考點(diǎn)1 胚胎工程的理論基礎(chǔ)
學(xué)生用書P340
1.胚胎工程概念的理解
2.受精作用
教材補(bǔ)遺 [選必3 P56“相關(guān)信息”]使精子獲能的方法有直接利用雌性動(dòng)物的生殖道使精子獲能;將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能等。獲能液的成分因動(dòng)物種類不同而有所差異,常見的有效成分有肝素、Ca2+載體等。
3.胚胎早期發(fā)育的過程
教材補(bǔ)遺[選必3 P59“思考·討論”]將體外培養(yǎng)的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時(shí),應(yīng)選擇至少發(fā)育到桑葚胚階段的胚胎。
基礎(chǔ)自測(cè)
1.精子和卵子相遇結(jié)合形成受精卵的部位是子宮。( × )
2.在胚胎工程操作中,常以觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志。( √ )
3.囊胚期細(xì)胞還沒有分化。( × )
4.原腸胚變大導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從中伸展出來(lái),這一過程叫作孵化。( × )
深度思考
1.剛剛采集到的哺乳動(dòng)物的精子和卵子能立刻受精嗎?為什么?
提示 不能。精子要獲能后才具備受精能力,卵子必須進(jìn)一步成熟到MⅡ期才能受精。
2.卵裂期胚胎在發(fā)育過程中物質(zhì)和體積有何變化規(guī)律?
提示 ①有機(jī)物:胚胎沒有和母體建立聯(lián)系,沒有從母體獲取有機(jī)物,但一直進(jìn)行呼吸消耗有機(jī)物,故有機(jī)物總量減少。②細(xì)胞體積:胚胎總體積并不增加,但細(xì)胞數(shù)目增多,所以每個(gè)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(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定(復(fù)制后加倍,分裂結(jié)束時(shí)恢復(fù))。
學(xué)生用書P340
命題點(diǎn)1 受精作用分析
1.下列關(guān)于哺乳動(dòng)物受精過程的敘述錯(cuò)誤的是 ( A )
A.獲能后的精子和卵子相遇時(shí)釋放的多種水解酶可防止其他精子入卵
B.受精卵細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞
C.受精時(shí)只有精子頭部進(jìn)入卵子
D.雄原核形成的同時(shí),卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ
解析 獲能的精子和卵子相遇時(shí),會(huì)釋放多種水解酶以便于精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)(如透明帶),其不是防止其他精子入卵,A錯(cuò)誤;受精卵細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)絕大部分來(lái)自卵細(xì)胞,一小部分來(lái)自精子,B正確;精子入卵后,尾部脫離,只有頭部進(jìn)入卵子,C正確;雄原核形成的同時(shí),卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體后,形成雌原核,D正確。
2.[2023綏化檢測(cè)]如圖表示精子入卵后,發(fā)生(或引起)一系列變化形成受精卵的過程。下列敘述錯(cuò)誤的是( B )
A.圖中X指卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反應(yīng),Y指卵子的減數(shù)分裂Ⅱ
B.經(jīng)圖中Y過程只形成了雌原核
C.精子入卵主要指精子頭部外膜與卵細(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,卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi);精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體,形成雌原核,故Y過程既形成了雌原核,又形成了第二極體,A正確、B錯(cuò)誤。精子入卵主要指精子頭部外膜與卵細(xì)胞膜融合,C正確。精子入卵后,精子的尾部脫離,并在溶酶體的作用下自溶,D正確。
命題點(diǎn)2 早期胚胎發(fā)育過程分析
3.[2024洛陽(yáng)模擬]哺乳動(dòng)物的發(fā)育歷程為受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體→性成熟的個(gè)體。下列有關(guān)敘述正確的是( A )
A.受精卵形成后,早期在輸卵管中進(jìn)行有絲分裂
B.卵裂導(dǎo)致細(xì)胞的數(shù)量和胚胎的總體積不斷增加
C.胚胎發(fā)育到原腸胚后期,透明帶破裂,胚胎從其中伸展出來(lái)
D.囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成胎盤、胎膜和各種組織
