《（通用版）2020版高考生物一輪復習 第十三單元 第三講 胚胎工程及生物技術的安全性和倫理問題學案（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（通用版）2020版高考生物一輪復習 第十三單元 第三講 胚胎工程及生物技術的安全性和倫理問題學案（含解析）.doc（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

胚胎工程及生物技術的安全性和倫理問題 考點一　體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育 一、精子和卵子的發(fā)生 1．精子的發(fā)生 (1)場所：哺乳動物精子發(fā)生的場所是睪丸。 (2)時期：從初情期開始，直到生殖機能衰退。 (3)過程[填圖] 2．卵子的發(fā)生 (1)場所：雌性動物的卵巢內(nèi)。 (2)時期：在動物胚胎性別分化以后。 (3)過程 二、受精 1．概念：精子和卵子結(jié)合形成合子(受精卵)的過程。 2．場所：雌性動物的輸卵管內(nèi)。 3．過程 三、早期胚胎發(fā)育 [基礎自測] 1．判斷下列敘述的正誤 (1)精子和卵子的發(fā)生都是從初情期開始的() (2)卵子形成過程中，減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂是連續(xù)的() (3)排卵是指卵泡從卵巢中排出() (4)成熟的精子并不具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力(√) (5)判斷卵子是否受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體(√) (6)透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精子入卵的兩道屏障(√) (7)卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大() (8)卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加() (9)在胚胎發(fā)育過程中，細胞的分化出現(xiàn)在桑椹胚期() (10)內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎膜和胎盤() 2．學透教材、理清原理、規(guī)范答題用語專練 據(jù)下面哺乳動物發(fā)育過程的幾個階段的圖示回答問題 (1)A、B、C分別處于什么階段？ 提示：桑椹胚、囊胚、原腸胚。 (2)圖中的4和7兩個空腔是同一個結(jié)構(gòu)嗎？ 提示：不是，分別是囊胚腔和原腸腔。 (3)細胞分化開始出現(xiàn)于哪個時期？1部分的細胞將來形成什么結(jié)構(gòu)？ 提示：細胞分化開始出現(xiàn)于B(囊胚)時期，1部分的細胞將來形成胎膜和胎盤。 (4)早期胚胎的發(fā)育過程中，卵裂時細胞的體積和所有的細胞體積之和有何變化？ 提示：卵裂過程中，細胞只分裂而不生長，所以每個細胞的體積越來越小，但總體積并不增加或略有縮小。  1．精子和卵子發(fā)生的比較 項目 精子 卵子 區(qū)別 場所 睪丸的曲細精管 卵巢 時期 從初情期開始，直至生殖機能衰退 從胚胎出現(xiàn)性別分化后和初情期以后 過程 MⅠ和MⅡ是連續(xù)的 MⅠ和MⅡ是不連續(xù)的 變形 需變形 不需變形 分裂 細胞質(zhì)均等分裂 初級卵母細胞和次級卵母細胞不均等分裂，第一極體均等分裂 結(jié)果 形成4個精子 形成1個卵子和3個極體 聯(lián)系 ①性原細胞增加性原細胞數(shù)目成熟生殖細胞 ②減數(shù)分裂過程中，染色體復制一次，細胞分裂兩次，染色體數(shù)目減半 2．受精過程中的“三大反應”、“兩道屏障” 3．卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律 (1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，沒有從母體獲取有機物，而一直呼吸消耗，有機物總量減少。 (2)細胞數(shù)目和體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細胞數(shù)目增多，每個細胞體積減小。 (3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。 [對點落實] 1．(2019菏澤期中)如圖為家畜卵子發(fā)生和成熟示意圖(N表示染色體組)。下列敘述錯誤的是(　　) A．Ⅰ→Ⅱ過程中細胞核內(nèi)DNA數(shù)目加倍 B．Ⅱ的形成和在卵巢中的儲備是在胎兒時期完成的 C．減數(shù)第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ為成熟的卵子 D．Ⅳ為受精卵，在卵細胞膜和透明帶的間隙可觀察到兩個極體 解析：選C?、瘛蜻^程為染色體復制，復制完成后，細胞核內(nèi)DNA數(shù)目加倍；Ⅱ的形成和在卵巢中的儲備是在胎兒時期完成的；減數(shù)第一次分裂在排卵前后完成，排出的Ⅲ為一個次級卵母細胞和一個第一極體，次級卵母細胞的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合過程中完成的。次級卵母細胞分裂產(chǎn)生一個成熟卵子和一個第二極體，故排出的Ⅲ不是成熟卵子；Ⅳ細胞核的染色體數(shù)目為2N，為受精卵，此時在卵細胞膜和透明帶的間隙可觀察到兩個極體。 2．胚胎工程技術是在體外的條件下，模擬自然狀態(tài)下的受精和胚胎發(fā)育過程，因此了解和掌握哺乳動物受精和胚胎發(fā)育規(guī)律，十分重要。 (1)精子與卵細胞結(jié)合，首先發(fā)生________反應，釋放的物質(zhì)的作用是______________________________________。 (2)防止多精入卵的兩道屏障是____________________反應。 (3)胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進行的，這一時期稱為________期。 (4)早期胚胎發(fā)育要經(jīng)過若干發(fā)育階段。在________階段，內(nèi)細胞團的細胞開始出現(xiàn)分化，其實質(zhì)是________________。為了研究內(nèi)細胞團細胞的遷移和分化情況，將內(nèi)細胞團的表層細胞的DNA進行放射性同位素標記，當胚胎發(fā)育至原腸胚階段，可發(fā)現(xiàn)放射性出現(xiàn)在______(部位A、部位B、部位C、部位D)。 解析：(1)精子與卵細胞結(jié)合，首先發(fā)生頂體反應，釋放頂體酶，水解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通道，并溶解透明帶(或溶解放射冠和透明帶)。(2)防止多精入卵的兩道屏障是透明帶反應和卵細胞膜反應。(3)卵裂期在透明帶內(nèi)進行。(4)囊胚階段細胞分化形成內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)層；在原腸胚階段，內(nèi)細胞團的細胞開始出現(xiàn)分化，而細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。內(nèi)細胞團的表層細胞將形成外胚層，即圖中部位A。 