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2019年高考生物 專題3 胚胎工程教學(xué)案 新人教版選修3 xx備考最新考綱 1．動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過(guò)程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)(Ⅰ)?！?.胚胎干細(xì)胞的移植(Ⅰ)。　3.胚胎工程的應(yīng)用(Ⅱ)。 考點(diǎn)1　體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育(5年9考)　 (xx天津卷，xx浙江卷……) 1．精子與卵子的發(fā)生 (1)精子的發(fā)生 ①場(chǎng)所：睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)。 ②時(shí)期：從初情期開(kāi)始，直到生殖機(jī)能衰退。 ③過(guò)程 (2)卵子的發(fā)生 ①場(chǎng)所：卵巢。 ②時(shí)期：胎兒時(shí)期(性別分化以后)和初情期以后。 ③過(guò)程 ④兩次分裂的時(shí)間：第一次是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的，第二次是在精子和卵子結(jié)合的過(guò)程中完成的。 2．受精 (1) (2)受精階段 穿越放射冠(發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶，溶解放射冠內(nèi)的 卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì))穿越透明帶：(發(fā)生透明帶反應(yīng)，是防止多精子入卵的第 一道屏障)進(jìn)入卵黃膜(發(fā)生卵黃膜封閉作用，是防止多精子入卵 的第二道屏障) (3)卵子受精完成的標(biāo)志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體 3．胚胎發(fā)育 受精卵―→卵裂―→桑椹胚―→囊胚 思考感悟 如圖是牛囊胚示意圖，下列有關(guān)該圖的敘述，哪一項(xiàng)不正確？ ①透明帶是初級(jí)卵母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂時(shí)形成的 ②囊胚腔是一個(gè)充滿液體的腔 ③內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)分化成內(nèi)胚層 ④滋養(yǎng)層將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán) 提示　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，故③所述不正確。 　體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育 1．(xx天津理綜，2)哺乳動(dòng)物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過(guò)程，只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺乳動(dòng)物卵子及早期胚胎的形成過(guò)程示意圖(N表示染色體組)。 據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)。 A．次級(jí)卵母細(xì)胞形成的過(guò)程需要激素調(diào)節(jié) B．細(xì)胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ細(xì)胞分裂后期染色體數(shù)目相同 D．培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物應(yīng)選擇細(xì)胞Ⅳ作為受體細(xì)胞 解析　據(jù)圖可知，次級(jí)卵母細(xì)胞的形成需要促性腺激素的調(diào)節(jié)，次級(jí)卵母細(xì)胞要在精子的刺激下才能經(jīng)過(guò)減數(shù)第二次分裂形成成熟的卵子，故A、B兩項(xiàng)正確；Ⅱ細(xì)胞的分裂后期為減數(shù)第一次分裂后期，Ⅲ細(xì)胞分裂后期為減數(shù)第二次分裂后期，二者的染色體數(shù)均為2N，Ⅳ細(xì)胞的分裂后期為有絲分裂后期，染色體數(shù)為4N，C項(xiàng)錯(cuò)誤； 答案　C 　精子、卵子的發(fā)生與胚胎移植 2．(xx西安五校聯(lián)考三)請(qǐng)回答下列與哺乳動(dòng)物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問(wèn)題。 (1)精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的________能協(xié)助精子穿過(guò)卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。 (2)某動(dòng)物排卵時(shí)，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時(shí)卵子處于________卵母細(xì)胞階段。當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂________期時(shí)，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個(gè)極體，則表明________過(guò)程已完成。 (3)動(dòng)物的早期胚胎移植到同種且________與供體相同的動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用________激素對(duì)供體進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的________，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細(xì)胞是否為活細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)活胚胎細(xì)胞不能被染色，其原因是活細(xì)胞膜_________________________________________________。 (4)若要通過(guò)胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個(gè)新個(gè)體，可對(duì)發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進(jìn)行________處理，再植入到受體內(nèi)。若要對(duì)早期胚胎進(jìn)行長(zhǎng)期保存，應(yīng)將其置于________條件下。 答案　(1)頂體酶　(2)初級(jí)　中　受精　(3)生理狀態(tài)　促性腺　卵母細(xì)胞　對(duì)物質(zhì)的吸收具有選擇透過(guò)性 (4)胚胎分割　冷凍(或液氮) 題后歸納 1． 精子與卵子發(fā)生的比較 項(xiàng)目 精子發(fā)生 卵子發(fā)生 區(qū)別 場(chǎng)所 睪丸曲細(xì)精管(場(chǎng)所唯一) 卵巢、輸卵管(場(chǎng)所不唯一) 時(shí)間 初情期后 性別分化后開(kāi)始，卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲(chǔ)備，是在出生前完成的，減Ⅱ是在精子和卵子的結(jié)合過(guò)程中完成的 過(guò)程特點(diǎn) MⅠ和MⅡ是連續(xù)的，需變形；細(xì)胞質(zhì)均等分配 MⅠ和MⅡ是不連續(xù)的，不需要變形；細(xì)胞質(zhì)不均等分配 結(jié)果 形成4個(gè)精子 形成1個(gè)卵細(xì)胞和3個(gè)極體 相同點(diǎn) 原始生殖細(xì)胞自身的增殖為有絲分裂；有性生殖細(xì)胞的形成為減數(shù)分裂；減數(shù)分裂過(guò)程均經(jīng)一次染色體復(fù)制和兩次細(xì)胞分裂，子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半 2.受精過(guò)程中的“三大反應(yīng)”與防止多精入卵受精的“兩道屏障” (1)頂體反應(yīng)：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過(guò)程即為頂體反應(yīng)。頂體反應(yīng)的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件。 (2)透明帶反應(yīng)：精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，會(huì)產(chǎn)生阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)，稱做透明帶反應(yīng)，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵黃膜封閉作用：精子入卵后，卵黃膜會(huì)立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)，稱為卵黃膜封閉作用，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。 特別提醒 (1)動(dòng)物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，如豬、羊等；有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，如馬、犬等，但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分 裂的中期時(shí)，才具有與精子受精的能力。 (2)受精的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體；受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核融合成合子，受精卵是個(gè)體發(fā)育的開(kāi)始。 (3)受精卵遺傳物質(zhì)的來(lái)源：核遺傳物質(zhì)來(lái)自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核，而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自于卵細(xì)胞。 考點(diǎn)2　體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細(xì)胞(5年11考)　 (xx山東卷、江蘇卷、福建卷，xx山東卷、浙江卷……) 1．體外受精 (1)精子、卵子的獲取與培養(yǎng) 獲取方法 獲能方法 卵子 促性腺激素處理后沖取卵子 直接從輸卵管中沖出能(能，不能)直接與獲能精子在體外受精 在活體或屠宰體的卵巢內(nèi)直接采集 人工培養(yǎng)到減Ⅱ中期時(shí)，才可受精 精子 假陰道法 培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法(在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中獲能) 手握法 電刺激法 (2)受精：獲能的精子和成熟的卵子可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔谩? 2．胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分 (2)胚胎處理：當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時(shí)，可將其取出向受體移植，或冷凍保存。 3．胚胎移植 (1)胚胎來(lái)源：轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精、體內(nèi)受精 (2)實(shí)質(zhì)：產(chǎn)生胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過(guò)程 (3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能(能，不能)直接移植受精卵。 (4)意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能。 4．