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1、3.3 胚胎工程的应用及前景3.3 胚胎工程的应用及前景 随堂检测 1下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( ) A受孕母畜体内的早期胚胎能够移植 B受体母畜必须与供体母畜处于同期发情的状态 C超数排卵技术要使用一定的激素 D试管婴儿的受精及胚胎发育过程都在试管内完成 解析：选 D。胚胎移植的操作对象是早期胚胎，即桑椹胚或囊胚。供、受体应处于同期 发情的状态，为胚胎移植提供相同的生理环境。超数排卵是对供体用促性腺激素处理，以获 得较多的卵子。试管婴儿是用人工方法让卵子和精子在体外受精，并进行早期胚胎培养，当 胚胎发育到适宜阶段时，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。 2(2016高考江苏卷
2、)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、胚胎分割 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培养液 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。图中步骤甲是指体外受精，步骤乙是指胚胎移植，A 项错误；诱导超数排 卵所注射的激素是促性腺激素，促性腺激素只能作用于性腺，B 项正确；受精卵发育成早期 胚胎所需营养主要来源于受精卵中的细胞质，C 项错误；体外受精可以在获能溶液或专用的 受精溶液中进行，与早期胚胎培养液成分并非基本相
3、同，D 项错误。 3(2018衡水高二检测)以下关于胚胎分割移植的说法，不正确的是( ) A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 B胚胎分割所需要的主要仪器设备为实体显微镜和显微操作仪 C可在囊胚阶段将胚胎随机分割成两份或多份，然后移植 D用分割针将桑椹胚均分成两部分，可直接将裸半胚移植入受体 解析：选 C。胚胎分割时，同卵双胎的成功率较高，同卵多胎的成功率低，A 项正确； 胚胎分割的主要仪器设备是实体显微镜和显微操作仪，B 项正确；在对囊胚阶段的胚胎进行 分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，C 项错误 ； 用分割针将桑椹胚均等分割成两部分， 可以直接将裸半胚移植
4、入受体，D 项正确。 4(2018福建福州期中)如图为某胚胎工程的流程图。据图分析下列叙述正确的是 ( ) A若该工程表示的是胚胎分割技术，则表示卵裂期胚胎 B若该工程表示的是核移植技术，则的形成不需要卵母细胞的参与 C培养动物细胞的培养液中都要加入动物血清 D过程中需要用到激素，以达到超数排卵和同期发情的目的 解析：选 C。若该工程表示胚胎分割技术，则可表示卵裂期胚胎、桑椹胚或囊胚；若 该工程表示核移植技术，则需要用到动物体细胞的细胞核和卵母细胞的细胞质 ； 表示胚 胎移植，此过程对供体和受体动物注射激素，以达到同期发情的目的。 5(2018福建莆田二十五中高二期末)如图表示改造哺乳动物遗传
5、特性的三种途径， 相关叙述错误的是( ) A获得动物 1 的受体细胞通常是受精卵 B动物 2 体内各体细胞的基因种类相同 C获得动物 3 的重组细胞具有全能性 D上述动物的获得均需运用胚胎移植 解析 ： 选 B。 转基因动物的获得需将目的基因导入受精卵， 因为受精卵的全能性高， 故 A 正确；动物 2 含有目的基因的体细胞与其他体细胞的基因种类不同，故 B 错误；由重组细胞 发育成一个完整的生物体动物 3 依据的原理是全能性，故 C 正确 ； 三种动物的获得均运用了 胚胎移植技术，故 D 正确。 6(2018哈尔滨高二月考)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
6、答有关问题： (1)图中用到的生物技术有：_(写出三种)等。 (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。 (5)图中 A、B 牛的遗传物质与性状应该是( ) A不同的遗传物质、不同的性状 B不同的遗传物质、相同的性状 C相同的遗传物质、相同的性状 D相同的遗传物质、不同的性状 解析 ： (1)图中应用的生物技术较多， h 是
7、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。(5)A、B 两牛是由同一胚胎分割而来，遗传物质相同，具 有相同的性状。 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
8、)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) (5)C 7(2018福州八中月考)如图为人类对克隆技术的拓展和应用。请据图回答问题： (1)图中所涉及的现代生物技术有_等。(写出两项即可) (2)下列有关胚胎移植的叙述正确的是(多选)( ) A将重组细胞直接移植入母体子宫也可以发育为一个新个体 B只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育 C胚胎移植时胚胎的遗传特性会受到受体的影响而改变 D不同动物其胚胎移植的时间不同 (3)图中重组细胞最终发育成了婴儿个体，这说明_具有全能性。两婴儿长 大后表现出的性状与_基本相同。 (4)使用
