2020版大一轮高三一轮复习系列选考总复习(浙江专版)生物讲义:第十单元 生物技术实践 第35讲 Word版含答案.docx
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1、第35讲胚胎工程考试标准加试考试标准加试1.从受精卵谈起a2.胚胎工程a考点一胚胎发育与胚胎体外培养1受精作用(1)过程:包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。(2)同种动物精卵结合的原因之一:同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白。2胚胎发育的过程受精卵:动物个体发育的起点,在输卵管内完成受精作用时已开始分裂卵裂球囊胚原肠胚3胚胎工程的概念(1)含义:在胚胎发育过程中进行的胚胎操作技术。(2)技术:主要包括体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。(3)研究对象:主要限定于高等脊椎动物,特别是哺乳动物。4体外受精和胚胎体外培养(1)精子的采集及获能
2、:从附睾中取出成熟的精子,放入培养液中培养,使其达到获能状态。(2)卵细胞的采集:最常用的方法是卵巢经超数排卵处理后,用穿刺针吸取卵泡液,取出卵母细胞,然后在体外进行人工培养,促进其成熟。(3)受精:获能的精子和成熟后的卵细胞在体外合适的环境下共同培养一段时间,便可受精。(4)受精后形成的受精卵需经早期发育培养,才能完成植入或着床,通常移植的最适宜时期是发育到8细胞以上的胚胎。(5)胚胎体外培养早期胚胎在人工创造的环境中的发育。胚胎不同发育时期需要不同成分的培养液,尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。思考讨论1填写早期胚胎发育的过程示意图,并分析2下图表示体外受精过程的一个流程图,据图思
3、考下列问题:(1)体外受精的过程主要包括卵细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精等几个步骤。(2)体外采集小鼠的卵子常用超数排卵处理法。3完善体外受精和胚胎体外培养题型一受精作用和胚胎发育1(2017西乡塘区校级期末)下列有关受精作用的叙述,错误的是()A受精时,精子和卵细胞双方的细胞核相互融合B受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半C受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同D受精卵中的染色体来自父母双方且各占一半答案B解析受精时,精子和卵细胞双方的细胞核相互融合,这也是受精作用完成的标志,A项正确;受精卵中细胞核遗传物质来自父母双方的各占一半,而细胞质遗传物质几乎全都来自母方,B项
4、错误;受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同,C项正确;受精卵中的染色体来自父母双方且各占一半,D项正确。2下图表示通过体外受精培育牛的过程,下列叙述错误的是()A获取的精子经获能后才能进行体外受精B过程只与细胞膜的流动性有关C过程的细胞增殖方式是有丝分裂D过程属于胚胎移植过程答案B解析在进行体外受精时,获取的精子需获能后才能进行体外受精;图中的过程是受精作用,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等;过程是卵裂过程,该过程的细胞增殖方式是有丝分裂;过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程,属于胚胎移植过程。题型二胚胎体外培养与克隆动物3如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁
5、殖过程,请据图回答下列问题:(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比,特有的技术手段是_技术,这两种动物繁殖的方式相比,实质性的区别为前者是_,后者是_。(2)一般用_激素对供体母牛做超数排卵处理,用_激素处理受体牛以便接受胚胎。(3)如果培育转基因荷斯坦奶牛,可采用_技术将药用蛋白基因导入到_中,在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时,常采用的方法是_技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。(4)上述技术应用于人类所得到的婴儿通常叫_,在生育方面有什么积极意义?_。答案(1)核移植无性生殖有性生殖(2)促性腺孕(3)显微注射受精卵DNA分子杂交(4)试管婴儿解决患不孕不育症夫妇的生
