2022版高考生物一輪復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物科技專題第三講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題精選教案

2021版高考生物一輪復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物科技專題第三講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題精選教案

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第三講胚胎工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題

[基礎(chǔ)知識·系統(tǒng)化]

知識點(diǎn)一體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育

1．精子和卵子的發(fā)生

項(xiàng)目

精子的發(fā)生

卵子的發(fā)生

場所

睪丸曲細(xì)精管

卵巢

時間

從初情期開始

胚胎出現(xiàn)性別分化后和初情期以后

變形

需變形

不需變形

分裂

均等分裂

不均等分裂(第一極體分裂除外)

結(jié)果

形成__4__個精子

形成1個卵子和3個極體

2．受精

3．早期胚胎發(fā)育

知識點(diǎn)二體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

1．體外受精

2．胚胎的早期培養(yǎng)

知識點(diǎn)三胚胎工程的應(yīng)用及前景

1．胚胎移植

2．胚胎分割

3．胚胎干細(xì)胞

知識點(diǎn)四生物技術(shù)的安全性和倫理問題

[基本技能·問題化]

1．請據(jù)體外受精過程的流程圖回答下列問題

(1)體外受精的過程主要包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能及受精等幾個步驟。

(2)采集精子的方法主要有假陰道法、手握法和電刺激法。獲能的方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。

(3)體外采集小鼠的卵子常用超數(shù)排卵處理法。

2．完善胚胎移植的過程示意圖，并填空

(1)對供體牛要進(jìn)行超數(shù)排卵處理；對供、受體牛要進(jìn)行同期發(fā)情處理。

(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，沖卵是指把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。

(3)動物的早期胚胎一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植。

(4)若要獲得多個遺傳物質(zhì)完全相同的新個體，可對檢查合格的胚胎用胚胎分割技術(shù)處理，該過程屬于無性繁殖或克隆。

3．分析試管嬰兒與克隆人的培育過程，回答下列問題

Ⅰ.試管嬰兒的培育過程：

Ⅱ.克隆人的培育過程：

(1)試管嬰兒技術(shù)與克隆技術(shù)在技術(shù)環(huán)節(jié)上的主要差異是前者需經(jīng)過體外受精，后者需用到細(xì)胞核移植技術(shù)。

(2)試管嬰兒技術(shù)屬于有性生殖，克隆技術(shù)屬于無性生殖。

(3)在Ⅰ的圖示中，①②③是試管嬰兒的培育過程，①②④⑤是設(shè)計試管嬰兒培育的過程。后者比前者多了胚胎移植前的遺傳學(xué)診斷過程。

考點(diǎn)一受精與早期胚胎發(fā)育

1．(2013·天津高考)哺乳動物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程，只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺乳動物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。

據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()

A．次級卵母細(xì)胞形成的過程需要激素調(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)基因動物應(yīng)選擇細(xì)胞Ⅳ作為受體細(xì)胞

解析：選C分析題圖可知，在促性腺激素的作用下完成減數(shù)第一次分裂并產(chǎn)生次級卵母細(xì)胞；只有在精子的作用下，次級卵母細(xì)胞才能完成減數(shù)第二次分裂；Ⅱ?yàn)槁言?xì)胞，染色體數(shù)目為2N，Ⅲ為次級卵母細(xì)胞，在減數(shù)第二次分裂后期，著絲點(diǎn)分裂后染色體數(shù)為2N，Ⅳ為受精卵，在有絲分裂后期，著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍為4N，三者在分裂后期染色體數(shù)目不同；動物基因工程中常用受精卵作為受體細(xì)胞。

2．如圖表示哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答下列問題：

(1)寫出各個階段的名稱：

A：________，B：________，C：________。

(2)寫出圖中各標(biāo)號的名稱：

[2]____________，[4]____________，[5]____________，

[7]____________，[8]____________。

(3)A時期的細(xì)胞具有發(fā)育上的________性，B時期開始出現(xiàn)____________，C時期開始出現(xiàn)____________。

(4)[2]將來發(fā)育成________________________。

(5)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結(jié)合，防止多精入卵受精的兩道屏障分別是__________________、______________________。

