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第35讲　胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题
课程内容 核心素养——提考能
1.简述动物胚胎发育的基本过程2.简述胚胎工程的基本技术3.关注转基因生物产品的安全性4.举例说明生物武器对人类的威胁5.讨论生物技术中的伦理问题 科学思维 建立试管动物和胚胎移植的基本操作流程模型
科学探究 探究转基因食品的安全性，讨论是否支持设计试管婴儿
社会责任 尝试解决生产生活中的生物学问题：试管动物、克隆治疗、转基因生物的安全性等
考点一　体内受精和早期胚胎发育
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1.精子和卵子的发生
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2.受精作用
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3.早期胚胎发育
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1.受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”
(1)顶体反应：精子的质膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的条件。
(2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
(3)卵细胞膜反应：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。
2.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。
(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
3.胚胎工程中的一些场所及时期
(1)精子发生场所——睾丸曲细精管；卵子的发生场所——卵巢；受精场所——输卵管；发育场所——输卵管和子宫。
(2)精子发生时间及特点——初情期后，两次分裂连续进行；卵子发生时间及特点——胚胎期性别分化以后和初情期以后，两次分裂不连续进行。
(3)胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚期，可以进行胚胎移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚阶段。
(4)卵子和精子能够受精的前提条件
①成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。
②动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类而异，但只有达到减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力。
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(1)(人教版选修三P63“讨论”)排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
提示　是指卵子从卵泡中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。
(2)(人教版选修三P64“旁栏思考题”)进行体外受精时，将卵母细胞取出后，是否应当将它置于与输卵管中相似的环境，让它进一步成熟？
提示　是的。从卵巢上取出的卵母细胞还没有成熟，尚未完成减数第一次分裂。应在体外人工模拟输卵管环境进行培养，才能使其成熟，即达到受精前的成熟阶段。
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(2018·湖北武汉调研)哺乳动物排卵后卵巢内残留的某些细胞团称黄体，其在卵巢内存在的时间长短取决于雌性哺乳动物是否妊娠。如果没有妊娠，黄体发育两周后即退化，反之可以维持数月。回答下列问题：
(1)哺乳动物精子的发生过程和卵子发生过程的主要区别有：精子的形成需经过变形且生殖细胞数量多；卵子的发生不需变形且生殖细胞数量少。除此之外还有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一个区别即可)。
(2)在受精前，精子发生相应的生理变化后才具备受精能力，该过程称为　　　　。在受精阶段，精子与卵子相遇时，首先发生　　　　，释放出来的酶溶解放射冠和透明带。在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止多个精子入卵受精的反应，称为　　　　。
(3)进行胚胎分割时，需对囊胚阶段的内细胞团进行均等分割，其原因是_______
____________________________________________________________________。
(4)胚胎植入子宫后能产生大量的蛋白质类激素X，而未受孕的母体内激素X的含量极低。请推测激素X对黄体的生理作用是_______________________________。
解析　(1)精子的发生起始于雄性动物的初情期，卵子的发生和储备起始于胎儿期，这也是精子和卵细胞形成过程中的不同点。(2)精子需要经过获能处理才具备受精能力。获能后的精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应。在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止多个精子入卵受精的反应，称为透明带反应。(3)对囊胚阶段的内细胞团进行均等分割，有利于被分割的各个部分正常发育，如果分割不均匀，则含内细胞团少的部分发育不良或不发育。(4)根据题干信息“黄体在卵巢内存在的时间长短取决于雌性哺乳动物是否妊娠，若妊娠，则黄体能维持数月，反之黄体发育两周后即退化”，再根据胚胎植入子宫后能产生大量的蛋白质类激素X，而未受孕的母体内激素X的含量极低，可推知激素X能维持黄体的寿命。
答案　(1)精子的发生起始于雄性动物的初情期，卵子的发生和储备起始于胎儿期(或精子的发生过程是连续的，而卵子的发生过程是不连续的)　(2)精子获能　顶体反应　透明带反应　(3)若分割不均匀，会使含内细胞团少的部分发育不良或不发育　(4)维持黄体的寿命
考点二　体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用
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1.体外受精与早期胚胎培养
(1)体外受精
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(2)早期胚胎培养
