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文档简介
2.3胚胎工程知识梳理知识梳理教学目标课程标准目标解读对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。简述受精和胚胎早期发育的基本过程。简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值。运用胚胎工程的基本概念和原理,对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。认同在胚胎工程技术的发展和应用中体现了科学、技术和社会的互动关系。教学重点受精的基本过程。胚胎早期发育的基本过程。胚胎工程的主要技术及其原理。胚胎工程在生产实践中的应用。教学难点受精过程中精子和卵子的生理变化。胚胎工程中胚胎移植的生理学基础和基本操作步骤。一、胚胎工程概念:是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。操作对象:动物生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞技术手段:体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等工程实质:在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。理论基础:哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律胚胎工程技术包括:体外受精、胚胎移植和胚胎分割等二、受精和胚胎发育过程(一)受精概念:受精是精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。场所:输卵管内过程:包括受精前的准备阶段和受精阶段。1.准备阶段1—精子获能刚刚排出的精子不能立即与卵子受精,必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力,这一生理现象称为“精子获能”。2.准备阶段2—卵子的准备(1)卵子一般在排出2-3h后才能被精子穿入。(2)动物排出的卵子成熟程度不同:有的可能是初级卵母细胞,如马、犬等;有的可能是次级卵母细胞,如猪、羊等;(3)卵子成熟的场所:排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟。(4)卵子具备与精子受精能力的时期:MⅡ(中期)3.受精阶段(二)胚胎发育过程根据胚胎形态变化,胚胎发育过程分为几个阶段:卵裂:概念:胚胎发育早期,有一段时间是在透明带内进行分裂,细胞数量不断增加,胚胎总体积并不增加,这种受精卵的早期分裂称为卵裂。场所:透明带内分裂方式:有丝分裂特点:细胞数量不断增加,胚胎总体积并不增加或略有缩小;每个细胞体积减小,DNA总数目增加,每个细胞的核DNA数目不变,有机物总量减少,有机物种类增加。2.胚胎早期发育根据胚胎形态的变化,早期发育的胚胎分为三个阶段:桑椹胚、囊胚、囊胚3.桑葚胚:概念:当卵裂分裂到16-32个细胞时,卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团,形似桑葚时,这时的胚胎称为桑葚胚。特点:这一阶段及之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。特别是2-8个细胞时,都可以做胚胎移植的核供体。4.囊胚:概念:胚胎进一步发育,细胞开始出现分化,形成内细胞团、滋养层;随着胚胎进一步发育,胚胎内部出现了含有液体的囊腔—囊胚腔,这个时期的胚胎叫做囊胚。内细胞团:聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团。细胞个体较大,将来发育成胎儿各组织(完整胚胎)。滋养层细胞:沿透明带内壁扩展和排列的细胞,称为滋养层细胞。将来发育成胎膜和胎盘。胚胎可通过这些组织从母体中获得正常发育所需的O2和营养物质。特点:细胞开始出现分化孵化:囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从透明带中伸展出来,这一过程叫做孵化。原肠胚:原肠胚三胚层的发育:外胚层:表皮及其附属结构、神经系统、感觉器官中胚层:皮肤真皮、脊索、肌肉、骨骼、内脏器官外膜、循环系统、排泄系统、生殖系统内胚层:消化道、呼吸道上皮、肝胰等腺体三、体外受精和胚胎移植、胚胎分割(一)体外受精概念:是指哺乳动物的精子或卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。原理:人工模拟体内环境,包括营养、温度、PH等,使初级卵母细胞成熟,使精子获能,最终完成受精作用,并有计划地保存胚胎。应用:1.用于研究动物生殖的发生、受精和胚胎早期发育机制;2.利用优良品质资源,缩短家畜繁殖周期,加快品种改良速度;3.是胚胎移植、克隆、转基因和性别控制等技术不可缺少的组分。过程:包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。(二)胚胎移植概念:指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。地位:胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道”工序”实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移胚胎移植的步骤:胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理,配种或人工受精,胚胎的收集、检查、培养和保存,胚胎的移植,以及移植后的检查等步骤。供体:提供胚胎的个体-----良种雌性动物职能:只产生具有优良遗传特性的胚胎受体:接受胚胎的个体-----一般品种的雌性动物职能:担任繁重而漫长的妊娠和育仔的任务胚胎移植的生理学基础:(1)同种动物的供体和受体发情排卵后生殖器官的生理变化是相同的。(2)供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但其遗传特性不受影响。