解析：(1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。(2)圖B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；圖C中[5]是外胚層，[6]是滋養(yǎng)層，[7]是原腸腔，[8]是內(nèi)胚層。(3)桑椹胚細(xì)胞具有全能性；囊胚開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)；原腸胚已有胚層分化，分化為外胚層、內(nèi)胚層，在內(nèi)、外胚層之間將形成中胚層。(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層將發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。(5)受精時的透明帶反應(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的兩道屏障。

答案：(1)桑椹胚囊胚原腸胚(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)囊胚腔外胚層原腸腔內(nèi)胚層(3)全能細(xì)胞分化胚層分化(4)胎兒的各種組織(5)透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)

[重難點(diǎn)撥]

1．關(guān)于體內(nèi)受精應(yīng)注意的幾個問題

(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量；排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。

(2)動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細(xì)胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細(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，才具備與精子受精的能力。

(3)受精的標(biāo)志≠受精完成的標(biāo)志：受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。

(4)受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核遺傳物質(zhì)來自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核(即精卵各提供1/2)，而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。

2．卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律

(1)有機(jī)物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機(jī)物，而一直呼吸消耗，有機(jī)物總量減少。

(2)細(xì)胞數(shù)目和體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細(xì)胞數(shù)目增多，每個細(xì)胞體積減小。

(3)細(xì)胞中DNA含量：伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細(xì)胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。

考點(diǎn)二胚胎工程及其應(yīng)用

命題點(diǎn)(一)體外受精和早期胚胎培養(yǎng)

1．(2017·江蘇高考)下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是()

A．精子在獲能液中于37℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能

B．小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關(guān)激素有促進(jìn)超數(shù)排卵的作用

C．分割的胚胎細(xì)胞有相同的遺傳物質(zhì)，因此發(fā)育成的個體沒有形態(tài)學(xué)差異

D．注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育

解析：選C精子在獲能液中于適宜條件下培養(yǎng)可以使精子獲能；小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射促性腺激素能促進(jìn)其超數(shù)排卵；分割的胚胎細(xì)胞雖有相同的遺傳物質(zhì)，但由于生物的性狀還受環(huán)境等因素的影響，故發(fā)育成的個體會存在形態(tài)學(xué)差異；胚胎干細(xì)胞可以發(fā)育成組織、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干細(xì)胞可以參與個體器官的發(fā)育。

2．(2018·皖南八校聯(lián)考)如圖是利用高等哺乳動物的生殖細(xì)胞進(jìn)行的體外受精技術(shù)培育試管動物的大致流程。請回答下列問題：

(1)在體外受精前，要對精子進(jìn)行________處理，從而使精子具有與卵細(xì)胞受精的能力。

(2)體外培養(yǎng)受精卵時，需給予一定量的O2和CO2。受精卵進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所是________，消耗的O2是用于________的產(chǎn)生。

(3)從受精卵到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術(shù)是________，胚胎移植前通過________技術(shù)可獲得較多胚胎。

解析：(1)獲得的精子需要進(jìn)行獲能處理后才具有受精能力。(2)受精卵進(jìn)行的細(xì)胞呼吸是有氧呼吸，有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體基質(zhì)；有氧呼吸第三階段氧氣與[H]反應(yīng)形成水。(3)受精卵培養(yǎng)成早期胚胎需要利用早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。將早期胚胎分割(囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割)后，可以獲得多個胚胎。

答案：(1)獲能(2)線粒體基質(zhì)H2O(水)(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎分割

[重難點(diǎn)撥]

人工授精和體外受精的比較

比較項(xiàng)目

人工授精

體外受精

概念

用相應(yīng)的器械采集公畜的精液，再將其注入正在發(fā)情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的過程

哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程

場所

母畜的生殖道內(nèi)

體外

過程

人工采精→檢查與儲存精液→人工授精(用人工的方法將精液注入正在發(fā)情的母畜生殖道中)

胚胎發(fā)

育場所

受精卵的形成和胚胎發(fā)育場所在母畜體內(nèi)

