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

2020年10月16日发(作者：张大山)
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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

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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
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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
场所
时期
精子的发生
睾丸的曲细精管
从初情期开始
卵子的发生
卵巢 输卵管
胚胎在性别分化以后
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是否变形
细胞质分裂
结果
MⅠ和MⅡ是否连续
变形
均等
形成4个精子细胞
连续

不变形
不均等
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:

①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。

② 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。)

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③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

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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

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受精卵( 个体发育的 起点 )




每一个细胞都具
卵裂 分裂方式:

有发育成完整胚
每个细胞体积:

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。

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（2）
试管动物与克隆动物的比较

试管动物
生殖
体外受精、
克隆动物
生殖

技术、 胚胎移植
生殖方式
技术手段
（3）
是否遵循遗传规律
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



①对小型动物( 如小鼠、 兔、 猪羊等) 一般采用 :




中采集卵母细胞或从 的卵巢中吸取卵母细胞。( 此
用


对大型动物( 如牛等) 一般采用从屠宰场已屠宰母畜的 ②
( 2) 精子的采集和获能

采集方法




① : 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
② : 适于猪和犬等体型较小, 易于控制的家
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① : 即将收集的精子放入人工配制的
② : 即将精子放在一定浓度的 或钙

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）
（2）
培养目的: 检测 和 的发育能力

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8～16个细胞阶段移植。)

4、 ”试管牛”工厂化生产的技术流程图









采集良种母牛的卵采集良种公牛的精
卵母细胞的 精子

MⅡ中
受


早期胚胎( 适宜阶
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受体牛

妊娠分
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

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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


















选择 供体母受体母牛



超数排卵
供
体
或
收集胚
胚胎移
质量检查、 培养
( 发育
妊娠检
分娩( 产下胚胎
℃ 中
( 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

①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。

②哺乳动物的早期胚胎形成后, 在一定时间内 与母体子宫
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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。

③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。

④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

①一般应在 的雌性供体和受体之间进行

②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
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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。

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( 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。

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( 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:

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( 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

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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。

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①图中X 表示 过程。

②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)

Rag
2
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Rag
2
基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流
程如图:

( 1) 步骤①中, 在核移植前应去除卵母细胞的 。

( 2) 步骤②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③中, 需要构建含有基因Rag
2
的表示载体。能够根据
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Rag
2
基因的

设计引物, 利用PCR技术扩增Rag
2
基因片段。
用HindIII和PstI限 制

酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag
2
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Rag
2
基因的表示情况, 可提取治疗后小鼠骨髓细胞
的 , 用

抗Rag
2
蛋白的抗体进行杂交实验。

4、 ( 新课标卷Ⅰ) 【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: T
4
溶菌酶在温度较高时易失去活性, 科学家对编码T
4
溶
菌酶的基因进行改造,

使其表示的T
4
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T
4
溶菌酶
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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T
4
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。

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( 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。

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( 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) ①、 反转录 ②、 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 HindⅢ和
PstⅠ ( 4) 蛋白质

【解析】( 1) 步骤①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。

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( 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③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 HindⅢ和PstⅠ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HindⅢ和
PstⅠ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
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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。