备考2023年高考生物学二轮复习19 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
一、单选题
1.(2022高二下·常州期末)胚胎工程技术能够充分挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法。如图是育种工作者采用不同方法培育良种牛的过程(a~h为操作过程),下列相关叙述正确的是( )
A.为获得大量的精子,需用促性腺激素处理良种公牛
B.采集的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理
C.若要生产高产奶牛,需取③处细胞做DNA分析鉴定性别
D.转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程
【答案】D
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、要获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛,促进其超数排卵,雄性个体本身能获得大量的精子,不需要激素处理,A错误;
B、对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法,即将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能;对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液,B错误;
C、要生产高产奶牛,可取①滋养层细胞处细胞做DNA分析性别鉴定,取雌性胚胎移植,C错误;
D、据题图可知,转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程,D正确。
故答案为:D。
【分析】胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
2.(2022高二下·重庆市月考)下列有关胚胎工程说法正确的是( )
A.运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆
B.胚胎工程的理论基础是胚胎发育
C.原肠胚时期细胞从透明带中破壳而出叫孵化
D.受精的标志是出现两个极体
【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精;动物胚胎发育的过程;胚胎移植;胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、运用胚胎移植技术培育的试管牛属于有性生殖,不属于动物克隆范畴,A错误;
B、胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律,B错误;
C、胚胎发育到囊胚时期,胚胎从透明带中伸展出来,这一过程叫孵化,C错误;
D、受精完成的标志是在透明带和卵黄膜之间出现两个极体,D正确。
故答案为:D。
【分析】胚胎工程
(1)操作对象:动物早期胚胎或配子。
(2)处理技术:如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
(3)特点:经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
(4)理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
(5)实质:在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
3.(2022高二下·龙岩期中)据报道,世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛,实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种,下列叙述正确的是( )
A.体外受精需要对精子进行获能处理使其获得能量后,才能受精
B.可用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后,让其自行繁衍
C.用胚胎分割技术对桑葚胚阶段的胚胎进行分割,要注意将内细胞团均等分割
D.这样人工繁育的种群与野生种群相比,遗传多样性降低且野外生存能力下降
【答案】D
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、体外受精需要对精子进行获能处理使其具有受精的能力,才能受精,而不是获得能量,A错误;
B、用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后,由于后代均为雌性,因此不能让其自行繁衍,B错误;
C、对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,C错误;
D、这样人工繁)的种群与野生种群相比,遗传多样性降低,野外生存能力下降,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、在体外受精过程中,需要让精子获能,让精子获得受精的能力。
2、将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
3、胚胎分割过程中需要对囊胚时期的内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4、生物的多样性是指生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
4.(2021高三上·浙江期中)下列关于胚胎工程中涉及到的技术方法及其应用,叙述正确的是( )
A.体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植是胚胎工程各项技术的必须环节
B.胚胎分割可得到多个遗传物质相同胚胎,可用于研究遗传-环境的相互作用
C.体外受精得到的胚胎须发育到囊胚阶段才能移植到输卵管
D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,易诱导胚胎干细胞分化
【答案】B
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、胚胎移植是胚胎工程各项技术的必须环节,A错误;
B、来自同一胚胎的后代,具有相同的遗传物质,所以胚胎分割可得到多个遗传物质相同胚胎,可用于研究遗传-环境的相互作用,B正确;
C、体外受精需要受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段就能移植入母体子宫,C错误;
D、在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化,D错误。
故答案为:B。
【分析】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,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
5.(2022高二下·太原期中)下列关于利用胚胎工程技术进行人类试管婴儿培育的叙述,错误的是( )
A.采集到的成熟精子经获能处理后才具有受精能力
B.经促排卵处理后,从卵巢中取出的卵母细胞需要经过培养成熟才能受精
C.利用药物改善子宫内膜的机能,可提高胚胎的着床率
D.试管婴儿受精卵中的染色体和DNA均由精子和卵子各提供一半
【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精;体外受精
【解析】【解答】A、根据分析可知,采集到的成熟精子经获能处理后才具有受精能力,A正确;
B、在输卵管中,是未成熟的卵母细胞,需体外培养成熟至减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合,B正确;
C、利用药物改善子宫内膜的机能,可提高胚胎的着床率,C正确;
D、受精卵中的染色体由精子和卵细胞各提供一半,但DNA来自卵细胞的多于来自精子的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。
(1)准备阶段1精子获能。刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
(2)准备阶段2卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
2、试管婴儿技术是指通过人工操作是卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
6.(2021高二下·福州期中)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B.细胞III只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C.受精时,精子发生的顶体反应可防止多精入卵
D.培育转基因动物通常选择细胞IV作为受体细胞
【答案】C
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、据图可知,初级卵母细胞形成次级精母细胞的过程需要促性腺激素的调节,A正确;
B、细胞III为次级卵母细胞,减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的,B正确;
C、受精时,精子发生的顶体反应不能防止多精入卵,卵黄膜封闭作用可以防止多精入卵,C错误;
D、动物细胞的受精卵全能性高,因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞,D正确。
故答案为:C。
【分析】根据题意和图示分析可知:图中细胞Ⅰ为卵原细胞,细胞Ⅱ为经过复制的初级卵母细胞,细胞Ⅲ可表示次级卵母细胞,细胞Ⅳ是经过受精作用形成的受精卵,受精卵进行的是有丝分裂。
7.(2021高三上·驻马店月考)近年来,间充质干细胞被广泛应用到了器官修复的临床研究中,2021年4月“干细胞注射竟长出牙槽骨”的新闻被刷上了热搜,大家直呼“我的牙有救了!”。下列有关说法错误的是( )
A.干细胞是非特定化的细胞,具有发育的全能性
B.干细胞在形态上表现为体积小,细胞核小,核仁不明显
C.牙槽骨能成功长出来的实质是基因的选择性表达
D.干细胞还可以应用于器官移植
【答案】B
【知识点】干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、干细胞具有连续分裂分化的能力,属于非特定化的细胞,具有发育的全能性,A正确;
B、干细胞在结构上表现为体积较小,细胞核大,核仁明显,B错误;
C、由干细胞长出牙槽骨是基因选择性表达的结果,C正确;
D、应用干细胞可以用于器官移植以及治疗多种疾病,D正确。
故答案为:B。
【分析】干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三种类型。胚胎干细胞的特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
8.(2022高三上·望奎月考)下列有关试管婴儿、试管动物和体外受精的叙述,正确的是( )
A.通过试管婴儿繁育后代的过程属于有性生殖
B.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精等
C.试管婴儿能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子
D.从雌性体内采集的卵子或卵母细胞均需体外培养后,才能与获能的精子受精
【答案】A
【知识点】体外受精
【解析】【解答】A、试管婴儿是指通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体,因此属于有性生殖,A正确;
B、试管牛所采用的技术中不包含克隆技术,B错误;
C、试管婴儿能解决部分不孕不育症,但不能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子,C错误;
D、在输卵管获得的卵子可直接与获能的精子受精,在卵巢内采集的卵母细胞需体外培养后,才能与获能的精子受精,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、试管动物技术是通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
2、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是:用促性腺激素处理使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
9.(2022高一下·南阳期中)某个女性的线粒体携带某种严重致病基因,她的前两个孩子因患该线粒体病夭亡。后来她接受一个健康女性捐赠的卵细胞,生育了一个拥有“三亲”的婴儿,培育过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“三亲”婴儿的染色体有69条
B.该女性线粒体上的致病基因会遗传给女儿,不会遗传给儿子
