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《第2章 細(xì)胞工程》第3節(jié) 胚胎工程二 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用必會知識 
考點梳理
拓展延伸易錯警示必會知識一 試管動物技術(shù)1．試管動物技術(shù)：是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生個體的技術(shù)。2．重要應(yīng)用—良種培育：試管動物技術(shù)實現(xiàn)了良種動物的快速大量繁殖。3．技術(shù)手段：該技術(shù)首先要做的是體外受精和早期胚胎的培養(yǎng)，然后進(jìn)行胚胎移植。必會知識二 體外受精1．基本步驟：卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)，精子的采集和獲能，受精。
2．卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)采集方法適用范圍采集過程采集后的操作舉例輸卵管沖取法(也叫超數(shù)排卵法)實驗動物利用促性腺激素促使雌性動物排出更多的卵子，從輸卵管中沖取卵子。可直接與獲能的精子在體外受精小鼠、兔、豬、羊等已屠宰動物卵巢內(nèi)采集大型動物或大家畜從已屠宰的雌性動物體內(nèi)摘取卵巢，再從卵巢中采集卵母細(xì)胞采集的卵母細(xì)胞都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精牛活體采卵借助超聲波探測儀、內(nèi)窺鏡或腹腔鏡等工具，直接從活體動物卵巢中吸取卵母細(xì)胞3．精子的采集和獲能(1)收集精子的方法：假陰道法(牛、馬等體型大的動物)、手握法(豬、犬等體型較小的動物)、電刺激法(野生或經(jīng)濟(jì)動物)。(2)使精子獲能的方法：直接利用雌性動物的生殖道使精子獲能：將精子培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)液中使其獲能等。獲能液的成分因動物種類不同有所差異，常見的有效成分有肝素、Ca2+載體等。4．受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子，一般情況下都可以在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程。精子和卵子一般要放在培養(yǎng)液內(nèi)共同培養(yǎng)一段時間才能完成受精。必會知識三 胚胎的早期培養(yǎng)1．培養(yǎng)液的成分(1)鹽類：無機鹽和有機鹽類。(2)營養(yǎng)物質(zhì)：氨基酸和核苷酸。(3)調(diào)節(jié)物質(zhì)：維生素和激素。(4)天然物質(zhì)：血清。2．胚胎早期培養(yǎng)的目的(1)精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。(2)當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時可將其取出向受體移植或冷凍保存。必會知識四 胚胎移植1．胚胎移植：是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體叫“受體”。2．胚胎移植的實質(zhì)：胚胎移植實質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移，是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。3．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(1)供體與受體有相同的生理環(huán)境。哺乳動物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，在一段時間內(nèi)，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的，這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。(2)早期胚胎處于游離狀態(tài)。哺乳動物的早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這就為胚胎的收集提供了可能。(3)受體對外來胚胎的認(rèn)可。大量的研究已經(jīng)證明，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能。(4)供體胚胎與受體正常聯(lián)系的建立。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中不受任何影響。4．胚胎移植的基本程序以家畜的胚胎移植為例，胚胎移植主要包括供體、受體的選擇和處理，配種或人工授精，胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存，胚胎的移植，以及移植后的檢查等步驟。以牛胚胎移植為例，如圖所示。
5．胚胎移植的意義(1)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，大大縮短了供體本身的繁殖周期，增加供體一生繁殖后代的數(shù)量。(2)胚胎移植作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)，還將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。必會知識五 胚胎分割1．胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。胚胎分割可以看作動物無性繁殖或克隆的方法之一，因為來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)。2．主要儀器設(shè)備：體視顯微鏡和顯微操作儀。3．選用的胚胎：胚胎分割應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。4．基本操作程序
