2022年高三一轮复习选修三胚胎工程工程经典习题 .pdf

课时考点训练题组一、胚胎发育及基础理论1 (2013年高考江苏卷 )软骨发育不全为常染色体显性遗传病，基因型为 HH的个体早期死亡。 一对夫妻均为该病患者， 希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。以下做法错误的选项是() A首先经超排卵处理后进行体外受精B从囊胚中别离细胞，培养后检测基因型C根据检测结果筛选基因型为hh 的胚胎D将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫解析：此题考查胚胎工程技术的具体应用。体外受精时首先要利用相关激素处理雌性个体促进其排出更多的卵子，从而有利于提高体外受精的成功率；由于该对夫妇均为软骨发育不全患者，因此他们的孩子可能患病， 也可能正常， 因此应从囊胚中别离细胞，培养后检测其基因型，然后根据检测结果选择基因型为hh 的胚胎进行胚胎移植；进行胚胎移植的最正确时期为桑椹胚期或囊胚期，而不能选用原肠胚期的胚胎进行移植(原肠胚细胞已发生细胞分化)。答案： D 2(2013 年高考山东卷 )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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页(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 _别离培养获得。 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。解析： 该题综合考查动物细胞工程和胚胎工程技术的原理和方法。(1)对动物细胞进行的初次培养为原代培养， 动物细胞培养时具有细胞贴壁生长和接触抑制现象。 (2)胚胎移植所需的胚胎可从供体输卵管中通过冲卵的方法获得，也可将卵子经体外受精或核移植后获得的受精卵或重组细胞，进一步培养得到早期胚胎。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可进行冷冻保存。(4)胚胎干细胞常由囊胚的内细胞团别离培养获得，由于iPS细胞具有发育的全能性，经定向诱导可分化形成特定组织细胞，因而在医学上具有广阔的应用前景。答案： (1)原代培养接触抑制(2)冲卵(或冲胚 )体外受精 (或核移植 ) (3)胚胎移植冷冻(或低温 ) (4)内细胞团诱导分化3胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。以下图是通过胚胎工程培养试管牛的过程。良种母牛 采集卵母细胞 良种公牛 采集精子受精卵培养早期胚胎A普通母牛子宫 分娩试管牛(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_；从良种公牛采集的精子需_后才能进行受精作用。(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供_气体以维持 _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页(3)图中过程 A 称为_，它在胚胎工程中的意义在于_。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是_；获得转基因母牛后，如果 _，即说明目的基因已经表达。解析： 此题考查胚胎工程和基因工程的过程与应用。(1)刚获取的卵母细胞还没有发育成熟， 不能与精子受精， 需要在人工模拟环境 (如温度、营养、pH 等)条件下，使获取的卵母细胞成熟； 采集的精子要进行获能处理，获能方法有培养法和化学诱导法。 (2)在培养受精卵时， 需要提供一定的 CO2，CO2溶于水呈弱酸性，从而维持培养液pH 的稳定。 (3)胚胎移植是胚胎工程实施过程的重要环节，可以充分发挥优良个体的繁殖潜力，大大推动畜牧业的发展。(4)将目的基因导入动物受精卵大多采用显微注射法；转基因成功与否， 可通过检测是否有目的基因控制的产物合成。答案：(1)使卵母细胞成熟 (或使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的 pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素 (或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素) 题组二、胚胎工程的应用4(2013 年高考天津卷 )哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图 (N 表示染色体组 )。据图分析，以下表达错误的选项是() A次级卵母细胞形成的过程需要激素调节精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页B细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C、和细胞分裂后期染色体数目相同D培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞解析：此题考查胚胎工程中卵子的产生及早期胚胎发育的有关知识。由图可见，促性腺激素促进初级卵母细胞完成减数第一次分裂；次级卵母细胞发育到减数第二次分裂中期， 与精子受精后， 才能完成减数第二次分裂； 培养转基因动物时，受体细胞一般用受精卵即 细胞。、细胞在分裂后期染色体数目与体细胞相同，而 细胞在分裂后期染色体数目是体细胞的两倍。答案： C 5(2013 年高考福建卷 )克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。请答复：(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞，早期胚胎移入受体子宫后继续发育，经桑椹胚、囊胚和_胚最终发育为克隆猪。(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl2 cDNA的分子数，进而计算总 mRNA中Bcl2 mRNA的分子数，从而反映出 Bcl2基因的转录水平。图中 X 表示_过程。从基因组数据库中查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成_用于PCR扩增， PCR过程第一轮循环的模板是_。解析：此题通过胚胎工程和基因工程的综合知识，主要考查考生对基础知识的识记和理解应用能力。(1)图中重组细胞的细胞核来自良种猪的体细胞，胚胎精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页发育过程中囊胚继续发育形成原肠胚。(2)以 mRNA 为模板形成 DNA 的过程为反转录 (或逆转录 )。PCR扩增的前提是需要有一段已知的核苷酸片段，以便根据这一序列合成引物。由图示可知，PCR 扩增过程第一轮循环的模板是以mRNA为模板反转录形成的cDNA，因引物是依据Bcl2mRNA的核苷酸序列合成，故模板实际是其中的Bcl2cDNA。答案： (1)体原肠(2)反转录引物Bcl2cDNA 课时高效训练一、选择题1(2012 年高考江苏卷 )通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。以下相关表达正确的选项是() A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低解析：此题主要考查胚胎移植的有关问题。