9、培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入_等天然成分，除了保 证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需的 _和_。 (5)干细胞形成组织、器官必须要进行_。 解析：(1)由图中重组细胞可看出运用了核移植技术；将重组细胞培育成早期胚胎说明 涉及动物细胞培养；将早期胚胎植入代孕母体涉及胚胎移植；将早期胚胎分为胚胎 1 和 2 涉 及胚胎分割。(2)重组细胞需培养至早期胚胎后才能移植入代孕母体子宫，A 错。胚胎移植 时胚胎的遗传特性不会受到受体的影响而改变，C 错。(3)图中重组细胞最终发育成了婴儿 个体，体现了动物体细胞核具有全能性。两个婴儿将来的性状与供核的亲本，即“原
10、型”男 人基本相同。(4)由于人们对动物细胞培养所需营养物质还没有全搞清楚，因此在使用合成 培养基时，通常加入血清、血浆等天然成分。 答案：(1)核移植、胚胎移植、动物细胞培养、胚胎分割(写两项即可) (2)BD (3)动物体细胞核 “原型”男人 (4)血清、血浆 温度 pH (5)细胞的分裂和分化 课时作业 一、选择题 1下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( ) A通过胚胎体外培养可直接获得新生儿 B胚胎移植中的受体应与供体同期发情 C胚胎移植中的受体与供体必须都为优良品种 D胚胎移植中的胚胎一定是体外受精而来的 解析：选 B。胚胎体外培养可以得到早期胚胎，早期胚胎需要在母体子宫中完成后期的
11、发育过程，因此还要进行胚胎移植。胚胎移植中的受体可以不具有优良性状，一般选择体质 健康和有正常繁殖能力的个体。 胚胎移植中的胚胎可以是体外受精、 自然配种或核移植而来 的。 2下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是( ) 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胚胎移植常采用手术法和非手术法两种方法 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
12、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。 3(2018江苏南京调研)如图表示“试管山羊”培育的基本过程，甲、乙、丙、丁表 示有关操作步骤。有关叙述正确的是( ) A步骤甲中，应分别给良种公、母山羊注射有关激素以使其同期发情 B步骤乙中，刚从卵巢中采集到的卵母细胞可与获能的精子在体外受精 C步骤丁中，为避免代孕母羊对植入胚胎产生免疫排斥反应，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或同卵多胎 解析：选 D。分析题图可知，步骤甲表示卵母细胞的采集和培养
13、、精子的采集和获能处 理；步骤乙表示体外受精过程；步骤丙表示早期胚胎发育过程；步骤丁表示胚胎移植过程。 步骤甲中，只需给母山羊注射有关激素以促进其超数排卵，A 错误；从卵巢中采集到的卵母 细胞还需要培养成熟后才能与获能的精子受精， 因此步骤乙表示已培养成熟的卵母细胞与获 能的精子在体外受精，B 错误；代孕母羊对植入胚胎基本上不会产生免疫排斥反应，C 错误； 来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质， 因此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或同卵多胎，D 正确。 4(2018河北黄骅期中)下列关于试管动物技术的概念叙述正确的是( ) A通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成
14、熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎 后，再经过移植产生后代的技术 B 通过人工操作使卵子和精子在体内成熟， 在体外受精， 并通过培养发育为早期胚胎后， 再经过移植产生后代的技术 C通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并将受精卵移植产生后代的 技术 D通过人工操作使卵子和精子在体内成熟，在体外受精，并将受精卵移植产生后代的 技术 解析：选 A。试管动物技术是通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并 通过培养发育为早期胚胎后，再经过移植产生后代的技术。 5下列有关动物胚胎移植的叙述，错误的是( ) A受孕母畜体内的受精卵或胚胎均能移植 B受体母畜必须处于与供体母畜相同的生理状
15、态 C超数排卵技术要使用一定的激素处理 D试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行 解析：选 A。胚胎移植操作的对象是早期胚胎而不是受精卵，其生理基础是供、受体排 卵后发生相同的生理变化，为移植的胚胎提供相同的生理环境 ； 超数排卵要对供体用促性腺 激素进行处理 ； 试管婴儿实质上是体外受精和胚胎移植的共同产物，其受精及早期卵裂过程 在试管中进行，以后的发育需要转移到母体子宫中进行。 6(2018金丽衢高二检测)下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( ) A胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 B试管牛的培育过程属于克隆技术 C超数排卵技术要使用一定的激素如性激素、孕激素等处理 D胚胎移植实际
