高中生物蘇教版現(xiàn)代生物科技專題本冊總復習總復習 第3章微專題突破

微專題突破一、胚胎工程的四個操作流程1．試管動物生產(chǎn)流程2．克隆動物的培育流程3．轉基因動物的培育流程4．胚胎移植的流程eq\x(\a\al(對供體、受體雌性個體進行選擇,并用激素進行同期發(fā)情處理))↓eq\x(用激素對供體雌性做超數(shù)排卵處理)↓eq\x(\a\al(超數(shù)排卵的雌性發(fā)情后，選擇同種優(yōu),良雄性進行配種或人工授精))↓eq\x(胚胎收集（沖卵）)↓eq\x(\a\al(胚胎質(zhì)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(受體雌性（檢查是否妊娠）)生產(chǎn)↓eq\x(胚胎移植的幼體)1．試管嬰兒、試管苗和克隆羊這三者可以說是現(xiàn)代生物科技的杰出成果，下列對其生物學原理及技術的敘述，正確的是()【導學號：10210080】A．都屬于無性生殖B．都屬于生物工程的技術范疇C．都不會發(fā)生基因重組D．都體現(xiàn)了分化的細胞具有全能性【解析】試管嬰兒的原理為有性生殖，但該過程需要動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術；試管苗是植物組織培養(yǎng)的結果，體現(xiàn)了細胞的全能性；克隆羊利用了核移植技術，體現(xiàn)了動物細胞核的全能性。在三項成果中，試管嬰兒培育的第一步是體外受精，而參與受精的精子和卵細胞在經(jīng)減數(shù)分裂形成的過程中都會發(fā)生基因重組，綜合以上分析，只有B項敘述正確?！敬鸢浮緽2．(2023·浙江十二校聯(lián)考)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(nèi)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(shù)排卵技術要使用一定的激素如性激素、孕激素等D．胚胎移植實際上是生產(chǎn)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，其關鍵技術是體外受精。超數(shù)排卵使用的激素是促性腺激素?！敬鸢浮緿3．通過胚胎工程建立的轉基因動物模型，常用于基因表達調(diào)控的研究、良種動物的篩選以及基因工程藥物的生產(chǎn)等。制備轉基因鼠的流程如圖所示：(1)體外受精時，人工采集的動物精子必須經(jīng)過____________處理才能完成圖示中的①過程，完成②過程常采用的方法是________。(2)④過程中，為維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定，必須將培養(yǎng)瓶放置在______________中進行培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中用____________(酶)處理才能獲得單個細胞。(3)圖示中甲為____________________時期的去核卵母細胞，⑤過程操作技術叫做________。(4)在上述轉基因鼠的培育過程中，所用到的主要胚胎工程技術有體外受精、________________和________。(5)轉基因鼠只攜帶一個B基因，常采用____________的方法來培育出基因型為BB的個體?！窘馕觥?1)人工采集的動物的精子必須獲能才能完成受精。②過程表示將目的基因?qū)胧荏w細胞，目的基因?qū)雱游锛毎姆椒ㄊ秋@微注射法。(2)④過程表示胚胎干細胞的培養(yǎng)，應在CO2恒溫箱中進行。胰蛋白酶或膠原蛋白酶能將動物細胞分散成單個細胞。(3)細胞核移植中用到的是減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞。(4)在轉基因動物的培育過程中用到了體外受精、早期胚胎的培養(yǎng)和胚胎移植技術。(5)由雜合子獲得純合子的方法是雜交和篩選?！敬鸢浮?1)獲能顯微注射法(2)CO2恒溫箱胰蛋白酶(膠原蛋白酶)(3)減數(shù)第二次分裂中期(MⅡ中期)核移植(4)早期胚胎的培養(yǎng)(動物細胞培養(yǎng))胚胎移植(5)多代雜交并篩選二、胚胎工程中易混名詞辨析1．試管動物(嬰兒)和克隆動物(1)試管動物(或嬰兒)：是指通過體外受精和胚胎移植技術而產(chǎn)生的動物(或嬰兒)。