答案：(1)頂體　水解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通道，并溶解透明帶(或溶解放射冠和透明帶)　(2)透明帶反應和卵細胞膜　(3)卵裂　(4)原腸胚　基因的選擇性表達　部位A [易錯提醒] 關于體內(nèi)受精應注意的幾個問題 (1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量；排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。 (2)動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具備與精子受精的能力。 (3)受精的標志≠受精完成的標志：判斷受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標志是雌、雄原核的融合。 (4)受精卵遺傳物質(zhì)的來源：核遺傳物質(zhì)來自精子的細胞核與卵細胞的細胞核(即精卵各提供1/2)，而細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞。  考點二　胚胎工程及其應用 一、體外受精和早期胚胎培養(yǎng) 1．體外受精 2．胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液的成分 (2)胚胎處理：當胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。 二、胚胎工程的應用及前景 1．胚胎移植 (1)意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。 (2)生理學基礎 移入 動物發(fā)情排卵后，在一段時間內(nèi)同種動物的供受體生殖器官的生理變化是相同的 收集 早期胚胎處于游離狀態(tài) 存活 受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥 遺傳特征 供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響 (3)基本程序 ―→―→―→―→ 2．胚胎分割 (1)選擇胚胎：應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。 (2)操作要求：對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割。 3．胚胎干細胞 (1)來源：從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。 (2)特點 (3)應用 [基礎自測] 1．判斷下列敘述的正誤 (1)可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進行移植() (2)小鼠胚胎干細胞可來自對囊胚內(nèi)細胞團的分離培養(yǎng)(√) (3)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() (4)早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清(√) (5)胚胎移植技術中對供體和受體母牛都要進行相同激素處理() (6)胚胎分割移植應選取發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚() (7)在對囊胚進行分割時，要將滋養(yǎng)層細胞均等分割() (8)胚胎分割移植實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低(√) (9)利用胚胎分割技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎(√) (10)囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性() (11)胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點() (12)胚胎干細胞在體外培養(yǎng)條件下具有增殖而不發(fā)生分化的特點(√) 2．根據(jù)體外受精過程的流程圖回答下列問題 (1)體外受精的過程主要包括卵母細胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能及受精等幾個步驟。 (2)精子獲能的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法。 (3)體外采集小鼠的卵子時常用超數(shù)排卵處理法。 3．完善胚胎移植的過程示意圖并填空 (1)對供體牛要進行超數(shù)排卵處理；對供、受體牛要進行同期發(fā)情處理。 (2)排卵是指卵子從卵泡中排出，沖卵是指把供體母牛子宮內(nèi)的早期胚胎沖洗出來。 (3)動物的早期胚胎一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植。 (4)若要獲得多個遺傳物質(zhì)完全相同的新個體，可對檢查合格的胚胎用胚胎分割技術處理，該過程屬于無性繁殖或克隆。  1．胚胎早期培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)液成分的比較 項目 胚胎早期培養(yǎng)的培養(yǎng)液 動物細胞培養(yǎng)液 鹽類 無機鹽、有機鹽 無機鹽、微量元素 營養(yǎng)物質(zhì) 氨基酸、核苷酸 糖、氨基酸 調(diào)節(jié)物質(zhì) 維生素、激素 促生長因子 特有成分 血清 血清、血漿 2．胚胎移植中的四個注意點 兩次激 素使用 第一次：用孕激素對受、供體進行同期發(fā)情處理； 第二次：用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵 兩次 檢查 第一次：對收集的胚胎進行檢查； 第二次：對受體母畜是否妊娠進行檢查 移植時 間不同 牛、羊要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段； 小鼠、家兔培養(yǎng)到桑椹胚前； 幾乎所有動物都不能到原腸胚階段移植 繁殖 方式 胚胎由受精卵形成，屬于有性生殖； 胚胎由核移植或胚胎分割形成，屬于無性生殖 3．干細胞的種類 類別 來源或舉例 特點 全能 干細胞 胚胎干細胞(囊胚期之前的細胞及內(nèi)細胞團細胞) 能形成機體的所有組織器官、發(fā)育成完整個體 多能 干細胞 造血干細胞 具有分化成多種細胞或組織的潛能，但無發(fā)育成完整個體的能力 專能 干細胞 上皮組織基底層干細胞、肌肉中的成肌細胞 只能分化成一種類型或功能密切相關的兩種類型的細胞 [對點落實] 1．(2019三亞模擬)科學家通過誘導黑鼠體細胞去分化獲得誘導性多能干細胞(iPS)，繼而利用iPS細胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如下： (1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為____________，培養(yǎng)的細胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為____________。 (2)圖中2細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為________；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過________后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。 (3)圖中重組囊胚通過__________技術移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，此項技術在生產(chǎn)實踐中的主要意義是________________________。