内容正文:
第二章 细胞工程
第三节 胚胎工程
情境创新练(2大知识)+素养拓展练(教材深挖+情境速递)
知识点 1 胚胎工程概念及理论基础
1.B 2.B 3.B 4.B 5.C
知识点 2 胚胎工程技术及应用
6.B 7.D 8.B 9.B 10.B 11.C 12.A
(一)教材知识链接
1.细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所,参与精卵结合,是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心;线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所,精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘,可以为精子的运动提供能量,使其能够到达卵子处完成受精。
2.细胞核是精子的遗传物质储存和复制的场所,也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。线粒体是精子维持生存和运动、获得能量的“动力工厂”。
3.不是。受精卵中的遗传物质中,核遗传物质一半来自父方、一半来自母方,细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方,精子中,几乎没有细胞质成分。
4.精子获能是指精子获得受精能力,而不是获得能量。使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。
5.滋养层细胞
因为滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜,不发育成胎儿的各种组织,不会对胎儿产生影响且遗传物质与内细胞团的细胞一致。
6.是
从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟,可能尚未完成减数分裂Ⅰ,应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟阶段。
7. 观察到两个极体或者雌、雄原核
(二)教材深挖拓展
1.分割后的部分胚胎不能发育成各种组织、器官等。
2.上题图中所示过程是将一个胚胎分割成两份,获得的两部分的遗传信息完全相同,而“龙凤胎”属于异卵双胞胎,是由两个精子与两个卵子分别结合得到的两个胚胎发育成的遗传物质不同的两个个体。
3.(1)使它们的生理条件达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
(2)第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理,第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查,第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(4)体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植。
4.(1)常用来做DNA分析,鉴定性别。
(2)不是,来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割后的移植可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)胚胎分割可提高胚胎利用率。选择桑葚胚期或囊胚期进行分割,是因为处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性,可以发育成完整个体。
(三)新情景素材速递
1.(1)桑葚胚时期、16细胞的卵裂期。
(2)囊胚期。
(3)马。
2.(1)通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育成早期胚胎后,再进行移植产生后代的技术。
(2)DNA分子杂交技术;分析胚胎细胞的染色体组型。
3.(1)滋养层细胞
(2)Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)
(3)SRY特异性探针
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第二章 细胞工程
第三节 胚胎工程
情境创新练(2大知识)+素养拓展练(教材深挖+情境速递)
知识点 1 胚胎工程概念及理论基础
1.如图是通过体外受精技术培育试管动物的大致流程示意图,下列叙述错误的是()
A. 采集的精子不能直接与成熟的卵母细胞完成体外受精
B. ①②过程分别为受精和减数分裂
C. 自然孕育时,图中的①~④过程都是在输卵管中完成的
D. 早期胚胎在生理状况相同的同种雌性动物体内可继续发育
【答案】B
【解析】采集的精子获能后才能与成熟的卵母细胞完成体外受精,A正确;①②过程分别为受精和有丝分裂,B错误;自然孕育时,图中的①~④过程都是在输卵管中完成的,C正确;早期胚胎在生理状况相同的同种雌性动物体内都可继续发育,D正确。
2.如图为某二倍体哺乳动物卵细胞及早期胚胎的形成过程示意图,其中Ⅰ~Ⅳ代表不同的细胞。下列叙述正确的是()
A. Ⅱ代表卵原细胞,经减数分裂Ⅰ可以产生代表次级卵母细胞的Ⅲ
B. 由垂体分泌的促性腺激素可促进雌性动物产生更多的次级卵母细胞
C. Ⅲ在子宫内进一步成熟,到MⅡ期时才具备与精子受精的能力
D. 在精子接触透明带时,透明带会发生生理反应从而阻止多精入卵
【答案】B
【解析】Ⅰ是卵原细胞,经染色体复制之后,可得Ⅱ初级卵母细胞,A项错误;促性腺激素由垂体分泌,可以促进雌性动物产生更多的次级卵母细胞,B项正确;Ⅲ是次级卵母细胞,在输卵管中进一步成熟,到MⅡ期才具备与精子受精的能力,C项错误;在精子细胞膜和卵细胞膜融合时,会发生透明带反应,防止多个精子入卵,D项错误。
3.如图表示精子入卵后,发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程,下列叙述正确的是()
A. 图中X指透明带发生的生理反应,Y指处于减数分裂Ⅱ时期的卵子