受精卵的形成和早期胚胎發(fā)育在體外，胚胎移植后的胚胎發(fā)育在母畜體內(nèi)

命題點(diǎn)(二)胚胎移植與胚胎分割移植

3．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________，在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行________處理。

(2)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。

(3)②指的是______________________。

(4)在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，應(yīng)注意__________________________________。

(5)受體母牛必須和供體牛是同種，并且要經(jīng)過__________處理。

(6)將胚胎移植入受體后，還要對受體母牛進(jìn)行是否________的檢查。

解析：(1)A細(xì)胞是次級卵母細(xì)胞，在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行獲能處理。(2)進(jìn)行胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期的胚胎進(jìn)行操作。(3)圖中①是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，②是囊胚腔。(4)在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，應(yīng)注意要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(5)受體母牛必須和供體牛是同種，并且要經(jīng)過同期發(fā)情處理。(6)將胚胎移植入受體后，還要對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。

答案：(1)(次級)卵母細(xì)胞獲能(2)桑椹胚或囊胚

(3)囊胚腔(4)要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(5)同期發(fā)情(6)妊娠

[重難點(diǎn)撥]

胚胎移植中的四個注意點(diǎn)

(1)胚胎移植過程中兩次激素使用：

第一次常用孕激素對受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵。

(2)胚胎移植過程中有兩次檢查：

第一次對收集的胚胎進(jìn)行檢查；第二次對受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。

(3)不同動物胚胎移植的時間不同：

牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段。小鼠、家兔在桑椹胚前。幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植，因?yàn)榇藭r分化程度高，移植成功率很低。

(4)胚胎移植是有性生殖還是無性生殖的判斷：

取決于胚胎的來源。胚胎若是由受精卵形成的，則為有性生殖；若是由核移植技術(shù)或胚胎分割形成的，則為無性生殖。

命題點(diǎn)(三)胚胎干細(xì)胞及其應(yīng)用

4．(2013·山東高考)科學(xué)家通過誘導(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，對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為____________，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為____________。

(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，該過程稱為________；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過____________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。

(3)圖中重組囊胚通過________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，有望在對人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向____________后用于疾病的細(xì)胞治療。

解析：(1)原代培養(yǎng)指將動物組織用酶處理成單個細(xì)胞后進(jìn)行的初次培養(yǎng)。接觸抑制指貼壁的細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。(2)將早期胚胎從母體子宮中沖洗出來叫沖卵。(3)暫不進(jìn)行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中保存。(4)iPS與ES細(xì)胞一樣，可通過誘導(dǎo)定向分化修補(bǔ)某些功能異常的細(xì)胞來治療疾病。

答案：(1)原代培養(yǎng)接觸抑制(2)沖卵(或：沖胚)體外受精(或：核移植)(3)胚胎移植冷凍(或：低溫)(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)誘導(dǎo)分化

考點(diǎn)三生物技術(shù)的安全性和倫理問題

1．(2014·重慶高考)生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述，錯誤的是()

A．應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)

B．當(dāng)今社會的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對治療性克隆

C．反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計嬰兒

D．生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力

解析：選D在應(yīng)用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物時，應(yīng)避免選擇可能產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)的目的基因；在對克隆技術(shù)引發(fā)的倫理問題的爭論中，普遍的觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對治療性克??；在對胚胎工程技術(shù)引發(fā)的倫理問題的爭論中，反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一是有人可能濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計嬰兒；生物武器種類包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌等，不包括干擾素。

2．(2017·來賓期末)全球首批經(jīng)全基因組測序的PGD/PGS試管嬰兒在長沙誕生。新技術(shù)的突破意味著通過設(shè)計試管嬰兒解決部分不孕不育問題的同時，部分腫瘤疾病、遺傳性疾病的家族性遺傳也將有望避免。

