专题胚胎工程测试题基础知识填空和高考题汇总参考样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。专题3 胚胎工程测试题第一部分: 基础知识填空:胚胎工程是指对动物 早期胚胎 或 配子 所进行的多种显微操作和处理技术, 如 体外受精 、 胚胎移植 、 胚胎分割 、 胚胎干细胞培养 等技术。经过处理后获得的胚胎, 还需移植到雌性动物体内生产后代, 以满足人类的各种需求。(P59)胚胎工程的许多技术, 实际是在 体外 条件下, 对动物 自然受精 和 早期胚胎发育 条件进行的模拟操作。(P61)一、 动物胚胎发育的基本过程: 1、 精子的发生: 场所: 时间: 从 开始, 直到 。过程: 第一阶段: 位于曲细精管管壁的精原细胞进行数次 , 产生大量 的 , 其中部分精原细胞经过染色体复制和其它物质的合 成, 进一步形成 。 第二阶段: 初级精母细胞连续进行 分裂( 即 , 包括 和 ) , 形成 个 细胞。 第三阶段: 变形形成精子。 变为精子头的主要部分, 发育为头部的顶体, 演变为精子的尾, 聚集在尾的基部形成线粒体鞘, 细胞内的其它物质浓缩 为 , 随精子的成熟过程向 移动, 直到最后 。哺乳动物成熟的精子外形似 , 分 、 和 三大部分。不同种动物精子的 , 略有不同, 与动物的 无关。2、 卵子的发生场所: 过程: 第一阶段 时间: 场所: 过程: 卵原细胞 大量的卵原细胞 卵原细胞 初级卵母细胞 初级卵母细胞被卵泡细胞包围, 形成 第二阶段 时间: 场所: 卵巢的卵泡中 过程: 初级卵母细胞 +第一极体 第三阶段 时间: 场所: 条件: 次级卵母细胞受精子激活后进行 分裂 过程: 次级卵母细胞 合子+第二极体排卵是指 从 中排出, 而并非卵泡从卵巢中排出。刚排出的卵子不是成熟的卵子。( 排出的卵子的结构示意图见课本62页图3-4) 判断卵子是否受精的重要标志是: 在 的间隙能够观察到 时, 说明卵子已经完成了受精。3、 精子和卵子发生的异同( 1) 相同点: 最初阶段均为 分裂, 不断增加原始生殖细胞的数量, 经过 分裂才能形成精子或卵子。( 2) 不同点: 名称精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢 输卵管时期从初情期开始胚胎在性别分化以后是否变形变形不变形细胞质分裂均等不均等结果形成4个精子细胞 M和M是否连续连续不连续精子和卵子在发生上的重要区别是: 卵泡的形成和在卵巢内的储备( 即间期) 是在 ( 即 期) 完成的。4、 受精: 精子和卵子结合形成 ( 即受精卵) 的过程( 三) 受精( 1) 过程: 受精包括 阶段和 阶段。在自然条件下, 受精是在 内完成的。受精前的准备阶段: 精子 : 刚刚排出的精子, 不能立即与卵子受精, 必须 发 生相应的生理变化后, 才能获得受精能力。 卵子的准备卵子都要在输卵管中进一步成熟, 到 时, 才具备受精能力。( 动物排出的卵子成熟程度 , 有的可能是初级卵母细胞, 如马、 犬等, 有的可能是次级卵母细胞, 如猪、 羊等。) 哺乳动物的受精过程主要包括: , 进入 , 和 。第一步: 精子穿越放射冠和透明带获能后的精子与卵子相遇时, 首先发生 , 使 内的酶释放出来。 是包围在卵子 外面的 细胞群, 精子所释放的 可直接溶解 之间的物质, 形成精子穿越放射冠的通路。 穿过放射冠的精子立即与 接触, 随后将透明带溶出一条孔道, 精 子借 穿越透明带, 并接触 。在精子触及 的瞬间, 会 产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应, 这个反应称做 , 它是 防止多个精子进入透明带, 引起多精子入卵受精的 。第二步: 进入卵黄膜 只有穿过透明带的精子才能与 接触。由于 表面有大量 的 , 当精子与卵黄膜接触时, 立即被微绒毛抱合, 随后, 精子 和 相互融合, 精子入卵。精子入卵后, 会立即发生一种生理反应, 拒绝其它精子再进入卵内, 这种生理反应称做 。这是防止多精入卵受精的 。第三步: 原核形成精子入卵后的另一个变化, 是 , 而且原有的 破裂; 随后, 精子形成一个新的 , 最后形成一个比原来精子核还大的核, 叫做 。与此同时, 精子入卵后被激活的卵子完成 , 排出 后, 形成 , 一般略小于 。第四步: 配子结合形成合子 雌、 雄原核充分发育后, 移动, 彼此接触, 二者体积 、 , 两组 合为一组, 形成一个含 的 , 也就是 。受精过程至此结束, 受精卵的 也由此开始。5、 早期胚胎发育三) 早期胚胎发育每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能, 属于 细胞。受精卵( 个体发育的 起点 ) 卵裂 分裂方式: 每个细胞体积: 胚胎总体积: 不变或略有缩小 有机物总量: 桑椹胚( 细胞数目达到32个左右) 囊胚: 细胞开始出现 内细胞团( 聚集在胚胎一端, 细胞个体较 ) : 将来发育成胎儿的 滋养层细胞( 沿透明带内壁扩展和排列的、 个体较 的细胞) : 将来发育成 : 胚胎内部含液体的囊腔 : 囊胚进一步扩大, 会导致 的破裂, 胚胎从其中伸展出来, 这一过程叫做孵化。