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。胚胎移植的意义:⑴加速育种工作和品种改良;⑵大量节省购买种畜的费用;⑶一胎多产;⑷保存品种资源和濒危物种;⑸可充分发挥优秀个体的繁殖潜能缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量。(三)胚胎分割概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。特点:后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。繁殖方式:无性繁殖(克隆)理论基础:动物胚胎细胞的全能性胚胎分割的时期为:发育良好的,形态正常的囊胚或桑椹胚优势:可成倍增加胚胎数量,可以快速繁殖良种畜。主要仪器设备:体视显微镜、显微操作仪分割工具:分割针或分割刀分割方法:机械法(切割针、切割刀)、酶处理具体操作:注意事项:分割囊胚时,要将内细胞团均等分割(1)不均等分割的结果:会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。(2)是否分割份数越多越好:早期胚胎的体积很小,只有在显微镜下才能看到。另外,细胞数目是有限的,分割的份数越多,不但难以做到均等分割,每份的细胞数越少,而且做为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受影响会更大。因此,分割次数越多,技术难度会越大,移植后的恢复和发育的难度会越大,分割后胚胎成活的概率越小,目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。分割后胚胎去向:对于不同发育阶段的胚胎,分割的具体操作不完全相同。分割后的胚胎可以直接移植给受体或经体外培养后,再移植给受体。胚胎分割的优点:①可以促进优良动物品种的繁殖。②产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。③在胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代有重要意义。胚胎分割的局限性:采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的,分割次数越多,分割后胚胎成活的概率越小,目前仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。另外,还存在刚出生动物体重偏低,毛色、斑纹可能存在差异等问题。课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练一、单选题1.下列关于胚胎工程的叙述,错误的是(
)A.对桑椹胚或囊胚进行分割处理,可培育基因型相同的两个新个体
B.采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,可以看做动物的无性繁殖
C.胚胎移植时,供体和受体母畜都必须具备优秀的遗传性能
D.试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查胚胎工程相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此对桑椹胚或囊胚进行分割处理,可培育基因型相同的两个新个体,A正确;
B.采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,可以看做动物的无性繁殖,B正确;
C.胚胎移植时,供体母畜必须具备优秀的遗传性能,而受体只需要有健康的体质和正常繁殖能力即可,C错误;
D.试管动物技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,D正确。
故选C。
安格斯牛肉质好、出肉率高且生长适应性强,是畜牧业中公认的优质肉牛。目前我国已利用胚胎工程技术获得了“甘南安格斯牛”,改变了甘南州原有畜牧业状态。“甘南安格斯牛”的培育流程如图所示。下列叙述错误的是()A.图中①②③过程分别是体外受精、体外胚胎培养和胚胎移植
B.图中供体母牛需要进行同期发情处理,受体母牛不需要进行同期发情处理
C.①过程采集到的精子和卵母细胞要分别在体外进行获能处理和成熟培养
D.③过程应选择桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行操作以提高胚胎存活率【答案】B
【解析】【分析】本题主要考查胚胎工程,考查学生的获取信息的能力。【解答】A.图中①②③过程分别是体外受精、体外胚胎培养和胚胎移植,A项正确;
B.供体母牛要进行超数排卵处理.受体母牛需要进行同期发情处理,B项错误;
C.①过程采集到的精子和卵母细胞要分别在体外进行获能处理和成熟培养,C项正确;
D.③胚胎移植过程应选择桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行操作以提高胚胎存活率,D正确。3.红安格斯牛因肉质鲜美营养全面被称为“贵族牛”,某示范养殖基地利用本地黄牛作受体牛“借腹生子”,同期移植接种了150枚的纯种胚胎。下列相关叙述错误的是(
)A.红安格斯牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎
B.对本地黄牛要采取超数排卵技术
C.“借腹生子”可以充分发挥红安格斯牛的繁殖潜力
D.本地黄牛作受体牛应具有健康的体质和正常繁殖能力【答案】B
【解析】A.红安格斯牛因肉质鲜美营养全面被称为“贵族牛”,所以在胚胎移植中红安格斯牛应作为供体,供体的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎,A正确;
B.本地黄牛只是为优良胚胎的发育提供子宫环境,故不需要对其采取超数排卵技术,B错误;
C.胚胎移植中供体提供具有优良遗传特性的胚胎,繁重而漫长的妊娠和育仔的任务由受体取代,大大缩短了供体本身的繁殖周期,所以胚胎移植可充分发挥雌性优良动物个体的繁殖能力,C正确;
D.对受体的选择,应选择有健康的体质和正常繁殖能力的受体,D正确。
故选B。4.下列有关受精作用及胚胎发育的说法中,正确的是(
