得氧氣，但利用的營養(yǎng)物質(zhì)是受精卵自身含有的，D錯誤。 考點二　胚胎工程及其應用 1．體外受精技術 (1)卵母細胞的采集和培養(yǎng) (2)精子的采集和獲能 (3)受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子在人為控制的適宜條件下和專用的受精溶液中完成受精作用。 2．胚胎移植技術 (1)過程 (2)實質(zhì)：胚胎移植是產(chǎn)生胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。 3．胚胎分割技術 (1)概念 ①方法：機械方法。 ②分割份數(shù)：將早期胚胎切割成二分胚、四分胚甚至八分胚等。 ③目的：獲得同卵雙生或同卵多生后代。 (2)定位：被視為一種胚胎克隆方法。 (3)材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 (4)要求：將內(nèi)細胞團均等分割。 4．胚胎冷凍保存技術 (1)概念：將動物的早期胚胎或分割后的胚胎，采用特殊的保護劑，使其長期保存在超低溫環(huán)境下。 (2)作用：①建立胚胎庫，以加速動物的繁育進程和保護優(yōu)良資源。 ②可以使胚胎移植不受時間和地域的限制。 5．胚胎干細胞 (1)干細胞 ①概念：動物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我復制和多向分化潛能的原始細胞。 ②分類：專能干細胞、多能干細胞、全能干細胞。 (2)胚胎干細胞 ①概念：是早期的胚胎中未分化的細胞或從原始性腺中分離出來的一類細胞。 ②特點：具有體積小、核大、核仁明顯等形態(tài)特征，具有發(fā)育的全能性。 6．胚胎工程的應用 (1)在畜牧業(yè)生產(chǎn)上的應用：①大量繁育家畜良種；②控制家畜后代的性別比例。 (2)在醫(yī)學及科學研究上的應用 ①胚胎干細胞的研究，有助于人們理解復雜的人體發(fā)育過程，并促進對人胚胎發(fā)育細節(jié)的研究，從而揭示人與動物的發(fā)育機制及影響其發(fā)育的因素。 ②胚胎干細胞為細胞水平上研究新藥提供材料。 ③胚胎干細胞研究為細胞或組織移植提供無免疫原性的材料，可用于疾病的治療。 1．有關胚胎移植與胚胎分割技術的判斷 (1)在胚胎移植中，對供體母畜要進行超數(shù)排卵處理，對供、受體要進行同期發(fā)情處理(　√　) (2)胚胎移植技術中對供體和受體母畜都要進行相同激素處理(　　) (3)胚胎分割移植時應選取發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚(　　) (4)胚胎分割移植實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低(　√　) (5)利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎(　√　) (6)胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細胞團均等分割(　　) (7)在對囊胚進行分割時，要將滋養(yǎng)層細胞均等分割(　　) 2．有關胚胎干細胞的判斷 (1)胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下具有增殖而不發(fā)生分化的特點(　√　) (2)胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(　　) (3)胚胎干細胞在分化誘導因子的作用下可以向不同類型的組織細胞分化(　√　) 據(jù)圖分析胚胎移植的操作流程 (1)圖中供體牛和受體牛分別是哪些？選擇標準是什么？ 提示　供體牛是良種公、母牛；受體牛是一般受體奶牛和一般受體肉牛。 選擇標準：供體是遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)良的個體，受體是健康、有繁殖能力的個體。 (2)對供體牛和受體牛要進行怎樣的處理？ 提示　對供體母牛進行超數(shù)排卵處理；對供、受體母牛進行同期發(fā)情處理。 (3)用于移植的早期胚胎應是發(fā)育到哪些階段的胚胎？ 提示　桑椹胚或囊胚。 (4)排卵和沖卵有什么區(qū)別？ 提示　排卵是指卵子從卵泡中排出，沖卵是把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。 命題點一　體外受精過程和早期胚胎培養(yǎng)原理及過程分析 1．(2019徐州質(zhì)檢)動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎，如圖所示，a、b、c表示現(xiàn)代生物工程技術，①、②、③表示其結果，下列說法正確的是(　　) A．若a是核移植技術，①反映了動物細胞也具有全能性 B．若c是胚胎分割技術，③中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同 C．①②③中作為受體的動物品種是珍稀的或存量少的雌性動物 D．