C.“三亲”婴儿拥有来自三个人的基因,母亲提供卵细胞核基因,捐赠者提供细胞质基因,父亲提供细胞核基因和极少量细胞质基因
D.捐赠者提供的是卵细胞B,母亲提供的是卵细胞A
【答案】C
【知识点】胚胎移植;体外受精;胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、三亲婴儿是由受精作用而来,体细胞内的染色体数目为46条,A错误;
B、细胞质为母系遗传,后代无论男女都患病,B错误;
C、三亲婴儿是由母亲的细胞核和捐献者的细胞质构成的重组卵细胞与父亲的精子受精而来,则其遗传物质拥有来自三个人的基因,母亲提供卵细胞核基因,捐赠者提供细胞质基因,父亲提供细胞核基因和极少量细胞质基因,C正确;
D、根据捐献者提供细胞质可知,母亲是卵细胞B,捐献者是卵细胞A,D错误。
故答案为:C。
【分析】据图分析:图中首先对卵母细胞A去核,对卵母细胞B去核,然后进行细胞核移植,再经过体外受精作用形成受精卵,通过早期胚胎培养形成早期胚胎,最后进行胚胎移植。
10.(2022高二下·广州期中)下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是( )
A.受精完成并开始发育的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
B.受精卵在输卵管内进行卵裂形成桑葚胚的过程中,细胞数量增加但胚胎总体积并不增加
C.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期阶段
D.胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化,随后发育形成三个胚层
【答案】B
【知识点】动物胚胎发育的过程;体外受精
【解析】【解答】A、在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体,说明卵细胞已经完成了受精,这是判断卵细胞是否受精的重要标志,不是判断开始发育的标志,A错误;
B、形成的受精卵在输卵管内开始进行卵裂,卵裂过程中,每个细胞的体积不断缩小,细胞的总体积基本不变或略有缩小,故卵裂过程中细胞数量增加但胚胎总体积基本不增加,B正确;
C、孵化是指囊胚从透明带出来,孵化后进入原肠胚阶段,C错误;
D、细胞分化开始于囊胚时期,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、受精的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体)。
2、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
11.(2022高二下·洛阳期中)用胚胎干细胞(ES细胞)定向诱导分化出人造组织器官进行自体移植,可以解决临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。如图表示胚胎干细胞分离和定向诱导分化的流程图,其中①~④为细胞或细胞结构,I~YI为操作过程,下列叙述与图中不相符的是( )
A.图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、动物细胞培养技术
B.图中ES细胞是由④分离来的,此外还可以从原始性腺中分离
C.过程V的结果多种多样即可体现ES细胞具有发育的全能性
D.ES细胞在形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点
【答案】C
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、结合分析可知,图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、细胞培养技术,A正确;
B、图中ES细胞是由④内细胞团分离来的,此外还可以从原始性腺中分离,B正确;
C、V的结果是形成不同种类的细胞,原因在于基因的选择性表达,C错误;
D、ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显等特点,D正确。
故答案为:C。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
12.(2022·浙江模拟)已知M基因在动物A的肝细胞中特异性表达出M蛋白。现设计实验,将外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.对成纤维细胞进行营养限制性培养的目的是促进细胞增殖
B.可以制备M蛋白的单克隆抗体来确定克隆动物A中M基因是否失活
C.从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显
D.在进行成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液
【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术;单克隆抗体的制备过程;胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、对成纤维细胞进行营养限制性培养的目的是减弱代谢活动,以利于细胞核的一系列变化和细胞融合后基因表达的分子开关的启动,A错误;
B、可制备M蛋白的单克隆抗体来确定克隆动物A中M基因是否失活,具体做法应该是取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原-抗体杂交,B正确;
C、从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显,具有发育的全能性,C正确;
D、在进行成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,可防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、基因工程的基本步骤:(1)目的基因的获取;(2)因表达载体的构建;(3)目的基因导入受体细胞;(4)目的基因的检测和鉴定。
2、动物细胞培养要保证无菌、无毒的环境。保证无菌要做到:①对培养基和培养用具进行严格灭菌处理,②在培养液中添加抗生素;保证无毒应定期更换培养液,以免代谢产物积累对动物细胞自身造成损伤。
3、体细胞核移植成功率低的原因是体细胞的分化程度高,细胞核的全能性相对较低,诱导其全能性难度较大;胚胎干细胞的特点是细胞体积小、细胞核较大、核仁明显,功能上具有发育的全能性。
4、单克隆抗体的制备过程:将已免疫的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动物细胞融合,经过一次筛选得到成功融合的杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞产生的抗体类型进行筛选,得到产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞,将其注射到小鼠腹腔中或在体外培养,最终得到单克隆抗体
13.(2022·鞍山模拟)不孕不育症是人类面临的全球性问题,男性的无精症占不孕不育病例中的10%一15%。科研人员利用下图所示的流程,将小鼠多能干细胞(PC)诱导成为精子,并成功与卵细胞受精,得到正常后代。下列叙述正确的是( )
A.PSC诱导形成精子的过程中,不会发生细胞染色体数目的变化
B.步骤①只能加入一个分化出的精子,以避免多个精子和卵细胞融合
C.上述流程中利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
D.通过上述流程,可避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代
【答案】C
【知识点】胚胎移植;体外受精;胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、小鼠多能干细胞(PC)诱导成为精子,并成功与卵细胞受精,得到正常后代(染色体数目与体细胞相同),说明诱导形成精子的过程中,会发生细胞染色体数目的减半,A错误;
B、为保证受精的成功,步骤①可加入多个分化出的精子,因为卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵,B错误;
C、上述流程中包含的技术手段有动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术,C正确;
D、上述流程,不能避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代,因为白化病和红绿色盲均是单基因遗传病,上述流程中没有对胚胎进行基因检测,因而无法避免,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
2、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:
①主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子。
②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
(2)精子的采集和获能
①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。
②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。受精过程防止多精子入卵的两道屏障:
①透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应。②卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程。
14.(2022高二下·温州期末)有关动物细胞工程和胚胎工程中所用技术操作或原理正确的是( )
A.胚胎分割——在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割
B.制备单克隆抗体——应用免疫学原理对实验鼠注射特定的抗原
C.胚胎移植——应用细胞增殖原理对受体、供体母畜进行同期发情处理
D.动物细胞培养——应用酶的高效性原理对培养材料进行胰蛋白酶进行处理
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程;胚胎移植;胚胎分割
【解析】【解答】A、胚胎分割时可以选择桑椹胚,因桑椹胚细胞还没有分化,具有发育的全能性,每个细胞都能发育为一个个体,若选择囊胚进行分割,则需要在对囊胚进行分割时,将内细胞团细胞均等分割,否则影响胚胎的发育,A错误;
B、在制备单克隆抗体过程中,需要对实验鼠多次注射特定的抗原,刺激小鼠的免疫系统,进而从其体内获得产生特异性抗体的B淋巴细胞,为获得杂交瘤细胞做准备,B正确;
C、胚胎移植过程中,对供体和受体进行同期发情处理,利用的是相关激素的调节作用,促进生殖细胞的发育,C错误;
D、由于动物细胞间的主要成分是蛋白质,胰蛋白酶可以水解蛋白质,使动物细胞分散开,该方法涉及到了酶的专一性原理,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、胚胎分割:
(1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
(2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆。
(3)注意:对囊胚分割时,注意将内细胞团均等分割否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
2、单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
(3)对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
3、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
4、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
15.(2021高二上·抚松竞赛)关于胚胎分割移植说法正确的是( )
A.胚胎分割移植属于有性生殖
B.胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体
C.对囊胚阶段的胚胎进行分割时,对滋养层均分是成功关键
D.受体母牛必须是同一物种的良种
【答案】B
【知识点】胚胎分割
【解析】【解答】A、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一,A错误;
B、来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体,B正确;
C、对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团进行均等分割,C错误;
