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胚胎工程 精選大題 例：（2019屆天津市靜海區(qū)高三上學(xué)期三校聯(lián)考）為了加快優(yōu)良種牛的繁殖速度，科學(xué)家采用了以下兩種方法，請根據(jù)圖示信息回答下面的問題： (1)試管牛和克隆牛的培育過程中均用到的工程技術(shù)有__________。 (2)用來促進(jìn)B牛多排卵的激素是__________，E牛的性別是__________。 (3)從B牛體內(nèi)獲得的卵子需要培養(yǎng)到__________（填時期）才能和獲能的精子結(jié)合完成受精。 (4)產(chǎn)生F牛的理論依據(jù)是__________，其生殖方式屬于__________。 (5)要培育高產(chǎn)奶率的轉(zhuǎn)基因牛，則目的基因的受體細(xì)胞一般是__________。 【答案】（1）動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植 （2）促性腺激素雌性或雄性 （3）減數(shù)第二次分裂中期 （4）動物細(xì)胞核具有全能性無性生殖 （5）受精卵 【解析】（1）從圖可知，方法Ⅰ是試管牛技術(shù)是在體外受精形成的，屬于有性繁殖，用到了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)（動物細(xì)胞培養(yǎng)），胚胎移植等技術(shù)；方法Ⅱ是核移植技術(shù)，應(yīng)用了細(xì)胞核移植，早期胚胎培養(yǎng)（動物細(xì)胞培養(yǎng)），胚胎移植等技術(shù)，故試管牛和克隆牛的培育過程中均用到的工程技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植。（2）用來促進(jìn)B牛多排卵的激素是垂體分泌的促性腺激素，E牛是由精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵發(fā)育而來，E牛的性別是雌性或雄性。（3）從B牛體內(nèi)獲得的卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能與精子結(jié)合。（4）F牛是通過細(xì)胞核移植產(chǎn)生的，該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞核的全能性；在此過程中沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞結(jié)合，所以此種生殖方式是無性生殖。（5）培育轉(zhuǎn)基因動物時，目的基因的受體細(xì)胞一般是受精卵。 模擬精做 1．（2018屆河北省唐山市高三第二次模擬考試）科學(xué)家將蜘蛛的蛛絲蛋白基因?qū)肷窖蝮w內(nèi)，得到轉(zhuǎn)基因“蜘蛛羊”，該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白，高強(qiáng)度的蛛絲蛋白可用于許多重要的特種工業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)流程見下圖。請回答： （1）將蛛絲蛋白基因和載體通過甲過程形成的X為__________，該過程通常用相同的限制酶進(jìn)行切割，原因是____________________。 （2）為了獲得蛛絲蛋白，圖中的受體細(xì)胞應(yīng)該選擇__________羊（填性別）的ES細(xì)胞，這是因為ES細(xì)胞在功能上具有____________________。 （3）受體細(xì)胞在體外培養(yǎng)時，采用的培養(yǎng)基是__________（固體、液體）培養(yǎng)基，并在培養(yǎng)環(huán)境中的空氣必須加5%CO2，目的是____________________。 （4）轉(zhuǎn)基因山羊的性狀出能產(chǎn)生蛛絲蛋白外，與提供ES細(xì)胞的個體不完全相同的原因有 。（答出兩點即可） 【答案】（1）基因表達(dá)載體使目的基因和運(yùn)載體有相同的黏性末端，便于連接 （2）雌性發(fā)育的全能性 （3）液體維持培養(yǎng)液的pH （4）轉(zhuǎn)基因山羊的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞；性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果；個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變 【解析】（1）根據(jù)以上分析已知，圖中X表示基因表達(dá)載體；構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，通常需要用相同的限制酶進(jìn)行切割，使目的基因和運(yùn)載體有相同的黏性末端，便于連接。（2）根據(jù)題干信息已知，蛛絲蛋白存在于雌性動物的乳汁中，且ES細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的全能性，因此為了獲得蛛絲蛋白，圖中的受體細(xì)胞應(yīng)該選擇雌羊的ES細(xì)胞。（3）培養(yǎng)動物細(xì)胞一般用液體培養(yǎng)基，且培養(yǎng)需要一定的氣體條件，其中加入5%CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH。（4）轉(zhuǎn)基因山羊的細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細(xì)胞，且生物的性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果，此外個體發(fā)育過程中還可能發(fā)生基因突變，因此轉(zhuǎn)基因山羊的性狀出能產(chǎn)生蛛絲蛋白外，與提供ES細(xì)胞的個體不完全相同。 2．（2019屆云南省玉溪市一中高三上學(xué)期第二次調(diào)研考試）下圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，請回答下列問題： （1）A細(xì)胞是_____________，為了獲得更多的A細(xì)胞，對供體母牛用________________處理。 （2）在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行___________________處理；受精后，體外培養(yǎng)受精卵時，培養(yǎng)液中提供CO2的目的是______________________。 （3）進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育到___________________時期的胚胎進(jìn)行操作。 （4）②指的是__________。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，應(yīng)注意______________________。 （5）胚胎移植時，引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口，這種方法稱為________。另一種方法是將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎，這種方法稱為______。 （6）胚胎移植后，要對受體母牛進(jìn)行___________的檢查。 【答案】（1）(次級)卵母細(xì)胞促性腺激素 （2）獲能維持培養(yǎng)液的pH （3）桑椹胚或囊胚 （4）囊胚腔要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 （5）手術(shù)法非手術(shù)法 （6）是否妊娠 【解析】（1）圖中A細(xì)胞與精子結(jié)合形成受精卵，因此A是卵母細(xì)胞。使用促性腺激素對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理，可以獲得更多的卵母細(xì)胞。