PAGE18-胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用必備學(xué)問·素養(yǎng)奠基一、胚胎工程技術(shù)1.技術(shù)種類:體外受精、胚胎移植和胚胎分割。2.意義:挖掘動(dòng)物的繁殖潛力。二、體外受精填一填:基于體外受精技術(shù)的步驟,完成填寫:(1)過程A為卵母細(xì)胞的采集,從卵巢中獲得后須要培育到①M(fèi)Ⅱ期才能具有受精的實(shí)力。(2)精子的獲得過程中,采集的精液先進(jìn)行②離心處理,然后再進(jìn)行B精子獲能后才具有受精的實(shí)力。(3)獲能的精子和成熟的卵子置于適當(dāng)?shù)呐嘤褐泄餐嘤?進(jìn)行過程C體外受精。(4)意義:①提高動(dòng)物繁殖實(shí)力的有效措施。②為胚胎移植供應(yīng)可用的胚胎。精子獲能和體外受精過程模擬的是雌性動(dòng)物的哪些部位的環(huán)境?提示:精子獲能模擬的場(chǎng)所是雌性生殖道,體外受精模擬的場(chǎng)所是輸卵管。三、胚胎移植1.概念:(1)對(duì)象:體外受精及其他方式得到的胚胎。(2)供體:供應(yīng)胚胎的個(gè)體。(3)受體:同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物。2.程序(以牛胚胎移植為例):3.意義:(1)胚胎移植的優(yōu)勢(shì)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。①縮短供體的繁殖周期。②使供體后代數(shù)是自然繁殖的十幾倍到幾十倍。(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(dòng)胚胎工程其他技術(shù)的探討和應(yīng)用。四、胚胎分割1.概念:對(duì)象早期胚胎方法機(jī)械方法目的獲得同卵雙胎或多胎特點(diǎn)來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)實(shí)質(zhì)可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一2.所需的主要儀器:體視顯微鏡和顯微操作儀。3.操作程序:4.意義:(1)可以促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖,產(chǎn)生的遺傳性狀相同(填“相同”或“不同”)的后代,是進(jìn)行遺傳學(xué)探討的珍貴材料。(2)在胚胎移植前,進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等,對(duì)于人工限制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義。胚胎分割產(chǎn)生的多個(gè)后代遺傳物質(zhì)是否相同?生殖方式屬于有性生殖還是無性生殖?提示:遺傳物質(zhì)相同,屬于無性生殖。關(guān)鍵實(shí)力·素養(yǎng)形成學(xué)問點(diǎn)一胚胎移植1.移植胚胎的來源及生殖方式:(1)核移植無性生殖(2)體外受精有性生殖(3)體內(nèi)受精→沖卵→移植→有性生殖2.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)及意義:生理學(xué)基礎(chǔ)意義哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后,同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理改變是相同的為供體的胚胎移入受體供應(yīng)相同的生理環(huán)境哺乳動(dòng)物的早期胚胎形成后,在肯定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與母體子宮建立組織上的聯(lián)系,而是處于游離狀態(tài)供應(yīng)胚胎收集的基礎(chǔ)受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)供應(yīng)移入胚胎存活的基礎(chǔ)供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響供應(yīng)保留遺傳特性的基礎(chǔ)3.胚胎移植時(shí)兩次激素的運(yùn)用:(1)第一次用激素:對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。(2)其次次用激素:對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理。4.胚胎移植過程中的兩次檢查:(1)第一次檢查:在收集胚胎后,對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查。(2)其次次檢查:在胚胎移植后,對(duì)受體母牛進(jìn)行妊娠檢查。【特殊提示】有關(guān)胚胎移植的兩點(diǎn)提示(1)“移植的胚胎在受體內(nèi)存活的基礎(chǔ)條件”是指受體對(duì)外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(2)雌性動(dòng)物發(fā)情排卵后,不管是否妊娠,都會(huì)產(chǎn)生黃體,并維持一段時(shí)間,稱為黃體期。在這段時(shí)間里,同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理改變是相同的。試管動(dòng)物技術(shù)正廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)。請(qǐng)依據(jù)試管牛的生產(chǎn)流程圖回答相關(guān)問題:(1)①②過程分別表示________、________。