)A.高等哺乳动物胚胎发育过程中细胞分化开始于桑椹胚期,终止于生命结束
B.防止多精入卵的两道屏障是顶体反应和卵细胞膜反应
C.进行体外受精技术前需对精子进行获能处理
D.试管婴儿培育过程涉及动物细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术【答案】C
【解析】【分析】
本题考查受精作用及胚胎发育相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.高等哺乳动物胚胎发育过程中细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束,A错误;
B.受精时防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜的封闭作用,B错误;
C.进行体外受精技术前需对精子进行获能处理,C正确;
D.试管婴儿培育过程涉及体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,D错误。
故选C。
5.如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,有关分析正确的是()A.应用1中的卵母细胞常取自卵巢,并可直接用于融合
B.应用2常用雌性激素处理供体1,目的是使其超数排卵
C.应用3一般选择桑椹胚或囊胚进行分割
D.应用4体现了动物细胞的全能性【答案】C
【解析】【分析】【分析】
本题主要考查胚胎工程的相关知识,旨在考查学生对知识的识记能力。【解答】A.应用1中的卵母细胞常取自卵巢,需培养至MⅡ期才能用于融合,A错误;
B.应用2常用促性腺激素处理供体1,目的是使其超数排卵,B错误;
C.应用3一般选择桑椹胚或囊胚进行分割,C正确;
D.应用4通过培养得到了相应组织和器官,未体现动物细胞的全能性,D错误。6.如图为胚胎移植的过程示意图,下列说法错误的是()A.①过程的目的是使乙与甲的生理状态相同,以便接受移植胚胎
B.图中甲、乙、丙三个个体都要求性状优良,以便获得具有优良性状的后代
C.若对甲、丙进行体外受精,则精子需要经过获能处理,而卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期
D.若要获得两个遗传物质相同的丁个体,可对收集的胚胎进行分割操作【答案】B
【解析】【分析】
分析题图:图示为胚胎移植的过程示意图,其中①是同期发情处理;②是胚胎移植;③是超数排卵。
本题结合图解,考查胚胎移植的相关知识,要求考生识记胚胎移植的基本程序,能正确分析题图,再结合所学的知识准确判断各选项。
【解答】
A、①是同期发情处理,该过程的目的是使乙与甲的生理状态相同,以便接受移植胚胎,A正确;
B、图中甲、丙为供体,都要求性状优良,以便获得具有优良性状的后代,而乙是受体,只需健康和具有正常的繁殖能力即可,不需要具有优良性状,B错误;
C、若对甲、丙进行体外受精,则精子需要经过获能处理,而卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期,C正确;
D、若要获得两个遗传物质相同的丁个体,可对收集的胚胎进行分割操作,D正确。
故选:B。
7.我国已实现部分“胚胎工程产业化”,如肉牛、奶牛胚胎工程产业化。以下是科学家采用不同方法产业化培育良种牛的过程,a〜h为操作过程,下列相关叙述错误的是()A.若要获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛
B.采集的卵细胞和精子应立即放入专用的受精溶液中进行受精
C.若要生产大量的高产奶牛,可取①处细胞做DNA分析性别鉴定
D.为获得A、B牛,需将囊胚的③进行均等分割,以利于胚胎的恢复和发育【答案】B
【解析】【分析】
本题结合良种牛的培育过程图,考查基因工程、胚胎工程等知识,要求考生识记基因工程的操作步骤;识记胚胎工程的相关技术,能准确判断图中各过程的名称,明确A和B牛是胚胎分割后形成的,具有相同的遗传物质。
【解答】
分析题图:a表示体外受精、b是早期胚胎发育过程、c表示胚胎分割、d和f表示胚胎移植、e和g表示妊娠。b过程形成的是囊胚,其中①是滋养层细胞、②是囊胚腔、③是内细胞团。
A.由图可知,获得大量的卵母细胞,需用促性腺激素处理良种母牛,A正确;
B.采集的卵细胞和精子应进行获能处理,才能放入专用的受精溶液中进行受精,B错误;
C.要生产大量的高产奶牛,可取①滋养层细胞做DNA分析性别鉴定,取雌性胚胎移植,C正确;
D.胚胎要均等分割以便于胚胎的恢复和发育,胚胎分割时应选择发育良好的囊胚进行分割,D正确。
8.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可能。下图为经体外受精和胚胎分割移植培育优良奶牛的过程。下列相关说法正确的是()
A.体外受精所需的成熟卵子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.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
C.胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份
D.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几乎不发生免疫排斥反应【答案】D
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的相关技术,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力。
【解答】
A.从母体卵巢中得到的卵子还不成熟,要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与精子结合的能力,而精子也需经获能处理才具受精能力,A项错误;
B.进行胚胎分割时,应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作,B项错误;
C.胚胎分割时可以在实体显微镜或显微操作仪下用切割针或切割刀将胚胎均等分割成若干份,C错误;
D.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,D项正确。