試管動物(或嬰兒)可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度，也能解決人類的不孕問題。(2)克隆動物：一般是指由一個細胞通過無性繁殖形成的動物，該動物的基因型與提供細胞(或細胞核)的個體完全相同?？寺〖夹g的原理是細胞核的全能性。2．體外受精和人工授精(1)體外受精體外受精是指哺乳動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術。它的基本原理是人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使初級卵母細胞成熟，同時使精子獲能，最終完成受精作用，并有計劃地保存胚胎等。哺乳動物的體外受精主要包括卵母細胞的采集、精子的獲能和受精等幾個主要步驟。(2)人工授精人工授精技術是指用相應的器械采集公畜的精液，再將其注入正在發(fā)情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的過程。人工授精要注意選用具有優(yōu)良性狀的公畜，人工采精，同時要對獲取的精液樣品進行檢查，確定精液的質(zhì)量。人工授精技術為畜牧業(yè)帶來了巨大的效益：①人工授精技術可有效地發(fā)揮優(yōu)良公畜的特性；②人工授精同自然交配相比，公畜的配種效率顯著提高；③優(yōu)良公畜的精液可長期保存，并易于運輸?shù)饺魏蔚胤竭M行人工授精，省去了大量家畜運輸?shù)穆闊?．治療性克隆與生殖性克隆類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細胞用于醫(yī)學研究和治療用于生育，獲得人的復制品水平細胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息相同4．下列哪項不是人工授精和體外受精的區(qū)別()A．人工授精能更有效地發(fā)揮優(yōu)良公畜的特性B．體外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能C．人工授精和體外受精的本質(zhì)不同D．人工授精的精卵結合在母畜體內(nèi)，而體外受精的過程在母畜體外【解析】人工授精是用人工的方法，將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，使精卵細胞結合；體外受精是將人工獲取的精子和卵母細胞在體外完成受精。這兩者的本質(zhì)都是兩性生殖細胞的結合，只不過前者是在體內(nèi)完成的，后者是在體外完成的?！敬鸢浮緾5．(多選)(2023·南京檢測)我國科學家培育“熒光豬”的技術流程如圖所示。圖中字母表示有關技術或原理，匹配正確的是()A．農(nóng)桿菌轉化法 B．體外受精C．有絲分裂 D．胚胎移植【解析】外源基因?qū)雱游锛毎姆椒☉獮轱@微注射法。B為核移植過程。C為胚胎的培養(yǎng)，細胞進行有絲分裂，D為胚胎移植?！敬鸢浮緾D6．(2023·江蘇高考)杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，被稱為“鉆石級”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，相關敘述正確的是()【導學號：10210081】A．為了獲得更多的卵母細胞，需用雌激素對雌性杜泊羊進行處理B．從卵巢中采集的卵母細胞可直接與獲能的精子進行體外受精C．為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應，應注射免疫抑制劑D．為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術獲得同卵雙胎【解析】本題考查胚胎移植過程和胚胎分割移植的應用。用促性腺激素促進雌性個體超數(shù)排卵，而不是雌激素，故A錯誤；從卵巢中采集的卵母細胞，未發(fā)育成熟，需要經(jīng)過體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精，故B錯誤；受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應，故C錯誤；為了進一步擴大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術獲得同卵雙胎或多胎，故D正確?！