暫不移入的胚胎可使用________方法保存。 (4)小鼠胚胎干細胞(ES)可由囊胚的____________分離培養(yǎng)獲得。這類細胞的形態(tài)特征有____________________________。iPS與ES細胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細胞進行定向____________后用于疾病的細胞治療。 解析：(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，培養(yǎng)的細胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。(2)圖中2細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為沖卵；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，培養(yǎng)到一定時期再通過體外受精(或核移植)后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過胚胎移植技術移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育；胚胎移植的意義是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力；暫不移入的胚胎可使用冷凍(或低溫)方法保存。(4)小鼠胚胎干細胞(ES)可由囊胚的內(nèi)細胞團細胞分離培養(yǎng)獲得。胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯等特征。iPS與ES細胞在功能上都具有發(fā)育全能性，因此對人類iPS細胞進行定向誘導分化后用于疾病的細胞治療，這種技術稱為治療性克隆。 答案：(1)原代培養(yǎng)　接觸抑制　(2)沖卵(或沖胚)　體外受精(或核移植)　(3)胚胎移植　充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力　冷凍(或低溫)　(4)內(nèi)細胞團　體積小，細胞核大，核仁明顯　誘導分化 2．如圖是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，a～h為操作過程，請據(jù)圖回答有關問題： (1)圖中a的操作名稱是____________，c的操作名稱是____________，操作時要注意將____________________。 (2)圖中d、f為胚胎移植，其實質(zhì)是__________________________________________，移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是____________________________________。為了保證供、受體的生理狀態(tài)相同，用激素進行________________。 (3)胚胎干細胞來源于圖中的________(填圖中數(shù)字標號)。胚胎干細胞在________細胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持____________的狀態(tài)。 (4)圖中A、B牛的性別________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。 解析：(1)分析圖解可知，圖中a操作表示體外受精，c操作表示胚胎分割，胚胎分割時要注意將內(nèi)細胞團均等分割。(2)胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是受體子宮對外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應。為了保證供、受體的生理狀態(tài)相同，用激素進行同期發(fā)情處理。(3)胚胎干細胞來源于圖中的③，即內(nèi)細胞團。胚胎干細胞在飼養(yǎng)層細胞上，或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中，能夠維持(只增殖)不分化的狀態(tài)。(4)A、B牛是通過胚胎分割產(chǎn)生的同卵雙生個體，遺傳物質(zhì)相同，因此兩者的性別相同。 答案：(1)體外受精　胚胎分割　內(nèi)細胞團均等分割 (2)早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移　受體子宮對外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應　同期發(fā)情處理　(3)③　飼養(yǎng)層　(只增殖)不分化　(4)相同 [易錯提醒] 滋養(yǎng)層≠飼養(yǎng)層 (1)滋養(yǎng)層：囊胚時期沿透明帶內(nèi)壁排列的個體較小的細胞，滋養(yǎng)層最終發(fā)育成胎膜和胎盤。 (2)飼養(yǎng)層：飼養(yǎng)層細胞一般為輸卵管上皮細胞，在干細胞培養(yǎng)時，可作為提供干細胞分裂、增殖的營養(yǎng)細胞。  考點三　生物技術的安全性和倫理問題 1．轉(zhuǎn)基因生物的安全性 (1)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因 ①目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限。 ②目的基因往往是異種生物的基因。 ③外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。 (2)對轉(zhuǎn)基因生物安全性問題的爭論：在食物安全、生物安全和環(huán)境安全三個方面存在激烈的爭論。 (3)理性看待轉(zhuǎn)基因技術：正確看待轉(zhuǎn)基因技術可能帶來的安全性問題，要趨利避害，不能因噎廢食。 2．生物技術的倫理問題 反對 支持 克隆人 倫理 方面 違反了人類的倫理道德觀念，中國禁止生殖性克隆 中國不反對治療性克隆 技術 方面 技術不成熟，流產(chǎn)率高、畸形率高、出生后死亡率高 可通過胚胎分級、基因診斷、染色體檢查等方法解決技術問題 設計試 管嬰兒 胚胎也是生命，殺死胚胎無異于“謀殺” 提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷 基因檢測 技術 方面 很難用在具體醫(yī)療中 有一些遺傳性疾病通過基因檢測，可以在早期采取預防措施 道德 方面 可能引起基因歧視 通過正確的科學知識傳播、倫理道德教育和立法，解決基因歧視現(xiàn)象 3．禁止生物武器 (1)生物武器的種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過基因重組的致病菌等。 (2)生物武器的特點：致病力強、有潛伏期、污染面積大、危害時間長、傳染途徑多、擁有生命力、受自然條件影響大。 (3)我國政府觀點：在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術和設備的擴散。 [基礎自測] 1．