第2章 第3节 第2课时 胚胎工程技术及其应用(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 单选）

第2课时　胚胎工程技术及其应用 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 1 2 3 聚焦•学案(一)　体外受精和胚胎移植 聚焦•学案(二)　胚胎分割是怎样进行的 随堂小结即时回顾与评价 4 NO.1 聚焦•学案(一)　体外受精和胚胎移植 基础—自主学习 [助读教材] 1.体外受精 试管动物 通过人工操作使卵子在______受精,经培养发育为___________后,再进行移植产生的个体 主要步骤 ________________、____________和______ 体外 早期胚胎 卵母细胞的采集 精子的获取 受精 过程 续表 卵母细胞 MⅡ 体外受精 受精卵 2.胚胎移植 (1)概念:是指将通过__________及其他方式得到的胚胎,移植到______、______________的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。 体外受精 同种的 生理状态相同 (2)胚胎移植的基本程序 同期发情 超数排卵 人 工授精 (3)胚胎移植的意义 ①充分发挥雌性优良个体的___________。 ②大大缩短了供体本身的___________。 ③对供体施行___________处理后,增加后代数量。 繁殖潜力 繁殖周期 超数排卵 微点品悟 1.判断下列表述的正误 (1)从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进行成熟培养到卵细胞阶段,才能进行体外受精。 ( ) (2)体外受精和核移植都能为胚胎移植提供可用的胚胎。 ( ) (3)胚胎移植技术中,提供精子的一方为供体,提供卵母细胞的一方为受体。 ( ) (4)胚胎移植时,可以将早期胚胎移植入生理状况相同的异种雌性动物体内。 ( ) × √ × × 2.(教材P60“图2⁃22”变式训练)观察下图,写出细胞A、B和过程C的名称: A._________________,B.___________,C._________。 3.(教材P62“相关信息”思考)超数排卵是指____________________ ________________________________________。 MⅡ期卵母细胞 获能精子 体外受精 应用外源促性腺激素, 诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子 4.胚胎移植时需要对供、受体进行选择处理,下列有关说法错误的是 (　　) A.对供体母畜要进行超数排卵处理 B.对供、受体母畜要进行同期发情处理 C.对提供精子的公畜注射促性腺激素 D.供、受体应属于同一个物种 √ 解析:自然状态下供体母畜排卵数目较少,因此要进行超数排卵处理,A正确;胚胎移植时,要确保供、受体母畜处于相同的生理状态,因此对供、受体母畜要进行同期发情处理,B正确;公畜一次排精提供的精子非常多,不用注射促性腺激素,C错误;供、受体母畜的生理状态相同、物种相同是胚胎移植成功的前提,D正确。 深化—合作学习 [活动质疑] 试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产,如图为试管牛的生产流程图,请回答下列问题: (1)①过程中,获得的精子经获能处理后才具备受精能力,同时获得的卵母细胞应培养至______期,原因是________________________________。 (2)从精子、卵子结合的场所分析体外受精和人工授精是否相同?请说明理由。 提示:不相同。体外受精是在体外完成精子、卵子的结合,而人工授精是在体内完成的。 MⅡ 该时期的卵母细胞具有受精能力 (3)胚胎移植时怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致? 提示:应对供体和受体母畜用激素进行同期发情处理,使它们的生理条件达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功的关键。 (4)胚胎移植后,经受体孕育的后代,其遗传特性是与供体还是受体保持一致?为什么? 提示:胚胎移植产生的后代的遗传特性与供体保持一致,受体母畜只提供胚胎发育的场所(子宫)和营养,不影响供体胚胎的遗传特性。 1.胚胎移植的生理学基础 系统认知 2.胚胎移植中的注意点 两次激 素使用 第一次:用孕激素对受、供体进行同期发情处理; 第二次:用外源促性腺激素处理使供体超数排卵 两次 检查 第一次:对收集的胚胎进行检查; 第二次:对受体是否妊娠进行检查 移植时 间不同 牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段; 小鼠、家兔培养到桑葚胚前; 几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植 繁殖方式 胚胎由受精卵形成,属于有性繁殖 续表 1.关于体外受精技术的叙述,正确的是 (　　) A.获取的精子经获能后才能进行体外受精 B.采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵 C.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母体子宫 D.精子与卵子相遇后,精子会释放多种水解酶,防止多精入卵 迁移应用 √ 解析:获取的精子经获能后才能进行受精,A正确;直接从卵巢中采集的卵母细胞要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,B错误;成熟的卵子与收集来的精子相遇形成受精卵,需培养到一定阶段才可移植,C错误;主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障防止多精入卵,D错误。 2.(2024·甘肃高考)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如下图。