2019年高考生物 專題3 胚胎工程教學案 新人教版選修3.doc

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2019年高考生物 專題3 胚胎工程教學案 新人教版選修3 xx備考最新考綱 1．動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)(Ⅰ)。　2.胚胎干細胞的移植(Ⅰ)。　3.胚胎工程的應(yīng)用(Ⅱ)。 考點1　體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育(5年9考)　 (xx天津卷，xx浙江卷……) 1．精子與卵子的發(fā)生 (1)精子的發(fā)生 ①場所：睪丸的曲細精管內(nèi)。 ②時期：從初情期開始，直到生殖機能衰退。 ③過程 (2)卵子的發(fā)生 ①場所：卵巢。 ②時期：胎兒時期(性別分化以后)和初情期以后。 ③過程 ④兩次分裂的時間：第一次是在雌性動物排卵前后完成的，第二次是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的。 2．受精 (1) (2)受精階段 穿越放射冠(發(fā)生頂體反應(yīng)，釋放頂體酶，溶解放射冠內(nèi)的 卵丘細胞之間的物質(zhì))穿越透明帶：(發(fā)生透明帶反應(yīng)，是防止多精子入卵的第 一道屏障)進入卵黃膜(發(fā)生卵黃膜封閉作用，是防止多精子入卵 的第二道屏障) (3)卵子受精完成的標志：在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個極體 3．胚胎發(fā)育 受精卵―→卵裂―→桑椹胚―→囊胚 思考感悟 如圖是牛囊胚示意圖，下列有關(guān)該圖的敘述，哪一項不正確？ ①透明帶是初級卵母細胞在減數(shù)第一次分裂時形成的 ②囊胚腔是一個充滿液體的腔 ③內(nèi)細胞團將來分化成內(nèi)胚層 ④滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤 提示　內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，故③所述不正確。 　體內(nèi)受精與早期胚胎發(fā)育 1．(xx天津理綜，2)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(zhuǎn)基因動物應(yīng)選擇細胞Ⅳ作為受體細胞 解析　據(jù)圖可知，次級卵母細胞的形成需要促性腺激素的調(diào)節(jié)，次級卵母細胞要在精子的刺激下才能經(jīng)過減數(shù)第二次分裂形成成熟的卵子，故A、B兩項正確；Ⅱ細胞的分裂后期為減數(shù)第一次分裂后期，Ⅲ細胞分裂后期為減數(shù)第二次分裂后期，二者的染色體數(shù)均為2N，Ⅳ細胞的分裂后期為有絲分裂后期，染色體數(shù)為4N，C項錯誤； 答案　C 　精子、卵子的發(fā)生與胚胎移植 2．(xx西安五校聯(lián)考三)請回答下列與哺乳動物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題。 (1)精細胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的________能協(xié)助精子穿過卵母細胞的放射冠和透明帶。 (2)某動物排卵時，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時卵子處于________卵母細胞階段。當該細胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂________期時，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個極體，則表明________過程已完成。 (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)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用________激素對供體進行處理，其目的是獲得更多的________，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細胞是否為活細胞時，發(fā)現(xiàn)活胚胎細胞不能被染色，其原因是活細胞膜_________________________________________________。 (4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體，可對發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段的早期胚胎進行________處理，再植入到受體內(nèi)。若要對早期胚胎進行長期保存，應(yīng)將其置于________條件下。 答案　(1)頂體酶　(2)初級　中　受精　(3)生理狀態(tài)　促性腺　卵母細胞　對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性 (4)胚胎分割　冷凍(或液氮) 題后歸納 1． 