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课时跟踪检测(四十三) 胚胎工程
基础对点练——考纲对点·夯基础
考点一 1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ) 2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)
1．下列有关受精作用及胚胎早期发育过程的叙述，正确的是( )
①次级卵母细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 ②卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加，细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 ③卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从屠宰母畜的卵巢中获取 ④体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 ⑤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
A．①③④⑤ B．②③⑤
C．①②③⑤ D．①②③④
解析：减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，即次级卵母细胞边完成受精作用边进行减数第二次分裂。卵裂过程中胚胎的细胞数目随着细胞分裂而增加，有机物随细胞分裂不断被消耗，细胞的体积会不变或略微减小。卵母细胞可从活体输卵管中采集，也可从屠宰母畜的卵巢中采集。体外受精是指获能的精子与培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用的过程。早期胚胎培养技术和动物细胞培养技术都需加入血清。
答案：A
2．下列有关胚胎干细胞及生物技术的叙述中正确的是( )
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①小鼠胚胎干细胞(ES)无法由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得 ②造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病，自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应 ③囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 ④胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 ⑤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
A．①③ B．②③
C．②⑤ D．①④
解析：胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获得。造血干细胞可分化成多种血细胞，可治疗人类白血病，且自身干细胞移植通常不会发生免疫排斥反应。囊胚时期的滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜，滋养层细胞已经发生细胞分化，不具有全能性。胚胎干细胞在体外培养条件下可经过人工诱导完成细胞分化过程，产生人类所需的组织或器官。试管婴儿技术包括体外受精技术，体外受精得到的胚胎需要进行早期胚胎培养，然后将胚胎移植到代孕母体内完成胚胎的后期发育过程。
答案：C
考点二 胚胎工程的应用(Ⅱ)
3．下列关于动物克隆和胚胎工程技术的叙述中，正确的是( )
A．克隆“多莉”时获取乳腺细胞，可取其核与卵细胞直接构建重组卵细胞
B．经培养得到的小鼠成纤维细胞，可直接用于细胞克隆时支持生长
C．经胚胎分割得到多个胚胎，可直接移植到受体代孕产仔
D．经超速排卵并配种后获得受精卵，可直接移植到受体代孕产仔
解析：克隆“多莉”时获取乳腺细胞，可取其核与去核的卵细胞直接构建重组卵细胞；要经过射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞，才可用于细胞克隆时支持生长；经胚胎分割得到多个胚胎，可直接移植到受体代孕产仔；经超速排卵并配种后获得受精卵，要发育成早期胚胎才可移植到受体代孕产仔。
答案：C
4．从生物技术的原理分析，下列设想中无法实现的是( )
A．用基因工程技术获得抗凝血酶
B．用细胞工程技术制备SARS病毒的单克隆抗体
C．用蛋白质工程技术改造天冬氨酸激酶
D．用胚胎工程技术培育生长迅速的优质鲤鱼
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解析：培育生长迅速的优质鲤鱼用到的是基因工程，D项错误。
答案：D
提能强化练——考点强化·重能力
5．(经典高考)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示，相关叙述正确的是( )
A．为了获得更多的卵母细胞，需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B．从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C．为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂
D．为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎
解析：A项，超数排卵时使用的是促性腺激素，而不是雌激素。B项，从卵巢中采集的卵母细胞未发育成熟，需要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。C项，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，故不需要注射免疫抑制剂。D项，为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得基因型相同的同卵双胎或多胎个体。
答案：D
6．科学家已经成功克隆出一批大熊猫胚胎，离最后获得大熊猫幼仔只差一步，基本过程如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．重组细胞第一次分裂时同时进行基因重组
B．乙表示体外培养，需要配制一系列含有不同成分的培养液
C．在丙过程中需对代孕黑熊进行同期发情处理
D．丁过程尚未实现可能与免疫排斥有关
解析：重组细胞的分裂方式是有丝分裂，有丝分裂过程中不发生基因重组。
答案：A