下列叙述错误的是 (　　) A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵 B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精 C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理 D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙 √ 解析:促性腺激素能诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子,藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵,A正确;从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(在体外培养到减数分裂Ⅱ中期)后才可与获能的精子进行体外受精,B错误;为使供体和受体的生理状况相同,受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理,C正确;后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的,因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙,D正确。 NO.2 聚焦•学案(二)　胚胎分割是 怎样进行的 基础—自主学习 [助读教材] 1.胚胎分割的概念 对象 早期胚胎 方法 机械方法 目的 获得___________或多胎 特点 来自同一胚胎的后代具有__________________ 实质 可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一 同卵双胎 相同的遗传物质 2.胚胎分割的操作步骤 桑葚胚或囊胚 分割针 内细胞团 体外培养 3.胚胎分割的意义 (1)促进优良动物品种的繁殖,产生的___________相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。 (2)在胚胎移植前,进行___________、____________等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。 遗传性状 性别鉴定 遗传病筛查 1.判断下列表述的正误 (1)胚胎的产生过程一般是有性生殖,但胚胎分割是无性繁殖。( ) (2)做DNA分析鉴定性别时,要取内细胞团处的细胞。 ( ) (3)分割后的胚胎进行移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。 ( ) (4)不考虑突变等情况下,利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。 ( ) 微点品悟 √ × × √ 2.(教材P63“图2⁃25”变式训练)下图是牛胚胎性别鉴定和分割示意图,请据图回答下列问题: (1)在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将图中____ (填图中字母)均等分割。 (2)写出甲、乙、丙过程的技术名称: 甲:__________;乙:____________________;丙:__________。 (3)进行甲过程时,所使用的主要仪器设备是___________________ _________。进行乙过程时,所取的样本是________。 D 胚胎分割 做DNA分析,鉴定性别 胚胎移植 显微操作仪和体视 显微镜 滋养层 深化—合作学习 [系统认知] 1.胚胎分割的基础 (1)理论基础:细胞的全能性。 (2)物质基础:每个细胞核内具有相同的遗传物质。 2.胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的比较 项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物 相同点 都属于无性繁殖或克隆,最终技术是胚胎移植 不同点 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎 遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞的细胞核提供 起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞 1.下列有关胚胎分割的叙述,错误的是 (　　) A.选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割 B.对囊胚进行胚胎分割时要保证将内细胞团均等分割 C.胚胎分割产生的后代个体表型一定完全相同 D.胚胎分割可以看成动物的无性繁殖或克隆 迁移应用 √ 解析:选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割,A正确;对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发展,B正确;表型由基因型和环境共同决定,胚胎分割产生的后代个体基因型相同,表型不一定完全相同,C错误;来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看作动物的无性繁殖或克隆,D正确。 2.如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是 (　　) A.在胚胎发育过程中,受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目 B.在进行步骤③时,应选择发育良好的原肠胚来操作 C.在胚胎发育中,卵裂期细胞数量不断增多,胚胎体积不断增加 D.步骤①代表奶牛的体外受精,属于无性繁殖的方式 解析:在胚胎发育过程中,受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目,A正确;在进行步骤③时,应选择发育良好的桑葚胚或囊胚来操作,B错误;在胚胎发育中,卵裂期细胞数量不断增多,细胞体积不断减小,胚胎总体积并不增加,C错误;步骤①代表奶牛的体外受精,属于有性繁殖的方式,D错误。 √ 随堂小结即时回顾与评价 NO.3 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.体外受精的步骤主要包括_________________________________。 2.胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,___________ _______________________________________________________________。 3.胚胎分割是指______________________________________________ ______________________________________。 卵母细胞的采集、精子的获取和受精 移植到 同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术 采用机械方法将早期胚胎切割成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 1.