D、受体母牛只是提供胚胎发育的一个正常环境,受体母牛不一定需要是良种,只要有健康的体质和正常繁殖能力即可,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。目前以二分胚的分割和移植效率最高。胚胎分割的时期:桑樵胚或囊胚。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
二、多选题
16.(【补题】第2节 关注生殖性克隆人)下列关于生物技术与伦理问题的观点,正确的是( )
A.利用体外受精技术筛选早期胚胎的性别,设计试管婴儿
B.基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题
C.运用试管婴儿技术解决不孕问题
D.大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交
【答案】B,C
【知识点】转基因生物的安全性问题;生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、设计试管婴儿,会引起性别失调,违背伦理道德,我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎的性别,A错误;
B、应基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题,B正确;
C、运用试管婴儿技术可以解决不孕问题,C正确;
D、大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交,可能造成基因污染和环境安全,D错误。
故答案为:BC。
【分析】生物技术安全性及伦理问题:
(1)克隆人:两种不同观点,多数人持否定态度。
否定的理由:克隆人严重违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定的理由:技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度:禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆。四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)设计试管婴儿:是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的一个细胞取出,进行某些基因检测.当检测结果符合人们需要是,再把胚胎植入母体孕育。
否定的理由:把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重;早期生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余胚胎,无异于谋杀”。
肯定的理由:解决了不育问题,提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
(3)基因身份证:
否定的理由:个人基因资讯的泄漏造成基因歧视,势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
肯定的理由:通过基因检测可以及早采取预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的。
17.(2017高二下·宿迁期末)下列有关生物工程的说法中,正确的是( )
A.培育三倍体转基因鱼可以防止基因在同种个体中扩散
B.试管婴儿技术主要可以用来控制我国性别比例不平衡的问题
C.我国开展生态工程重视生态环境保护与经济效益、社会效益的结合
D.无废弃物农业符合物质循环再生的原理
【答案】A,C,D
【知识点】转基因生物的安全性问题;生态农业工程
【解析】【解答】三倍体高度不育,培育三倍体转基因鱼可以防止基因在同种个体中扩散,A符合题意;试管婴儿技术主要用来解决不孕不育问题,B不符合题意;我国开展生态工程重视生态环境保护与经济效益、社会效益的结合,C符合题意;无废弃物农业符合物质循环再生的原理,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】解答B选项,要理清试管婴儿和设计试管婴儿的区别
(1)过程不同:后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。
(2)目的不同:试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题,而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。
18.(2022高二下·盐城期末)甲图为牛胚胎移植示意图,乙图为胚胎发育某时期示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.对供体母牛注射性激素,使其超数排卵
B.甲图中冲卵的目的是获取受精卵
C.可选择发育至乙图阶段的胚胎进行移植
D.性别鉴定时,需将图乙②处细胞均等分割并对其做DNA分析
【答案】A,B,D
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、给母牛注射促性腺激素,使其超数排卵,A错误;
B、冲卵中的“卵”是指胚胎,因此冲卵的实质是获得早期胚胎,B错误;
C、乙开始出现细胞分化,是囊胚期,可选择发育至乙图阶段的胚胎进行移植,C正确;
D、胚胎分割时,需将图乙②内细胞团处细胞均等分割,性别鉴定时选择①滋养层细胞做DNA分析,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】1、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
2、 早期胚胎发育:
19.(【补题】核移植与克隆)中国科学家在世界上首次利用体细胞核移植技术成功实现了对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。下列相关叙述不正确的是( )
A.从卵巢中取出的卵母细胞可以直接作为核移植的受体细胞
B.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段进行移植
C.两只克隆猴体细胞的染色体数目及组成与核供体的完全一致
D.该实例说明了已经高度分化的动物体细胞具有发育的全能性
【答案】A,B,D
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎移植
【解析】【解答】A、从卵巢中取出的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期,才能做核移植的受体细胞,A错误;
B、胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或桑椹胚期进行移植,B错误;
C、染色体只存在于真核生物的细胞核内,两只克隆猴体细胞的染色体数目及组成与核供体的完全一致,C正确;
D、该实例说明了已经高度分化的动物体细胞核具有发育的全能性,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】(1) 体细胞核移植的大致如下:
对目的个体的体细胞进行细胞核提取;同时采集卵母细胞,在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作);将供体细胞核注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;将胚胎移入受体(代孕)个体内。获得的克隆个体的主要遗传物质来自于供体的细胞核。
(2)选用卵细胞作为受体细胞的原因:它可以提供充足的营养;操作简便;细胞质不会抑制细胞核全能性的表达) 。
(3)获得的重组胚胎进行培养后,选取处于桑椹胚和囊胚期的胚胎进行移植。体细胞核移植说明了动物细胞的细胞核具有全能性。
20.(2022高三下·辽宁开学考)在试管婴儿的培育过程中,培养有两种选择,可选择不同时期的胚胎进行移植。第一种是精卵细胞结合后在体外培养3天,成为卵裂期胚胎;第二种是让卵裂期胚胎继续发育2天,直到第5天发育成为囊胚。不是所有的卵裂期胚胎都能继续发育,有些会停止分裂,即培育失败。下列叙述中不正确的是( )
A.从卵巢中分离的卵细胞可直接在受精液中与精子完成受精作用
B.卵裂时期胚胎的总体积并不增加但细胞数量不断增加
C.体外受精后5天对胚胎的质量进行检查,以确定胚胎是否具有发育为囊胚的能力
D.培养3天的胚胎比培养5天胚胎全能性强,胚胎移植后更容易发育成完整个体
【答案】A,C,D
【知识点】动物胚胎发育的过程;体外受精
【解析】【解答】A、从卵巢中分离的卵细胞因发育程度不同,不能直接与获能精子完成受精作用,需要对卵细胞进行培养(MⅡ中期),A错误;
B、卵裂时期是在透明带内进行的所以卵裂过程细胞总数在增加,胚胎体积几乎不变,B正确;
C、体外受精后5天,胚胎已经发育为囊胚或没有发育,因此应该是体外受精后3天对胚胎的质量进行检查,以确定是否具有发育为囊胚的能力,C错误;
D、体外受精后培养3天的胚胎为卵裂期,体外受精后培养5天的胚胎为囊胚期,胚胎移植后因囊胚期发育程度更高,更容易发育成完整个体,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】胚胎早期发育:
21.(2021高二下·常州期末)为解决肾供体不足的问题,科研人员进行相应的前期研究。利用“异源囊胚补全法”在大鼠体内培育出了小鼠肾脏(过程如下图),其中Sall基因是肾脏发育的必需基因。下列叙述错误的是( )
A.过程①表明,缺失Sall基因的大鼠受精卵依然具有全能性
B.过程②的目的是让大鼠ES细胞与小鼠ES细胞发生融合
C.过程③操作之前需对代孕大鼠进行超数排卵处理
D.大鼠体内的小鼠肾脏是否全由小鼠ES细胞发育而来还需进一步鉴定
【答案】A,B,C
【知识点】动物细胞的全能性及应用;胚胎移植;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、过程①只是把缺失Salll基因的小鼠的受精卵培养为囊胚的过程,并没有形成个体,不能表明缺失Sall基因的大鼠受精卵依然具有全能性,A错误;
B、过程②的目的是表示将荧光蛋白标记的小鼠的ES细胞导入大鼠囊胚,并且使小鼠的Salll基因表达,B错误;
C、过程③操作之前只需对代孕大鼠进行同期发情处理,目的是使其具备孕育的条件,而不是为了使其超数排卵,C错误;
D、大鼠体内的小鼠肾脏是否全由小鼠ES细胞发育而来还需进一步鉴定,不能凭表型就确定,D正确。
故答案为:ABC。
【分析】动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5 )原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
三、综合题
22.(2022高二下·郑州期末)“试管婴儿”技术是指用人工的技术,将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养发育到一定时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。该技术实现了不孕夫妇当爸爸妈妈的愿望。目前,我国每年试管婴儿数量逾20万例次。试管婴儿的培育过程如图所示。回答下列问题。
(1)“试管婴儿”技术中体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。首先给不孕妻子注射 ,使其超数排卵,并将冲出的卵子培养到 期,然后与获能的精子完成体外受精。
(2)受精卵早期发育有一段时间是在透明带内进行,这一时期称为 。当早期胚胎发育到桑椹胚期时,移植到妻子的 中继续完成胚胎发育。在植入前,通常取 阶段的滋养层进行基因检测等测试。
(3)胚胎在植入前还要进行染色体检查,该项技术对人口优生的益处与对性别比例的潜在影响:①对优生的益处是有利于及时发现染色体异常遗传病,有效规避该类遗传病;②对性别比例的潜在影响是 。
(4)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是 ,同卵双胞胎性别 (填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1)促性腺激素;减数第二次分裂中
(2)卵裂;子宫;囊胚
(3)非法进行胎儿性别鉴定,容易导致人口性别比例失衡
(4)胚胎分割;相同
【知识点】人工授精、试管婴儿等生殖技术;精子、卵子的发生和体内受精;胚胎分割;生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】(1)促性腺激素能促进母体超数排卵。卵细胞则要培养到减数分裂第二次分裂中期(或MII中)才能与精子结合。
(2)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期称为卵裂期,其特点是细胞分裂方式为有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或略有缩小。
当早期胚胎发育到桑椹胚期时,移植到妻子的子宫中继续完成胚胎发育。目前,对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA。
