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2019-2020年高考生物一輪復習 第3講 胚胎工程 1．分析下面圖解判斷以下哪一項不是精子、卵細胞發(fā)生的區(qū)別 (　　) A．初級精母細胞、初級卵母細胞的形成時間 B．MⅠ和MⅡ的時間連續(xù)性 C．成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形 D．成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量 解析　初級精母細胞是雄性動物初情期開始后，才由精原細胞分裂形成的，而初級卵母細胞是在胎兒期性別分化后形成的。精子的產(chǎn)生過程中，MⅠ和MⅡ是連續(xù)的，而卵細胞產(chǎn)生通過MⅠ形成次級卵母細胞，在精子與卵子的結合過程中才完成MⅡ。精子細胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細胞不需要變形。成熟的精子和卵細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成，都含有相當于親本體細胞一半的染色體數(shù)目。 答案　D 2．目的基因導入胚胎干細胞的過程。下列有關敘述不正確的是 (　　) A．過程Ⅰ的研究利用了胚胎干細胞具有全能性的特點 B．過程Ⅰ中，囊胚的后一個階段形成了內(nèi)、中、外三個胚層及兩個囊胚腔 C．過程Ⅱ中可用顯微注射法將目的基因導入胚胎干細胞 D．過程Ⅱ中需要用到的工具酶有限制酶、DNA連接酶 解析　過程Ⅰ利用了細胞的全能性。囊胚的后一個階段是原腸胚，具有內(nèi)、中、外三個胚層和原腸腔、囊胚腔兩個囊腔。過程Ⅱ中，將目的基因導入動物受體細胞常用的方法是顯微注射法，基因工程中常用的工具酶有限制酶、DNA連接酶。 答案　B 3．近年來發(fā)展起來的胚胎工程技術為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機，如圖為經(jīng)體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質奶牛的過程。下列說法正確的是 (　　) A．體外受精所需的成熟卵細胞可以從母體卵巢中直接獲取，但在受精前要對精子進行獲能處理 B．進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育到原腸胚時期的胚胎進行操作 C．胚胎分割的方法只能用分割針在顯微鏡下將胚胎均等分割成若干份 D．移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是受體子宮對外來胚胎幾乎不發(fā)生排斥反應 解析　從母體卵巢中得到的卵子還不成熟，要在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才具有與精子結合的能力。進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育到桑椹胚或囊胚時期的胚胎進行操作。進行胚胎分割時，還可以采用分割刀片將胚胎切開。同一物種的生理狀況和生殖狀況相同，才能進行胚胎移植。 答案　D 4．動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎，如圖所示，a、b、c表示現(xiàn)代工程技術，①、②、③表示其結果，下列說法正確的是 (　　) A．若a是核移植技術，①反映了動物細胞也具有全能性 B．若c是胚胎分割技術，③中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同 C．①②③中作為受體的動物品種是珍稀的或存量少的雌性動物 D．若b是體外受精技術，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能 解析　動物體細胞核移植技術說明動物細胞的細胞核具有全能性。通過胚胎分割技術得到的胚胎其基因型是相同的，發(fā)育成的個體的基因型也是相同的，但是，胚胎在發(fā)育過程中，會受到環(huán)境條件的影響，表現(xiàn)型可能有所不同。一般作為受體的雌性動物必須是同一物種的。若b是體外受精技術，可以采集大量卵細胞和精子，在體外通過人工授精，再進行胚胎的早期培養(yǎng)獲得大量良種胚胎。 答案　D 5．xx年，英國“試管嬰兒之父”羅伯特愛德華茲獲得了諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。下面是試管嬰兒培育過程示意圖。下列有關敘述，不正確的是 (　　) A．過程①中可通過注射促性腺激素增加排卵數(shù)量 B．過程②在培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液中就可以完成 C．過程③的培養(yǎng)液中應該添加動物血清 D．過程④成功的條件之一是受體對供體胚胎沒有排斥 解析　在完成過程②之前，需要將采集的精子放在人工合成的獲能液中培養(yǎng)一段時間，完成精子的獲能。獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子一般情況下在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精。 答案　B 6．請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關的問題。 (1)精細胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的________能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。 (2)某動物排卵時，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時卵子處于________卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂________期時，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體，則表明________已完成。 (3)動物的早期胚胎移植到同種且________與供體相同的動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用________激素對供體進行處理，其目的是獲得更多的________，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時，發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色，其原因是活細胞膜___________________________________________。 (4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質完全相同的兩個新個體，可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進行________處理，再植入到受體內(nèi)。若要對早期胚胎進行長期保存，應將其置于________條件下。 解析　本題考查精子、卵子的發(fā)生及受精作用的有關知識。熟記相關知識是正確解答該題的關鍵。(1)頂體內(nèi)含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。(2)動物排卵時處于減數(shù)第一次分裂的細胞稱為初級卵母細胞，處于減數(shù)第二次分裂中期的細胞才具備受精能力，受精完成的標志是在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體。(3)胚胎移植時受體的生理狀態(tài)要和供體的一致，才能保證胚胎成活。為了獲得更多的早期胚胎，常用促性腺激素對供體進行處理，其目的是獲得更多的卵母細胞。細胞膜具有選擇透過性，活胚胎細胞不能被染色的原因是細胞膜對染料的吸收具有選擇性。死細胞會被染色，是因為細胞膜失去選擇透過性。(4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質完全相同的兩個新個體，常用的方法是胚胎分割，注意胚胎分割一定要均勻。生物學中常采用液氮冷凍的方法保存早期胚胎和生殖細胞。 答案　(1)頂體酶　(2)初級　中　受精　(3)生理狀態(tài)　促性腺　卵母細胞　對物質的吸收具有選擇性　(4)胚胎分割　冷凍(或液氮) 7．甲圖為牛胚胎移植示意圖，乙圖為胚胎發(fā)育某時期示意圖。請據(jù)圖回答： (1)牛胚胎移植程序中，②用______________處理使供體母牛超數(shù)排卵。沖卵的實質是獲得____________。 (2)如果對胚胎進行分割移植時，胚胎應發(fā)育到________或________階段。 (3)乙圖中1是________，4是________；將來發(fā)育成胎兒各種組織的是[　]________。 (4)胚胎移植時，早期胚胎從供體中收集的生理基礎是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 答案　(1)促性腺激素　早期胚胎　(2)桑椹胚　囊胚 (3)滋養(yǎng)層　囊胚腔　2　內(nèi)細胞團(數(shù)字與對應漢字都對才可)　(4)早期胚胎形成后，未與母體子宮建立聯(lián)系，處于游離狀態(tài) 8．胚胎工程技術包含的內(nèi)容很豐富，如圖是胚胎工程技術研究及應用的相關情況，其中供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛，供體2是黃牛，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)應用1中獲得的小牛，其遺傳物質來源于________，細胞B的名稱是______。 (2)應用2中牛完成體內(nèi)受精的場所是________，剛種植在子宮內(nèi)的胚胎其發(fā)育程度一般為________，胚胎種植后可以通過________從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質。這種試管牛的產(chǎn)生，采用的胚胎工程技術有________________________(至少答出2種)等。 (3)應用3中細胞C、D分別取自________、________。 (4)應用4中通過________技術獲得二分胚①和②，同時，可以通過取樣________進行分子水平的早期胚胎性別鑒定；也可以在細胞水平上通過對________的分析進行性別鑒定。 解析　(1)從圖示可看出應用1中獲得的小牛，其遺傳物質來源于供體1和供體2，細胞B為處于MⅡ期卵母細胞。(2)體內(nèi)受精的場所為輸卵管。胚胎移植一般選擇桑椹胚或囊胚進行移植，胚胎種植后可以通過胎盤從母體獲得正常發(fā)育所需要的物質，試管牛應用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術手段。