试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。下列关于试管动物技术的叙述,不正确的是 (　　) A.该技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞 B.运用该技术繁育后代的过程属于有性繁殖 C.可实现优良品种的快速、大量繁殖 D.运用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行 √ 三、综合检测反馈 解析:根据题意可知,试管动物技术仍然属于通过有性繁殖繁育后代的技术,因为操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程,只不过是通过人工体外操作,获得胚胎,然后再移植到生物体内发育成新个体。早期胚胎经移植后的发育过程在体内进行,故选D。 2.(2024·湖北高考,有改动)波尔山羊具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是 (　　) A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理 B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体 D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 √ 解析:采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊的操作过程中需要选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理,A正确;胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测,B正确;杜泊绵羊与波尔山羊属于不同的物种,胚胎应移植到同种的其他雌性动物体内,因此普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体,C正确;生产中需要筛选出遗传性状优良的波尔公山羊来提供精子,D错误。 3.如下图为胚胎工程中各种胚胎操作技术。下列分析错误的是 (　　) A.从良种母牛体内获得的卵母细胞培养后才能与精子受精 B.通过胚胎分割获得子代的途径(d)属于无性繁殖的范畴 C.通过胚胎干细胞培养获得的胚胎干细胞(e)具有发育的全能性 D.常通过采取早期胚胎(c)内细胞团细胞来鉴定小牛(f)的性别 √ 解析:在卵巢内获得的卵母细胞在体外培养到减数分裂Ⅱ中期才能与获能的精子受精,A正确;通过胚胎分割获得子代的途径(d)属于无性繁殖的范畴,B正确;通过胚胎干细胞培养获得的胚胎干细胞具有发育的全能性,C正确;常通过采取早期胚胎(c)的滋养层细胞,进行DNA分析来鉴定小牛(f)的性别,D错误。 4.据报道,我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞(卵泡中卵母细胞周围的细胞)转化为GV卵母细胞,进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代(如下图)。下列有关叙述错误的是 (　　) A.过程①中涉及基因选择性表达,类似植物组织培养中的脱分化过程 B.过程①②③所需培养液的成分不完全相同 C.过程③中受精的实质是雌雄原核融合 D.过程③需选择原肠胚进行胚胎移植才能获得健康幼鼠 √ 解析:过程①是将小鼠的颗粒细胞诱导成为诱导多能干细胞的过程,其实质是定向诱导分化,本质是基因的选择性表达,类似植物组织培养中的脱分化过程,A正确。①为将颗粒细胞诱导为诱导多能干细胞的过程;②为卵母细胞培养、增殖的过程;③为体外受精后培养到一定时期再胚胎移植的过程。故过程①②③所需培养液的成分不完全相同,B正确。过程③体外受精的实质是雌雄原核融合,C正确。进行胚胎移植的时期一般是桑葚胚或囊胚,也可以是更早的时期,D错误。 5.单峰骆驼曾经分布于阿拉伯半岛,濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,进行了如下图所示的研究。请回答下列问题: (1)胚胎工程中一般采用____________处理A使其超数排卵。若①是体外受精,需要提供发育至______期的卵子和_______的精子。②过程通过显微操作去除受体卵母细胞核的目的是使重组细胞的核遗传物质_____________________________。  解析对A注射促性腺激素使其超数排卵。①是体外受精,卵子需发育到MⅡ期,精子必须进行获能处理。②过程通过显微操作去除受体卵母细胞核,目的是使重组细胞的核遗传物质完全来自B供体驯养单峰骆驼。 促性腺激素 MⅡ 获能 完全来自供体B驯养单峰骆驼 (2)过程③之后需要将获得的受精卵在含“两盐”、氨基酸、核苷酸、维生素、激素和_______的培养液中培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植,欲获得更多的胚胎可进行____________操作。  解析:哺乳动物胚胎培养液成分包括无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清等,一般将胚胎培养到桑葚胚或囊胚期再进行移植,为了获得更多的胚胎可进行胚胎分割操作。 血清 胚胎分割 (3)胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础是______________ ______________________________________。  解析:胚胎能在受体雌性体内存活的生理学基础是受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。 D受体雌性对 移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应　 (4)与F相比,E更具有多样性。其原因是E是有性生殖的后代,其亲代减数分裂过程中会发生_________。  解析:F是克隆动物,是无性生殖的产物,E是有性生殖的后代,其亲代在减数分裂过程中会发生基因重组,因此与F相比,E更具有多样性。 基因重组 课时跟踪检测 NO.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 检测(一)　胚胎工程技术及其应用 A级——固基础,注重综合 1.(2024·泉州高二检测)下列关于胚胎工程的叙述,错误的是(　　) A.