精子與卵子發(fā)生的比較 項目 精子發(fā)生 卵子發(fā)生 區(qū)別 場所 睪丸曲細精管(場所唯一) 卵巢、輸卵管(場所不唯一) 時間 初情期后 性別分化后開始，卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前完成的，減Ⅱ是在精子和卵子的結(jié)合過程中完成的 過程特點 MⅠ和MⅡ是連續(xù)的，需變形；細胞質(zhì)均等分配 MⅠ和MⅡ是不連續(xù)的，不需要變形；細胞質(zhì)不均等分配 結(jié)果 形成4個精子 形成1個卵細胞和3個極體 相同點 原始生殖細胞自身的增殖為有絲分裂；有性生殖細胞的形成為減數(shù)分裂；減數(shù)分裂過程均經(jīng)一次染色體復制和兩次細胞分裂，子細胞中染色體數(shù)目減半 2.受精過程中的“三大反應(yīng)”與防止多精入卵受精的“兩道屏障” (1)頂體反應(yīng)：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過程即為頂體反應(yīng)。頂體反應(yīng)的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結(jié)合必不可少的條件。 (2)透明帶反應(yīng)：精子觸及卵細胞膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)，稱做透明帶反應(yīng)，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。 (3)卵黃膜封閉作用：精子入卵后，卵黃膜會立即發(fā)生一種生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進入卵內(nèi)，稱為卵黃膜封閉作用，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。 特別提醒 (1)動物排出卵子的成熟程度不同，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，才具有與精子受精的能力。 (2)受精的標志是在卵黃膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體；受精完成的標志是雌、雄原核融合成合子，受精卵是個體發(fā)育的開始。 (3)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，而細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自于卵細胞。 考點2　體外受精、胚胎移植、胚胎分割與胚胎干細胞(5年11考)　 (xx山東卷、江蘇卷、福建卷，xx山東卷、浙江卷……) 1．體外受精 (1)精子、卵子的獲取與培養(yǎng) 獲取方法 獲能方法 卵子 促性腺激素處理后沖取卵子 直接從輸卵管中沖出能(能，不能)直接與獲能精子在體外受精 在活體或屠宰體的卵巢內(nèi)直接采集 人工培養(yǎng)到減Ⅱ中期時，才可受精 精子 假陰道法 培養(yǎng)法和化學誘導法(在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中獲能) 手握法 電刺激法 (2)受精：獲能的精子和成熟的卵子可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔谩? 2．胚胎的早期培養(yǎng) (1)培養(yǎng)液成分 (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。 3．胚胎移植 (1)胚胎來源：轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精、體內(nèi)受精 (2)實質(zhì)：產(chǎn)生胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁育后代的過程 (3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能(能，不能)直接移植受精卵。 (4)意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能。 4．胚胎分割 (1)理論基礎(chǔ)：細胞的全能性。 (2)所需儀器設(shè)備：實體顯微鏡和顯微操作儀。 (3)基本程序：選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針或分割刀進行分割。 (4)囊胚期分割要求：內(nèi)細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。 (5)意義：加快繁殖速度。 5．胚胎干細胞 (1)來源：是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的。 (2)特點 (3)應(yīng)用 6．試管動物、克隆動物及轉(zhuǎn)基因動物的生產(chǎn)流程比較 (1)試管動物生產(chǎn)流程 (2)克隆動物的培育流程 (3)轉(zhuǎn)基因動物的生產(chǎn)流程 7．