解析 體內(nèi)受精的場(chǎng)所為輸卵管,故受精卵形成后,早期在輸卵管中進(jìn)行有絲分裂,A正確;卵裂過程中,細(xì)胞的數(shù)量不斷增加,但胚胎的體積并不增加,B錯(cuò)誤;胚胎發(fā)育到囊胚期后期,透明帶破裂,胚胎從其中伸展出來(lái),C錯(cuò)誤;囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來(lái)發(fā)育成各種組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎盤和胎膜,D錯(cuò)誤。
命題變式
[設(shè)問拓展型]由受精卵形成囊胚的過程中需經(jīng)過多次有絲分裂,請(qǐng)繪制出該過程中每個(gè)細(xì)胞的體積、所有細(xì)胞核DNA總含量與時(shí)間的關(guān)系圖。
4.高等哺乳動(dòng)物受精后不久,受精卵開始進(jìn)行細(xì)胞分裂。經(jīng)桑葚胚、囊胚、原腸胚和組織、器官的分化,最后發(fā)育成一個(gè)完整的幼體,完成胚胎發(fā)育。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( D )
A.題圖是早期胚胎發(fā)育過程中囊胚示意圖,①②③依次為透明帶、滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)
B.高等哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育經(jīng)歷的階段依次是受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體,其中出現(xiàn)胚層分化的是原腸胚
C.進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇桑葚胚或囊胚
D.組成囊胚和桑葚胚的細(xì)胞都具有全能性
解析 題圖是早期胚胎發(fā)育過程中囊胚示意圖,①②③依次為透明帶、滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán),A正確;高等哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育經(jīng)歷的階段依次是受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體,其中出現(xiàn)胚層分化的是原腸胚,B正確;進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇桑葚胚或囊胚,C正確;囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤,不具有全能性,D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)2 胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
學(xué)生用書P341
1.體外受精的過程
2.胚胎移植
(1)概念
通過[3] 體外受精 及其他方式得到的胚胎,移植到[4] 同種的、生理狀態(tài) 相同的雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。
(2)過程
[選必3 P62“相關(guān)信息”]超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源促性腺激素,誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。
(3)生理學(xué)基礎(chǔ)
(4)優(yōu)勢(shì)
可充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力;大大縮短供體本身的繁殖周期;使供體后代數(shù)迅速增加。
3.胚胎分割
基礎(chǔ)自測(cè)
1.從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子受精。( × )
2.受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植。( × )
3.胚胎移植時(shí),受體的主要作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎。( × )
4.胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。( √ )
5.胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。( √ )
6.胚胎分割過程中,可取滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析,鑒定性別。( √ )
7.對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí),要將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割。( × )
深度思考
1.體外受精的過程中對(duì)精子獲能處理前為什么要進(jìn)行離心處理?
提示 精液包含精子和精漿,精漿中含有抑制精子獲能的物質(zhì),離心可以除去這些物質(zhì)。
2.體內(nèi)受精和體外受精有何不同?
提示 體內(nèi)受精和體外受精的異同如表:
3.通過體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得的克隆動(dòng)物與通過體外受精獲得的試管動(dòng)物有何不同?
提示 克隆動(dòng)物和試管動(dòng)物的異同如表:
4.在胚胎移植過程中有兩次使用激素、兩次檢查,其目的分別是什么?