体外受精时对精子要进行获能处理,卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅰ中期 B.试管牛的培育过程属于有性繁殖过程 C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 √ 6 7 8 9 10 11 12 解析:体外受精时对精子要进行获能处理,卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅱ中期,A错误;试管动物的生殖方式是有性繁殖,克隆动物的生殖方式是无性繁殖,B正确;早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清,为细胞提供生长所需的天然成分,C正确;试管婴儿首先进行体外受精获得受精卵,然后利用早期胚胎培养将受精卵培养到桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植,主要应用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等,D正确。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2.胚胎分割是一种现代生物技术,关于这一技术的叙述,正确的是 (　　) A.胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 B.胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C.胚胎分割技术属于有性繁殖,因此不属于克隆 D.胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎 解析:早期胚胎不能被任意分割成多份;胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一;胚胎分割常选择桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 3.(2024·厦门高二期中)下列关于胚胎移植生理学基础的说法,错误的是 (　　) A.早期胚胎处于游离状态,为胚胎的移植提供了可能 B.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理、组织的联系,这是供体胚胎正常发育的生理基础 C.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内存活提供了可能 D.胚胎移植产下的个体在细胞质基因控制的性状上与受体性状相似 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响,即性状与受体无关,D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 4.(2024·合肥高二期中)梅花鹿胚胎移植实验的主要流程:①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④对胚胎进行质量检查→⑤胚胎移植→子代梅花鹿。下列相关叙述正确的是 (　　) A.①过程需要注射有关激素,目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂 B.③过程是以哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态为前提的 C.⑤过程中移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚 D.⑤过程中移植的胚胎必须与受体血型相同 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:①过程需要注射促性腺激素,目的是获得更多的成熟卵子,A错误;③过程时哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态,从而方便收集胚胎,B正确;⑤过程中移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚期,C错误;⑤过程中移植的胚胎不需要与受体血型相同,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,胚胎健康即可,D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 5.如图是通过体外受精技术培育试管牛的大致流程示意图,下列叙述错误的是　 (　　) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.采集的精子不能直接与成熟的卵母细胞完成体外受精 B.①②过程分别为受精和减数分裂 C.自然孕育时,图中的①~④过程都是在输卵管中完成的 D.早期胚胎在生理状况相同的同种雌性动物体内都可继续发育 解析:①②过程分别为受精和有丝分裂,B错误。 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 6.为了降低对国外奶牛种质的过度依赖,提高优良母牛的扩繁速度成为关键,而试管牛技术产业化则可以有效解决这一难题。如图是试管奶牛的生产流程示意图,下列有关叙述正确的是 (　　) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.从优良公牛处采集的精液,需放在5 ℃环境中进行长时间保存 B.从优良母牛体内采集卵母细胞,通常用冲洗输卵管采卵方法 C.在过程①中精卵识别阶段时,卵细胞刚完成减数第二次分裂 D.进行过程②胚胎移植前,需取囊胚的滋养层细胞进行性别鉴定 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:从优良公牛处采集的精液,需冷冻保存,A错误;牛的卵母细胞通常是在卵巢中采集到的,B错误;次级卵母细胞减数分裂Ⅱ是在精子与卵子结合过程中完成的,C错误;在进行胚胎移植之前,需对早期胚胎进行性别鉴定,可取囊胚期的滋养层细胞进行DNA分析,D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 7．(2024·沈阳二中检测)如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，错误的是(　　) 2 3 4 A．为了获得良种后代，可以取少量滋养层细胞进行DNA分析 B．细胞A不一定是受精卵 C．为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的份数越多越好 D．