内容正文:
高考总复习
生物学
第九单元 生物技术与工程
第五讲 胚胎工程
课标要求 1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。
2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
考点一 受精作用及早期胚胎发育过程
1.胚胎工程的概念
2.受精作用
(1)人体刚排出的卵子实际上是__________________。
(2)当观察到____________时,说明卵子已受精。
(3)_________________________后,卵子完成减数第二次分裂。
次级卵母细胞
两个极体
精子的头部进入卵细胞
3.早期胚胎发育过程
(1)卵裂的速度主要取决于受精卵中卵黄物质的______与______。一般情况下,卵黄含量___(填“高”或“低”)的一极分裂慢。哺乳动物卵裂期的场所:母体的_________中。
(2)细胞中DNA含量:伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持____________。
含量
分布
高
输卵管
相对稳定
[例1] (2024·浙江金丽衢十二校联考)下列关于人体胚胎发育过程的叙述,错误的是( )
A.胚胎发育过程中存在细胞衰老
B.受精卵发育成胎儿的过程体现了细胞全能性
C.胚胎干细胞分裂能力比皮肤细胞强与其特有的基因有关
D.神经系统发育过程通过细胞凋亡调整过量的神经细胞
C
解析:胚胎发育过程中有细胞分裂产生新的细胞,也有衰老的细胞,A正确;受精卵发育成胎儿,体现了细胞(受精卵细胞)全能性,B正确;胚胎干细胞与皮肤细胞都是由受精卵分裂和分化而来,两者所含的基因相同,功能有差异是基因进行了选择性表达,C错误;细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程,神经系统发育过程通过细胞凋亡实现细胞数量的调整,D正确。
[例2] (2024·浙江杭州外国语中学高三期中)澳大利亚布里斯班一对姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎,发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示,图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向,从而分裂成a、b、c三个细胞,其中只有两个细胞发育成姐弟二人。下列相关叙述错误的是( )
C
A.图1表示卵子的异常受精过程,此时卵子发育到减数第二次分裂
B.由图可知,该受精卵染色体复制早于雌、雄原核的融合
C.若图4细胞a包含父系和母系染色体组各1个,则细胞c含2个母系染色体组
D.这对姐弟来源于母亲的染色体一般相同,来源于父亲的染色体一定不同
解析:题图1两个精子进入一个卵细胞,是异常受精过程,发生在卵细胞的减数第二次分裂中期,A正确;该受精卵中有三个染色体组,有丝分裂过程中,染色体复制,有丝分裂后期形成6个染色体组,通过三极纺锤体将六个染色体组拉开,每一极2个染色体组,移到每一极后融合,B正确;由题图可知,若题图4细胞a包含父系和母系染色体组各1个,c应该包含1个或2个父系染色体组,C错误;该姐弟性别不同,来源于母亲的染色体是复制而来的,是相同的,来自父亲的染色体由两个不同的精子提供,一定不同,D正确。
考点二 胚胎工程的技术手段
1.体外受精
(1)概念
哺乳动物的精子和卵子在______人工控制的环境中完成受精过程的技术。
体外
(3)应用:显著提高公畜的配种效率等。
(2)利用体外受精获得试管动物的过程
2.胚胎移植
(1)定义:将雌性动物的____________或通过____________及其他方式得到的胚胎,移植到_________、__________________的其他雌性动物的体内,使之继续发育为个体的技术。
早期胚胎
体外受精
同种的
生理状态相同
(2)过程
3.胚胎分割
提醒:有关胚胎分割的三点提醒
①分割要均等。分割囊胚的内细胞团时,一定要均等,若分割不均,会导致含内细胞团多的部分正常发育,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育。
②分割份数不能过多。分割的份数越多,每一份的细胞数会越少,越难做到均等分割,而且作为囊胚期的内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此,分割的份数越多,技术难度会越大,移植后的恢复和发育的难度越大,移植成功率越低。
③同一胚胎经分割移植形成的后代具有相同的遗传物质,该过程中没有减数分裂、有性生殖细胞的形成、有性生殖细胞的结合,属于无性繁殖或克隆。
易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内。( )
(2)在体外完成受精后的受精卵,将其植入子宫即可完成着床。( )
(3)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,其原因是活细胞膜具有选择透过性。( )
×
×
√
[例1] (2025·浙江金华模拟)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是( )
A.精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能
B.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异
C.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用
D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育
B