(2)對(duì)供體母牛的要求是________________,通常母牛每次只排出一枚卵母細(xì)胞。

(3)在體外培育受精卵時(shí),須要滿意以下條件:____________、養(yǎng)分、溫度和pH以及氣體環(huán)境。

(4)生產(chǎn)上常用________期的胚胎進(jìn)行②過程。

【解題導(dǎo)引】解答本題思維流程如下:

【解析】(1)由題圖可知①②過程分別表示體外受精、胚胎移植。(2)培育試管動(dòng)物首先選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)良的母牛。(3)體外培育受精卵時(shí),首先須要無菌無毒的環(huán)境,防止被污染,還要有肯定的養(yǎng)分物質(zhì),及相宜的外界環(huán)境條件。(4)等胚胎發(fā)育到桑葚胚或囊胚期時(shí)進(jìn)行胚胎移植。答案:(1)體外受精胚胎移植(2)遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀(3)無菌無毒的環(huán)境(4)桑葚胚或囊胚

【素養(yǎng)·探究——母題追問】(1)科學(xué)思維——批判性思維某同學(xué)認(rèn)為通過上題圖中過程①獲得的受精卵可以干脆移入受體動(dòng)物體內(nèi)。這種做法是否正確?假如不正確,應(yīng)當(dāng)如何操作?提示:不正確,應(yīng)當(dāng)先培育到桑葚胚或囊胚期然后再進(jìn)行移植。(2)科學(xué)思維——演繹與推理上題圖中過程②有什么意義?提示:提高優(yōu)良母畜的繁殖實(shí)力?！舅仞B(yǎng)·遷移】梅花鹿胚胎移植試驗(yàn)的主要流程如下。下列相關(guān)敘述正確的是 ()①供體超數(shù)排卵→②配種→③胚胎收集→④________→⑤胚胎移植→子代梅花鹿

A.①過程須要注射有關(guān)激素,目的是獲得更多的卵原細(xì)胞并完成減數(shù)分裂B.③過程是以哺乳動(dòng)物早期胚胎與子宮建立了組織上的聯(lián)系為前提C.④過程是“對(duì)胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查”,可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到囊胚或原腸胚D.⑤過程勝利率的凹凸主要確定于供、受體生理狀況的一樣性【解析】選D。超數(shù)排卵處理須要注射促性腺激素,目的是獲得更多的卵細(xì)胞,而不是卵原細(xì)胞,A錯(cuò)誤;③過程為胚胎收集,前提是早期胚胎處于游離狀態(tài),沒有與子宮建立組織上的聯(lián)系,B錯(cuò)誤;④過程為“胚胎質(zhì)量檢查”,可移植的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑葚胚或囊胚,C錯(cuò)誤;⑤過程為胚胎移植,勝利率的凹凸與供體、受體的生理狀況是否相同有關(guān),D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】下列關(guān)于胚胎工程的敘述,正確的是 ()A.通過胚胎體外培育可干脆獲得新生兒B.胚胎移植中的受體應(yīng)與供體同期發(fā)情C.胚胎移植中的受體與供體必需都為優(yōu)良品種D.胚胎移植中的胚胎肯定是體外受精而來的【解析】選B。胚胎體外培育可以得到早期胚胎,早期胚胎須要在母體子宮中完成后期的發(fā)育過程,因此還要進(jìn)行胚胎移植。胚胎移植中的受體可以不具有優(yōu)良性狀,一般選擇體質(zhì)健康和有正常繁殖實(shí)力的個(gè)體。胚胎移植中的胚胎可以是體外受精、自然配種或核移植而來的。學(xué)問點(diǎn)二胚胎分割1.胚胎分割的基礎(chǔ):2.胚胎分割的實(shí)例(哺乳動(dòng)物胚胎分割和性別鑒定)【特殊提示】有關(guān)胚胎分割的三點(diǎn)提示(1)分割要均等。分割囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)時(shí),肯定要均等,若分割不均,會(huì)出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的實(shí)力強(qiáng),少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育。(2)分割份數(shù)不能過多。分割的份數(shù)越多,每一份的細(xì)胞數(shù)會(huì)越少,不但難以做到均等分割,而且作為囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞所受的影響會(huì)越大。因此,分割的份數(shù)越多,技術(shù)難度會(huì)越大,移植后的復(fù)原和發(fā)育的難度越大,移植勝利率降低。(3)同一胚胎經(jīng)分割移植形成的后代具有相同的遺傳物質(zhì),該過程中沒有減數(shù)分裂、有性生殖細(xì)胞的形成、有性生殖細(xì)胞的結(jié)合,屬于無性繁殖或克隆。如圖是利用胚胎工程技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)奶牛的主要步驟。下列敘述正確的是 ()A.A所表示的細(xì)胞不肯定是受精卵細(xì)胞B.圖中a過程包括卵裂、囊胚和原腸胚等階段C.應(yīng)把③移植到處于發(fā)情狀態(tài)的母牛的輸卵管中D.圖示過程應(yīng)用了細(xì)胞培育、胚胎分割、核移植等生物技術(shù)【解題導(dǎo)引】解答本題思維流程如下:

【解析】選A。圖中A所示的細(xì)胞不肯定是受精卵,還可能是重組細(xì)胞或早期還未分化的胚胎細(xì)胞,A正確;圖中a過程包括卵裂、囊胚階段,還沒有發(fā)育到原腸胚階段,B錯(cuò)誤;應(yīng)把③移植到母牛的子宮中而不是輸卵管中,C錯(cuò)誤;圖示中沒有顯示核移植的過程,D錯(cuò)誤。

【素養(yǎng)·探究——母題追問】(1)科學(xué)思維——分析與推理若題干圖中①與②未均分,可能會(huì)導(dǎo)致什么樣的后果?提示:若未均分,則可能導(dǎo)致分割后的部分胚胎不能發(fā)育成各種組織、器官等。(2)生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀圖示胚胎分割過程與“龍鳳胎”在實(shí)質(zhì)上有什么不同?提示:圖示過程是將一個(gè)胚胎分割成兩份,獲得的兩部分遺傳信息完全相同,而龍鳳胎屬于異卵雙胞胎,是由兩個(gè)精子與兩個(gè)卵子分別結(jié)合得到的兩個(gè)胚胎發(fā)育成遺傳物質(zhì)不同的兩個(gè)個(gè)體?！舅仞B(yǎng)·遷移】如圖為胚胎移植過程示意圖,請(qǐng)回答以下問題。(1)胚胎移植對(duì)甲、乙、丙牛的要求分別是____________、________和________。丁牛為________。

(2)過程①②分別是____________和________。

(3)欲得到更多的后代牛丁,可將收集得到的胚胎進(jìn)行____________。

【解析】(1)胚胎移植時(shí)所用的供體公牛和母牛均為優(yōu)良牛,受體牛為一般牛即可。(2)細(xì)致視察圖解,過程①②③分別為同期發(fā)情處理、胚胎移植和超數(shù)排卵。(3)欲得到更多的后代牛丁,可將收集得到的早期胚胎進(jìn)行胚胎分割。答案:(1)優(yōu)良母牛一般母牛優(yōu)良公牛有價(jià)值的后代(優(yōu)良牛)(2)同期發(fā)情處理胚胎移植(3)胚胎分割【補(bǔ)償訓(xùn)練】胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術(shù),關(guān)于這一技術(shù)的敘述正確的是 ()A.胚胎分割可以將早期胚胎隨意分割成多份B.胚胎分割技術(shù)可以獲得同卵雙胎或多胎C.胚胎分割技術(shù)屬于有性生殖方式,因此不屬于克隆D.胚胎分割技術(shù)可以分割隨意時(shí)期胚胎【解析】選B。胚胎分割常選擇桑葚胚或囊胚時(shí)期的胚胎,早期胚胎不能被隨意分割成多份,一般要均分為幾等份。胚胎分割可以看作是動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。【課堂回眸】課堂檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)【概念·診斷】1.胚胎工程技術(shù)可以發(fā)揮優(yōu)良動(dòng)物個(gè)體的繁殖潛力,促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁育速度。下列有關(guān)胚胎工程技術(shù)的描述合理的是__