①培养目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。
②培养液的成分
③胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。
2.胚胎移植
(1)地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。
(2)主要过程：
(3)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
3.胚胎分割
(1)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。
(2)实质：胚胎分割可增加动物后代，其实质是动物的无性繁殖或克隆。
(3)注意：对囊胚分割时，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。
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胚胎移植与胚胎分割中的相关问题
(1)胚胎移植是胚胎工程中的最后一道“工序”，移植的胚胎必须在原肠胚之前，但不能直接移植受精卵。
(2)移植胚胎的来源及生殖方式：①核移植后进行早期胚胎培养，其为无性生殖；②体外受精后进行早期胚胎培养，其为有性生殖；③体内受精→冲卵→胚胎移植，其为有性生殖。
(3)两次处理：①用激素对供体(雌性个体)和受体进行同期发情处理；②用促性腺激素对供体(雌性个体)进行超数排卵处理。
(4)两次检查：①收集胚胎检查；②移植后是否妊娠检查。
(5)胚胎移植成功的两个条件：同种动物之间、供受体生理状态要相同。
(6)冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。
(7)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。
(8)同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质，该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合，属于无性繁殖或克隆。
(9)胚胎分割应选取桑椹胚或囊胚时期的胚胎。
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1.(人教版选修三P77图3－19拓展)供体牛和受体牛的选择标准是什么？
提示　供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康、有繁殖能力的个体。
2.(人教版选修三P79旁栏思考题)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？
提示　内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
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1.(2018·高考江苏卷，10)下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是(　　)
A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高
解析　常通过注射促性腺激素的方法对良种母牛进行超数排卵处理，A正确；体外培养发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎可进行胚胎移植，B错误；一般情况下，代孕牛不会对外来移植胚胎产生免疫排斥反应，不需要免疫抑制剂，C错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率高，D错误。
答案　A
2.(2018·山西太原期中)干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血液中只能提取0.5 μg，所以价格昂贵。某生物制品公司用如下图的方式生产干扰素。试回答相关问题。
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(1)若要使获得的转基因牛乳汁中含有人干扰素，构建的基因表达载体必须包括：乳腺蛋白基因的启动子、人干扰素基因、终止子、　　　　和复制原点等。将基因表达载体导入受精卵最有效的方法是　　　　。
(2)通常情况下，对供体和受体母牛选择后，要用激素进行　　　　　　　　。并用激素对供体母牛做　　　　处理。
(3)为了实现干扰素的批量生产，早期胚胎进行移植之前要进行质量检测，并要求早期胚胎细胞中的性染色体组成为　　　　。选择发育良好的囊胚或　　　　胚进行移植。为了提高胚胎利用效率，可在这两个阶段进行胚胎分割，胚胎分割可以看作动物　　　　(填“有性”或“无性”)繁殖的方法之一。
(4)近年来，关于胚胎干细胞的研究越来越多。胚胎干细胞具有发育的全能性，如图所示的细胞A和细胞B分别是　　　　细胞、　　　　细胞，可以从这些细胞中获得胚胎干细胞。
解析　(1)基因表达载体的组成必须包括：启动子、人干扰素基因(或目的基因)、终止子、标记基因和复制原点等；目前将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。(2)通常情况下，对供体和受体母牛选择后，要用激素进行同期发情处理，使供受体具有相同的生理环境，保证胚胎移植到相同的生理环境。用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。(3)只有雌性牛才能产奶，因此要求早期胚胎细胞中的性染色体组成为XX；选择发育良好的囊胚或桑椹胚进行移植。为了提高胚胎利用效率，可在这两个阶段进行胚胎分割，由于胚胎分割获得后代没有经过两性生殖细胞的融合且来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物无性繁殖的方法之一。(4)胚胎干细胞来自早期胚胎(囊胚的内细胞团)和原始性腺。
答案　(1)标记基因　显微注射法
(2)同期发情处理　超数排卵
(3)XX　桑椹　无性
(4)内细胞团　原始性腺
考点三　生物技术的安全性和伦理问题
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1.转基因生物的安全性
(1)转基因生物存在安全性问题的原因
①目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制等都了解得相当有限。
②目的基因往往是异种生物的基因。
③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
(2)对转基因生物安全性的争论：在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。