胚胎分割 (1)理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。 (2)所需儀器設(shè)備：實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀。 (3)基本程序：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針或分割刀進(jìn)行分割。 (4)囊胚期分割要求：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。 (5)意義：加快繁殖速度。 5．胚胎干細(xì)胞 (1)來(lái)源：是由早期胚胎或原始性腺中分離出來(lái)的。 (2)特點(diǎn) (3)應(yīng)用 6．試管動(dòng)物、克隆動(dòng)物及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生產(chǎn)流程比較 (1)試管動(dòng)物生產(chǎn)流程 (2)克隆動(dòng)物的培育流程 (3)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的生產(chǎn)流程 7．克隆動(dòng)物、試管動(dòng)物與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物遺傳特性比較 項(xiàng)目 克隆動(dòng)物 試管動(dòng)物 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 概念 用核移植的方法獲得的動(dòng)物 用體外受精的方法獲得的動(dòng)物 由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動(dòng)物 技術(shù) 核移植 體外受精 DNA重組技術(shù) 生殖方式 無(wú)性繁殖 有性生殖 有性生殖或保持原生殖方式 遺傳特性 主要與供核個(gè)體相同 具備雙親的遺傳性狀 具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特異性 相同點(diǎn) 三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。 特別提醒 (1)試管動(dòng)物生殖實(shí)質(zhì)是正常的有性生殖，只不過(guò)受精、早期胚胎發(fā)育在試管中(體外)進(jìn)行。 (2)克隆動(dòng)物生殖的實(shí)質(zhì)是無(wú)性生殖，依賴動(dòng)物細(xì)胞核(高度分化的體細(xì)胞的細(xì)胞核)具有全能性；特有的操作程序是核移植！ 思維激活 判斷正誤 (1)沖卵含義是沖出早期胚胎，不是沖出卵子(　　)。 (2)胚胎移植的供體和受體必須是同一種群(　　)。 (3)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎一般在原腸胚之前，也可直接移植受精卵(　　)。 (4)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育不涉及胚胎移植(　　)。 (5)克隆動(dòng)物，也稱試管動(dòng)物，其實(shí)質(zhì)是無(wú)性生殖(　　)。 (6)體外受精后獲得的受精卵需要立即移入母體子宮進(jìn)行妊娠，以保證成活率(　　)。 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) 思考感悟 在胚胎移植時(shí)下列①～④中哪一項(xiàng)沒(méi)有必要進(jìn)行？ ①對(duì)供體動(dòng)物和受體動(dòng)物進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) ②用激素對(duì)供體動(dòng)物做超數(shù)排卵處理 ③對(duì)供體、受體動(dòng)物進(jìn)行選擇，并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理 ④沖卵后，對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查 提示　①胚胎移植時(shí)，經(jīng)同期發(fā)情處理后，受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故①不必進(jìn)行。 　干細(xì)胞研究及應(yīng)用 1．(xx山東理綜，35)科學(xué)家通過(guò)誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)，繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠，流程如下： (1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后，對(duì)其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為_(kāi)___________，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長(zhǎng)至鋪滿培養(yǎng)皿底時(shí)停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_______。 (2)圖中2－細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過(guò)程稱為_(kāi)_______，也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過(guò)________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (3)圖中重組囊胚通過(guò)________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用________方法保存。 (4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的________分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對(duì)人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向________后用于疾病的細(xì)胞治療。 