①體外受精培育的胚胎并非全部都適合作為移植的材料,需進(jìn)行篩選。②采集的卵母細(xì)胞需在體外培育使其分裂為卵細(xì)胞才能與獲能的精子受精。③胚胎移植可移植到其他任一經(jīng)同期發(fā)情處理過的雌性哺乳動(dòng)物體內(nèi)。④胚胎移植時(shí),供體母畜須要具備優(yōu)良的遺傳性能。⑤胚胎分割時(shí)需將囊胚的滋養(yǎng)層均等分割。【解析】選①④。體外受精培育的胚胎并非全部都適合作為移植的材料,需進(jìn)行篩選動(dòng)身育狀態(tài)良好的胚胎進(jìn)行移植,①正確;采集的卵母細(xì)胞需在體外培育到MⅡ期,②錯(cuò)誤;胚胎移植可移植到同一種生物經(jīng)同期發(fā)情處理過的雌性哺乳動(dòng)物體內(nèi),③錯(cuò)誤;胚胎移植的目的是獲得優(yōu)良后代,因此供體母畜須要具備優(yōu)良的遺傳性能,④正確;胚胎分割時(shí)需將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,⑤錯(cuò)誤。2.第三代試管嬰兒技術(shù)包括胚胎植入前遺傳學(xué)診斷。在胚胎移植前,取胚胎細(xì)胞的遺傳物質(zhì)進(jìn)行分析,篩選出健康胚胎進(jìn)行移植。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 ()A.獲得的精子一般要放在培育液中培育一段時(shí)間才能用于受精B.胚胎植入前遺傳學(xué)診斷過程須要進(jìn)行羊膜腔穿刺取羊水細(xì)胞C.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)之一是母體子宮對(duì)植入胚胎基本無免疫排斥反應(yīng)D.試管嬰兒技術(shù)的成熟并不意味著大家可以隨意選擇和定制孩子【解析】選B。在體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,A正確;胚胎植入前,可干脆進(jìn)行遺傳學(xué)診斷,不須要從羊水中獲得細(xì)胞,B錯(cuò)誤;胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)之一是母體子宮對(duì)植入胚胎基本無免疫排斥反應(yīng),這為胚胎在受體的存活供應(yīng)了可能,C正確;試管嬰兒技術(shù)的成熟是可以得到健康的胚胎,而不是隨意定制,D正確。3.下列關(guān)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述,正確的是 ()A.卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加B.胚胎分割時(shí)需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割C.胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn)D.胚胎移植是胚胎工程最終一道工序,能充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力【解析】選D。卵裂期胚胎中細(xì)胞通過有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目,細(xì)胞中的有機(jī)物通過呼吸作用被消耗,總量不斷削減,A項(xiàng)錯(cuò)誤;胚胎分割時(shí)需將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,B項(xiàng)錯(cuò)誤;胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁明顯和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點(diǎn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;胚胎移植是胚胎工程最終一道工序,讓優(yōu)良雌性個(gè)體只負(fù)責(zé)供應(yīng)胚胎,讓一般雌性個(gè)體擔(dān)當(dāng)孕育胚胎的任務(wù),能充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,D項(xiàng)正確。4.印度沙漠貓是一種珍稀貓科動(dòng)物,通過胚胎工程技術(shù),可以讓家貓代孕而繁育,主要步驟如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是 ()A.步驟甲、乙分別是指精子獲能、胚胎分割B.誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素只能作用于特定細(xì)胞C.受精卵發(fā)育成早期胚胎所需養(yǎng)分主要來源于培育液D.步驟甲運(yùn)用的培育液和早期胚胎培育液成分基本相同【解析】選B。步驟甲、乙分別指受精作用、胚胎移植,A錯(cuò)誤;誘導(dǎo)超數(shù)排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B正確;受精卵發(fā)育成早期胚胎所需養(yǎng)分主要來自受精卵,C錯(cuò)誤;受精過程運(yùn)用的培育液是獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤?與早期胚胎培育液有區(qū)分,D錯(cuò)誤。5.(2024·山東等級(jí)考)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試驗(yàn)小鼠。下列說法錯(cuò)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(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】選C。本題主要考查胚胎工程。為了獲得更多卵子,須要用促性腺激素對(duì)雌性個(gè)體進(jìn)行超數(shù)排卵,A項(xiàng)正確;剛排出的精子不能與卵子受精,必需進(jìn)行獲能處理即發(fā)生相應(yīng)的生理改變后才能獲得受精實(shí)力,因此在體外受精前要對(duì)小鼠的精子進(jìn)行獲能處理,B項(xiàng)正確;胚胎移植前要檢查胚胎質(zhì)量,一般動(dòng)物在桑椹胚或囊胚階段移植,小鼠可在更早的階段移植,C項(xiàng)錯(cuò)誤;可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞進(jìn)行遺傳改造,D項(xiàng)正確。【思維·躍遷】6.回答下列有關(guān)問題:(1)哺乳動(dòng)物卵子的發(fā)生是在雌性動(dòng)物的卵巢內(nèi)完成的。減數(shù)分裂Ⅰ是在________前后完成的。當(dāng)視察到卵細(xì)胞膜與透亮帶之間有________時(shí),說明卵子已完成了受精。