(3)理性对待转基因技术：趋利避害，不能因噎废食。
2.生物技术中的伦理问题
(1)克隆
①治疗性克隆与生殖性克隆
类型项目 治疗性克隆 生殖性克隆
区别 目的 从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗 用于生育，获得人的复制品
水平 细胞水平 个体水平
联系 都属于无性生殖； 产生新个体或新组织，遗传信息不变
②中国政府态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。
(2)试管婴儿与设计试管婴儿
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试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行“④遗传学诊断”或基因诊断。
3.基因身份证
(1)否定的理由：个人基因资讯的泄露造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、个人婚姻困难和人际关系疏远等。
(2)肯定的理由：一些遗传性疾病在后代中复现率很高，通过基因检测可以及早预防，适时治疗，达到挽救患者生命的目的。
4.生物武器
(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。
(2)中国政府的态度：在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
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现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全和伦理问题，回答以下有关问题。
(1)关于转基因生物的安全性问题的争论主要集中在　　　　安全、　　　　安全和环境安全三个方面。
(2)生物武器包括　　　　、　　　　、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。
(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止　　　　性克隆，但不反对
　　　　性克隆。
(4)设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行　　　　。
(5)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现　　　　的风险，因此没有必要进行基因检测。
解析　(1)转基因生物的安全性问题主要包括食物安全(滞后效应、新的过敏原、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。(2)生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等。
(3)我国对于“克隆人”这一技术总体上来说是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。(4)设计试管婴儿是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎的一个细胞取出，进行某些设计，当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育，因此设计试管婴儿与普通试管婴儿的区别在于前者在植入前需要对胚胎进行遗传学诊断。(5)对于“基因身份证”，反对者认为：通过基因检测确定和治疗遗传病目前困难重重，而且存在个人基因资讯泄露造成社会生活中出现基因歧视的风险，因此没有必要进行基因检测。
答案　(1)食物　生物 (2)致病菌　病毒 (3)生殖　治疗 (4)遗传学诊断 (5)基因歧视
澄清易错易混·强化科学思维
[易错易混]
易错点1　关注受精过程的2个易混点
点拨　(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。
(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
易错点2　对胚胎移植的胚胎生殖方式分辨不清
点拨　判断用于移植的胚胎来源及生殖方
易错点3　对克隆动物、试管动物与转基因动物分辨不清
点拨　三类动物的比较如下
项目 克隆动物 试管动物 转基因动物
概念 用核移植的方法获得的动物 用体外受精的方法获得的动物 由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物
技术 核移植 体外受精 DNA重组技术
生殖方式 无性繁殖 有性生殖 有性生殖或保持原生殖方式
遗传特性 主要与供核个体相同 具备双亲的遗传性状 具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性
相同点 三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎。
[深度纠错]
1.(2019·宁夏银川一中月考)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：
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(1)甲图牛胚胎移植过程中，②用　　　　(填激素名称)处理使供体母牛超数排卵。冲卵的实质是获得　　　　。
(2)冲卵后，对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到　　　　或　　　　阶段。收集的胚胎可直接向受体移植，方法有　　　　、　　　　；或放入　　　　中保存。
(3)胚胎移植时，早期胚胎容易从供体中收集的生理基础是_____________________________________________________________________。
(4)乙图中1是　　　　，4是　　　　；将来发育成胎儿各种组织的是　　　　。
解析　(1)给供体母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵；冲卵的实质是获得早期胚胎。(2)冲卵后，对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。收集的胚胎可通过手术法和非手术法直接向受体移植，或放入－196 ℃的液氮中保存。(3)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，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。(4)乙图的1为滋养层，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。
答案　(1)促性腺激素　早期胚胎　(2)桑椹胚　囊胚　手术法　非手术法　