克隆動物、試管動物與轉(zhuǎn)基因動物遺傳特性比較 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(shù) 核移植 體外受精 DNA重組技術(shù) 生殖方式 無性繁殖 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異性 相同點 三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，且移植所選胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。 特別提醒 (1)試管動物生殖實質(zhì)是正常的有性生殖，只不過受精、早期胚胎發(fā)育在試管中(體外)進行。 (2)克隆動物生殖的實質(zhì)是無性生殖，依賴動物細胞核(高度分化的體細胞的細胞核)具有全能性；特有的操作程序是核移植！ 思維激活 判斷正誤 (1)沖卵含義是沖出早期胚胎，不是沖出卵子(　　)。 (2)胚胎移植的供體和受體必須是同一種群(　　)。 (3)胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎一般在原腸胚之前，也可直接移植受精卵(　　)。 (4)轉(zhuǎn)基因動物的培育不涉及胚胎移植(　　)。 (5)克隆動物，也稱試管動物，其實質(zhì)是無性生殖(　　)。 (6)體外受精后獲得的受精卵需要立即移入母體子宮進行妊娠，以保證成活率(　　)。 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) 思考感悟 在胚胎移植時下列①～④中哪一項沒有必要進行？ ①對供體動物和受體動物進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng) ②用激素對供體動物做超數(shù)排卵處理 ③對供體、受體動物進行選擇，并用激素進行同期發(fā)情處理 ④沖卵后，對胚胎進行質(zhì)量檢查 提示　①胚胎移植時，經(jīng)同期發(fā)情處理后，受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故①不必進行。 　干細胞研究及應(yīng)用 1．(xx山東理綜，35)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(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，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。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　本題考查動物細胞培養(yǎng)、體外受精、胚胎移植、干細胞培養(yǎng)的有關(guān)操作和知識。(1)原代培養(yǎng)指將動物組織用酶處理成單個細胞后進行的初次培養(yǎng)。接觸抑制指貼壁的細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。(2)將早期胚胎從母鼠子宮中吸取出來的方法叫沖卵。(3)暫不進行胚胎移植的胚胎可放入－196 ℃的液氮中冷凍保存。(4)胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞，是由早期胚胎或原始性腺分離出來的一類細胞，iPS與ES細胞一樣，可通過誘導定向分化修補某些功能異常細胞來治療疾病。 答案　(1)原代培養(yǎng)　接觸抑制　(2)沖卵　體外受精 (3)胚胎移植　冷凍(或低溫)　(4)內(nèi)細胞團細胞　誘導分化 題后歸納 干細胞類型及培養(yǎng)過程 (1)類型 類別 來源或舉例 特點 全能干細胞 桑椹胚或囊胚及以前 能發(fā)育成完整個體 多能干細胞(胚胎干細胞) 內(nèi)細胞團細胞、原始性腺細胞分離 能分化出動物體內(nèi)的任何組織 專能干細胞(成體干細胞) 骨髓干細胞、皮膚生發(fā)層細胞 能分化出特定的組織 (2)培養(yǎng)關(guān)鍵：需要一種能促進胚胎干細胞的生長，但抑制其分化的一種培養(yǎng)體系，這種體系就是飼養(yǎng)層細胞。 (3)培養(yǎng)過程 　胚胎工程及其應(yīng)用 2．(山東理綜，35)胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術(shù)，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。 (1)從良種母牛采集的卵母細胞，都需要進行體外培養(yǎng)，其目的是________；從良種公牛采集的精子需________后才能進行受精作用。 (2)在體外培養(yǎng)受精卵時，除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還需要提供________氣體以維持________。 (3)圖中過程A稱為________，它在胚胎工程中的意義在于________。 (4)研制能夠產(chǎn)生人類白細胞介素的牛乳腺生物反應(yīng)器，需將 目的基因?qū)肱Ｊ芫?，最常用的導入方法是________；獲得轉(zhuǎn)基因母牛后，如果________，即說明目的基因已經(jīng)表達。 解析　(1)人工采集的卵母細胞要在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子完成受精作用，同理，在體外受精前，要對精子進行獲能處理。