判斷下列敘述的正誤 (1)轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細胞中() (2)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性(√) (3)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導致昆蟲群體抗性基因頻率增加() (4)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不會存在安全性問題() (5)轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中(√) (6)中國政府禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆(√) 2．學透教材、理清原因、規(guī)范答題用語專練 Ⅰ.試管嬰兒的培育過程： Ⅱ.克隆人的培育過程： (1)試管嬰兒技術與克隆技術在技術環(huán)節(jié)上的主要差異是 ________________________________________________________________________。 (2)試管嬰兒技術屬于________生殖，克隆技術屬于________生殖。 (3)在Ⅰ的圖示中，________是試管嬰兒的培育過程，____________是設計試管嬰兒培育的過程。后者與前者的主要區(qū)別是________________________________________________。 答案：(1)前者需經(jīng)過體外受精，后者需用到細胞核移植技術　(2)有性　無性　(3)①②③?、佗冖堍荨≡O計試管嬰兒胚胎移植前的遺傳學診斷過程 1．治療性克隆與生殖性克隆的比較 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 2．試管嬰兒與設計試管嬰兒的比較 試管嬰兒 設計試管嬰兒 技術 手段 胚胎移植前，不需要進行遺傳學診斷 胚胎移植前需要進行遺傳學診斷 應用 主要解決不孕夫婦的生育問題 用于白血病、貧血癥的治療 相同點 體外受精，進行體外早期胚胎培養(yǎng)；胚胎移植；有性生殖 3．克隆動物、試管動物與轉(zhuǎn)基因動物的區(qū)別 項目 克隆動物 試管動物 轉(zhuǎn)基因動物 概念 用核移植的方法獲得的動物 用體外受精的方法獲得的動物 由被轉(zhuǎn)入了目的基因的受精卵發(fā)育成的動物 技術 核移植 體外受精 DNA重組技術 生殖 方式 無性生殖 有性生殖 有性生殖或保持原生殖方式 遺傳 特性 主要與供核個體相同 具備雙親的遺傳性狀 具備原受精卵及被轉(zhuǎn)入的目的基因兩方的遺傳特性 相同點 三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術，且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎 [對點落實] 1．生物技術安全性和倫理問題是社會關注的熱點。下列敘述錯誤的是(　　) A．應嚴格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì) B．當今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗，但不反對治療性克隆 C．反對設計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術選擇性設計嬰兒 D．生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力 解析：選D　在應用基因工程技術培育轉(zhuǎn)基因植物時，應避免選擇可能產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)的目的基因；在對克隆技術引發(fā)的倫理問題的爭論中，普遍的觀點是禁止克隆人的實驗，但不反對治療性克??；在對胚胎工程技術引發(fā)的倫理問題的爭論中，反對設計試管嬰兒的原因之一是有人可能濫用此技術選擇性設計嬰兒；生物武器種類包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌等，不包括干擾素。 2.試管嬰兒是通俗名詞，在專業(yè)文獻中稱為體外受精及胚胎移植。試管嬰兒是指精子和卵子的結(jié)合是在試管內(nèi)進行的，并使受精卵在符合條件的環(huán)境內(nèi)生長、分裂和發(fā)育4～6天，形成胚胎(如圖所示)，然后將胚胎移植到子宮腔內(nèi)，使之能在子宮腔內(nèi)發(fā)育，最后出生的一種生育方法，這是科學技術要求非常高的一種方法。它的成功和發(fā)展，不僅給不孕不育夫婦帶來了希望，而且對研究人類的生殖生理和胚胎發(fā)生學以及優(yōu)生學等方面的課題，有不可估量的積極作用。 (1)試管嬰兒技術在生物學上所依據(jù)的原理是__________，該圖示時期是胚胎發(fā)育的________期。 (2)人的受精卵通過卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細胞、組織，并進而形成器官和系統(tǒng)，從細胞水平看，卵裂的分裂方式是____________。 (3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內(nèi)進行結(jié)合的體外受精技術，受精前精子需要事先經(jīng)過________處理，卵子要培養(yǎng)到________________________(時期)。除此之外還用到__________________________________(填兩種)技術。 (4)“試管嬰兒”技術誕生后，繼而出現(xiàn)了“設計試管嬰兒”技術，二者在對人類作用上的區(qū)別是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對設計嬰兒性別，其原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：受精前，精子需要進行獲能處理，卵子需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵進行有絲分裂，使細胞數(shù)目增多。觀察題圖可知，該圖中有囊胚腔，是典型的囊胚期圖。試管嬰兒技術主要用于解決不孕不育問題，而設計試管嬰兒主要用于治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾病等。大多數(shù)人認為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死，及濫用設計試管嬰兒技術，如設計嬰兒性別等導致性別比例失調(diào)，違反了倫理道德。 答案：(1)受精作用　囊胚　(2)有絲分裂　(3)獲能　減數(shù)第二次分裂中期　早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植　(4)前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需進行遺傳學診斷　(5)破壞了人類正常的性別比例，違反了倫理道德 　 　　　課堂一刻鐘 1．(2018江蘇高考)下列關于實現(xiàn)某良種肉用牛快速繁殖的敘述，正確的是(　　) A．采取激素注射等方法對良種母牛作超數(shù)排卵處理 B．體外培養(yǎng)發(fā)育到原腸胚期的胚胎即可進行移植 D．利用胚胎分割技術，同卵多胎較同卵雙胎成功率更高 易錯探因——記憶不清 胚胎移植的原理之一是受體母牛不會對移入子宮的外來胚胎發(fā)生免疫排斥，若對此知識記憶不清，則會誤選C?！　　　　?　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：選A　胚胎工程中，通常采用注射激素的方法對良種母牛進行超數(shù)排卵處理；體外培養(yǎng)發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎即可進行移植；受體母牛不會對移入子宮的外來胚胎發(fā)生免疫排斥反應，所以受體不需要使用免疫抑制劑；采用胚胎分割技術產(chǎn)生同卵多胎的可能性是有限的，最常見的是經(jīng)分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功率很低。 