对胚胎进行分割后得到的个体性别相同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：囊胚阶段取样滋养层进行DNA分析，A正确；细胞A可能是受精卵、重组细胞或早期还未分化的胚胎细胞等，B正确；胚胎分割可将早期胚胎分为2等份、4等份、8等份等，但胚胎分割份数越多，操作难度越大，成功率越低，C错误；对胚胎进行分割后得到的个体性别相同，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 8．嵌合体在免疫学上的含义是指一个机体身上有两种或两种以上染色体组成不同的细胞系同时存在，彼此能够耐受，不产生免疫排斥反应，相互间处于嵌合状态。下图表示构建嵌合体小鼠的实验，下列叙述错误的是(　　) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A．过程①中的培养液需要适时更换 B．代孕母鼠对早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应 C．嵌合体幼鼠的一个细胞中同时有白鼠和黑鼠的基因 D．囊胚中分离的胚胎干细胞经诱导可发育成各种组织 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：过程①为早期胚胎培养，因为培养过程中产生的细胞代谢废物对细胞具有毒害作用，所以培养液需要适时更换，A正确；代孕母鼠对移入子宫的早期胚胎基本上不会发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体中存活提供了可能，B正确；嵌合体幼鼠是由两种8细胞胚合并(但细胞没有融合)发育而来的，故一个细胞中只有白鼠或黑鼠的基因，两种基因不会同时存在，C错误；囊胚中分离的胚胎干细胞是指囊胚中的内细胞团细胞，其经诱导能发育成各种组织，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 9.下图是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~h为操作过程,回答有关问题: 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)图中A牛和B牛的性别______(填“相同”“不同”或“不一定相同”)。  解析:(1)图中A牛和B牛是胚胎分割的产物,故基因型相同,性别相同。 2 3 4 相同 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)c过程一般是将发育到_______________ (填阶段)的早期胚胎进行处理,再植入受体内。操作过程中应注意将③___________均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育,该技术的意义在于______________ _____________________________________________________________________________。  2 3 4 桑葚胚或囊胚 内细胞团 提高胚胎的 利用率,促进优良动物品种的繁殖;有利于人工控制动物性别、动物 繁育健康后代 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:c过程表示胚胎分割,一般选择桑葚胚或囊胚进行操作。为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育,应该注意将③内细胞团均等分割。胚胎分割可以提高胚胎的利用率,促进优良动物品种的繁殖;有利于人工控制动物性别、动物繁育健康后代。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)用于移植的胚胎除了图中所示的途径外,还可以来自_______。  解析:用于移植的胚胎除了图中所示的体外受精外,还可以来自核移植。 (4)图中C牛的培育过程属于_______繁殖,D牛的培育过程属于______繁殖。  解析:图中C牛的培育过程经过了精子和卵细胞的结合,故属于有性繁殖,D牛的培育过程也经过了精子和卵细胞的结合,故也属于有性繁殖。 2 3 4 核移植 有性 有性 1 5 6 7 8 9 10 11 12 B级——强应用,体现创新 10.我国研究人员创造出一种新型干细胞——异源二倍体胚胎干细胞,具体研究过程如图所示。下列说法错误的是(　　) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.体外培养动物细胞时,需提供无菌无毒、95%O2和5%CO2的气体等环境 B.单倍体ES应取自囊胚的内细胞团,功能上表现为具有发育的全能性 C.可用灭活病毒诱导孤雌单倍体ES和孤雄单倍体ES融合为异源二倍体ES D.该研究过程利用了动物细胞培养和动物细胞融合等生物技术 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:体外培养动物细胞时需要95%空气(细胞代谢)和5%CO2的气体(维持培养液的pH),A错误;单倍体ES应取自囊胚的内细胞团,内细胞团功能上表现为具有发育的全能性,B正确;可用灭活病毒诱导法,诱导动物细胞融合,C正确;将两种ES细胞融合成异源二倍体ES运用了动物细胞融合和动物细胞培养等生物技术,D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 11.(2024·保定期末)我国研究人员在世界上率先经体细胞核移植技术培育出第一批克隆灵长类动物——食蟹猕猴,这种食蟹猕猴可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。下列相关叙述错误的是 (　　) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.克隆猕猴的培育成功利用的主要原理是动物体细胞核具有全能性 B.图中过程②的卵母细胞所处的时期是减数分裂Ⅱ的中期 C.过程⑤中对代孕雌性食蟹猕猴进行的处理是注射免疫抑制剂 D.在对囊胚进行胚胎分割时,应将其中的内细胞团进行均等分割 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:克隆猕猴培育成功的主要原理是动物体细胞核具有全能性，A正确；图中的过程②的卵母细胞所处的时期是减数分裂Ⅱ的中期，B正确；过程⑤中代孕雌性食蟹猕猴对外来胚胎基本上不会产生免疫排斥反应，但需对其进行同期发情处理，C错误；对囊胚采用胚胎分割技术，应将内细胞团进行均等分割，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 12.