(2)體外培養(yǎng)受精卵所需氣體主要有O2和CO2，O2是細胞代謝必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)將早期胚胎移入受體母牛子宮的過程稱為胚胎移植，意義在于可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。(4)基因工程中將目的基因?qū)雱游锛毎畛Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射法；獲得的基因表達產(chǎn)物即母牛的乳汁中含有人類白細胞介素說明目的基因已經(jīng)表達。 答案　(1)使卵母細胞成熟(或使卵母細胞獲得受精能力)　獲能　(2)CO2　培養(yǎng)液(基)的pH　(3)胚胎移植　提高優(yōu)良母畜的繁殖率　(4)顯微注射法　牛奶中含有人類白細胞介素(或牛乳腺細胞已合成人類白細胞介素) 題后反思 1．胚胎移植的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié) (1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道程序，移植的胚胎必須在原腸胚之前，不能直接移植受精卵。 (2) (3)胚胎移植的供體和受體必須是同種生物，同一物種的動物才有可能具有相同的生理特征。 (4)兩次檢查：①收集胚胎檢查；②移植后是否妊娠檢查。 (5)沖卵含義：沖出早期胚胎，不是沖出卵子。 2．胚胎移植的生理學基礎(chǔ) 生理學基礎(chǔ) 意義 哺乳動物在發(fā)情排卵后的最初一段時期，不論是否妊娠，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化相同 為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境 早期胚胎形成后，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) 為胚胎的收集提供了可能 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(yīng) 為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受任何影響 為移植后胚胎的繼續(xù)發(fā)育提供了營養(yǎng)等方面的保障 1．(xx江蘇單科，13)軟骨發(fā)育不全為常染色體顯性遺傳病，基因型為HH的個體早期死亡。一對夫妻均為該病患者，希望通過胚胎工程技術(shù)輔助生育一個健康的孩子。下列做法錯誤的是 (　　)。 A．首先經(jīng)超數(shù)排卵處理后進行體外受精 B．從囊胚中分離細胞，培養(yǎng)后檢測基因型 C．根據(jù)檢測結(jié)果篩選基因型為hh的胚胎 D．將胚胎培養(yǎng)至原腸胚期后移植到子宮 解析　由題干信息可知，這對夫妻的基因型均為Hh，他們可能生下一個基因型為hh的正常嬰兒，因此可通過“試管嬰兒”技術(shù)，選育出健康的胚胎進行移植；應(yīng)將胚胎培養(yǎng)到原腸胚前的囊胚階段進行移植，D項做法錯誤。 答案　D 2．(xx浙江理綜)下列關(guān)于高等哺乳動物受精與胚胎發(fā)育的敘述，正確的是 (　　)。 A．絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性 B．卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)增加而不斷增大 C．囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性 D．原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個胚層 解析　同種動物的精卵細胞的表面通常具有相互識別的特異性蛋白，這是同種動物的精卵能結(jié)合的原因之一，故A正確；受精卵通過卵裂產(chǎn)生的細胞團稱為卵裂球，隨著卵裂的進行細胞逐漸變小，故B錯誤；滋養(yǎng)層細胞不具有發(fā)育的全能性，故C錯誤；囊胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個胚層，故D錯誤。 答案　A 3．(xx山東理綜，35)毛角蛋白Ⅱ型中間絲(KIF Ⅱ)基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIF Ⅱ基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡單流程如圖。 (1)過程①中最常用的運載工具是________，所需要的酶是限制酶和________。 (2)在過程②中，用________處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在培養(yǎng)過程中，將成纖維細胞置于5% CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是________。 (3)在過程③中，用________處理以獲取更多的卵(母)細胞。成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行________處理。 (4)從重組細胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是________。