2．(2017江蘇高考)下列關于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述，錯誤的是(　　) A．精子在獲能液中于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能 B．小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射相關激素有促進超數(shù)排卵的作用 C．分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質(zhì)，因此發(fā)育成的 D．注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育 解題關鍵——靈活遷移 此項考查角度要遷移交匯到基因型、表現(xiàn)型及環(huán)境因素三者之間的關系上。分割的胚胎細胞基因型相同，但將來生活環(huán)境不一定相同，因此表現(xiàn)型不一定相同。　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：選C　精子在獲能液中于適宜條件下培養(yǎng)可以使精子獲能；小鼠在特定光控周期條件下飼養(yǎng)，注射促性腺激素能促進其超數(shù)排卵；分割的胚胎細胞雖有相同的遺傳物質(zhì)，但由于生物的性狀還受環(huán)境等因素的影響，故發(fā)育成的個體會存在形態(tài)學差異；胚胎干細胞可以發(fā)育成組織、器官，注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育。 3．(2016江蘇高考)印度沙漠貓是一種珍稀貓科動物，通過胚胎工程技術，可以讓家貓代孕而繁育，主要步驟如下圖所示。下列相關敘述正確的是(　　) A．步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割 B. C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于培養(yǎng)液 D．步驟甲使用的培養(yǎng)液和早期胚胎培養(yǎng)液成分基本相同 解題關鍵——靈活遷移 此項考查角度要遷移交匯到激素調(diào)節(jié)的特點。誘導超數(shù)排卵的激素是促性腺激素，其靶細胞是性腺。在復習中要多結(jié)合必修相關內(nèi)容理解選修知識，學會知識的遷移應用?！　　　?　　　　　　　　　　　　　　　 　　 解析：選B　步驟甲為體外受精，步驟乙為胚胎移植；誘導超數(shù)排卵所用的激素是促性腺激素，只作用于性腺細胞；受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于卵細胞中的卵黃；步驟甲體外受精使用的是獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤?，與早期胚胎培養(yǎng)液成分相差較大。 4．(2015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。： 能力解讀——分析綜合 本題以流程圖為載體綜合考查細胞工程中的動物細胞培養(yǎng)、動物體細胞核移植，胚胎工程中的胚胎移植、胚胎干細胞的來源與作用，以及基因工程的相關知識。意在考查考生識圖能力及綜合運用所學知識準確答題的能力。 (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(gòu)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。 解析：(1)過程①表示細胞核與去核卵母細胞結(jié)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的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH(或酸堿度)。(3)構(gòu)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，個體B提供的是細胞核，分化形成的組織器官的性狀主要是由來自B的遺傳物質(zhì)決定的，因此體外培養(yǎng)獲得的組織器官移入個體B不會發(fā)生免疫排斥反應。 答案：(1)(體細胞)核移植　(早期)胚胎培養(yǎng)　(2)pH(或：酸堿度)　(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或：限制酶)　DNA連接酶(注：兩空可顛倒)　標記　(4)內(nèi)細胞團　B [學情考情了然于胸] 一、明考情知能力——找準努力方向 考查知識 1.體外受精的過程、早期胚胎培養(yǎng)的條件。 2.胚胎移植的基本程序、胚胎分割的方法及意義。 3.胚胎干細胞的來源及應用。 考查能力 1.識記能力：主要考查對體外受精的過程、早期胚胎培養(yǎng)的條件、胚胎移植的基本程序、胚胎分割及胚胎干細胞等知識的記憶。 2.識圖能力：結(jié)合圖示考查胚胎工程的相關知識，如第3、4題。 3.綜合應用能力：如第4題，綜合考查胚胎工程和細胞工程等知識。 二、記要點背術語——匯總本節(jié)重點 (一)體內(nèi)受精與早期胚胎培養(yǎng) 1．精子發(fā)生的過程 ―→ 2．卵子發(fā)生的過程 ―→ 3．受精的過程：精子穿越放射冠和透明帶→進入卵細胞膜→原核形成→雌雄原核融合。 4．防止多精入卵有兩道屏障，一是透明帶反應，二是卵細胞膜反應。 5．判斷卵子是否受精的標志是在卵細胞膜與透明帶的間隙能觀察到兩個極體，受精作用完成的標志是雌雄原核融合形成合子。 6．早期胚胎發(fā)育的過程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。 7．胚胎的早期培養(yǎng)所需培養(yǎng)液的成分包括：無機鹽、有機鹽(兩鹽)；維生素、激素(兩素)；氨基酸、核苷酸(兩酸)以及水、血清等。 (二)胚胎移植與胚胎干細胞 1．胚胎移植的基本程序：對供、受體的選擇和處理→配種或進行人工授精→對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后的檢查。 2．胚胎移植過程中兩次使用激素，第一次用孕激素對供、受體進行同期發(fā)情處理，第二次用促性腺激素對供體進行超數(shù)排卵處理。 3．胚胎移植的意義是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良動物的繁殖潛力。 4．胚胎分割的對象是桑椹胚或囊胚，在對囊胚進行分割時，應注意將內(nèi)細胞團均等分割。 5．胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞，簡稱ES或EK細胞。胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小、細胞核大、核仁明顯，功能上具有發(fā)育的全能性。 (三)生物技術的安全性與倫理問題 1．對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食物安全、生物安全和環(huán)境安全上，面對轉(zhuǎn)基因技術的利弊，要趨利避害，不能因噎廢食。 2．中國政府對克隆人的態(tài)度是禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆。 3．設計試管嬰兒技術比試管嬰兒技術多了胚胎移植前的遺傳學診斷過程。 