原肠胚: 内细胞团分化为三胚层, 即 、 和中胚层, 滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘。二、 体外受精和早期胚胎培养1、 试管动物技术（1） 概念: 试管动物技术是指经过人工操作使卵子和精子在 条件下成熟和受精, 并经过培养发育为 后, 再经移植产生后代的技术。（2） 试管动物与克隆动物的比较试管动物克隆动物生殖方式 生殖 生殖是否遵循遗传规律 技术手段体外受精、 技术、 胚胎移植（3） 试管婴儿和母亲正常怀孕生产的过程相比较相同点: 都经过 生殖产生, 在 发育形成胎儿。不同点: ”试管婴儿”受精作用和生殖细胞的成熟在 体外 , 并在 体外 发育成早期胚胎后进行 胚胎移植 。2、 体外受精哺乳动物的体外受精过程主要包括 、 和 。( 1) 卵母细胞的采集和培养方法对小型动物( 如小鼠、 兔、 猪羊等) 一般采用 : 用 处理, 使其排出更多的卵子, 然后, 从 中冲取卵子( 即 卵母细胞) , 直接与获能的精子在体外受精。对大型动物( 如牛等) 一般采用从屠宰场已屠宰母畜的 中采集卵母细胞或从 的卵巢中吸取卵母细胞。( 此时采集的卵母细胞为 卵母细胞, 要在体外经人工培养成熟后, 才能与获能的精子在体外受精。) ( 2) 精子的采集和获能 : 采用仿生学的方法, 模仿发情雌性动物引导环境设计的装置, 它能够满足雄性动物交配时对 、 和 的要求, 同时配有与采精动物相适应的活台畜或假台畜。采集方法 : 适于猪和犬等体型较小, 易于控制的家畜。电刺激法 : 即将收集的精子放入人工配制的 中, 培养一段时间, 使精子获能。适用于 等动物的精子。 : 即将精子放在一定浓度的 或钙离子载体A23187溶液中, 用化学药物诱导精子获能。适用于 等家畜。获能方法(3) 受精: 获能的精子和培养成熟的卵子, 一般情况下都能够在 或 中完成受精过程。3、 胚胎的早期培养（1） 培养目的: 检测 和 的发育能力（2） 培养液的成分: 哺乳动物胚胎的培养液中含有水、 无机盐、 有机盐、 维生 素、 、 、 以及动物 等物质。( 即两盐、 两素、 两酸) （3） 胚胎去向: 当胚胎发育到 的阶段时, 可将其取出向受体动物移植, 或 保存。( 不同动物胚胎移植的时间不同, 牛、 羊一般要培养到 阶段才进行移植, 人的试管胚胎可在816个细胞阶段移植。) 4、 ”试管牛”工厂化生产的技术流程图采集良种公牛的精子采集良种母牛的卵母细胞精子 卵母细胞的 M中期 受精 早期胚胎( 适宜阶段) 受体牛妊娠分娩 试管牛试管动物技术需要用到 、 、 技术三、 胚胎移植和胚胎分割移植1、 胚胎工程技术包括体外受精、 、 和胚胎干细胞培养等技术。2、 胚胎移植（1） 概念: 胚胎移植是指将 动物体内的早期胚胎, 或者经过体外受精及其它方式得到的胚胎, 移植到 的、 相同的其它雌性动物的体内, 使之继续发育为新个体的技术。胚胎来源: 雌性动物体内早期胚胎(P77) 经过体外受精得到(P72) 动物 转基因受精卵经培养 得到(P13) 动物 经过哺乳动物体细胞核移植及培养而得到(P48) 动物对受体的要求: 同一 ; 与供体处于相同的 ; 雌性动物。( 2) 胚胎移植的基本程序受体母牛选择 供体母牛 超数排卵处理 或 供体公牛收集胚胎( ) 胚胎移植质量检查、 培养( 发育到 ) 妊娠检查分娩( 产下胚胎移植的犊牛) 中保存( 3) 胚胎移植成功的标志: 移植的胚胎在受体内能正常发育并分娩。( 4) 胚胎移植的生理学基础哺乳动物排卵后, 在一段时间内, 同种动物的供、 受体生殖器官的生理变化是 的, 这为供体的胚胎移入受体提供了 , 是胚胎能够移入受体的生理基础。哺乳动物的早期胚胎形成后, 在一定时间内 与母体子宫建立组织上的联系, 而是处于 状态, 这为胚胎的收集提供了可能, 是胚胎收集的生理基础。受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生 反应, 这为胚胎在受体内的 提供了可能, 是胚胎在受体内能够存活的生理基础。供体胚胎可与受体子宫建立 联系, 但在孕育过程中不影响供体胚胎的 , 这是供体胚胎正常发育的生理基础。( 5) 胚胎移植成功与否的两个重要条件一般应在 的雌性供体和受体之间进行供、 受体的 要相同( 关键) 即: 供、 受体母畜的 时间一致; 胚胎移入受体子宫的位置应与其在供体内的位置 。( 6) 实质: 是 , 而胚胎本身的遗传物质并不发生改变, 因此各种性状能保持原来的优良特性。(P76)( 7) 优势: 充分发挥 性优良个体的 , 从而大大缩短了供体本身的 , 增加一生繁殖的后代数量。( 8) 胚胎移植在胚胎工程中的位置: 胚胎移植是胚胎工程其它技术的 ”工序”。3、 胚胎分割( 1) 概念: 胚胎分割是指采用 方法将早期胚胎切割成2等份、 4等份或8等份等, 经移植获得 或多胎的技术。( 2) 选择的胚胎: ( 原因: 细胞 或分化程度低, 具有全能性, 分割后易成活; 分割时, 若细胞数目太少则易对细胞造成损伤, 影响胚胎的恢复和进一步发育, 故不选择 胚胎。) ( 3) 使用的主要仪器设备: 和 ( 4) 特点: 来自同一胚胎的后代具有相同的 。