2024-2025學年高中生物第三章胚胎工程第二節(jié)胚胎工程及其應用第1課時胚胎工程的主要技術知能演練輕巧奪冠蘇教版選修3

PAGEPAGE1第1課時胚胎工程的主要技術[隨堂檢測]學問點一胚胎工程的主要技術1．一對夫婦因不孕癥向醫(yī)生求助，醫(yī)生利用試管嬰兒技術幫助他們擁有了自己的孩子。在培育試管嬰兒的過程中，下列技術中不是必需運用的是()A．體外受精 B．胚胎的體外培育C．植入前胚胎的遺傳學檢測 D．胚胎移植解析：選C。試管嬰兒技術包括體外受精、早期胚胎培育、胚胎移植等，一般不涉及胚胎的遺傳學檢測。學問點二體外受精技術2．我國首例“虎獅獸”2002年在南京紅山動物園誕生，利用了雄虎的精子和雌獅的卵子“體外受精”而產生，完成這一過程須要解決的問題是()A．精子在體外用獲能物質的處理B．用化學物質處理掉卵細胞膜便于精子進入C．抽取精子、卵子的細胞核進行融合D．精子入卵后進行人工處理防止多精入卵解析：選A。老虎與獅子是不同的物種，自然狀態(tài)下二者間存在生殖隔離，利用雄虎的精子和雌獅的卵子“體外受精”產生“虎獅獸”時，精子在體外需用獲能物質進行處理，A正確；在獲能溶液中可完成二者的受精作用，不須要進行B、C、D三項處理，但得到的“虎獅獸”高度不育。學問點三胚胎移植技術3．植入前胚胎遺傳學診斷技術是在常規(guī)試管嬰兒技術的基礎上，將受精后3天分裂為6～8個細胞的早期胚胎，用顯微操作法取1～2個卵裂球，利用熒光原位雜交技術或聚合酶鏈式反應技術進行單細胞診斷后，篩選出正常、無遺傳疾病的胚胎植入宮腔。使這些夫婦獲得正常健康的孩子。針對上述技術，下列說法錯誤的是()A．植入前，可以通過診斷篩選出無遺傳疾病的胚胎植入母體子宮B．針對某些有特別疾病的夫婦，可以篩選出無遺傳疾病的男胎植入母體子宮C．針對某些有特別疾病的夫婦，可以篩選出無遺傳疾病的女胎植入母體子宮D．該技術是為了不生出患病孩子，因此無需考慮性別解析：選D。由題意可知，植入前可以通過診斷篩選出無遺傳疾病的胚胎植入母體子宮，A項正確；針對某些有特別疾病的夫婦，可以篩選出無遺傳疾病的男胎或女胎植入母體子宮，B、C項正確；伴性遺傳病與性別有關聯(lián)，因此對于伴性遺傳病需考慮孩子的性別，D項錯誤。學問點四胚胎分割技術4．胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術，關于這一技術的敘述正確的是()A．胚胎分割可以將早期胚胎隨意分割成多份B．胚胎分割技術可以獲得同卵雙胎或多胎C．胚胎分割技術屬于有性生殖方式，因此不屬于克隆D．胚胎分割技術可以分割隨意時期的胚胎解析：選B。胚胎分割常選擇桑椹胚或囊胚時期的胚胎，一般分割成同卵雙胎，并不能隨意分割成多份。胚胎分割可以看作是動物無性繁殖或克隆的方法之一。學問點五胚胎冷凍保存技術5．下列哪種技術，在世界范圍內，可做到胚胎移植不受時空的限制，在國際和國內進行交換，代替了活畜引種，節(jié)約購買種畜的費用()A．體外受精技術 B．胚胎移植技術C．胚胎分割技術 D．胚胎冷凍保存技術解析：選D。胚胎冷凍保存技術是將動物的早期胚胎，通過特別的愛護劑和降溫措施，使其長期保存在超低溫環(huán)境下。其優(yōu)勢是可以使胚胎移植不受時間和地域的限制，簡化引種過程。6．EPO是促紅細胞生成素(Erythropoietin)的英文簡稱，是一種激素樣物質，可促進體內新紅細胞生成。人類已可通過基因工程合成EPO基因，并采納中國倉鼠卵巢(CHO)細胞表達系統(tǒng)來獲得產物。其過程如下：請回答下列問題：(1)從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉錄得到______，再通過PCR技術獲得大量EPO基因。(2)供體母鼠通常狀況下每次排卵8～12枚，為使其超數(shù)排卵，需注射__________激素以排出更多的卵子，培育到____________________(時期)與獲能的精子相遇時，精子首先發(fā)生________反應，穿越放射冠和透亮帶，完成體外受精。(3)①過程構成了基因表達載體，內部包括不行缺少的組成部分，其中________能驅動基因的轉錄。(4)采納______________技術，將重組表達載體導入小鼠受精卵中，將受精卵移入發(fā)育培育液中接著培育。培育液成分除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加______、激素、氨基酸、核苷酸等養(yǎng)分成分，以及血清(血漿)等物質。