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高中生物选修3教学案：第三章章末达标验收
资料简介
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一、知识达标|用课标之要求自检所学知识
课标要求1 简述动物胚胎发育的基本过程
[知识回顾]
1．生殖细胞的形成过程是怎样的？
2．什么是受精作用？主要包括哪些过程？
3．动物早期胚胎发育的基本过程包括哪些时期？
课标要求2 简述胚胎工程的理论基础
[知识回顾]
1．哺乳动物体外受精的原理是什么？主要包括哪些步骤？
2．动物早期胚胎培养基本原理是什么？常用的方法有哪些？
3．什么是胚胎移植技术？胚胎移植技术有哪些应用？
课标要求3 举例说出胚胎干细胞的移植
[知识回顾]
1．胚胎干细胞的主要特点有哪些？
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2．试举例说出胚胎干细胞的移植在基础生物学研究、医疗、畜牧业等方面的广泛应用及其发展前景。
3．胚胎干细胞的研究对人类社会发展带来哪些影响？
课标要求4 举例说出胚胎工程的应用
[知识回顾]
1．胚胎工程在畜牧业、医学实践等领域有哪些应用？
2．胚胎工程的发展对生产力的发展是否有促进作用？
3．收集和分析胚胎工程研究和发展方面的资料。
二、能力达标|在综合检测中评价自我
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题2分，共50分)
1．精子和卵子在发生上的重要区别是( )
A．受精前精子有获能反应，卵子没有
B．卵泡的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，而精子的形成是在性成熟之后
C．精子和卵子的发生过程都是间断的
D．卵原细胞的增殖过程是有丝分裂，而精子则是减数分裂
解析：
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选B 精子和卵子在发生过程中有很多不同之处，其中卵泡的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，而精子的形成是在个体性成熟后；受精前精子有获能反应，而卵子也有准备过程；卵子的发生在胎儿期，出生后暂停，至性成熟时才继续发育，而精子的发生是在性成熟后；卵原细胞和精原细胞的增殖都是有丝分裂，卵子和精子的发生都是减数分裂。
2．下列反应不属于精子入卵后发生的是( )
A．精子尾部脱落
B．卵母细胞完成减数第一次分裂
C．雌、雄原核的形成与融合
D．在卵细胞膜和透明带之间出现两个极体
解析：选B 卵母细胞的减数第一次分裂是在受精之前完成的。
3．受精时精子穿入( )
A．卵原细胞 B．初级卵母细胞
C．次级卵母细胞 D．成熟卵细胞
解析：选C 受精时，获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带、细胞膜，然后精子和卵子的细胞核融合，完成受精作用，形成受精卵。
4．采集卵母细胞的方法有抽吸法和机械破碎法，以下叙述错误的是( )
A．抽吸法可以有目的地选择卵泡
B．抽吸法更适合用于小动物
C．机械破碎法可以得到大量的卵母细胞
D．机械破碎法可能刺伤卵子
解析：选B 抽吸法不能用于小动物。
5．在高等动物的胚胎发育过程中，从哪一个阶段开始发生了细胞分化( )
A．卵裂 B．桑椹胚
C．囊胚 D．原肠胚
解析：选C 当胚胎发育至囊胚时，胚胎开始分化，形成滋养层和内细胞团。
6．关于桑椹胚和囊胚的下列说法，不正确的是( )
A．桑椹胚的各细胞的结构和功能基本相同
B．囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变
C．囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的
D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异
解析：选C 细胞分化是基因选择性表达的结果，而不是遗传物质突变的结果。
7．关于哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是( )
A．合子形成后立即进入子宫内进行有丝分裂
B．卵裂时随着细胞数目的增加胚胎总体积也随之增大
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C．桑椹胚阶段的每个细胞都属于全能细胞
D．内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
解析：选C 合子在输卵管内形成后就开始进行有丝分裂；卵裂期细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，甚至略有缩小；滋养层将发育为胎盘和胎膜，内细胞团发育为胎儿各种组织。
8．下列不属于X精子与Y精子之间差异的是( )
A．DNA含量 B．质量和体积
C．染色体数目 D．表面膜电荷
解析：选C 同种生物的精子染色体数目相同。
9．下列生物技术不需要进行胚胎移植的是( )
A．克隆绵羊
B．培育优良品种试管牛
C．制备单克隆抗体
D．培育分泌人的抗体的转基因羊
解析：选C 单克隆抗体的制备所需的技术手段是动物细胞融合和动物细胞培养。培育分泌人抗体的转基因羊的过程：首先将人的抗体基因与运载体结合，然后导入羊的受精卵中，将其在体外培养成早期胚胎后，移入母羊子宫内发育直到出生。
10．下列说法符合胚胎移植生理学基础的是( )
A．供、受体的发情时间要一致，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致
B．供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置相同或相似
C．受体子宫与外来胚胎发生排斥反应，是胚胎移植过程需要重点克服的难题
D．胚胎移植产下的个体在遗传性状上与受体母畜相似
解析：选A 胚胎移植前，一般采用注射激素的方法使供、受体母畜发情时间一致，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，以保证胚胎移植后的恢复和继续发育。选项B叙述正确，但不属于胚胎移植生理学基础的内容；受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应；受体仅为供体胚胎提供发育的环境和营养，不改变胚胎的遗传性状。
11．下列有关胚胎工程叙述正确的是( )
A．内细胞团的胚胎干细胞具有发育的全能性，体外培养可发育成新个体
B．培养胚胎干细胞过程中加入胚胎成纤维细胞是为了促进细胞分化
C．进行早期胚胎体外培养时，需配制不同成分的营养液，以培养不同发育时期的胚胎
D．通过胚胎干细胞核移植，可以培育出与细胞核供体完全相同的复制品
