胚胎工程
精选大题
例：（2019届天津市静海区高三上学期三校联考）为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下面的问题：
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有__________。
(2)用来促进B牛多排卵的激素是__________，E牛的性别是__________。
(3)从B牛体内获得的卵子需要培养到__________（填时期）才能和获能的精子结合完成受精。
(4)产生F牛的理论依据是__________，其生殖方式属于__________。
(5)要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是__________。
【答案】（1）动物细胞培养、胚胎移植
（2）促性腺激素雌性或雄性
（3）减数第二次分裂中期
（4）动物细胞核具有全能性无性生殖
（5）受精卵
【解析】（1）从图可知，方法Ⅰ是试管牛技术是在体外受精形成的，属于有性繁殖，用到了体外受精、早期胚胎培养（动物细胞培养），胚胎移植等技术；方法Ⅱ是核移植技术，应用了细胞核移植，早期胚胎培养（动物细胞培养），胚胎移植等技术，故试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有动物细胞培养、胚胎移植。（2）用来促进B牛多排卵的激素是垂体分泌的促性腺激素，E牛是由精子和卵细胞结合形成的受精卵发育而来，E牛的性别是雌性或雄性。（3）从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能与精子结合。（4）F牛是通过细胞核移植产生的，该技术的理论基础是细胞核的全能性；在此过程中没有经过两性生殖细胞结合，所以此种生殖方式是无性生殖。（5）培育转基因动物时，目的基因的受体细胞一般是受精卵。
模拟精做
1．（2018届河北省唐山市高三第二次模拟考试）科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入山羊体内，得到转基因“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域，生产流程见下图。请回答：
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（1）将蛛丝蛋白基因和载体通过甲过程形成的X为__________，该过程通常用相同的限制酶进行切割，原因是____________________。
（2）为了获得蛛丝蛋白，图中的受体细胞应该选择__________羊（填性别）的ES细胞，这是因为ES细胞在功能上具有____________________。
（3）受体细胞在体外培养时，采用的培养基是__________（固体、液体）培养基，并在培养环境中的空气必须加5%CO2，目的是____________________。
（4）转基因山羊的性状出能产生蛛丝蛋白外，与提供ES细胞的个体不完全相同的原因有
。（答出两点即可）
【答案】（1）基因表达载体使目的基因和运载体有相同的黏性末端，便于连接
（2）雌性发育的全能性
（3）液体维持培养液的pH
（4）转基因山羊的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞；性状是基因与环境共同作用的结果；个体发育过程中有可能发生基因突变
【解析】（1）根据以上分析已知，图中X表示基因表达载体；构建基因表达载体的过程中，通常需要用相同的限制酶进行切割，使目的基因和运载体有相同的黏性末端，便于连接。（2）根据题干信息已知，蛛丝蛋白存在于雌性动物的乳汁中，且ES细胞在功能上具有发育的全能性，因此为了获得蛛丝蛋白，图中的受体细胞应该选择雌羊的ES细胞。（3）培养动物细胞一般用液体培养基，且培养需要一定的气体条件，其中加入5%CO2的目的是维持培养液的pH。（4）转基因山羊的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞，且生物的性状是基因与环境共同作用的结果，此外个体发育过程中还可能发生基因突变，因此转基因山羊的性状出能产生蛛丝蛋白外，与提供ES细胞的个体不完全相同。
2．（2019届云南省玉溪市一中高三上学期第二次调研考试）下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
（1）A细胞是_____________，为了获得更多的A细胞，对供体母牛用________________处理。
（2）在进行体外受精前要对精子进行___________________处理；受精后，体外培养受精卵时，培养液中提供CO2的目的是______________________。
（3）进行胚胎分割时，应选择发育到___________________时期的胚胎进行操作。
（4）②指的是__________。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________。
（5）胚胎移植时，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口，这种方法称为________。另一种方
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法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎，这种方法称为______。
（6）胚胎移植后，要对受体母牛进行___________的检查。
【答案】（1）(次级)卵母细胞促性腺激素
（2）获能维持培养液的pH
（3）桑椹胚或囊胚
（4）囊胚腔要将内细胞团均等分割
（5）手术法非手术法
（6）是否妊娠