(2)體外受精是對(duì)體內(nèi)受精的模擬操作,首先對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物用__________處理,使其排出更多的卵子。

(3)精卵體外受精后,應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培育液中培育,它的成分比較困難,除了一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸、________等物質(zhì)。

(4)對(duì)于“試管動(dòng)物”的正確理解是________(多選)。

A.屬于無性生殖B.屬于有性生殖C.體外受精D.體內(nèi)受精E.體外發(fā)育F.體內(nèi)發(fā)育【解析】(1)初級(jí)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ發(fā)生在排卵前后。當(dāng)視察到卵細(xì)胞膜與透亮帶之間有兩個(gè)極體時(shí),說明卵子已完成了受精。(2)對(duì)雌性動(dòng)物注射促性腺激素可使其超數(shù)排卵。(3)動(dòng)物細(xì)胞培育須要添加動(dòng)物血清,以滿意細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的須要。(4)“試管動(dòng)物”經(jīng)過精卵的體外受精,屬于有性生殖過程。精卵體外受精形成受精卵后在體外進(jìn)行早期胚胎發(fā)育,發(fā)育到肯定階段后移植到受體子宮中接著發(fā)育。答案:(1)排卵兩個(gè)極體(2)促性腺激素(3)血清(4)B、C、E、F【拓展·探究】7.以下是科學(xué)家采納不同方法培育良種牛的過程,a～g為操作過程,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題:(1)圖中用到的生物技術(shù)有:____________________________(寫出兩種)等。

(2)圖中用到的激素是________,其目的是獲得更多的卵母細(xì)胞,經(jīng)受精后可得到多個(gè)早期胚胎。

(3)c過程名稱為________,一般是對(duì)發(fā)育到__________________(階段)的早期胚胎進(jìn)行處理,再植入到受體內(nèi)。在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),應(yīng)留意將③________均等分割,以免影響胚胎的復(fù)原和進(jìn)一步發(fā)育。