解析　本題考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、體外受精、胚胎移植、干細(xì)胞培養(yǎng)的有關(guān)操作和知識(shí)。(1)原代培養(yǎng)指將動(dòng)物組織用酶處理成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行的初次培養(yǎng)。接觸抑制指貼壁的細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖的現(xiàn)象。(2)將早期胚胎從母鼠子宮中吸取出來(lái)的方法叫沖卵。(3)暫不進(jìn)行胚胎移植的胚胎可放入－196 ℃的液氮中冷凍保存。(4)胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是由早期胚胎或原始性腺分離出來(lái)的一類細(xì)胞，iPS與ES細(xì)胞一樣，可通過(guò)誘導(dǎo)定向分化修補(bǔ)某些功能異常細(xì)胞來(lái)治療疾病。 答案　(1)原代培養(yǎng)　接觸抑制　(2)沖卵　體外受精 (3)胚胎移植　冷凍(或低溫)　(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞　誘導(dǎo)分化 題后歸納 干細(xì)胞類型及培養(yǎng)過(guò)程 (1)類型 類別 來(lái)源或舉例 特點(diǎn) 全能干細(xì)胞 桑椹胚或囊胚及以前 能發(fā)育成完整個(gè)體 多能干細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞) 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞、原始性腺細(xì)胞分離 能分化出動(dòng)物體內(nèi)的任何組織 專能干細(xì)胞(成體干細(xì)胞) 骨髓干細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞 能分化出特定的組織 (2)培養(yǎng)關(guān)鍵：需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng)，但抑制其分化的一種培養(yǎng)體系，這種體系就是飼養(yǎng)層細(xì)胞。 (3)培養(yǎng)過(guò)程 　胚胎工程及其應(yīng)用 2．(山東理綜，35)胚胎工程是一項(xiàng)綜合性的動(dòng)物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過(guò)胚胎工程培育試管牛的過(guò)程。 (1)從良種母牛采集的卵母細(xì)胞，都需要進(jìn)行體外培養(yǎng)，其目的是________；從良種公牛采集的精子需________后才能進(jìn)行受精作用。 (2)在體外培養(yǎng)受精卵時(shí)，除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外，還需要提供________氣體以維持________。 (3)圖中過(guò)程A稱為_(kāi)_______，它在胚胎工程中的意義在于________。 (4)研制能夠產(chǎn)生人類白細(xì)胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器，需將 目的基因?qū)肱Ｊ芫?，最常用的?dǎo)入方法是________；獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，如果________，即說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)。 解析　(1)人工采集的卵母細(xì)胞要在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子完成受精作用，同理，在體外受精前，要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。(2)體外培養(yǎng)受精卵所需氣體主要有O2和CO2，O2是細(xì)胞代謝必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)將早期胚胎移入受體母牛子宮的過(guò)程稱為胚胎移植，意義在于可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。(4)基因工程中將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用的方法是顯微注射法；獲得的基因表達(dá)產(chǎn)物即母牛的乳汁中含有人類白細(xì)胞介素說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)。 答案　(1)使卵母細(xì)胞成熟(或使卵母細(xì)胞獲得受精能力)　獲能　(2)CO2　培養(yǎng)液(基)的pH　(3)胚胎移植　提高優(yōu)良母畜的繁殖率　(4)顯微注射法　牛奶中含有人類白細(xì)胞介素(或牛乳腺細(xì)胞已合成人類白細(xì)胞介素) 題后反思 1．胚胎移植的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié) (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能直接移植受精卵。 (2) (3)胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物種的動(dòng)物才有可能具有相同的生理特征。 (4)兩次檢查：①收集胚胎檢查；②移植后是否妊娠檢查。 (5)沖卵含義：沖出早期胚胎，不是沖出卵子。 2．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 生理學(xué)基礎(chǔ) 意義 哺乳動(dòng)物在發(fā)情排卵后的最初一段時(shí)期，不論是否妊娠，同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化相同 為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境 早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài) 為胚胎的收集提供了可能 受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過(guò)程中不受任何影響 為移植后胚胎的繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等方面的保障 1．