6、育问题解析动物克隆的技术手段主要是核移植,而图示技术手段为体外受精(其实质是有性生殖)。为使图示技术流程顺利完成,一般用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵,用孕激素处理受体牛使其易接受胚胎并利于胚胎着床。4据第三次全国大熊猫野外种群调查,全世界野生大熊猫不足1 600只,因此,如何保护和繁殖大熊猫是亟待解决的问题,现设计如下繁殖过程。请回答下列问题:(1)“克隆熊猫”培育技术为胚胎干细胞核移植,培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控_发育的作用。图中A过程是_;为了抑制细胞分化,要在培养皿底部制备一层细胞(如胚胎成纤维细胞),称为_。(2)图中激素处理可使供体_,从而可培育更多的早期胚胎。代孕受
7、体在移植前需要经过_处理,以便早期胚胎成功植入或着床。(3)下列对象中,通常不适合胚胎移植的是_。A受精卵 B八细胞胚C桑椹胚 D早期囊胚(4)为了繁殖更多后代,可以通过_技术,产生同卵多仔。下列关于该技术的叙述中,错误的是_。A增加胚胎数量,快速繁殖B同卵多仔的表现型一定相同C该技术涉及显微操作技术D可以采用相关酶处理卵裂球答案(1)细胞核(胚胎干)细胞培养饲养层(2)超数排卵同期发情(3)A(4)胚胎分割(和移植)B解析(1)重组细胞中,卵细胞质中的一些蛋白因子会逐渐替换掉细胞核中阻碍核基因表达的调节蛋白,促进其全能性的表达;A过程是将囊胚的内细胞团细胞胚胎干细胞取出进行培养的过程;培养皿
8、底部的一层细胞称为饲养层,可促进胚胎干细胞生长而抑制其分化。(2)图中激素处理供体,会促进其超数排卵,受精后产生更多胚胎;为了给移植胚胎创造良好的孕育条件,应对代孕母畜进行同期发情处理。(3)受精卵直接移植成功率不高,通常会先进行胚胎体外培养,然后对早期胚胎进行筛选,选择健康的胚胎进行移植,以提高成功率。不同动物移植的最佳时期有差异,因此将受精卵培养到什么阶段视物种而定。(4)胚胎分割能够使一个胚胎分割成几个胚胎,从而增加繁殖量;胚胎分割处理的是早期胚胎,体积非常小,需要显微操作,可用切割针或切割刀进行切割,也可采用酶消化的方法,使胚胎数量在原来的基础上明显增加,虽然这些胚胎来自同一受精卵,遗
9、传物质相同,但环境因素对其性状表现也有一定的影响,故表现型未必完全一致。克隆动物、试管动物与转基因动物的比较项目克隆动物试管动物转基因动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术,且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎考点二胚胎移植、胚胎分割及胚胎干细胞1胚胎移植(1)概念:指将经济价值较高、遗传性状优良的母畜,经过激素处理,使其超数排卵后受精,然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内,通过代孕母妊娠产仔的
10、技术。(2)供体:指提供胚胎的动物。(3)受体(代孕母):接受胚胎的动物。(4)过程:供体母畜早期胚胎同期发情排卵、但未经配种的受体的相应部位后代。(5)意义:胚胎工程中获得后代的唯一方法。2胚胎分割(1)概念:借助显微操作技术将早期胚胎切割成几等份,再移植到代孕母子宫中发育,产生同卵多仔后代的技术。(2)基本过程:良种母牛取出,早期胚胎分割的胚胎或细胞受体后代。(3)意义:可成倍增加胚胎数量,是一种快速繁殖良种畜的方法。3胚胎干细胞(1)来源:囊胚内细胞团。(2)培养:一般用胚胎成纤维细胞作饲养层培养胚胎干细胞,这样可以满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞的分化。(3)获取:把胚胎干细胞放到有
11、饲养层的培养液中培养,直到内细胞团突出饲养层外,用酶消化或机械剥离内细胞团,再把它用酶消化成单个细胞,置于新鲜培养液中培养。(4)应用:胚胎干细胞核移植:把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。用干细胞克隆器官,为器官移植提供器官。思考讨论1胚胎移植分析(1)“供体”与“受体”的确定:提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”;供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。(2)实质:胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变。(3)优势:可以充分发挥雌性优良个体
12、的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。(4)胚胎移植过程中两次使用激素,第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体进行处理使其超数排卵。(5)胚胎移植产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛,性别取决于公牛提供何种类型的精子,与受体牛没有关系。2胚胎分割分析(1)胚胎分割对囊胚阶段的胚胎进行分割时,必须将内细胞团均等分割:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育成胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养层细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,含内细胞团少的部分发育不良,甚至不能发育等问题。(2)胚胎移植是有性生殖还