一、基礎題點練 1．(2019鹽城模擬)精子內(nèi)的頂體由溶酶體特化而來。精卵識別后，頂體釋放溶酶體酶使卵子外層形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解 B．精子游向卵子所需的能量主要來自線粒體 C．受精卵的形成依賴于生物膜的選擇透過性 D．受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方 解析：選C　溶酶體是“消化車間”，能夠分解衰老、損傷的細胞器，因此細胞中溶酶體酶的釋放可造成細胞裂解；精子游向卵子所需的能量主要來自聚集在精子尾部的線粒體鞘；受精卵的形成依賴于生物膜的流動性；受精作用的實質(zhì)是精子的細胞核與卵細胞的細胞核相互融合，使彼此的染色體匯合在一起，因此受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方。 2．下列關于高等哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述，正確的是(　　) A．囊胚的每一個細胞都屬于全能細胞 B．原腸胚開始出現(xiàn)細胞分化并形成兩個胚層 C．胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 D．從受精卵到桑椹胚時期，細胞的相對表面積逐漸減小 解析：選C　囊胚的內(nèi)細胞團屬于全能細胞，滋養(yǎng)層細胞不是，桑椹胚的細胞都是全能細胞；囊胚期開始出現(xiàn)細胞分化；胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系；從受精卵到桑椹胚時期，卵裂球的總體積基本不變，因此單個細胞的體積縮小，因此細胞的相對表面積逐漸變大。 3．梅花鹿屬于單胎動物，季節(jié)性發(fā)情，育種工作者希望通過胚胎工程技術對優(yōu)良品種進行擴大繁殖。下列有關敘述正確的是(　　) A．給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個卵子 B．培養(yǎng)早期胚胎的培養(yǎng)液中含有維生素、激素等多種能源物質(zhì) C．當受體數(shù)量有限時，可采用胚胎分割技術以獲得更多的后代 D．梅花鹿的胚胎形成后一直處于游離狀態(tài)，為胚胎收集提供可能 解析：選A　給供體母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多個卵子；維生素、激素都不是能源物質(zhì)；梅花鹿屬于單胎動物，因此當受體數(shù)量有限時，無法通過胚胎分割技術獲得更多的后代；梅花鹿的胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這為胚胎的收集提供了可能。 4．(2018泰安月考)下列關于治療性克隆和生殖性克隆的說法，錯誤的是(　　) A．使用病人自己的細胞產(chǎn)生胰島細胞以治療糖尿病屬于治療性克隆 B．將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育出嬰兒的過程屬于生殖性克隆 C．治療性克隆屬于無性生殖，生殖性克隆屬于有性生殖 D．治療性克隆和生殖性克隆技術均需要應用動物細胞培養(yǎng)和核移植技術 解析：選C　要把病人的胚胎干細胞在一定的條件下，通過離體培養(yǎng)和誘導分化形成胰島細胞以治療糖尿病，屬于治療性克??；生殖性克隆就是以產(chǎn)生新個體為目的克隆，即用生殖技術將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育出嬰兒的過程；治療性克隆和生殖性克隆都屬于無性生殖；治療性克隆和生殖性克隆技術均需要應用動物細胞培養(yǎng)和核移植技術。 5．(2019南通模擬)如圖表示利用二倍體小鼠所做的實驗，下列分析合理的是(　　) A．過程①中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加 B．圖中囊胚的細胞基因型都相同 C．代孕母鼠需進行同期發(fā)情處理 D．嵌合體幼鼠是四倍體 解析：選C　卵裂期胚胎中細胞數(shù)目不斷增加，但有機物總量在不斷減少；圖中囊胚的細胞基因來自兩種小鼠，故有些細胞基因型不相同；胚胎移植技術中，進行該操作前需要對受體雌鼠進行同期發(fā)情處理；嵌合體幼鼠細胞中染色體并未加倍，仍是二倍體。 6.動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎，如圖所示，abc表示現(xiàn)代工程技術，①②③分別表示其結(jié)果，下列說法正確的是(　　) A．若a是體細胞核移植技術，則①反映了動物體細胞也具有全能性 B．若c是胚胎分割技術，則③中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同 C．若b是體外受精技術，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能 D．①②③中作為受體的動物品種是珍惜的或存量少的雌性動物 解析：選C　若a是體細胞核移植技術，則①反映了動物體細胞的細胞核具有全能性；胚胎分割技術所得個體的基因型完全相同，但表現(xiàn)型不一定完全相同，因為表現(xiàn)型還受環(huán)境的影響；若b是體外受精技術，則②為試管動物，這為良種家畜快速大量繁殖提供了可能；①②③中作為供體的動物品種是珍惜的或存量少的雌性動物，而受體只要健康和具有良好的繁殖能力同種個體即可，不需要是珍惜或存量少的雌性動物。 二、高考題型練 7．(2019銅仁模擬)請完成下列有關胚胎工程的相關問題： (1)胚胎發(fā)育的不同時期有著不同的變化特點，如：________期以前的細胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能；________期的滋養(yǎng)層發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤。 (2)體外受精過程中，對精子進行獲能處理的方法有：________和____________。 (3)胚胎的早期培養(yǎng)過程，培養(yǎng)液的成分應包括：無機鹽、有機鹽、維生素、氨基酸、________和核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)，以及動物血清等天然成分。 (4)胚胎移植能夠移植成功的生理學基礎是__________________________________，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。胚胎移植實際上是____________和____________共同繁殖后代的過程。進行胚胎移植的優(yōu)勢是________________________________________。 解析：(1)在囊胚期細胞開始出現(xiàn)分化，在桑椹胚及以前時期細胞具有發(fā)育成完整胚胎的潛能，囊胚期滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。(2)對精子進行獲能處理：包括培養(yǎng)法和化學誘導法。(3)胚胎的早期培養(yǎng)過程，培養(yǎng)液的成分應包括無機鹽、有機鹽、維生素、氨基酸、激素和核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)，以及動物血清等天然成分。(4)胚胎移植能夠移植成功的生理學基礎是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，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。