2024-2025學年高中生物第一單元生物技術與生物工程第3章微專題突破胚胎工程技術的幾個比較教案中圖版選修3

PAGEPAGE1胚胎工程技術的幾個比較1．克隆羊、試管羊、轉基因羊生產過程的比較2．胚胎移植、胚胎分割、胚胎融合的比較(1)胚胎移植被形象地比方為“借腹懷胎”，讓精子和卵細胞在體外授精，培育為胚胎，再把胚胎植入經過激素處理、可以接受胚胎移入的母體子宮內，孕育出新個體。(2)胚胎分割是指借助顯微操作技術將早期胚胎切割成幾等份，再移植到受體母畜中發(fā)育，獲得同卵多胎的技術，生出的后代遺傳物質幾乎完全相同。(3)胚胎融合是指將兩枚或兩枚以上的同種或異種動物的胚胎或胚胎的一部分細胞融合起來，使之成為一個胚胎，再移植到受體母體子宮中生長發(fā)育形成后代的技術，后代個體具備兩個或兩個以上胚胎的遺傳物質。1．下列說法中正確的是()【導學號：99310061】A．試管牛是無性繁殖的產物B．試管嬰兒是有性生殖的產物C．多利羊是有性生殖的產物D．轉基因?！疤咸稀笔菬o性繁殖的產物【解析】A、B、D都是由精子和卵細胞結合成為受精卵，然后發(fā)育成個體，因此屬于有性生殖。而多利羊是由體細胞核與去核卵細胞重組后發(fā)育而成，無精子與卵細胞的結合，屬于無性生殖?！敬鸢浮緽2．下列關于胚胎工程的敘述，正確的是()A．胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割B．試管牛的培育過程屬于克隆技術C．超數排卵技術要運用肯定的激素如性激素、孕激素等D．胚胎移植事實上是生產胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程【解析】胚胎分割一般選用囊胚。試管牛的培育屬于有性生殖，其關鍵技術是體外授精。超數排卵運用的激素是促性腺激素。【答案】D3．胚胎工程技術在生產中的應用不包括()A．利用胚胎細胞核移植技術挽救瀕危野生動物B．進行胚胎移植能充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能C．采納機械方法將早期胚胎分割產生同卵雙胎D．在小鼠腹腔中培育雜交瘤細胞生產單克隆抗體【解析】胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，包括體外授精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干細胞培育等技術。單克隆抗體的制備屬于動物細胞工程技術?！敬鸢浮緿4．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】進行胚胎移植前需對受體母羊和供體母羊進行同期發(fā)情處理，使它們具有相同的生理環(huán)境；胚胎分割應選擇桑椹胚或囊胚時期的健康胚胎；胚胎分割技術屬于無性繁殖，可獲得兩個基因型完全相同的胚胎；一次給受體母羊植入多個胚胎，從而發(fā)育出多個個體，增加了雙胞胎和多胞胎的比例?！敬鸢浮緽5．(2015·安徽高考節(jié)選)科研人員采納轉基因體細胞克隆技術獲得轉基因綿羊，以便通過乳腺生物反應器生產人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術路途如下圖。(1)由過程①獲得的A為________。(2)在核移植之前，必需先去掉受體卵母細胞的核，目的是___________________________________________________________________。受體應選用________期卵母細胞。(3)進行胚胎移植時，代孕母羊對移入子宮的重組胚胎基本上不發(fā)生________，這為重組胚胎在代孕母羊體內的存活供應了可能。(4)采納胎兒成纖維細胞進行轉基因體細胞克隆，理論上可獲得多數個轉基因綿羊，這是因為_____________________________________________________________________________。【解析】(1)分析圖示可知，過程①構建的A為含目的基因的表達載體。(2)核移植以前，必需去掉受體卵母細胞的核，目的是保證核遺傳物質來自含目的基因的成纖維細胞。