(3)胚胎在植入母体前可以进行染色体检查,该项操作对人口优生的益处是规避染色体遗传病;对性别比例的潜在影响是可能用于选择胎儿性别,非法进行胎儿性别鉴定,容易导致人口性别比例失衡。
(4)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此采用胚胎分割移植技术可获得“同卵双胞胎”。用这种方式诞生的双胞胎,其性别相同。
【分析】1、体外受精:(1)卵母细胞的采集和培养:培养到减数第二次分裂中期才可受精。
(2)精子的采集和获能:采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。
(3)受精。
2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
23.(2022高二下·新郑期末)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES细胞或EK细胞,对于治疗某些人类顽疾提供了光明前景。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或 中分离出来的一类细胞。如要从囊胚中获得胚胎干细胞,需要从囊胚的 中获取。
(2)胚胎早期培养的培养液中除含有无机盐、有机盐、维生素激素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加 等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为 ,在功能上具有发育的 。
(4)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 。将目的基因导入胚胎干细胞前需要构建 ,其目的是 。
【答案】(1)原始性腺;内细胞团
(2)动物血清
(3)细胞体积小,细胞核大,核仁明显;全能性
(4)显微注射法;基因表达载体;使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎(囊胚期之前)或原始性腺中分离获得;可从早期胚胎的桑椹(桑葚)胚时期或囊胚期的内细胞团细胞中获得。
(2)早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性。
(4)目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法;将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用。
【分析】(1)胚胎干细胞是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性和二倍体核型,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。胚胎干细胞的形态表现为胞体小、泡状、核大。
胚胎干细胞的获得:小鼠的胚胎干细胞一般取自桑椹胚、囊胚和延迟着床的囊胚;人和猪的胚胎干细胞可从囊胚和原始生殖细胞中获得。
(2)常用的转化方法:①将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法(是双子叶植物中常用方
法,因为它易感染双子叶植物,其Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞
上。),其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
②将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。
③将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
(3)基因表达载体的构建:用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口,将目的基因插入切口处,让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后,在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
24.(2022高二下·万州月考)下图1为某哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的过程示意图,图2表示的是精子和卵子相遇,请据图回答下列问题:
(1)图1中②代表的过程是 。
(2)雄性动物精子开始产生的时期是 ,雌性动物卵泡的形成是在 时期完成的,这是精子和卵子在发生上的主要区别。
(3)图1④过程在输卵管内完成,条件是精子必须经过 处理,卵子必须达到 期。
(4)图2中,精子与卵子相遇, 内的酶释放出来,可直接溶解 之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道。当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,这个反应称为 ,它是阻止多精子入卵受精的第一道屏障。
【答案】(1)减数分裂
(2)初情期;胎儿
(3)获能;减数第二次分裂中
(4)顶体;卵丘细胞;透明带反应
【知识点】减数分裂概述与基本过程;精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】(1)图1中②为初级精母细胞分裂产生精子的过程,代表的过程为减数分裂。
(2)雄性动物精子开始产生的时期是初情期,雌性动物卵泡的形成是在性别分化以后,即胎儿时期完成的,这是精子和卵子在发生上的主要区别。
(3)图1中的④过程为精子和卵细胞受精的过程,在雌性动物的输卵管内完成;精子和卵细胞排出后都不能直接完成受精,受精作用发生的条件是精子必须经过获能处理,卵子必须达到减数第二次分裂中期。
(4)图2中,精子与卵子相遇,精子的顶体内含多种水解酶,顶体内的水解酶释放出来,可直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道。当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,这个反应称为透明带反应,它是阻止多精子入卵受精的第一道屏障。
【分析】受精过程为:
25.(2022高二下·太原期中)和牛是世界公认的高档肉牛品种,下图是通过胚胎工程培育试管和牛的过程。请回答下列问题:
(1)为了使成熟和牛排出更多的卵子,可以注射 ,但只有发育到 期的卵子才能与精子结合。体外受精前要对精子进行获能处理,常用的方法有 和 。
(2)获能的精子与卵子相遇时,首先发生 反应,使顶体内的酶释放出来。受精完成的标志是 。
(3)在胚胎移植过程中,移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是 。
(4)为了进一步提高和牛的产子率,科学家用了胚胎分割技术,应选择发育良好形态正常的 胚进行分割。如需对初期胚胎进行性别鉴定,宜取囊胚期的 细胞进行鉴定。
【答案】(1)促性腺激素;MⅡ中;培养法;化学诱导法
(2)顶体;雌雄原核的融合
(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生排斥反应
(4)桑椹胚或囊;滋养层
【知识点】胚胎移植;胚胎分割;体外受精
【解析】【解答】(1)促性腺激素的作用是促进雌性个体超数排卵,发育到减数第二次分裂中期才能进行受精。精子体外获能处理的方法有培养法和化学诱导法,化学诱导法一般将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187。
(2)获能的精子与卵子相遇时,首先发生反应顶体反应,使顶体内的酶释放出来,将透明带溶出一条通道,使精子可以前进。受精完成的标志是雌雄原核的融合。
(3)在胚胎移植过程中,移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生排斥反应,如果有排斥反应,就会导致胚胎移植失败。
(4)胚胎分割技术,应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,此时细胞全能性高,分割容易成功,但注意要将囊胚内细胞团均等分割;如需对初期胚胎进行性别鉴定,则需要获取胚胎细胞,囊胚期已经出现内细胞团和滋养层两类细胞,滋养层细胞后来发育成胎膜和胎盘,所以宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。
【分析】1、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是:用促性腺激素处理使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
4、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,要注意将内细胞团均等分割。如需对胚胎进行性别鉴定,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。
26.(2021高三上·“山水联盟”开学考)胚胎干细胞(ES细胞)介导法是转基因动物培育的途径之一,即将外源基因导入胚胎干细胞,然后将转基因的胚胎干细胞注射到受体动物胚胎,参与受体动物胚胎的构成,形成嵌合体,下图是实验过程示意图,请分析回答相关问题:
(1)图中供体胚泡是胚胎发育的 期,其由内细胞团、滋养层和 三部分组成。
(2)图中1过程要在培养皿底部制备一层 细胞,2过程常用的方法是 。
(3)图中3过程涉及的生物技术主要有 (写两种)。
(4)获得较多的嵌合体小鼠可以在移植前进行 ;5过程应该移植到受体鼠的 内。
(5)图中6过程应该选择 细胞具有外源基因的嵌合体小鼠跟野生型小鼠杂交,若干代后便可以产生纯合的转基因小鼠。
【答案】(1)囊胚;囊胚腔
(2)饲养层;显微注射
(3)克隆培养和DNA分子杂交
(4)胚胎分割;子宫角(子宫)
(5)生殖细胞
【知识点】动物胚胎发育的过程;胚胎分割;干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)图中供体胚泡是胚胎发育的囊胚期;细胞开始出现分化,聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔,故囊胚由内细胞团、滋养层和囊胚腔三部分组成。
(2)图中1培养胚胎干细胞时,一般要在培养皿底部制备一层饲养层细胞,目的是促进细胞生长(增殖),抑制细胞分化;2过程将外源基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法。
(3)采用DNA分子杂交技术能检测外源基因是否导入,故图中3过程筛选整合外源基因的ES细胞涉及的生物技术主要有克隆培养和DNA分子杂交。
(4)在胚胎移植前可通过胚胎分割技术获得较多胚胎,故获得较多的嵌合体小鼠可以在移植前进行胚胎分割;胚胎是在母体子宫内发育成新个体的,故5过程是将在体外培养的早期胚胎移植到受体鼠的子宫角(子宫)内。
(5)生殖细胞中含有外源基因会随着生殖过程传递给后代,故图中6过程应该选择生殖细胞具有外源基因的嵌合体小鼠跟野生型小鼠杂交,若干代后便可以产生纯合的转基因小鼠。
【分析】1、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔
2、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团).胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
3、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:CDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;b、终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
4、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。目前以二分胚的分割和移植效率最高。
1 / 1备考2023年高考生物学二轮复习19 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
一、单选题
1.(2022高二下·常州期末)胚胎工程技术能够充分挖掘动物的繁殖潜力,为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法。如图是育种工作者采用不同方法培育良种牛的过程(a~h为操作过程),下列相关叙述正确的是( )
A.为获得大量的精子,需用促性腺激素处理良种公牛
B.采集的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理
C.若要生产高产奶牛,需取③处细胞做DNA分析鉴定性别
D.转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程
2.(2022高二下·重庆市月考)下列有关胚胎工程说法正确的是( )
A.运用胚胎移植技术培育的试管牛属于动物克隆
B.胚胎工程的理论基础是胚胎发育
C.原肠胚时期细胞从透明带中破壳而出叫孵化
D.受精的标志是出现两个极体
