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选修3第3讲 胚胎工程

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                   第    3  讲 胚胎工程
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 D
2.目的基因导入胚胎干细胞的过程。下列有关叙述不正确的是                                   (  )


   A.过程Ⅰ的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点
   B.过程Ⅰ中,囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个胚层及两个囊胚腔
   C.过程Ⅱ中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞
   D.过程Ⅱ中需要用到的工具酶有限制酶、DNA                    连接酶
  解析 过程Ⅰ利用了细胞的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚,具有内、

  中、外三个胚层和原肠腔、囊胚腔两个囊腔。过程Ⅱ中,将目的基因导入动

  物受体细胞常用的方法是显微注射法,基因工程中常用的工具酶有限制酶、
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  DNA  连接酶。

  答案 B
3.近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,如
   图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是
                                                               (  )


  A.体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取,但在受精前要
  对精子进行获能处理

   B.进行胚胎分割时,应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
   C.胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
  D.移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎几
  乎不发生排斥反应 
  解析 从母体卵巢中得到的卵子还不成熟,要在体外培养到减数第二次分裂

  中期才具有与精子结合的能力。进行胚胎分割时,应选择发育到桑椹胚或囊

  胚时期的胚胎进行操作。进行胚胎分割时,还可以采用分割刀片将胚胎切开。

  同一物种的生理状况和生殖状况相同,才能进行胚胎移植。

  答案 D
4.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c                         表示现代工程技
   术,①、②、③表示其结果,下列说法正确的是                                       (  )


   A.若  a 是核移植技术,①反映了动物细胞也具有全能性
   B.若  c 是胚胎分割技术,③中个体的基因型和表现型一定相同
   C.①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
  D.若   b 是体外受精技术,则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能 
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  解析 动物体细胞核移植技术说明动物细胞的细胞核具有全能性。通过胚胎

  分割技术得到的胚胎其基因型是相同的,发育成的个体的基因型也是相同的,

  但是,胚胎在发育过程中,会受到环境条件的影响,表现型可能有所不同。

  一般作为受体的雌性动物必须是同一物种的。若                      b 是体外受精技术,可以采
  集大量卵细胞和精子,在体外通过人工授精,再进行胚胎的早期培养获得大

  量良种胚胎。

  答案 D
5.2010 年,英国“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹获得了诺贝尔生理学和医
   学奖。下面是试管婴儿培育过程示意图。下列有关叙述,不正确的是                                 (  )


   A.过程①中可通过注射促性腺激素增加排卵数量
   B.过程②在培养细胞的培养液中就可以完成
   C.过程③的培养液中应该添加动物血清
  D.过程④成功的条件之一是受体对供体胚胎没有排斥
  解析 在完成过程②之前,需要将采集的精子放在人工合成的获能液中培
  养一段时间,完成精子的获能。获能的精子和培养成熟的卵子一般情况下在

  获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。

  答案 B
6.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
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  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.甲图为牛胚胎移植示意图,乙图为胚胎发育某时期示意图。请据图回答:


  (1)牛胚胎移植程序中,②用______________处理使供体母牛超数排卵。冲
  卵的实质是获得____________。
   (2)如果对胚胎进行分割移植时,胚胎应发育到________或________阶段。
  (3)乙图中   1 是________,4  是________;将来发育成胎儿各种组织的是[ 
  ]________。
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  (4)胚胎移植时,早期胚胎从供体中收集的生理基础是
  __________________________________________________________________
  _________________________________________________________________
  。 
   答案 (1)促性腺激素 早期胚胎 (2)桑椹胚 囊胚
  (3)滋养层 囊胚腔 2 内细胞团(数字与对应汉字都对才可) (4)早期胚胎
  形成后,未与母体子宫建立联系,处于游离状态

8.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
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  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   2 MⅡ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
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  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,一个基因表达载体的组成,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,则构建基因表达载体时,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。
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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的关系 基
因 蛋白质 (2)逆转录 A-T (3)终止子 标记基因 (4)乳腺蛋白基因的
启动子 X
(5)超数排卵 供、受体 同期发情 减数第二次分裂中
(6)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
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