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7．下图为哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是( )
A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎
B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞
C．④过程需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行
D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞
解析：题图中①过程指早期胚胎的体外培养，②过程指胚胎移植，③过程指胚胎干细胞的获取，④过程指胚胎干细胞的培养，⑤过程指利用胚胎干细胞培育各种组织细胞。运用超数排卵技术只能获得多个卵母细胞；从早期胚胎(囊胚)中分离内细胞团(胚胎干细胞)一般用胰蛋白酶处理；动物细胞培养都需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行；利用胚胎干细胞可以培育出多种淋巴细胞，但效应T细胞需经相应抗原的刺激才能获得。
答案：C
大题冲关练——综合创新·求突破
8．(经典高考题)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为________，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________。
(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为________，也可从灰鼠体内取出卵子，通过________后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过________技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向________后用于疾病的细胞治疗。
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解析：(1)原代培养指将动物组织用酶处理成单个细胞后进行的初次培养。接触抑制指贴壁的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。(2)将早期胚胎从母鼠子宫中吸取出来的方法叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，iPS与ES细胞一样，可通过诱导定向分化修补某些功能异常细胞来治疗疾病。
答案：(1)原代培养 接触抑制 (2)冲卵 体外受精 (3)胚胎移植 冷冻(或低温) (4)内细胞团细胞 诱导分化
9．(经典高考)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：
(1)步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________。
(2)步骤②中，重组胚胎培养到________期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中，需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的________设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有________酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
解析：(1)步骤①是核移植过程。体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核，原因是若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里面就有两个细胞核，使得遗传物质不稳定。(2)ES细胞是由早期胚胎(囊胚)的内细胞团分离出来的一类细胞。(3)步骤③过程是导入目的基因——Rag2基因于ES细胞中的基因表达载体的构建过程。在生物体外可通过PCR技术扩增目的基因，其条件是模板DNA、Rag2基因的核苷酸序列设计引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶等，另外根据题干可知，获得Rag2目的基因的获取需要用HindⅢ和PstⅠ
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两种限制酶，所以在构建表达载体时，所选择的表达载体上应具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位点。(4)检测目的基因是否翻译出相应蛋白质时，应采用抗原—抗体杂交(免疫)法，即提取蛋白质，用相应的抗体进行抗体—抗原杂交，看是否有杂交带。
答案： (1)细胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列 Hind Ⅲ和PstⅠ (4)蛋白质
10．(2018·江西吉安一中高三理综生物试题)临床上某些疾病的治疗需要器官移植，但是有普遍存在供体器官不足或器官移植后免疫排斥的问题。为了解决这些问题，人们提供了很多设想，请回答下列问题：
(1)免疫排斥主要是由_______________细胞引起的，临床上通常使用免疫抑制剂药物来抑制该细胞的增殖，从而提高器官移植的成功率。
(2)从新生儿脐带血分离出部分细胞保存，需要器官移植的时候进行自体移植，在这些细胞培养液中需加入______________因子，才能培育出需要的器官，但是这些细胞不同于ES细胞，因为ES细胞来源于早期胚胎或____________________细胞，功能上具有发育的全能性。
(3)利用核移植技术获得器官：哺乳动物核移植分为___________________核移植和体细胞核移植两种类型，后一种方式可以取病人的体细胞，注入处于_____________时期的_____________细胞中，通过电刺激方法促使融合，进一步诱导其发育成特定器官。
(4)利用基因工程提供供体，科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入抑制抗原表达的基因。如果已知目的基因的核苷酸排列顺序，通常采用________________方法人工合成获取目的基因，获取目的基因与载体结合后通常采用_________________技术，再进一步培育成所需的转基因猪。
解析：
