高中生物浙科版现代生物科技专题第三章胚胎工程 专题归纳提升

与胚胎工程相关的易混点辨析1.动物胚胎培养与动物组织(或细胞)培养(1)概念比较①动物组织(或细胞)培养是将动物体内的一部分组织取出，经酶处理使其分散成单个细胞后，在人工控制的条件下，使分散的细胞出现生长、增殖等生命现象。②动物胚胎培养是指在人工创造的环境下，对获取的早期胚胎进行体外培养，目的是为胚胎移植提供适合的早期胚胎。(2)动物胚胎培养液和动物细胞培养液比较项目动物胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质维生素、激素促生长因子共有成分血清2.体外受精和人工授精(1)体外受精①体外受精是指哺乳动物的精子和卵细胞在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。它的基本原理是人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。②哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等几个主要步骤。(2)人工授精人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程。人工授精要注意选用具有优良性状的公畜，人工采精，同时要对获取的精液样品进行检查，确定精液的质量。人工授精技术为畜牧业带来了巨大的效益：①人工授精技术可有效地发挥优良公畜的特性；②人工授精同自然交配相比，公畜的配种效率显著提高；③优良公畜的精液可长期保存，并易于运输到任何地方进行人工授精，省去了大量家畜运输的麻烦。3．囊胚与胚囊的区别(1)存在囊胚是动物胚胎发育的一个阶段，受精卵经卵裂形成的内部具有一个空腔的球状胚胎叫囊胚。胚囊是植物胚珠的组成部分，由大孢子母细胞经减数分裂形成一个大孢子，经三次有丝分裂形成八个核的胚囊，近珠孔端有一个卵细胞和两个助细胞，远珠孔端有三个反足细胞，胚囊中央有两个极核。(2)发育去向囊胚进一步发育为动物的原肠胚。而胚囊完成双受精后，受精卵和受精极核分别发育为胚和胚乳。4．试管动物与克隆动物项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术实例克隆牛多莉羊过程生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质与供体相同意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等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反映了动物体细胞也具有全能性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【解析】核移植技术反映了动物体细胞的细胞核具有全能性，不能说明动物体细胞具有全能性；胚胎分割技术获得的个体，基因型相同，但表现型由于受环境影响，不一定相同；①②③中作为受体的动物品种一般是生长健康、同种的雌性动物；体外受精和胚胎移植技术的应用解决了良种生育率低、繁殖速度慢的问题，为良种家畜快速大量繁殖提供了可能。【答案】D“试管婴儿技术”实际上是下列哪种技术的产物()A．体外受精技术 B．试管培育技术C．转基因技术 D．克隆技术【解析】“试管婴儿技术”是依据体内受精的原理，在体外进行的，应是体外受精的产物。【答案】A细胞核移植与胚胎移植1.细胞拆合技术——细胞核移植(动物克隆技术)(1)原理：细胞核的全能性。(2)过程(3)特点：克隆动物D核内的遗传物质全都来自供核的A生物，质基因则来自受体细胞B。该过程属于无性生殖。(4)运用去核卵细胞作为受体细胞的原因：卵细胞大，便于操作；卵细胞的细胞质能够刺激细胞核全能性的表达。(5)用途：快速繁殖良种、特异、濒危的动物。2．胚胎(分割)移植——试管动物的繁育(1)原理：细胞的全能性，属于有性生殖。(2)过程(3)用途：解决动物和人的不育问题；提高良种家畜的繁殖力。长期以来优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近几年发展起来的细胞工程技术和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下面是科学家快速繁殖良种奶牛的两种方法，请据图回答：(1)试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到动物细胞培养，在动物细胞培养过程中，需让培养液中含有一定量的CO2，其主要作用是______________________________________________________________。(2)科学家将人的α—抗胰蛋白酶基因转入上图的重构卵中，常用的技术手段是________________。选择重构卵作为受体细胞的原因是________________。(3)培养出的克隆牛G几乎是________________牛的“复制品”，这是因为______________________________________________________________。(4)为大量获得试管牛E，可将早期胚胎进行分割后移植，分割所选的胚胎应是________________，分割时要注意将________________均等分割，以保证分割后的胚胎能正常发育。【解析】动物细胞培养时，培养液中的CO2能维持pH相对稳定。生物的绝大多数性状由细胞核中的遗传物质所控制，G牛的细胞核来自C牛，所以G牛几乎是C牛的“复制品”。【答案】(1)维持培养液pH(2)显微注射重构卵具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达(3)C控制生物性状的遗传物质主要存在于细胞核中，而G牛的细胞核来自于C牛(4)发育正常的桑椹胚或囊胚内细胞团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：①将瘦素基因与绿色荧光蛋白基因导入猪胎儿成纤维细胞；②将转基因的成纤细胞核移植到去核的猪卵母细胞，并培育形成早期胚胎；③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】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细胞的增殖。【答案】D1．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D．胚胎移植实际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】胚胎分割一般选用囊胚。试管牛的培育属于有性生殖，其关键技术是体外受精。超数排卵使用的激素是促性腺激素。【答案】D2．杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是()A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B．从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C．为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，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【解析】A项，超数排卵时使用的是促性腺激素，而不是雌激素。B项，从卵巢中采集的卵母细胞未发育成熟，需要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。C项，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故不需要注射免疫抑制剂。D项，为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得基因型相同的同卵双胎或多胎个体。【答案】D3．胚胎工程技术在生产中的应用不包括()A．移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能B．进行胚胎移植能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能C．采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎D．在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体【解析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。单克隆抗体的制备属于动物细胞工程技术。【答案】D4．下列关于胚胎移植生理学基础的叙述，不正确的是()A．在发情后的最初一段时期，母牛即使没有受精，其生殖系统也处于受精后的生理状态B．早期胚胎在相当一段时间是独立存在的，未与子宫建立实质性联系C．一般来说，同一物种的受体母畜对于具有外来抗原物质的胚胎并没有免疫排斥现象D．移植的胚胎，依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育【解析】移植的胚胎，在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系，从而保证了以后的正常发育所需要的营养条件。【答案】D5．科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________。(2)图中2­细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________；也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。【解析】本题以多能干细胞的获得及其全能性的体现为线索，综合考查动物细胞培养和胚胎工程的相关知识。(1)将动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后进行的初次培养称为原代培养；贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。(2)将早期胚胎从雌性动物子宫中冲洗出来的方法叫冲卵；早期胚胎也可以通过成熟卵子和精子在体外受精后进行早期胚胎培养获得。(3)重组后的囊胚通过胚胎移植技术移入母体子宫内继续发育，暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，这里的早期胚胎是指从受精卵发育到囊胚期(内细胞团)的细胞；iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。【答案】(1)原代培养接触抑制(2)冲卵(或：冲胚)体外受精(或：核移植)(3)胚胎移植冷冻(或：低温)(4)内细胞团诱导分化6．下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是________。(2)经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。②过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。(2)一般来说，动物细胞在传代培养到10～50代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选10代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动