在胚胎移植前，通過________技術(shù)可獲得較多胚胎。 解析　此題綜合考查基因工程、細胞工程、胚胎工程等知識。(1)構(gòu)建基因表達載體時，一般需用同一種限制酶切割目的基因和載體，以產(chǎn)生相同黏性末端，并用DNA連接酶連接成重組表達載體。常用的載體是質(zhì)粒。(2)利用胰蛋白酶或膠原蛋白酶可將動物組織分散成單個細胞。動物細胞培養(yǎng)時，需將細胞置于5% CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)運用超數(shù)排卵處理法可獲得更多的卵母細胞，常用的激素是促性腺激素。成熟卵細胞在核移植前要進行去核處理。(4)核移植時獲得的重組細胞經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)，可以獲得早期胚胎。為獲得更多胚胎，可以使用胚胎分割法。 答案　(1)質(zhì)粒　DNA連接酶　(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)　維持培養(yǎng)基(液)的pH　(3)促性腺激素　去核　(4)(早期)胚胎培養(yǎng)　胚胎分割 4．(xx福建理綜，33)克隆豬成功率較低，與早期胚胎細胞的異常凋亡有關(guān)。Bcl－2基因是細胞凋亡抑制基因，用PCR技術(shù)可以檢測該基因轉(zhuǎn)錄水平，進而了解該基因與不同胚胎時期細胞凋亡的關(guān)系。克隆豬的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測流程如圖。 請回答： (1)圖中重組細胞的細胞核來自________細胞，早期胚胎移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和______胚最終發(fā)育為克隆豬。 (2)在PCR過程中可檢測出cDNA中Bcl－2 cDNA的分子數(shù)，進而計算總mRNA中Bcl－2mRNA的分子數(shù)，從而反映出Bcl－2基因的轉(zhuǎn)錄水平。 ①圖中X表示______過程。 ②從基因組數(shù)據(jù)庫中查詢Bcl－2mRNA的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計合成________用于PCR擴增，PCR過程第一輪循環(huán)的模板是________。 解析　(1)重組細胞的細胞核來自具有優(yōu)良性狀的親本，據(jù)圖可知，應(yīng)由良種豬提供細胞核，所以細胞核來自良種豬的體細胞；早期胚胎發(fā)育過程經(jīng)歷了桑椹胚、囊胚和原腸胚等階段。(2)①由圖可知，X過程是由mRNA→cDNA的過程，此過程屬于中心法則里的逆轉(zhuǎn)錄或反轉(zhuǎn)錄過程。②PCR擴增需要的條件是模板、原料、能量、酶和引物，而查詢核苷酸序列，目的是要合成相關(guān)的引物，模板就是Bcl－2 cDNA。 答案　(1)體　原腸　(2)①逆(反)轉(zhuǎn)錄　②引物　Bcl－2cDNA (時間：30分鐘) 一、選擇題 1．下列有關(guān)哺乳動物精子和卵細胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是 (　　)。 A．采集到的精子和卵細胞相遇即可發(fā)生受精作用 B．排卵就是排出成熟卵細胞的過程 C．卵細胞形成時的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成 D．卵子受精完成的標志是在卵黃膜和透明帶之間觀察到兩個極體 解析　采集到的精子必須經(jīng)獲能處理后才能受精，采集的卵細胞需要培養(yǎng)成熟后才可與獲能的精子受精；初級卵母細胞的減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，其結(jié)果產(chǎn)生一個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管，準備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的。 答案　D 2．下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，下列相關(guān)描述正確的是 (　　)。 A．圖中3是透明帶，7是原腸腔 B．發(fā)育的先后順序是甲→丙→乙 C．1部位細胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織 D．甲、乙、丙時期的細胞都具有發(fā)育的全能性 解析　圖中甲是桑椹胚，乙是囊胚，丙是原腸胚。圖中1是滋養(yǎng)層，2是內(nèi)細胞團，3是透明帶，4是囊胚腔，5是外胚層，6是滋養(yǎng)層，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。內(nèi)細胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。 答案　A 3．(xx北師大附中月考)下列各項不屬于細胞工程在實際中應(yīng)用的是 (　　)。 A．培育工程菌使之能產(chǎn)生人生長激素 B．將甲植物細胞內(nèi)的葉綠體移入乙植物細胞內(nèi) C．