3.(2022高二下·龙岩期中)据报道,世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛,实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种,下列叙述正确的是( )
A.体外受精需要对精子进行获能处理使其获得能量后,才能受精
B.可用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后,让其自行繁衍
C.用胚胎分割技术对桑葚胚阶段的胚胎进行分割,要注意将内细胞团均等分割
D.这样人工繁育的种群与野生种群相比,遗传多样性降低且野外生存能力下降
4.(2021高三上·浙江期中)下列关于胚胎工程中涉及到的技术方法及其应用,叙述正确的是( )
A.体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植是胚胎工程各项技术的必须环节
B.胚胎分割可得到多个遗传物质相同胚胎,可用于研究遗传-环境的相互作用
C.体外受精得到的胚胎须发育到囊胚阶段才能移植到输卵管
D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,易诱导胚胎干细胞分化
5.(2022高二下·太原期中)下列关于利用胚胎工程技术进行人类试管婴儿培育的叙述,错误的是( )
A.采集到的成熟精子经获能处理后才具有受精能力
B.经促排卵处理后,从卵巢中取出的卵母细胞需要经过培养成熟才能受精
C.利用药物改善子宫内膜的机能,可提高胚胎的着床率
D.试管婴儿受精卵中的染色体和DNA均由精子和卵子各提供一半
6.(2021高二下·福州期中)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节
B.细胞III只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C.受精时,精子发生的顶体反应可防止多精入卵
D.培育转基因动物通常选择细胞IV作为受体细胞
7.(2021高三上·驻马店月考)近年来,间充质干细胞被广泛应用到了器官修复的临床研究中,2021年4月“干细胞注射竟长出牙槽骨”的新闻被刷上了热搜,大家直呼“我的牙有救了!”。下列有关说法错误的是( )
A.干细胞是非特定化的细胞,具有发育的全能性
B.干细胞在形态上表现为体积小,细胞核小,核仁不明显
C.牙槽骨能成功长出来的实质是基因的选择性表达
D.干细胞还可以应用于器官移植
8.(2022高三上·望奎月考)下列有关试管婴儿、试管动物和体外受精的叙述,正确的是( )
A.通过试管婴儿繁育后代的过程属于有性生殖
B.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精等
C.试管婴儿能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子
D.从雌性体内采集的卵子或卵母细胞均需体外培养后,才能与获能的精子受精
9.(2022高一下·南阳期中)某个女性的线粒体携带某种严重致病基因,她的前两个孩子因患该线粒体病夭亡。后来她接受一个健康女性捐赠的卵细胞,生育了一个拥有“三亲”的婴儿,培育过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“三亲”婴儿的染色体有69条
B.该女性线粒体上的致病基因会遗传给女儿,不会遗传给儿子
C.“三亲”婴儿拥有来自三个人的基因,母亲提供卵细胞核基因,捐赠者提供细胞质基因,父亲提供细胞核基因和极少量细胞质基因
D.捐赠者提供的是卵细胞B,母亲提供的是卵细胞A
10.(2022高二下·广州期中)下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是( )
A.受精完成并开始发育的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
B.受精卵在输卵管内进行卵裂形成桑葚胚的过程中,细胞数量增加但胚胎总体积并不增加
C.受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的,孵化后进入囊胚期阶段
D.胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化,随后发育形成三个胚层
11.(2022高二下·洛阳期中)用胚胎干细胞(ES细胞)定向诱导分化出人造组织器官进行自体移植,可以解决临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题。如图表示胚胎干细胞分离和定向诱导分化的流程图,其中①~④为细胞或细胞结构,I~YI为操作过程,下列叙述与图中不相符的是( )
A.图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、动物细胞培养技术
B.图中ES细胞是由④分离来的,此外还可以从原始性腺中分离
C.过程V的结果多种多样即可体现ES细胞具有发育的全能性
D.ES细胞在形态上具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点
12.(2022·浙江模拟)已知M基因在动物A的肝细胞中特异性表达出M蛋白。现设计实验,将外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.对成纤维细胞进行营养限制性培养的目的是促进细胞增殖
B.可以制备M蛋白的单克隆抗体来确定克隆动物A中M基因是否失活
C.从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显
D.在进行成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液
13.(2022·鞍山模拟)不孕不育症是人类面临的全球性问题,男性的无精症占不孕不育病例中的10%一15%。科研人员利用下图所示的流程,将小鼠多能干细胞(PC)诱导成为精子,并成功与卵细胞受精,得到正常后代。下列叙述正确的是( )
A.PSC诱导形成精子的过程中,不会发生细胞染色体数目的变化
B.步骤①只能加入一个分化出的精子,以避免多个精子和卵细胞融合
C.上述流程中利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
D.通过上述流程,可避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代
14.(2022高二下·温州期末)有关动物细胞工程和胚胎工程中所用技术操作或原理正确的是( )
A.胚胎分割——在对囊胚进行分割时,要将滋养层细胞均等分割
B.制备单克隆抗体——应用免疫学原理对实验鼠注射特定的抗原
C.胚胎移植——应用细胞增殖原理对受体、供体母畜进行同期发情处理
D.动物细胞培养——应用酶的高效性原理对培养材料进行胰蛋白酶进行处理
15.(2021高二上·抚松竞赛)关于胚胎分割移植说法正确的是( )
A.胚胎分割移植属于有性生殖
B.胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体
C.对囊胚阶段的胚胎进行分割时,对滋养层均分是成功关键
D.受体母牛必须是同一物种的良种
二、多选题
16.(【补题】第2节 关注生殖性克隆人)下列关于生物技术与伦理问题的观点,正确的是( )
A.利用体外受精技术筛选早期胚胎的性别,设计试管婴儿
B.基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题
C.运用试管婴儿技术解决不孕问题
D.大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交
17.(2017高二下·宿迁期末)下列有关生物工程的说法中,正确的是( )
A.培育三倍体转基因鱼可以防止基因在同种个体中扩散
B.试管婴儿技术主要可以用来控制我国性别比例不平衡的问题
C.我国开展生态工程重视生态环境保护与经济效益、社会效益的结合
D.无废弃物农业符合物质循环再生的原理
18.(2022高二下·盐城期末)甲图为牛胚胎移植示意图,乙图为胚胎发育某时期示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.对供体母牛注射性激素,使其超数排卵
B.甲图中冲卵的目的是获取受精卵
C.可选择发育至乙图阶段的胚胎进行移植
D.性别鉴定时,需将图乙②处细胞均等分割并对其做DNA分析
19.(【补题】核移植与克隆)中国科学家在世界上首次利用体细胞核移植技术成功实现了对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。下列相关叙述不正确的是( )
A.从卵巢中取出的卵母细胞可以直接作为核移植的受体细胞
B.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段进行移植
C.两只克隆猴体细胞的染色体数目及组成与核供体的完全一致
D.该实例说明了已经高度分化的动物体细胞具有发育的全能性
20.(2022高三下·辽宁开学考)在试管婴儿的培育过程中,培养有两种选择,可选择不同时期的胚胎进行移植。第一种是精卵细胞结合后在体外培养3天,成为卵裂期胚胎;第二种是让卵裂期胚胎继续发育2天,直到第5天发育成为囊胚。不是所有的卵裂期胚胎都能继续发育,有些会停止分裂,即培育失败。下列叙述中不正确的是( )
A.从卵巢中分离的卵细胞可直接在受精液中与精子完成受精作用
B.卵裂时期胚胎的总体积并不增加但细胞数量不断增加
C.体外受精后5天对胚胎的质量进行检查,以确定胚胎是否具有发育为囊胚的能力
D.培养3天的胚胎比培养5天胚胎全能性强,胚胎移植后更容易发育成完整个体
21.(2021高二下·常州期末)为解决肾供体不足的问题,科研人员进行相应的前期研究。利用“异源囊胚补全法”在大鼠体内培育出了小鼠肾脏(过程如下图),其中Sall基因是肾脏发育的必需基因。下列叙述错误的是( )
A.过程①表明,缺失Sall基因的大鼠受精卵依然具有全能性
B.过程②的目的是让大鼠ES细胞与小鼠ES细胞发生融合
C.过程③操作之前需对代孕大鼠进行超数排卵处理
D.大鼠体内的小鼠肾脏是否全由小鼠ES细胞发育而来还需进一步鉴定
三、综合题
22.(2022高二下·郑州期末)“试管婴儿”技术是指用人工的技术,将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养发育到一定时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。该技术实现了不孕夫妇当爸爸妈妈的愿望。目前,我国每年试管婴儿数量逾20万例次。试管婴儿的培育过程如图所示。回答下列问题。
(1)“试管婴儿”技术中体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。首先给不孕妻子注射 ,使其超数排卵,并将冲出的卵子培养到 期,然后与获能的精子完成体外受精。
(2)受精卵早期发育有一段时间是在透明带内进行,这一时期称为 。当早期胚胎发育到桑椹胚期时,移植到妻子的 中继续完成胚胎发育。在植入前,通常取 阶段的滋养层进行基因检测等测试。
(3)胚胎在植入前还要进行染色体检查,该项技术对人口优生的益处与对性别比例的潜在影响:①对优生的益处是有利于及时发现染色体异常遗传病,有效规避该类遗传病;②对性别比例的潜在影响是 。
(4)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是 ,同卵双胞胎性别 (填“相同”或“不相同”)。
23.(2022高二下·新郑期末)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES细胞或EK细胞,对于治疗某些人类顽疾提供了光明前景。请回答下列与胚胎干细胞有关的问题:
(1)哺乳动物的胚胎干细胞是从早期胚胎或 中分离出来的一类细胞。如要从囊胚中获得胚胎干细胞,需要从囊胚的 中获取。
(2)胚胎早期培养的培养液中除含有无机盐、有机盐、维生素激素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加 等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为 ,在功能上具有发育的 。
(4)胚胎干细胞可作为培育转基因动物的受体细胞,目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 。将目的基因导入胚胎干细胞前需要构建 ,其目的是 。
24.(2022高二下·万州月考)下图1为某哺乳动物精子和卵细胞发生和成熟的过程示意图,图2表示的是精子和卵子相遇,请据图回答下列问题:
(1)图1中②代表的过程是 。
(2)雄性动物精子开始产生的时期是 ,雌性动物卵泡的形成是在 时期完成的,这是精子和卵子在发生上的主要区别。
(3)图1④过程在输卵管内完成,条件是精子必须经过 处理,卵子必须达到 期。
(4)图2中,精子与卵子相遇, 内的酶释放出来,可直接溶解 之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道。当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,这个反应称为 ,它是阻止多精子入卵受精的第一道屏障。