(2024·哈尔滨期中)中国科学院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术,成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示,请回答下列问题: 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (1)卵细胞转化成phESC相当于植物组织培养中的________过程;体外培养动物细胞时,首先应保证其处于______________的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是____________________________________。  2 3 4 脱分化 无菌、无毒 95%的空气和5%的CO2的混合气体 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析卵细胞是高度分化的细胞,转化为孤雌胚胎干细胞(phESC)相当于植物组织培养中的脱分化过程。体外培养时,首先应保证其处于无菌、无毒的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制的气体条件是95%空气与5%CO2混合气体。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞中形成重构胚,此卵母细胞应体外培养到_______期。在对卵母细胞进行去核时,除了显微操作外还可以采用______________ _________________________________(至少答出两种)等方法,得到的重构胚通常需要发育到_______________阶段才能进行胚胎移植。  2 3 4 MⅡ 紫外线短时间照射、化学物质处理 桑葚胚或囊胚 梯度离心、 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:重组细胞时,需将去核卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)。要培育孤雄小鼠需要将精子和具卵细胞细胞核特点的ahESC同时注入去核的卵母细胞中形成重构胚,在对卵母细胞进行去核时,除了显微操作外,还可以采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等方法,得到的重构胚通常需要发育到桑葚胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植,因为此时的胚胎易操作,且处于游离状态。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)不考虑致死情况,得到的孤雄小鼠性染色体组成为______________。利用胚胎分割的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠,在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意______________________。  解析:不考虑致死,孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子,精子的性染色体为X或Y,所以其性染色体可能是XX、XY或YY。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响胚胎的进一步恢复和发育。 2 3 4 XX、XY或YY 将内细胞团均等分割 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 检测(二)　动物细胞工程与胚胎工程强化练 一、选择题 1.在动物细胞培养的过程中,贴壁的细胞不一定都能增殖并形成克隆(单个细胞繁殖形成的细胞群体),而形成克隆的细胞必为贴壁和有增殖活力的细胞,这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力。大致流程如图,下列相关叙述正确的是(　　) A.出现接触抑制后,细胞克隆停止增殖 B.克隆细胞与接种的细胞的遗传信息一定相同 C.需采用固体培养基培养才能形成细胞克隆 D.胰蛋白酶可使细胞分散成单层利于计数 解析:在动物细胞培养的过程中,当出现接触抑制后,细胞克隆停止增殖,A正确;克隆细胞与接种的细胞的遗传信息不一定相同,B错误;需采用液体培养基培养才能形成细胞克隆,C错误;胰蛋白酶可使细胞分散成单个,从而利于计数,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 2.一系列实验证明细胞膜具有流动性,荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。下图表示了人、鼠细胞融合的过程,研究中分别将带有绿色荧光、能与人体细胞膜上HLA抗原特异性结合的抗体和带有红色荧光、能与小鼠细胞膜上H2抗原特异性结合的抗体放入细胞培养液中,对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述,错误的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.要使实验现象明显,可以适当提高细胞培养液的温度 B.选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大 C.实验表明不同种生物细胞可以杂交,而同种生物细胞不能进行融合 D.实验结果可以直接证明细胞膜上的某些蛋白质分子可以运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:细胞膜的流动性与温度有关,因此为了使实验现象明显,可适当提高温度,加速细胞膜流动,A正确;由于采用了免疫荧光标记法,而同类生物细胞膜上的蛋白质相似程度很大,因此难以找到特异性蛋白,采用异种生物细胞可以达到这一目的,B正确;由于不同细胞的细胞膜结构基本相似,因而同种或不同种生物细胞均可以相互融合,C错误;细胞膜融合实验表明了细胞膜的某些蛋白质分子是可以运动的,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.哺乳动物胚胎早期发育阶段就有一部分原始生殖细胞(PGC),PGC经过分裂和长距离迁移最终进入发育而未分化的生殖嵴,随着生殖嵴向睾丸或卵巢方向分化,PGC也相应地向精子或卵细胞分化,经过减数分裂等一系列复杂的过程最终成为精子或卵细胞。下列叙述正确的是 (　　) A.PGC最早可能出现于原肠胚,原肠胚的扩大会导致透明带破裂 B.PGC迁移到生殖嵴的过程中发生有丝分裂和减数分裂,使PGC的数量不断增多 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C.