(1)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚，將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中。(2)在顯微鏡下用分割針或分割刀將胚胎切開，吸出其中的半個胚胎，注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中，或直接將裸半胚移植入受體。(3)還可用分割針分割滋養(yǎng)層，做DNA分析鑒定性別。5．胚胎分割的意義以及現(xiàn)狀(1)可以促進(jìn)優(yōu)良動物品種的繁殖，產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料。(2)在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對于人工控制動物性別、動物繁育健康后代具有重要意義。(3)胚胎分割提高了胚胎的利用率，目前已在許多動物中取得成功，但仍存在一些問題，如剛出生的動物體重偏低，毛色和斑紋上還存在差異等。實踐證明，采用胚胎分割產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的，到目前為止，最常見的是經(jīng)胚胎分割產(chǎn)生的同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小。必備技能 典例精講模型秒殺巧思妙解 必備技能一 體外受精[例1](2023·全國·高二專題練習(xí))下列有關(guān)哺乳動物體外受精的敘述，正確的是( )A．給實驗動物注射促性腺激素，使其產(chǎn)生更多的精子B．采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子受精C．獲能的精子和成熟的卵子要在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中完成受精D．卵母細(xì)胞與精子受精前均已完成減數(shù)分裂Ⅱ必備技能二 胚胎的早期培養(yǎng)[例2](2021春·天津·高二校聯(lián)考期末)下圖是科研人員利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的簡要過程，相關(guān)敘述正確的是( )
A．圖中的早期胚胎指的是囊胚B．過程①中需利用相關(guān)技術(shù)去除早期胚胎外的透明帶C．過程②中可利用滅活的病毒誘導(dǎo)卵裂球細(xì)胞發(fā)生融合D．過程③中為避免代孕母鼠對植入胚胎產(chǎn)生排斥反應(yīng)需注射免疫抑制劑必備技能三 胚胎移植[例3](2023·全國·高三專題練習(xí))下圖表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相應(yīng)的操作過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A．過程①注射相關(guān)激素，使供、受體同期發(fā)情B．過程②注射促性腺激素，達(dá)到超數(shù)排卵的目的C．過程③主要涉及體內(nèi)受精和從卵巢中沖取胚胎D．過程④的主要目的是選擇適合移植的胚胎必備技能四 胚胎分割[例5](2022春·陜西渭南·高二統(tǒng)考期末)胚胎分割能提高胚胎的利用率。下列關(guān)于胚胎分割的敘述，正確的是( )A．胚胎分割移植所產(chǎn)生的后代的遺傳物質(zhì)相同B．胚胎的產(chǎn)生過程和胚胎分割都屬于有性生殖C．胚胎分割次數(shù)對分割后的胚胎成活率無明顯影響D．體外受精獲得的個體與核移植獲得的個體的生殖方式相同必備技能五 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)與細(xì)胞工程的聯(lián)系[例5](2022春·江蘇揚州·高二統(tǒng)考期中)下列圖1是從動物體內(nèi)獲得相關(guān)組織，分散成單個細(xì)胞后，模擬體內(nèi)環(huán)境，使其繼續(xù)生長、增殖的技術(shù)過程圖解，圖2利用胚胎工程培育“試管牛”的基本過程圖解。請據(jù)圖回答問題：
(1)動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)是_______________，此過程在無菌條件下，取出動物組織塊剪碎，用培養(yǎng)液漂洗。然后用_______________酶等處理，形成分散的懸浮細(xì)胞。動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，要使細(xì)胞分散開培養(yǎng)的原因：一是______________________________；二是能保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝產(chǎn)物的及時排出。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的原理和目的不同：動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是_______________，目的是獲得大量的細(xì)胞；植物組織培養(yǎng)的原理是______________________________，目的是獲得新個體。(3)受精卵是胚胎發(fā)育的開端，圖中的卵細(xì)胞須達(dá)到_______________時期，才具備受精的能力，而精子需經(jīng)過_______________過程才能和卵細(xì)胞結(jié)合。(4)若要獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個新個體，可對發(fā)育到_______________階段的早期胚胎進(jìn)行胚胎分割，在胚胎進(jìn)行分割時，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。