2023年新高考生物专题强化练 19：试管动物、克隆动物与转基因动物

这是一份2023年新高考生物专题强化练 19：试管动物、克隆动物与转基因动物，共11页。
（2021·山东日照期末）如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是 （ ）
A.①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B.②代表体外胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，无细胞分化
C.③代表胚胎分割，需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育
D.⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关
(2022·临朐一中调研)精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，下图表示用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是( )
A.①过程需将成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理
B.②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自于父母双方
C.②③过程所用培养液的成分相同且都加入动物血清
D.上述过程中，需要对代孕母鼠用相关激素进行同期发情处理
(2021·辽宁选择性考试)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是( )
A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
下列有关试管婴儿及试管动物和体外受精的叙述，正确的是( )
A．通过试管婴儿繁育后代的过程属于有性生殖
B．试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精等
C．试管婴儿能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子
D．从雌性体内采集的卵子或卵母细胞均需体外培养后，才能与获能的精子受精
《本草纲目》提到：“羊乳甘温无毒，润心肺，补肺肾气”中医一直把羊奶看作对肺和气管特别有益的食物。如图表示研究人员利用胚胎工程繁育优质高产奶羊的过程，下列说法不正确的是( )
A．通过①～⑤繁育高产奶羊的过程与克隆羊的原理不同
B．过程⑤是否成功与供体和受体生理状态的一致性密切相关
C．进行胚胎性别鉴定时，要选择滋养层细胞进行DNA分析
D．不同生物进行过程⑤的时期不同，但移植胚胎都不能晚于桑葚胚期
以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：
(1)图中c的操作名称是__________________，d、f的操作名称是________________。
(2)图中A牛和B牛的性别________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)。
(3)c过程一般是将发育到______________(阶段)的早期胚胎进行处理，再植入受体内。操作过程中应注意将③__________均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，该技术的意义在于________________________。
(4)用于移植的胚胎除图中所示的途径外，还可以来自____________等。
现代社会压力使人类的作息时间很难严格遵循于体内的生物钟。因为加班、频繁跨越时区、熬夜、肥胖等，越来越多的人面临着生物钟紊乱的困扰，导致失眠、睡眠中断、日间过度嗜睡，与人交流出现障碍等问题。2019年我国科研团队获得了5只基因BMAL1缺失(或敲除)的克隆猴，极大推动人类脑疾病机理研究、早期诊断与干预及药物研发等相关领域研究。下图为克隆猴的步骤，回答下列问题：
(1)5只克隆猴是科学家利用________________________技术获得的。首先需将A猴卵母细胞培养至____________________期，并通过________法进行去核，然后将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞形成重构胚。
(2)重构胚进行体外培养时，需要提供适宜的营养条件和环境条件，其中培养液需要特意加入的天然成分是________。为保证无菌、无毒的环境，具体操作有________________________________________________________________________________(答两点)。然后将细胞置于____________________________中进行培养。将得到的胚胎移植到经过______________处理的代孕母猴体内，最终产出克隆猴。
(3)为判断是否是真的克隆猴，研究团队仔细检测了这些克隆猴的基因型，发现细胞核基因型______________，线粒体基因型______________________________，而与生出它们的代孕猴无关，由此证明5只小猴是真的克隆猴。
(4)为了验证这5只基因敲除猴是否存在昼夜节律紊乱问题，科学家给猴子们佩戴了“小米手环”等检测设备，可以随时监测到它们的昼夜活动情况，通过行为学分析检测了其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为__________________________________________________________________________________________________________。观察发现，与对照组相比，实验组猴的神经内分泌激素褪黑素分泌减少；与睡眠剥夺、抑郁症以及衰老等相关的基因表达增强；不再按照24小时的周期活动，在夜间活动明显增多，有人靠近时双手抱头，蜷缩在角落里，不敢活动。由此证明______________________________________________________。