精子需要获能才能与卵子结合,卵子只有发育到MⅡ期才具备与精子受精的能力 D.体外受精时,获能后的精子不需要穿过透明带,只需穿过卵细胞膜即可完成受精 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:PGC最早可能出现于囊胚,囊胚的扩大会导致透明带破裂,A错误;PGC迁移到生殖嵴的过程中发生有丝分裂和减数分裂,使PGC的数量先增加后保持相对稳定,B错误;精子需要获能才能与卵子结合,卵子只有发育到MⅡ期才具备与精子受精的能力,C正确;体外受精时,获能后的精子需要先穿过透明带,后穿过卵细胞膜,才能完成受精,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4.研究人员探究不同冷冻处理方法对囊胚分割效果的影响,结果如表,下列有关叙述正确的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 处理方法 分割成功率/% 半胚存活率/% 冷冻后分割 76.4 66.5 分割后冷冻 76.5 57.6 A.分割时,必须将内细胞团和透明带均等分割 B.胚胎冷冻后分割,更有利于提高分割成功率 C.半胚移植后,可与受体子宫建立正常的组织联系 D.同一胚胎分割获得的不同个体性状都是相同的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育,透明带不需要均等分割,A错误;胚胎冷冻后分割,更有利于提高半胚存活率,分割成功率基本不变,B错误;胚胎分割属于无性繁殖或克隆,但是由于环境条件不同或生物产生变异,生物性状不一定完全相同,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5.(2024·北京高考)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。相关叙述错误的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B.实验过程中使用的培养基含有糖类 C.类囊胚的获得利用了核移植技术 D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能,A正确;实验过程中使用的培养基需含有糖类,糖类可为细胞培养提供能源物质,B正确;类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术,并没有进行核移植,C错误;可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育,从而可以用来研究类囊胚的后续发育,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6.如图为利用小鼠制备单克隆P抗体的过程,图中HAT培养基为选择性培养基,只有杂交瘤细胞能在该培养基中存活。据图分析,下列说法错误的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.获取B淋巴细胞前需要给小鼠注射P抗原 B.加入的聚乙二醇可促进B淋巴细胞和鼠瘤细胞融合 C.细胞集落①②③④为单个鼠瘤细胞的克隆 D.细胞集落①能无限增殖且产生P抗体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:获取B淋巴细胞前需要用P抗原注射小鼠,用于产生相应的B淋巴细胞,A正确;聚乙二醇能促进细胞融合,故加入的聚乙二醇可促进B淋巴细胞和鼠瘤细胞融合,B正确;在HAT培养基中,只有杂交瘤细胞能存活,因此细胞集落①②③④为单个杂交瘤细胞的克隆,C错误;用P抗原进行检测,细胞集落①抗原-抗体反应呈阳性,说明细胞集落①既能无限增殖,又能产生P抗体,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7.人群中有部分人体内缺乏乳糖分解酶,饮用鲜牛奶后会导致肠胃不适、消化不良。“低乳糖奶牛”的诞生,有望给患有“乳糖不耐症”的人群提供“放心奶”。如图是“低乳糖奶牛”的培育过程,下列相关叙述正确的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.犊牛的性状和黑白花奶牛的性状完全一致 B.去核的卵母细胞可用去核的乳腺细胞代替 C.犊牛的出生体现了动物细胞的全能性 D.体细胞核移植技术可用于人类组织器官的移植和保护濒危动物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:犊牛的细胞核基因来自黑白花奶牛,但其细胞质基因主要来自卵母细胞,因此其性状与黑白花奶牛的性状不完全一致,A错误;卵母细胞质中有促进细胞核全能性表达的物质,因此去核的卵母细胞不可用去核的乳腺细胞代替,B错误;犊牛的出生体现了动物细胞的细胞核具有全能性,C错误;体细胞核移植技术可用于人类组织器官的移植和保护濒危动物,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8．(2024·江西高考，改编)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗­S单克隆抗体(如图)。下列说法错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A．利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体 C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可冷冻保存 D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞，A正确；由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体，单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不一定是相同的单克隆抗体，B错误；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可以冷冻保存，C正确；单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二、非选择题 9.人绒毛膜促性腺激素(HCG)是妊娠后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于检测早孕。图甲是抗HCG单克隆抗体的制备流程示意图,其中X、Y表示细胞,a~f表示过程;图乙是医学上定量检测抗原的双抗体夹心法原理示意图,单克隆抗体可以增强该方法的效果。