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(1)免疫排斥主要是由T细胞引起的，临床上通常使用免疫抑制剂药物来抑制该细胞的增殖，从而提高器官移植的成功率。(2)从新生儿脐带血分离出部分细胞保存，需要器官移植的时候进行自体移植，在这些细胞培养液中需加入分化诱导因子，才能培育出需要的器官，但是这些细胞不同于ES细胞，因为ES细胞来源于早期胚胎或原始性腺细胞，功能上具有发育的全能性。(3)哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植两种类型，后一种方式可以取病人的体细胞，注入处于减数第二次分裂中期时期的去核卵母细胞中，通过电刺激方法促使融合，进一步诱导其发育成特定器官。(4)利用基因工程提供供体，科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入抑制抗原表达的基因。如果已知目的基因的核苷酸排列顺序，通常采用化学方法人工合成获取目的基因，获取目的基因与载体结合后通常采用显微注射技术，再进一步培育成所需的转基因猪。
答案：(1)T (2)分化诱导 原始性腺 (3)胚胎细胞 减数第二次分裂中期 去核卵母 (4)化学 显微注射
11. (2018·河南新乡高三调研测试)我国全面二孩政策已于2016年1月1日起正式实施。十二年前，33岁的产妇朱女士利用试管婴儿技术，成功生下一个男孩。2016年3月，朱女士决定生育第二个孩子，医院找到当年为她冷冻的“胚胎”，经过检胎等程序，朱女士已成功怀孕12周。冷冻12年后复苏、植入，该“冻龄”宝宝将有望成为国内最“老”的宝宝。有意思的是，这个沉睡了12年的“冰宝宝”，跟自己11岁的亲哥哥其实是“同龄”。请回答以下相关问题：
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，医生在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡发育。试管婴儿技术采用了体外受精等技术，精子顶体内含有的________能协助精子穿过卵细胞的________最终进入卵细胞内完成受精作用。
(2)通过胚胎移植技术将冷冻的“胚胎”移入朱女士子宫内，使其继续发育，胚胎移植的实质是____________________。沉睡了12年的“冰宝宝”跟自己11岁的亲哥哥其实是“同龄”。二者性别相同的概率为________。
(3)若进行试管婴儿的某夫妇，其中妻子患有线粒体疾病(线粒体DNA缺陷)，则子女患病的情况为________，该疾病的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律。
(4)与试管婴儿相比，人们对克隆人争议较大。持反对态度的科学家认为，由于克隆技术尚不成熟，现在就做克隆人很可能孕育出有严重缺陷的孩子；但是坚持克隆人的科学家则认为，一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和________等方法得到解决。而有些人利用试管婴儿技术选择生男孩还是女孩，从种群特征角度分析，这会严重影响人口的________，进而影响人口数量，产生一系列社会问题。
解析：(1)注射促性腺激素，促使一次有更多的卵泡发育；顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵细胞的放射冠和透明带，最终进入卵细胞。(2)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；生男、生女的概率相等，均为1/2。(3)线粒体疾病的遗传方式是细胞质遗传，具有母系遗传的特点，不遵循孟德尔遗传定律，母亲患病子女全患病。(4)通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法，可帮助检测有严重缺陷的孩子，弥补克隆技术的不足；人为地选择生男孩还是生女孩，会严重影响人口的性别比例。
答案：(1)促性腺 顶体酶 放射冠和透明带 (2)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 1/2 (3)全患病 不遵循
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(4)染色体检查 性别比例
12. (2018·河北省唐山市、保定市高三调研统考)阅读如下资料：
资料甲：试管婴儿技术是指采用人工方法将卵子与精子从人体内取出并在体外受精，发育成胚胎后，再移植回母体子宫内，以达到受孕目的一种技术。
资料乙：干扰素α—1b是我国第一个批准生产的基因工程药物，该药物利用大肠杆菌作为受体获得，具有抗病毒、抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。
资料丙：DNA的粗提取的原理就是利用DNA与RNA，蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分，可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，鉴定DNA的存在。
回答下列问题：
(1)资料甲：顺利受精必须满足两个条件：来自父方的精子要进行________，来自母方的卵母细胞要培养至________。
(2)资料乙：为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________和________之间。
(3)资料丙：在DNA的析出与鉴定步骤中，析出DNA时应将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的，冷却的________(写出体积分数)，静置后溶液中会析出DNA，鉴定时所用的试剂为________。
解析：(1)体外受精必须满足两个条件：来自父方的精子要进行获能，来自母方的卵母细胞要培养至MⅡ中期。(2)基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因和目的基因等，因此为使干扰素基因在大肠杆菌细胞内表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的启动子和终止子之间。(3)析出DNA时应将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的95%的酒精，静置后溶液中会析出DNA，DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
答案：(1)获能 MII中期 (2)启动子 终止子 (3)95%的酒精 二苯胺
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