B. 经图中Y过程排出第二极体,形成雌原核
C. 精子入卵主要指整个精子进入卵细胞内
D. 精子获能后与发育成熟的卵子在子宫内完成受精
【答案】B
【解析】受精阶段,精子的细胞膜与卵细胞膜融合,卵细胞膜外的透明带迅速发生生理反应,形成阻止多精入卵的第一道屏障,精子入卵后,卵细胞膜也会立即发生生理反应,形成第二道屏障,即图中X过程,精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核,即Y过程排出第二极体,形成雌原核,A项错误,B项正确;精子入卵并非指整个精子进入卵细胞,而是精子头部携带遗传物质进入卵细胞,尾部和其他结构留在卵细胞外,C项错误;精子获能后与发育成熟的卵子在输卵管内受精,D项错误。
4.为探究中药成分甲、乙对猪胚胎体外发育的影响,某研究小组在培养液中分别添加适量用生理盐水配制的中药成分甲、乙进行了相关研究,实验结果如下表所示。下列说法错误的是()
组别
猪受精卵数/枚
卵裂率/%
囊胚发育率/%
对照
225
63.28
17.92
甲
225
74.93
23.87
乙
225
70.22
21.96
注:囊胚发育率是指发育到囊胚的胚胎占所有胚胎的比例。
A. 本实验的对照组应使用添加等量生理盐水的培养液
B. 囊胚中有机物的总量大于桑葚胚
C. 囊胚的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘的一部分
D. 中药成分甲促进猪受精卵发育为囊胚的作用大于中药成分乙
【答案】B
【解析】本实验的对照组应使用添加等量生理盐水的培养液,排除无关变量的影响,A项正确;桑葚胚发育为囊胚,发育过程中消耗有机物,因此囊胚中有机物的总量小于桑葚胚,B项错误;囊胚的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘的一部分,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,C项正确;甲组的囊胚发育率为23.87%,乙组的囊胚发育率21.96%,且均大于对照组,说明中药成分甲促进猪受精卵发育为囊胚的作用大于中药成分乙,D项正确。
5.第三代试管婴儿是指在试管婴儿的胚胎移植前,取胚胎的遗传物质进行分析,诊断是否有异常,筛选健康胚胎进行移植,其过程如图所示。下列相关叙述正确的是()
A. 采卵的过程中可以给母亲注射性激素,促进卵细胞的生成,使其排出更多成熟的卵子
B. 采集的精子需置于人工配制的肝素溶液中获取能量
C. 受精过程中精子核膜破裂形成雄原核,卵子排出第二极体后形成雌原核,二者融合完成受精作用
D. 胚胎发育过程中,原肠胚进一步扩大会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,称为孵化
【答案】C
【解析】采卵的过程中可以给母亲注射促性腺激素,促进卵细胞的生成,使其排出更多成熟的卵子,A项错误;采集的精子需置于人工配制的肝素溶液中获能,是获得受精的能力,而不是获得能量,B项错误;受精的过程中精子核膜破裂,形成雄原核,卵细胞排出第二极体形成雌原核,二者融合形成受精卵,完成受精作用,C项正确;胚胎发育过程中,囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,称为孵化,D项错误。
知识点 2 胚胎工程技术及应用
6.甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如下图。下列叙述错误的是()
A. 藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B. 藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C. 受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D. 后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
【答案】B
【解析】A.藏羊甲为提供卵母细胞的供体,需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵,A正确;
B.刚采集到的藏羊甲的卵母细胞需要培养到MⅡ期,然后才能与获能精子受精,B错误;
C.受体藏羊丙需和供体藏羊甲进行同期发情处理,C正确;
D.后代丁细胞核中的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙,细胞质中的遗传物质主要来源于藏羊甲,D正确。
7.波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是()
A. 选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B. 胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C. 普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D. 生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
【答案】D
【解析】通过胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊,应选择遗传性状优良的公羊和母羊,对母羊进行超数排卵处理后,进行发情配种或人工授精,收集胚胎并检查后,选择同一物种母羊作为受体进行胚胎移植,进行遗传学检测时可采集滋养层细胞,A、B两项正确,D项错误;绵羊和山羊不是同一物种,可能出现免疫排斥反应,C项正确。
8.研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究,结果如下表。相关叙述错误的是()
分割胚胎培养液
桑葚胚
囊胚
分割胚胎数
分割成功率(%)
分割胚胎数
分割成功率(%)
PBS
20
75.0
26
80.8
TCM-199
38
80.3
33
84.8