提示 (1)兩次使用激素:第一次用激素對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理,第二次用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵。(2)兩次檢查:第一次是對(duì)收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查,第二次是對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。
學(xué)生用書P342
命題點(diǎn)1 體外受精過程分析
1.[2022全國(guó)甲改編,11分]某牧場(chǎng)引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊,為了在短時(shí)間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代,該牧場(chǎng)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(shí)現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液,精液保存的方法是冷凍保存。在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,其原因是 只有獲能的精子才能和培養(yǎng)成熟的卵子完成受精過程 ;精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞,因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到 MⅡ期 時(shí)才具備與精子受精的能力。
(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(wú)機(jī)鹽、激素、血清外,還含的營(yíng)養(yǎng)成分有 有機(jī)鹽、維生素、氨基酸、核苷酸 (答出3點(diǎn)即可)等。將培養(yǎng)好的良種囊胚保存?zhèn)溆谩?br>(3)請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(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 用相關(guān)激素對(duì)非繁殖期受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理→(將保存的囊胚進(jìn)行)胚胎移植 。
解析 (1)體內(nèi)受精過程中,剛排出的精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能獲得受精能力,因此,在體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。當(dāng)卵母細(xì)胞達(dá)到MⅡ期時(shí),才具備與精子受精的能力。(2)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。哺乳動(dòng)物胚胎的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜,除一些無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等物質(zhì)。(3)為了獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代,應(yīng)先用相關(guān)激素對(duì)非繁殖期的受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理,再將保存的囊胚進(jìn)行胚胎移植。
命題點(diǎn)2 胚胎分割和胚胎移植
2.[2023浙江1月]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(cuò)誤的是( C )
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(duì)受體進(jìn)行選擇和處理
解析 精子獲能后才能進(jìn)行體外受精,A正確;受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)后可以獲得早期胚胎,B正確;胚胎分割可增加胚胎的數(shù)量,提高胚胎利用率,C錯(cuò)誤;胚胎移植的受體需要與供體是同種的且生理狀態(tài)相同,因此需要對(duì)受體進(jìn)行選擇和處理,D正確。
3.[2023廣東]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(zhǎng)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( C )
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 試管動(dòng)物的培育過程主要包括:①精子的采集與體外獲能處理,卵子采集(注:為獲得更多卵子可進(jìn)行超數(shù)排卵處理)與成熟培養(yǎng);②卵子與精子的體外受精;③胚胎的早期培養(yǎng);④待胚胎生長(zhǎng)到一定階段后,進(jìn)行胚胎移植。綜上,C符合題意。
命題變式
[設(shè)問拓展型]如圖為利用胚胎工程快速繁殖紫羚羊時(shí)胚胎分割和性別鑒定的示意圖。
(1)①過程分割出的少量胚胎細(xì)胞常用來(lái) 做DNA分析 ,鑒定性別。
(2)②過程得到的兩部分經(jīng)過胚胎移植產(chǎn)生后代的生殖方式是 無(wú)性生殖 (填“有性生殖”或“無(wú)性生殖”)。
1.[2023江蘇,多選]我國(guó)科學(xué)家利用猴胚胎干細(xì)胞首次創(chuàng)造了人工“猴胚胎”,研究流程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的有( AD )
A.猴的成纖維細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞功能不同,但具有相同的基因組
