高考生物一轮复习特训：43胚胎工程 Word版含解析

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一、选择题(7小题，每小题2分，共14分)
1．[2016·广州质检]下列关于胚胎干细胞的分析，不正确的是( )
A．胚胎干细胞可来源于胚胎发育到囊胚期的细胞
B．胚胎干细胞具有发育全能性
C．胚胎干细胞可用于烧伤病人的皮肤移植
D．胚胎干细胞培养用MS培养基
答案 D
解析 胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，发育到囊胚期的胚胎，分离得到的内细胞团细胞就是胚胎干细胞；胚胎干细胞具有发育的全能性，通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以用于皮肤移植；培养胚胎干细胞的培养基为动物细胞培养基，而MS培养基常用于植物细胞的培养。
2．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
答案 C
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。
3．分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别( )
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B．MⅠ和MⅡ的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否经过变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
答案 D
解析 初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的；精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ；精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形；成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。
4．图示目的基因导入胚胎干细胞的过程。下列有关叙述不正确的是( )
A．过程Ⅰ的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点
B．过程Ⅰ中，囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个胚层及两个囊胚腔
C．过程Ⅱ中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞
D．过程Ⅱ中需要用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶
答案 B
解析 过程Ⅰ利用了细胞的全能性；囊胚的后一个阶段是原肠胚，具有内、中、外三个胚层和原肠腔、囊胚腔两个腔；过程Ⅱ中，将目的基因导入动物受体细胞常用的方法是显微注射法，基因工程中常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶。
5．培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( )
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
答案 A
解析 甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵；乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用；受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行的，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行的；丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育的过程。
6．下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( )
A．获取的精子经获能后才能进行体外受精
B．②过程只与细胞膜的流动性有关
C．③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂
D．④过程属于胚胎移植过程
答案 B
解析 精子不经过获能就无法完成体外受精；②过程与细胞的识别、细胞膜的流动性以及核膜的流动性均有关；③过程是得到桑椹胚的过程，是个体发育的初期，其细胞增殖方式一定是有丝分裂；④过程是把桑椹胚移植入代孕母牛，属于胚胎移植过程。
7.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，①、②、③表示其结果，下列说法正确的是( )

A．若a是核移植技术，①反映了动物细胞也具有全能性
B．若c是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定相同
C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或存量少的雌性动物
D．若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
答案 D
解析 动物体细胞核移植技术说明动物细胞的细胞核具有全能性；通过胚胎分割技术得到的胚胎其基因型是相同的，发育成的个体的基因型也是相同的，但是，胚胎在发育过程中，会受到环境条件的影响，表现型可能有所不同；一般作为受体的雌性动物必须是同一物种的；若b是体外受精技术，可以采集大量卵细胞和精子，在体外通过人工授精，再进行胚胎的早期培养获得大量良种胚胎。
二、非选择题(8小题，共86分)
8．(10分)请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题。
(1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于________卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂________期时，才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体，则表明________已完成。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且________与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用________激素对供体进行处理，其目的是获得更多的________，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜__________________________________________________________。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于________条件下。
答案 (1)顶体酶
(2)初级 中 受精
(3)生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择性
(4)胚胎分割 冷冻(或液氮)
解析 本题考查精子、卵子的发生及受精作用的有关知识。熟记相关知识是正确解答该题的关键。
(1)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)动物排卵时处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞，处于减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力，受精完成的标志是在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体。