(4)圖中A、B牛的遺傳物質(zhì)與性狀應(yīng)當(dāng)是 ()A.不同的遺傳物質(zhì)、不同的性狀B.不同的遺傳物質(zhì)、相同的性狀C.相同的遺傳物質(zhì)、相同的性狀D.相同的遺傳物質(zhì)、不同的性狀【解析】(1)圖中應(yīng)用的生物技術(shù)較多,b是早期胚胎培育,c是胚胎分割,d、f為胚胎移植。(2)用促性腺激素處理良種奶牛,可促使其超數(shù)排卵,這樣可以獲得更多的卵母細(xì)胞。(3)c過程為胚胎分割,對(duì)發(fā)育到桑葚胚或囊胚階段的早期胚胎進(jìn)行胚胎分割處理,再植入到受體內(nèi),可獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個(gè)新個(gè)體。在操作過程中,要留意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響胚胎的復(fù)原和進(jìn)一步發(fā)育。(4)A、B兩牛是由同一胚胎分割而來,遺傳物質(zhì)相同,具有相同的性狀。答案:(1)胚胎分割、胚胎移植、胚胎的早期培育(寫出兩種即可)(2)促性腺激素(3)胚胎分割桑葚胚或囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(4)C十一胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(20分鐘·70分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.采集的卵母細(xì)胞,都要在體外經(jīng)人工培育成熟后,才能與獲能的精子受精,以下緣由不正確的是 ()A.卵子從輸卵管中沖出也要經(jīng)驗(yàn)類似精子獲能的過程B.動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同C.體外人工培育至MⅡ期時(shí),才算成熟D.沖出的卵子還須要培育一段時(shí)間由小變大【解析】選D。沖出的卵子還不成熟,只有在體外培育至MⅡ期時(shí),才具有與精子受精的實(shí)力,該過程類似精子獲能過程,選項(xiàng)A、C正確;動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同,選項(xiàng)B正確;沖出的卵子體外培育的目的是促其成熟,使其具有與精子受精的實(shí)力,而其大小改變不大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖為試管嬰兒培育過程的示意圖。有關(guān)敘述不正確的是 ()A.過程①中可通過注射促性腺激素增加排卵數(shù)量B.過程②與細(xì)胞膜的流淌性有關(guān)C.過程③的培育液中應(yīng)當(dāng)添加血清D.過程④要到桑葚胚或囊胚階段才能進(jìn)行【解析】選D。過程①為排卵,可以通過注射促性腺激素增加排卵數(shù)量,A正確;過程②涉及細(xì)胞膜的融合,與細(xì)胞膜的流淌性有關(guān),B正確;過程③培育受精卵的培育液中應(yīng)添加動(dòng)物血清,C正確;過程④為胚胎移植,不同動(dòng)物胚胎移植的時(shí)間不同,人的體外受精胚胎可在8～16個(gè)細(xì)胞階段移植,D錯(cuò)誤。3.如圖表示哺乳動(dòng)物胚胎工程的有關(guān)操作流程。下列敘述正確的是 ()A.①過程運(yùn)用超數(shù)排卵技術(shù)可得到多個(gè)胚胎B.③過程可以用胃蛋白酶處理囊胚獲得干細(xì)胞C.④過程須要在二氧化碳培育箱中進(jìn)行D.⑤過程可以干脆獲得各種類型的細(xì)胞【解析】選C。經(jīng)超數(shù)排卵技術(shù)得到的是多個(gè)卵子而非胚胎,A錯(cuò)誤。胃蛋白酶的相宜pH為1.5～2,不適于干細(xì)胞生存,B錯(cuò)誤。胚胎干細(xì)胞需培育在二氧化碳培育箱中,C正確。很多細(xì)胞的產(chǎn)生須要特定的條件,比如有些免疫細(xì)胞須要抗原的刺激,D錯(cuò)誤。4.供、受體母牛選擇好后,要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理的緣由是 ()A.防止受體牛不情愿接受胚胎B.只有受體與供體的生理狀態(tài)相同,被移植的胚胎才能接著正常發(fā)育C.大量提高供、受體的排卵量D.同期發(fā)情處理后,卵子和精子受精結(jié)合實(shí)力強(qiáng)【解析】選B。利用某些激素對(duì)供體和受體母牛進(jìn)行同期發(fā)情處理,使其生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一樣,這樣才能使供體的胚胎移入受體后,具有相同或相像的生存條件,并且接著完成正常的發(fā)育。5.下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.對(duì)受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理B.人工授精后的肯定時(shí)間內(nèi),收集供體原腸胚用于胚胎分割C.利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎D.一次給受體母羊植入多個(gè)胚胎,可增加雙胞胎和多胞胎的比例【解析】選B。在進(jìn)行胚胎移植時(shí)須要對(duì)受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理,使它們處于相同的生理狀態(tài),A正確;胚胎分割應(yīng)當(dāng)取形態(tài)正常、發(fā)育良好的桑葚胚或囊胚進(jìn)行,B錯(cuò)誤;胚胎分割技術(shù)屬于無性繁殖,可獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎,C正確;胚胎移植可提高優(yōu)良種畜的繁殖率,即可增加雙胞胎和多胞胎的比例,D正確。6.我國(guó)首例“虎獅獸”在南京紅山動(dòng)物園誕生。它是利用了雄虎的精子和雌獅的卵子進(jìn)行“體外受精”而產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.在體外受精前,要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理B.用化學(xué)物質(zhì)處理掉卵細(xì)胞膜便于精子進(jìn)入C.抽取精子、卵子的細(xì)胞核進(jìn)行融合D.精子入卵后進(jìn)行人工處理防止多精入卵【解析】選A。在體外受精過程中,須要對(duì)采集的精子進(jìn)行獲能處理,A正確;卵子只須要培育到MⅡ期即可與精子進(jìn)行受精作用,無須去掉卵細(xì)胞膜,B錯(cuò)誤;只要在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^程,無須進(jìn)行細(xì)胞核融合操作,C錯(cuò)誤;在受精作用過程中,卵細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生兩道屏障防止多精入卵,無須人工處理,D錯(cuò)誤。7.(2024·江蘇高考改編)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。下列敘述正確的是 ()A.為獲得更多的囊胚,采納激素注射促進(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,所以全能性凹凸不同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培育箱中進(jìn)行培育【解析】選D。本題主要考查了細(xì)胞工程和胚胎工程的相關(guān)學(xué)問。為了獲得更多的囊胚,可以采納激素注射促進(jìn)成熟雌性個(gè)體超數(shù)排卵,然后將卵細(xì)胞從母體內(nèi)取出,在試管內(nèi)與人工采集的精子進(jìn)行體外受精,培育成胚胎,A錯(cuò)誤;細(xì)胞a和細(xì)胞b是由同一個(gè)受精卵經(jīng)過有絲分裂形成的,故核基因相同,B錯(cuò)誤;運(yùn)用細(xì)胞培育技術(shù)可以從哺乳動(dòng)物的早期胚胎中獲得胚胎干細(xì)胞,首先必需用胰蛋白酶處理內(nèi)細(xì)胞團(tuán),分解細(xì)胞間的膠原蛋白等,使之分散成單個(gè)細(xì)胞,C錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)須要在5%CO2的培育箱中進(jìn)行培育,以維持培育液的pH,D正確。二、非選擇題(共2小題,共35分)8.(17分)如圖是克隆羊的培育流程圖,依據(jù)所學(xué)學(xué)問回答下列問題:(1)培育克隆羊時(shí)用到的卵母細(xì)胞可以從屠宰場(chǎng)收集,并在體外培育到________________期。