(1)設(shè)計試管嬰兒時為了提高受孕率，胚胎移植時多采用多胚胎移植，因此需要用____________處理促進(jìn)母親排出更多的卵子。

(2)胚胎發(fā)育的卵裂期在________(填“透明帶”或“放射冠”)內(nèi)進(jìn)行。受精卵經(jīng)72小時體外培養(yǎng)發(fā)育成由32細(xì)胞左右的桑椹胚，可用于胚胎移植。而胚胎移植屬于胚胎工程的常用技術(shù)之一，胚胎工程是指對動物的早期胚胎或________所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)。還包括體外受精、胚胎分割移植、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。

(3)為了某些需要，需對胚胎的性別進(jìn)行鑒定。目前最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個____________(填“滋養(yǎng)層”或“內(nèi)細(xì)胞團(tuán)”)細(xì)胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基作________，以____________________為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增；最后與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，胚胎為________性。

(4)設(shè)計試管嬰兒、克隆人等都是引起人們廣泛爭論的問題。我國不反對治療性克隆，即可利用人體細(xì)胞核移植等技術(shù)治療人類疾病，在去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核時，可用微型吸管把位于____________和________之間的第一極體一并吸出。

解析：(1)給女性注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵。(2)胚胎發(fā)育的卵裂期是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的。胚胎工程是指對動物的早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)。(3)目前，對胚胎的性別進(jìn)行鑒定的最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法，操作的基本程序是：從被測的囊胚中取出幾個滋養(yǎng)層細(xì)胞，提取DNA；然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基作引物，以滋養(yǎng)層細(xì)胞的DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增；與SRY特異性探針出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，說明其含有Y染色體，為男性。(4)治療性克隆是指利用人體細(xì)胞核移植等技術(shù)治療人類疾病，在去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核時，可用微型吸管把位于卵細(xì)胞膜和透明帶之間的第一極體一并吸出。

答案：(1)促性腺激素(2)透明帶配子(3)滋養(yǎng)層引物滋養(yǎng)層細(xì)胞的DNA男(4)卵細(xì)胞膜透明帶

[重難點(diǎn)撥]

試管嬰兒和設(shè)計試管嬰兒的異同點(diǎn)

(1)過程區(qū)別：設(shè)計試管嬰兒比試管嬰兒多出的是胚胎移植前的遺傳學(xué)診斷過程。

(2)技術(shù)手段不同：設(shè)計試管嬰兒胚胎移植前需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷，而試管嬰兒無需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。

(3)應(yīng)用不同：試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問題，而設(shè)計試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥的治療。

(4)相同點(diǎn)：兩者都是體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。

[真題集訓(xùn)——驗(yàn)?zāi)芰

1．(2017·江蘇高考)牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加H-Y單克隆抗體，篩選胚胎進(jìn)行移植，以利用乳腺生物反應(yīng)器進(jìn)行生物制藥。下列相關(guān)敘述正確的是()

A．H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細(xì)胞分泌

B．應(yīng)選用原腸胚做雌雄鑒別

C．鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植

D．用H-Y抗原免疫母?？色@得相應(yīng)抗體

解析：選DH-Y單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌；應(yīng)選擇囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞做雌雄鑒別；鑒別后的雌性胚胎才可用于胚胎移植；用H-Y抗原免疫母?？色@得相應(yīng)抗體。

2．(2015·山東高考)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：

(1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的____________技術(shù)，過程②采用的是胚胎工程中的__________技術(shù)。

(2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________。

(3)如果克隆過程中需進(jìn)行基因改造，在構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組載體)時必須使用________和________兩種工具酶?；虮磉_(dá)載體上除目的基因外，還需有________基因，以便選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。

(4)胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的________。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體________(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。

解析：(1)過程①表示細(xì)胞核與去核卵母細(xì)胞結(jié)合，即核移植技術(shù)；過程②表示早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，CO2氣體的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH(或酸堿度)。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶；基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因的作用是便于篩選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(4)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，屬于胚胎干細(xì)胞。在圖示過程中，B個體提供的是細(xì)胞核，分化形成的組織器官的性狀主要是由來自B的遺傳物質(zhì)決定的，因此體外培養(yǎng)獲得的組織器官移入個體B不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。

答案：(1)(體細(xì)胞)核移植(早期)胚胎培養(yǎng)(2)pH(或：酸堿度)(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或：限制酶)DNA連接酶(注：兩空可顛倒)標(biāo)記(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)B