故选D。
二、填空题9.下图是体外受精技术培育试管动物的大致流程,请回答下列问题(1)精子的顶体内含有_______能协助精子穿过卵母细胞的___________。(2)体外培养受精卵时,除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还提供___以维持_____。(3)动物的早期胚胎移植到同种且__________与供体相同的动物体内,被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对_________________________。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所利用的胚胎工程技术是_________,胚胎移植前通过___________技术可获得较多胚胎,操作时若对囊胚期的胚胎进行操作时要注意_____________,否则会_______________【答案】(1)顶体酶;放射冠和透明带
(2)CO2;培养液的pH
(3)生理状态;外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(4)早期胚胎培养;胚胎分割;将内细胞团均等分割;影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记受精作用的具体过程;识记动物细胞培养的过程及条件;识记胚胎移植的基本程序,掌握胚胎移植的生理学基础,能结合所学的知识准确答题。
【解答】
(1)精子的顶体内含有顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)体外培养受精卵时,除给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还提供CO2气体以维持培养液的pH相对稳定。
(3)动物的早期胚胎需移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内,被移植的胚胎之所以能存活是因为受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
(4)从重组细胞到早期胚胎需要采用早期胚胎培养技术;胚胎移植前通过胚胎分割技术可获得较多胚胎,在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
故答案为:
(1)顶体酶;放射冠和透明带
(2)CO2;培养液的pH
(3)生理状态;外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(4)早期胚胎培养;胚胎分割;将内细胞团均等分割;影响分割后胚胎的恢复和进一步发育
10.下图为试管牛及牛胚胎分割示意图。请据图回答:(1)为了获得足够多的细胞1,需要给供体母牛注射促性腺激素进行________________处理,采集到1后要培养到减数第二次分裂的__________期才具备与获能精子受精的能力。(2)判断1是否受精的依据是在卵细胞膜和透明带之间出现两个___________。(3)进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的发育到__________或_____
时期的胚胎进行操作。在分割得到3、4时应注意对____________均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育。要鉴定分割胚胎的性别,可取________________的细胞做DNA分析性别鉴定。(4)获得试管牛的最后一道工序是_______________。【答案】(1)超数排卵;中;(2)极体;(3)桑椹胚;
囊胚;内细胞团;滋养层;(4)胚胎移植。【解析】【分析】本题考查了胚胎工程的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系;理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力。【解答】(1)为了获得足够多的1,需要给供体母牛进行注射促性腺激素进行超数排卵处理,采集到1后要培养到减数第二次分裂中期才具备与获能精子受精的能力。
(2)判断卵子是否受精的重要标志是:在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。
(3)胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚期的胚胎进行分割时,要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物无性繁殖(或克隆)的方法之一。胚胎分割后,可取滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定。
(4)转基因、核移植或体外受精等任何一项胚胎工程技术所,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,因此胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”。11.胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。(1)良种公牛在产生精子的过程中,精细胞中的_____发育为精子头部顶体,_______演变成精子的尾。判断母牛卵子是否受精的标志:____________________________。(2)胚胎发育过程中的孵化是指_____________________。(3)胚胎收集后,这时需要对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到__________。图中的A过程为______,可用的方法有_________。(4)若想扩大牧场规模,既要考虑场地实际问题,又要考虑到牧民的生存问题,这涉及到__________________________生态学原理。【答案】(1)高尔基体;
中心体;当卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