(3)胚胎移植时受体的生理状态要和供体的一致，才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体进行处理，其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性，活胚胎细胞不能被染色的原因是细胞膜对染料的吸收具有选择性。死细胞会被染色，是因为细胞膜失去选择透过性。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，常用的方法是胚胎分割，注意胚胎分割一定要均匀。生物学中常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。
9．[山东济南模拟](8分)下图为某转基因小鼠培育过程示意图，①～⑦表示相关过程。请回答：
(1)过程①注射的A物质是________，目的是使供体母鼠________。
(2)过程③把目的基因和运载体连接需要在________的催化下完成，过程④常用的方法是________。
(3)过程⑤要通入的气体除氧气外，还要含有5%左右的________，其作用是_________________________________________。
(4)蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用的方法是________。为获得较多基因组成相同的转基因小鼠，常采用________的方法。
答案 (1)促性腺激素 超数排卵 (2)DNA连接酶 显微注射法 (3)CO2 维持培养液的pH (4)抗原—抗体杂交 胚胎分割移植(或克隆)
解析 (1)对小鼠注射促性腺激素的目的是促进超数排卵，从而获得更多的受精卵。
(2)基因表达载体的构建需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶，而将目的基因导入小鼠的受精卵一般采用显微注射法。
(3)在培养受精卵时，培养液中要加入动物血清使受精卵正常分裂，通入CO2调节培养液的pH。
(4)检测目的基因是否成功表达，常采用抗原—抗体杂交技术。要得到多个转基因小鼠可利用胚胎分割技术将早期胚胎进行分割，再进行胚胎移植，这样得到的小鼠基因型完全相同，因此也叫克隆。
10．[浙江五校联考](10分)2N/4N嵌合体胚胎是指用四倍体(4N)胚胎与二倍体胚胎(2N)或胚胎干细胞(ES细胞)进行聚合，形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。2N/4N嵌合体胚胎的构建常用方法如图，请据图分析回答：
(1)受精卵是胚胎发育的开端，图中的卵细胞成熟后，才具备与精子受精的能力，而精子需经过________过程才能和卵细胞结合。
(2)2N的ES细胞来自胚胎发育过程的________期，本实验中从功能上说明了该细胞_______________________________________。
(3)2N/4N嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有：__________________________________________________________。
(4)ES细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比，遗传物质来源的区别主要是：_________________________________________________________。
答案 (1)获能
(2)囊胚 具有发育的全能性
(3)动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植
(4)用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体，而用核移植方法克隆的动物只是核型一致，胞质类型却不一定相同
解析 (1)精子与卵细胞结合前需进行获能处理。
(2)由图可知，2N的ES细胞来自胚胎发育的内细胞团即囊胚期，该实验说明该细胞具有发育的全能性。
(3)由图可知，2N/4N嵌合体胚胎的构建用到动物细胞培养、动物细胞融合和胚胎移植。
(4)ES细胞经嵌合体方法培育的动物是完全复制体，而核移植方法培育的动物只是核型一致，胞质类型却不相同。
11．(15分)
胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题。

(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于________，细胞B的名称是________。
(2)应用2中牛完成体内受精的场所是________，刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为________，胚胎种植后可以通过________从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有______________________(至少答出两种)等。
(3)应用3中细胞C、D分别取自________、________。
(4)应用4中通过________技术获得二分胚①和②，同时，可以通过取样________进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对________的分析进行性别鉴定。
答案 (1)供体1和供体2 MⅡ期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞) (2)输卵管 桑椹胚或囊胚 胎盘 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 (3)原始性腺(或生殖腺) 早期胚胎(囊胚的内细胞团) (4)胚胎分割 滋养层 染色体(或性染色体)
解析 (1)从图示可看出应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于供体1和供体2，细胞B为处于MⅡ期卵母细胞。
(2)体内受精的场所为输卵管。胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植，胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质，试管牛应用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术手段。
(3)细胞C来自生殖腺，而细胞D来自早期胚胎，利用胚胎分割可获得多胚，利用滋养层的细胞可进行早期胚胎性别鉴定，也可通过对染色体的分析进行性别鉴定。
12．[2016·辽宁铁岭月考](10分)人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。
大致过程如下：
a．将人体血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中，形成重组细胞①；
b．取出重组细胞①的细胞核，注入去核牛卵细胞中，形成重组细胞②；
c．电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎；
d．将胚胎移植到母牛的子宫内，最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题：
(1)重组细胞①和②中________(①/②)实现了基因的重组。
(2)实验过程b利用的技术是________，胚胎工程操作中最后环节是________。
(3)该过程培养的牛被称为克隆牛，与其相比，试管牛培育过程特有的生物技术是________。
(4)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，让其分别发育成小牛，这些小牛的基因型________(相同/不同)，此项技术称为______________，操作过程需要特别注意的问题是____________________，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育。