若b是體外受精技術，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能 答案　D 解析　若a是體細胞核移植技術，則①反映了動物體細胞的細胞核具有全能性，A錯誤；胚胎分割技術所得個體的基因型完全相同，但表現(xiàn)型不一定完全相同，因為表現(xiàn)型還受環(huán)境的影響，B錯誤；①②③中作為供體的動物品種是珍稀的或存量少的雌性動物，而受體只要健康和具有良好的繁殖能力即可，不需要是珍稀或存量少的雌性動物，C錯誤；若b是體外受精技術，則②為試管動物，這為良種家畜快速大量繁殖提供了可能，D正確。 2．(2018齊齊哈爾高三第三次模擬)隨著生物技術的發(fā)展，現(xiàn)代的試管嬰兒技術不僅能解決部分人的生育問題，還能實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育?；卮鹣铝袉栴}： (1)培育試管嬰兒時，為了提高受孕率，需培植多個胚胎，因此需要用________處理，促進女性排出更多的卵子。從早期胚胎發(fā)育過程分析，從受精卵到原腸胚的過程中依次經(jīng)歷卵裂期→______________________，出現(xiàn)孵化的時期為____________期。 (2)優(yōu)生的最基本的目的是讓每個家庭生出健康的孩子，若一對夫妻，妻子是血友病患者，丈夫正常，為了生育一個健康的孩子，進行胚胎移植前需要進行___________________________，目前最有效、最準確的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：從被檢測的囊胚中取出幾個細胞，提取DNA進行擴增，然后用DNA探針進行檢測。在基因工程中______________________時也會用到DNA探針。 (3)在試管嬰兒技術中用到了胚胎移植技術，而在一些優(yōu)良家畜繁育過程中常會用到胚胎分割移植技術，該技術在生產(chǎn)實踐中的重要意義是_________________________________________ _______________________________________________。 答案　(1)促性腺激素　桑椹胚期→囊胚期　囊胚 (2)性別鑒定　目的基因的檢測和鑒定 (3)大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 解析　(1)培育試管嬰兒時，為了提高受孕率，對女性用促性腺激素處理，可促進女性排出更多的卵母細胞。早期胚胎發(fā)育過程中，從受精卵到原腸胚依次經(jīng)歷了卵裂期→桑椹胚期→囊胚期，囊胚期透明帶破裂，胚胎從中伸展出來，稱為孵化。(2)血友病為伴X染色體隱性遺傳病，妻子是血友病患者，丈夫正常，則其兒子一定患病，女兒一定正常，為了生育一個健康的孩子，進行胚胎移植前需要進行性別鑒定。囊胚中的滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜、胎盤，取滋養(yǎng)層細胞進行基因檢測不會對早期胚胎造成傷害。在基因工程中目的基因的檢測和鑒定會用到被熒光或放射性同位素標記的目的基因單鏈制成的DNA探針。(3)胚胎分割移植技術提高了胚胎的利用率，讓優(yōu)良雌性供體僅提供胚胎，讓普通雌性受體承擔孕育胚胎的任務，因此大大縮短了供體本身的繁殖周期，可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，加快繁殖速度。 命題點二　胚胎移植和干細胞技術應用實例分析 3．(2018江蘇省高三5月模考)慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況，缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100mL血液中含有3.8～4.8克，如果比正常值低很多時就需要注射人血白蛋白，所以臨床上對白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應器制備藥用白蛋白的流程圖： (1)通過②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化學誘導法對羊的精子進行__________處理，即用一定濃度的______________________處理。 (2)若我們已知白蛋白基因的堿基序列，一般采用__________的方法獲取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺細胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、__________________、__________、標記基因等部分。 (3)對移植前的胚胎進行性別鑒定時，宜取囊胚期的__________細胞進行鑒定，一般采用SRY—PCR法，選擇出現(xiàn)陰性反應的__________(性別)胚胎進行移植。 答案　(1)獲能　肝素或鈣離子載體A23187溶液 (2)人工合成　乳腺蛋白基因的啟動子　終止子　(3)滋養(yǎng)層　雌性 解析　(1)通過②采集的精子用一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液進行化學誘導處理，可使之獲能。(2)已知白蛋白基因的堿基序列，可用DNA合成儀通過人工合成的方法獲取目的基因?；虮磉_載體中除目的基因和標記基因外，還需要有乳腺蛋白基因的啟動子和終止子，乳腺蛋白基因的啟動子可以在啟動乳腺蛋白基因轉(zhuǎn)錄的同時啟動白蛋白基因的轉(zhuǎn)錄，終止子可使轉(zhuǎn)錄停止。