B.囊胚細(xì)胞②③都由細(xì)胞①分裂分化形成,但表達(dá)的基因都不同
C.移植前細(xì)胞和囊胚的培養(yǎng)都要放在充滿CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行
D.移植后胚胎的發(fā)育受母體激素影響,也影響母體激素分泌
解析 猴的成纖維細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞功能不同,但基因組相同,A正確;囊胚細(xì)胞②(滋養(yǎng)層細(xì)胞)③(內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞)都由細(xì)胞①分裂分化形成,但表達(dá)的基因有部分相同(如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等),B錯(cuò)誤;移植前細(xì)胞和囊胚的培養(yǎng)都要放在含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行,C錯(cuò)誤;供體胚胎可與受體子宮建立生理和組織上的聯(lián)系,為胚胎在受體內(nèi)發(fā)育提供了可能,移植后胚胎的發(fā)育受母體激素影響,也影響母體激素分泌,D正確。
2.[2022江蘇]下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述正確的是( C )
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(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
C.克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)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 精子獲能指的是精子獲得受精能力,而不是獲得能量,A錯(cuò)誤;哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液中含有氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等,B錯(cuò)誤;克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程,C正確;胚胎分割可以看作動(dòng)物無(wú)性繁殖或克隆的方法之一,因此將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過程屬于無(wú)性生殖,D錯(cuò)誤。
3.[2022北京]將黑色小鼠囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)部分細(xì)胞注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚發(fā)育為黑白相間的小鼠(Mc)。據(jù)此分析,下列敘述錯(cuò)誤的是( A )
A.獲得Mc的生物技術(shù)屬于核移植
B.Mc表皮中有兩種基因型的細(xì)胞
C.注射入的細(xì)胞會(huì)分化成Mc的多種組織
D.將接受注射的囊胚均分為二,可發(fā)育成兩只幼鼠
解析 獲得Mc的生物技術(shù)屬于胚胎工程,A錯(cuò)誤;結(jié)合題中信息可知,Mc表皮中有兩種基因型的細(xì)胞,B正確;由于注射的細(xì)胞為小鼠囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)部分細(xì)胞,故注射入的細(xì)胞會(huì)分化成Mc的多種組織,C正確;將接受注射的囊胚均分為二,可發(fā)育成兩只幼鼠,D正確。
4.[2020山東]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(shí)驗(yàn)小鼠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( C )
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(duì)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,需要用促性腺激素對(duì)雌性個(gè)體進(jìn)行超數(shù)排卵處理,A正確;剛排出的精子不能與卵子受精,必須進(jìn)行獲能處理后才具備受精能力,B正確;胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量,牛、羊等一般要培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚階段才進(jìn)行移植,而小鼠可在更早的階段移植,C錯(cuò)誤;可通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞,D正確。
5.[2020江蘇,多選]小鼠胚胎干細(xì)胞經(jīng)定向誘導(dǎo)可獲得多種功能細(xì)胞,制備流程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( ABC )
A.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
B.細(xì)胞a和細(xì)胞b內(nèi)含有的核基因不同,所以全能性高低不同
C.用胰蛋白酶將細(xì)胞a的膜蛋白消化后可獲得分散的胚胎干細(xì)胞
D.胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)出的各種細(xì)胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)
