2019-2020学年高中生物 第三章 胚胎工程 第二节 胚胎工程及其应用 第1课时 胚胎工程的主要

1第1课时胚胎工程的主要技术[随堂检测]知识点一胚胎工程的主要技术1．一对夫妇因不孕症向医生求助，医生利用试管婴儿技术帮助他们拥有了自己的孩子。在培育试管婴儿的过程中，下列技术中不是必须使用的是()A．体外受精B．胚胎的体外培养C．植入前胚胎的遗传学检测D．胚胎移植解析：选C。试管婴儿技术包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等，一般不涉及胚胎的遗传学检测。知识点二体外受精技术2．我国首例“虎狮兽”2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”而产生，完成这一过程需要解决的问题是()A．精子在体外用获能物质的处理B．用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入C．抽取精子、卵子的细胞核进行融合D．精子入卵后进行人工处理防止多精入卵解析：选A。老虎与狮子是不同的物种，自然状态下二者间存在生殖隔离，利用雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”产生“虎狮兽”时，精子在体外需用获能物质进行处理，A正确；在获能溶液中可完成二者的受精作用，不需要进行B、C、D三项处理，但得到的“虎狮兽”高度不育。知识点三胚胎移植技术3．植入前胚胎遗传学诊断技术是在常规试管婴儿技术的基础上，将受精后3天分裂为6～8个细胞的早期胚胎，用显微操作法取1～2个卵裂球，利用荧光原位杂交技术或聚合酶链式反应技术进行单细胞诊断后，筛选出正常、无遗传疾病的胚胎植入宫腔。使这些夫妇获得正常健康的孩子。针对上述技术，下列说法错误的是()A．植入前，可以通过诊断筛选出无遗传疾病的胚胎植入母体子宫B．针对某些有特殊疾病的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的男胎植入母体子宫C．针对某些有特殊疾病的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的女胎植入母体子宫2D．该技术是为了不生出患病孩子，因此无需考虑性别解析：选D。由题意可知，植入前可以通过诊断筛选出无遗传疾病的胚胎植入母体子宫，A项正确；针对某些有特殊疾病的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的男胎或女胎植入母体子宫，B、C项正确；伴性遗传病与性别有关联，因此对于伴性遗传病需考虑孩子的性别，D项错误。知识点四胚胎分割技术4．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生殖方式，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：选B。胚胎分割常选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎，一般分割成同卵双胎，并不能任意分割成多份。胚胎分割可以看作是动物无性繁殖或克隆的方法之一。知识点五胚胎冷冻保存技术5．下列哪种技术，在世界范围内，可做到胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，代替了活畜引种，节约购买种畜的费用()A．体外受精技术B．胚胎移植技术C．胚胎分割技术D．胚胎冷冻保存技术解析：选D。胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。其优势是可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。6．EPO是促红细胞生成素(Erythropoietin)的英文简称，是一种激素样物质，可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因，并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物。其过程如下：请回答下列问题：(1)从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到______，再通过PCR技术获得大量3EPO基因。(2)供体母鼠通常情况下每次排卵8～12枚，为使其超数排卵，需注射__________激素以排出更多的卵子，培养到____________________(时期)与获能的精子相遇时，精子首先发生________反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。(3)①过程构成了基因表达载体，内部包括不可缺少的组成部分，其中________能驱动基因的转录。(4)采用______________技术，将重组表达载体导入小鼠受精卵中，将受精卵移入发育培养液中继续培养。培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加______、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。(5)当胚胎发育至________________时期，向受体移植，为获得更多个转基因胚胎，要将__________进行均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________________________________________________。(6)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用__________________技术对血液来进行检测。解析：(1)获取目的基因的方法可通过反转录法，故从人体组织中提取EPO的mRNA，通过逆转录得到cDNA，再通过PCR技术获得大量EPO基因。(2)为使供体母鼠超数排卵，需注射促性腺激素以排出更多的卵子，卵子需培养到减数第二次分裂中期时才能与获能的精子相遇时，精子首先发生顶体反应，穿越放射冠和透明带，完成体外受精。(3)①过程为形成基因表达载体的过程，基因表达载体包括启动子、终止子等，其中启动子为RNA聚合酶结合的部位，能驱动基因的转录。(4)将重组表达载体导入动物细胞中常采用显微注射技术。动物细胞培养的培养液成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清(血浆)等物质。(5)胚胎移植时一般在桑椹胚或囊胚时期，为获得更多转基因胚胎，要将囊胚的内细胞团均等切割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。(6)检测蛋白质的是否合成可通过抗原抗体杂交法，故若想检验转基因仓鼠是否成功表达EPO，可以采用抗原—抗体杂交技术对血液来进行检测。答案：(1)cDNA(2)促性腺减数第二次分裂中期顶体(3)启动子(4)显微注射维生素(5)桑椹胚或囊胚内细胞团性别鉴定(6)抗原—抗体杂交[课时作业]4一、选择题1．