( 胚胎分割能够看做动物 或 的方法之一。) ( 5) 优势: 可成倍增加胚胎数量, 快速繁殖良种家畜( 即提高胚胎的 ) 。( 6) 基本过程: 选择胚胎将胚胎移入盛有操作液的培养皿中用 进行分割移植胚胎给受体着床产仔。注: 对囊胚阶段的胚胎进行分割时, 要注意将 , 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。( 7) 局限性: 刚出生的动物体重偏低, 毛色和斑纹上还存在差异等; 采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能性是 的, 最常见的为 。( 胚胎分割的份数越多, 操作的难度会越 , 移植的成功率也越 。) 四、 胚胎干细胞1、 概念: 胚胎干细胞( 简称 或 细胞) , 是由早期胚胎( 囊胚的 ) 或 中分离出来的一类细胞。2、 特点( 1) 形态: 。( 2) 功能: 具有发育的 性, 即能够分化为成年动物体内任何一种组织细胞。( 3) 培养ES细胞能够增殖而不分化, 对它能够进行冷冻保存, 也可进行遗传改造。( 培养条件: 在 细胞上或添加 的培养液中培养, 能够维持 的状态。) 3、 胚胎干细胞的主要用途( 1) 将胚胎干细胞核移植到去核的卵母细胞中进行克隆。( 2) 经过ES细胞 , 获得移植器官, 以解决当前临床上存在的 和 的问题。( 3) ES也是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在 , 或在 的培养液中, 能够维持不分化的状态。在培养液中加入 , 如牛黄酸、 丁酰环腺苷酸等化学物质时, 就能够诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。( 4) 用于治疗人类由于 、 或 引起的疾病, 如帕金森综合症、 少年糖尿病、 老年痴呆症、 肝衰竭、 心衰竭和成骨不良等。注: 干细胞移植治疗的主要特点是: 安全、 低毒性或无毒性, 无 反应。第二部分: 胚胎工程专题高考题汇总1、 ( 山东卷) ( 8分) 【生物现代生物科技专题】科学家经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 在贴壁成长至充链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, 经过 后进行早期胚胎培养获得。( 3) 图中重组囊胚经过 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。2、 ( 福建卷) 生物-现代生物科技专题( 10 分) 克隆猪成功率较低, 与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2 基因是细胞凋亡抑制基因, 用PCR 技术能够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。请回答: ( 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Bcl-2 cDNA 的分子数, 进而计算总mRNA 中Bcl-2 mRNA 的分子数, 从而反映出Bcl-2 基因的转录水平。 图中X 表示 过程。 从基因组数据库中查询Bcl-2 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 扩增过程第一轮循环的模板是 。3、 ( 福建卷) 生物-现代生物科技专题( 10分) 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) 步骤中, 在核移植前应去除卵母细胞的 。( 2) 步骤中, 重组胚胎培养到 期时, 可从其内细胞团分离出ES细胞。( 3) 步骤中, 需要构建含有基因Rag2的表示载体。能够根据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示载体, 所选择的表示载体上应具有 酶的酶切位点。( 4) 为检测Rag2基因的表示情况, 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。4、 ( 新课标卷) 【生物选修3 现代生物科技专题】( 15分) 阅读如下材料: 材料甲: 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵, 得到了体型巨大的”超级小鼠”; 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。材料乙: T4溶菌酶在温度较高时易失去活性, 科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造, 使其表示的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸, 在该半胱氨酸与第97 为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键, 提高了T4溶菌酶的耐热性。