解析:精子在获能液于37 ℃、5% CO2条件下培养,可使精子获能,A正确;分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,但生物的性状还受环境因素的影响,因此发育成的个体有形态学差异,B错误;小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素(促性腺激素)有促进超数排卵的作用,C正确;注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以分化形成各种组织,因此可以参与个体器官的发育,D正确。
[例2] (2024·浙江Z20名校联盟联考)2023年9月,我国科学家在猪体内培养胚胎人源肾脏达28天,这是科学家第一次能够在另一物种体内培养出实体人源器官,具体过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞甲常选择受精卵,因其具有发育为个体的能力
B.该过程利用的现代生物技术只有胚胎培养和胚胎移植
C.胚胎培养过程应在CO2培养箱中进行,CO2的主要作用是维持pH
D.进行胚胎移植前,代孕母猪需进行同期发情处理
B
解析:细胞甲常选择受精卵,因其具有发育为个体的能力,其他细胞没有,A正确;本研究主要涉及基因工程、早期胚胎培养、胚胎移植等现代生物技术,B错误;胚胎培养时,需置于含有95%空气和5% CO2混合气体的培养箱中培养,O2是细胞代谢所必需的, CO2主要作用是维持培养液的pH,C正确;同期发情处理可以使供体和受体生理状态达到一致,为胚胎移植的成功提供关键条件,D正确。
[例3] (2025·浙江绍兴模拟)近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,如图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。下列说法正确的是( )
B
A.体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体卵巢中直接获取,但在受精前要对精子进行获能处理
B.受体母牛必须和供体牛属于同一物种,移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
C.胚胎分割时只能用切割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D.进行胚胎分割时,应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作
解析:卵巢中获取的卵细胞必须在体外进行培养到减数第二次分裂中期,才能与获能精子受精得到受精卵,A错误;不同阶段的胚胎进行胚胎分割时,可采用的方法有一定的差别,若胚胎处于卵裂期可以采用酶解法或机械法,若囊胚期则只能运用机械法分割,C错误;进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的囊胚或囊胚期前的胚胎进行操作,D错误。
1.(2023·浙江1月卷)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是( )
A.经获能处理的精子才能用于体外受精
B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
C
真题演练•考向感悟
解析:精子获能后才能进行体外受精,A正确;受精卵经体外培养后可以获得早期胚胎,B正确;胚胎分割可增加胚胎的数量,提高胚胎利用率,C错误;胚胎移植的受体需要与供体是同种的且生理状态相同,因此需要对受体进行选择和处理,D正确。
真题演练•考向感悟
D
2.(2020·浙江1月卷)下列关于利用胚胎工程培育优质奶牛的叙述,正确的是( )
A.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内
B.在体外完成受精后的受精卵,将其植入子宫即可完成着床
C.随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积和有机物总量显著增加
D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化
真题演练•考向感悟
解析:从雄性奶牛中采集到的成熟精子要经获能处理后才能进入卵子内,A错误;在体外完成受精后的受精卵,需培养至早期胚胎(如早期囊胚)才能将其植入子宫完成着床,B错误;随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积不会增加,有机物总量减少,C错误;胚胎成纤维细胞可分泌一些能抑制细胞分化的物质,在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化,D正确。
真题演练•考向感悟
3.(经典高考题)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是( )
A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性
D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层
A
真题演练•考向感悟
解析:同种动物精子、卵细胞表面存在的特异性受体蛋白,决定了只有同种动物的精卵才能结合,A正确;胚胎发育的卵裂期,卵裂球的总体积基本不变,因此细胞的体积随着分裂次数的增加而不断减小,B错误;囊胚期的细胞开始出现分化,其外表的一层细胞即滋养层,只能发育成胚胎的附属结构或胚外结构,不具有发育的全能性,C错误;囊胚继续分化成的原肠胚具有三个胚层,D错误。
真题演练•考向感悟
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