(3)滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤，取囊胚期的滋養(yǎng)層細胞鑒定性別，對胚胎發(fā)育影響較小。嶗山奶山羊乳腺生物反應器是讓目的基因在乳腺細胞中特異性表達，以便從乳汁中提取白蛋白，因此應選擇雌性胚胎進行移植。 4．如圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題： (1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至____________期的內(nèi)細胞團或胎兒的____________中分離得到的一類細胞。 (2)圖中分化程度最低的干細胞是____________。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入____________因子，可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化。 (3)在機體內(nèi)，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因____________的結果。 (4)某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質(zhì)是將上圖中的________細胞移植到患者體內(nèi)。 (5)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經(jīng)細胞中不能作為供體的細胞是成熟的________，其原因是____________________________________。 答案　(1)囊胚　原始性腺細胞　(2)胚胎干細胞　分化誘導　(3)選擇性表達　(4)造血干　(5)紅細胞　哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核 解析　(1)胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，這個早期胚胎指的是囊胚階段的內(nèi)細胞團。(2)圖中分化程度最低的干細胞是胚胎干細胞，其全能性最高，在體外培養(yǎng)條件下，在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，則該種干細胞可被誘導分化形成不同類型的組織細胞。(3)細胞分化是細胞中基因選擇性表達的結果。(4)骨髓是人體的造血組織，存在有造血功能的干細胞，骨髓移植的實質(zhì)是將造血干細胞移植到患者體內(nèi)。(5)克隆某種哺乳動物需要供體提供細胞核，而哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核，所以不能作為供體。 矯正易錯　強記長句 1．精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。 2．排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。 3．受精的標志≠受精完成的標志：受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標志是雌、雄原核的融合。 4．胚胎移植過程中兩次使用激素：第一次常用孕激素對供、受體進行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。 5．胚胎移植過程中有兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查；第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查。 6．胚胎干細胞來源于早期胚胎中未分化的細胞或從原始性腺中分離出來的一類細胞，具有體積小、核大、核仁明顯等形態(tài)特征。 1.受精過程：獲能的精子穿過放射冠和透明帶→精卵通過細胞表面的糖蛋白相互識別→精子的遺傳物質(zhì)進入卵細胞。 2．防止多精入卵的兩道屏障分別是透明帶反應和卵細胞膜反應。 3．胚胎發(fā)育過程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原腸胚→胚層分化→胚體形成。囊胚開始出現(xiàn)細胞分化，原腸胚出現(xiàn)胚層分化。 4．胚胎移植的基本程序：對供、受體的選擇和處理→配種或進行人工授精→對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后檢查。 5．胚胎移植的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良動物的繁殖潛力。 重溫高考　演練模擬 1．(2018江蘇，10)下列關于采用胚胎工程技術實現(xiàn)某良種肉用牛快速繁殖的敘述，正確的是(　　) A．采取激素注射等方法對良種母牛作超數(shù)排卵處理 B．體外培養(yǎng)發(fā)育到原腸胚期的胚胎即可進行移植 C．使用免疫抑制劑以避免代孕牛對植入胚胎的排斥反應 D．利用胚胎分割技術，同卵多胎較同卵雙胎成功率更高 答案　A 解析　胚胎工程中，通常采用注射激素的方法對良種母牛進行超數(shù)排卵處理，A正確；體外培養(yǎng)發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎即可進行移植，B錯誤；受體母牛基本上不會對移入子宮的外來胚胎發(fā)生免疫排斥反應，所以受體不需要使用免疫抑制劑，C錯誤；采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例很小，D錯誤。 