受體應當選用處于減數其次次分裂中期的卵母細胞。(3)在進行胚胎移植時，受體即代孕母羊對移入子宮的外來胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應。(4)轉基因體細胞克隆產生的重組細胞具有全能性，培育產生的含目的基因的成纖維細胞可進行傳代培育，因此理論上可獲得無限個轉基因綿羊。【答案】(1)含目的基因的表達載體(2)保證核遺傳物質來自含目的基因的成纖維細胞MⅡ(3)免疫排斥反應(4)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培育6．為了大力發(fā)展我國的肉牛和奶牛養(yǎng)殖業(yè)，科學家們在育種途徑中進行了大膽探究，并取得了初步成果。Ⅰ.2002年1月中旬到2月中旬，中國自主完成的首批成年體細胞克隆牛在山東曹縣五里墩接連降生。克隆牛有3個母親，A牛供應細胞核即供體細胞，B牛供應去除細胞核的卵細胞即受體細胞，兩種細胞在電脈沖的刺激下融合之后，通過細胞分裂形成早期胚胎，再將這個胚胎植入C牛子宮內。請回答下列問題：(1)培育出的克隆牛幾乎是________牛復制品。這是因為限制牛性狀遺傳的物質主要存在于________中。(2)假如多個供體細胞來自同一頭牛，培育的這些牛在性狀上也不完全相同，分析其緣由：①_____________________________________________________________；②_____________________________________________________________；③_____________________________________________________________。Ⅱ.在克隆技術出現之前，育種工作者已經起先采納胚胎分割移植的方法盡快繁育更多的優(yōu)質牛。這種育種技術的主要步驟是：將經過人工授精得到的受精卵在試管內培育到8個細胞的胚胎時，進行胚胎分割，均分為4等份，再分別移植到多頭母牛的子宮內發(fā)育、分娩，就能得到多頭所須要的小牛。(3)胚胎分割移植在受精卵培育到8個細胞的卵裂期時進行，其主要緣由是__________________________________________________________________。(4)通過胚胎分割移植培育出的這些小牛，其性別表現為________________________。(5)通過體細胞克隆技術培育的小牛，其性別取決于____________?！窘馕觥吭擃}主要考查了體細胞核移植和胚胎分割移植的應用，這兩項技術的實質都屬于無性繁殖，屬于動物克隆的方法。通過體細胞核移植得到的后代，主要性狀與供體相像，因為遺傳物質主要存在于細胞核中，但有些性狀與受體相像，因為細胞質中也存在著少量的遺傳物質。除此之外，性狀還受環(huán)境的影響。通過胚胎分割移植得到的后代，基因型完全一樣，表現型不肯定完全一樣?！敬鸢浮?1)A細胞核(2)①性狀變異可由環(huán)境條件引起②基因可能會發(fā)生突變③受體細胞的細胞質基因不同(3)此時還未出現細胞分化(4)全為雌性或全為雄性(5)供體細胞章末綜合測評(三)(時間：45分鐘，分值：100分)一、選擇題(共8個小題，每題5分，共40分)1．下列不屬于胚胎工程技術的是()【導學號：99310062】A．體外授精 B．胚胎分割、胚胎移植C．胚胎培育 D．轉基因鯉魚的培育【解析】胚胎工程有很多種技術，例如體外授精、胚胎移植、胚胎分割等，這些技術的勝利一般都要通過移植到雌性動物體內產生后代來實現。轉基因鯉魚的培育屬于基因工程?！敬鸢浮緿2．胚胎工程的核心技術是()A．胚胎分割與融合 B．體外授精和胚胎移植C．胚胎性別鑒定 D．胚胎冷凍保存技術【解析】體外授精技術是胚胎移植技術、克隆技術、轉基因技術、性別限制技術不行缺少的組成部分，而胚胎移植是胚胎工程技術的最終一道“工序”?！敬鸢浮緽3．胚胎移植技術已在畜牧業(yè)生產中得到廣泛應用，下列說法中錯誤的是()A．胚胎移植可充分發(fā)揮優(yōu)良母牛的繁殖實力，一年內可得到幾頭甚至幾十頭良種牛犢B．應用胚胎移植可使母牛提高生產實力C．應用胚胎移植可以代替種畜的引進，豐富品種資源D．