(2)囊胚进一步扩大,导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来
(3)桑椹胚或囊胚;
胚胎移植;手术法和非手术法;
(4)整体性原理
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的知识点,意在考查学生对知识的识记、理解和识图作答的能力。
【解答】
(1)良种公牛在产生精子的过程中,精细胞中的高尔基体发育为精子头部顶体;中心体演变成精子的尾;判断母牛卵子是否受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体;
(2)胚胎发育过程中的孵化是指囊胚进一步扩大,导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来;
(3)胚胎收集后,这时需要对胚胎进行质量检查,这时的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚;图中的A过程为胚胎移植;可用的方法有手术法和非手术法;
(4)既要考虑场地实际问题,又要考虑到牧民的生存问题,这是生态工程中的整体性原理。
故答案:
(1)高尔基体;
中心体;当卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
(2)囊胚进一步扩大,导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来
(3)桑椹胚或囊胚;
胚胎移植;手术法和非手术法;
(4)整体性原理
培优第二阶——拓展培优练单选题1.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述正确的是(
)
采集→A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎【答案】D
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
【解答】
A.超数排卵用促性腺激素而不是雌激素,A错误;
B.根据采集部位而定,如果是从输卵管采集的卵细胞,已发育成熟,可直接与获能的精子在体外受精;如果是从卵巢是采集的卵细胞,未发育成熟,都要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精,B错误;
C.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,不需要注射免疫抑制剂,C错误;
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,D正确。
故选D。
2.杜泊羊具备生长速度快、肉质好等优点,被誉为“钻石级”肉用绵羊,科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊。下列叙述正确的是()A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理
B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精
C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎【答案】D
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
【解答】
A.超数排卵用促性腺激素而不是雌激素,A错误;
B.根据采集部位而定,如果是从输卵管采集的卵细胞,已发育成熟,可直接与获能的精子在体外受精;如果是从卵巢是采集的卵细胞,未发育成熟,都要经过体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精,B错误;
C.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,不需要注射免疫抑制剂,C错误;
D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,D正确。
故选D。
3.下列表达正确的有几项()
①卵子是经过连续的减数两次分裂形成的;
②合子形成后在输卵管内即开始发育;
③早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂期、囊胚、桑椹胚、原肠胚几个时期;
④滋养层细胞是在囊胚期形成的;
⑤试管牛的培育是一次无性生殖的过程;
⑥胚胎移植的供体和受体应该是同种生物;
⑦胚胎移植犊牛的细胞质基因与受体一致.A.2项 B.3项 C.4项 D.5项【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了胚胎工程的有关知识,要求考生识记胚胎移植的概念、程序和生理学基础;掌握试管婴儿技术的过程,明确试管动物培育的过程以及其生殖方式;识记胚胎发育的过程.【解答】
1、多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是胎儿出生前完成的;MⅠ是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;MⅡ是在受精过程中完成的,场所在输卵管中.
2、动物胚胎发育的基本过程:
(1)受精场所是母体的输卵管.
(2)卵裂期:细胞有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体体积并不增加,或略有减小.
(3)桑椹胚:胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹.是全能细胞.
(4)囊胚:细胞开始出现分化(该时期细胞的全能性仍比较高).聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团,将来发育成胎儿的各种组织;中间的空腔称为囊胚腔;而滋养层将发育为胚胎的胎盘和胎膜.
(5)原肠胚:有了三胚层的分化,具有囊胚腔和原肠腔.
3、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术.
