考點一　胚胎工程的理論基礎(chǔ)
2.受精(1)概念:　　　　　　　結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。?(2)場所:在自然條件下,哺乳動物的受精在　　　　　內(nèi)完成。?(3)階段:①受精前的準(zhǔn)備階段
教材深挖1.[選擇性必修3第56頁“相關(guān)信息”]使精子獲能的方法:①直接利用雌性動物的　　　　　使精子獲能;②將精子培養(yǎng)在人工配制的　　　　　中使其獲能等。獲能液的成分因動物種類不同而有所差異,常見的有效成分有　　　　、　　　　　　　等。?2.[選擇性必修3第57頁正文]進(jìn)行體外受精時,將卵母細(xì)胞取出后,能否直接用于體外受精?為什么?提示 不能,從卵巢中取出的卵母細(xì)胞還沒有成熟,可能尚未完成減數(shù)分裂Ⅰ,應(yīng)在體外人工模擬的輸卵管環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng),才能使其成熟,即達(dá)到受精前的成熟階段。
鏈高考·前掛后連(1)囊胚內(nèi)細(xì)胞團和滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)含有的核基因不同,所以全能性高低不同。[2020·江蘇卷](　　)(2)隨著卵裂的進(jìn)行,卵裂球細(xì)胞的體積變小,卵裂球的體積和有機物總量顯著增加。[2020·浙江卷](　　)(3)精子在獲能液中于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)的目的是使精子獲能。[2017·江蘇卷](　　)(4)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。[2016·江蘇卷](　　)(5)囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性。[2012·浙江卷](　　)
卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律(1)有機物:胚胎沒有和母體建立聯(lián)系,不能從母體獲取有機物,而呼吸消耗一直進(jìn)行,因此有機物總量減少。(2)細(xì)胞數(shù)目和體積:胚胎總體積不變或略有減小,但細(xì)胞數(shù)目增多,每個細(xì)胞體積減小。(3)細(xì)胞中DNA含量:伴隨細(xì)胞分裂,細(xì)胞數(shù)目增多,總DNA含量增多,但每個細(xì)胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。
練思維·考教銜接[根據(jù)2022全國甲卷、2015重慶卷、2013山東卷、2010海南卷情境設(shè)計]某牧場引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊,為了在短時間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代,該牧場利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作?；卮鹣铝袉栴}。
(1)為了實現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液,精液保存的方法是　　 　　。在體外受精前要對精子進(jìn)行　　　　處理,其原因是_______________________________________________________________　　　　　;精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法,誘導(dǎo)精子獲能的藥物是　　　　 　　(答出1點即可)。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時期的卵母細(xì)胞,因為卵母細(xì)胞達(dá)到　　　　　　時才具備與精子受精的能力,該時期在顯微鏡下可觀察到次級卵母細(xì)胞和　　　　　　。卵子的成熟在　　　　 　過程中完成。?
剛排出的精子必須在雌性動物的生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能獲得受精能力
肝素(或Ca2+載體)
(2)體外受精獲得的受精卵發(fā)育成囊胚需要在特定的培養(yǎng)液中進(jìn)行,該培養(yǎng)液的成分除無機鹽、激素、血清外,還含有的營養(yǎng)成分包括　　　　　　　　　 　　(答出3點即可)等。將培養(yǎng)好的良種囊胚　　　　保存?zhèn)溆谩?(3)請以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊為材料進(jìn)行操作,以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是? 　。對受體母羊進(jìn)行發(fā)情處理,在合適的時間,將保存的囊胚移植入受體母羊的子宮?