16、上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 解析 ： 选 D。 胚胎分割时需将发育良好的桑椹胚， 或囊胚的内细胞团均等分割， A 项错误 ； 试管牛的培育过程涉及体外受精及胚胎移植，属于有性生殖，B 项错误；超数排卵要注射促 性腺激素，C 项错误。 7对胚胎分割技术的有关叙述，正确的是( ) A凡是利用胚胎工程产生新个体都要用到胚胎分割技术 B分割的胚胎直接移植给受体或在体外培养到囊胚阶段再移植给受体 C目前人类的同卵双胞胎多数是通过胚胎分割技术产生的 D胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多 解析：选 B。胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序” ，但不一定都要经过胚 胎分割。目
17、前人类的同卵双胞胎并非人为地经过胚胎分割技术产生的。实践证明，采用胚胎 分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的，所以不宜分割次数过多。 8(2018南通高二检测)云南农业大学研究人员培育出 10 头猪蹄发荧光的转基因猪。 主要研究过程是将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因导入猪胎儿成纤维细胞 ； 将转基因的成 纤维细胞核移植到去核的猪卵母细胞中，并培育形成早期胚胎 ； 将胚胎移植到代孕母猪体 内，最终获得转基因猪。在这一过程中不必进行的是( ) A将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因拼接，并构建基因表达载体 B培养并筛选处于减数第二次分裂中期的猪次级卵母细胞 C筛选出转基因猪胎儿成纤维细胞和转基因克隆胚胎 D给
18、代孕母猪注射环孢霉素 A 阻止 T 细胞增殖，以利于代孕母猪接受胚胎 解析：选 D。胚胎移植过程中需对供、受体进行同期发情处理，处理后的受体对移入的 胚胎基本上不发生免疫排斥反应，所以不需要注射环孢霉素 A 阻止 T 细胞增殖。 9下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但不发生分化 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。图中 A 细胞为内细胞团细胞，将来能发育成各种组织，A 项错误；胚胎干 细胞体积小， 细胞核大， B 项错误 ； 胚胎干细胞在体外培养条件
19、下， 可以增殖而不发生分化， C 项正确；利用胚胎干细胞培育人造器官正处于研究阶段，没有大规模应用，D 项错误。 10 (2018河北定州二中月考)如图表示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。 下列叙述 正确的是( ) A过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎 B过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞 C过程需要在二氧化碳培养箱中进行 D过程可以直接获得各种效应 T 细胞 解析：选 C。经超数排卵技术得到的是多个卵子而非胚胎，A 错。胃蛋白酶的适宜 pH 为 1.52，不适于干细胞生存，B 错。胚胎干细胞需培养在二氧化碳培养箱中，C 正确。效 应 T 细胞的产生需要相应的抗原刺激，缺乏抗原刺激只能得到
20、T 细胞，D 错。 二、非选择题 11 (2018潍坊高二检测)试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产。 请根据试管牛的生 产流程图回答相关问题： (1)过程分别表示_、_。 (2)对供体母牛的要求是_，通常母牛每次只排出一枚卵母细胞。 (3)在体外培养受精卵时，需要满足以下条件 ： _、营养、温度和 pH 以及 气体环境。 (4)生产上常用_期的胚胎进行过程。 解析 ： (1)由题图可知过程分别表示体外受精、胚胎移植。(2)培育试管动物首先选 择遗传性能和生产性能优良的母牛。(3)体外培养受精卵时，首先需要无菌无毒的环境，防 止被污染，还要有一定的营养物质，及适宜的外界环境条件。(4)等胚胎发育
21、到桑椹胚或囊 胚期时进行胚胎移植。 答案：(1)体外受精 胚胎移植 (2)遗传性能和生产性能优秀 (3)无菌无毒的环境 (4)桑椹胚或囊胚 12 (2018甘肃武威二中诊断)体外受精技术又称试管婴儿技术， 第一代试管婴儿的操 作流程如图所示。请分析回答下列问题： (1)将收集的精子放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是_。 (2)超数排卵技术的处理措施是对母体注射_。从母体内获得的卵母细胞需要培 养到_(时期)才能与精子结合。 (3)受精过程中防止多精入卵的生理反应包括_反应和_反应。 (4)在实验过程中，要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作，这是为了防止 _。 (5)进行早期胚胎的体
22、外培养时，培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、 氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和_。 解析 ： (1)精子在一定浓度肝素溶液中培养后可以获得受精能力。(2)超数排卵处理一般 需向母体注射促性腺激素。 从母体内获得的卵母细胞不能立即用于受精， 要在体外经人工培 养至减数第二次分裂中期才能进行受精作用。(3)防止多精入卵的生理反应包括透明带反应 和卵细胞膜反应。(4)实验过程需要在严格的无菌条件下进行的原因是杂菌感染可能导致培 养物迅速死亡，使实验失败。(5)早期胚胎体外培养时，加入血清可模拟人体的内部环境。 答案：(1)诱导精子获能 (2)一定的激素(促性腺激素) 减数第二次