解析：
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选C 内细胞团的胚胎干细胞具有发育全能性，可以分化形成不同种类的体细胞，但动物细胞体外培养时一般不能发育成新个体；胚胎成纤维细胞可以分泌一些抑制细胞分化的物质，满足促进干细胞生长的同时抑制干细胞分化，所以在培养胚胎干细胞时，一般是用胚胎成纤维细胞铺在培养皿底层作为饲养层；细胞核移植技术获得的个体的细胞核基因来自供体，但细胞质基因来自受体细胞，故新个体不可能与供体完全相同。
12．关于胚胎分割移植，以下说法正确的是( )
A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体
B．胚胎分割次数越多，产生的新个体也越多
C．胚胎分割移植属于有性生殖
D．胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎
解析：选A 胚胎分割是将一枚胚胎分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体以获得同卵双生或同卵多生的后代，故胚胎分割移植可产生基因型完全相同的新个体。如果胚胎是由受精卵发育而来的，则为有性生殖，若是通过核移植技术得到的重组细胞发育来的，则为无性生殖；分割次数不能太多，否则由于切割时的损伤或营养物质过少，细胞不能发育。
13．下列细胞中属于干细胞的是( )
A．皮肤的角质层细胞 B．皮肤的生发层细胞
C．皮肤中的汗腺细胞 D．皮下脂肪细胞
解析：选B 皮肤的角质层细胞、汗腺细胞和皮下脂肪细胞都是高度分化的细胞，不能再分化为其他组织细胞，故都不属于干细胞；生发层细胞具有很强的分裂增生能力，分裂产生的细胞向外分化为表皮细胞，向内分化为真皮细胞。
14．下列哪种技术，在世界范围内，可做到胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，代替了活畜引种，节约购买种畜的费用( )
A．体外受精技术 B．胚胎移植技术
C．胚胎分割技术 D．胚胎冷冻保存技术
解析：选D 胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。其优势是可以使胚胎移植不受时间和地域限制，简化引种过程，节约费用。
15．(天津高考)下列有关干细胞的叙述，错误的是( )
A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C．组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程
D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病
解析：选B 自体干细胞不属于异物，不会引起自身的免疫排斥反应；胚胎干细胞具有全能性，在体外培养可以增殖、分化；组织细胞的更新包括增殖、分化和凋亡过程；造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病。
16．下列属于胚胎工程最后一道“工序”的是( )
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A．体外受精 B．早期胚胎培养
C．胚胎移植 D．胚胎分割
解析：选C 胚胎工程通常的程序是体外受精、早期胚胎培养、胚胎分割，最后进行胚胎移植。
17．利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是( )
①组织培养 ②细胞融合
③动物胚胎移植 ④克隆羊技术
A．①② B．②③
C．① D．①④
解析：选C 组织培养是由同一生物个体的细胞进行分裂分化形成新个体，属于无性生殖，因而新个体中具有一种亲本的遗传性状。细胞融合是由两个细胞融合到一起，融合后的细胞同时具有原来两个细胞的遗传物质。动物胚胎移植本质仍是有性生殖，只不过当受精卵卵裂到一定阶段后找一个代孕场所，同样具有两个亲本的遗传性状。克隆羊技术中“多利”的产生是指把一乳腺细胞的细胞核移植到另一个去核的卵母细胞中，发育形成新个体的基因主要来自乳腺细胞的细胞核，也有少数基因来自卵母细胞线粒体中的DNA。
18．某人因大面积烧伤需要皮肤移植，下列哪种来源的皮肤最容易移植成功( )
A．将父母的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤
B．将兄弟或姐妹的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤
C．将子女的胚胎干细胞定向诱导分化成的皮肤
D．自己的皮肤细胞经细胞培养技术培育成的皮肤
解析：选D 进行器官移植时，需慎重选择供体器官，以免出现免疫排斥现象。用自己的皮肤细胞经细胞培养技术培育成的皮肤进行移植，可以解决免疫排斥问题。
19．下列关于胚胎干细胞的应用中最具争议的是( )
A．利用干细胞治疗疾病
B．加速改良和生产优良动物品种
C．骨髓移植
D．人胚胎干细胞克隆
解析：选D 人早期胚胎的研究和克隆，可能导致克隆人的出现，这将会给法律、伦理、国家和社会安全等带来空前的冲击，因而人胚胎干细胞克隆最具争议。
20．下列不属于胚胎干细胞的用途的是( )
A．阐明细胞分化中各调节因子的作用机制
B．在试管中改良并创造动物新品种
C．生产有价值的药物
D．培育超级小鼠
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解析：选D 干细胞研究在生物科学基础理论研究中具有极其重要的作用。如细胞分化是发育生物学的核心问题之一，利用干细胞就可以将复杂的问题简单化，有利于阐明细胞分化中各调节因子的作用机制。利用胚胎干细胞，可以在试管中改良并创造动物新品种，再结合基因工程等技术可以培育出生长快、抗病力强、高产的家畜品种以及生产有价值的药物等。超级小鼠是基因工程的产物。
21．人体骨髓中的造血干细胞在体内环境下能分裂、分化形成红细胞、白细胞和血小板。科学研究发现，在体外一定条件下培养造血干细胞，它可以分裂、分化形成神经细胞。下列有关的叙述中，不正确的是( )
A．三种血细胞的分化形成是基因选择性表达的结果
B．只有造血干细胞具有控制神经细胞性状的基因
C．只有离体培养的细胞才能表现出全能性
D．在生物体内细胞分化的过程一般是不可逆转的
解析：选B 细胞分化是基因选择性表达的过程，分化过程中基因并没有发生改变，故人体的所有体细胞中都含有控制神经细胞性状的基因。细胞表现全能性的一个重要条件是离体培养；生物体内细胞分化是不可逆的过程。
22．(江苏高考)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )
A．对供体和受体母牛都要进行相同激素处理
B．受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行