DMEM
44
80.7
42
81.0
合计(或平均数)
102
78.7
101
82.2
A. 应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割
B. 结果显示在DMEM培养液中的分割效果优于在其他两种培养液中的
C. 分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差
D. 胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖
【答案】B
【解析】胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,A项正确;题表结果显示,分割囊胚时,在TCM-199培养液中的分割效果优于在其他两种培养液中的,B项错误;分割的两种胚胎数量足够多可以避免偶然因素的发生,以减少实验误差,C项正确;胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖,D项正确。
9.良种试管牛的繁殖过程是用激素促进甲牛多排卵,然后在体外将卵子与人工采集的乙牛的精子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是()
A. 精、卵结合前都需进行培养
B. “促进甲牛多排卵”的激素是孕激素
C. 甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同
D. 该技术可应用于加快优良种畜的繁殖速度
【答案】B
【解析】精、卵结合前都需进行培养,精子需经过获能处理,卵母细胞需培养至MⅡ期才具备受精能力,A项正确;“促进甲牛多排卵”的激素是促性腺激素,B项错误;经过雌雄配子结合的有性生殖过程中,核遗传物质一半来源于父方,一半来源于母方,C项正确;体外受精和早期胚胎培养、胚胎移植等技术可以缩短繁殖周期,加快优良种畜的繁育速度,D项正确。
10.如图中a、b、c、d表示生物工程的相关技术,①②③分别表示应用a、b、c技术获得的生物个体。下列推测错误的是()
A. 若a是核移植技术,则①的产生体现动物细胞核具有全能性
B. 若b是体外受精技术,则②的发育都在体外进行
C. 若c是胚胎分割技术,则③产生前可进行性别鉴定
D. d技术能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
【答案】B
【解析】可通过胚胎移植技术将体外受精获得的胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体,所以通过体外受精获得的动物个体,其发育不全是在体外进行的,B项错误。
11.如图表示研究人员利用胚胎工程繁育优质高产奶羊的过程,下列说法错误的是()
A. 通过过程①~⑤繁育优质高产奶羊的过程与克隆羊的原理不同
B. 过程⑤是否成功与供体和受体生理状态是否具有一致性密切相关
C. 进行胚胎性别鉴定时,要选择内细胞团细胞进行DNA分析
D. 不同生物进行过程⑤的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期
【答案】C
【解析】题图获得优质高产奶羊的过程属于有性生殖,而克隆羊属于无性生殖,两者原理不同,A项正确;供体和受体生理状态的一致性是胚胎移植成功的基础,B项正确;进行胚胎性别鉴定时,要选择滋养层细胞,C项错误;不同生物进行过程⑤的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期,D项正确。
12.如图为产业化繁育良种牛的部分过程。下列相关叙述错误的是()
A. E和F的繁育过程中,A,B,C,D牛都必须是遗传特性优良的个体
B. 过程①是体外受精,需提供发育成熟的卵母细胞和已获能的精子
C. 过程③可用物理或化学方法进行处理,目的是激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
D. E的遗传物质来自A供体牛和C供体牛,F的核遗传物质全部来自B供体牛
【答案】A
【解析】E和F的繁育过程中,A、B、C牛都是供体牛,因此都必须是遗传特性优良的个体,而D牛是受体牛,可以不是遗传特性优良的个体,A项错误;过程①为采集的卵子和获能的精子体外受精的过程,其中采集的卵子一般需培养成熟后才能和获能的精子进行受精,B项正确;过程③可用物理或化学方法进行处理,目的是激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,C项正确;分析题图可知,E由受精卵发育而来,其遗传物质来自A供体牛和C供体牛,F的核遗传物质全部来自B供体牛,D项正确。
(一)教材知识链接
1.(选择性必修3 P59练习与应用)精母细胞在变成精子的过程中,很多结构会消失,而细胞核与线粒体都保留了下来,请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所,参与精卵结合,是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心;线粒体是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所,精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘,可以为精子的运动提供能量,使其能够到达卵子处完成受精。
2.精细胞变形形成精子的过程中,细胞核变为精子的头部,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,尝试从细胞的结构与功能的角度分析原因。
细胞核是精子的遗传物质储存和复制的场所,也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。线粒体是精子维持生存和运动、获得能量的“动力工厂”。
3.受精是指精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程,受精卵中的遗传物质是不是一半来自父方、一半来自母方?