(2)通過__________法吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核,微型吸管除了將細(xì)胞核吸出外,往往還會(huì)將________________一并吸出。

(3)去核的卵母細(xì)胞與供體細(xì)胞通過________________后融合,供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞,構(gòu)建成重組胚胎,融合后的重組胚胎,須要用物理或化學(xué)的方法進(jìn)行激活,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。

(4)將發(fā)育到肯定階段的重組胚胎,移植到同種的且____________相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi),使之接著發(fā)育,最終形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活,是因?yàn)榇凶訉m并不會(huì)對(duì)其發(fā)生________________,同時(shí)能夠與受體子宮建立正常的____________聯(lián)系。

(5)欲培育高產(chǎn)奶山羊這一優(yōu)良品種,對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí),宜取囊胚期的__________細(xì)胞進(jìn)行鑒定。

【解析】(1)培育克隆羊時(shí)用到的卵母細(xì)胞可以從屠宰場(chǎng)收集,并在體外培育到MⅡ期。(2)通過顯微操作法吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核,微型吸管除了將細(xì)胞核吸出外,往往還會(huì)將第一極體一并吸出。(3)去核的卵母細(xì)胞與供體細(xì)胞通過電激后融合,供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞,構(gòu)建成重組胚胎。(4)將發(fā)育到肯定階段的重組胚胎,移植到同種的且生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi),使之接著發(fā)育,最終形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活,是因?yàn)榇凶訉m并不會(huì)對(duì)其發(fā)生免疫排斥反應(yīng),同時(shí)能夠與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系。(5)欲培育高產(chǎn)奶山羊這一優(yōu)良品種,對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定時(shí),宜取囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行鑒定。答案:(1)MⅡ(2)顯微操作第一極體(3)電激(4)生理狀態(tài)免疫排斥反應(yīng)生理和組織(5)滋養(yǎng)層9.(18分)科研人員利用基因編輯技術(shù)刪除小鼠母本基因組的相關(guān)印記區(qū)域,培育出了由母本單倍體干細(xì)胞融合發(fā)育而來的孤雌生殖小鼠,為探究生殖奇妙作出了貢獻(xiàn)。過程見圖:(1)上圖孤雌小鼠的獲得,用到動(dòng)物細(xì)胞培育、________、________、胚胎移植等生物技術(shù)。

