2024-2025學(xué)年高中生物第三章胚胎工程第二節(jié)胚胎工程及其應(yīng)用第1課時胚胎工程的主要技術(shù)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(shù)[隨堂檢測]學(xué)問點一胚胎工程的主要技術(shù)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(shù)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(shù)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(xué)檢測 D．胚胎移植解析：選C。試管嬰兒技術(shù)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(xué)檢測。學(xué)問點二體外受精技術(shù)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(chǎn)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(zhì)的處理B．用化學(xué)物質(zhì)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(chǎn)生“虎獅獸”時，精子在體外需用獲能物質(zhì)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(xué)問點三胚胎移植技術(shù)3．植入前胚胎遺傳學(xué)診斷技術(shù)是在常規(guī)試管嬰兒技術(shù)的基礎(chǔ)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(shù)或聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)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(shù)，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(shù)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(guān)聯(lián)，因此對于伴性遺傳病需考慮孩子的性別，D項錯誤。學(xué)問點四胚胎分割技術(shù)4．胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，關(guān)于這一技術(shù)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(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎C．胚胎分割技術(shù)屬于有性生殖方式，因此不屬于克隆D．胚胎分割技術(shù)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(xué)問點五胚胎冷凍保存技術(shù)5．下列哪種技術(shù)，在世界范圍內(nèi)，可做到胚胎移植不受時空的限制，在國際和國內(nèi)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(shù) B．胚胎移植技術(shù)C．胚胎分割技術(shù) D．胚胎冷凍保存技術(shù)解析：選D。胚胎冷凍保存技術(shù)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(zhì)，可促進體內(nèi)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(chǎn)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(zhuǎn)錄得到______，再通過PCR技術(shù)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(yīng)，穿越放射冠和透亮帶，完成體外受精。(3)①過程構(gòu)成了基因表達載體，內(nèi)部包括不行缺少的組成部分，其中________能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。(4)采納______________技術(shù)，將重組表達載體導(dǎo)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(zhì)。(5)當(dāng)胚胎發(fā)育至________________時期，向受體移植，為獲得更多個轉(zhuǎn)基因胚胎，要將__________進行均等切割，否則會影響分割后胚胎的復(fù)原和進一步發(fā)育。此外，移植前需對已勝利轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行________________________________________________。(6)若想檢驗轉(zhuǎn)基因倉鼠是否勝利表達EPO，可以采納__________________技術(shù)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(zhuǎn)錄法，故從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA，再通過PCR技術(shù)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(yīng)，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(jié)合的部位，能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。(4)將重組表達載體導(dǎo)入動物細胞中常采納顯微注射技術(shù)。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(zhì)。(5)胚胎移植時一般在桑椹胚或囊胚時期，為獲得更多轉(zhuǎn)基因胚胎，要將囊胚的內(nèi)細胞團均等切割，否則會影響分割后胚胎的復(fù)原和進一步發(fā)育。此外，移植前需對已勝利轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行性別鑒定。(6)檢測蛋白質(zhì)的是否合成可通過抗原抗體雜交法，故若想檢驗轉(zhuǎn)基因倉鼠是否勝利表達EPO，可以采納抗原—抗體雜交技術(shù)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(nèi)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(shù)進行人工繁殖，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有()①轉(zhuǎn)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(shù)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(jīng)移植產(chǎn)生后代的技術(shù)，該技術(shù)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(guān)于體外受精技術(shù)的敘述，正確的是()A．獲得的精子經(jīng)獲能后才能進行體外受精B．采集的卵母細胞應(yīng)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(yīng)，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(jīng)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(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)兩道屏障。4．以下是制定并探討設(shè)計的“試管?！惫S化生產(chǎn)技術(shù)流程，其中正確的依次應(yīng)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(jīng)受精后，進行早期胚胎培育。5．胚胎分割要將內(nèi)細胞團均等分割的緣由是()A．以免影響胚胎的復(fù)原和進一步發(fā)育B．保證遺傳物質(zhì)的平均安排C．確保胚胎發(fā)育后期養(yǎng)分物質(zhì)的供應(yīng)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(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的復(fù)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(zhì)在細胞內(nèi)，每個細胞都含有本物種的全部遺傳信息，因此遺傳物質(zhì)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(chǔ)，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(zhì)的，故C錯誤；生物的性狀是由遺傳物質(zhì)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(nèi)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(jié)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(guān)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(yīng)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(jīng)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(nèi)(子宮和輸卵管中)經(jīng)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(guān)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(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)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(nèi)，收集供體原腸胚用于胚胎分割C．利用胚胎分割技術(shù)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(nèi)，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(shù)是獲得同卵雙胎或多胎的生物學(xué)新技術(shù)，來自同一胚胎的后代有相同的遺傳物質(zhì)；D項正確，一次給受體母羊植入多個胚胎，產(chǎn)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(jié)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(jié)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(guān)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(nèi)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(shù)解析：選B。轉(zhuǎn)基因動物的獲得需將目的基因?qū)胧芫?，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(shù)，故D正確。12．如圖表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流產(chǎn)率與受孕婦女年齡的關(guān)系。相關(guān)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(jié)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(chǎn)風(fēng)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(chǎn)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(chǎn)率越大，故D正確。三、非選擇題13．如圖是體外受精技術(shù)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(nèi)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(yīng)____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(nèi)，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(shù)是________，胚胎移植前通過__________技術(shù)可獲得較多胚胎。解析：(1)精子的頂體內(nèi)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(yīng)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(nèi)，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(yīng)。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所利用的胚胎工程技術(shù)是早期胚胎培育，胚胎移植前通過胚胎分割技術(shù)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(yīng)(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(shù)關(guān)鍵是________________________。(2)盡管胚胎分割技術(shù)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(shù)關(guān)鍵是將內(nèi)細胞團均等分割。(2)盡管胚胎分割技術(shù)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(nèi)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(shù)和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限朝氣。下面是科學(xué)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(shù)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(xué)家將人的α-抗胰蛋白酶基因轉(zhuǎn)入上圖的重構(gòu)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(nèi)。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(shù)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(shù)形成的，所以它們培育過程中都必需用到的生物技術(shù)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)