23、分裂中期 (3)透明带 卵细胞膜 (4)微生物感染 (5)血清 13 (2018山西太原期末)科研人员利用胚胎干细胞对干扰素基因缺失小鼠进行基因治 疗， 其技术流程如图。 请回答： (1)过程获得重组胚胎之前需要通过_技术获得重组细胞， 接受细胞核 的卵母细胞应处于_时期， 并用微型吸管吸出_。 (2)步骤中， 重组胚胎培养到囊胚期时， 可从其_分离出 ES 细胞， ES 细胞在形态上表现为细胞核_、 _明显， 在功能上具有_。 (3)步骤中， 需要构建含干扰素基因的_， 构建之前可以利用_ 技术对目的基因进行扩增。 (4)步骤中将基因导入 ES 细胞的方法通常是_法， 为了检测 ES 细胞的
24、 DNA 上是否插入了干扰素基因， 可采用_技术。 在正常的小鼠体内， 干扰素是 在_(填一种细胞器)上合成的。 答案：(1)核移植 M 细胞核和第一极体 (2)内细胞团 大 核仁 发育的全能性 (3)(基因)表达载体 PCR (4)显微注射 DNA 分子杂交 核糖体 14(2018新疆哈密二中高二期中)EPO 是促红细胞生成素(Erythropoietin)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，通过逆转录
25、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， 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_、激素、 氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。 (5)当胚胎发育至_时期，向受体移植，为获得更多个转基因胚胎，要将 _进
26、行均等切割，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_。 (6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达 EPO，可以采用_技术对血液 来进行检测。 解析：(1)获取目的基因的方法可通过反转录法，故从人体组织中提取 EPO 的 mRNA，通 过逆转录得到 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
27、子为 RNA 聚合酶结合的部位，能 驱动基因的转录。(4)将重组表达载体导入动物细胞中常采用显微注射技术。动物细胞培养 的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，以及血清(血浆)等物质。(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。(6)检测蛋白质的合成可通过抗原 抗体杂交法，故若想检验转基因仓鼠是否成功表达 EPO，可以采用抗原抗体杂交技术对 血液来进行检测。 答案：(1)cDNA (2)促性腺 减数
28、第二次分裂中期 顶体 (3)启动子 (4)显微注射 维生素 (5)桑椹胚或囊胚 内细胞团 性别鉴定 (6)抗原抗体杂交 15(2018大庆高二质检)小鼠是常用实验动物，其受精卵在交配 24 小时后进行第一 次分裂，3 天后发育成桑椹胚，并进入子宫。下图为转基因鼠培育过程流程图。据图回答问 题： (1)给供体母鼠注射促性腺激素，目的是使其_。在供体母鼠交配后的次日 清晨， 将其处死并从_处收集受精卵， 置于含_的混合气体的培养箱 中培养。 (2)受精卵在培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到 _。 将 DNA 溶液注入到受精卵的_原核中， 注射后的受精卵经过鉴定 为活的受精卵，
29、马上进行移植，或放入_中保存。 (3)受精卵移植的前一天晚上，受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕 的生理状态，这样做的目的是_。 (4)由于科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限，再加 上目的基因是异种生物基因，同时由于_，因此在转基因小鼠 中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。 解析：(1)对供体母鼠注射促性腺激素，可以促进其超数排卵；交配后可以从供体母鼠 输卵管中获得受精卵， 再置于含 95%空气加 5%CO2的混合气体的培养箱中培养。 (2)受精卵在 培养箱中培养几小时后，可以在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体 ； 将 DNA 溶液注入 到受精卵的雄原核中， 注射后的受精卵经过鉴定为活的受精卵， 马上进行移植， 或放入196 液氮中保存。(3)受体母鼠需要与输精管结扎的公鼠交配，使母鼠呈假孕的生理状态，目 的是为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境。(4)由于目的基因插入小鼠基因组的 部位是随机的等原因，在转基因小鼠中，有时候会出现一些科学家意想不到的后果。 答案：(1)超数排卵 输卵管 95%空气加 5%CO2 (2)两个极体 雄 196 液氮 (3)为供体的受精卵移入受体提供了相同的生理环境 (4)目的基因插入小鼠基因组的部位 是随机的