2．(2017江蘇，11)牛雄性胚胎中存在特異性HY抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加HY單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行生物制藥。下列相關敘述正確的是(　　) A．HY單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌 B．應選用原腸胚做雌雄鑒別 C．鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植 D．用HY抗原免疫母?？色@得相應抗體 答案　D 解析　HY單克隆抗體是由已免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞形成的雜交瘤細胞分泌的，A錯誤；選用囊胚期的滋養(yǎng)層細胞做性別鑒定，B錯誤；利用乳腺生物反應器進行生物制藥，應選擇雌性胚胎，C錯誤；用HY抗原免疫母牛可使母牛針對該抗原產(chǎn)生相應抗體，D正確。 3．(2015重慶，8)某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應性差的純種公牛。 (1)擬進行如下雜交： ♂A(具高產(chǎn)奶基因的純種)♀B(具適宜本地生長基因的純種)―→C 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常________________。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是________性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是____________________，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是________(假設兩對基因分別位于不同對常染色體上)。 (2)用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。 ―→―→―→―→ 精子要具有受精能力，需對其進行________處理；卵子的成熟在過程________中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是________。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應鑒定胚胎的________________________________。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程________的基因重組有關。 (3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用________技術。 答案　(1)生長發(fā)育(或胚胎發(fā)育)　隱性　♂A♀C　1/8　(2)獲能?、邸」┠堋⌒詣e、高產(chǎn)奶和適應生長的基因?、凇?3)胚胎分割 解析　(1)由于胚胎能在母體內(nèi)正常生長發(fā)育，所以選擇B作為母本。若子代母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明適宜本地生長是顯性性狀(設基因為M)，高產(chǎn)奶是隱性性狀(設基因為n)。則♂A基因型是mmnn，♀B基因型是MMNN，♀C基因型是MmNn，為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛(M_nn)，可選擇♂A和♀C進行雜交，后代出現(xiàn)該種母牛的概率是1/21/21/2＝1/8。(2)精子經(jīng)過獲能處理才具有受精能力，卵子的成熟發(fā)生在受精過程中，即過程③。胚胎培養(yǎng)過程中的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，葡萄糖可氧化分解提供能量。具有優(yōu)良性狀的母牛含有高產(chǎn)奶和適應生長的基因，則胚胎移植前應進行鑒定，同時還需鑒定性別。基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，控制不同性狀的基因重新組合，由于供體公牛是純合子，不會發(fā)生基因重組，供體母牛是雜合子，會發(fā)生基因重組，則子代母牛的優(yōu)良性狀與供體母牛產(chǎn)卵過程中的基因重組有關。(3)為提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術，增加胚胎的數(shù)量。 4．(2018江門高考模擬)荷斯坦奶牛是世界上產(chǎn)奶量最高的奶牛品種之一。某良種公司引進純種荷斯坦奶牛，并用以下途徑繁育出荷斯坦良種奶牛群體。請回答以下問題： (1)請把上面空格的內(nèi)容補充完整：①____________激素；②____________處理；③____________。 (2)該公司為了在短時間內(nèi)得到更多的良種奶牛，常常在進行③過程之前采用____________技術進行操作。若進行操作的是囊胚階段的胚胎，要注意的是_____________________________。 (3)若一次給受體母牛移入多個胚胎，產(chǎn)生的多個后代基因型相同嗎？____________( 填“一定不相同”“可能不相同”或“一定相同”) 為什么？________________________________ ______________________。 答案　(1)促性腺　同期發(fā)情　胚胎移植　(2)胚胎分割　將內(nèi)細胞團均等分割　(3)可能不相同　因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來 解析　(1)對良種荷斯坦奶牛進行超數(shù)排卵處理時需使用①促性腺激素。對受體母牛要進行 ②同期發(fā)情處理，以使其生殖器官的生理變化與供體相同。質(zhì)量檢查、培養(yǎng)合格的早期胚胎可以進行③胚胎移植。(2)欲得到更多的良種奶牛，常常在進行③胚胎移植之前采用胚胎分割技術進行操作。對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。 (3)若一次給受體母牛移入多個胚胎，產(chǎn)生的多個后代基因型可能不相同，因為這些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來。 一、選擇題 1．(2017江蘇，14)下列關于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是(　　) A．精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能 B．小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關激素有促進超數(shù)排卵的作用 C．分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質(zhì)，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學差異 D．注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育 答案　C 解析　精子在獲能液中培養(yǎng)的目的是使精子獲能，其培養(yǎng)條件應符合動物細胞培養(yǎng)要求，A項正確；小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)的目的是通過特定的光周期調(diào)控其性激素的分泌，注射促性腺激素的目的是促進其超數(shù)排卵，B項正確；雖然分割的胚胎具有相同的遺傳物質(zhì)，但環(huán)境也會對胚胎的發(fā)育產(chǎn)生影響，導致發(fā)育的個體出現(xiàn)形態(tài)學差異，C項錯誤；胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育，D項正確。 2．精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別是(　　) A．受精前精子有獲能反應，而卵子沒有 B．卵子的形成和在卵巢中的儲備是在胎兒時期完成的，而精子是在初情期之后 C．卵子形成的時間很長，而精子只需要兩個月左右 D．卵原細胞的增殖過程是通過有絲分裂，而精原細胞的增殖過程則是通過減數(shù)分裂 答案　B 解析　哺乳動物卵泡的形成和在卵巢中的儲備是在胎兒時期完成的，而精子的形成是在初情期之后，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別。 3．下圖表示改造哺乳動物遺傳特性的三種途徑。相關敘述錯誤的是(　　) A．獲得動物1的受體細胞通常是受精卵 B．動物2體內(nèi)各體細胞的基因種類相同 C．獲得動物3的重組細胞具有全能性 D．上述動物的獲得均需運用胚胎移植 答案　B 解析　動物1為轉(zhuǎn)基因動物，受體細胞通常是受精卵，A正確；動物2由于導入外源基因的受體細胞注入到囊胚的某一部位，將來發(fā)育成的動物體各部位并不都含外源基因，B錯誤；動物3為克隆動物，重組細胞能夠發(fā)育成一個個體，具有全能性，C正確；胚胎移植是胚胎工程其他技術手段的最后一道“工序”，要把早期胚胎培育成一個個體，必須經(jīng)過胚胎移植，D正確。 4．(2019淮陰模擬)從胰島素依賴型糖尿病患者的骨髓中分離骨髓間充質(zhì)干細胞(MSC)，誘導分化成胰島樣細胞，再導入該患者體內(nèi)。放射性免疫分析結果表明誘導的胰島樣細胞團可以正常分泌胰島素，患者的血糖恢復正常。下列說法正確的是(多選)(　　) A．培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細胞的培養(yǎng)液通常需加入血清 B．在體外連續(xù)培養(yǎng)時，可利用胰蛋白酶將接觸抑制的骨髓間充質(zhì)干細胞分開 C．在功能上，骨髓間充質(zhì)干細胞具有發(fā)育的全能性 D．治療成功后，康復者的血型有可能發(fā)生改變 答案　AB 解析　動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液中通常要加入動物血清，A正確；在體外連續(xù)培養(yǎng)時，應該利用胰蛋白酶等將接觸抑制的骨髓間充質(zhì)干細胞分開，B正確；骨髓間充質(zhì)干細胞不是萬能干細胞，且其全能性受到了細胞質(zhì)的限制，因此其沒有發(fā)育的全能性，C錯誤；由于導入的是胰島樣細胞，與血型無關，治療成功后，康復者的血型不可能發(fā)生改變，D錯誤。 