將番茄莖尖培養(yǎng)用于植物脫除病毒 D．動物細胞培養(yǎng)用于檢測有毒物質(zhì) 解析　培育工程菌使之能產(chǎn)生人生長激素屬于基因工程的應(yīng)用。 答案　A 4．如圖是胚胎干細胞分離途徑示意圖。下列說法正確的是 (　　)。 A．圖中A所示細胞將來能夠發(fā)育成胎膜和胎盤 B．胚胎干細胞的體積和細胞核都較小 C．胚胎干細胞可以增殖而不發(fā)生分化 D．利用胚胎干細胞培育的人造器官正在大規(guī)模應(yīng)用 解析　圖中A是內(nèi)細胞團細胞，將來能夠發(fā)育成除胎膜和胎盤外的其他組織和器官。胚胎干細胞的體積較小，細胞核較大。在體外培養(yǎng)情況下，可以只增殖而不發(fā)生分化。利用胚胎干細胞可以誘導形成器官，但目前并沒有大規(guī)模應(yīng)用。 答案　C 5．(xx浙江嘉興二模)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 解析　從動物2的形成過程看，導入外源基因的受體細胞注入囊胚后，由注入的細胞不斷增殖分化而成的細胞的基因種類與其他細胞有所不同。 答案　B 6．讓羊產(chǎn)牛奶，科學家對此做了相關(guān)的構(gòu)想，過程如圖所示。請據(jù)圖判斷下列說法正確的是 (　　)。 A．圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割和動 物細胞融合 B．小羊a、小羊b、小羊c的性狀表現(xiàn)不同，小羊a與羊N的性狀表現(xiàn)相同 C．若研究發(fā)現(xiàn)羊N細胞中線粒體基因的表達產(chǎn)物豐富，故而它的產(chǎn)奶率高，則小羊a會有這一優(yōu)良性狀 D．依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論，還不能通過生物工程手段獲得新物種“羊—?！? 解析　圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割和動物細胞培養(yǎng)；題干中由早期胚胎到小羊a、小羊b、小羊c的過程屬于胚胎分割移植技術(shù)，因為這些個體都是由一個細胞(重組細胞)發(fā)育而來的，三者表現(xiàn)出的性狀應(yīng)該相同。由重組細胞培養(yǎng)、分割后獲得的小羊a，其核遺傳物質(zhì)來自羊N，質(zhì)遺傳物質(zhì)來自羊O，小羊a的性狀與羊N不完全相同，羊N細胞中線粒體中的遺傳物質(zhì)不會遺傳給小羊a。 答案　D 7．(xx金華十校聯(lián)考)下圖表示通過體外受精培育牛的過程，下列敘述錯誤的是 (　　)。 A．獲取的精子經(jīng)獲能處理后才能進行體外受精 B．②過程只與細胞膜的流動性有關(guān) C．③過程的細胞增殖方式一定是有絲分裂 D．④過程屬于胚胎移植過程 解析　在進行體外受精時，獲取的精子需獲能后才能進行體外受精；圖中的②過程是受精作用，該過程涉及精卵細胞的識別、細胞膜的融合(與膜的流動性有關(guān))、核的融合等；③過程是卵裂過程，該過程的細胞增殖方式是有絲分裂；④過程是將多細胞胚胎移入受體子宮的過程，屬于胚胎移植過程。 答案　B 8．下列不是精子、卵子發(fā)生區(qū)別的是 (　　)。 A．初級精母、卵母細胞的形成時間 B．MⅠ(減數(shù)第一次分裂)和MⅡ(減數(shù)第二次分裂)的時間連續(xù)性 C．成熟生殖細胞是否經(jīng)過變形 D．成熟生殖細胞中染色體的數(shù)量 解析　該題主要考查了精子與卵子發(fā)生的區(qū)別。初級精母細胞是雄性動物初情期開始后，由精原細胞分裂形成的，而初級卵母細胞是在胎兒期完成的；精子的產(chǎn)生MⅠ和MⅡ連續(xù)進行，卵子產(chǎn)生通過MⅠ形成次級卵母細胞，在精子與卵子的結(jié)合過程中才完成MⅡ；精細胞形成后變形為蝌蚪狀，卵子不需變形；成熟的精子和卵子是經(jīng)過減數(shù)分裂形成的，都含有相當于親本體細胞一半的染色體數(shù)目。因而，D項不是兩者的區(qū)別。 答案　D 二、非選擇題 9．(xx臨沂一模)科學家通過轉(zhuǎn)入四種基因可將體細胞誘導形成多能干細胞(iPS細胞)，iPS細胞具有胚胎干細胞的類似功能。下圖是設(shè)想用iPS細胞技術(shù)治療鐮刀型細胞貧血癥的流程，請回答： (1)胚胎干細胞來源于________，具有________，經(jīng)誘導能發(fā)育成個體。 (2)iPS細胞培育過程中運用到的生物技術(shù)有過程①的________、過程②的________等。 (3)過程①的培養(yǎng)液中除合成培養(yǎng)基的成分外，還需添加________等天然成分。過程②進行時，需要先利用________技術(shù)將四種目的基因擴增，再將目的基因與逆轉(zhuǎn)錄病毒載體結(jié)合，以構(gòu)建________，然后將其導入患者的體細胞，誘導形成iPS細胞。 (4)經(jīng)過程③、④后，改造得到的A是________，再植入患者體內(nèi)，使患者能夠產(chǎn)生正常紅細胞，這種治療方法稱為________。 (5)iPS細胞的誘導成功具有的醫(yī)學價值是___________________________(答出兩點即可)。 答案　(1)早期胚胎或原始性腺　全能性　(2)動物細胞培養(yǎng)　(轉(zhuǎn))基因工程　(3)血清、血漿　PCR　基因表達載體　(4)造血干細胞　體外基因治療　(5)治療人類疾病，培育人造組織器官，解決供體器官不足和器官移植后的免疫排斥問題等 10．