不是。受精卵中的遗传物质中,核遗传物质一半来自父方、一半来自母方,细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方,精子中,几乎没有细胞质成分。
4.精子获能是不是获得能量?精子获能的方法有哪些?
精子获能是指精子获得受精能力,而不是获得能量。使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。
5.某孕妇可能生出患某遗传病的孩子,如果选择囊胚期进行胎儿基因检测,选取的细胞应该是哪部分的细胞?理由?
滋养层细胞
因为滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜,不发育成胎儿的各种组织,不会对胎儿产生影响且遗传物质与内细胞团的细胞一致。
6.(选择性必修3 P57正文信息)进行体外受精时,将卵母细胞取出后 (填“是”或“否”)应当将它置于与输卵管中相似的环境,让它进一步成熟?分析其原因?
是
从卵巢中取出的卵母细胞还没有成熟,可能尚未完成减数分裂Ⅰ,应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟阶段。
7.(选择性必修3 P58相关信息)判断卵子是否受精的标志?
观察到两个极体或者雌、雄原核
(二)教材深挖拓展
1.若图中①与②未均分,可能会导致的后果是?分割后的部分胚胎不能发育成各种组织、器官等。
2.上题图中所示胚胎分割过程与“龙凤胎”在实质上的不同是?
上题图中所示过程是将一个胚胎分割成两份,获得的两部分的遗传信息完全相同,而“龙凤胎”属于异卵双胞胎,是由两个精子与两个卵子分别结合得到的两个胚胎发育成的遗传物质不同的两个个体。
3.胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置,因为通过体外受精或其他方式获得的胚胎,只有移植给受体才能获得后代,因此,胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。思考讨论下列问题。
(1)为什么对供体和受体母畜进行同期发情处理?
使它们的生理条件达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是什么?
第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理,第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查,第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)胚胎移植的优势是什么?
可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(4)胚胎移植中的胚胎有哪些来源?
体外受精、转基因技术或者细胞核移植技术等方式获得的胚胎都可供胚胎移植。
4.欲得到更多的后代,可进行胚胎分割,如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图,请据图思考讨论下列问题。
(1)图中①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么?
常用来做DNA分析,鉴定性别。
(2)图中②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗?
不是,来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割后的移植可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
(3)胚胎分割有什么意义?为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割?
胚胎分割可提高胚胎利用率。选择桑葚胚期或囊胚期进行分割,是因为处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性,可以发育成完整个体。
(三)新情景素材速递
1.下表为不同动物受精卵发育成胚胎进入子宫的时间。
动物种类
受精卵发育的时间/h
进入子宫时受精卵的发育天数/d
2
细胞
4
细胞
8
细胞
16
细胞
桑葚胚
小鼠
24~38
38~50
50~60
60~70
68~80
3
牛
27~42
44~65
46~90
96~120
120~144
4~5
马
24
30~36
50~60
72
98~106
6
试探究:
(1)小鼠和牛的胚胎进入子宫的时期分别是胚胎发育的什么时期?(科学思维)
桑葚胚时期、16细胞的卵裂期。
(2)马的胚胎进入子宫的时期可能是胚胎发育的什么时期?(科学思维)
囊胚期。
(3)三种动物胚胎进入子宫时发育程度最高的是哪种动物?(科学思维)
马。
2.控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子高出4%左右,利用这一差异,人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
试探究:
(1)什么是试管动物技术?(生命观念)
通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育成早期胚胎后,再进行移植产生后代的技术。
(2)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植之前的胚胎进行性别鉴定,请列举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法。(科学思维)
DNA分子杂交技术;分析胚胎细胞的染色体组型。
