高考生物讲义含试题答案解析胚胎工程.docx

1、高考生物讲义含试题答案解析胚胎工程第45讲胚胎工程考纲要求考情分析命题趋势1动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础()2胚胎干细胞的移植()3胚胎工程的应用()2017，江苏卷，14T2016，江苏卷，11T2015，山东卷，36T2015，重庆卷，8T高考中对胚胎工程内容的考查往往与其他内容综合在一起。一般会考查哺乳物精、卵形成过程及体内受精和早期胚胎发育，还有可能结合动物细胞培养技术，综合考查胚胎干细胞培养及应用、胚胎分割操作、胚胎移植及其生理基础等分值：820分一、体内受精和早期胚胎发育1精子的发生(1)场所：睾丸的_曲细精管_。(2)时间：_初情期_生殖机能衰退。(3)过程：2卵子

2、的发生(1)场所：_卵巢_、输卵管。(2)时间：始于_性别分化后_(胚胎时期)。(3)过程：(4)排卵：指_卵子从卵泡中排出_。3受精(1)场所：_输卵管_。(2)过程：准备阶段：精子_获能_、卵子的准备(发育到_减数第二次分裂中期或M中期_)。受精阶段：顶体反应(穿越放射冠)_透明带反应_(屏障1)_卵细胞膜_反应(屏障2)雌、雄原核形成，配子结合成受精卵。(3)卵子受精的标志：在透明带和卵细胞膜之间观察到_两个极体_。二、体外受精和早期胚胎培养1体外受精(1)卵母细胞的采集和培养：促性腺激素、超声波探测仪、内窥镜等。(2)精子的采集和获能(3)受精：获能的精子和培养成熟的卵子结合形成合子。

3、2早期胚胎培养(1)培养液成分：无机盐、有机盐(两盐)，维生素、_激素_(两素)，氨基酸、核苷酸(两酸)，水，_血清_。(2)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存备用。3胚胎发育受精卵卵裂桑椹胚_囊胚_三、胚胎工程的应用和前景1胚胎移植(1)胚胎来源：转基因、核移植、体外受精、体内受精。(2)实质：产生胚胎的_供体_和孕育胚胎的_受体_共同繁育后代的过程。(3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。(4)意义：充分发挥_雌性优良个体的繁殖潜能_。(6)基本程序：对供、受体的选择和处理配种或人工授精对胚胎的收集(冲卵)、检查、培养或保存(时期：_桑椹胚

4、或囊胚_)胚胎移植检查。2胚胎分割(1)概念：采用机械方法将早期胚胎分割成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。(2)材料：发育良好、形态正常的_桑椹胚或囊胚_。(3)注意事项：_将内细胞团均等分割_。(4)意义：加快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。3胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源：早期胚胎或_原始性腺_。(2)特点胚胎工程核心内容归纳(1)受精过程中的“三大反应”和防止多精子入卵受精的“两道屏障”。顶体反应：精子膜和顶体外膜发生的一系列改变，释放顶体酶。透明带反应：在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应

5、，它是防止多精子入卵受精的第一道屏障。卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内，这是防止多精子入卵受精的第二道屏障。(2)早期胚胎发育过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。(3)胚胎的早期培养的培养液成分：“两盐”是无机盐、有机盐，“两素”是维生素、激素，“两酸”是氨基酸、核苷酸，天然成分是血清等物质。(4)胚胎移植的关键知识移植的胚胎必须在原肠胚之前。供体和受体必须是同种生物，并处于同一生理状态。胚胎移植的本质：产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的。()(2)成熟的精子并不具

6、有受精能力，必须获能后才具备受精能力。()(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出。()(4)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。()(5)卵子形成过程中，减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。()2分析下面图解，判断哪一项不是精子、卵细胞发生的区别(D)A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间BM和M的时间连续性C成熟生殖细胞是否经过变形D成熟生殖细胞中染色体的数目解析初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的；精子的产生过程中，M和M是连续的，而卵细胞产生通过M形成次级卵母细胞，在精子与卵细胞结合的过程中才完成M；精子细胞形成后变形为蝌蚪状，