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。胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。 答案：(1)桑椹胚　囊胚　(2)培養(yǎng)法　化學誘導法　(3)激素 　(4)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　生產(chǎn)胚胎的供體　孕育胚胎的受體　可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 8．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，近年發(fā)展起來的生物工程技術使優(yōu)良種畜的繁殖大大加速。下面是科學家快速繁殖良種奶牛的兩種方法，請據(jù)圖完成下列問題： (1)在試管牛E和克隆牛G的培育過程中都必須用到的生物技術有____________、____________。 (2)用來促進B牛多排卵的激素由哪個腺體分泌________，E牛的性別是________，G牛的性別是________。 (3)試管牛技術作為現(xiàn)代生物技術和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過程的相同之處是____________________________，不同點在于______________________________________。 (4)防止多精入卵的生理反應有________________________________，頂體反應發(fā)生時，釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是________________。 解析：(1)試管牛E的培育采用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術，克隆牛G的培育采用了核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術，因此試管牛E和克隆牛G的培育過程中都用到了早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術。(2)給母牛注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵，促性腺激素是由垂體分泌的；試管牛E是由受精卵發(fā)育形成的，而圖中的精子未標明是含X染色體的精子還是含Y染色體的精子，因此E的性別是雌性或雄性。G牛的核遺傳物質(zhì)都來自母牛C，因此其性別是雌性。(3)試管動物技術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，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植后產(chǎn)生后代的技術。試管牛技術作為現(xiàn)代生物技術和母牛正常懷孕、生產(chǎn)的過程的相同之處是雙親生殖細胞都融合為合子，不同點在于試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物。(4)防止多精入卵的生理反應有透明帶反應、卵細胞膜反應，頂體反應發(fā)生時，釋放的頂體酶溶解的結(jié)構(gòu)是放射冠和透明帶。 答案：(1)早期胚胎培養(yǎng)　胚胎移植　(2)垂體　雌性或雄性　雌性　(3)雙親生殖細胞都融合為合子　試管牛是體外受精和胚胎移植的產(chǎn)物　(4)透明帶反應、卵細胞膜反應　放射冠和透明帶 9．(2019新鄉(xiāng)模擬)葉綠體轉(zhuǎn)基因技術是將外源基因整合到葉綠體基因組中，該技術能有效改良植物的品質(zhì)。請回答。 (1)為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中其他植物體內(nèi)，科學家設法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，其原因是________。(填編號) A．葉綠體基因組不會進入生殖細胞中 B．植物雜交的后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比 C．轉(zhuǎn)基因植物中的質(zhì)基因與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流 D．轉(zhuǎn)基因植物與其他植物間不能通過花粉發(fā)生基因交流 (2)來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達，據(jù)此分析，原因是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)對大多數(shù)高等植物而言，與傳統(tǒng)的細胞核轉(zhuǎn)基因相比，葉綠體轉(zhuǎn)基因更穩(wěn)定，其遺傳方式________(填“遵循”或“不遵循”)分離定律，不會隨________(填“花粉”或“卵細胞”)傳給后代，從而保持了________(填“父本”或“母本”)的遺傳特性。 解析：(1)葉綠體不會進入精子，可以進入卵細胞；花粉中含有精子，其幾乎不含細胞質(zhì)，而受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞，所以科學家設法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中后，就不會通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物；轉(zhuǎn)基因植物與同種的其他植物間能通過花粉發(fā)生基因交流，沒有生殖隔離。(2)由于葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似或由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似，因此來自原核生物中有重要價值的外源基因，無需改造和修飾就可在葉綠體中高效表達。(3)葉綠體轉(zhuǎn)基因?qū)儆诩毎|(zhì)遺傳，具有母系遺傳特點，而基因分離定律是細胞核遺傳，因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不遵循基因分離定律。花粉中細胞質(zhì)較少，受精卵中細胞質(zhì)幾乎全來自卵細胞，因此葉綠體轉(zhuǎn)基因不會隨著花粉遺傳給后代。 答案：(1)C　(2)葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似(由于葉綠體大多數(shù)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物類似)　(3)不遵循　花粉　母本 10．人的血清白蛋白在臨床上需求量很大，通常從人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增，使人們對血液制品顧慮重重。如果應用一定的生物工程技術，將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細胞中，利用牛的乳腺細胞生產(chǎn)血清白蛋白就成為可能。大致過程如下： a．將人體血清白蛋白基因?qū)搿澳膛Ｅ咛ァ钡募毎?，形成重組細胞①； b．取出重組細胞①的細胞核，注入去核牛卵細胞中，形成重組細胞②； c．電脈沖刺激重組細胞②促使其形成早期胚胎； d．將胚胎移植到母牛的子宮內(nèi)，最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。 