(3)細胞C來自生殖腺，而細胞D來自早期胚胎，利用胚胎分割可獲得多胚，利用滋養(yǎng)層的細胞可進行早期胚胎性別鑒定，也可通過對染色體的分析進行性別鑒定。 答案　(1)供體1和供體2　MⅡ期卵母細胞(或減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞)　(2)輸卵管　桑椹胚或囊胚　胎盤　體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植　(3)原始性腺(或生殖腺) 　早期胚胎(囊胚的內(nèi)細胞團)　(4)胚胎分割　滋養(yǎng)層　染色體(或性染色體) 9．據(jù)報道，中山大學中山眼科中心主任任葛堅領導的研究小組將猴子的皮膚干細胞注射到小鼠的囊胚里，再將囊胚移入代孕鼠體內(nèi)發(fā)育形成猴鼠嵌合體——猴鼠，用于角膜等器官的移植研究，請回答問題。 (1)胚胎干細胞體外培養(yǎng)誘導分化可形成大量皮膚干細胞，其原因是________________________________________________________________________。 根據(jù)胚胎干細胞的這種功能特性，當我們身體的某一類細胞功能出現(xiàn)異常或退化時，利用胚胎干細胞的治療思路是 _______。 (2)囊胚期時，胚胎細胞開始出現(xiàn)分化，有些細胞個體較小，將來只能發(fā)育成胎膜和胎盤，這類細胞稱為________。因此，應將猴子的皮膚干細胞注射到小鼠囊胚的________部位，以伴隨其發(fā)育成某種組織。 (3)將囊胚移入代孕鼠體內(nèi)屬于________技術，此技術對代孕受體的要求是________________________。在畜牧生產(chǎn)中采用這種技術的優(yōu)勢主要是________，若想進一步提高胚胎的利用率，可采用________技術。 解析　 (1)胚胎干細胞具有全能性，在體外培養(yǎng)時可以誘導分化形成不同的體細胞，因此可以通過誘導胚胎干細胞(ES或EK細胞)定向分化來及時修補身體中功能出現(xiàn)異?；蛲嘶募毎?2)囊胚期時，胚胎細胞開始分化為滋養(yǎng)層細胞和內(nèi)細胞團細胞，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤，內(nèi)細胞團細胞具有全能性，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。因此，應將猴子的皮膚干細胞注射到小鼠囊胚的內(nèi)細胞團部位，以伴隨其發(fā)育成某種組織。(3)將囊胚移入代孕鼠體內(nèi)屬于胚胎移植技術，此技術對代孕受體的要求是同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物。在畜牧生產(chǎn)中采用這種技術的優(yōu)勢主要是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，若想進一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術。 答案　(1)胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性　通過誘導胚胎干細胞(ES或EK細胞)定向分化來及時修補　 (2)滋養(yǎng)層細胞　內(nèi)細胞團　(3)胚胎移植　同種、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物　可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力　胚胎分割 10．請回答有關下圖的問題。 (1)圖甲中①～⑤所示的生物工程為________。該工程是指以________作為基礎，通過________修飾或基因合成，對現(xiàn)有________進行改造，或制造出一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。 (2)圖甲中序號④所示過程叫做________，該過程遵循的堿基互補配對原則不同于翻譯過程的是________(請將模板鏈上的堿基寫在前)。 (3)如圖乙，一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，在基因尾端還必須有[2]________；圖中[3]________的作用是為了鑒 別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。 (4)若欲通過乳腺生物反應器生產(chǎn)預期蛋白質，則構建基因表達載體時，圖乙中序號[1]代表的是______；且在圖甲中⑨過程之前，要對精子進行篩選，保留含性染色體______的精子。 (5)為獲得較多的受精卵進行研究，圖甲中⑥過程一般用激素對供體做________處理；為提高培育成功率，進行⑩過程之前，要對________動物做________處理。若圖甲中的卵母細胞來自從屠宰場收集的卵巢，則其在⑧之前需進行體外培養(yǎng)到________期方能受精。 (6)用________技術處理發(fā)育到________期或囊胚期的早期胚胎，可獲得同卵雙胎或多胎。若是對囊胚進行處理，要注意將________均等分割。 答案　(1)蛋白質工程　蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系　基因　蛋白質　(2)逆轉錄　A－T　(3)終止子　標記基因　(4)乳腺蛋白基因的啟動子　X (5)超數(shù)排卵　供、受體　同期發(fā)情　減數(shù)第二次分裂中 (6)胚胎分割　桑椹胚　內(nèi)細胞團