胚胎移植可在畜牧業(yè)生產中產生新的品種，改良品種資源【解析】利用胚胎移植技術可以發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖實力，加快家畜改良的速度，保存遺傳資源，但胚胎移植并不能產生新品種，不能改良品種資源，一般用基因工程的方法來改良品種?！敬鸢浮緿4．下列關于胚胎分割的說法中，正確的是()A．選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的原腸胚B．需在電子顯微鏡下進行操作C．用解剖刀切開后用鑷子快速取出D．囊胚階段分割留意內細胞團要等分【解析】胚胎分割移植中，在對囊胚階段的胚胎進行分割時，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?！敬鸢浮緿5．下列關于促進雌性動物大量排卵的敘述中，正確的是()A．給未成年的雌性動物注射大量的相關激素，使其排卵B．給性成熟的雌性動物注射大量的相關激素，使其超數排卵C．給未成年的雌性動物注射肯定的相關激素，使其排卵D．給性成熟的雌性動物注射肯定的相關激素，使其超數排卵【解析】雌性動物排卵要等到性成熟以后，此時注射肯定的促性腺激素可以促進其超數排卵，從而提高其生殖實力?！敬鸢浮緿6．下圖為克隆羊多利的培育過程，其中Ⅰ～Ⅶ代表有關過程，a～h代表有關結構或個體。以下敘述錯誤的是()A．d的細胞數目達到32個左右時，此時d被稱為桑椹胚B．當胚胎內部出現含有液體的囊胚腔時，此時胚胎為囊胚，其中聚集在胚胎一端、個體較大的細胞為內細胞團C．Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅵ過程證明白供體細胞的核具有全能性，多利的性狀與代孕母羊無關D．過程Ⅴ取出細胞f是造血干細胞，其全能性遠高于胚胎干細胞【解析】圖中d表示早期胚胎，為桑椹胚，接著發(fā)育為囊胚。圖示核移植過程證明白動物體細胞核具有全能性。胚胎干細胞分化程度比造血干細胞低，全能性高?！敬鸢浮緿7．利用胚胎移植，可以開發(fā)遺傳特性優(yōu)良的母畜繁殖潛力，較快地擴大良種畜群。下列有關早期胚胎的來源中，錯誤的是()【導學號：99310063】A.eq\o(→,\s\up7(體外授精))受精卵eq\o(→,\s\up7(體外培育))早期胚胎B.eq\o(→,\s\up7(人工授精))受精卵eq\o(→,\s\up7(體外培育))早期胚胎C.eq\o(→,\s\up7(細胞核移植))重組細胞eq\o(→,\s\up7(體外培育))早期胚胎D．受精卵eq\o(→,\s\up7(基因工程))重組細胞eq\o(→,\s\up7(體外培育))早期胚胎【解析】人工授精實質是體內受精，形成的受精卵是在輸卵管發(fā)育成早期胚胎，而不是體外培育形成的早期胚胎。【答案】B8．如圖表示某胚胎工程的流程圖。據圖分析下列敘述正確的是()①→培育→胚胎→②→新個體A．若該工程表示的是胚胎分割技術，則①可以是卵裂球B．若該工程表示的是核移植技術，則①的形成不須要卵母細胞的參加C．無論是哪種工程，培育細胞的培育液中都要加入胚胎成纖維細胞D．②需注射促性腺激素，以達到超數排卵和同期發(fā)情的目的【解析】胚胎分割技術是將桑椹胚或者囊胚的內細胞團均等分割，所以①可以是桑椹胚或囊胚這樣的卵裂球。若該工程代表核移植技術，重組細胞的形成則須要去核的卵母細胞作為材料；無論是哪種工程，培育動物細胞都不須要加入胚胎成纖維細胞，而是除了必需養(yǎng)分成格外須要加入動物血清或血漿；假如②過程需注射促性腺激素進行超數排卵或同期發(fā)情處理，則不應當在胚胎發(fā)育成新個體的過程中?！敬鸢浮緼二、非選擇題(共60分)9．(15分)克隆羊的勝利培育轟動世界，它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎，解決了器官移植中供體不足的問題，同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。下圖為人類對克隆羊技術的拓展和應用，請據圖回答：(1)圖中所涉及的現代生物技術有________________和________等。