2024版新教材高考生物全程一轮总复习第十二单元生物技术与工程课堂互动探究案5胚胎工程学生用书

课堂互动探究案5胚胎工程考点一受精与胚胎早期发育任务1完善受精过程中的“三大反应”“两道屏障”任务2卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律（1）有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量。（2）细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目，每个细胞体积。（3）细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量，但每个细胞中核DNA含量。任务3完善胚胎发育的过程图受精过程的四个易混点（1）精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。（2）排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。（3）受精的标志不等于受精完成的标志。受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合。（4）受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核（即精卵各提供1/2），而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。考向一受精过程的考查1.[经典高考]哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）。据图分析，下列叙述错误的是（）A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞2．如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期，下列叙述正确的是（）A．①过程主要包括：精子穿越透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合B．a、b分别是原肠胚和囊胚时期C．①～④过程都没有发生细胞分化D．b阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞考向二胚胎早期发育过程考查3.[2023·北京海淀实验中学月考]如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述错误的是（）A．①过程需依赖细胞表面糖蛋白识别B．②过程通过有丝分裂方式增殖C．③过程细胞的“核/质”比逐渐变小D．④过程细胞的基因表达发生了差异4．如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是（）A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大C．兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜D．原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期考点二胚胎工程技术及其应用任务1比较自然受精、人工授精和体外受精项目自然受精人工授精体外受精不同点过程不同雌雄动物完成用的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精人工获取精子、卵子，在中完成受精过程场所不同雌性动物中雌性动物中体外中相同点（1）精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；（2）都是生殖任务2完善胚胎工程的操作流程示意图，并填空（1）对供体牛要进行处理；对供、受体牛要进行处理。（2）排卵是指卵子从中排出，冲卵是指把供体母牛子宫内的冲洗出来。（3）动物的早期胚胎一般发育到或阶段才能进行移植。（4）若要获得多个遗传物质完全相同的新个体，可对检查合格的胚胎用胚胎分割技术处理，该过程属于或克隆。任务3试管动物与克隆动物的比较比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、早期胚胎培养核移植技术、、实例试管牛多莉羊过程生殖方式生殖生殖遗传物质遗传物质来自个个体遗传物质大部分来自生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等任务4完成胚胎分割、核移植和胚胎移植的比较项目区别胚胎分割核移植胚胎移植胚胎来源雌性动物或形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎经得到的胚胎雌性动物________________________________________________________________________或形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎生殖方式生殖生殖有性生殖或无性生殖后代遗传特点相同相同1.试管动物操作注意的事项动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、绵羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数分裂Ⅱ期时，才具有与精子受精的能力。2．胚胎移植的来源及生殖方式胚胎的来源生殖方式核移植无性生殖体外受精有性生殖体内受精有性生殖3.胚胎移植过程中的“两”（1）两次处理：①对供、受体进行同期发情处理；②用激素使供体超数排卵。（2）两次检查：①对收集的胚胎进行质量检查；②对受体是否妊娠进行检查。（3）两个条件：①胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行；②进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。4．胚胎分割注意的事项（1）胚胎分割份数不能过多。分割的次数越多，每一份的细胞数目越少，不但难以做到均等分割，而且囊胚期的内细胞团细胞所受的影响也越大。分割的份数越多，技术难度越大，移植后发育的难度越大，分割后胚胎成活的概率越小。（2）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。考向一对体外受精过程的分析1.[经典模拟]如图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是（）A．获取的精子经获能后才能进行体外受精B．②过程只与细胞膜的流动性有关C．③过程的细胞增殖方式是有丝分裂D．④过程属于胚胎移植考向二早期胚胎培养和胚胎移植的条件和过程分析2.[2023·北京四中高三月考]小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，其制备流程如图所示。下列叙述正确的是（）A．为获得更多的囊胚，可采用激素注射以促进雄鼠产生更多的精子B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后即可获得分散的胚胎干细胞D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养3．下列关于胚胎移植的叙述，正确的是（）A．胚胎移植的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力B．胚胎移植过程中冲卵的操作是选择特定装置将卵子冲出来C．胚胎移植过程中受体母畜必须经过免疫学检验以防止排斥外来胚胎D．转基因、核移植、体外受精等技术获得的胚胎都必须移植给受体才能获得后代考向三胚胎分割过程分析及应用4.下列关于胚胎分割的叙述，正确的是（）A．可以将胚胎任意分割成多块B．胚胎分割是一种有性生殖C．胚胎分割后，移植获得的后代基因型不相同D．胚胎分割是在动物体外进行的，且不能无限分割考向四胚胎工程的应用5.2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述错误的是（）A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B．捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C．三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核D．三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术[网络建构提升][长句应答必备]1．受精过程：获能的精子穿过放射冠和透明带→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞。2．胚胎发育过程：受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体。3．体外受精过程eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(卵母细胞的采集和培养,精子的采集和获能))eq\x(受精)4．胚胎移植的基本程序：对供、受体的选择和处理→配种或进行人工授精→对胚胎的收集、检查、培养或保存→胚胎移植→移植后检查。[等级选考研考向]1．[2023·浙江1月]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2．[2022·江苏卷]下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是（）A．通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精B．哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质C．克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程D．将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖3．[2022·北京卷]将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（）A．获得Mc的生物技术属于核移植B.Mc表皮中有两种基因型的细胞C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织D．将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠4．[2022·海南卷]以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。（1）CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。（2）体外获取OSNL的方法有（答出1种即可）。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和等。启动子是识别和结合的部位，有了它才能驱动。（3）iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是。（4）诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是。（5）该实验流程中用到的生物技术有（答出2点即可）。[国考真题研规律]5．[2022·全国甲卷]某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。（1）为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是（答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到时才具备与精子受精的能力。（2）体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有（答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。（3）请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。课堂互动探究案5考点一【任务驱动】任务1透明带反应卵细胞膜反应任务2(1)减少(2)增多减小(3)增多保持相对稳定任务3外内中内中【过程评价】1．解析：据图可知，初级卵母细胞在形成次级卵母细胞的过程中需要促性腺激素处理，A正确；细胞Ⅲ为次级卵母细胞，减数分裂Ⅱ是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B正确；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为：2N、2N、4N，染色体数不同，C错误；动物细胞的受精卵全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D正确。答案：C2．解析：①为受精，该过程主要包括：精子穿越透明带，进入卵细胞膜，原核形成和融合，A正确；a、b分别是囊胚和原肠胚时期，B错误；①～④过程中，③④过程都会发生细胞分化，C错误；b为原肠胚，其前一个阶段是囊胚阶段，囊胚中的滋养层细胞不是全能细胞，D错误。答案：A3．解析：①为受精过程，该过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别，A正确；②为卵裂过程，该过程通过有丝分裂方式增殖，B正确；细胞卵裂过程中，单个细胞体积减小，但核物质(DNA)不变，因此核/质比增大，C错误；④过程中发生细胞分化，而细胞分化的实质是基因表达发生了差异，D正确。答案：C4．解析：由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育，A错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B错误；兔子、雄鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C正确；原肠胚期已发生了细胞的分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑葚胚或囊胚阶段移植，而其他生物要在更早阶段进行，D错误。答案：C考点二【任务驱动】任务1交配人工体外培养液输卵管输卵管培养液有性任务2同期发情超数冲卵胚胎移植(1)超数排卵同期发情(2)卵泡早期胚胎(3)桑葚胚囊胚(4)无性繁殖任务3胚胎移植细胞培养胚胎(分割)移植有性无性两供核缩短任务4体内受精体外受精体细胞核移植体内受精体外受精无性无性不一定相同【过程评价】1．解析：在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的②过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等；③过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；④过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。答案：B2．解析：为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在含5%CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。答案：D3．解析：胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；胚胎移植过程中冲卵的操作是选择特定装置将早期胚胎冲出来；大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。答案：D4．解析：胚胎分割可以看做无性生殖，它所形成的后代基因型完全相同，遗传性状极为相似。胚胎分割是在动物体外进行的操作，但不能无限分割。答案：D5．解析：“三亲婴儿”的线粒体基因来自捐献者，A正确；红绿色盲基因位于X染色体上，捐献者只将细胞质基因遗传给该婴儿，B正确；“三亲婴儿”的染色体来自母亲卵母细胞的细胞核与父亲精子的细胞核，C错误；体外受精获得受精卵，先在体外培养到桑葚胚或囊胚，再进行胚胎移植，D正确。答案：C课堂总结网络聚焦大概念①体外受精②胚胎移植③胚胎分割历届真题分类集训培素养1．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。答案：C2．解析：精子获