(5)當胚胎發(fā)育至________________時期，向受體移植，為獲得更多個轉基因胚胎，要將__________進行均等切割，否則會影響分割后胚胎的復原和進一步發(fā)育。此外，移植前需對已勝利轉入目的基因的胚胎進行________________________________________________。(6)若想檢驗轉基因倉鼠是否勝利表達EPO，可以采納__________________技術對血液來進行檢測。解析：(1)獲得目的基因的方法可通過反轉錄法，故從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉錄得到cDNA，再通過PCR技術獲得大量EPO基因。(2)為使供體母鼠超數(shù)排卵，需注射促性腺激素以排出更多的卵子，卵子需培育到減數(shù)其次次分裂中期時才能與獲能的精子相遇時，精子首先發(fā)生頂體反應，穿越放射冠和透亮帶，完成體外受精。(3)①過程為形成基因表達載體的過程，基因表達載體包括啟動子、終止子等，其中啟動子為RNA聚合酶結合的部位，能驅動基因的轉錄。(4)將重組表達載體導入動物細胞中常采納顯微注射技術。動物細胞培育的培育液成分除一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等養(yǎng)分成分，以及血清(血漿)等物質。(5)胚胎移植時一般在桑椹胚或囊胚時期，為獲得更多轉基因胚胎，要將囊胚的內細胞團均等切割，否則會影響分割后胚胎的復原和進一步發(fā)育。此外，移植前需對已勝利轉入目的基因的胚胎進行性別鑒定。(6)檢測蛋白質的是否合成可通過抗原抗體雜交法，故若想檢驗轉基因倉鼠是否勝利表達EPO，可以采納抗原—抗體雜交技術對血液來進行檢測。答案：(1)cDNA(2)促性腺減數(shù)其次次分裂中期頂體(3)啟動子(4)顯微注射維生素(5)桑椹胚或囊胚內細胞團性別鑒定(6)抗原—抗體雜交[課時作業(yè)]一、選擇題1．華南虎是國家一級愛護動物，可采納試管動物技術進行人工繁殖，該技術包括的環(huán)節(jié)有()①轉基因②核移植③體外受精④體細胞克?、菖咛ヒ浦睞．①③ B．①④C．②⑤ D．③⑤解析：選D。試管動物技術是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培育發(fā)育為早期胚胎后，再經移植產生后代的技術，該技術包括的環(huán)節(jié)有體外受精、早期胚胎培育和胚胎移植，故D正確。2．在體外受精前，要對精子進行()A．純化處理 B．獲能處理C．電刺激 D．超聲波處理解析：選B。體外受精前需將精子進行獲能培育才能與卵母細胞受精。3．下列關于體外受精技術的敘述，正確的是()A．獲得的精子經獲能后才能進行體外受精B．采集的卵母細胞應馬上與精子共同放入培育液中才能形成受精卵C．精子和卵細胞受精形成受精卵后即可移入母體子宮D．精子與卵子相遇后，會發(fā)生頂體反應，防止多精入卵解析：選A。B錯誤，卵子必需處于減數(shù)其次次分裂中期才能進行受精，采集的卵母細胞都要在體外經人工培育成熟后，才能與獲能的精子受精；C錯誤，成熟的卵細胞與收集來的精子相遇形成受精卵，需培育到肯定階段才可移植；D錯誤，防止多精入卵主要通過透亮帶反應和卵細胞膜反應兩道屏障。4．以下是制定并探討設計的“試管?！惫S化生產技術流程，其中正確的依次應是()①卵母細胞的采集和培育②精子的采集和獲能③受精④胚胎的早期培育A．①②③④ B．①②④③C．①③④② D．①③②④解析：選A。一般流程是先獲得卵母細胞和精子并處理，再經受精后，進行早期胚胎培育。5．胚胎分割要將內細胞團均等分割的緣由是()A．以免影響胚胎的復原和進一步發(fā)育B．保證遺傳物質的平均安排C．確保胚胎發(fā)育后期養(yǎng)分物質的供應D．防止分割而來的兩個個體性狀差異過大解析：選A。胚胎分割時，要留意將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的復原和進一步發(fā)育，故A正確；胚胎分割只是把發(fā)育到桑椹胚或囊胚的一團胚胎細胞平均分割成2等份、4等份、8等份，而遺傳物質在細胞內，每個細胞都含有本物種的全部遺傳信息，因此遺傳物質數(shù)量的多少，不是影響其發(fā)育的主要緣由，故B錯誤；胚胎發(fā)育是以細胞的增殖和生長為基礎，胚胎發(fā)育后期和母體建立聯(lián)系后，是從母體吸取養(yǎng)分物質的，故C錯誤；生物的性狀是由遺傳物質限制的，其細胞來源相同，則差異主要取決于環(huán)境條件，因而性狀差異不會過大，故D錯誤。