(5)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞)，培养如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，必须用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。为了维持ES细胞不分化的状态，一般将ES细胞在________细胞上，或在添加抑制因子的培养液中进行培养。
(6)哺乳动物的胚胎的营养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等物质。
答案 (1)① (2)核移植 胚胎移植 (3)体外受精 (4)相同 胚胎分割 将内细胞团均等分割 (5)胰蛋白酶 饲养层 (6)动物血清
解析 (1)重组细胞①是用基因工程的方法得到的，基因工程的原理是基因重组。
(2)b过程应用的技术手段是细胞核移植，胚胎工程的最后一道工序是胚胎移植。
(3)试管牛应用的技术手段是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，克隆牛应用的技术手段是细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植，试管牛特有的技术是体外受精。
(4)早期胚胎分离成若干个胚胎细胞，发育成的小牛基因型相同，这种技术是胚胎分割，操作时特别注意的问题是对内细胞团细胞要均等分割。
(5)动物细胞培养时，必须用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞；要想维持胚胎干细胞的不分化状态，可以培养在饲养层细胞上，或者添加分化抑制因子。
(6)早期胚胎培养过程中应用的营养液，成分主要有：有机盐、无机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸和血清等物质。
13．[2016·江西师大调研](10分)下图为绿色荧光小鼠制备流程图， Gfp是绿色荧光蛋白基因，请分析回答：

(1)构建表达载体需要的酶是________，表达载体包含绿色荧光蛋白基因Gfp、________、________、终止子和复制原点等。
(2)图中载体上的Ne基因是一种抗生素抗性基因，图中步骤③所用的G418是一种抗生素(对细胞有毒害作用)，添加G418的目的是______________________________________________________。
(3)图中所用的胚胎干细胞来自于________________________。
(4)图中步骤⑤要将细胞注射入图中囊胚的________位置，图中步骤⑥胚胎移植前要对代孕母鼠用激素进行______________处理。
(5)可以使用________方法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白。
答案 (1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 标记基因 启动子 (2)筛选出导入目的基因的胚胎干细胞
(3)早期胚胎或原始性腺 (4)内细胞团 同期发情
(5)抗原—抗体杂交
解析 (1)基因工程中常用限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，后用DNA连接酶连接目的基因和运载体。基因表达载体包括启动子、标记基因、目的基因、复制原点、终止子等。
(2)Ne基因是一种抗生素抗性基因，而G418是一种抗生素，该物质对细胞有毒害作用，所以培养液中添加G418可将导入目的基因的胚胎干细胞筛选出来。
(3)胚胎干细胞来自早期胚胎或原始性腺，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。
(4)囊胚时期的内细胞团将发育成幼体的各种组织和器官，所以应将含目的基因的胚胎干细胞注射入囊胚的内细胞团中。胚胎移植前要对供体和受体进行同期发情处理，以使供体和受体具有相同的生理状态。
(5)在分子水平鉴定目的基因是否表达产生相应蛋白质，可采用抗原—抗体杂交方法。
14．[2016·浙江杭州检测](12分)2012年4月，世界首例转乳糖酶基因奶牛“克拉斯”在我国内蒙古大学生命科学院生物制造重点实验室诞生。2011年5月，科研人员在一头黑白花奶牛(甲)怀孕45天的一个胎儿(乙)中提取成纤维细胞，然后用病毒作运载体把乳糖酶基因转到该细胞中，接着再将该细胞注入到去核的卵母细胞中，再在体外将该杂合细胞培养成早期胚胎，然后将胚胎移植到代孕母牛(丙)的子宫内，283天后，代孕母牛正常分娩，“克拉斯”就此诞生；科研人员预期，“克拉斯”所产的牛奶中，乳糖含量将大大降低，这样的牛奶适合于乳糖不耐症的人群的饮用。
(1)人类婴幼儿时期以乳汁为食，此时小肠上皮细胞是能够产生乳糖酶的，但成年后乳汁摄入很少，尤其在亚洲人群中，乳糖酶基因的表达受到抑制，这体现了基因表达在________上的差异。
(2)“克拉斯”是否是一头真正的转基因牛，可以对其基因进行检测，检测的原理是_________________________________________。
(3)“克拉斯”转入的目的基因是________，该基因只在________细胞中表达。
(4)将早期胚胎移植到代孕母牛(丙)子宫内时，必须对丙注射________，使其子宫适合于胚胎的着床，囊胚时期的________细胞发育为胎膜和胎盘，可与子宫建立正常的生理和组织联系。
(5)“克拉斯”的培育过程涉及的生物技术有________、________、________。
答案 (1)时间 (2)DNA分子杂交原理 (3)乳糖酶基因 乳腺 (4)激素(或孕激素) 滋养层 (5)转基因技术(或DNA重组技术) 体细胞核移植技术 胚胎移植技术
解析 (1)人类婴幼儿时期能够产生乳糖酶，但是成年后不能，这体现了基因表达在个体不同时期的差异，即时间上的差异。
(2)检测目的基因是否成功导入受体细胞，可用DNA分子杂交原理。
(3)据题意分析，用病毒作运载体把乳糖酶基因转到成纤维细胞，形成重组细胞，目的基因是乳糖酶基因。“克拉斯”所产的牛奶中，乳糖含量将大大降低，该基因只在乳腺细胞表达。
(4)胚胎移植受体必须处于与供体相同生理状态，必须对丙注射孕激素，使其子宫适合于胚胎的着床。囊胚时期的滋养层细胞发育为胎膜和胎盘，内细胞团发育为胎儿各种组织。
(5)用病毒作运载体把乳糖酶基因转到该细胞中为基因工程技术；将该细胞注入到去核的卵母细胞中为体细胞核移植技术；胚胎移植到代孕母牛(丙)的子宫内为胚胎移植技术。
15．[福建三明高三模拟](11分)甲图为牛胚胎移植示意图，乙图为胚胎发育某时期示意图。请据图回答：
(1)牛胚胎移植程序中，②用________处理使供体母牛超数排卵。冲卵的实质是获得________________________________________。
(2)如果对胚胎进行分割移植时，胚胎应发育到________或________阶段。
(3)乙图中1是________，4是________；将来发育成胎儿各种组织的是[ ]________。
(4)胚胎移植时，早期胚胎从供体中收集的生理基础是_________________________________________________________。
答案 (1)促性腺激素 早期胚胎
(2)桑椹胚 囊胚
(3)滋养层 囊胚腔 2 内细胞团
(4)早期胚胎形成后，未与母体子宫建立联系，处于游离状态
解析 (1)促性腺激素可促进超数排卵，冲卵的实质是获得早期胚胎。
(2)胚胎发育到桑椹胚或囊胚期进行胚胎分割移植。
(3)图乙的1为滋养层细胞，2为透明带，3为内细胞团，4为囊胚腔。滋养层将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。
(4)早期胚胎形成后未与母体子宫建立联系，处于游离状态，所以可以从母体内通过冲卵获得早期胚胎供胚胎移植所用。