25.(2022高二下·太原期中)和牛是世界公认的高档肉牛品种,下图是通过胚胎工程培育试管和牛的过程。请回答下列问题:
(1)为了使成熟和牛排出更多的卵子,可以注射 ,但只有发育到 期的卵子才能与精子结合。体外受精前要对精子进行获能处理,常用的方法有 和 。
(2)获能的精子与卵子相遇时,首先发生 反应,使顶体内的酶释放出来。受精完成的标志是 。
(3)在胚胎移植过程中,移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是 。
(4)为了进一步提高和牛的产子率,科学家用了胚胎分割技术,应选择发育良好形态正常的 胚进行分割。如需对初期胚胎进行性别鉴定,宜取囊胚期的 细胞进行鉴定。
26.(2021高三上·“山水联盟”开学考)胚胎干细胞(ES细胞)介导法是转基因动物培育的途径之一,即将外源基因导入胚胎干细胞,然后将转基因的胚胎干细胞注射到受体动物胚胎,参与受体动物胚胎的构成,形成嵌合体,下图是实验过程示意图,请分析回答相关问题:
(1)图中供体胚泡是胚胎发育的 期,其由内细胞团、滋养层和 三部分组成。
(2)图中1过程要在培养皿底部制备一层 细胞,2过程常用的方法是 。
(3)图中3过程涉及的生物技术主要有 (写两种)。
(4)获得较多的嵌合体小鼠可以在移植前进行 ;5过程应该移植到受体鼠的 内。
(5)图中6过程应该选择 细胞具有外源基因的嵌合体小鼠跟野生型小鼠杂交,若干代后便可以产生纯合的转基因小鼠。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、要获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛,促进其超数排卵,雄性个体本身能获得大量的精子,不需要激素处理,A错误;
B、对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,一般采用培养法,即将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能;对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法,即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液,B错误;
C、要生产高产奶牛,可取①滋养层细胞处细胞做DNA分析性别鉴定,取雌性胚胎移植,C错误;
D、据题图可知,转基因牛D的培育可以经过b→f→g过程,D正确。
故答案为:D。
【分析】胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
2.【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精;动物胚胎发育的过程;胚胎移植;胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、运用胚胎移植技术培育的试管牛属于有性生殖,不属于动物克隆范畴,A错误;
B、胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律,B错误;
C、胚胎发育到囊胚时期,胚胎从透明带中伸展出来,这一过程叫孵化,C错误;
D、受精完成的标志是在透明带和卵黄膜之间出现两个极体,D正确。
故答案为:D。
【分析】胚胎工程
(1)操作对象:动物早期胚胎或配子。
(2)处理技术:如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
(3)特点:经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
(4)理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律。
(5)实质:在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
3.【答案】D
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、体外受精需要对精子进行获能处理使其具有受精的能力,才能受精,而不是获得能量,A错误;
B、用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后,由于后代均为雌性,因此不能让其自行繁衍,B错误;
C、对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,C错误;
D、这样人工繁)的种群与野生种群相比,遗传多样性降低,野外生存能力下降,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、在体外受精过程中,需要让精子获能,让精子获得受精的能力。
2、将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
3、胚胎分割过程中需要对囊胚时期的内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4、生物的多样性是指生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
4.【答案】B
【知识点】胚胎工程的概念及其技术
【解析】【解答】A、胚胎移植是胚胎工程各项技术的必须环节,A错误;
B、来自同一胚胎的后代,具有相同的遗传物质,所以胚胎分割可得到多个遗传物质相同胚胎,可用于研究遗传-环境的相互作用,B正确;
C、体外受精需要受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段就能移植入母体子宫,C错误;
D、在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化,D错误。
故答案为:B。
【分析】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,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
5.【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精;体外受精
【解析】【解答】A、根据分析可知,采集到的成熟精子经获能处理后才具有受精能力,A正确;
B、在输卵管中,是未成熟的卵母细胞,需体外培养成熟至减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合,B正确;
C、利用药物改善子宫内膜的机能,可提高胚胎的着床率,C正确;
D、受精卵中的染色体由精子和卵细胞各提供一半,但DNA来自卵细胞的多于来自精子的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。
(1)准备阶段1精子获能。刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
(2)准备阶段2卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
2、试管婴儿技术是指通过人工操作是卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
6.【答案】C
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、据图可知,初级卵母细胞形成次级精母细胞的过程需要促性腺激素的调节,A正确;
B、细胞III为次级卵母细胞,减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的,B正确;
C、受精时,精子发生的顶体反应不能防止多精入卵,卵黄膜封闭作用可以防止多精入卵,C错误;
D、动物细胞的受精卵全能性高,因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞,D正确。
故答案为:C。
【分析】根据题意和图示分析可知:图中细胞Ⅰ为卵原细胞,细胞Ⅱ为经过复制的初级卵母细胞,细胞Ⅲ可表示次级卵母细胞,细胞Ⅳ是经过受精作用形成的受精卵,受精卵进行的是有丝分裂。
7.【答案】B
【知识点】干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、干细胞具有连续分裂分化的能力,属于非特定化的细胞,具有发育的全能性,A正确;
B、干细胞在结构上表现为体积较小,细胞核大,核仁明显,B错误;
C、由干细胞长出牙槽骨是基因选择性表达的结果,C正确;
D、应用干细胞可以用于器官移植以及治疗多种疾病,D正确。
故答案为:B。
【分析】干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三种类型。胚胎干细胞的特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
8.【答案】A
【知识点】体外受精
【解析】【解答】A、试管婴儿是指通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体,因此属于有性生殖,A正确;
B、试管牛所采用的技术中不包含克隆技术,B错误;
C、试管婴儿能解决部分不孕不育症,但不能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子,C错误;
D、在输卵管获得的卵子可直接与获能的精子受精,在卵巢内采集的卵母细胞需体外培养后,才能与获能的精子受精,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、试管动物技术是通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
2、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是:用促性腺激素处理使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
9.【答案】C
【知识点】胚胎移植;体外受精;胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、三亲婴儿是由受精作用而来,体细胞内的染色体数目为46条,A错误;
B、细胞质为母系遗传,后代无论男女都患病,B错误;
C、三亲婴儿是由母亲的细胞核和捐献者的细胞质构成的重组卵细胞与父亲的精子受精而来,则其遗传物质拥有来自三个人的基因,母亲提供卵细胞核基因,捐赠者提供细胞质基因,父亲提供细胞核基因和极少量细胞质基因,C正确;
D、根据捐献者提供细胞质可知,母亲是卵细胞B,捐献者是卵细胞A,D错误。
故答案为:C。
【分析】据图分析:图中首先对卵母细胞A去核,对卵母细胞B去核,然后进行细胞核移植,再经过体外受精作用形成受精卵,通过早期胚胎培养形成早期胚胎,最后进行胚胎移植。
10.【答案】B
【知识点】动物胚胎发育的过程;体外受精
【解析】【解答】A、在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体,说明卵细胞已经完成了受精,这是判断卵细胞是否受精的重要标志,不是判断开始发育的标志,A错误;
B、形成的受精卵在输卵管内开始进行卵裂,卵裂过程中,每个细胞的体积不断缩小,细胞的总体积基本不变或略有缩小,故卵裂过程中细胞数量增加但胚胎总体积基本不增加,B正确;
C、孵化是指囊胚从透明带出来,孵化后进入原肠胚阶段,C错误;
D、细胞分化开始于囊胚时期,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、受精的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体)。
2、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
11.【答案】C
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、结合分析可知,图中所涉及的现代生物技术有体细胞核移植技术、细胞培养技术,A正确;
B、图中ES细胞是由④内细胞团分离来的,此外还可以从原始性腺中分离,B正确;
C、V的结果是形成不同种类的细胞,原因在于基因的选择性表达,C错误;
D、ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显等特点,D正确。
故答案为:C。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
12.【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术;动物细胞核移植技术;单克隆抗体的制备过程;胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、对成纤维细胞进行营养限制性培养的目的是减弱代谢活动,以利于细胞核的一系列变化和细胞融合后基因表达的分子开关的启动,A错误;
B、可制备M蛋白的单克隆抗体来确定克隆动物A中M基因是否失活,具体做法应该是取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原-抗体杂交,B正确;