（2）在進(jìn)行體外受精前利用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法對精子進(jìn)行獲能處理。動物細(xì)胞培養(yǎng)中，培養(yǎng)液的CO2可以維持培養(yǎng)液的pH。（3）進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行操作。（4）②指的是囊胚腔，為了避免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育，對囊胚期的胚胎進(jìn)行分割時，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。（5）在胚胎移植前，對受體和供體要用孕激素處理，使他們同期發(fā)性處理，處于相同的生理狀態(tài)便于接受外來胚胎。胚胎移植時，一般有手術(shù)法和非手術(shù)法。手術(shù)法：引出受體子宮和卵巢，將胚胎注入子宮角，縫合創(chuàng)口。非手術(shù)法：將裝有胚胎的移植管送入受體母牛子宮的相應(yīng)部位，注入胚胎。（6）胚胎移植后，為了判斷胚胎能否在受體子宮中存活，要對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。 3．（2019屆貴州省遵義市遵義航天高級中學(xué)高三第五次模擬考試）治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義，流程如下。請據(jù)圖回答問題： （1）②過程采用的是胚胎工程中的________________________技術(shù)，該過程中需要用到_________________（發(fā)育培養(yǎng)液、合成培養(yǎng)基）。 （2）囊胚階段的細(xì)胞分為____________________和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，其中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成_________________________。 （3）胚胎干細(xì)胞可以來自于早期胚胎或___________________，在培養(yǎng)液中加入__________________________，則能誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類型組織細(xì)胞分化。 （4）該過程____________(是、否)體現(xiàn)了動物細(xì)胞核具有全能性，原因_____________。 【答案】（1）早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)發(fā)育培養(yǎng)液 （2）滋養(yǎng)層細(xì)胞胎兒的各種組織 （3）原始性腺分化誘導(dǎo)因子 （4）否全能性指發(fā)育成完整個體，而最后形成的組織器官不屬于個體 【解析】（1）分析圖解可知，過程①采用的是細(xì)胞工程中的核移植技術(shù)。過程②采用的是胚胎工程中的早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。動物胚胎的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)，該培養(yǎng)液屬于發(fā)育培養(yǎng)液。（2）囊胚階段的細(xì)胞分為滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，其中滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)發(fā)育成胎兒的各種組織。（3）胚胎干細(xì)胞是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。在體外培養(yǎng)的條件下，培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞一般不能獲得動物器官，若在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，就可以誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。（4）全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整生物體的潛能。故全能性的體現(xiàn)應(yīng)該是發(fā)育形成個體，最后形成組織器官不屬于全能性的表現(xiàn)，故圖示過程沒有體現(xiàn)動物細(xì)胞核具有全能性。 4．（2019屆江西省南昌市第二中學(xué)高三第六次考試）回答下列有關(guān)胚胎工程的相關(guān)問題； （1）1890年，英國劍橋大學(xué)的生物學(xué)家將純種的安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移入一只純種的比利時兔的輸卵管內(nèi)，成功地得到兩只純種的安哥拉子兔。這個實驗首次證實了_____________________的可能性。 （2）哺乳動物卵子發(fā)生過程中，減數(shù)第二次分裂是在____________過程中完成的，哺乳動物卵子和精子在發(fā)生上的重要區(qū)別是_______________。在實施體外受精時，獲能的精子與培養(yǎng)成熟的卵子，通常都可以在_________中完成受精作用，在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查_____________。 （3）胚胎移植需收集胚胎，收集胚胎時沖卵的生理學(xué)基礎(chǔ)是___________。胚胎分割時用分割針取樣的滋養(yǎng)層的用途是___________。 （4）ES細(xì)胞是研究細(xì)胞分化的理想材料，ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在_______的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)。 【答案】（1）同種動物的胚胎在異體動物體內(nèi)發(fā)育 （2）精子和卵子結(jié)合卵泡的形成和在卵巢內(nèi)儲備，是在出生前完成的獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤菏芫珷顩r和受精卵的發(fā)育能力 （3）早期胚胎形成后處于游離狀態(tài)，未與母體子宮建立聯(lián)系做DNA分析性別鑒定 （4）添加抑制因子 【解析】（1）將純種的安哥拉兔的兩個4細(xì)胞胚胎移入一只純種的比利時兔的輸卵管內(nèi)，成功地得到了兩只純種的安哥拉子兔。由于安哥拉兔和比利時兔為兩個不同的品種，故這個實驗可證實同種動物的胚胎在異體動物體內(nèi)發(fā)育的可能性。（2）哺乳動物卵子發(fā)生過程中，減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，其結(jié)果產(chǎn)生一個次級卵母細(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)合過程中完成的，哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)儲備，是在出生前（即胎兒時期）完成的，這是卵子和精子在發(fā)生上的重要區(qū)別。在實施體外受精時，獲能的精子與培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔?，在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。（3）哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。胚胎分割后，可取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析進(jìn)行性別鑒定。（4）ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持不分化的狀態(tài)，而在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。