若讓動物1能夠產生出人體胰島素，還須要的技術是________________。(2)圖中兩個克隆動物長大后，各方面特征與雄性動物相同，這說明____________具有全能性，早期胚胎發(fā)育在________階段以前的細胞都是全能細胞。(3)運用培育基進行胚胎干細胞培育時，通常要加入________等自然成分，除了保證被培育細胞處于無菌、無毒及足夠氧氣的環(huán)境中，還須要保證細胞生活所需的________。(4)圖中“從內細胞團到胚胎干細胞”的培育過程中，一般用________處理內細胞團，使之分散成單個細胞?！窘馕觥?1)克隆動物的培育過程的技術核心就是動物細胞核移植技術，得到的重組細胞發(fā)育成克隆動物的過程須要早期胚胎培育技術(動物細胞培育)和胚胎移植技術；若要克隆動物表現出其他生物的性狀，須要通過基因工程定向改造。(2)動物體細胞核移植體現的是動物體細胞核的全能性；早期胚胎發(fā)育到囊胚階段起先出現分化的細胞，由受精卵發(fā)育到桑椹胚階段沒有細胞分化，細胞都具有全能性。(3)動物細胞的體外培育須要加入動物血清或血漿以保證全面的養(yǎng)分，培育過程中須要相宜的溫度、pH等條件。(4)動物細胞體外培育時取出的組織塊須要利用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，使其分散為單個細胞再進一步培育?！敬鸢浮?1)動物細胞核移植胚胎移植動物細胞培育、基因工程(或DNA重組技術)(2)體細胞核桑椹胚(3)血清、血漿溫度和pH(4)胰蛋白酶10．(15分)隨著科學技術的發(fā)展，人們可以依據人類的需求來改造生物的性狀，在很多領域取得了可喜的成果。下圖是利用奶牛乳汁生產血清白蛋白的圖解，據圖回答：(1)在此過程中涉及的現代生物技術主要有____________________________________________________________________________________________。(2)在基因工程中，我們稱②為________，在②進入③之前要用__________________________等工具來構建基因表達載體，能實現②進入③的常用方法是____________。(3)圖中①一般經________處理可以得到③，從③到④的過程中一般用未受精的卵細胞去核后作為受體，不用一般的體細胞，緣由是_____________________________________________________________________________________。(4)從下圖A～D中選出④到⑤的過程中正確的操作方法：________，把⑤送入⑥的最佳時期是________期。(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遺傳性狀和________最相像，為什么？________________________，假如②的數量太少常用________來擴增。要實現⑦批量生產血清白蛋白，則要求③的性染色體是________，利用該方法得到的動物叫做________。(6)用這種方法生產藥物與工廠化生產藥物的優(yōu)越性在于________________________。⑦和某些轉基因羊可通過分泌乳汁來生產人類所需藥物，這類的轉基因動物被稱為______________?！窘馕觥繄D中②為目的基因，目的基因導入受體細胞③之前要用限制性內切酶、DNA連接酶和載體等工具來構建基因表達載體，然后運用顯微注射法把其導入受體細胞。由組織得到單個細胞，必需運用胰蛋白酶處理，核移植過程中，由于卵細胞大，細胞質中含有刺激細胞核全能性表達的物質，因此選用卵細胞的細胞質作為細胞核的受體。胚胎分割的關鍵是要把內細胞團均等分割。⑦的核基因與荷斯坦奶牛一樣，因此其性狀與荷斯坦奶牛最相像；目的基因的擴增通過PCR技術完成，由于血清白蛋白從乳汁中提取，因此必需培育母牛，其性染色體為XX，培育出的這種動物稱為轉基因克隆動物。