3．(2015·重慶高考)某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進(jìn)了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛。

(1)擬進(jìn)行如下雜交：

♂A(具高產(chǎn)奶基因的純種)×♀B(具適宜本地生長基因的純種)→C

選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常________。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是________性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是______，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是________(假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上)。

(2)用以上最佳組合，按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體。

精子要具有受精能力，需對其進(jìn)行________處理；卵子的成熟在過程________中完成。在過程④的培養(yǎng)基中含有葡萄糖，其作用是________。為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，過程⑤前應(yīng)鑒定胚胎的________。子代母牛的優(yōu)良性狀與過程________的基因重組有關(guān)。

(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用________技術(shù)。

解析：(1)用具有適宜本地生長基因的純種母牛作母本的原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常生長發(fā)育。設(shè)控制產(chǎn)奶量高低的基因分別用T、t表示，控制適應(yīng)性強(qiáng)弱的基因分別用R、r表示。雜交后代C中的母牛表現(xiàn)為適應(yīng)性強(qiáng)但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶、低適應(yīng)性均為隱性性狀，則推導(dǎo)出A的基因型為ttrr，B的基因型為TTRR，C的基因型為TtRr。通過回交，即C牛與A牛雜交(TtRr×ttrr)，獲得高產(chǎn)奶量且適應(yīng)性強(qiáng)的母牛的概率為1/2×1/2×1/2＝1/8。

(2)在體外受精過程中，從供體公牛獲得的精子經(jīng)獲能處理后，才具有受精能力。從供體母牛采集的卵子經(jīng)培養(yǎng)達(dá)到MⅡ中期后在與精子受精過程中最終成熟。由于受精作用的隨機(jī)性，為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛，在胚胎移植前應(yīng)鑒定胚胎的性別、是否具有高產(chǎn)奶基因和適應(yīng)本地生長的基因。由于公牛為隱性純合子，所以子代母牛的優(yōu)良性狀與供體母牛減數(shù)分裂產(chǎn)生卵子的過程中的基因重組有關(guān)。

(3)提高已有胚胎利用率的最好措施是胚胎分割。

答案：(1)生長發(fā)育或胚胎發(fā)育隱性♂A×♀C1/8

(2)獲能或增強(qiáng)活力③供能性別、高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因②(3)胚胎分割

[課下檢測——查缺漏]

一、基礎(chǔ)題點(diǎn)練

1．下列有關(guān)哺乳動物精子和卵子發(fā)生的敘述，錯誤的是()

A．精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體

B．不同種動物的精子形態(tài)相似，但大小不同，體型越大的動物精子越大

C．卵母細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期時，才具備受精能力

D．哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的重要區(qū)別

解析：選B不同種動物的精子形態(tài)相似，大小略有不同，但與動物的體型大小無關(guān)。

2．(2016·江蘇高考)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術(shù)，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如下圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()

A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割

B．誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞

C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于培養(yǎng)液

D．步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同

解析：選B步驟甲為體外受精，步驟乙為胚胎移植；誘導(dǎo)超數(shù)排卵所用的激素是促性腺激素，只作用于性腺細(xì)胞；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于卵細(xì)胞中的卵黃；步驟甲體外受精使用的是獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤?，與早期胚胎培養(yǎng)液成分差別較大。

3．如圖是胚胎干細(xì)胞分離途徑示意圖。下列說法正確的是()

A．圖中a所示細(xì)胞將來能夠發(fā)育成胎膜和胎盤

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：選C圖中a所示細(xì)胞為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來能發(fā)育為胎兒的各種組織；胚胎干細(xì)胞的體積小，細(xì)胞核大；在體外培養(yǎng)條件下，胚胎干細(xì)胞可以只增殖不分化；利用胚胎干細(xì)胞培育的人造器官，還在臨床試驗(yàn)階段。

4．(2015·天津高考)2015年2月3日，英國議會下院通過一項(xiàng)歷史性法案，允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過程可選用如下技術(shù)路線。

據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()