(xx江蘇單科，13)軟骨發(fā)育不全為常染色體顯性遺傳病，基因型為HH的個(gè)體早期死亡。一對(duì)夫妻均為該病患者，希望通過(guò)胚胎工程技術(shù)輔助生育一個(gè)健康的孩子。下列做法錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．首先經(jīng)超數(shù)排卵處理后進(jìn)行體外受精 B．從囊胚中分離細(xì)胞，培養(yǎng)后檢測(cè)基因型 C．根據(jù)檢測(cè)結(jié)果篩選基因型為hh的胚胎 D．將胚胎培養(yǎng)至原腸胚期后移植到子宮 解析　由題干信息可知，這對(duì)夫妻的基因型均為Hh，他們可能生下一個(gè)基因型為hh的正常嬰兒，因此可通過(guò)“試管嬰兒”技術(shù)，選育出健康的胚胎進(jìn)行移植；應(yīng)將胚胎培養(yǎng)到原腸胚前的囊胚階段進(jìn)行移植，D項(xiàng)做法錯(cuò)誤。 答案　D 2．(xx浙江理綜)下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物受精與胚胎發(fā)育的敘述，正確的是 (　　)。 A．絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識(shí)別具有物種特異性 B．卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大 C．囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性 D．原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個(gè)胚層 解析　同種動(dòng)物的精卵細(xì)胞的表面通常具有相互識(shí)別的特異性蛋白，這是同種動(dòng)物的精卵能結(jié)合的原因之一，故A正確；受精卵通過(guò)卵裂產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)稱為卵裂球，隨著卵裂的進(jìn)行細(xì)胞逐漸變小，故B錯(cuò)誤；滋養(yǎng)層細(xì)胞不具有發(fā)育的全能性，故C錯(cuò)誤；囊胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個(gè)胚層，故D錯(cuò)誤。 答案　A 3．(xx山東理綜，35)毛角蛋白Ⅱ型中間絲(KIF Ⅱ)基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIF Ⅱ基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡(jiǎn)單流程如圖。 (1)過(guò)程①中最常用的運(yùn)載工具是________，所需要的酶是限制酶和________。 (2)在過(guò)程②中，用________處理將皮膚組織塊分散成單個(gè)成纖維細(xì)胞。在培養(yǎng)過(guò)程中，將成纖維細(xì)胞置于5% CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是________。 (3)在過(guò)程③中，用________處理以獲取更多的卵(母)細(xì)胞。成熟卵(母)細(xì)胞在核移植前需要進(jìn)行________處理。 (4)從重組細(xì)胞到早期胚胎過(guò)程中所用的胚胎工程技術(shù)是________。在胚胎移植前，通過(guò)________技術(shù)可獲得較多胚胎。 解析　此題綜合考查基因工程、細(xì)胞工程、胚胎工程等知識(shí)。(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，一般需用同一種限制酶切割目的基因和載體，以產(chǎn)生相同黏性末端，并用DNA連接酶連接成重組表達(dá)載體。常用的載體是質(zhì)粒。(2)利用胰蛋白酶或膠原蛋白酶可將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，需將細(xì)胞置于5% CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)運(yùn)用超數(shù)排卵處理法可獲得更多的卵母細(xì)胞，常用的激素是促性腺激素。成熟卵細(xì)胞在核移植前要進(jìn)行去核處理。(4)核移植時(shí)獲得的重組細(xì)胞經(jīng)過(guò)早期胚胎培養(yǎng)，可以獲得早期胚胎。為獲得更多胚胎，可以使用胚胎分割法。 答案　(1)質(zhì)?！NA連接酶　(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)　維持培養(yǎng)基(液)的pH　(3)促性腺激素　去核　(4)(早期)胚胎培養(yǎng)　胚胎分割 4．(xx福建理綜，33)克隆豬成功率較低，與早期胚胎細(xì)胞的異常凋亡有關(guān)。Bcl－2基因是細(xì)胞凋亡抑制基因，用PCR技術(shù)可以檢測(cè)該基因轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而了解該基因與不同胚胎時(shí)期細(xì)胞凋亡的關(guān)系。克隆豬的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測(cè)流程如圖。 請(qǐng)回答： (1)圖中重組細(xì)胞的細(xì)胞核來(lái)自________細(xì)胞，早期胚胎移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和______胚最終發(fā)育為克隆豬。 (2)在PCR過(guò)程中可檢測(cè)出cDNA中Bcl－2 cDNA的分子數(shù)，進(jìn)而計(jì)算總mRNA中Bcl－2mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl－2基因的轉(zhuǎn)錄水平。 ①圖中X表示______過(guò)程。 ②從基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢Bcl－2mRNA的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計(jì)合成________用于PCR擴(kuò)增，PCR過(guò)程第一輪循環(huán)的模板是________。 解析　(1)重組細(xì)胞的細(xì)胞核來(lái)自具有優(yōu)良性狀的親本，據(jù)圖可知，應(yīng)由良種豬提供細(xì)胞核，所以細(xì)胞核來(lái)自良種豬的體細(xì)胞；早期胚胎發(fā)育過(guò)程經(jīng)歷了桑椹胚、囊胚和原腸胚等階段。(2)①由圖可知，X過(guò)程是由mRNA→cDNA的過(guò)程，此過(guò)程屬于中心法則里的逆轉(zhuǎn)錄或反轉(zhuǎn)錄過(guò)程。②PCR擴(kuò)增需要的條件是模板、原料、能量、酶和引物，而查詢核苷酸序列，目的是要合成相關(guān)的引物，模板就是Bcl－2 cDNA。 答案　(1)體　原腸　(2)①逆(反)轉(zhuǎn)錄?、谝铩cl－2cDNA (時(shí)間：30分鐘) 一、選擇題 1．下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是 (　　)。 A．采集到的精子和卵細(xì)胞相遇即可發(fā)生受精作用 B．排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過(guò)程 C．卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過(guò)程均在卵巢內(nèi)完成 D．卵子受精完成的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體 解析　采集到的精子必須經(jīng)獲能處理后才能受精，采集的卵細(xì)胞需要培養(yǎng)成熟后才可與獲能的精子受精；初級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)第一次分裂是在雌性動(dòng)物排卵前后完成的，其結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體，進(jìn)入輸卵管，準(zhǔn)備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過(guò)程中完成的。 答案　D 2．下圖表示哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程的幾個(gè)階段，下列相關(guān)描述正確的是 (　　)。 A．圖中3是透明帶，7是原腸腔 B．發(fā)育的先后順序是甲→丙→乙 C．1部位細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織 D．甲、乙、丙時(shí)期的細(xì)胞都具有發(fā)育的全能性 解析　圖中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原腸胚。圖中1是滋養(yǎng)層，2是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，3是透明帶，4是囊胚腔，5是外胚層，6是滋養(yǎng)層，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤(pán)。 答案　A 3．(xx北師大附中月考)下列各項(xiàng)不屬于細(xì)胞工程在實(shí)際中應(yīng)用的是 (　　)。 A．培育工程菌使之能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素 B．將甲植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體移入乙植物細(xì)胞內(nèi) C．將番茄莖尖培養(yǎng)用于植物脫除病毒 D．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用于檢測(cè)有毒物質(zhì) 解析　培育工程菌使之能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素屬于基因工程的應(yīng)用。 答案　A 4．如圖是胚胎干細(xì)胞分離途徑示意圖。下列說(shuō)法正確的是 (　　)。 A．圖中A所示細(xì)胞將來(lái)能夠發(fā)育成胎膜和胎盤(pán) B．胚胎干細(xì)胞的體積和細(xì)胞核都較小 C．胚胎干細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化 D．利用胚胎干細(xì)胞培育的人造器官正在大規(guī)模應(yīng)用 解析　圖中A是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，將來(lái)能夠發(fā)育成除胎膜和胎盤(pán)外的其他組織和器官。胚胎干細(xì)胞的體積較小，細(xì)胞核較大。在體外培養(yǎng)情況下，可以只增殖而不發(fā)生分化。利用胚胎干細(xì)胞可以誘導(dǎo)形成器官，但目前并沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。 答案　C 5．(xx浙江嘉興二模)如圖表示改造哺乳動(dòng)物遺傳特性的三種途徑。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．獲得動(dòng)物1的受體細(xì)胞通常是受精卵 B．動(dòng)物2體內(nèi)各體細(xì)胞的基因種類相同 C．獲得動(dòng)物3的重組細(xì)胞具有全能性 D．上述動(dòng)物的獲得均需運(yùn)用胚胎移植 解析　從動(dòng)物2的形成過(guò)程看，導(dǎo)入外源基因的受體細(xì)胞注入囊胚后，由注入的細(xì)胞不斷增殖分化而成的細(xì)胞的基因種類與其他細(xì)胞有所不同。 答案　B 6．讓羊產(chǎn)牛奶，科學(xué)家對(duì)此做了相關(guān)的構(gòu)想，過(guò)程如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說(shuō)法正確的是 (　　)。 