維生素、氨基酸、核苷酸
考向 結(jié)合受精、胚胎的早期發(fā)育,考查生命觀念1.下圖表示精子入卵后,發(fā)生(或引起)的一系列變化形成受精卵的過程,下列敘述錯誤的是(　　)A.圖中X指卵細(xì)胞膜反應(yīng),Y指卵子的減數(shù)分裂ⅡB.經(jīng)圖中Y過程只形成了雌原核C.精子入卵主要指精子的頭部外膜與卵細(xì)胞膜融合D.精子入卵后精子的尾部留在外面,并在溶酶體的作用下自溶
解析 精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,釋放第二極體后,形成雌原核,故Y過程既形成了雌原核,又形成了第二極體,B項錯誤。
2.(2024·廣東聯(lián)考)試管嬰兒技術(shù)是目前最常見的一種輔助生殖技術(shù),下圖為試管嬰兒的培育過程示意圖。下列相關(guān)分析正確的是(　　)A.試管嬰兒和克隆動物的培育原理、操作步驟都基本一致B.精子獲能、受精作用等都是在生物體外完成的C.囊胚的三個胚層進(jìn)一步分化,將成為各種器官的原基D.若胚胎移植到供卵的女性子宮內(nèi),則會引起免疫排斥反應(yīng)
解析 “試管嬰兒”屬于有性生殖,“克隆動物”屬于無性繁殖,培育原理不一樣,操作步驟也不相同,A項錯誤;試管嬰兒技術(shù)中精子獲能(在獲能液中進(jìn)行)、受精作用等都是在生物體外完成的,B項正確;囊胚分化出內(nèi)細(xì)胞團和滋養(yǎng)層,沒有三個胚層,原腸胚才有三個胚層,C項錯誤;由于經(jīng)過同期發(fā)情等處理,若胚胎移植到供卵的女性子宮內(nèi),不會引起免疫排斥反應(yīng),D項錯誤。
考點二　胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
1.胚胎工程技術(shù)包括　　　　　　　　　　　　　　　等。?2.體外受精(1)技術(shù):主要包括卵母細(xì)胞的采集、　　　　　　　　和　　　　等步驟。
體外受精、胚胎移植和胚胎分割
(3)意義:體外受精技術(shù)是提高動物繁殖能力的有效措施,還可以為胚胎移植提供可用的　　　　。?
3.胚胎移植(1)概念: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　　　　　　　　　　　　的雌性動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。(2)實質(zhì):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移
4.胚胎分割(無性繁殖或克隆的方法之一)
教材深挖[選擇性必修3第62頁“相關(guān)信息”]超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源　　　　　　,誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。?
鏈高考·前掛后連(1)為獲得更多的囊胚,采用激素注射促進(jìn)雄鼠產(chǎn)生更多的精子。[2020·江蘇卷](　　)(2)從雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可進(jìn)入卵子內(nèi)。[2020·浙江卷](　　)(3)在體外完成受精后的受精卵,將其植入子宮即可完成著床。[2020·浙江卷](　　)(4)體外培養(yǎng)發(fā)育到原腸胚期的胚胎即可進(jìn)行移植。[2018·江蘇卷](　　)(5)試管動物技術(shù)的核心環(huán)節(jié)就是體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。[2011·廣東卷](　　)
1.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)
2.胚胎移植中的四個注意點
練思維·考教銜接[根據(jù)2014江蘇卷、2014山東卷、2012山東卷、2015重慶卷、2010海南卷、2015安徽卷情境設(shè)計]杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點,被稱為“鉆石級”肉用綿羊。科研工作者通過胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示:
(1)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞,要對供體母羊注射　　　　　　,使其　　　 　。采集的精子需要經(jīng)過　　　　　　,才具備受精能力。?(2)在體外培養(yǎng)受精卵時,除了給予一定量的O2以維持細(xì)胞呼吸外,還需要提供　　　　(氣體)以維持　　　　　　　　　　。?(3)從受精卵到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是　　　　　　　　。為了提高已有胚胎的利用率,在胚胎移植前,可采取　　　　　　　技術(shù),它在胚胎工程中的意義在于　　　　　　　　　　　　。這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的　　　　　。?(4)應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出“試管羊”。試管羊的培育需經(jīng)過體外受精、　　　　　　　　　、　　　　　　　以及在母體中發(fā)育和產(chǎn)出等過程。進(jìn)行胚胎移植時,代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的胚胎基本不發(fā)生　　　　　　　　,這為胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。?