材料丙: 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体, 科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移 植到兔乙的体内, 成功产出兔甲的后代, 证实了同一物种的胚胎可在不同个体的 体内发育。回答下列问题: ( 1) 材料甲属于基因工程的范畴。将基因表示载体导入小鼠的受精卵中常见 法。构建基因表示载体常见的工具酶有 和 。 在培育转基因植物时, 常见农杆菌转化法, 农杆菌的作用是 。( 2) 材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础, 经过基因修饰或基因合成, 对 进行改造, 或制造一种 的技术。在该实例中, 引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。( 4) 材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的、 生理状况相同的另一个雌性动物体内, 使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中, 兔甲称为 体, 兔乙称为 体。第三部分: 高考题参考答案及解析1、 ( 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【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, 细胞就会停止裂增殖的现象。( 2) 将早期胚胎从母牛子宫中冲洗出来的方法叫冲卵。 ( 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, 可经过诱导定向分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。2、 ( 1) 体 原肠胚( 2) 、 反转录 、 引物Bcl-2 cDNA【解析】( 1) 图中重组细胞的细胞核来自良种猪的体细胞, 胚胎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。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Bcl-2 mRNA 的核苷酸序列合成, 故模板实际是其中的Bcl-2 cDNA。3、 【答案】( 10分) ( 1) 细胞核 ( 2) 囊胚 ( 3) 核苷酸序列 Hind和Pst ( 4) 蛋白质【解析】( 1) 步骤是核移植过程。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, 使得遗传物质是不稳定的。( 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) 步骤过程是导入目的基因Rag2基因于ES细胞中的基因表示载体的构建过程。在生物体外可经过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目的基因需要用 Hind和Pst两种限制酶, 因此在构建表示载体时, 所选择的表示载体上应具有Hind和Pst酶的酶切位点。( 4) 检测目的基因是否翻译相应蛋白质时, 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。4、 【答案】( 1) 显微注射法 限制酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物, 将目的基因转移到受体细胞中 ( 2) 蛋白质 现有蛋白质 新蛋白质 氨基酸( 3) 同 供体 受体 【解析】( 1) 将基因表示载体导入小鼠的受精卵中常见显微注射法, 构建基因表示载体常见的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物( 受体) 细胞内。( 2) 资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴, 该工程是指以分子生物学相关理论为基础, 经过对基因修饰或基因合成, 对现有的蛋白质进行改造, 或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中, 引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。 ( 3) 胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、 生理状态相同的另一个雌性动物体内, 使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中, 兔甲称为供体, 兔乙称为受体。