3.目前我国第三代试管婴儿技术已获突破,不但能解决部分不孕不育问题,还能在胚胎移植前对部分遗传病进行筛查,从而实现优生优育。为了避免某些遗传病的发生,要从分子水平对胚胎进行性别鉴定,请完善鉴定的实验设计思路。
(1)从待测囊胚中取出 ,提取DNA。
滋养层细胞
(2)用位于 的一段碱基作引物,以提取得到的DNA(或滋养层细胞的DNA)为模板进行PCR扩增。
Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)
(3)与 杂交,出现阳性反应者,胚胎为男性。
SRY特异性探针
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第二章 细胞工程
第三节 胚胎工程
情境创新练(2大知识)+素养拓展练(教材深挖+情境速递)
知识点 1 胚胎工程概念及理论基础
1.如图是通过体外受精技术培育试管动物的大致流程示意图,下列叙述错误的是()
A. 采集的精子不能直接与成熟的卵母细胞完成体外受精
B. ①②过程分别为受精和减数分裂
C. 自然孕育时,图中的①~④过程都是在输卵管中完成的
D. 早期胚胎在生理状况相同的同种雌性动物体内可继续发育
2.如图为某二倍体哺乳动物卵细胞及早期胚胎的形成过程示意图,其中Ⅰ~Ⅳ代表不同的细胞。下列叙述正确的是()
A. Ⅱ代表卵原细胞,经减数分裂Ⅰ可以产生代表次级卵母细胞的Ⅲ
B. 由垂体分泌的促性腺激素可促进雌性动物产生更多的次级卵母细胞
C. Ⅲ在子宫内进一步成熟,到MⅡ期时才具备与精子受精的能力
D. 在精子接触透明带时,透明带会发生生理反应从而阻止多精入卵
3.如图表示精子入卵后,发生(或引起的)一系列变化形成受精卵的过程,下列叙述正确的是()
A. 图中X指透明带发生的生理反应,Y指处于减数分裂Ⅱ时期的卵子
B. 经图中Y过程排出第二极体,形成雌原核
C. 精子入卵主要指整个精子进入卵细胞内
D. 精子获能后与发育成熟的卵子在子宫内完成受精
4.为探究中药成分甲、乙对猪胚胎体外发育的影响,某研究小组在培养液中分别添加适量用生理盐水配制的中药成分甲、乙进行了相关研究,实验结果如下表所示。下列说法错误的是()
组别
猪受精卵数/枚
卵裂率/%
囊胚发育率/%
对照
225
63.28
17.92
甲
225
74.93
23.87
乙
225
70.22
21.96
注:囊胚发育率是指发育到囊胚的胚胎占所有胚胎的比例。
A. 本实验的对照组应使用添加等量生理盐水的培养液
B. 囊胚中有机物的总量大于桑葚胚
C. 囊胚的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘的一部分
D. 中药成分甲促进猪受精卵发育为囊胚的作用大于中药成分乙
5.第三代试管婴儿是指在试管婴儿的胚胎移植前,取胚胎的遗传物质进行分析,诊断是否有异常,筛选健康胚胎进行移植,其过程如图所示。下列相关叙述正确的是()
A. 采卵的过程中可以给母亲注射性激素,促进卵细胞的生成,使其排出更多成熟的卵子
B. 采集的精子需置于人工配制的肝素溶液中获取能量
C. 受精过程中精子核膜破裂形成雄原核,卵子排出第二极体后形成雌原核,二者融合完成受精作用
D. 胚胎发育过程中,原肠胚进一步扩大会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,称为孵化
知识点 2 胚胎工程技术及应用
6.甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如下图。下列叙述错误的是()
A. 藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B. 藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C. 受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D. 后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
7.波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是()
A. 选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B. 胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C. 普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D. 生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
8.研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究,结果如下表。相关叙述错误的是()
分割胚胎培养液
桑葚胚
囊胚
分割胚胎数
分割成功率(%)
分割胚胎数
分割成功率(%)
PBS
20
75.0
26
80.8
TCM-199
38
80.3
33
84.8
DMEM
44
80.7
42
81.0
合计(或平均数)
102
78.7
101
82.2
A. 应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割
B. 结果显示在DMEM培养液中的分割效果优于在其他两种培养液中的
C. 分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差
D. 胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖
9.良种试管牛的繁殖过程是用激素促进甲牛多排卵,然后在体外将卵子与人工采集的乙牛的精子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是()
A. 精、卵结合前都需进行培养
B. “促进甲牛多排卵”的激素是孕激素