6．供、受體母牛選擇好后，要用激素進行同期發(fā)情處理的緣由是()A．防止受體牛不情愿接受胚胎B．只有受體與供體的生理狀態(tài)相同，被移植的胚胎才能接著正常發(fā)育C．只要發(fā)情排卵后，各階段時間內的改變，供、受體生理狀態(tài)完全相同D．同期發(fā)情處理后，卵細胞和精子受精結合實力強解析：選B。對供體和受體同時用激素進行同期發(fā)情處理是為了保證供體和受體具有相同的生理狀態(tài)，以確保胚胎移植后能正常發(fā)育。7．下列關于培育良種“試管動物”的敘述，正確的是()A．從附睪中取出的是已獲能的成熟精子B．采集卵細胞前須對良種母畜進行配種C．供體包括供應配子且遺傳性狀優(yōu)良的雌性和雄性個體D．將早期胚胎移植到代孕母畜中，經發(fā)育可獲得表現(xiàn)型與受體相同的后代解析：選C。從附睪中取出的精子是成熟的精子，但精子的獲能是在雌性動物的生殖道內(子宮和輸卵管中)經卵泡液、輸卵管分泌物、血清等的作用完成的。卵細胞采集后培育至減Ⅱ中期與獲能的精子完成受精作用，因此采集卵細胞前并不對良種母畜進行配種。試管動物的表現(xiàn)型與代孕受體不同。8．下列與沖卵有關的說法中正確的是()A．沖出的卵子要培育到減數(shù)其次次分裂中期B．沖卵是胚胎移植程序中必不行少的C．沖卵是沖洗出卵泡D．沖洗出的早期胚胎要發(fā)育到桑椹胚或囊胚才能移植解析：選D。沖卵是從子宮中沖流出早期胚胎，而不是沖出卵子或卵泡。沖洗出的胚胎要發(fā)育到桑椹胚或囊胚才能進行移植。體外受精得到的早期胚胎不需沖卵。9．下列關于利用胚胎工程技術繁殖優(yōu)質奶羊的敘述，錯誤的是()A．對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理B．人工授精后的肯定時間內，收集供體原腸胚用于胚胎分割C．利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎D．一次給受體母羊植入多個胚胎，可增加雙胞胎和多胞胎的比例解析：選B。A項正確，對受體母羊與供體母羊進行同期發(fā)情處理，目的是讓它們處于相同的生理狀態(tài)；B項錯誤，人工授精后的肯定時間內，收集供體桑椹胚或囊胚期的胚胎用于胚胎分割；C項正確，胚胎分割技術是獲得同卵雙胎或多胎的生物學新技術，來自同一胚胎的后代有相同的遺傳物質；D項正確，一次給受體母羊植入多個胚胎，產生多個個體，因而可增加雙胞胎和多胞胎的比例。10．如圖表示高等動物的個體發(fā)育過程，下列說法正確的是()A．圖中①過程表示胚胎發(fā)育，②過程表示胚后發(fā)育B．受精卵形成囊胚的過程中進行卵裂，每個細胞的體積不斷增大C．高等哺乳動物胚胎發(fā)育中的細胞分化起先于囊胚期，終止于生命結束D．原腸胚是進行胚胎移植的最好時期解析：選C。胚胎發(fā)育是指由受精卵發(fā)育為幼體的過程，A錯誤；受精卵到囊胚形成的過程中，主要發(fā)生了卵裂，卵裂過程中，細胞的總體積基本不變或略有縮小，每個細胞的體積不斷縮小，B錯誤；高等哺乳動物胚胎發(fā)育中的細胞分化起先于囊胚期，終止于生命結束，C正確；胚胎移植一般選擇桑椹胚或囊胚，D錯誤。11．如圖表示改造哺乳動物遺傳特性的三種途徑，相關敘述錯誤的是()A．獲得動物1的受體細胞通常是受精卵B．動物2體內各體細胞的基因種類相同C．獲得動物3的重組細胞具有全能性D．上述動物的獲得均需運用胚胎移植技術解析：選B。轉基因動物的獲得需將目的基因導入受精卵，因為受精卵的全能性高，故A正確；動物2含有目的基因的體細胞與其他體細胞的基因種類不同，故B錯誤；由重組細胞發(fā)育成一個完整的生物體動物3依據(jù)的原理是全能性，故C正確；三種動物的獲得均運用了胚胎移植技術，故D正確。12．如圖表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流產率與受孕婦女年齡的關系。相關敘述正確的是()A．體外受精時，需用促性腺激素處理使精子獲能B．卵裂期細胞和囊胚期細胞均未分化，具有發(fā)育的全能性C．試驗結果表明，卵裂期胚胎移植勝利率較高D．受孕婦女年齡越大，胚胎移植的流產風險越高解析：選D。體外受精時，可以用促性腺激素處理促進超數(shù)排卵，精子獲能須要肯定的獲能溶液，故A錯誤；囊胚期細胞出現(xiàn)分化，故B錯誤；從圖中可以看出，卵裂期胚胎的流產率較高，故C錯誤；受孕婦女年齡越大卵裂期和囊胚期胚胎移植的流產率越大，故D正確。三、非選擇題13．