7、卵细胞不需要变形；成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。3下图表示通过体外受精培育试管牛的过程，下列叙述错误的是(B)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解析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。 一精子、卵子的发生和体外受精的综合考查1精子和卵子的发生项目精子的发生卵子的发生不同点场所睾丸的曲细精管卵巢(减数第一次分裂)、输卵管(减数第二次分裂)时间初情期到生殖机能衰退卵泡的形成和在卵巢内的储备：出生前(即胎儿时期)排卵

8、：初情期后过程特点减数第一次分裂和减数第二次分裂连续需要变形减数第一次分裂和减数第二次分裂不连续不需要变形相同点原始生殖细胞的增殖为有丝分裂原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂；成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半2体外受精3胚胎发育例1 如图A为成熟精子的结构示意图，图B是家畜卵子发生和成熟过程示意图。请据图回答下列问题(内填图中序号)：(1)哺乳动物精子的发生是在_睾丸_内完成的；卵子的发生是在雌性动物的_卵巢_内完成的。(2)精子头部的顶体是由_高尔基体_发育来的，在受精阶段发生顶体反应，释放_顶体酶_溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。获能的精子穿越放射冠和透明带，进入

9、卵细胞膜完成受精的过程中会产生两次生理反应，阻止其他精子入卵，它们是透明带反应和_卵细胞膜反应_。(3)图B中代表个体发育_胎儿_期；代表_卵细胞膜_(写结构名称)；代表_减数第二次(M)分裂_(写细胞分裂时期)。(4)精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在_出生前(胎儿时期)_完成的。(5)一个次级卵母细胞经减数分裂形成_1_个卵子和_1_个第二极体。解析(1)哺乳动物精子的发生是在睾丸内完成的；卵子的发生是在雌性动物卵巢内完成的。(2)精子头部的顶体是由高尔基体发育来的，在受精阶段发生顶体反应，释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质和透明带。受精过程中阻止多精入卵的

10、两道屏障分别是透明带反应和卵细胞膜反应。(3)初级卵母细胞的储备在胎儿期完成；代表卵细胞膜；初情期后发生的变化是指初级卵母细胞经过减数第一次分裂(M)形成次级卵母细胞和第一极体，次级卵母细胞经过减数第二次分裂(M)形成卵细胞和第二极体，然后由卵细胞与精子结合形成合子(受精卵)。(4)哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前(即胎儿时期)完成的。(5)一个次级卵母细胞经减数分裂形成1个卵子和1个第二极体。受精过程及卵裂期的几点提醒(1)受精过程的3个易混点精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。受精的标志受精完成的标志：受精的标志

11、是在透明带和卵细胞之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。(2)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。细胞体积：胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。细胞中DNA含量：伴随细胞分裂、细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。 二试管动物与克隆动物1试管动物生产流程2克隆动物的培育流程3克隆动物和试管动物的异同(1)试管动物和克隆动物的性状不同：前者由父本和母本共同决定，后者一般与核供体相同。(2)试管动物和克隆动物的生殖方式不同：前者是有

12、性生殖，后者是无性生殖。(3)试管动物和克隆动物的产生过程不同：前者经过了体外受精过程，后者经过了核移植过程。(4)试管动物和克隆动物细胞核遗传物质来源不同：前者细胞核遗传物质来自于母本和父本两个个体，后者细胞核遗传物质仅来自一个个体。例2 如图是畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列问题。(1)方法和方法均用到的生物技术有_动物细胞培养_和_胚胎移植_。(2)用激素处理的目的是使B牛_超数排卵_，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到_减数第二次分裂中期_(时期)才能与精子结合。(3)A牛的精子要与B牛的卵细胞结合完成受精作用，必需先_获能_。卵子受精的标志是_在卵细胞膜和透明带