敬鸢浮緿章末綜合測評(三)(時間：45分鐘，分值：100分)一、選擇題(共8個題，每小題5分，共40分)1．(2023·泰安期中)關于哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述正確的是()A．合子形成后立即進入子宮內(nèi)進行有絲分裂B．卵裂時隨著細胞數(shù)目的增加胚胎總體積也隨之增大C．桑椹胚階段前的每個細胞都屬于全能細胞D．內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎盤和胎膜【解析】哺乳動物的受精作用發(fā)生在輸卵管中，并且在輸卵管中進行卵裂過程，A錯誤；卵裂時隨著細胞數(shù)目的增加，胚胎總體積不變，甚至略微減小，B錯誤；桑椹胚階段前的每個細胞都屬于全能細胞，C正確；內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，D錯誤?！敬鸢浮緾2．下列關于卵母細胞采集的敘述，不正確的是()A．在采集時有些動物要用促性腺激素處理B．有些動物可以從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精C．對有些動物可以直接從活體卵巢中吸取卵母細胞D．采集的卵母細胞，都能直接與獲能的精子在體外受精【解析】由超數(shù)排卵處理后從輸卵管中沖取的卵子已在體內(nèi)發(fā)育成熟，不需培養(yǎng)可直接與獲能的精子受精；直接從活體動物的卵巢中吸取的卵母細胞必須在體外培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精?！敬鸢浮緿3．現(xiàn)有甲(克隆羊)、乙(試管羊)、丙(轉基因羊)三只羊。下列有關敘述正確的是()A．甲和丙的培育過程中都應用了體外受精和胚胎移植技術B．與乙不同，甲的遺傳物質(zhì)可來自兩個雌性親本C．培育三只羊都是通過相同的生殖方式獲得親本的優(yōu)良性狀D．三只羊的體外早期胚胎培養(yǎng)都經(jīng)歷了受精卵、桑椹胚、囊胚、原腸胚等階段【解析】甲利用核移植技術、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植，乙利用體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植，A錯誤；核移植過程中供體和受體均可以是雌性，試管羊的遺傳物質(zhì)來自父本和母本，B正確；甲為無性生殖，乙為有性生殖，丙為有性生殖，C錯誤；甲羊不經(jīng)過受精卵，D錯誤?！敬鸢浮緽4．(2023·江蘇高考)下列關于蛙胚胎發(fā)育過程的敘述，正確的是()A．通過細胞分裂不斷增加細胞數(shù)量，并在一定時期發(fā)生細胞分化B．胚胎發(fā)育過程中細胞不斷分裂，但不發(fā)生凋亡C．隨著細胞分裂次數(shù)的增加，蛙胚的有機物總量不斷增加D．發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)逐漸增加【解析】本題考查動物胚胎發(fā)育的過程。受精卵通過細胞分裂增加細胞數(shù)量，囊胚期細胞開始出現(xiàn)分化，到原腸胚的時候，細胞分化達到最大程度，所以A正確；胚胎發(fā)育過程中細胞不斷分裂，也會發(fā)生細胞的凋亡，因此B錯誤；發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得氧氣，但是營養(yǎng)物質(zhì)全部來自受精卵，所以隨著細胞分裂次數(shù)的增加，蛙胚的有機物總量不斷減少，營養(yǎng)物質(zhì)逐漸減少，故C、D錯誤。【答案】A5．第三代試管嬰兒技術也稱胚胎植入前遺傳學診斷，指在胚胎移植前，取胚胎細胞的遺傳物質(zhì)進行分析，篩選出健康胚胎進行移植的方法。下列有關說法正確的是()【導學號：10210082】A．胚胎植入前遺傳學診斷過程需要進行羊腹腔穿刺取羊水中的細胞B．體外受精后的受精卵無需培養(yǎng)可進行胚胎移植C．胚胎移植的受體從技術上來說沒有必要一定是胚胎的遺傳學母親D．第三代試管嬰兒技術的成熟意味著大家可以隨意選擇和定制孩子【解析】本題考查設計試管嬰兒的挑戰(zhàn)。