常用孕激素对受体母牛进行同期发情处理，对供体母牛还要注射促性腺激素做超数排卵处理，故A 错；受精和早期胚胎培养可在雌性动物体内完成，也可以在体外完成，故B 错；对冲卵获得的桑椹胚或囊胚检查合格后方可移植，故C 错；胚胎分割移植最常见的是同卵双胎，而同卵多胎的成功率很小，故D 对。答案： D 2(2012 年高考浙江卷 )以下关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的表达，正确的选项是 () A绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D原肠胚发育分化形成内外两个胚层精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页解析：此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞的识别具有物种特异性，卵细胞受精时，一般只能接受同种生物的精子，A 正确；受精卵开始的几次卵裂， 由于没有接受外来营养物质，细胞数目虽在增加， 但卵裂球细胞总体积并没有增大，甚至略有减小，B 错误；囊胚由滋养层和内细胞团组成，滋养层细胞没有发育全能性， 将来发育成胚胎的附属结构， 内细胞团细胞才具有发育全能性， C 错误；原肠胚已有外、中、内三个胚层的分化，D 错误。答案： A 3第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学诊断，指在胚胎移植前，取胚胎细胞的遗传物质进行分析， 筛选出健康胚胎进行移植的方法。以下有关说法错误的选项是 () A胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞B体外受精后，必须经过胚胎体外培养后才能进行胚胎移植C胚胎移植的受体从技术上来说没有必要一定是胚胎的遗传学母亲D第三代试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子解析：胚胎植入前遗传学诊断过程不需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞，因为此时羊水中不含有胚胎细胞； 胚胎移植的受体只要能够为胚胎的正常发育提供条件即可。答案： A 4干细胞是一种尚未充分分化的未成熟细胞，它具有再生组织、器官的潜能，医学家们正尝试利用干细胞治疗一些顽疾，用骨髓移植法能有效治疗白血病便是成功的例证。以下说法中正确的选项是() A一般情况下，同一个体中造血干细胞和白细胞的细胞核中基因的种类数量有差异B一般情况下，同一个体中造血干细胞和白细胞的细胞中RNA 种类相同，数量也相同C假设编码血红蛋白基因的一个碱基对发生改变，则血红蛋白中氨基酸序列一定发生改变精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页D造血干细胞分化成红细胞的过程是在细胞形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程解析：此题考查干细胞的种类和用途。干细胞可以分为全能、 多能和专能干细胞，造血干细胞为多能干细胞。 白细胞是由造血干细胞形成的，它们的核基因相同，但是白细胞的形成是基因选择性表达的结果，所以白细胞与造血干细胞中的 RNA 的种类和数目一定不同；由于密码子的简并性，一个氨基酸可以对应一个或者多个密码子，所以一个碱基对发生改变不一定引起氨基酸序列的改变。答案： D 二、非选择题5(2014年武汉模拟 )1981年 Evans和 Kaufman 首次成功别离出小鼠胚胎干细胞(ES细胞)，医学界对其的研究虽颇有争议但也如火如荼。2008 年 1 月 17 日干细胞杂志报道，美国加州的科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子去核，以及 2 名志愿者的皮肤成纤维细胞的细胞核，成功克隆出了 5 个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的干细胞。请答复以下问题。(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至囊胚期的_或胎儿的 _中别离得到的一类细胞。(2) 上 述过 程 中 主 要 应 用 的 动 物 细 胞工 程 技 术 有_、_。(3)胚胎干细胞可诱导分化为皮肤干细胞，进而分化成皮肤细胞的根本原因是_。(4) 在 培 养 胚 胎 干 细 胞 时 ， 培 养 基 中 通 常 需 要 加 入_ 等天然成分，培养过程中所需气体主要有_。(5)胚胎干细胞也可作为基因工程的受体细胞，将目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 _， 将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页载体，其目的是_ _。答案： (1)内细胞团原始性腺细胞(2)动物细胞培养细胞核移植(3)基因的执行情况不同 (或基因选择性表达 ) (4)动物血清O2和 CO2(5)显微注射法使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够发挥作用6一对表现正常的夫妇，其家族中都有遗传性囊性纤维化病(常染色体隐性遗传病 )患者。医生对他们进行了遗传咨询后，决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。 医生首先为女性注射 _，刺激卵泡成长， 实现控制性超数排卵，然后在局部麻醉下从卵巢中吸取_，并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中，置于37 培养箱中培养。再从男性体内采集精子经过_处理，其方法通常采用_ 和_。处理后的精子与卵子放在含有_的同一培养皿中完成_。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养，检查_和发育能力， 待发育到桑椹胚或囊胚时，分别对多个胚胎的细胞进行_，选择出 _的胚胎植入母亲 _内，防止遗传病孩子出生。 除上述方法外还可利用经过修饰的腺病毒作载体， 将正常基因转入有上述遗传病患者的肺组织中，到达治疗目的的方法叫做 _(填“体外”或“体内” )基因治疗。解析：此题考查胚胎工程与基因检测和基因治疗。囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病。进行基因治疗的方法是首先对女性注射促性腺激素进行超数排卵，从卵巢中吸取卵母细胞后， 将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期，然后与精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页获能的精子进行体外受精， 精子获能一般用化学诱导法， 如用肝素或者钙离子载体 A23187 溶液进行化学诱导。完成体外受精的受精卵要在专门的发育培养液中培养，对受精卵进行受精状况和发育能力的检查。在早期胚胎发育至桑椹胚或者囊胚期时，对培养的多个胚胎进行基因检测，选择无隐性致病基因的胚胎进行胚胎移植，这样就可以防止囊性纤维病孩子的出生。基因治疗除了体外基因治疗外还包括体内基因治疗，即将正常基因制成基因表达载体转入患者的肺部组织中，到达治疗疾病的目的。