13、的间隙能够观察到两个极体_。(4)生产上常用_桑椹胚或囊胚_期的胚胎进行胚胎移植。若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用_胚胎分割_技术。解析(1)方法、中都用到了动物细胞培养技术和胚胎移植技术。(2)超数排卵应用促性腺激素处理，获得的卵母细胞需要在减数第二次分裂中期才能与精子结合。(3)体外受精前应该先让精子获能，然后才能完成受精作用。卵子受精的标志是卵细胞膜和透明带之间能观察到两个极体。(4)胚胎移植常用桑椹胚或囊胚进行，胚胎分割能同时获得多个性状相同的个体。克隆动物、试管动物与转基因动物项目克隆动物试管动物转基因动物概论用核移植的方法获得动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基

14、因的受精卵发育成的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例1 (2014福建卷)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：(1)步骤中，在核移植前应去除卵母细胞的_。(2)步骤中，重组胚胎培养到_期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。(3)步骤中，需要构建含有基因Rag2的表达载体。可以根据R

15、ag2基因的_设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind 和Pst 限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有_酶的酶切位点。(4)为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的_，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1)考生没有读懂图解2(2)考生知识识记模糊2(3)考生没有理解引物设计的原理及作用4(4)考生审题时没注意关键词“用抗Rag2蛋白的抗体”2解析 本题考查基因工程、细胞工程和胚胎工程技术。(1)步骤是核移植过程。体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核

16、，原因是若不去掉卵细胞的细胞核，就会造成细胞里面有两个细胞核，使得遗传物质不稳定。(2)ES细胞是由早期胚胎(囊胚)的内细胞团分离出来的一类细胞。(3)步骤为获取目的基因，并把目的基因导入受体细胞的过程。在生物体外可通过PCR技术扩增目的基因，其条件是模板DNA、根据Rag2基因的核苷酸序列设计的引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶等，另外根据题干可知，获得Rag2基因需要用Hind和Pst限制酶，所以在构建表达载体时，所选择的表达载体上应具有Hind 和Pst 酶的酶切位点。(4)检测目的基因是否翻译相应蛋白质时，应采用抗原抗体杂交法，即提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交，看是否有

17、杂交带。规范答题 (每空2分)(1)细胞核(2)囊胚(3)核苷酸序列Hind和Pst(4)蛋白质1(2014江苏卷)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示，相关叙述正确的是(D)A为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂D为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎解析用促性腺激素对雌性杜泊羊处理，使其超数排卵，而不是雌激素，故A项错误；从卵巢采集的卵细胞未发育成熟，要经过体外人工培养成熟

18、后才能与获能的精子受精，故B项错误；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故C项错误。1(2017江苏卷)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是(C)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解析精子在获能液中于37 、5% CO2条件下培养，可使精子获能，A项正确；给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵，B项正确；分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程中由于基因突变或环

19、境因素影响等，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C项错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化形成各种组织器官，D项正确。2(2016江苏卷)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(B)A步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分离B诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液D步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同解析步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植，A项错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺细胞，B项正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自卵细胞，C项错

20、误；受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液，与早期胚胎培养液有区别，D项错误。3(2015山东卷)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的_(体细胞)核移植_技术，过程采用的是胚胎工程中的_(早期)胚胎培养_技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的_pH(或酸碱度)_。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用_限制性核酸内切酶(或限制酶)_和_DNA连接酶(两空可颠倒)_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_标记_基因

21、，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的_内细胞团_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_B_(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。解析(1)图中过程采用体细胞核移植技术；过程为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程，利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时，气体环境为95%的空气和5%的CO2，CO2作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时，需用的工具酶为限制酶和DNA连接酶。基因表达载体上除目的基因外，还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，

22、从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性，可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植给核供体，则不会发生免疫排斥反应。4(2015重庆卷)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了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_生长发育_。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_隐性_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！AC#，后代中出现这种母牛的概率是_1/8_(假