13、是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成的。3用于移植的胚胎来源及生殖方式(1)核移植无性繁殖。(2)体外受精有性生殖。(3)体内受精冲卵移植有性生殖。4滋养层与饲养层的关系(1)滋养层:囊胚时期沿透明带内壁扩展和排列的、个体较小的细胞,滋养层最终发育成胚胎的附属结构或胚外结构。(2)饲养层:饲养层细胞一般为胚胎成纤维细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。题型一胚胎移植、胚胎分割的过程分析1胚胎工程可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。原因不包括()A用促性腺激素促进良种雌畜超数排卵B用普通雌畜代孕,缩短良种雌畜的繁殖周期C胚胎分割移植进一步
14、扩大繁殖D良种公畜周期发情,与多头雌畜配种答案D解析用促性腺激素促进良种雌畜超数排卵,可以发挥雌性个体的繁殖潜能,A项错误;用普通雌畜代孕,缩短良种雌畜的繁殖周期,可以发挥雌性个体的繁殖潜能,B项错误;胚胎分割移植进一步扩大繁殖,可以发挥雌性个体的繁殖潜能,C项错误;良种公畜周期发情,与多头雌畜配种,这体现了雄性个体的繁殖潜能,D项正确。2下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是()A胚胎移植可以定向改造动物的遗传性状,需移植到发情的母牛子宫内发育BA细胞不一定是受精卵细胞C两个胚胎具有不同的遗传物质D图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段答案B解析胚胎移植不能定向改造动
15、物的遗传性状;和两个胚胎是由同一受精卵发育而来的,其遗传物质相同;在胚胎分割移植时,需用早期胚胎,胚胎未发育到原肠胚阶段;A细胞也可以是核移植的重组细胞。题型二胚胎操作技术的综合应用及胚胎干细胞3下列有关胚胎工程及其应用的叙述中,错误的是()A体外受精和胚胎发育的研究为胚胎工程提供了理论基础B胚胎移植技术可在畜牧业生产中加速育种进程C桑椹胚、囊胚是进行胚胎分割的最佳时期D促进动物超数排卵的激素主要是垂体产生的促性腺激素答案A解析哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的研究为胚胎工程提供了理论基础,A项错误;胚胎移植技术可在畜牧业生产中加速育种进程,B项正确;胚胎分割时,应选择形态正常、发育良好的早期胚
16、胎(桑椹胚或囊胚),C项正确;促进动物超数排卵的激素主要是垂体产生的促性腺激素,D项正确。4下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究,下列相关叙述不正确的是()A过程用饲养层培养ES细胞时,需要加入动物血清B过程中ES细胞正常发育成图中胎儿,体现了ES细胞的全能性C过程可直接将褐毛基因片段通过显微注射法导入ES细胞中D过程利用免疫缺陷的小鼠的目的是使受体不对移植的组织细胞产生免疫反应答案C解析是动物细胞培养技术,需要加入血清,A项正确;ES细胞正常发育成图中胎儿,体现了ES细胞的全能性,B项正确;过程将目的基因导入胚胎干细胞前需构建重组DNA分子,再通过显微注射法导入ES细胞中,C项
17、错误;免疫缺陷的小鼠不会对移植细胞产生免疫反应,D项正确。模拟演练1牛胚胎移植的基本程序如下图所示,下列说法错误的是()A供体母牛的主要职能是产生具有优良性状的胚胎B图中a指的是超数排卵,可用促性腺激素C为了提高牛胚胎的利用率,常采用的方法是胚胎分割移植D供体和受体(代孕母牛)要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应答案D解析胚胎移植的目的是发挥雌性优良个体的繁殖潜力;胚胎分割是将一个胚胎分成多份,从而提高了优良胚胎的利用率;胚胎移植过程不同于器官移植,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,不需要进行免疫检查。2下列关于动物克隆和胚胎工程技术的叙述中,正确的是()A克隆“多莉”时获取乳
18、腺细胞,可取其核与卵细胞直接构建重组卵细胞B经培养得到小鼠成纤维细胞,可直接用于细胞克隆时支持生长C经胚胎分割得到多个胚胎,可直接移植到受体代孕产仔D经超数排卵并配种后获取受精卵,可直接移植到受体代孕产仔答案C解析构建核移植的重组细胞时,“核”应与发育至M中期的去核卵细胞重组;细胞克隆时支持生长的小鼠成纤维细胞是经射线照射、本身失去增殖能力的;取出的受精卵需培育至桑椹胚或囊胚期方可移植。3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
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