A．該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代

B．捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒

C．三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細(xì)胞核

D．三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)

解析：選C受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞，故避免了母親的線粒體遺傳病基因遺傳給后代。紅綠色盲為細(xì)胞核基因遺傳病，捐獻(xiàn)者僅提供了卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，故捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒。受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自于捐獻(xiàn)者，但細(xì)胞核中的染色體一半來自父方，一半來自母方。三親嬰兒的培育是體外受精，所以需要在體外培養(yǎng)至早期胚胎階段再進(jìn)行胚胎移植。

5．如圖表示利用二倍體小鼠所做的實(shí)驗(yàn)，相關(guān)分析合理的是()

A．過程①中存在有絲分裂、減數(shù)分裂和細(xì)胞分化

B．圖中囊胚的細(xì)胞基因型都相同

C．代孕母鼠需進(jìn)行同期發(fā)情處理

D．嵌合體幼鼠是四倍體

解析：選C過程①沒有減數(shù)分裂，只有有絲分裂和細(xì)胞分化；圖中囊胚的細(xì)胞來自兩種小鼠，故這些細(xì)胞基因型不相同；胚胎移植過程中，需要對供、受體雌鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理；嵌合體幼鼠染色體并未加倍，仍是二倍體。

二、高考題型練

6．(2018·瓊海一模)英國純血馬是世界頂級馬術(shù)比賽的常用馬種，其數(shù)量少，生育力低?，F(xiàn)代生物工程能有效提高優(yōu)質(zhì)馬的生育率。請回答下列問題：

(1)可以用由________分泌的激素處理適齡純血母馬，使其一次性排出比自然情況下多幾倍到幾十倍的卵子。采集的卵母細(xì)胞人工培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期。培養(yǎng)過程中要定期更換培養(yǎng)液，其原因是______________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)為取得同卵雙胎或多胎，可以在胚胎發(fā)育的________________________期用機(jī)械方法將胚胎分割。

(3)隨著動物體細(xì)胞克隆技術(shù)的發(fā)展，人們可以將純血馬的______________________移入其他馬的________細(xì)胞中，將其激活并發(fā)育成________，植入代孕母馬體內(nèi)。

(4)克隆技術(shù)在帶來巨大社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的同時，也對人們的傳統(tǒng)觀念造成極大沖擊。我國政府的態(tài)度是禁止________性克隆人。

解析：(1)用垂體分泌的促性腺激素處理適齡純血母馬，可使其超數(shù)排卵。采集的卵母細(xì)胞培養(yǎng)過程中要定期更換培養(yǎng)液，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累而毒害細(xì)胞。(2)桑椹胚或囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞為全能干細(xì)胞，可以在胚胎發(fā)育的桑椹胚或囊胚期用機(jī)械方法將胚胎分割，以取得同卵雙胎或多胎。(3)利用克隆技術(shù)可以將純血馬的體細(xì)胞細(xì)胞核移入其他馬的去核卵母細(xì)胞中，將其激活并發(fā)育成早期胚胎，植入代孕母馬體內(nèi)。(4)我國政府的態(tài)度是不反對治療性克隆，禁止生殖性克隆人。

答案：(1)垂體長時間不更換培養(yǎng)液，會導(dǎo)致細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累而毒害細(xì)胞(2)桑椹胚或囊胚(3)體細(xì)胞細(xì)胞核去核卵母早期胚胎(4)生殖

7．(2018·西安一模)Leigh氏綜合征是一種攻擊神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重神經(jīng)障礙病，其致病基因位于線粒體DNA中。一位母親約有1/4的線粒體攜帶這種致病基因，她的前兩個孩子因?yàn)榛加蠰eigh氏綜合征而夭亡。她的第三個孩子因?yàn)榻邮芰硪幻跃栀浀慕】祷蚨蔀槿蚴讉€擁有“三個父母”的男嬰。請根據(jù)男嬰孕育過程回答下面的問題：

(1)該母親的前兩個孩子患病夭亡的原因是____________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