請回答下列問題： (1)重組細胞①和②中________(填“①”或“②”)實現(xiàn)了基因的重組。 (2)在實驗過程a中要選擇________(填“雌性”或“雄性”)奶牛胚胎，方法是__________________________________________________。 (3)實驗過程a人血清白蛋白基因需要與________的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，選擇這些調(diào)控組件的目的是____________________________________。 (4)若將早期胚胎分離成若干個胚胎細胞，讓其分別發(fā)育成小牛，這些小牛的基因型________(填“相同”或“不同”)，此項技術稱為____________，操作過程需要特別注意的是____________________________。 (5)運用細胞培養(yǎng)技術可以從哺乳動物的早期胚胎中獲得胚胎干細胞(ES細胞)，培養(yǎng)如下：早期胚胎→內(nèi)細胞團→胚胎干細胞。在培養(yǎng)過程中，可以用____________處理內(nèi)細胞團，使之分散成單個細胞。在飼養(yǎng)層上培養(yǎng)可維持細胞________________的狀態(tài)。 解析：(1)重組細胞①實現(xiàn)了基因的重組，重組細胞②實現(xiàn)了細胞核和細胞質(zhì)的重組。(2)只有雌性奶牛能分泌乳汁，所以過程a需要選擇雌性奶牛的胚胎，可在胚胎發(fā)育至囊胚階段時，取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定。(3)過程a人血清白蛋白基因需要與運載體的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，選擇這些調(diào)控組件的目的是有利于人血清白蛋白基因的表達。(4)由于來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此這些小牛的基因型相同，此項技術為胚胎分割技術，在操作過程中需注意將內(nèi)細胞團均等分割。(5)在培養(yǎng)過程中，可以用胰蛋白酶處理內(nèi)細胞團，使之分散成單個細胞。在飼養(yǎng)層上培養(yǎng)可維持細胞只增殖不分化的狀態(tài)。 答案：(1)①　(2)雌性　在胚胎發(fā)育至囊胚階段時，取滋養(yǎng)層細胞進行性別鑒定　(3)運載體　有利于人血清白蛋白基因的表達　(4)相同　胚胎分割　將內(nèi)細胞團均等分割　(5)胰蛋白酶　只增殖不分化 11．2016年4月6日，世界上首個擁有“三位親生父母”的健康男嬰在墨西哥誕生。其培育過程采用如圖技術路線。據(jù)圖回答下列問題： (1)由于女性的自然周期產(chǎn)生的卵子太少，捐獻者在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡發(fā)育。受捐者也要注射相關激素，目的是________________________。 (2)重組細胞需培養(yǎng)到MⅡ中期的原因是該時期的卵母細胞才具備____________，從受精卵到三親嬰兒的培育還需要____________和____________等技術。 (3)三親嬰兒的培育技術________(填“能”或“不能”)避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代，三親嬰兒的染色體________(填比例)來自母親提供的細胞核。 (4)設計試管嬰兒技術與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術的主要區(qū)別是________________________________。 解析：(1)在取卵前，給捐獻者注射促性腺激素，可促使其一次有更多的卵泡發(fā)育，使其超數(shù)排卵。受捐者也要注射相關激素，即進行同期發(fā)情處理，目的是為胚胎的植入提供相同的生理環(huán)境。(2)只有處于MⅡ中期的卵母細胞才具有(與精子)受精的能力。從受精卵到三親嬰兒的培育需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術。(3)分析圖示可知：三親嬰兒的線粒體來自捐獻者卵母細胞，細胞核來自母親的卵母細胞，因此三親嬰兒的培育技術能避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代。三親嬰兒的染色體有一半來自母親提供的細胞核。(4)設計試管嬰兒技術與為解決不孕夫婦的生育問題而出現(xiàn)的試管嬰兒技術的主要區(qū)別是在植入前對胚胎進行遺傳學診斷(或基因檢測或基因診斷)。 答案：(1)促性腺　為胚胎的植入提供相同的生理環(huán)境　(2)(與精子)受精的能力　早期胚胎培養(yǎng)　胚胎移植　(3)能　1/2　(4)植入前對胚胎進行遺傳學診斷(或基因檢測或基因診斷) 12．(2019石家莊?？?慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況，缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人體的白蛋白正常值在每100 mL血液中含有3.8～4.8 g，如果比正常值低很多時就需要注射人血白蛋白，所以臨床上對白蛋白需求量很大。下圖是利用嶗山奶山羊乳腺生物反應器制備藥用白蛋白的流程圖： (1)要實現(xiàn)①超數(shù)排卵，應在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用____________處理，然后在恰當時期采集卵子。通過②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化學誘導法對羊的精子進行________處理，即用一定濃度的____________________處理。 (2)若我們已知白蛋白基因的堿基序列，一般采用____________的方法獲取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺細胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、________________、________、標記基因等部分。 (3)對移植前的胚胎進行性別鑒定時，宜取囊胚期的________細胞進行鑒定，一般采用SRYPCR方法，選擇出現(xiàn)陰性反應的________(性別)胚胎進行移植。 解析：(1)在嶗山奶山羊A發(fā)情周期的某一階段用促性腺激素處理，可促使其超數(shù)排卵。通過②采集的精子用一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液進行化學誘導處理，可使之獲能。(2)已知白蛋白基因的堿基序列，可通過DNA合成儀用人工合成的方法獲取目的基因?；虮磉_載體中除目的基因和標記基因外，還需要有乳腺蛋白基因的啟動子和終止子，乳腺蛋白基因的啟動子可以在啟動乳腺蛋白基因轉(zhuǎn)錄的同時啟動白蛋白基因的轉(zhuǎn)錄，終止子可使轉(zhuǎn)錄停止。(3)滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤，取囊胚期的滋養(yǎng)層細胞鑒定性別，對胚胎發(fā)育影響較小。嶗山奶山羊乳腺生物反應器是讓目的基因在乳腺細胞中特異性表達，以便從乳汁中提取白蛋白，因此應選擇雌性胚胎進行移植。 答案：(1)促性腺激素　獲能　肝素或鈣離子載體A23187溶液　(2)人工合成　乳腺蛋白基因的啟動子　終止子　(3)滋養(yǎng)層　雌性