A．圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割和動(dòng) 物細(xì)胞融合 B．小羊a、小羊b、小羊c的性狀表現(xiàn)不同，小羊a與羊N的性狀表現(xiàn)相同 C．若研究發(fā)現(xiàn)羊N細(xì)胞中線粒體基因的表達(dá)產(chǎn)物豐富，故而它的產(chǎn)奶率高，則小羊a會(huì)有這一優(yōu)良性狀 D．依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論，還不能通過(guò)生物工程手段獲得新物種“羊—?！? 解析　圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)；題干中由早期胚胎到小羊a、小羊b、小羊c的過(guò)程屬于胚胎分割移植技術(shù)，因?yàn)檫@些個(gè)體都是由一個(gè)細(xì)胞(重組細(xì)胞)發(fā)育而來(lái)的，三者表現(xiàn)出的性狀應(yīng)該相同。由重組細(xì)胞培養(yǎng)、分割后獲得的小羊a，其核遺傳物質(zhì)來(lái)自羊N，質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自羊O，小羊a的性狀與羊N不完全相同，羊N細(xì)胞中線粒體中的遺傳物質(zhì)不會(huì)遺傳給小羊a。 答案　D 7．(xx金華十校聯(lián)考)下圖表示通過(guò)體外受精培育牛的過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．獲取的精子經(jīng)獲能處理后才能進(jìn)行體外受精 B．②過(guò)程只與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān) C．③過(guò)程的細(xì)胞增殖方式一定是有絲分裂 D．④過(guò)程屬于胚胎移植過(guò)程 解析　在進(jìn)行體外受精時(shí)，獲取的精子需獲能后才能進(jìn)行體外受精；圖中的②過(guò)程是受精作用，該過(guò)程涉及精卵細(xì)胞的識(shí)別、細(xì)胞膜的融合(與膜的流動(dòng)性有關(guān))、核的融合等；③過(guò)程是卵裂過(guò)程，該過(guò)程的細(xì)胞增殖方式是有絲分裂；④過(guò)程是將多細(xì)胞胚胎移入受體子宮的過(guò)程，屬于胚胎移植過(guò)程。 答案　B 8．下列不是精子、卵子發(fā)生區(qū)別的是 (　　)。 A．初級(jí)精母、卵母細(xì)胞的形成時(shí)間 B．MⅠ(減數(shù)第一次分裂)和MⅡ(減數(shù)第二次分裂)的時(shí)間連續(xù)性 C．成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過(guò)變形 D．成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量 解析　該題主要考查了精子與卵子發(fā)生的區(qū)別。初級(jí)精母細(xì)胞是雄性動(dòng)物初情期開(kāi)始后，由精原細(xì)胞分裂形成的，而初級(jí)卵母細(xì)胞是在胎兒期完成的；精子的產(chǎn)生MⅠ和MⅡ連續(xù)進(jìn)行，卵子產(chǎn)生通過(guò)MⅠ形成次級(jí)卵母細(xì)胞，在精子與卵子的結(jié)合過(guò)程中才完成MⅡ；精細(xì)胞形成后變形為蝌蚪狀，卵子不需變形；成熟的精子和卵子是經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成的，都含有相當(dāng)于親本體細(xì)胞一半的染色體數(shù)目。因而，D項(xiàng)不是兩者的區(qū)別。 答案　D 二、非選擇題 9．(xx臨沂一模)科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)入四種基因可將體細(xì)胞誘導(dǎo)形成多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)，iPS細(xì)胞具有胚胎干細(xì)胞的類似功能。下圖是設(shè)想用iPS細(xì)胞技術(shù)治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥的流程，請(qǐng)回答： (1)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于________，具有________，經(jīng)誘導(dǎo)能發(fā)育成個(gè)體。 (2)iPS細(xì)胞培育過(guò)程中運(yùn)用到的生物技術(shù)有過(guò)程①的________、過(guò)程②的________等。 (3)過(guò)程①的培養(yǎng)液中除合成培養(yǎng)基的成分外，還需添加________等天然成分。過(guò)程②進(jìn)行時(shí)，需要先利用________技術(shù)將四種目的基因擴(kuò)增，再將目的基因與逆轉(zhuǎn)錄病毒載體結(jié)合，以構(gòu)建________，然后將其導(dǎo)入患者的體細(xì)胞，誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。 (4)經(jīng)過(guò)程③、④后，改造得到的A是________，再植入患者體內(nèi)，使患者能夠產(chǎn)生正常紅細(xì)胞，這種治療方法稱為_(kāi)_______。 (5)iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)成功具有的醫(yī)學(xué)價(jià)值是___________________________(答出兩點(diǎn)即可)。 答案　(1)早期胚胎或原始性腺　全能性　(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　(轉(zhuǎn))基因工程　(3)血清、血漿　PCR　基因表達(dá)載體　(4)造血干細(xì)胞　體外基因治療　(5)治療人類疾病，培育人造組織器官，解決供體器官不足和器官移植后的免疫排斥問(wèn)題等 10．