該健康男嬰孕育過程中依次使用了________________________________________

____________________、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。

(2)圖示過程中代表該母親卵母細(xì)胞的是________(填“A”或“B”)。取卵之前，該母親需要注射________激素。

(3)早期胚胎需經(jīng)過____________________(水平)檢測合格后才能植入母親的子宮繼續(xù)發(fā)育。

(4)在胚胎孕育過程中，醫(yī)療團(tuán)隊(duì)特意選擇了男性胚胎移入子宮發(fā)育，原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)根據(jù)題意可知，該母親約有1/4的線粒體攜帶這種致病基因，并且該母親可能產(chǎn)生含較多缺陷線粒體的卵細(xì)胞，而受精卵的線粒體幾乎全部來自卵細(xì)胞，這導(dǎo)致前兩個孩子患病夭亡；根據(jù)圖示信息可知，該健康男嬰孕育過程中依次使用了核移植、體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。(2)圖中首先對卵母細(xì)胞A去核，然后與卵母細(xì)胞B的細(xì)胞核融合，重組的卵細(xì)胞中含有卵母細(xì)胞A的細(xì)胞質(zhì)，說明A的細(xì)胞質(zhì)基因是正常的，因此代表該母親卵母細(xì)胞的是B。取卵之前，該母親需要注射促性腺激素，進(jìn)行超數(shù)排卵。(3)早期胚胎需經(jīng)過DNA分子水平檢測合格后才能植入母親的子宮繼續(xù)發(fā)育。(4)在胚胎孕育過程中，由于男性的線粒體不會遺傳給后代，因此醫(yī)療團(tuán)隊(duì)特意選擇了男性胚胎移入子宮發(fā)育。

答案：(1)該母親可能產(chǎn)生含較多缺陷線粒體的卵細(xì)胞，而受精卵的線粒體幾乎全都來自卵細(xì)胞，導(dǎo)致前兩個孩子患病夭亡核移植、體外受精(2)B促性腺(3)DNA分子水平(4)男性的線粒體不會遺傳給后代

8．(2017·濮陽三模)下面是繁育良種奶牛的示意圖，據(jù)圖回答下列問題：

(1)對供體母牛用____________處理可獲得更多的卵母細(xì)胞，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。在胚胎移植前，若對胚胎進(jìn)行性別鑒定，可以在分子水平上對早期胚胎進(jìn)行性別鑒定，也可以在細(xì)胞水平上通過對____________的分析進(jìn)行性別鑒定。體外培養(yǎng)受精卵時，培養(yǎng)液中提供CO2的目的是__________________。若要對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割，其操作過程中需要注意的問題是__________________________。

(2)對受體母牛要進(jìn)行同期發(fā)情處理是為了____________________________________，圖示流程中沖卵的“卵”是指____________。實(shí)際生產(chǎn)中常利用體細(xì)胞克隆保持供體母牛的許多優(yōu)良性狀，操作中用于核移植的體細(xì)胞一般選用________代以內(nèi)的細(xì)胞，其原因是____________________________________________________。

解析：(1)對供體母牛用促性腺激素處理可使其超數(shù)排卵，以獲得更多的卵母細(xì)胞。若在細(xì)胞水平上對胚胎進(jìn)行性別鑒定，可通過對性染色體分析加以鑒別。體外培養(yǎng)受精卵時，培養(yǎng)液中提供CO2用于維持培養(yǎng)液的pH。若要對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割，需要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(2)對受體母牛要進(jìn)行同期發(fā)情處理是為了給供體的胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。題圖過程中的沖卵實(shí)際上是獲得早期胚胎。實(shí)際生產(chǎn)中常利用體細(xì)胞克隆保持供體母牛的許多優(yōu)良性狀，操作中用于核移植的體細(xì)胞一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞，其原因是10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。

答案：(1)促性腺激素性染色體維持培養(yǎng)液的pH將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割

(2)使供體、受體的生理變化相同早期胚胎1010代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型

9．(2018·衡陽調(diào)研)科學(xué)家利用活體卵子及皮膚成纖維細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室已成功克隆出了數(shù)個人體胚胎，進(jìn)而可開發(fā)出有研究價值的胚胎干細(xì)胞?；卮鹣铝袉栴}：