回答下列问题; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1)a过程培养的Y细胞是___________________,b过程常用的诱导细胞融合的方法有__________________________________________ (答出三点即可),d过程的目的是_________________________________ _______________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 小鼠骨髓瘤细胞 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等 筛选获得只分泌所需专一抗体的　 杂交瘤细胞群 解析单克隆抗体技术是将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞相融合,故Y细胞是小鼠骨髓瘤细胞,诱导细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,d过程是将杂交瘤细胞放在特定的培养基中培养,目的是筛选获得只分泌所需专一抗体的杂交瘤细胞群。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)f过程表示将杂交瘤细胞注射到小鼠______;单克隆抗体最主要的优点是____________________________________________________ _________________。  解析:f过程表示将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中,最终可在腹水中收集到大量单克隆抗体;单克隆抗体的优点是能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 腹腔 能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合, 　 并且可以大量制备 (3)据图分析,用双抗体夹心法检测抗原数量时,酶标抗体的作用是________________________________________。上述方法中抗原至少需要含有_____个抗体结合位点。现有多种抗HCG的单克隆抗体,欲筛选出两种适用于双抗体夹心法的单克隆抗体,可通过检测并比较__________来确定。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 与待测抗原结合,并催化检测底物生成产物　 2 产物量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析:双抗体夹心法中,酶标抗体的作用是与待测抗原结合,并催化检测底物生成产物;图中抗原需要与两种抗体结合,因而抗原至少需要含有2个抗体结合位点;欲筛选出两种适用于双抗体夹心法的单克隆抗体,可通过检测并比较产物量来确定。 10.我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA,经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴,流程如图所示,①~⑥表示过程,该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请分析回答: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植,原因是____________________,恢复其全能性较难。  解析:与胚胎细胞相比,动物体细胞分化程度更高,恢复其全能性较难,故动物体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 体细胞分化程度高　 (2)进行过程①时,培养细胞的培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前者含有______。在进行细胞原代培养时会出现__________和细胞接触抑制现象。  解析:图中①是培养成纤维细胞的过程,该过程采用的是动物细胞培养技术,在培养动物细胞时,培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前者含有血清。体外培养的动物细胞往往具有细胞贴壁和接触抑制等特点,故细胞原代培养时会出现细胞贴壁和接触抑制现象。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 血清 细胞贴壁 (3)动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是________________。  解析:核移植去核方法有显微操作去核法、梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等,动物细胞核移植技术中普遍利用显微操作去核法。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 显微操作去核法　 (4)图中过程⑤用到胚胎移植技术,其实质是早期胚胎在__________ ______条件下空间位置的转移。  解析:过程⑤为胚胎移植,实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 相同生理 环境 (5)研究人员在确定去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的作用时,做了两组实验,其中A组用正常培养液培养融合细胞,B组用正常培养液培养注入了Kd4d的mRNA的融合细胞,实验结果如下图所示。分析实验数据可知,Kd4d的mRNA的作用是______________________________________ _____________________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 提高融合细胞发育成囊胚的成功率和囊胚 中内细胞团的形成率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析:分析图中数据,将正常培养的A组与向融合细胞中注入去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的融合细胞B组数据进行对照分析,后者的融合细胞发育成囊胚的成功率、囊胚中内细胞团的形成率都高于前者,说明Kd4d的mRNA既能提高融合细胞发育成囊胚的成功率,又能提高囊胚中内细胞团的形成率。 本课结束 $$