【答案】(1)基因工程、動物細胞核移植技術、動物細胞培育和胚胎移植技術(2)目的基因限制性內切酶、DNA連接酶和載體顯微注射法(3)胰蛋白酶卵細胞大、易操作，細胞質中含有刺激細胞核全能性表達的物質，體細胞的細胞核在卵細胞質中才能表現出全能性(4)C桑椹胚和囊胚(5)荷斯坦奶牛因為個體⑦的核遺傳物質大部分來自荷斯坦奶牛，⑥主要為胚胎發(fā)育供應養(yǎng)分和場所PCR技術XX轉基因克隆動物(6)節(jié)約資源、降低成本等乳腺(房)生物反應器11．(15分)如圖表示利用胚胎工程培育優(yōu)質奶牛的基本流程：eq\x(對雌性個體進行選擇，并用激素進行同期發(fā)情處理)↓eq\x(用激素對雌性個體做強制排卵處理)↓eq\x(\a\al(超數排卵的雌性個體發(fā)情后選擇同種優(yōu)秀雄性,個體進行配種或人工授精))↓eq\x(胚胎收集沖胚)↓eq\x(胚胎質量檢查，此時胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段)↓eq\x(胚胎移植)↓eq\x(檢查受體是否妊娠)↓eq\x(胚胎移植的幼體)(1)桑椹胚是胚胎細胞數目為________個左右的胚胎，這個階段的每一個細胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛力，屬于________。補充填寫早期胚胎發(fā)育的幾個重要階段：受精卵→桑椹胚→________→________。優(yōu)質奶牛的培育過程須要進行胚胎移植，移植后的胚胎能在受體子宮中存活，其生理基礎是_______________________________________________________________________________。(2)在優(yōu)質奶牛的培育過程中，為了能夠快速繁殖，常用體外授精技術，其過程為：該過程中卵母細胞可以干脆在體外授精嗎？________(填“能”或“不能”)，在進行體外授精前要對精子進行________處理。(3)若要同時獲得多頭與此優(yōu)質奶牛相同的小牛，可進行胚胎分割。應選擇發(fā)育到________時期的胚胎進行操作，進行分割時，應留意將________分割，通過胚胎分割產生的兩個或多個個體具有相同的________。(4)胚胎干細胞(簡稱ES細胞或EK細胞)是由________胚胎或者原始性腺中分別出來的一類細胞，具有很強的________實力和多向________的潛能。ES細胞將會給人類移植醫(yī)學帶來一場革命，緣由是ES細胞可以被誘導分化形成新的________，還可以培育出新的________?！窘馕觥?1)桑椹胚的胚胎細胞數為32個左右，每個細胞都具有全能性，屬于全能細胞。早期胚胎發(fā)育的階段為受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚。受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應，這是外來胚胎成活的生理基礎。(2)只有進行到減數其次次分裂中期的卵子才具有受精實力。受精前，精子要進行獲能處理。(3)胚胎分割移植應選取發(fā)育到桑椹胚或囊胚期的胚胎，在分割時應將內細胞團均等分割。(4)胚胎干細胞是從早期胚胎或原始性腺中分別出來的一類細胞，具有很強的增殖實力和分化潛能?！敬鸢浮?1)32全能細胞囊胚原腸胚受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(2)不能獲能(3)桑椹胚或囊胚內細胞團均等遺傳物質(4)早期增殖分化組織細胞組織器官12．(15分)下面分別是試管嬰兒和克隆羊培育過程的介紹材料，請閱讀并回答后面的問題?！緦W號：99310064】a．試管嬰兒試管嬰兒是指通過體外授精與胚胎移植的方式使婦女受孕而生出的嬰兒。人類第一例試管嬰兒于1978年7月23日誕生在英國，嬰兒名叫路易斯布朗。她的母親由于輸卵管堵塞不能生育。婦產科醫(yī)生與劍橋高校的生物學教授合作，勝利地從嬰兒母親卵巢濾泡中取出卵細胞，并實行了嬰兒父親的精液，使卵細胞和精子在試管中勝利完成受精。把受精卵放在盛有特制養(yǎng)分液的試管中，保持和體溫一樣的溫度，使受精卵發(fā)育到胚胎時期，再移植到母親的子宮內，完成發(fā)育過程直至誕生一個健康的嬰兒。b．克隆羊的培育過程(見下圖)(1)多利羊和路易