(5)以上研究表明基因BMAL1的确是调节生物节律的核心关键基因，5只小猴也首次成为国际上成功构建的遗传背景一致的疾病猴模型。请你指出基因敲除模型克隆猴在科学研究上有哪些优势？
(2020·海南省高考模拟，25)试管婴儿技术不仅为部分不育的夫妇提供生育的机会，也给一些遗传病患者生育健康的下一代带来希望。回答下列问题。
(1)在采集卵母细胞之前，需要给供卵者注射适量的促性腺激素，目的是_____________________________________________________________________。
(2)从卵巢中吸取的卵母细胞，不能直接与获能精子受精，原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)受精过程中，卵母细胞会发生透明带反应和卵细胞膜反应，作用是_____________________________________________________________________。
(4)利用设计试管婴儿技术，在胚胎植入母体孕育前，需要对胚胎进行遗传学诊断，筛除 的胚胎，有利于生育健康的下一代。如果滥用设计试管婴儿技术， 将会对社会产生负面影响。滥用设计试管婴儿技术的表现之一是将该技术用于设计 。
(2021·江西南昌期末)美国新希望生殖医学中心张进团队于2016年10月19日在美国生殖医学学会会议上正式宣布，世界首个细胞核移植“三亲”男婴已于2016年4月诞生。如图是该男婴的培育过程示意图，请据图回答问题：
(1)上述“三亲婴儿”的核DNA由母亲甲和父亲丙提供，质DNA由捐赠者乙提供。由此可见，“三亲婴儿”的意义在于可以避免子代 遗传病的发生。
(2)过程③在体外进行时需要对精子进行 处理，某时期的卵母细胞应处于 期。
(3)过程④是早期胚胎培养，需将受精卵移入发育培养液继续培养。体外培养需要满足的条件有无毒无菌的环境、充足的营养、适宜的温度和pH，并置于
的混合气体的培养箱中进行培养。
(4)过程⑤是 技术，可以取 的滋养层细胞对移植前的胚胎进行性别鉴定，采用SRY—PCR的鉴定方法，在该PCR扩增过程中若消耗引物分子14个，则DNA扩增了 次。
(2021·安徽阜阳模拟)如图为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程，据图回答下列问题。
(1)克隆动物培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是 技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为后者是 (填“无性”或“有性”)生殖。
(2)一般用 激素对供体母牛做超数排卵处理。用孕激素处理受体牛以利于胚胎移植。一般用 对牛的精子进行获能处理。
(3)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立 ，但移入受体的供体胚胎的 在孕育过程中不受任何影响。
(2022·泰安十九中月考)2018年1月25日，我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，流程如图所示，①～⑥表示过程，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请分析回答：
(1)2001年，美国科学家已经培育出胚胎细胞核移植猴，获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是________________，恢复其全能性较难。
(2)进行过程①时，细胞培养的培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前者含有________。在进行细胞原代培养时会出现________和细胞接触抑制现象。
(3)动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是________，去掉卵母细胞细胞核的目的是___________________________________________________________。
(4)图中过程⑤用到胚胎移植技术，其实质是早期胚胎在________________条件下空间位置的转移。
(5)研究人员在确定去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的作用时，做了两组实验，其中A组用正常培养液培养融合细胞，B组用正常培养液培养注入了Kd4d的mRNA的融合细胞，实验结果如下图所示。分析实验数据可知，Kd4d的mRNA的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
注：X为融合细胞发育成的胚胎数；Y为囊胚数；Z为内细胞团数。
(6)假如用胚胎分割移植的方式来克隆食蟹猴，依据的原理是________________，胚胎分割时应注意的问题是____________________________________________
___________________________________________________________________。
参考答案
【答案】D
【解析】①代表体外受精，体外受精前和体内受精前精子均需要获能，A错误；
②代表体外胚胎培养，该过程中细胞进行有丝分裂，当胚胎发育至囊胚阶段，会开始进行细胞分化，B错误；③代表胚胎分割，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，而桑葚胚阶段的胚胎还未形成内细胞团，C错误；⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关，要对供、受体母牛进行同期发情处理，使供体和受体的生理状态相同，D正确。
【答案】D
【解析】精子获能处理是用含有肝素或钙离子载体的溶液，而非ATP溶液，A错误；②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自于父母双方和外源基因，B错误；②为体外受精过程，③为早期胚胎培养过程，这两个过程所用培养液的成分不完全相同，C错误；胚胎移植时，需对供体和受体使用激素进行同期发情处理，以保证胚胎移植入相同的生理环境，D正确。