C、从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显,具有发育的全能性,C正确;
D、在进行成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,可防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、基因工程的基本步骤:(1)目的基因的获取;(2)因表达载体的构建;(3)目的基因导入受体细胞;(4)目的基因的检测和鉴定。
2、动物细胞培养要保证无菌、无毒的环境。保证无菌要做到:①对培养基和培养用具进行严格灭菌处理,②在培养液中添加抗生素;保证无毒应定期更换培养液,以免代谢产物积累对动物细胞自身造成损伤。
3、体细胞核移植成功率低的原因是体细胞的分化程度高,细胞核的全能性相对较低,诱导其全能性难度较大;胚胎干细胞的特点是细胞体积小、细胞核较大、核仁明显,功能上具有发育的全能性。
4、单克隆抗体的制备过程:将已免疫的 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行动物细胞融合,经过一次筛选得到成功融合的杂交瘤细胞,再对杂交瘤细胞产生的抗体类型进行筛选,得到产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞,将其注射到小鼠腹腔中或在体外培养,最终得到单克隆抗体
13.【答案】C
【知识点】胚胎移植;体外受精;胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、小鼠多能干细胞(PC)诱导成为精子,并成功与卵细胞受精,得到正常后代(染色体数目与体细胞相同),说明诱导形成精子的过程中,会发生细胞染色体数目的减半,A错误;
B、为保证受精的成功,步骤①可加入多个分化出的精子,因为卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵,B错误;
C、上述流程中包含的技术手段有动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术,C正确;
D、上述流程,不能避免生下患有白化病、红绿色盲等遗传病的后代,因为白化病和红绿色盲均是单基因遗传病,上述流程中没有对胚胎进行基因检测,因而无法避免,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。
2、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:
①主要方法是:用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵子。
②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
(2)精子的采集和获能
①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。
②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。受精过程防止多精子入卵的两道屏障:
①透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应。②卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程。
14.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程;胚胎移植;胚胎分割
【解析】【解答】A、胚胎分割时可以选择桑椹胚,因桑椹胚细胞还没有分化,具有发育的全能性,每个细胞都能发育为一个个体,若选择囊胚进行分割,则需要在对囊胚进行分割时,将内细胞团细胞均等分割,否则影响胚胎的发育,A错误;
B、在制备单克隆抗体过程中,需要对实验鼠多次注射特定的抗原,刺激小鼠的免疫系统,进而从其体内获得产生特异性抗体的B淋巴细胞,为获得杂交瘤细胞做准备,B正确;
C、胚胎移植过程中,对供体和受体进行同期发情处理,利用的是相关激素的调节作用,促进生殖细胞的发育,C错误;
D、由于动物细胞间的主要成分是蛋白质,胰蛋白酶可以水解蛋白质,使动物细胞分散开,该方法涉及到了酶的专一性原理,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、胚胎分割:
(1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
(2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆。
(3)注意:对囊胚分割时,注意将内细胞团均等分割否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
2、单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
(3)对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
3、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
4、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
15.【答案】B
【知识点】胚胎分割
【解析】【解答】A、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一,A错误;
B、来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体,B正确;
C、对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团进行均等分割,C错误;
D、受体母牛只是提供胚胎发育的一个正常环境,受体母牛不一定需要是良种,只要有健康的体质和正常繁殖能力即可,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。目前以二分胚的分割和移植效率最高。胚胎分割的时期:桑樵胚或囊胚。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
16.【答案】B,C
【知识点】转基因生物的安全性问题;生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、设计试管婴儿,会引起性别失调,违背伦理道德,我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎的性别,A错误;
B、应基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题,B正确;
C、运用试管婴儿技术可以解决不孕问题,C正确;
D、大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交,可能造成基因污染和环境安全,D错误。
故答案为:BC。
【分析】生物技术安全性及伦理问题:
(1)克隆人:两种不同观点,多数人持否定态度。
否定的理由:克隆人严重违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念;克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
肯定的理由:技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。
中国政府的态度:禁止生殖性克隆,不反对治疗性克隆。四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
(2)设计试管婴儿:是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前,根据人们的需要,将胚胎的一个细胞取出,进行某些基因检测.当检测结果符合人们需要是,再把胚胎植入母体孕育。
否定的理由:把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重;早期生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余胚胎,无异于谋杀”。
肯定的理由:解决了不育问题,提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法,提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
(3)基因身份证:
否定的理由:个人基因资讯的泄漏造成基因歧视,势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。
肯定的理由:通过基因检测可以及早采取预防措施,适时进行治疗,达到挽救患者生命的目的。
17.【答案】A,C,D
【知识点】转基因生物的安全性问题;生态农业工程
【解析】【解答】三倍体高度不育,培育三倍体转基因鱼可以防止基因在同种个体中扩散,A符合题意;试管婴儿技术主要用来解决不孕不育问题,B不符合题意;我国开展生态工程重视生态环境保护与经济效益、社会效益的结合,C符合题意;无废弃物农业符合物质循环再生的原理,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】解答B选项,要理清试管婴儿和设计试管婴儿的区别
(1)过程不同:后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。
(2)目的不同:试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题,而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。
18.【答案】A,B,D
【知识点】胚胎移植
【解析】【解答】A、给母牛注射促性腺激素,使其超数排卵,A错误;
B、冲卵中的“卵”是指胚胎,因此冲卵的实质是获得早期胚胎,B错误;
C、乙开始出现细胞分化,是囊胚期,可选择发育至乙图阶段的胚胎进行移植,C正确;
D、胚胎分割时,需将图乙②内细胞团处细胞均等分割,性别鉴定时选择①滋养层细胞做DNA分析,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】1、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。
(5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
2、 早期胚胎发育:
19.【答案】A,B,D
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎移植
【解析】【解答】A、从卵巢中取出的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期,才能做核移植的受体细胞,A错误;
B、胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或桑椹胚期进行移植,B错误;
C、染色体只存在于真核生物的细胞核内,两只克隆猴体细胞的染色体数目及组成与核供体的完全一致,C正确;
D、该实例说明了已经高度分化的动物体细胞核具有发育的全能性,D错误。
故答案为:ABD。
【分析】(1) 体细胞核移植的大致如下:
对目的个体的体细胞进行细胞核提取;同时采集卵母细胞,在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作);将供体细胞核注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;将胚胎移入受体(代孕)个体内。获得的克隆个体的主要遗传物质来自于供体的细胞核。
(2)选用卵细胞作为受体细胞的原因:它可以提供充足的营养;操作简便;细胞质不会抑制细胞核全能性的表达) 。
(3)获得的重组胚胎进行培养后,选取处于桑椹胚和囊胚期的胚胎进行移植。体细胞核移植说明了动物细胞的细胞核具有全能性。
20.【答案】A,C,D
【知识点】动物胚胎发育的过程;体外受精
【解析】【解答】A、从卵巢中分离的卵细胞因发育程度不同,不能直接与获能精子完成受精作用,需要对卵细胞进行培养(MⅡ中期),A错误;
B、卵裂时期是在透明带内进行的所以卵裂过程细胞总数在增加,胚胎体积几乎不变,B正确;
C、体外受精后5天,胚胎已经发育为囊胚或没有发育,因此应该是体外受精后3天对胚胎的质量进行检查,以确定是否具有发育为囊胚的能力,C错误;
D、体外受精后培养3天的胚胎为卵裂期,体外受精后培养5天的胚胎为囊胚期,胚胎移植后因囊胚期发育程度更高,更容易发育成完整个体,D错误。
故答案为:ACD。
【分析】胚胎早期发育:
21.【答案】A,B,C
【知识点】动物细胞的全能性及应用;胚胎移植;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、过程①只是把缺失Salll基因的小鼠的受精卵培养为囊胚的过程,并没有形成个体,不能表明缺失Sall基因的大鼠受精卵依然具有全能性,A错误;