(－196 ℃)液氮　(3)早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立联系，处于游离状态　(4)滋养层　囊胚腔　内细胞团
2.(2019·山东德州调研)2013年，全球首批全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用　　　　处理，促进母亲排出更多的卵子，胚胎发育的卵裂期在　　　　(填“透明带”或“放射冠”)内进行，受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左右的胚胎，叫　　　　，可用于胚胎移植。
(2)目前SRY－PCR法是对胚胎的性别进行鉴定最有效最准确的方法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个　　　　(填“部位”)细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作　　　　，以　　　　为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为　　　　性。
(3)治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于　　　　和　　　　之间的第一极体一并吸出。
解析　(1)给母亲注射促性腺激素可促使其超数排卵。胚胎发育的卵裂期在透明带内进行，受精卵经72小时体外培养发育成有32个细胞左右的胚胎，叫桑椹胚，可用于胚胎移植。(2)目前，对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作引物，以滋养层细胞的DNA为模板进行PCR扩增；与SRY特异性探针出现阳性反应者，说明其含有Y染色体，为男性。(3)治疗性克隆是指利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于卵细胞膜和透明带之间的第一极体一并吸出。
答案　(1)促性腺激素　透明带　桑椹胚　(2)滋养层　引物　滋养层细胞的DNA　男　(3)卵细胞膜　透明带
随堂·真题&预测
1.(2015·江苏卷，3)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，正确的是(　　)
A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
解析　本题考查动物细胞工程和胚胎工程的相关知识。乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养，A错误；细胞核移植主要在同种动物细胞间进行，不一定在同种组织的细胞之间进行，B错误；由于早期胚胎细胞数量是有限的，而且还受技术的限制，因此采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的，C正确；维生素是营养物质，但不是能源物质，激素是调节物质，不能充当能源物质，D错误。
答案　C
2.(2015·山东理综，36)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：
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(1)过程①采用的是细胞工程中的　　　　技术，过程②采用的是胚胎工程中的
　　　　技术。
(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的　　　　。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用　　　　　　和　　　　　　两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有
　　　　　　基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
答案　(1)(体细胞)核移植　(早期)胚胎培养
(2)pH(或酸碱度)
(3)限制性(核酸)内切酶(或限制酶)　DNA连接酶(两空可颠倒)　标记
3.(2020·选考预测)科学家培育乳糖分解酶转基因奶牛的过程如图所示。请回答下列问题：
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(1)对胚胎成纤维细胞进行培养前，需要对动物组织块进行处理，处理所用的酶是　　　　，处理的目的是________________　　　　　　　　　　　　。
(2)在原代培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为　　　　。此时需要将贴壁的细胞再处理，分瓶继续培养，这样的培养过程叫　　　　。
(3)重组细胞1的构建过程需用到的生物技术是　　　　，重组细胞2的构建所采用的技术是　　　　。
(4)图中所采用的卵母细胞应处于　　　　期；重组胚胎能移植到受体母牛内存活，说明____________________________________________________________。
解析　(1)动物细胞培养前需要将动物组织块用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，目的是将组织分散成单个细胞。(2)在原代培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。接触抑制后的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，这种培养叫传代培养。(3)图中的重组细胞1接受了外源基因——乳糖分解酶基因，所用技术为转基因技术。重组细胞2是卵母细胞接受重组细胞1的细胞核形成的，所用技术为体细胞核移植技术。(4)体细胞核移植时，接受细胞核的卵母细胞应处于减数第二次分裂中期。移植的早期胚胎能在受体牛的子宫中成活，说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。
答案　(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　将组织分散成单个细胞　(2)接触抑制　传代培养
(3)基因工程(或DNA重组技术)　体细胞核移植技术
(4)减数第二次分裂中(或MⅡ中)　受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(时间：35分钟)
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1.精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜融合，释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是(　　)
A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的