(xx淄博一模)生物技術(shù)培育出了轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊，其過(guò)程如下圖所示： (1)在遼寧絨山羊細(xì)胞中獲取的IGFI基因在導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞之前須________，這是基因工程操作的核心步驟，該操作過(guò)程必需的工具酶是________，將IGFI基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞最有效的方法是________。 (2)轉(zhuǎn)基因胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程常在培養(yǎng)液中加入一定量的________。以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染；同時(shí)在使用合成培養(yǎng)基時(shí)，為保證細(xì)胞正常生長(zhǎng)，在培養(yǎng)基中還要添加________等天然成分。 (3)干細(xì)胞經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)誘導(dǎo)分化為早期胚胎，隨后即可植入________的代孕母羊體內(nèi)。為提高胚胎利用率，還可以采用________技術(shù)以獲得更多的轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊幼仔。 (4)請(qǐng)列舉至少兩種轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊培育過(guò)程中采用的現(xiàn)代生物技術(shù)： _________________________________________________________________。 答案　(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體　限制酶和DNA連接酶　顯微注射技術(shù)　(2)抗生素　血清、血漿　(3)同期發(fā)情處理　胚胎分割　(4)DNA重組技術(shù)(轉(zhuǎn)基因技術(shù))、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(任填2個(gè)) 11．如圖是科學(xué)家采用不同方法培育良種牛的過(guò)程，a～h為操作過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題。 (1)“試管?！奔夹g(shù)的操作流程是________(用箭頭和字母表示)。 (2)寫(xiě)出圖中數(shù)字標(biāo)號(hào)代表的結(jié)構(gòu)名稱：①________；②________；③________。 (3)d操作的名稱是________，受體子宮內(nèi)胚胎發(fā)育的過(guò)程中細(xì)胞不斷分裂，其分裂方式為_(kāi)_______。 (4)圖中用到的激素是________，過(guò)程h常用的方法是________。 (5)在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)注意__________________________ _________________________________________________________________。 (6)受體母牛必須和供體牛屬于________。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是_______________________________________。 答案　(1)a―→b―→f―→g　(2)①滋養(yǎng)層?、谀遗咔弧、蹆?nèi)細(xì)胞團(tuán)　(3)胚胎移植　有絲分裂　(4)促性腺激素　顯微注射法　(5)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育　(6)同一物種　受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng) 12．(xx濟(jì)寧二模)下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素)的過(guò)程設(shè)計(jì)圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)圖中①、②所示的結(jié)構(gòu)分別是________、________。 (2)圖中③、④所示的生物工程技術(shù)分別是________、________。 (3)過(guò)程③通常用去核卵細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作，含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因?yàn)開(kāi)___________________________________________ _________________________________________________________________。 (4)過(guò)程④通常采用的方法是_________________________________________。 (5)過(guò)程④的完成需要用到的基因操作工具有___________________________。 (6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是_______________________ _________________________________________________________________。 答案　(1)細(xì)胞核　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　(2)核移植技術(shù)　轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或重組DNA技術(shù)或基因工程)　(3)含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)　(4)顯微注射法　(5)限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體　(6)不發(fā)生免疫排斥