圖2中過程A稱為_______________，其實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。在操作前要對良種母牛和普通母牛用激素進(jìn)行_______________處理，早期胚胎能在受體內(nèi)正常存活的免疫學(xué)基礎(chǔ)是___________________。(5)胚胎工程是指對動物的胚胎進(jìn)行人為操作和處理以獲得目標(biāo)個體的技術(shù)，下列關(guān)于利用胚胎工程培育優(yōu)質(zhì)奶牛的相關(guān)敘述正確的是( )A．體外受精與體內(nèi)受精不同的是體外受精前精子需要獲能，而體內(nèi)受精前精子不需要獲能B．經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)，可移植的胚胎發(fā)育到原腸胚階段更好C．受精卵發(fā)育成早期胚胎所需營養(yǎng)主要來源于營養(yǎng)液D．胚胎移植能發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖能力，迅速擴大優(yōu)良畜種的數(shù)量，加速優(yōu)良畜種的推廣應(yīng)用必備技能六 胚胎工程的綜合應(yīng)用[例6](2022春·河北石家莊·高二?？计谀?/span>)如圖是胚胎工程技術(shù)研究及應(yīng)用的相關(guān)示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)應(yīng)用1中獲得的小牛，其遺傳物質(zhì)來源于_____(個體)，細(xì)胞B是去核的_____(填某一時期的某種細(xì)胞)。這種牛的產(chǎn)生用到的胚胎工程技術(shù)有_____等(至少答出2種)。(2)應(yīng)用2中牛完成受精的場所是_____(填“體內(nèi)”“體外”或“體內(nèi)或體外”)，胚胎移植后可以通過_____從受體母牛處獲得正常發(fā)育所需要的物質(zhì)。產(chǎn)生這種牛的生殖方式是_____。(3)應(yīng)用3中細(xì)胞C取自_____。(4)應(yīng)用4中通過_____技術(shù)獲得二分胚①和②，同時可以通過取_____細(xì)胞進(jìn)行早期胚胎性別鑒定。必刷好題 基礎(chǔ)演練能力提升巔峰突破1．(2022春·廣東佛山·高二統(tǒng)考期末)體外受精技術(shù)是提高動物繁殖能力的有效措施。下面有關(guān)體外受精的說法，錯誤的是( )A．精子在體外獲能液中的獲能是體外受精的前提B．通過屠宰場收集卵巢或超數(shù)排卵都可以獲得卵母細(xì)胞C．受精前的卵母細(xì)胞需要在體外培養(yǎng)液中成熟至MⅡ中期D．精子釋放多種酶溶解卵細(xì)胞膜外結(jié)構(gòu)是防止多精入卵的機制2．(2022春·江蘇蘇州·高二統(tǒng)考期末)胚胎移植、胚胎分割過程中很多操作環(huán)節(jié)都需進(jìn)行檢查，下列敘述錯誤的是( )A．體外受精后需檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力B．進(jìn)行胚胎移植前需要對供體和受體進(jìn)行免疫檢查C．胚胎移入受體母畜后需對其進(jìn)行是否妊娠的檢查D．胚胎分割時可取囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定3．(2022春·遼寧錦州·高二統(tǒng)考期末)為了加快優(yōu)良牛的繁殖速度，科學(xué)家采用了以下兩種方法。請根據(jù)圖示信息分析，下列正確的是( )
A．試管牛和克隆牛的培育過程中均用到了胚胎移植技術(shù)，均屬于有性生殖B．胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移C．獲得的優(yōu)秀公牛的新鮮精液，可直接用于受精作用D．如圖方法Ⅱ，產(chǎn)生F牛的性別與C相同，性狀也與C完全一致4．(2022春·河南商丘·高二校聯(lián)考期末)如圖為純種荷斯坦小奶牛的繁殖過程，有關(guān)敘述正確的是( )
A．受精卵形成之后立即移入母體子宮B．在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理C．進(jìn)行胚胎體外培養(yǎng)時，對不同發(fā)育階段的胚胎使用的培養(yǎng)液成分相同D．克隆動物的培育過程與圖示的繁殖過程，生殖方式都是無性生殖5．(2022春·黑龍江雞西·高二雞西市第四中學(xué)?？计谥?/span>)Leigh氏綜合征患者中20%~25%是由線粒體基因突變導(dǎo)致。一位母親約有1/4的線粒體攜帶有這種線粒體突變基因。她的前兩個孩子因患有該病而夭亡。她的第三個孩子因為接受了另一名女性捐贈的健康基因而成為全球首個擁有“三個父母”的男嬰。下圖為男嬰的孕育過程，下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A．該嬰兒的染色體來自于卵母細(xì)胞B與精子B．體外受精后獲得的受精卵需立即移入母體子宮進(jìn)行妊娠C．圖示過程中使用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)等技術(shù)D．圖中卵母細(xì)胞從卵巢中取出后不可直接使用6．(2022秋·安徽六安·高三六安一中?？茧A段練習(xí))胚胎移植、胚胎分割過程中很多操作環(huán)節(jié)都需進(jìn)行檢查，下列敘述錯誤的是( )A．體外受精后需檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力B．胚胎移入受體母畜后需對其進(jìn)行是否妊娠的檢查C．進(jìn)行胚胎移植前需要對供體和受體進(jìn)行免疫檢查D．胚胎移植時滋養(yǎng)層細(xì)胞將來會發(fā)育成胎膜胎盤7．(2022秋·寧夏石嘴山·高三石嘴山市第三中學(xué)?？茧A段練習(xí))我國科學(xué)家成功將小鼠的顆粒細(xì)胞(卵泡中卵母細(xì)胞周圍的細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為GV卵母細(xì)胞，進(jìn)而恢復(fù)減數(shù)分裂并順利培育出健康后代。相關(guān)敘述錯誤的是( )