答案： 促性腺激素卵母细胞获能培养法化学诱导法受精培养液体外受精受精状况基因检测无致病基因子宫体内7(2014 年济南模拟 )科学家利用转基因技术将人的高血压相关基因导入大鼠受精卵，培育遗传性高血压转基因模型大鼠，以研究遗传性高血压的致病机理及筛选有效的治疗药物。请答复：(1)获得目的基因后，常利用_技术在体外将其大量扩增。在构建基因表达载体的过程中，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和_。(2)将人的高血压相关基因导入受精卵中的最有效方法是_。(3)在体外培养受精卵时，培养液中通常需加入_等一些天然成分，还需要提供 CO2以维持 _。(4)胚胎移植前应保持供体和受体的_相同。所以要对受体鼠进行_处理。用于胚胎移植的早期胚胎一般是_。解析： (1)基因工程中目的基因扩增通过PCR 技术，基因表达载体的组成除目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和标记基因。(2)动物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法是显微注射法。(3)动物细胞培养时培养液精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页中通常需加入动物血清、血浆等一些天然成分，还需要提供CO2以维持培养液的 pH。(4)供体和受体的生理状况相同是胚胎移植的前提，为了到达这个要求要对受体鼠进行同期发情处理。 用于胚胎移植的早期胚胎一般是桑椹胚或囊胚，因为此时期的细胞全能性高。答案： (1)PCR标记基因(2)显微注射法(3)血清培养液的 pH (4)生理状况同期发情桑椹胚或囊胚8如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请答复以下问题：(1)A 细胞是 _，在进行体外受精前要对精子进行_处理。(2)进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。(3)指的是 _。(4)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_。(6)受体母牛必须和供体牛属于_。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。解析：此题考查胚胎工程中体外受精与胚胎分割技术。将获能精子与处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。 为了快速繁育优良品种， 可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页物质相同， 所以性状表现很相似。 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割， 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。答案： (1)(次级)卵母细胞获能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)具有相同的遗传物质(5)将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育(6)同一物种受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应9(2014 年西安五校模拟 )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，请据图答复以下问题：(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2种)等。(3)应用 3 中细胞 C、D 分别取自 _、_。(4)应用 4 中通过 _技术获得二分胚和，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。解析： (1)由图示可看出应用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 M中期卵母细胞。 (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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页发育所需要的物质， 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。答案： (1)供体 1 和供体 2M中期卵母细胞 (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 ) 10 以下图表示利用胚胎干细胞(ES 细胞)所作的一系列研究， 请据图分析答复。(1)过程将胚胎干细胞置于 射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的 _，加入抗生素是为了 _。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。(2)过程将带有遗传标记的ES 细胞注入早期胚胎的囊胚腔， 通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有_的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是_。(3)过程是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_ _ 。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页(4)过程得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是_ _，该过程研究的意义在于解决_ 问题。(5)该研究中，包含的生物技术有_ (至少写出两种 )。解析： (1)胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供应干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(2)胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是原肠胚。(3)基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。 (4)去除小鼠的胸腺，小鼠不能形成T 细胞，不发生细胞免疫，使移植组织细胞不会被排斥。 过程研究对于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题有重要意义。(5)题中的研究过程包括动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等生物技术。答案： (1)营养物质防止杂菌污染(2)发育的全能性原肠胚(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用显微注射法(4)使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足或器官移植后免疫排精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页斥等(5)动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页