C．对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植
D．胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低
解析：选D 对供体和受体母牛进行同期发情处理，所用激素相同，但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素，对受体母牛则不需要；受精可在体内进行；冲卵得到的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚方可移植；到目前为止，最常见的是分割产生的同卵双胎，而同卵多胎成功率很低。
23．胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以分裂、分化形成各种组织干细胞，再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列叙述错误的是( )
A．培养胚胎干细胞可以维持不分化的状态，也可以诱导分化为不同类型的组织细胞
B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C．造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的
D．如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常，当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型都正常
解析：
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选D 胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料，在一定条件下培养，可以维持不分化的状态；在加入诱导因子后，又可以诱导其向不同类型的组织细胞分化。胚胎干细胞能够不断分裂，因而有细胞周期，神经细胞不再分裂，因而没有细胞周期；正常情况下，细胞分化都是不可逆的过程。通过转基因技术，只是成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其恢复正常造血功能，而没有改变其生殖细胞的血友病基因，该女子仍然会产生带有血友病基因的卵子，因而其所生子女中可能有患者。
24．现在有一个婴儿，在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治疗。关于这个实例，说法正确的是( )
A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性
B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子的所有疾病
C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术
D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物
解析：选C 要获得由该婴儿干细胞培育出的器官，需用到细胞培养技术；用干细胞培育出人体器官，不需要细胞表现出全能性；理论上任何涉及丧失正常细胞功能的疾病，都可通过移植由干细胞分化来的特异细胞或组织治疗，但不是所有疾病都能治疗，如传染病；用自身细胞经培育成的组织、器官移植，不会出现免疫排斥，所以不用长期使用免疫抑制药物。
25．科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞——“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法，正确的是( )
A．iPS细胞分化为神经细胞的过程体现了细胞的全能性
B．iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一般不具有细胞周期
C．iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞”在分裂时很容易发生突变
D．iPS细胞分化成人体多种组织细胞，是因为它具有不同于其他细胞的特定基因
解析：选B 全能性是指体细胞发育为完整个体的能力，“iPS细胞”分化为多种组织细胞的过程不能体现细胞的全能性；细胞分化是基因选择性表达的结果；由题意知，“iPS细胞”同人体细胞一样，具有人体生长发育的全套遗传物质。
二、非选择题(共50分)
26．(10分)(福建高考)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。
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(3)步骤③中，需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据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达载体，所选择的表达载体上应具有________酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况，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。
解析：(1)步骤①为动物核移植，核移植是将动物一个细胞(上皮细胞)的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。(2)步骤②为动物细胞培养，当培养到囊胚期时，可从其内细胞团分离出胚胎干细胞(ES细胞)。(3)利用PCR技术获取目的基因(Rag2基因)的前提是要有一段已知目的基因(Rag2基因)的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。由于Rag2基因的两侧是用HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶剪切的，为了将该片段直接连接到表达载体上，也应用HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶剪切载体，以确保产生的末端一致，再利用DNA连接酶连接起来，故所选择的表达载体上应具有HindⅢ限制酶和PstⅠ限制酶的酶切位点。(4)为了检测目的基因(Rag2基因)是否表达出蛋白质，可采用抗原－抗体杂交技术，因此可用抗Rag2蛋白的抗体与治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质(抗原)进行杂交实验。
答案：(1)细胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列 HindⅢ和Pst I限制 (4)蛋白质