C. 甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同
D. 该技术可应用于加快优良种畜的繁殖速度
10.如图中a、b、c、d表示生物工程的相关技术,①②③分别表示应用a、b、c技术获得的生物个体。下列推测错误的是()
A. 若a是核移植技术,则①的产生体现动物细胞核具有全能性
B. 若b是体外受精技术,则②的发育都在体外进行
C. 若c是胚胎分割技术,则③产生前可进行性别鉴定
D. d技术能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
11.如图表示研究人员利用胚胎工程繁育优质高产奶羊的过程,下列说法错误的是()
A. 通过过程①~⑤繁育优质高产奶羊的过程与克隆羊的原理不同
B. 过程⑤是否成功与供体和受体生理状态是否具有一致性密切相关
C. 进行胚胎性别鉴定时,要选择内细胞团细胞进行DNA分析
D. 不同生物进行过程⑤的时期不同,但移植胚胎都不能晚于囊胚期
12.如图为产业化繁育良种牛的部分过程。下列相关叙述错误的是()
A. E和F的繁育过程中,A,B,C,D牛都必须是遗传特性优良的个体
B. 过程①是体外受精,需提供发育成熟的卵母细胞和已获能的精子
C. 过程③可用物理或化学方法进行处理,目的是激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
D. E的遗传物质来自A供体牛和C供体牛,F的核遗传物质全部来自B供体牛
(一)教材知识链接
1.(选择性必修3 P59练习与应用)精母细胞在变成精子的过程中,很多结构会消失,而细胞核与线粒体都保留了下来,请尝试用你所了解的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
2.精细胞变形形成精子的过程中,细胞核变为精子的头部,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,尝试从细胞的结构与功能的角度分析原因。
3.受精是指精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程,受精卵中的遗传物质是不是一半来自父方、一半来自母方?
4.精子获能是不是获得能量?精子获能的方法有哪些?
5.某孕妇可能生出患某遗传病的孩子,如果选择囊胚期进行胎儿基因检测,选取的细胞应该是哪部分的细胞?理由?
6.(选择性必修3 P57正文信息)进行体外受精时,将卵母细胞取出后 (填“是”或“否”)应当将它置于与输卵管中相似的环境,让它进一步成熟?分析其原因?
7.(选择性必修3 P58相关信息)判断卵子是否受精的标志?
(二)教材深挖拓展
1.若图中①与②未均分,可能会导致的后果是?
2.上题图中所示胚胎分割过程与“龙凤胎”在实质上的不同是?
3.胚胎移植技术在畜牧生产中占有重要的位置,因为通过体外受精或其他方式获得的胚胎,只有移植给受体才能获得后代,因此,胚胎移植技术是胚胎工程不可缺少的终端环节。思考讨论下列问题。
(1)为什么对供体和受体母畜进行同期发情处理?
(2)在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是什么?
(3)胚胎移植的优势是什么?
(4)胚胎移植中的胚胎有哪些来源?
4.欲得到更多的后代,可进行胚胎分割,如图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图,请据图思考讨论下列问题。
(1)图中①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么?
(2)图中②过程得到的两个a经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗?
(3)胚胎分割有什么意义?为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割?
(三)新情景素材速递
动物种类
受精卵发育的时间/h
进入子宫时受精卵的发育天数/d
2
细胞
4
细胞
8
细胞
16
细胞
桑葚胚
小鼠
24~38
38~50
50~60
60~70
68~80
3
牛
27~42
44~65
46~90
96~120
120~144
4~5
马
24
30~36
50~60
72
98~106
6
1.下表为不同动物受精卵发育成胚胎进入子宫的时间。
试探究:
(1)小鼠和牛的胚胎进入子宫的时期分别是胚胎发育的什么时期?(科学思维)
(2)马的胚胎进入子宫的时期可能是胚胎发育的什么时期?(科学思维)
(3)三种动物胚胎进入子宫时发育程度最高的是哪种动物?(科学思维)
2.控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子高出4%左右,利用这一差异,人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
试探究:
(1)什么是试管动物技术?(生命观念)
(2)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植之前的胚胎进行性别鉴定,请列举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法。(科学思维)
3、目前我国第三代试管婴儿技术已获突破,不但能解决部分不孕不育问题,还能在胚胎移植前对部分遗传病进行筛查,从而实现优生优育。为了避免某些遗传病的发生,要从分子水平对胚胎进行性别鉴定,请完善鉴定的实验设计思路。
(1)从待测囊胚中取出 ,提取DNA。
(2)用位于 的一段碱基作引物,以提取得到的DNA(或滋养层细胞的DNA)为模板进行PCR扩增。
(3)与 杂交,出现阳性反应者,胚胎为男性。
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