(2)常用的基因編輯系統(tǒng)是crispr-Cas9,其過程為:先讓一段RNA與特征DNA序列結(jié)合,由此引導(dǎo)Cas9酶對(duì)特征DNA序列切割。因?yàn)椤耙欢蜶NA”能與特征DNA序列________,才能特異性結(jié)合。Cas9酶作用于特征DNA序列的________________________________________________(填DNA分子的相關(guān)結(jié)構(gòu))。

(3)上圖中的“卵母細(xì)胞”應(yīng)處于________________(時(shí)期)。用卵母細(xì)胞培育孤雌小鼠簡(jiǎn)單勝利,其緣由是________________________。并且由上述卵母細(xì)胞發(fā)育而來的胚胎能在代孕母鼠體內(nèi)存活的緣由是____________________________________________________________________。

【解析】(1)識(shí)圖分析可知,科研人員用動(dòng)物細(xì)胞培育成多個(gè)細(xì)胞或組織,利用核移植技術(shù)使卵母細(xì)胞與新核融合,體外培育胚胎至桑葚胚或囊胚后移植胚胎進(jìn)入代孕母鼠體內(nèi)。(2)讓一段RNA與目標(biāo)特征DNA序列的堿基互補(bǔ)配對(duì)后兩者才能結(jié)合。Cas9酶與DNA的基因靶點(diǎn)結(jié)合時(shí)發(fā)生了構(gòu)象改變,酶功能區(qū)對(duì)靶標(biāo)DNA進(jìn)行定位切割DNA分子的磷酸二酯鍵,刪除基因。(3)傳統(tǒng)的細(xì)胞核移植技術(shù)中,受體卵母細(xì)胞處于MⅡ中期。因?yàn)槁涯讣?xì)胞體積大,易操作,含促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì),卵母細(xì)胞所含養(yǎng)分物質(zhì)豐富,所以用卵母細(xì)胞培育孤雌小鼠簡(jiǎn)單勝利。代孕母鼠子宮對(duì)外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),是胚胎能在代孕母鼠體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)。答案:(1)動(dòng)物細(xì)胞核移植早期胚胎培育(2)堿基互補(bǔ)配對(duì)磷酸二酯鍵(3)MⅡ中期(減數(shù)其次次分裂中期)卵母細(xì)胞體積大,易操作;含促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì);卵母細(xì)胞所含養(yǎng)分物質(zhì)豐富代孕母鼠子宮對(duì)外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(10分鐘·30分)1.(6分)據(jù)《細(xì)胞報(bào)告》最近報(bào)道,我國(guó)科學(xué)家勝利將小鼠的顆粒細(xì)胞(卵泡中卵母細(xì)胞四周的細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為GV卵母細(xì)胞,進(jìn)而復(fù)原減數(shù)分裂并順當(dāng)培育出健康后代(如圖)。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.過程①的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)B.X細(xì)胞應(yīng)處于減數(shù)分裂Ⅱ中期C.過程③中受精的實(shí)質(zhì)是雌雄原核融合D.過程③選擇原腸胚進(jìn)行胚胎移植【解析】選D。過程①是將小鼠的顆粒細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)成為多能干細(xì)胞的過程,其實(shí)質(zhì)是定向誘導(dǎo)分化使基因進(jìn)行選擇性表達(dá),A正確;體外受精時(shí)卵母細(xì)胞X應(yīng)培育到減數(shù)分裂Ⅱ中期,B正確;過程③體外受精的實(shí)質(zhì)是雌雄原核融合,C正確;進(jìn)行胚胎移植的時(shí)期一般是桑葚胚或囊胚,也可以是更早的時(shí)期,D錯(cuò)誤。2.(6分)(不定項(xiàng))“三親嬰兒”技術(shù)是指取出患病母親卵母細(xì)胞的核,導(dǎo)入女性捐贈(zèng)者的去核卵細(xì)胞中,再將重構(gòu)卵母細(xì)胞和父親的精子結(jié)合。下列有關(guān)“三親嬰兒”的敘述,正確的是 ()A.該技術(shù)可以有效降低生下線粒體遺傳疾病嬰兒的概率B.女性捐贈(zèng)者供應(yīng)的遺傳物質(zhì)不遵循孟德爾遺傳規(guī)律C.“三親嬰兒”與正常的“雙親嬰兒”相比,核DNA增加D.該技術(shù)的遺傳物質(zhì)來自多個(gè)親本,涉及倫理爭(zhēng)