第三代試管嬰兒技術主要是在植入胚胎前，需要對胚胎進行遺傳學診斷，即在胚胎植入前取胚胎的部分細胞進行分析，以篩選符合要求的胚胎，A錯；胚胎植入前需要培養(yǎng)至8～16細胞胚階段進行移植，B錯；受體與胚胎之間可能只有營養(yǎng)關系，沒有遺傳關系，C對；第三代試管嬰兒技術還不成熟，即使成熟，也不能隨意選擇和定制孩子，違背倫理、道德、法律，D錯?！敬鸢浮緾6．(2023·鎮(zhèn)江期末)2023年10月諾貝爾生理學或醫(yī)學獎被英國科學家約翰·格登和日本醫(yī)學教授山中伸彌奪得，他們在細胞核重新編程研究領域做出了杰出貢獻。目前，山中伸彌和其他研究小組已把多種組織(包括肝、胃和大腦)的細胞，轉變成了誘導多功能干細胞，并讓誘導多功能干細胞分化成了皮膚、肌肉、軟骨、神經(jīng)細胞以及可以同步搏動的心臟細胞。下列相關敘述錯誤的是()A．成熟細胞被重新編程的過程中細胞的分化程度逐漸降低B．多功能干細胞能分化成神經(jīng)細胞，神經(jīng)細胞不能脫分化成多功能干細胞C．多功能干細胞與成熟細胞相比，細胞內(nèi)DNA的含量不變，RNA的含量發(fā)生了變化D．誘導多功能干細胞分化的過程不僅與基因有關，與細胞直接生活的微環(huán)境也有關【解析】根據(jù)題意，已分化的細胞轉變成多功能干細胞，從而使分化程度降低，故A對；通過細胞核重新編程，成熟細胞也能脫分化成多功能干細胞但不能體現(xiàn)全能性，B錯誤；成體細胞都是由受精卵有絲分裂而來，細胞核內(nèi)DNA相同但基因是選擇性表達的，所以轉錄出來的RNA不同，合成的蛋白質(zhì)也不同，C正確；基因的選擇性表達過程不僅與基因有關，也受細胞的微環(huán)境影響，D正確?！敬鸢浮緽7．哺乳動物卵原細胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程，只有在促性腺激素和精子的誘導下才能完成。下面為某哺乳動物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A．次級卵母細胞形成的過程需要激素調(diào)節(jié)B．細胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ細胞分裂后期染色體數(shù)目相同D．培育轉基因動物應選擇細胞Ⅳ作為受體細胞【解析】本題考查減數(shù)分裂、胚胎工程和基因工程等知識，意在考查信息獲取能力和分析推理能力。分析題圖可知，在促性腺激素的作用下減數(shù)第一次分裂完成并產(chǎn)生次級卵母細胞，A正確；只有在精子的作用下，次級卵母細胞才能完成減數(shù)第二次分裂，B正確；Ⅱ為卵原細胞，染色體數(shù)目為2N，Ⅲ在減數(shù)第二次分裂后期，著絲點分裂后染色體數(shù)為2N，Ⅳ為受精卵，在有絲分裂后期，著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍為4N，三者在細胞分裂后期染色體數(shù)目不同，C錯誤；動物基因工程中常用受精卵作為受體細胞，D正確?！敬鸢浮緾8．治療性克隆有希望最終解決供體器官的短缺和器官移植出現(xiàn)的排異反應。下圖表示治療性克隆的過程，下列說法正確的是()A．上述過程利用了動物體細胞融合技術B．上述過程實現(xiàn)了動物細胞的全能性C．胚胎干細胞的不斷增殖和分化潛能保證①過程的進行D．①②過程不進行DNA復制和蛋白質(zhì)合成【解析】治療性克隆是指利用克隆技術產(chǎn)生特定細胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植。治療性克隆主要利用了體細胞核移植技術，A項錯誤；動物體細胞核移植技術體現(xiàn)了動物體細胞核的全能性，所以B項錯誤；胚胎干細胞具有全能性，經(jīng)過不斷的分裂和分化，可得到能用于移植的各種組織細胞，所以C項正確；在細胞的分裂間期進行DNA的復制和有關蛋白質(zhì)的合成，在細胞的分化過程中，由于基因的選擇性表達，不同的細胞中產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)，因此D項錯誤。【答案】C二、非選擇題(共4個題，共60分)9．(15分)下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答問題。【導學號：10210083】(1)寫出各個階段的名稱：A________，B_______________________________________________，C________。