如圖是體外受精技術培育試管動物的大致流程，請回答下列問題：(1)精子的頂體內含有______________能幫助精子穿過卵母細胞的__________________。(2)體外培育受精卵時，除賜予肯定量的O2以維持細胞呼吸外，還供應____以維持____________。(3)動物的早期胚胎移植到同種且__________與供體相同的動物體內，被移植的胚胎之所以能存活是因為受體對____________________________________________________。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術是________，胚胎移植前通過__________技術可獲得較多胚胎。解析：(1)精子的頂體內含有頂體酶，能幫助精子穿過卵母細胞的放射冠和透亮帶，以完成受精作用。(2)體外培育受精卵時，除賜予肯定量的O2以維持細胞呼吸外，還供應CO2以維持培育液的pH相對穩(wěn)定。(3)動物的早期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)與供體相同的動物體內，被移植的胚胎之所以能存活是因為受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術是早期胚胎培育，胚胎移植前通過胚胎分割技術可獲得較多胚胎。答案：(1)頂體酶放射冠和透亮帶(2)CO2培育液的pH相對穩(wěn)定(3)生理狀態(tài)外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(4)早期胚胎培育胚胎分割14．如圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，請據(jù)圖完成下列問題：(1)進行乙過程時，所取的樣本是________，進行甲過程時，所運用的基本儀器是________________________；本過程的技術關鍵是________________________。(2)盡管胚胎分割技術在多種動物中取得勝利，但仍舊存在一些問題，如______________等，同時很難獲得同卵多胎，勝利率較高的是______________________________。(3)對被分割的胚胎的要求是______________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)進行乙過程時，所實行的樣本是滋養(yǎng)層。進行甲過程時，所運用的基本儀器是顯微操作儀和實體顯微鏡。本過程的技術關鍵是將內細胞團均等分割。(2)盡管胚胎分割技術在多種動物中已取得勝利，但仍舊存在一些問題，如剛誕生的動物體重偏輕，毛色和斑紋上還存在差異等。同時很難取得同卵多胎，勝利率較高的是同卵雙胎。答案：(1)滋養(yǎng)層顯微操作儀和實體顯微鏡將內細胞團均等分割(2)剛誕生的動物體重偏輕，毛色和斑紋上存在差異同卵雙胎(3)發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚15．長期以來優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年來發(fā)展起來的細胞工程技術和胚胎工程技術為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限朝氣。下面是科學家快速繁殖良種奶牛的兩種方法，請據(jù)圖回答下列問題：(1)在試管牛E和克隆牛G的培育過程中都必需用到的兩項技術是________和______________。(2)__________作用激活次級卵母細胞完成減數(shù)其次次分裂。(3)科學家將人的α-抗胰蛋白酶基因轉入上圖的重構卵中，發(fā)覺克隆牛G的乳汁中含人的α-抗胰蛋白酶，說明__________________________得到表達。(4)培育中要對母牛D注射________激素，其目的是______________________，以便將胚胎移植到母牛D的子宮內。解析：(1)試管牛E是采納體外受精、早期胚胎培育和胚胎移植等技術形成的；克隆牛G是采納核移植、早期胚胎培育和胚胎移植等技術形成的，所以它們培育過程中都必需用到的生物技術有早期胚胎培育(動物細胞培育)和胚胎移植。(2)受精作用激活次級卵母細胞完成減數(shù)其次次分裂。(3)克隆牛G的乳汁中含人的α-抗胰蛋白酶，說明人的α-抗胰蛋白酶基因得到表達。(4)