二、非選擇題 5．(2018南通三模)下面是繁育良種奶牛的示意圖，據(jù)圖回答下列問題： (1)在胚胎移植前，若對胚胎進行性別鑒定，可以在分子水平上對早期胚胎進行性別鑒定，也可以在細胞水平上通過對____________的分析進行性別鑒定。若要對囊胚階段的胚胎進行分割，其操作過程中需要注意的問題是________________________________。 (2)對受體母牛要進行同期發(fā)情處理是為了________________________________，圖示流程中沖卵的“卵”是指____________。實際生產(chǎn)中常利用體細胞克隆技術保持供體母牛的許多優(yōu)良性狀，操作中用于核移植的體細胞一般選用________代以內(nèi)的細胞，其原因是____________ ______________________________________________________________________。 答案　(1)性染色體　將內(nèi)細胞團均等分割　(2)使供體、受體的生理變化相同　早期胚胎　10　10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型 解析　(1)若在細胞水平上對胚胎進行性別鑒定，可通過對性染色體進行分析并加以鑒別。若要對囊胚階段的胚胎進行分割，需要注意將內(nèi)細胞團均等分割。(2)對受體母牛要進行同期發(fā)情處理是為了給供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。題圖過程中的沖卵實際上是獲得早期胚胎。實際生產(chǎn)中常利用體細胞克隆技術保持供體母牛的許多優(yōu)良性狀，操作中用于核移植的體細胞一般選用10代以內(nèi)的細胞，其原因是10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型。 6．英國純血馬是世界頂級馬術比賽的常用馬種，其數(shù)量少，生育力低?，F(xiàn)代生物工程能有效提高優(yōu)質(zhì)馬的生育效率。請回答下列問題： (1)可以用由____________分泌的促性腺激素處理適齡純血母馬，使其一次性排出比自然情況下多幾倍到幾十倍的卵子。采集的卵母細胞人工培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期。 (2)為取得同卵雙胎或多胎，可以在胚胎發(fā)育的__________________________期用機械方法將胚胎分割。 (3)隨著動物體細胞克隆技術的發(fā)展，人們可以將純血馬的____________________移入其他馬的______________細胞中，將其激活并發(fā)育成____________，植入代孕母馬體內(nèi)。 (4)克隆技術在帶來巨大社會效益和經(jīng)濟效益的同時，也對人們的傳統(tǒng)觀念造成極大沖擊。我國政府的態(tài)度是禁止________性克隆。 答案　(1)垂體　(2)桑椹胚或囊胚　(3)體細胞的細胞核　去核卵母　早期胚胎　(4)生殖 解析　(1)用垂體分泌的促性腺激素處理適齡純血母馬，可使其超數(shù)排卵。(2)為提高胚胎的利用率，可以在胚胎發(fā)育的桑椹胚或囊胚期用機械方法將胚胎分割，以取得同卵雙胎或多胎。(3)利用克隆技術可以將純血馬的體細胞的細胞核移入其他馬的去核卵母細胞中，將其激活并發(fā)育成早期胚胎，植入代孕母馬體內(nèi)。(4)在克隆人倫理問題方面，我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆。 7．科研人員利用胚胎干細胞(ES細胞)對干擾素基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖所示，請回答相關問題： (1)過程①獲得重組胚胎之前需要通過______________技術獲得重組細胞。 (2)步驟②中，重組胚胎培養(yǎng)到囊胚期時，可從其________________中分離出ES細胞。步驟③中，需要構建含有干擾素基因的__________________。 (3)將目的基因?qū)隕S細胞常用的方法是_____________________。 (4)為檢測干擾素基因的表達情況，可采用________________方法。若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已成功表達。 答案　(1)核移植　(2)內(nèi)細胞團　表達載體 (3)顯微注射法　(4)抗原—抗體雜交 解析　(1)過程①獲得重組胚胎之前需要通過核移植技術獲得重組細胞。(2)ES細胞可以從囊胚的內(nèi)細胞團中分離出來。將目的基因?qū)胧荏w細胞前，需要構建含有目的基因(干擾素基因)的表達載體。(3)將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法。(4)為檢測目的基因的表達情況，可采用抗原—抗體雜交技術，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已成功表達。