考向 結(jié)合體外受精、胚胎移植和胚胎分割技術(shù),考查生命觀念1.(2023·廣東廣州模擬)下列關(guān)于“試管牛”培養(yǎng)流程的敘述,錯誤的是(　　)A.過程①可對供體母牛注射促性腺激素,使其排出更多的卵子B.過程②發(fā)生的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體或卵細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)雌、雄原核C.大量的研究已經(jīng)證明,過程③基本不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D.正常條件下,移入受體的供體胚胎的遺傳特性,在孕育過程中受受體的影響
解析 過程①可對供體母牛注射促性腺激素使其超數(shù)排卵,A項正確;過程②表示體外受精,在實際胚胎工程操作中,常以觀察到兩個極體或雌、雄原核作為受精的標(biāo)志,B項正確;胚胎移植時,受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這是胚胎移植成功的生理學(xué)基礎(chǔ),C項正確;“試管?！钡倪z傳物質(zhì)來自供體母牛和供體公牛,胚胎遺傳特性取決于供體,正常條件下,在孕育過程中不受受體的影響,D項錯誤。
2.“試管動物”技術(shù)繁育的個體具有健康的體質(zhì)和重要的商業(yè)應(yīng)用價值?！霸嚬軇游铩奔夹g(shù)繁育的基本過程:良好母畜的卵母細(xì)胞+良種公畜的精子→受精卵→早期胚胎→代孕母畜→試管動物。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.通常選擇良種母畜處于MⅠ期的卵母細(xì)胞更有利于進(jìn)行受精作用B.良種公畜獲能的精子與成熟的卵子可在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫獵.可通過胚胎分割技術(shù)增加其數(shù)量,該技術(shù)屬于有性生殖D.代孕母畜可以是同種的,也可以是不同物種的,需對其進(jìn)行同期發(fā)情處理
解析 可通過胚胎分割技術(shù)增加其數(shù)量,但是該技術(shù)屬于無性繁殖,C項錯誤。
角度 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用1.(2023·廣東卷)科學(xué)家采用體外受精技術(shù)獲得紫羚羊胚胎,并將其移植到長角羚羊體內(nèi),使后者成功妊娠并產(chǎn)仔,該工作有助于恢復(fù)瀕危紫羚羊的種群數(shù)量。此過程不涉及的操作是(　　)A.超數(shù)排卵B.精子獲能處理C.細(xì)胞核移植D.胚胎培養(yǎng)
解析 體外受精需要進(jìn)行超數(shù)排卵以獲得更多的卵母細(xì)胞,并且要對精子進(jìn)行獲能處理,將受精卵培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚時期再進(jìn)行胚胎移植。該過程沒有涉及細(xì)胞核移植。
2.(2023·浙江卷)在家畜優(yōu)良品種培育過程中常涉及胚胎工程的相關(guān)技術(shù)。下列敘述錯誤的是(　　)A.經(jīng)獲能處理的精子才能用于體外受精B.受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)可獲得早期胚胎C.胚胎分割技術(shù)提高了移植胚胎的成活率D.胚胎移植前需對受體進(jìn)行選擇和處理
解析 精子需要經(jīng)過獲能處理才具有受精能力,A項正確;受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)可獲得早期胚胎,B項正確;胚胎分割可以獲得多個胚胎,分割次數(shù)越多,分割后胚胎成活的概率越小,C項錯誤;胚胎移植前,需選擇具有健康體質(zhì)和正常繁殖能力的受體且進(jìn)行同期發(fā)情處理,D項正確。
3.(2020·山東卷)經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚,通過胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實驗小鼠。下列說法錯誤的是(　　)A.用促性腺激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子B.體外受精前要對小鼠的精子進(jìn)行獲能處理C.胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量并在囊胚或原腸胚階段移植D.遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得
解析 為獲得更多卵子,需要用促性腺激素處理雌性個體使其超數(shù)排卵,A項正確;剛排出的精子不能與卵子受精,必須進(jìn)行獲能處理即發(fā)生相應(yīng)的生理變化后才能獲得受精能力,因此在體外受精前要對小鼠的精子進(jìn)行獲能處理,B項正確;胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量,一般動物胚胎在桑葚胚或囊胚階段移植,小鼠胚胎可在更早的階段移植,C項錯誤;可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳改造,D項正確。
4.(2022·江蘇卷)下列關(guān)于動物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述,正確的是(　　)A.通常采用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法使精子獲得能量后進(jìn)行體外受精B.哺乳動物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營養(yǎng)物質(zhì)C.克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程D.將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過程屬于有性生殖
解析 精子獲能是獲得受精的能力,不是獲得能量,A項錯誤;哺乳動物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等,還需加入血清、血漿等天然成分,B項錯誤;克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程,C項正確;胚胎分割可以看作動物無性繁殖或克隆的方法,D項錯誤。
1.(選擇性必修3第59頁“拓展應(yīng)用1”)精母細(xì)胞在變成精子的過程中,很多結(jié)構(gòu)會消失,而細(xì)胞核與線粒體都保留了下來,請嘗試用你所了解的哺乳動物受精的相關(guān)知識來解釋這一現(xiàn)象。提示 細(xì)胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所,參與精卵結(jié)合,是后代遺傳特性與細(xì)胞代謝活動的控制中心;而線粒體則是精子進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生能量的主要場所,精子的線粒體集中于尾的基部形成線粒體鞘,可以為精子的運動提供能量,使其能夠到達(dá)卵子處完成受精。2.(選擇性必修3第58頁“相關(guān)信息”)多數(shù)哺乳動物的第一極體不進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅱ,因而不會形成兩個第二極體。在實際胚胎工程操作中,常以觀察到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
兩個極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志

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