【解析】（1）图中A细胞与精子结合形成受精卵，因此A是卵母细胞。使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，可以获得更多的卵母细胞。（2）在进行体外受精前利用培养法或化学诱导法对精子进行获能处理。动物细胞培养中，培养液的CO2可以维持培养液的pH。（3）进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行操作。（4）②指的是囊胚腔，为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育，对囊胚期的胚胎进行分割时，应将内细胞团均等分割。（5）在胚胎移植前，对受体和供体要用孕激素处理，使他们同期发性处理，处于相同的生理状态便于接受外来胚胎。胚胎移植时，一般有手术法和非手术法。手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。（6）胚胎移植后，为了判断胚胎能否在受体子宫中存活，要对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3．（2019届贵州省遵义市遵义航天高级中学高三第五次模拟考试）治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义，流程如下。请据图回答问题：
（1）②过程采用的是胚胎工程中的________________________技术，该过程中需要用到_________________（发育培养液、合成培养基）。
（2）囊胚阶段的细胞分为____________________和内细胞团，其中内细胞团将来发育成_________________________。
（3）胚胎干细胞可以来自于早期胚胎或___________________，在培养液中加入__________________________，则能诱导胚胎干细胞向不同类型组织细胞分化。
（4）该过程____________(是、否)体现了动物细胞核具有全能性，原因_____________。
【答案】（1）早期胚胎培养技术发育培养液
（2）滋养层细胞胎儿的各种组织
（3）原始性腺分化诱导因子
（4）否全能性指发育成完整个体，而最后形成的组织器官不属于个体
【解析】（1）分析图解可知，过程①采用的是细胞工程中的核移植技术。过程②采用的是胚胎工程中的早期胚
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胎培养技术。动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质，该培养液属于发育培养液。（2）囊胚阶段的细胞分为滋养层细胞和内细胞团，其中滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，内细胞团发育成胎儿的各种组织。（3）胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。在体外培养的条件下，培养胚胎干细胞一般不能获得动物器官，若在培养液中加入分化诱导因子，就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。（4）全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能。故全能性的体现应该是发育形成个体，最后形成组织器官不属于全能性的表现，故图示过程没有体现动物细胞核具有全能性。
4．（2019届江西省南昌市第二中学高三第六次考试）回答下列有关胚胎工程的相关问题；
（1）1890年，英国剑桥大学的生物学家将纯种的安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种的比利时兔的输卵管内，成功地得到两只纯种的安哥拉子兔。这个实验首次证实了_____________________的可能性。
（2）哺乳动物卵子发生过程中，减数第二次分裂是在____________过程中完成的，哺乳动物卵子和精子在发生上的重要区别是_______________。在实施体外受精时，获能的精子与培养成熟的卵子，通常都可以在_________中完成受精作用，在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查_____________。
（3）胚胎移植需收集胚胎，收集胚胎时冲卵的生理学基础是___________。胚胎分割时用分割针取样的滋养层的用途是___________。
（4）ES细胞是研究细胞分化的理想材料，ES细胞在饲养层细胞上，或在_______的培养液中，能够维持不分化的状态。
【答案】（1）同种动物的胚胎在异体动物体内发育
（2）精子和卵子结合卵泡的形成和在卵巢内储备，是在出生前完成的获能溶液或专用的受精溶液受精状况和受精卵的发育能力
（3）早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系做DNA分析性别鉴定
（4）添加抑制因子
【解析】（1）将纯种的安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种的比利时兔的输卵管内，成功地得到了两只纯种的安哥拉子兔。由于安哥拉兔和比利时兔为两个不同的品种，故这个实验可证实同种动物的胚胎在异体动物体内发育的可能性。（2）哺乳动物卵子发生过程中，减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是卵子和精子在发生上的重要区别。在实施体外受精时，获能的精子与培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用，在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。（3）哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。胚胎分割后，可取滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定。（4）ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，而在培养液中加入分化诱导因子，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
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