23、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_获能_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_供能_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的_性别、高产奶和适应生长的基因_。子代母牛的优良性状与过程_的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_胚胎分割_技术。解析(1)由于B是具有适宜本地生长基因的纯种，故选择B作为母本，可使胚胎在母体内正常生长发育，让B与纯合的具有高产奶基因的A杂交得到C，C牛的产奶量并未提高，可推知高产奶是隐性性状，而C为杂合子。因引进的是含高产奶基

24、因的纯种公牛，故可选用AC杂交组合，后代中高产奶且适宜本地生长的母牛的概率为1/21/21/21/8。(2)精子需进行获能处理，才能具有受精能力。卵子的成熟在受精过程中完成。胚胎培养中，葡萄糖的作用是提供能量。为筛选出具有优良性状的母牛，在胚胎移植前应鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的基因。经过过程的基因重组产生同时含有高产奶基因和适应本地生长基因的卵细胞，是后代出现高产奶且适宜本地生长母牛的前提。(3)可通过胚胎分割技术提高已有胚胎的利用率。课时达标第45讲1请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题。(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的_顶体酶_能协助精子穿过卵

25、母细胞的放射冠和透明带。(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于_初级_卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂_中_期时，才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明_受精_已完成。(3)动物的早期胚胎移植到同种且_生理状态_与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用_促性腺_激素对供体进行处理，其目的是获得更多的_卵母细胞_，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_对物质的吸收具有选择性_。(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个

26、体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行_胚胎分割_处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_冷冻(或液氮)_条件下。2下图是体外受精技术培育试管动物的大致流程，请回答下列问题：(1)精子的顶体内含有_顶体酶_能协助精子穿过卵母细胞的_放射冠和透明带_。(2)体外培养受精卵时，除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还提供_CO2_气体以维持_培养液的pH_相对稳定。(3)动物的早期胚胎需移植到受体动物体内，被移植的胚胎之所以能存活是因为受体_对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应_。(4)如果将某种目的基因导入动物细胞，以期获得新性状，最常用的方法是用显微注射技术将_含有目的

27、基因的表达载体(或重组表达载体DNA分子)_导入受精卵中，目的基因能够导入到受体细胞内，并且在受体细胞中稳定表达的过程称为_转化_。3下面是有关胚胎工程的相关问题，请回答：(1)胚胎工程是对动物_早期胚胎_或_配子_所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过_(胚胎)移植_给受体才能获得后代。(2)哺乳动物的体外受精主要包括_卵母细胞的采集(和培养)_、！精子的采集和获能#和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射_促性腺激素_，使其排出更多的卵子。(3)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入_发育培养液_中继续培养，以检查受精状况和受精卵

28、的发育能力。(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，它除了能从早期胚胎中分离外，还可以从_原始性腺_中获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持_不分化_的状态。4如图是利用我国崂山奶山羊的乳腺生产人的胰岛素的设计方案，请据图回答：(1)科研人员常用人工合成的方法获得胰岛素基因，所用的模板mRNA一般取自_胰岛B_细胞。(2)提供的山羊的性别是_雌性_，经_胰蛋白(或胶原蛋白)_酶处理可以得到。一般情况下，是发育到_减数第二次分裂中期_(时期)的细胞。(3)将含有的基因表达载体导入常用的方法是_显微注射法_。(4)一般情况下，胚胎需培养到_桑椹胚或囊胚_时期才能进

29、行胚胎分割。如果胰岛素基因仅仅整合到某一对同源染色体中的一条上，且基因得以成功表达，那么，由胚胎和发育而成的两只山羊是否都能产生人的胰岛素？_是_(填“是”或“否”)。为什么？_来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质_。解析(1)胰岛素基因只在胰岛B细胞中转录并表达。(2)该方案的目的是培养转基因产奶羊，因此提供的山羊的性别为雌性。用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理组织，可获得分散的单个细胞。进行核移植时，需将采集到的卵母细胞在体外培养到减数第二次分裂中期，才能将细胞核导入。(3)常用显微注射法将含有目的基因的表达载体导入动物细胞。(4)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。由经胚胎分割产生和，由于来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以和发育而成的两只山羊都能产生人的胰岛素。5人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：a将人的血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞；