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1、胚胎工程练习解析1.胚胎工程技术，是在体外的条件下，模拟自然状态下的受精和胚胎发育过程，因此了解和掌握哺乳动物受精和胚胎发育规律，十分重要。(1)和受精有关的过程有：第一次卵裂开始；释放第二极体，雌、雄原核的形成；顶体反应；穿越透明带；核膜消失，雌、雄原核融合；透明带反应；穿越卵细胞膜。其正确的顺序为_(填序号)。(2)如图表示哺乳动物受精卵的发育过程。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_时期。早期胚胎发育要经过若干发育阶段，在_阶段，内细胞团的细胞开始出现分化，其实质是_，为了研究内细胞团的细胞迁移和分化情况，将内细胞团的DNA进行放射性同位素标记，当胚胎发育至原肠胚阶
2、段，可发现放射性出现在_(部位4、部位5、部位6、部位7)【答案】(1)(2)卵裂原肠胚基因的选择性表达部位4和部位7【解析】(1)受精过程的正确顺序为。(2)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的，这一时期称为卵裂期。囊胚孵化后，再进一步发育，内细胞团的细胞开始出现分化，继而形成外胚层和内胚层。分化的实质为基因的选择性表达。部位4和部位7分别为外胚层和内胚层，均由内细胞团细胞分化形成的，因此将内细胞团的DNA进行放射性同位素标记，当胚胎发育至原肠胚阶段，可发现放射性出现在部位4和部位7。2.我国全面放开二孩政策已正式实施。一些高龄产妇希望通过试管婴儿技术圆二胎梦。请回答以下相关问题：(1
3、)由于女性的自然周期产生的卵子太少，在取卵前通常需要注射促性激素，而不通过服用雌激素来直接促进更多的卵泡发育，原因是_。(2)在体外受精前，医生借助超声波探测仪等工具用吸卵针从某女士卵巢中吸取卵母细胞：随后将取回的卵母细胞置于与_中相似的环境，让它进一步发育成熟。受精过程中，精子顶体内的顶体酶能协助精子穿过卵子的_，最终完成受精作用。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，都需要_及营养条件等。(4)若做试管婴儿的夫妇中，妻子患有线粒体病(线粒体DNA缺陷)，丈夫正常，则子女患病情况为_。若要获得健康的孩子，可通过特殊的设计试管婴儿技术即“三亲婴儿”(医生要去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用
4、母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育)。“三亲婴儿”的获得过程，除运用胚胎工程的技术手段外，还有特别运用_。【答案】(1)过量的雌激素会通过负反馈调节影响卵巢的发育(2)输卵管放射冠和透明带(3)无菌无毒的环境、适宜的温度和pH、相应的气体环境(4)全患病动物细胞核移植B【解析】(1)在下丘脑、垂体、卵巢分级调节中，当雌激素含量增多，会通过负反馈调节，抑制卵巢的发育。因此需要注射促性腺激素，来促进卵巢的发育。(2)生物体内卵母细胞发育成熟的场所为输卵管，因此体外获得的卵母细胞也应置于与输卵管相似的环境中，让它进一步发育成熟。顶体酶能够溶解卵丘细胞之间的物质，
5、形成精子穿越放射冠的通路；随后顶体酶能将透明带溶出一条孔道，精子借自身运动穿越透明带。(3)胚胎的早期培养与动物细胞培养一样，需要满足无菌无毒的环境、适宜的温度和pH(7.27.4)、相应的气体环境(O2与CO2)。(4)受精作用时，受精卵中的线粒体来自于母本，而母本患有线粒体疾病，因此子女全患病。去除女性捐赠者卵子中的细胞核，接着用母亲卵细胞中对应的遗传基因取而代之，属于动物细胞核移植过程。3.(2019太原五中质检)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是()A乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养B细胞核移植在同种动物、同种组织的细胞之间进行C采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有
6、限的D培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质【答案】C【解析】癌细胞比成熟动物细胞更易进行离体培养，体外培养的癌细胞对生长因子的需要量显著低于正常细胞，A错误；细胞核移植不一定是在同种动物、同种组织之间进行，如可以将一种生物体细胞的细胞核移植到另一种生物去核的卵母细胞中，B错误；胚胎分割技术中，随着胚胎分割次数的增多，分割胚的发育能力明显降低，该技术获取同卵多胚的数量是有限的，C正确；维生素和激素都不能提供能量，D错误。4.如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请据图回答下列问题：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿的_中分离得到的一类细胞。(2)图中分化程
7、度最低的干细胞是_。在体外培养条件下，培养液中加入_因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的_细胞移植到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能作为供体的细胞是成熟的_，其原因是_。【答案】(1)囊胚原始性腺细胞(2)胚胎干细胞分化诱导(3)选择性表达(4)造血干(5)红细胞哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核【解析】(1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，这个
8、早期胚胎指的是囊胚阶段的内细胞团。(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，其全能性最高，在体外培养条件下，在培养液中加入分化诱导因子，则该种干细胞可被诱导分化形成不同类型的组织细胞。(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血组织，存在有造血功能的干细胞，骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，所以不能作为供体。5.(2019广东“六校联盟”联考)为了解决临床上供体器官不足等问题，科学家在人体皮肤细胞中移植了胚胎干细胞中能高度表达并决定其“发育全能性”的多个基因，使其成为“万能细胞”。现将
9、上述细胞植入小鼠身体内，植入的细胞便长成了“肿瘤”。请回答下列问题。(1)胚胎干细胞又称ES细胞，如果胚胎发育到了囊胚期，这时的_细胞就是ES细胞，为维持此类细胞不分化的状态，培养时应_。(2)体外培养“万能细胞”需要配制营养液，通常要在合成培养基中添加_等一些天然成分。培养过程中所需气体主要有_。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就停止分裂增殖。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培养瓶中，目的是_ _，也有利于空气交换。(3)小鼠的“肿瘤”中出现了多种人类的组织和器官，类似于“器官移植”。为“保住肿瘤”，需要去除小鼠的_(器官)，原因是_。【答案】(1)内细胞团在饲养层细胞上培养，或在培
10、养液中添加抑制分化因子(2)动物血清(血浆)O2和CO2扩大细胞(贴壁)生长的附着面积，防止细胞过早出现接触抑制现象，增加培养的细胞数量(3)胸腺小鼠不能形成T细胞，(不发生细胞免疫，)不会对移植的“肿瘤”发生免疫排斥【解析】(1)囊胚包括内细胞团、滋养层和囊胚腔，其中内细胞团细胞具有全能性，就是ES细胞；在培养液中添加抑制分化因子，可使此类细胞维持不分化的状态。(2)动物细胞培养液中需要加入动物血清或血浆等生长因子，培养过程中通入O2，有利于细胞呼吸，另外还需通入CO2维持培养液的pH。将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培养瓶中，目的是扩大细胞(贴壁)生长的附着面积，防止细胞过早出现接触抑制现象，
11、增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。(3)小鼠身体中的“肿瘤”对于小鼠来说是异物，会使小鼠产生特异性免疫，因此为“保住肿瘤”，需要去除小鼠的胸腺，使小鼠不能形成T细胞，不发生细胞免疫，不会对移植的“肿瘤”发生免疫排斥。6.(2017江苏高考)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()A精子在获能液中于37 、5% CO2条件下培养的目的是使精子获能B小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用C分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异D注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育【答案】C【解析】分割的胚胎细胞虽有相同的遗传物质，但由于发育
12、条件的不同，个体间也会存在形态学差异，C项错误。7.(2018云南师大附中调研)下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是()A图中过程表示胚胎发育，过程表示胚后发育B受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期【答案】C【解析】由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A项错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B项错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作
13、用，C项正确；原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D项错误。8(2018天津高三一模)从胰岛素依赖型糖尿病患者的骨髓中分离骨髓间充质干细胞(MSC)，诱导分化成胰岛样细胞，再导入该患者体内。放射性免疫分析结果表明诱导的胰岛样细胞团可以正常分泌胰岛素，患者的血糖恢复正常。下列说法正确的是()A培养骨髓间充质干细胞的培养液通常需加入血清B在体外连续培养时，利用胃蛋白酶将接触抑制的骨髓间充质干细胞分开C在功能上，骨髓间充质干细胞具有发育的全能性D治疗成功后，康复者的血型有可能发生改变【答案】A【解析】动物细胞培养的培养
14、液中通常要加入动物血清，A正确；在体外连续培养时，应该利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将接触抑制的骨髓间充质干细胞分开，但是不能用胃蛋白酶，B错误；骨髓间充质干细胞不是万能干细胞，且其全能性受到了细胞质的限制，因此其没有发育的全能性，C错误；由于导入的是胰岛样细胞，与血型无关，治疗成功后，康复者的血型不可能发生改变，D错误。9.(2018濮阳三模)下面是繁育良种奶牛的示意图，据图回答下列问题：(1)在胚胎移植前，若对胚胎进行性别鉴定，可以在分子水平上对早期胚胎进行性别鉴定，也可以在细胞水平上通过对_的分析进行性别鉴定。若要对囊胚阶段的胚胎进行分割，其操作过程中需要注意的问题是_。(2)对受体母牛要进行
15、同期发情处理是为了_，图示流程中冲卵的“卵”是指_。实际生产中常利用体细胞克隆技术保持供体母牛的许多优良性状，操作中用于核移植的体细胞一般选用_代以内的细胞，其原因是_。【答案】(1)性染色体将内细胞团均等分割(2)使供体、受体的生理变化相同早期胚胎1010代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型【解析】(1)若在细胞水平上对胚胎进行性别鉴定，可通过对性染色体进行分析并加以鉴别。若要对囊胚阶段的胚胎进行分割，需要注意将内细胞团均等分割。(2)对受体母牛要进行同期发情处理是为了给供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。题图过程中的冲卵实际上是获得早期胚胎。实际生产中常利用体细胞克隆技术保持供体母牛的
16、许多优良性状，操作中用于核移植的体细胞一般选用10代以内的细胞，其原因是10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。10.(2018江门高考模拟) 荷斯坦奶牛是世界上产奶量最高的奶牛品种之一。某良种公司引进纯种荷斯坦奶牛，并用以下途径繁育出荷斯坦良种奶牛群体。请回答以下问题：(1)请把上面空格的内容补充完整：_激素；_处理；_。(2)该公司为了在短时间内得到更多的良种奶牛，常常在进行过程之前采用_技术进行操作。若进行操作的是囊胚阶段的胚胎，要注意的是_。(3)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？_( 填“一定不相同”“可能不相同”或“一定相同”) 为什么？_。【答案】(1
17、)促性腺同期发情胚胎移植(2)胚胎分割将内细胞团均等分割(3)可能不相同因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来【解析】(1)对良种荷斯坦奶牛进行超数排卵处理时需使用促性腺激素。对受体母牛要进行同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化与供体相同。质量检查、培养合格的早期胚胎可以进行胚胎移植。(2)欲得到更多的良种奶牛，常常在进行胚胎移植之前采用胚胎分割技术进行操作。对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。 (3)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型可能不相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来。11.(2015重庆，8)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了
18、含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交：A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常_。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是_性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_，后代中出现这种母牛的概率是_(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力，需对其进行_处理；卵子的成熟在过程_中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的_。子代母牛的优良性状与
19、过程_的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_技术。【答案】(1)生长发育(或胚胎发育)隐性AC1/8(2)获能供能性别、高产奶和适应生长的基因(3)胚胎分割【解析】(1)由于胚胎能在母体内正常生长发育，所以选择B作为母本。若子代母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明适宜本地生长是显性性状(设基因为M)，高产奶是隐性性状(设基因为n)。则A基因型是mmnn，B基因型是MMNN，C基因型是MmNn，为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛(M_nn)，可选择A和C进行杂交，后代出现该种母牛的概率是1/21/21/21/8。(2)精子经过获能处理才具有受精能力，卵子的成熟发生在受
20、精过程中，即过程。胚胎培养过程中的培养基中含有葡萄糖，葡萄糖可氧化分解提供能量。具有优良性状的母牛含有高产奶和适应生长的基因，则胚胎移植前应进行鉴定，同时还需鉴定性别。基因重组发生在减数分裂过程中，控制不同性状的基因重新组合，由于供体公牛是纯合子，不会发生基因重组，供体母牛是杂合子，会发生基因重组，则子代母牛的优良性状与供体母牛产卵过程中的基因重组有关。(3)为提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术，增加胚胎的数量。12.(2019河北省高三模考)慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.84.8克，如果比正常值低很多时就需
21、要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：(1)通过采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化学诱导法对羊的精子进行_处理，即用一定浓度的_处理。(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采用_的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_、_、标记基因等部分。(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的_细胞进行鉴定，一般采用SRYPCR法，选择出现阴性反应的_(性别)胚胎进行移植。【答案】(1)获能肝素或钙离子载体A23187溶液(2)人工合成乳腺蛋白基因的启动子
22、终止子(3)滋养层雌性【解析】(1)通过采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行化学诱导处理，可使之获能。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可用DNA合成仪通过人工合成的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子，乳腺蛋白基因的启动子可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录，终止子可使转录停止。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。13.(2018齐齐哈尔高
23、三第三次模拟)随着生物技术的发展，现代的试管婴儿技术不仅能解决部分人的生育问题，还能实现优生优育。回答下列问题：(1)培育试管婴儿时，为了提高受孕率，需培植多个胚胎，因此需要用_处理，促进女性排出更多的卵子。从早期胚胎发育过程分析，从受精卵到原肠胚的过程中依次经历卵裂期_，出现孵化的时期为_期。(2)优生的最基本的目的是让每个家庭生出健康的孩子，若一对夫妻，妻子是血友病患者，丈夫正常，为了生育一个健康的孩子，进行胚胎移植前需要进行_，目前最有效、最准确的方法是SRYPCR法，操作的基本程序是：从被检测的囊胚中取出几个细胞，提取DNA进行扩增，然后用DNA探针进行检测。在基因工程中_时也会用到D
24、NA探针。(3)在试管婴儿技术中用到了胚胎移植技术，而在一些优良家畜繁育过程中常会用到胚胎分割移植技术，该技术在生产实践中的重要意义是_。【答案】(1)促性腺激素桑椹胚期囊胚期囊胚(2)性别鉴定目的基因的检测和鉴定(3)大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力【解析】(1)培育试管婴儿时，为了提高受孕率，对女性用促性腺激素处理，可促进女性排出更多的卵子。早期胚胎发育过程中，从受精卵到原肠胚依次经历了卵裂期桑椹胚期囊胚期，囊胚期透明带破裂，胚胎从中伸展出来，称为孵化。(2)血友病为伴X染色体隐性遗传病，妻子是血友病患者，丈夫正常，则其儿子一定患病，女儿一定正常，为了生育一个健康的孩子，进行胚胎移植前需要进行性别鉴定。囊胚中的滋养层细胞将来发育为胎膜、胎盘，取滋养层细胞进行基因检测不会对早期胚胎造成伤害。在基因工程中目的基因的检测和鉴定会用到被荧光或放射性同位素标记的目的基因单链制成的DNA探针。(3)胚胎分割移植技术提高了胚胎的利用率，让优良雌性供体仅提供胚胎，让普通雌性受体承担孕育胚胎的任务，因此大大缩短了供体本身的繁殖周期，可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，加快繁殖速度。