华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有()①转基因②核移植③体外受精④体细胞克隆⑤胚胎移植A．①③B．①④C．②⑤D．③⑤解析：选D。试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精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，该技术包括的环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，故D正确。2．在体外受精前，要对精子进行()A．纯化处理B．获能处理C．电刺激D．超声波处理解析：选B。体外受精前需将精子进行获能培养才能与卵母细胞受精。3．下列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．精子和卵细胞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，会发生顶体反应，防止多精入卵解析：选A。B错误，卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精；C错误，成熟的卵细胞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；D错误，防止多精入卵主要通过透明带反应和卵细胞膜反应两道屏障。4．以下是制定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术流程，其中正确的顺序应是()①卵母细胞的采集和培养②精子的采集和获能③受精④胚胎的早期培养A．①②③④B．①②④③C．①③④②D．①③②④解析：选A。一般流程是先获取卵母细胞和精子并处理，再经受精后，进行早期胚胎培养。55．胚胎分割要将内细胞团均等分割的原因是()A．以免影响胚胎的恢复和进一步发育B．保证遗传物质的平均分配C．确保胚胎发育后期营养物质的供应D．防止分割而来的两个个体性状差异过大解析：选A。胚胎分割时，要注意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育，故A正确；胚胎分割只是把发育到桑椹胚或囊胚的一团胚胎细胞平均分割成2等份、4等份、8等份，而遗传物质在细胞内，每个细胞都含有本物种的全部遗传信息，因此遗传物质数量的多少，不是影响其发育的主要原因，故B错误；胚胎发育是以细胞的增殖和生长为基础，胚胎发育后期和母体建立联系后，是从母体吸取营养物质的，故C错误；生物的性状是由遗传物质控制的，其细胞来源相同，则差异主要取决于环境条件，因而性状差异不会过大，故D错误。6．供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是()A．防止受体牛不愿意接受胚胎B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育C．只要发情排卵后，各阶段时间内的变化，供、受体生理状态完全相同D．同期发情处理后，卵细胞和精子受精结合能力强解析：选B。对供体和受体同时用激素进行同期发情处理是为了保证供体和受体具有相同的生理状态，以确保胚胎移植后能正常发育。7．下列关于培育良种“试管动物”的叙述，正确的是()A．从附睾中取出的是已获能的成熟精子B．采集卵细胞前须对良种母畜进行配种C．供体包括提供配子且遗传性状优良的雌性和雄性个体D．将早期胚胎移植到代孕母畜中，经发育可获得表现型与受体相同的后代解析：选C。从附睾中取出的精子是成熟的精子，但精子的获能是在雌性动物的生殖道内(子宫和输卵管中)经卵泡液、输卵管分泌物、血清等的作用完成的。卵细胞采集后培养至减Ⅱ中期与获能的精子完成受精作用，因此采集卵细胞前并不对良种母畜进行配种。试管动物的表现型与代孕受体不同。8．下列与冲卵有关的说法中正确的是()A．冲出的卵子要培养到减数第二次分裂中期6B．冲卵是胚胎移植程序中必不可少的C．冲卵是冲洗出卵泡D．冲洗出的早期胚胎要发育到桑椹胚或囊胚才能移植解析：选D。冲卵是从子宫中冲流出早期胚胎，而不是冲出卵子或卵泡。冲洗出的胚胎要发育到桑椹胚或囊胚才能进行移植。体外受精得到的早期胚胎不需冲卵。9．下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是()A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例解析：选B。A项正确，对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理，目的是让它们处于相同的生理状态；B项错误，人工授精后的一定时间内，收集供体桑椹胚或囊胚期的胚胎用于胚胎分割；C项正确，胚胎分割技术是获得同卵双胎或多胎的生物学新技术，来自同一胚胎的后代有相同的遗传物质；D项正确，一次给受体母羊植入多个胚胎，产生多个个体，因而可增加双胞胎和多胞胎的比例。10．如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是()A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育B．受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂，每个细胞的体积不断增大C．高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束D．原肠胚是进行胚胎移植的最好时期解析：选C。胚胎发育是指由受精卵发育为幼体的过程，A错误；受精卵到囊胚形成的过程中，主要发生了卵裂，卵裂过程中，细胞的总体积基本不变或略有缩小，每个细胞的体积不断缩小，B错误；高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束，C正确；胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚，D错误。11．如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径，相关叙述错误的是()7A．获得动物1的受体细胞通常是受精卵B．动物2体内各体细胞的基因种类相同C．获得动物3的重组细胞具有全能性D．上述动物的获得均需运用胚胎移植技术解析：选B。转基因动物的获得需将目的基因导入受精卵，因为受精卵的全能性高，故A正确；动物2含有目的基因的体细胞与其他体细胞的基因种类不同，故B错误；由重组细胞发育成一个完整的生物体动物3依据的原理是全能性，故C正确；三种动物的获得均运用了胚胎移植技术，故D正确。12．如图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系。相关叙述正确的是()A．体外受精时，需用促性腺激素处理使精子获能B．卵裂期细胞和囊胚期细胞均未分化，具有发育的全能性C．实验结果表明，卵裂期胚胎移植成功率较高D．受孕妇女年龄越大，胚胎移植的流产风险越高解析：选D。体外受精时，可以用促性腺激素处理促进超数排