(1)胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，______明顯等特點(diǎn)，在功能上具有__________________________。自然狀況下的胚胎干細(xì)胞是從哺乳動物的________________________中分離出來的一類細(xì)胞。

(2)若將胚胎干細(xì)胞用于檢測有毒物質(zhì)是否引起了基因突變，在分子水平上需要采用________________________技術(shù)。

(3)通過胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可培育出人造組織器官，解決目前______________________和____________________________問題。

(4)科學(xué)家克隆人體胚胎時選用活體卵子，而不用精子，其原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等特點(diǎn)，在功能上具有發(fā)育的全能性。自然狀況下的胚胎干細(xì)胞是從哺乳動物的早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。(2)若將胚胎干細(xì)胞用于檢測有毒物質(zhì)是否引起了基因突變，在分子水平上需要采用DNA分子雜交技術(shù)。(3)通過胚胎干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，可培育出人造組織器官。目前臨床上器官移植存在兩大問題：供體器官不足和器官移植后免疫排斥。(4)科學(xué)家克隆人體胚胎時選用活體卵子，而不用精子，其原因是卵細(xì)胞較大，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，含有早期胚胎發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，也較易操作。

答案：(1)核仁發(fā)育的全能性早期胚胎或原始性腺

(2)DNA分子雜交(基因探針)

(3)臨床存在的供體器官不足器官移植后免疫排斥

(4)卵細(xì)胞含有早期胚胎發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì)；卵細(xì)胞較大，也較易操作

10．干擾素是治療癌癥的重要藥物，傳統(tǒng)方法必須從血液中提取，每升人血液中只能提取0.5μg，所以價格昂貴。美國加利福尼亞的某生物制品公司用如下圖的方式生產(chǎn)干擾素。試回答相關(guān)問題：

(1)若要使獲得的轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人干擾素，構(gòu)建的基因表達(dá)載體必須包括：乳腺蛋白基因的啟動子、人干擾素基因、終止子、________和復(fù)制原點(diǎn)等。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵最有效的方法是______________________。

(2)通常情況下，對供體和受體母牛選擇后，要用激素進(jìn)行______________。并用激素對供體母牛做________處理。

(3)為了實(shí)現(xiàn)干擾素的批量生產(chǎn)，早期胚胎進(jìn)行移植之前要進(jìn)行質(zhì)量檢測，并要求早期胚胎細(xì)胞中的性染色體組成為________。選擇發(fā)育良好的囊胚或________胚進(jìn)行移植。為了提高胚胎利用效率，可在這兩個階段進(jìn)行胚胎分割，胚胎分割可以看作動物________(填“有性”或“無性”)繁殖的方法之一。

(4)近年來，關(guān)于胚胎干細(xì)胞的研究越來越多。胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，如圖所示的細(xì)胞A和細(xì)胞B分別是________細(xì)胞、________細(xì)胞，可以從這些細(xì)胞中獲得胚胎干細(xì)胞。

解析：(1)將目的基因注入動物細(xì)胞的最有效方法是顯微注射法。(2)胚胎移植過程中要注意對供體、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理，同時要對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理，以獲得更多的后代。(3)因?yàn)樾枰獜娜橹刑崛∷幬?，所以?yīng)選擇性染色體組成為XX的雌性個體；胚胎分割是無性繁殖的方法之一。(4)通常從早期胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的原始性腺獲得胚胎干細(xì)胞。

答案：(1)標(biāo)記基因顯微注射法(2)同期發(fā)情處理超數(shù)排卵(3)XX桑椹無性(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)原始性腺

11．EPO是促紅細(xì)胞生成素(Erythropoietin)的英文簡稱，是一種激素樣物質(zhì)，可促進(jìn)體內(nèi)新紅細(xì)胞生成。人類已可通過基因工程合成EPO基因，并采用中國倉鼠卵巢(CHO)細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)來獲取產(chǎn)物。其過程如下：

請回答下列問題：

(1)從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉(zhuǎn)錄得到________，再通過PCR技術(shù)