B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质
C.顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性
D.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方
解析　顶体内储存的溶酶体酶的化学本质是蛋白质，是在精子的核糖体上合成的，A错误；精子游向卵子所需能量由细胞呼吸产生的ATP供给，而细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，B正确；顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性，C错误；受精卵的染色体一半来自于父方，另一半来自母方，核基因父母方各占一半，但受精卵的细胞质几乎全部来自于母方，质基因也几乎全部来自于母方，D错误。
答案　B
2.下列有关高等哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是(　　)
A.早期胚胎培养通常需要加入动物血清
B.为了获得更多的卵母细胞，需对受体动物进行同期发情处理
C.从动物体内获取的精子不能直接与卵母细胞结合完成受精过程
D.为了进一步扩大繁殖规模，可通过胚胎分割技术获得同卵双胎
解析　为了保证细胞所需要的营养物质，动物细胞培养时通常需要加入动物血清；为了获得更多的卵母细胞，通常对供体雌性动物注射促性腺激素进行超数排卵；从动物体内获取的精子需经过获能处理后才能参与受精；通过胚胎分割技术可以增加后代的数量，进一步扩大繁殖规模。
答案　B
3.如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是(　　)
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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是有丝分裂
D.④过程属于胚胎移植过程
解析　在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精，A正确；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等，B错误；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂，C正确；④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程，D正确。
答案　B
4.基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但下列说法不正确的是(　　)
A.三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼的杂交，进而导致自然种群被淘汰
B.运载体的标记基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物
C.目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D.转基因生物体释放到环境中，可能会对生物多样性构成危害
解析　三倍体转基因鲤鱼在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子，因此三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼不能进行杂交，所以不会导致自然种群被淘汰。
答案　A
5.“治疗性克隆”可用胚胎干细胞克隆出人体不同组织细胞，以用于医学研究和治疗。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该技术解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
B.人类治疗性克隆的核心技术是胚胎干细胞培养技术
C.胚胎干细胞可克隆出不同组织细胞的根本原因是基因的选择性表达
D.中国政府既反对克隆人或动物，又反对治疗性克隆
解析　“治疗性克隆”解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题，中国政府对克隆的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。
答案　D
6.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：
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(1)重组细胞①和②中　　　　实现了基因的重组。
(2)在实验过程a中要选择“雌性”奶牛胚胎的原因是_______________________。
(3)实验过程a中人血清白蛋白基因需要与　　　　的启动子等调控组件重组在一起，选择这些调控组件的目的是_________________________________________。
(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　　　　(填“相同”或“不同”)，理由是______________________________。
(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)，培养过程如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，可以用
　　　　处理内细胞团，使之分散成单个细胞。在饲养层上培养可维持细胞　　　　的状态。
解析　(1)将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①，可见重组细胞①实现了基因的重组；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，该过程利用的是核移植技术。(2)雌性奶牛能分泌乳汁，故过程a需要选择雌性奶牛的胚胎，雌性转基因牛进入泌乳期后，可以从其乳汁中获得血清白蛋白。(3)实验过程a人血清白蛋白基因需要与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，选择这些调控组件的目的是使人血清白蛋白基因能在乳腺细胞中表达。(4)采用胚胎分割技术将早期胚胎分成若干个胚胎细胞，使其分别发育成小牛，这些小牛都是由同一个受精卵发育而来的，所以基因型相同。(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)，培养过程如下：早期胚胎→内细胞团→胚胎干细胞。在培养过程中，需用胰蛋白酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。培养过程中往往需用胚胎成纤维细胞制备饲养层，目的是促进生长，抑制分化。