解析 限制獲得更多早期胚胎的最大的問題是沒有足夠的卵母細(xì)胞,所以應(yīng)該通過注射促性腺激素促進(jìn)雌鼠超數(shù)排卵,A錯(cuò)誤;細(xì)胞a和細(xì)胞 b由同一個(gè)受精卵分裂分化而來(lái),兩細(xì)胞的核基因相同,B錯(cuò)誤;用胰蛋白酶處理是為了將組織分散成單個(gè)細(xì)胞,而不是為了消化膜蛋白,C錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2,一般將動(dòng)物細(xì)胞置于含95%空氣加5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),D正確。
學(xué)生用書·練習(xí)幫P527
一、選擇題
1.[2024重慶南開中學(xué)模擬]下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育的敘述,錯(cuò)誤的是( B )
A.胚胎發(fā)育過程有細(xì)胞分化,細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果
B.胚胎發(fā)育至桑葚胚時(shí)開始細(xì)胞分化
C.滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤
D.內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞能發(fā)育成胎兒的各種組織
解析 在胚胎發(fā)育過程中,桑葚胚時(shí)期細(xì)胞沒有分化,囊胚時(shí)期細(xì)胞開始出現(xiàn)分化,細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,A正確、B錯(cuò)誤;囊胚時(shí)期中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層細(xì)胞將來(lái)發(fā)育成胎膜和胎盤,C、D正確。
2.[2024浙江聯(lián)考]如圖為受精作用及胚胎發(fā)育示意圖,a、b代表兩個(gè)發(fā)育時(shí)期。下列敘述錯(cuò)誤的是( A )
A.①過程發(fā)生了非同源染色體的自由組合
B.②過程通過有絲分裂增殖
C.胚胎發(fā)育到a時(shí)期細(xì)胞開始發(fā)生分化
D.處于a時(shí)期的胚胎中具有囊胚腔
解析 ①是受精作用,該過程中不會(huì)發(fā)生非同源染色體的自由組合,A錯(cuò)誤;受精卵通過有絲分裂增殖,B正確;a時(shí)期為囊胚時(shí)期,此時(shí)細(xì)胞逐漸分化,且囊胚具有囊胚腔,C、D正確。
3.[2023濟(jì)南三模,多選]關(guān)于胚胎工程及其應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是( CD )
A.入卵后的精子激活卵細(xì)胞,使其完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體
B.體外受精操作后需要進(jìn)行胚胎移植
C.做性別鑒定時(shí),應(yīng)選擇內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞進(jìn)行DNA分析
D.將基因表達(dá)載體導(dǎo)入乳腺上皮細(xì)胞后可通過分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)所需要的藥物
解析 精子入卵后,被激活的卵細(xì)胞完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體后,形成雌原核,A正確;做性別鑒定時(shí),應(yīng)選擇滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行DNA分析,C錯(cuò)誤;可將基因表達(dá)載體通過顯微注射法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中,最終通過分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)所需要的藥物,D錯(cuò)誤。
4.[2024南通聯(lián)考]將經(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)可獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( C )
A.可用促性腺激素處理雌鼠獲得更多的卵細(xì)胞
B.可通過胚胎分割獲得更多的克隆小鼠
C.從卵巢中采集到的卵細(xì)胞可直接與獲能的精子受精
D.將經(jīng)過遺傳改造的小鼠與普通小鼠雜交,產(chǎn)生的后代不一定具有相應(yīng)改造基因
解析 促性腺激素可以使雌鼠超數(shù)排卵,從而獲得更多的卵細(xì)胞,A正確;胚胎分割能夠?qū)⒁粋€(gè)胚胎分割成幾份,從而獲得同卵雙胎或多胎,因此,可通過胚胎分割獲得更多的克隆小鼠,B正確;卵巢中的卵細(xì)胞成熟程度不同,在采集后需要通過體外培養(yǎng),到MⅡ期時(shí)才能與獲能的精子完成受精,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以定向改造小鼠的基因,經(jīng)過遺傳改造的小鼠可能是雜合子,其與普通小鼠的雜交后代可能有改造基因,也可能沒有改造基因,D正確。
5.[結(jié)合中醫(yī)文化]《本草綱目》曾提到:“羊乳甘溫?zé)o毒,可益五臟、補(bǔ)腎虛、益精氣、養(yǎng)心肺?!敝嗅t(yī)一直認(rèn)為羊奶是對(duì)肺和氣管特別有益的食物。如圖表示研究人員利用胚胎工程培育產(chǎn)奶量高的優(yōu)質(zhì)母羊的過程,下列相關(guān)說(shuō)法正確的是( D )
A.通過圖中①~⑤過程培育母羊和克隆羊的原理相同
B.不同生物進(jìn)行⑤過程的時(shí)間不同,最遲可選擇原腸胚期
C.移植前進(jìn)行SRY(位于Y染色體上的性別決定基因)-PCR胚胎性別鑒定,選擇陽(yáng)性反應(yīng)者進(jìn)行移植
D.⑤過程的成功與供體和受體生理狀態(tài)的一致性密切相關(guān)
解析 通過圖中①~⑤過程培育母羊和克隆羊的原理不同,圖示過程屬于有性生殖,而克隆羊的培育屬于無(wú)性生殖,A錯(cuò)誤;不同生物進(jìn)行⑤過程(胚胎移植)的時(shí)間不同,但都不能晚于囊胚期,B錯(cuò)誤;只有雌性個(gè)體能產(chǎn)奶,因此移植前進(jìn)行SRY-PCR胚胎性別鑒定,應(yīng)該選擇陰性反應(yīng)者進(jìn)行移植,C錯(cuò)誤;⑤過程(胚胎移植)的成功與供體和受體生理狀態(tài)的一致性密切相關(guān),D正確。