A．過程①類似于脫分化過程B．X細(xì)胞應(yīng)與當(dāng)初卵泡中的卵母細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同C．過程③，受精后的X細(xì)胞會再釋放出一個極體D．上述過程中涉及體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)8．(2023·全國·高三專題練習(xí))如圖表示畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法，有關(guān)分析正確的是( )
A．應(yīng)用1中的卵母細(xì)胞常取自卵巢，并可直接用于融合B．應(yīng)用2常用雌性激素處理供體1，目的是使其超數(shù)排卵C．應(yīng)用3一般選擇桑葚胚或囊胚進(jìn)行分割D．應(yīng)用4體現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性9．(2022春·河北張家口·高二統(tǒng)考期末)荷斯坦奶牛是世界上產(chǎn)奶量最高、飼養(yǎng)數(shù)量最多的奶牛品種之一。我國科研人員利用體外受精和胚胎移植等技術(shù)成功地培育了大量荷斯坦奶牛，培養(yǎng)的過程如下圖所示。請回答下列問題：
(1)哺乳動物的體外受精技術(shù)主要包括___________、___________和受精等步驟，采集的精子在受精前需培養(yǎng)在人工配制的___________中，然后與培養(yǎng)成熟的卵子受精，在實際胚胎工程操作中，常以觀察到___________作為受精的標(biāo)志。(2)圖中所示胚胎處于___________期，聚集在胚胎一端的細(xì)胞形成___________，將來發(fā)育成___________。(3)在胚胎移植前應(yīng)取___________的細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定，選擇雌性胚胎移入受體母牛的子宮內(nèi)，但在移植前需對受體母牛進(jìn)行___________處理。為了提高胚胎利用率，可將胚胎進(jìn)行分割，但分割時要注意___________，原因是___________。10．(2022春·湖北荊州·高二校考期中)駱駝被稱為“沙漠之舟”的哺乳動物，只有單峰駱駝和雙峰駱駝兩種。其中單峰駱駝曾經(jīng)分布于阿拉伯半島，瀕危動物保護(hù)組織宣布單峰駱駝野外滅絕(只生活在栽培、圈養(yǎng)條件下即認(rèn)為該分類單元屬于野外滅絕，但在人類活動區(qū)會有馴養(yǎng))。近些年，在我國干燥、缺水的戈壁無人區(qū)，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了小規(guī)模野化單峰駱駝群?？茖W(xué)家欲通過胚胎移植等方法拯救野化單峰駱駝，進(jìn)行了如圖所示的研究。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：
(1)胚胎工程中一般注射_______________處理A使其超數(shù)排卵。若①是體外受精，需要提供發(fā)育至______________期的卵子和____________的精子。②過程通過顯微操作去除受體卵子細(xì)胞核的目的是使重構(gòu)胚的核遺傳物質(zhì)_______________。(2)過程③之后需要將獲得的重構(gòu)胚激活，使其在適宜的培養(yǎng)液中培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚階段進(jìn)行胚胎移植，欲獲得更多的胚胎可以對囊胚進(jìn)行____________操作，操作過程需要特別注意的問題是必須將___________________。(3)胚胎能在D受體雌性體內(nèi)存活的生理學(xué)基礎(chǔ)為_________。(4)與F相比，E更具有多樣性，其原因是E是有性生殖后代，其親代在進(jìn)行減數(shù)分裂過程中會發(fā)生________________。這是一份人教版 (2019)選擇性必修3二 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)秀復(fù)習(xí)練習(xí)題，文件包含232《胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用》原卷版分層練習(xí)docx、232《胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用》解析版分層練習(xí)docx等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共24頁， 歡迎下載使用。
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這是一份高中生物人教版 (2019)選擇性必修3第3節(jié) 基因工程的應(yīng)用優(yōu)秀課后復(fù)習(xí)題，文件包含人教版選擇性必修三高中生物同步精品講義33基因工程的應(yīng)用原卷版doc、人教版選擇性必修三高中生物同步精品講義33基因工程的應(yīng)用教師版doc等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共24頁， 歡迎下載使用。
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