答案　(1)①　(2)只有雌牛才能泌乳　(3)牛乳腺蛋白基因　使人血清白蛋白基因能在乳腺细胞中表达　(4)相同　它们来自同一个受精卵　(5)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　(只增殖)不分化
7.下图为三亲婴儿的培育过程，请据图回答下列问题：
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(1)受体应选用　　　　　　　　期卵母细胞，去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它　　　　　　　　　　　　。若要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行　　　　处理，才能受精。
(2)体外受精完成后，还需要进行早期胚胎培养，早期胚胎的培养液除了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　　　　等天然物质，当培养到　　　　时再进行胚胎移植。如需做性别鉴定，还需从
　　　　细胞取样做DNA分析。
(3)捐献者携带的红绿色盲基因　　　　(“不能”或“能”)遗传给三亲婴儿，原因是_________________________________________________________________。
解析　(1)卵母细胞培养到减数第二次分裂中期时才具备受精能力，而精卵结合前，对精子还需进行获能培养；选用卵母细胞作受体细胞的原因一是体积大，便于操作；二是因为该细胞质内的营养成分充足，含有促进细胞核全能性表达的物质，有利于移植后的分裂及细胞核全能性的表达。(2)动物细胞培养除营养物质外，还须有动物血清、血浆等物质，当培养到桑椹胚或囊胚期再进行胚胎移植，如需做性别鉴定，可取囊胚期的滋养层细胞做DNA分析。(3)由于捐献者只是提供了卵母细胞的细胞质、而红绿色盲基因是核基因，故捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿。
答案　(1)减数第二次分裂中　含有促进细胞核全能性表达的物质　获能
(2)血清、血浆　桑椹胚或囊胚　滋养层
(3)不能　捐献者只是提供了卵母细胞的细胞质
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8.下列关于对转基因生物安全性发生争论的原因，错误的是(　　)
A.对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限
B.所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移
C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
D.DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”
解析　DNA重组技术的“分子工具”包括限制性核酸内切酶，DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不是争论的原因。
答案　D
9.下列关于生物技术的安全性及伦理问题的观点，错误的是(　　)
A.应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质
B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆
C.反对设计试管婴儿的原因之一是因为试管婴儿技术属于无性繁殖方式
D.生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止
解析　严格选择转基因植物的目的基因，可避免产生对人类有害的物质，减少人们对转基因食物安全的担忧；当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，特别是生殖性克隆，但不反对治疗性克隆；反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿；生物武器是指有意识地利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标，以达到战争目的一类武器，有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止。
答案　C
10.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是(　　)
A.精子在获能液中于37 ℃、5% CO2 条件下培养的目的是使精子获能
B.小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用
C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异
D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
解析　精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养，可使精子获能，A正确；给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵，B正确；分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程中基因突变或环境因素影响等，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化成各种组织器官，D正确。
答案　C
11.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述，错误的是(　　)
A.采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎，可以看作动物的无性繁殖
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性能
D.试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析　胚胎分割技术可以看作动物的无性繁殖；细胞核移植技术中供体主要是体细胞，受体细胞是卵母细胞；胚胎移植时，供体母畜需选择遗传性能和生产性能优良的个体；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，并通过培养发育成早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，因此试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术。
答案　B
12.梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是(　　)
A.给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子
B.培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质
C.当受体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代
D.梅花鹿的胚胎形成后一直处于游离状态，为胚胎收集提供可能
解析　培养液中的维生素、激素都不是能源物质，激素起调节作用；梅花鹿属于单胎动物，因此当受体数量有限时，不能采用胚胎分割技术来获得更多的后代；梅花鹿的早期胚胎处于游离状态，为胚胎收集提供可能。
答案　A
13.印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "F:\\课件 勿动\\2020版 选考总复习 学生用书 生物（四省市）（鲁津京琼）\\16S32.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "F:\\课件 勿动\\2020版 选考总复习 学生用书 生物（四省市）（鲁津京琼）\\16S32.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
解析　步骤甲、乙分别指体外受精、胚胎移植，A错误；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺，B正确；受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自卵细胞，C错误；受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液，与早期胚胎培养液成分有区别， D错误。
答案　B
14.随着科学技术的发展，人们可以通过结合多种现代生物技术大量生产出人类需求量大的一些药物，如我国基因工程药物的研制和生产就已取得极大的成功。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品.大致过程如图所示：
INCLUDEPICTURE "F:\\课件 勿动\\2020版 选考总复习 学生用书 生物（四省市）（鲁津京琼）\\984.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "F:\\课件 勿动\\2020版 选考总复习 学生用书 生物（四省市）（鲁津京琼）\\984.tif" \* MERGEFORMATINET
(1)哺乳动物的体外受精包括[a]　　　　、[b]　　　　和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射　　　　，使其排出更多的卵子。
(2)在过程c中需要用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶，构建好的重组质粒在其目的基因前要加上特殊的启动子，启动子是　　　　识别、结合位点。
(3)d过程常用的方法是　　　　，e过程的名称为　　　　，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下　　　　的转移。
(4)若要一次获得多只完全相同的转基因牛，应采用胚胎分割技术，通常选择发育良好、形态正常的　　　　或桑椹胚。
解析　(1)哺乳动物的体外受精包括精子的获取、卵母细胞的采集和受精等几个主要步骤；为了促使优良母畜排出更多的卵子，通常采用的方法是用促性腺激素处理供体，促其超数排卵。(2)启动子是一段位于编码区上游部位的特殊DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位。(3)d过程是将重组质粒导入受体细胞，若受体细胞是动物细胞，常用的方法是显微注射法。e过程是胚胎移植，即将早期胚胎移植到同种、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育成为新个体，所以胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(4)进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
答案　(1)精子的获取　卵母细胞的采集　促性腺激素
(2)RNA聚合酶　(3)显微注射法　胚胎移植　空间位置　(4)囊胚
15.(2019·山东青岛市调研)哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段，该项技术为研究隐性基因功能提供了理想的细胞模型。如图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法。请分析回答：
INCLUDEPICTURE "F:\\课件 勿动\\2020版 选考总复习 学生用书 生物（四省市）（鲁津京琼）\\989.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "F:\\课件 勿动\\2020版 选考总复习 学生用书 生物（四省市）（鲁津京琼）\\989.tif" \* MERGEFORMATINET
(1)方法一中，研究人员需对实验小鼠注射　　　　，使其　　　　，从而获得更多的卵母细胞。用SrCl2溶液处理激活卵母细胞，在体外选用特制的培养液培养至　　　　期，从内细胞团中分离、筛选出胚胎干细胞。采用这种方法获得的单倍体胚胎干细胞称为孤雌单倍体胚胎干细胞。
(2)采用方法二可获得孤雄单倍体胚胎干细胞。受精阶段，防止多精入卵的第一道屏障是　　　　。研究人员用特定方法去除细胞M中的　　　　原核，再对处理后的细胞进行进一步的培养、分离和筛选。
(3)研究发现，小鼠单倍体胚胎干细胞存在自发二倍体化的现象。可以通过测定并分析细胞内DNA分子的含量，或利用显微镜观察细胞中的染色体数目进行确定，最好选择处于　　　　　　　　(写出分裂类型及时期)的细胞进行观察。
(4)现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全和伦理问题，下列说法错误的是(　　)
A.对于转基因生物，公众在食物安全、生物安全和环境安全方面产生了争论
B.生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等
C.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
D.我国对于“克隆人”这一技术总体来说是禁止生殖性克隆和治疗性克隆
答案　(1)促性腺激素　超数排卵　囊胚　(2)透明带反应　雌　(3)有丝分裂中期　(4)D

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