二、非選擇題
6.[15分]經(jīng)過不斷努力,牦牛產(chǎn)業(yè)幫扶項(xiàng)目初見成效,甘南藏族自治州夏河縣陸續(xù)迎來(lái)首批近10頭特殊的“牛寶寶”——通過胚胎移植技術(shù)誕生的優(yōu)質(zhì)安格斯牛。
(1)胚胎工程中任何一項(xiàng)技術(shù)獲得的胚胎,還需通過 胚胎移植 技術(shù)才能發(fā)育成后代個(gè)體。此技術(shù)對(duì)代孕受體的要求是 同種的、健康的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物 。因此要對(duì)安格斯牛和牦牛進(jìn)行 同期發(fā)情 處理。在項(xiàng)目實(shí)施過程中,促使安格斯牛多排卵的激素一般是 促性腺激素 。
(2)當(dāng)胚胎發(fā)育到 桑葚胚或囊胚 階段時(shí),可植入牦牛體內(nèi),胚胎在此代孕母體內(nèi)能存活的生理學(xué)基礎(chǔ)是 受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 。
(3)若需要獲得多個(gè)此優(yōu)良性狀的胚胎,要將 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。
解析 (1)胚胎工程中獲得的胚胎,需通過胚胎移植才能發(fā)育成后代個(gè)體。一般將得到的胚胎移植到同種的、健康的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。(2)牛、羊的胚胎一般要培養(yǎng)到桑葚胚階段或囊胚階段才能進(jìn)行移植。受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),故外來(lái)胚胎可以在代孕母體內(nèi)存活。(3)在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,以保證分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。
一、選擇題
7.[2024南京模擬]如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(jiǎn)要過程。相關(guān)敘述正確的是( A )
A.圖中早期胚胎可用沖卵的方法從母鼠輸卵管內(nèi)獲得
B.過程①中需利用相關(guān)技術(shù)去除早期胚胎外的滋養(yǎng)層
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.培育嵌合體與克隆動(dòng)物的生物學(xué)原理相同,但操作方法有差別
解析 圖中早期胚胎可用沖卵的方法從母鼠輸卵管內(nèi)獲得,A正確;卵裂球時(shí)期還沒有分化出滋養(yǎng)層細(xì)胞,滋養(yǎng)層細(xì)胞是囊胚期才分化形成的,B錯(cuò)誤;過程②是將兩個(gè)胚胎重組,而不是將卵裂球細(xì)胞融合,C錯(cuò)誤;培育嵌合體的生物學(xué)原理是細(xì)胞的增殖和分化,克隆動(dòng)物的生物學(xué)原理是動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性,兩者的原理不相同,操作方法有差別,D錯(cuò)誤。
8.[2023臨沂檢測(cè)]子宮內(nèi)膜異位癥患者常伴有不孕癥狀,患者腹腔液中含有較高濃度的白細(xì)胞介素(IL)。為探明腹腔液中存在的IL對(duì)小鼠生殖活動(dòng)的影響,科研人員利用三種重組人白細(xì)胞介素IL-1β、IL-5、IL-6配制培養(yǎng)液,將獲能處理后的精子與成熟的卵母細(xì)胞在培養(yǎng)液中混合培養(yǎng),一段時(shí)間后觀察受精情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( B )
A.給實(shí)驗(yàn)小鼠注射一定量的雌性激素可使其超數(shù)排卵,獲得多枚卵子
B.成熟的卵母細(xì)胞是指MⅡ期卵母細(xì)胞,常用含肝素、Ca2+載體的獲能液處理使精子獲能
C.精子入卵后,卵細(xì)胞膜隨即發(fā)生生理反應(yīng),即標(biāo)志已受精
D.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,IL-6對(duì)小鼠受精的抑制作用最強(qiáng)
解析 在胚胎工程中,給實(shí)驗(yàn)小鼠注射一定量的促性腺激素可使其超數(shù)排卵,獲得多枚卵子,A錯(cuò)誤;成熟的卵母細(xì)胞是指MⅡ期卵母細(xì)胞,此時(shí)的卵母細(xì)胞才具備受精能力,獲能液常見的有效成分有肝素、Ca2+載體等,B正確;精子入卵后形成雄原核,同時(shí)次級(jí)卵母細(xì)胞完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體后形成雌原核,此時(shí)在透明帶和卵細(xì)胞膜之間可看到兩個(gè)極體和雌雄原核,即表明已受精,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,三種IL均能抑制小鼠受精,各濃度下,含IL-1β的培養(yǎng)液中受精率最低,因此IL-1β對(duì)小鼠受精的抑制作用最強(qiáng),D錯(cuò)誤。
二、非選擇題
9.[結(jié)合前沿科技/2024南通統(tǒng)考,10分]我國(guó)研究人員在世界上率先通過體細(xì)胞核移植技術(shù)培育出第一批靈長(zhǎng)類動(dòng)物——食蟹獼猴,這種食蟹獼猴可作為研究癌癥等人類疾病的動(dòng)物模型,該實(shí)驗(yàn)的突破之處是使用了編碼去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA,操作過程如圖所示。請(qǐng)回答下列問題。
(1)克隆猴的成功培育利用的主要原理是體細(xì)胞的細(xì)胞核具有 全能性 。