B、过程②的目的是表示将荧光蛋白标记的小鼠的ES细胞导入大鼠囊胚,并且使小鼠的Salll基因表达,B错误;
C、过程③操作之前只需对代孕大鼠进行同期发情处理,目的是使其具备孕育的条件,而不是为了使其超数排卵,C错误;
D、大鼠体内的小鼠肾脏是否全由小鼠ES细胞发育而来还需进一步鉴定,不能凭表型就确定,D正确。
故答案为:ABC。
【分析】动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5 )原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔。
22.【答案】(1)促性腺激素;减数第二次分裂中
(2)卵裂;子宫;囊胚
(3)非法进行胎儿性别鉴定,容易导致人口性别比例失衡
(4)胚胎分割;相同
【知识点】人工授精、试管婴儿等生殖技术;精子、卵子的发生和体内受精;胚胎分割;生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】(1)促性腺激素能促进母体超数排卵。卵细胞则要培养到减数分裂第二次分裂中期(或MII中)才能与精子结合。
(2)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期称为卵裂期,其特点是细胞分裂方式为有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,或略有缩小。
当早期胚胎发育到桑椹胚期时,移植到妻子的子宫中继续完成胚胎发育。目前,对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY-PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA。
(3)胚胎在植入母体前可以进行染色体检查,该项操作对人口优生的益处是规避染色体遗传病;对性别比例的潜在影响是可能用于选择胎儿性别,非法进行胎儿性别鉴定,容易导致人口性别比例失衡。
(4)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此采用胚胎分割移植技术可获得“同卵双胞胎”。用这种方式诞生的双胞胎,其性别相同。
【分析】1、体外受精:(1)卵母细胞的采集和培养:培养到减数第二次分裂中期才可受精。
(2)精子的采集和获能:采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。
(3)受精。
2、受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
23.【答案】(1)原始性腺;内细胞团
(2)动物血清
(3)细胞体积小,细胞核大,核仁明显;全能性
(4)显微注射法;基因表达载体;使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)胚胎干细胞可以从早期胚胎(囊胚期之前)或原始性腺中分离获得;可从早期胚胎的桑椹(桑葚)胚时期或囊胚期的内细胞团细胞中获得。
(2)早期胚胎培养的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及动物血清等物质。
(3)胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性。
(4)目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是显微注射法;将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用。
【分析】(1)胚胎干细胞是一种高度未分化细胞,它具有发育的全能性和二倍体核型,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。胚胎干细胞的形态表现为胞体小、泡状、核大。
胚胎干细胞的获得:小鼠的胚胎干细胞一般取自桑椹胚、囊胚和延迟着床的囊胚;人和猪的胚胎干细胞可从囊胚和原始生殖细胞中获得。
(2)常用的转化方法:①将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法(是双子叶植物中常用方
法,因为它易感染双子叶植物,其Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞
上。),其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
②将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。
③将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是:先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
(3)基因表达载体的构建:用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口,将目的基因插入切口处,让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后,在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
24.【答案】(1)减数分裂
(2)初情期;胎儿
(3)获能;减数第二次分裂中
(4)顶体;卵丘细胞;透明带反应
【知识点】减数分裂概述与基本过程;精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】(1)图1中②为初级精母细胞分裂产生精子的过程,代表的过程为减数分裂。
(2)雄性动物精子开始产生的时期是初情期,雌性动物卵泡的形成是在性别分化以后,即胎儿时期完成的,这是精子和卵子在发生上的主要区别。
(3)图1中的④过程为精子和卵细胞受精的过程,在雌性动物的输卵管内完成;精子和卵细胞排出后都不能直接完成受精,受精作用发生的条件是精子必须经过获能处理,卵子必须达到减数第二次分裂中期。
(4)图2中,精子与卵子相遇,精子的顶体内含多种水解酶,顶体内的水解酶释放出来,可直接溶解卵丘细胞之间的物质,形成精子穿越放射冠的通道。当精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来精子进入透明带的生理反应,这个反应称为透明带反应,它是阻止多精子入卵受精的第一道屏障。
【分析】受精过程为:
25.【答案】(1)促性腺激素;MⅡ中;培养法;化学诱导法
(2)顶体;雌雄原核的融合
(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生排斥反应
(4)桑椹胚或囊;滋养层
【知识点】胚胎移植;胚胎分割;体外受精
【解析】【解答】(1)促性腺激素的作用是促进雌性个体超数排卵,发育到减数第二次分裂中期才能进行受精。精子体外获能处理的方法有培养法和化学诱导法,化学诱导法一般将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187。
(2)获能的精子与卵子相遇时,首先发生反应顶体反应,使顶体内的酶释放出来,将透明带溶出一条通道,使精子可以前进。受精完成的标志是雌雄原核的融合。
(3)在胚胎移植过程中,移入子宫的胚胎能在受体内存活的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生排斥反应,如果有排斥反应,就会导致胚胎移植失败。
(4)胚胎分割技术,应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,此时细胞全能性高,分割容易成功,但注意要将囊胚内细胞团均等分割;如需对初期胚胎进行性别鉴定,则需要获取胚胎细胞,囊胚期已经出现内细胞团和滋养层两类细胞,滋养层细胞后来发育成胎膜和胎盘,所以宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。
【分析】1、体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
(1)卵母细胞的采集和培养:①主要方法是:用促性腺激素处理使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子体外受精。②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;第三种方法:是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,叫活体采卵
(2)精子的采集和获能:①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法。
(3)受精:在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
2、胚胎移植的生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
4、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,要注意将内细胞团均等分割。如需对胚胎进行性别鉴定,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。
26.【答案】(1)囊胚;囊胚腔
(2)饲养层;显微注射
(3)克隆培养和DNA分子杂交
(4)胚胎分割;子宫角(子宫)
(5)生殖细胞
【知识点】动物胚胎发育的过程;胚胎分割;干细胞的概念及种类;胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】(1)图中供体胚泡是胚胎发育的囊胚期;细胞开始出现分化,聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔,故囊胚由内细胞团、滋养层和囊胚腔三部分组成。
(2)图中1培养胚胎干细胞时,一般要在培养皿底部制备一层饲养层细胞,目的是促进细胞生长(增殖),抑制细胞分化;2过程将外源基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法。
(3)采用DNA分子杂交技术能检测外源基因是否导入,故图中3过程筛选整合外源基因的ES细胞涉及的生物技术主要有克隆培养和DNA分子杂交。
(4)在胚胎移植前可通过胚胎分割技术获得较多胚胎,故获得较多的嵌合体小鼠可以在移植前进行胚胎分割;胚胎是在母体子宫内发育成新个体的,故5过程是将在体外培养的早期胚胎移植到受体鼠的子宫角(子宫)内。
(5)生殖细胞中含有外源基因会随着生殖过程传递给后代,故图中6过程应该选择生殖细胞具有外源基因的嵌合体小鼠跟野生型小鼠杂交,若干代后便可以产生纯合的转基因小鼠。
【分析】1、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管上段。
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小。
(3)桑葚胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,是全能细胞。
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高)。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织,中间的空腔称为囊胚腔。
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔
2、胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团).胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
3、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:CDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建︰基因表达载体的构建:①过程:用同一种限制酶切割目的基因和运载体,再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。a、启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;b、终止子在基因的尾端,它控制着转录的结束;c、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。①将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;②将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;③将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
4、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。目前以二分胚的分割和移植效率最高。
1 / 1