(xx淄博一模)生物技術(shù)培育出了轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊，其過程如下圖所示： (1)在遼寧絨山羊細胞中獲取的IGFI基因在導入胚胎干細胞之前須________，這是基因工程操作的核心步驟，該操作過程必需的工具酶是________，將IGFI基因?qū)肱咛ジ杉毎钣行У姆椒ㄊ莀_______。 (2)轉(zhuǎn)基因胚胎干細胞培養(yǎng)過程常在培養(yǎng)液中加入一定量的________。以防培養(yǎng)過程中的污染；同時在使用合成培養(yǎng)基時，為保證細胞正常生長，在培養(yǎng)基中還要添加________等天然成分。 (3)干細胞經(jīng)擴大培養(yǎng)誘導分化為早期胚胎，隨后即可植入________的代孕母羊體內(nèi)。為提高胚胎利用率，還可以采用________技術(shù)以獲得更多的轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊幼仔。 (4)請列舉至少兩種轉(zhuǎn)基因克隆絨山羊培育過程中采用的現(xiàn)代生物技術(shù)： _________________________________________________________________。 答案　(1)構(gòu)建基因表達載體　限制酶和DNA連接酶　顯微注射技術(shù)　(2)抗生素　血清、血漿　(3)同期發(fā)情處理　胚胎分割　(4)DNA重組技術(shù)(轉(zhuǎn)基因技術(shù))、動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(任填2個) 11．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(guān)問題。 (1)“試管?！奔夹g(shù)的操作流程是________(用箭頭和字母表示)。 (2)寫出圖中數(shù)字標號代表的結(jié)構(gòu)名稱：①________；②________；③________。 (3)d操作的名稱是________，受體子宮內(nèi)胚胎發(fā)育的過程中細胞不斷分裂，其分裂方式為________。 (4)圖中用到的激素是________，過程h常用的方法是________。 (5)在對囊胚階段的胚胎進行分割時，應(yīng)注意__________________________ _________________________________________________________________。 (6)受體母牛必須和供體牛屬于________。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎(chǔ)是_______________________________________。 答案　(1)a―→b―→f―→g　(2)①滋養(yǎng)層?、谀遗咔弧、蹆?nèi)細胞團　(3)胚胎移植　有絲分裂　(4)促性腺激素　顯微注射法　(5)將內(nèi)細胞團均等分割，以免影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育　(6)同一物種　受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng) 12．(xx濟寧二模)下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程設(shè)計圖解。請據(jù)圖回答： (1)圖中①、②所示的結(jié)構(gòu)分別是________、________。 (2)圖中③、④所示的生物工程技術(shù)分別是________、________。 (3)過程③通常用去核卵細胞作受體細胞的原因除了它體積大、易操作，含有營養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因為____________________________________________ _________________________________________________________________。 (4)過程④通常采用的方法是_________________________________________。 (5)過程④的完成需要用到的基因操作工具有___________________________。 (6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是_______________________ _________________________________________________________________。 答案　(1)細胞核　內(nèi)細胞團　(2)核移植技術(shù)　轉(zhuǎn)基因技術(shù)(或重組DNA技術(shù)或基因工程)　(3)含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)　(4)顯微注射法　(5)限制酶、DNA連接酶、運載體　(6)不發(fā)生免疫排斥