(2)培養(yǎng)成纖維細(xì)胞必須提供嚴(yán)格的無(wú)菌、無(wú)毒條件,為了達(dá)到這樣的效果,培養(yǎng)過程中采取的措施有 定期更換培養(yǎng)液 。
(3)圖中的②過程通過 顯微 操作將卵母細(xì)胞的“核”去除,此時(shí)的卵母細(xì)胞所處的時(shí)期是 減數(shù)分裂Ⅱ 。如果取胚胎細(xì)胞的核進(jìn)行移植,更容易獲得成功,原因是 胚胎細(xì)胞的核全能性高 。
(4)過程⑤中,對(duì)代孕雌性食蟹獼猴需要進(jìn)行 同期發(fā)情 處理,使其處于能夠接受外來(lái)胚胎的狀態(tài)。若想進(jìn)一步提高胚胎的利用率,可采用胚胎分割技術(shù),對(duì)獲得的胚胎進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)注意將 內(nèi)細(xì)胞團(tuán) 進(jìn)行均等分割。
(5)為了確定編碼Kdm4d的mRNA的作用,研究人員做了兩組實(shí)驗(yàn),其中A組用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)融合細(xì)胞,B組用正常培養(yǎng)液培養(yǎng)注入了編碼Kdm4d的mRNA的融合細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,圖中X為融合細(xì)胞發(fā)育成的胚胎數(shù),Y為囊胚數(shù),Z為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 編碼Kdm4d的mRNA能提高融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的成功率和囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率 。
解析 (1)克隆猴的培育成功利用的主要原理是體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。(2)培養(yǎng)成纖維細(xì)胞必須提供嚴(yán)格的無(wú)菌、無(wú)毒條件,為了達(dá)到這樣的效果,培養(yǎng)過程中要定期更換培養(yǎng)液。(3)核移植過程中,采集的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)至減數(shù)分裂Ⅱ,再通過顯微操作去除其細(xì)胞中的核。細(xì)胞全能性越高越容易發(fā)育成個(gè)體,胚胎細(xì)胞的核全能性高,所以更容易發(fā)育成個(gè)體。(4)過程⑤中,需要對(duì)代孕雌性食蟹獼猴進(jìn)行同期發(fā)情處理,使其處于易接受外來(lái)胚胎的生理狀態(tài)。對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),還要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的進(jìn)一步發(fā)育。(5)將A組和B組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照分析可知,后者的融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的成功率、囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率都高于前者,說(shuō)明編碼Kdm4d的mRNA能提高融合細(xì)胞發(fā)育成囊胚的成功率和囊胚中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的形成率。課標(biāo)要求
核心考點(diǎn)
五年考情
核心素養(yǎng)對(duì)接
1.簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程;
2.簡(jiǎn)述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)
胚胎工程的理論基礎(chǔ)
2023:江蘇T17、廣東T3;
2022:北京T11
生命觀念——理解胚胎發(fā)育的基本過程及胚胎工程的應(yīng)用,了解生命的發(fā)生、發(fā)展過程
胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用
2023:浙江1月T12;
2022:全國(guó)甲T38、江蘇T4;
2021:湖南T22(3)、浙江6月T20;
2020:山東T14、浙江1月T17、江蘇T23;
2019:江蘇T29(3)
命題分析預(yù)測(cè)
1.高考對(duì)胚胎工程的考查頻率相對(duì)較低,主要集中在早期胚胎的獲得和胚胎移植兩方面,常與基因工程、細(xì)胞工程結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合考查。
2.預(yù)計(jì)2025年高考可能會(huì)結(jié)合科研實(shí)踐情境,將本部分知識(shí)與其他模塊內(nèi)容相結(jié)合,分層設(shè)置問題,體現(xiàn)高考試題的綜合性和應(yīng)用性
項(xiàng)目
體內(nèi)受精
體外受精


點(diǎn)
場(chǎng)所
雌性動(dòng)物輸卵管內(nèi)
體外培養(yǎng)液中
過程
雌雄動(dòng)物交配完成
人工獲取精子、卵子,在體外完成受精
相同點(diǎn)
①精子獲能、卵子成熟后才能完成受精過程;②都是有性生殖
項(xiàng)目
克隆動(dòng)物
試管動(dòng)物
早期胚胎來(lái)源
重組細(xì)胞
受精卵
生物
技術(shù)
不同點(diǎn)
核移植技術(shù)
體外受精
相同點(diǎn)
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù)
遺傳性狀
幾乎全部表現(xiàn)供核動(dòng)物的性狀
具備雙親的遺傳性狀
生殖方式
無(wú)性生殖
有性生殖

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