【答案】B
【解析】后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于甲、乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。
【答案】A
【解析】试管动物是指通过人工操作使卵子和精子在体外受精，经培养发育为早期胚胎后，再进行移植产生的个体，因此属于有性生殖，A正确；试管牛所采用的技术中不包含克隆技术，B错误；试管婴儿能解决部分不孕不育症，但不能使不能产生精子或卵子的夫妇得到自己的孩子，C错误；在输卵管中获得的成熟的卵子可直接与获能的精子受精，在卵巢内采集的卵母细胞需体外培养后，才能与获能的精子受精，D错误。
【答案】D
【答案】(1)胚胎分割 胚胎移植
(2)相同
(3)桑葚胚或囊胚 内细胞团 促进优良动物品种的繁殖
(4)核移植技术
【解析】(1)分析题图可知，a过程是体外受精，b过程是早期胚胎培养，c操作是胚胎分割，d、f操作是胚胎移植。
(2)分析题图可知，图中A牛和B牛是胚胎分割的产物，故基因型相同，性别相同。
【答案】(1)动物细胞核移植 减数分裂Ⅱ中 显微操作
(2)动物血清 培养液和培养用具进行灭菌处理、在无菌环境下进行操作、定期更换培养液 CO2培养箱(或95%空气和5%CO2的培养箱) 同期发情
(3)与B猴相同 有的与A猴相同，有的与B猴相同
(4)给没有做基因敲除的猴子佩戴检测设备，检测他们的活动，分析其是否明显表现出类似精神分裂症的症状 5只基因敲除猴确实存在昼夜节律紊乱问题
(5)利用多只基因敲除模型猴进行实验，可以最大程度排除实验猴因遗传背景不同而对实验结果的影响，同时模型猴对于生物节律紊乱相关药物的研发有着显著的助益。
【答案】(1)增加排卵量
(2)从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟，需要培养到减数分裂Ⅱ中期，才具备与精子受精的能力
(3)防止多精入卵受精
(4)有遗传缺陷 婴儿性别
【解析】(1)促性腺激素可作用于性腺，使性腺产生更多的生殖细胞，因此给供卵者在采集卵母细胞之前注射适量的促性腺激素以增加排卵量。(2)从卵巢中吸取的卵母细胞是还没有成熟的细胞，需要培养到减数分裂Ⅱ中期，才具备与精子受精的能力。(3)受精过程中，为保证一个精子与一个卵细胞结合，防止多精入卵，卵细胞采取的措施是透明带反应和卵细胞膜反应。(4)在利用设计试管婴儿技术时，为防止生出有遗传缺陷的不健康婴儿，应对植入母体的胚胎进行遗传学诊断；设计试管婴儿所引发的伦理问题主要是将此技术用于设计婴儿性别及不适合的胚胎处理问题。
【答案】(1)细胞质DNA (2)获能 MⅡ中 (3)含95%空气和5%CO2 (4)胚胎移植 囊胚期 3
【解析】(1)分析题图，题图中“三亲婴儿”由重组卵子与父亲丙产生的精子结合而成的受精卵发育而来，而重组卵子由母亲甲卵母细胞的细胞核与捐献者乙去核的卵母细胞重组而成。可见，该“三亲婴儿”的核DNA由母亲甲和父亲丙提供，质DNA由捐献者乙提供。由于线粒体(母方)来自捐献者乙的卵母细胞，因此“三亲婴儿”的意义在于可以避免子代细胞质DNA遗传病的发生。(2)③过程为体外受精，在体外进行时需要对精子进行获能处理。只有处于MⅡ中期的卵母细胞才具有受精能力，所以体外受精时，卵母细胞应处于MⅡ中期。(3)过程④是早期胚胎培养，需将受精卵移入发育培养液中继续培养。体外培养需要满足的条件包括无菌无毒的环境、充足的营养、适宜的温度和pH，并置于含95%空气与5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养。(4)过程⑤是胚胎移植技术，可以取囊胚期的滋养层细胞对移植前的胚胎进行性别鉴定。在PCR扩增过程中，每个新形成的子链都含有一个引物，而PCR利用的是DNA双链复制的原理，依据DNA分子的半保留复制，若消耗引物分子14个时DNA扩增了n次，则有2n×2－2＝14，解得n＝3。
【答案】(1)核移植 有性 (2)促性腺 获能液 (3)正常的生理和组织联系 遗传特性
【解析】(1)克隆动物的培养过程与图示繁殖过程相比特有的技术手段是核移植技术，这两种繁殖动物的方式相比，实质性的区别为后者是有性生殖。(2)一般用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。一般用对牛的获能液的精子进行获能处理。(3)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
【答案】(1)体细胞分化程度高
(2)血清 细胞贴壁生长
(3)显微操作法 保证克隆动物的遗传物质几乎全部来自供体细胞的细胞核
(4)相同生理环境
(5)提高融合细胞发育成囊胚的成功率和囊胚中内细胞团的形成率
(6)细胞的全能性 切割囊胚阶段的胚胎要将内细胞团均等分割
【解析】(1)动物体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植是因为体细胞分化的程度高，恢复其全能性较难。(2)图中①是培养成纤维细胞的过程，该过程采用的是动物细胞培养技术，在培养动物细胞时，培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前者含有血清。细胞原代培养时会出现贴壁生长和接触抑制的现象。(3)动物细胞核移植技术中普遍利用显微操作法去核，去掉卵母细胞核的目的是保证克隆动物的遗传物质几乎全部来自供体细胞的细胞核。(4)过程⑤为胚胎移植，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。
(5)分析图中数据，将正常培养的A组与向融合细胞中注入去甲基化酶(Kd4d)的mRNA的融合细胞B组数据进行对照分析，后者的融合细胞发育成囊胚的成功率、囊胚中内细胞团的形成率都高于前者，说明Kd4d的mRNA既能提高融合细胞发育成囊胚的成功率，又能提高囊胚中内细胞团的形成率。(6)胚胎分割移植依据的原理是细胞的全能性，胚胎分割的时期通常是桑葚胚或囊胚期，囊胚期分割时应注意切割囊胚阶段的胚胎要将内细胞团均等分割。