(2)寫出圖中各標號的名稱：2________，4________。(3)A時期的細胞具有發(fā)育上的________性，B時期開始出現(xiàn)________，C時期開始出現(xiàn)________?！窘馕觥拷獯鸨绢}首先應根據(jù)圖示判斷出A、B、C各屬于胚胎發(fā)育的哪個時期，然后再分析各時期的特點。(1)圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚。(2)圖B中1是滋養(yǎng)層，2是內(nèi)細胞團，3是透明帶，4是囊胚腔。(3)桑椹胚細胞具有全能性；囊胚期開始出現(xiàn)細胞分化，已分化為滋養(yǎng)層細胞和內(nèi)細胞團；原腸胚開始出現(xiàn)胚層分化，分化為外胚層、內(nèi)胚層，在內(nèi)、外胚層之間將形成中胚層?！敬鸢浮?1)桑椹胚囊胚原腸胚(2)內(nèi)細胞團囊胚腔(3)全能細胞分化胚層分化10．(15分)如圖所示，經(jīng)過胚胎移植，荷斯坦小奶牛具有與供體母牛相似的特性。因此，它對充分發(fā)揮優(yōu)良母牛的繁殖潛力，推廣利用優(yōu)良雌性配子，加速畜群改良等，都有極其重要的實際生產(chǎn)價值，在動物遺傳學和繁殖生理學的研究中也具有重要作用。胚胎移植示意圖(1)你認為黃牛生出荷斯坦小奶牛的生殖方式是________________。(2)在選擇優(yōu)秀種公牛的精子時，應選擇含______染色體的精子才可繁育出良種小奶牛。(3)優(yōu)秀種公牛精液，要經(jīng)過________(生理過程)才具有受精能力，受精卵常在體外培養(yǎng)到______階段，再進行移植。(4)為了獲得較多的卵母細胞，對供體母牛的處理措施是__________________。(5)胚胎移植的用途有_______________________________________________。(舉兩列)【解析】本題考查性別決定、胚胎移植的操作和應用。黃牛生出荷斯坦小奶牛利用了體外受精技術，屬于有性生殖。優(yōu)秀種公牛精子中的性染色體為X和Y，要繁育出良種小奶牛，應選擇含X染色體的精子與成熟的卵細胞體外受精。采集的精子要放入培養(yǎng)液中培養(yǎng)，使精子達到獲能狀態(tài)，才能夠穿入卵細胞內(nèi)部。移植的最適宜時期是囊胚階段。超數(shù)排卵常采用給母牛注射促性腺激素的方式。胚胎移植可用于快速繁育良種家畜、克隆哺乳動物、克服人類的不孕癥等。【答案】(1)有性生殖(2)X(3)精子獲能囊胚(4)注射促性腺激素(5)快速繁育良種家畜、克隆哺乳動物11．(15分)(2023·山東高考)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應具有重要意義。流程如下：(1)過程①采用的是細胞工程中的________________技術，過程②采用的是胚胎工程中的______________技術。(2)體細胞進行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________________。(3)如果克隆過程中需進行基因改造，在構建基因表達載體(重組載體)時必須使用________和________兩種工具酶?；虮磉_載體上除目的基因外，還需有__________基因，以便選出成功導入基因表達載體的細胞。(4)胚胎干細胞可以來自于囊胚中的____________。在一定條件下，胚胎干細胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體____________(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應?！窘馕觥?1)過程①表示細胞核與去核卵母細胞結合，即核移植技術；過程②表示早期胚胎培養(yǎng)技術。(2)體細胞進行體外培養(yǎng)時，CO2氣體的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH(或酸堿度)。(3)構建基因表達載體時需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶；基因表達載體上的標記基因的作用是便于篩選出成功導入基因表達載體的細胞。(4)囊胚的內(nèi)細胞團細胞具有發(fā)育的全能性，屬于胚胎干細胞。在圖示過程中，B個體提供的是細胞核，分化形成的組織器官的性