27．(13分)克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：
(1)图中所涉及的现代生物技术有________和________等。若让动物1能够产生出人体胰岛素，还需要的技术是____________________。
(2)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与雄性动物相同，这说明________________具有全能性，早期胚胎发育在________阶段以前的细胞都是全能细胞。
(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的________。
(4)图中“从内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。
解析：
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(1)克隆动物的培育过程的技术核心就是动物细胞核移植技术，得到的重组细胞发育成克隆动物的过程需要早期胚胎培养技术(动物细胞培养)和胚胎移植技术；若要克隆动物表现出其他生物的性状，需要通过基因工程定向改造。(2)动物体细胞核移植体现的是动物体细胞核的全能性；早期胚胎发育到囊胚阶段开始出现分化的细胞，由受精卵发育到桑葚胚阶段没有细胞分化，细胞都具有全能性。(3)动物细胞的体外培养需要加入动物血清或血浆以保证全面的营养，培养过程中需要适宜的温度、pH等条件。(4)动物细胞体外培养时取出的组织块需要利用胰蛋白酶处理，使其分散为单个细胞再进一步培养。
答案：(1)动物细胞核移植 胚胎移植 动物细胞培养(任填两项即可) 基因工程(或DNA重组技术)
(2)体细胞核 桑葚胚
(3)血清、血浆 温度和pH
(4)胰蛋白酶
28．(15分)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)图中数字标号代表的结构名称是①____________；②______________；③______________。
(2)d操作的名称是________，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂。
(3)图中需给良种奶牛注射激素，其目的是促进母牛________。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜__________________。
(4)过程h常用的方法是________。为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有________以便于进行检测。
(5)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到____________________阶段的早期胚胎进行________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于________条件下。
解析：(1)图中①②③为囊胚结构，①为滋养层；②为囊胚腔；③为内细胞团。(2)c操作为胚胎分割，d操作为将胚胎移植到母牛子宫即胚胎移植。(3)为促进良种母牛多排卵，以获得更多的卵母细胞要用激素处理良种母牛。活细胞的细胞膜有选择透过性不能被染色。(4)图中过程h是将外源基因导入受精卵，通常用显微注射法，为了确定目的基因导入受精卵，构建的基因表达载体需要有标记基因，便于检测。(5)胚胎分割产生的后代遗传物质都相同，一般对桑葚胚或囊胚进行分割。保存胚胎应将其保存于冷冻或液氮条件下。
答案：(1)①滋养层 ②囊胚腔 ③内细胞团
(2)胚胎移植
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(3)多排卵 对物质的吸收具有选择透过性
(4)显微注射法 标记基因
(5)桑葚胚或囊胚 胚胎分割 冷冻或液氮
29．(12分)下图所示为人类“治疗性克隆”的大体过程，请据图作答：
(1)人类“治疗性克隆”属于生物工程的________技术。
(2)在正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中的______________期细胞。
(3)核移植成功后，用物理或化学方法激活受体细胞，目的是________________________。
(4)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)按上述方法克隆器官移植方面的主要优点是________________________________
________________________________________________________________________。
(6)我国禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。请谈谈为什么要反对生殖性克隆人？(答出两点即可)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)治疗性克隆需应用核移植、动物细胞培养等技术手段，因而属于细胞工程技术。(2)体细胞核移植中所用卵母细胞应是处于减数第二次分裂中期的细胞。(3)核移植成功后用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。(4)在目前技术条件下，动物体细胞核在体细胞中还不能表达全能性，而卵细胞的细胞质可以提供体细胞核表达全能性的环境。因而科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养。(5) 通过图示方法形成的克隆器官，细胞核是患者提供的，无免疫排异反应，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。(6)治疗性克隆属于细胞工程，克隆人属于胚胎工程。克隆人严重违反人类伦理道德，冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念。
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答案：(1)细胞工程
(2)减数第二次分裂中
(3)使其完成分裂和发育进程
(4)体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境
(5)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
(6)克隆人严重违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念
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