①卵子的两次分裂是不连续的,①错误;
②合子形成后在输卵管内即开始发育,②正确;
③早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚几个时期,③错误;
④滋养层细胞是在囊胚期形成的,④正确;
⑤试管牛的培育是一次有性生殖的过程,⑤错误;
⑥胚胎移植的供体和受体应该是同种生物,⑥正确;
⑦胚胎移植犊牛的细胞质基因与供体母牛一致,⑦错误。
故选:B。
4.下列关于胚胎工程的叙述,正确的是()A.在精子触及卵细胞膜的瞬间,随即产生卵细胞膜反应
B.孵化是指卵子从卵泡中排出进入输卵管的过程
C.卵裂期细胞周期延长,子细胞体积变小
D.核移植技术和胚胎分割技术获得的动物均属于无性繁殖【答案】D
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.在精子触及卵细胞膜的瞬间,随即产生透明带反应,A错误;
B.孵化是指囊胚扩大导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来的过程,B错误;
C.卵裂期细胞周期缩短,子细胞数量不断增加,C错误;
D.核移植技术和胚胎分割技术获得的动物均属于无性繁殖,D正确。
故选D。
5.精子载体法(SMGT)是将精子适当处理,使其携带外源基因,通过人工授精或体外受精等途径获得转基因动物的方法。下图是某研究所利用SMGT法获得转基因鼠的过程,下列叙述正确的是()A.①过程将标记的外源基因直接导入成熟精子即可
B.②过程需将成熟精子放入ATP溶液中进行获能处理
C.若需要对③产生的早期胚胎进行分割,可选择桑椹胚或囊胚
D.进行过程④操作前,需要对代孕母体进行免疫抑制剂处理【答案】C
【解析】【分析】本题结合图解,考查基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理及操作步骤,掌握各步骤中的细节问题;识记动物细胞培养的过程、条件等知识;识记胚胎移植的基本程序,能结合所学的知识准确答题.【解答】A.完成过程①时需要将标记的外源基因与载体连接,以构建基因表达载体,然后将基因表达载体通过显微注射的方法导入受体细胞中,A错误;
B.过程②为受精作用,精子需要经过获能处理后才具有受精能力,因此,①过程需将成熟的精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中,用化学药物诱导精子获能,B错误;
C.若需要对③产生的早期胚胎进行分割,可选择桑椹胚或囊胚,C正确;
D.进行过程④胚胎移植操作前,通常需要用一定的激素(促性腺激素)处理代孕母体,使其与供体同期发情,以使受体处于相同的生理狀况,有利于接受移植的胚胎,因为受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,所以不需要对代孕母体进行免疫抑制剂处理,D错误。6.大多数哺乳动物的早期胚胎具有调节发育的功能,去掉早期胚胎的一半,仍可以发育成一个完整的胎儿,调节能力随发育进程逐渐减弱甚至消失。晚期桑椹胚分割后分离的卵裂球仍具有调整发育的能力,重新致密化使卵裂球重新分布而发育至囊胚。下列说法错误的是(
)A.桑椹胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能
B.囊胚期开始发生细胞分化,但内细胞团依然具有发育的全能性
C.胚胎分割属于无性繁殖或克隆的范畴
D.胚胎发育到原肠胚阶段,可将其取出向受体移植【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考察胚胎的发育相关知识,属于识记理解水平,解题关键在于能够熟练掌握胚胎发育的相关知识。熟记当胚胎细胞数目达到32个左右时,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,叫做桑椹胚;实验证实,这一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,这些细胞都是由受精卵经有丝分裂产生的。
【详解】
A.桑椹胚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,A正确;
B.囊胚期细胞可分化内细胞团和滋养层两部分,不同部位的细胞致密化程度有差异,B正确;
C.胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术,胚胎分割属于无性繁殖或克隆的范畴,C正确;
D.胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚期进行,D错误。
故选D。
7.下列关于“试管牛”培养流程的叙述,不正确的是(
)A.过程①可对供体母牛注射促性腺激素,使其排出更多的卵子
B.过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核
C.大量的研究已经证明,过程③基本不会发生免疫排斥反应
D.移入受体的供体胚胎的遗传特性,在孕育过程中受受体的影响【答案】D
【解析】【分析】略【解答】过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵,即使其排出更多的卵子,A正确;过程②表示体外受精,在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志,B正确;胚胎移植时,受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,这是胚胎移植成功的理论基础,C正确;“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛,胚胎遗传性状取决于供体,在孕育过程中不受受体的影响,D错误。8.下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程,下列相关说法正确的是()A.②代表早期胚胎培养,该过程中细胞进行有丝分裂,无细胞分化
B.③代表胚胎分割,需均等分割原肠胚的内细胞团,以免影响胚胎发育
C.④过程是培育优质奶牛必不可少的步骤
D.⑤代表胚胎移植,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状态有关【答案】D
【解析】【分析】
本题结合图解,考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记胚胎工程涉及的技术及相关操作,掌握胚胎移植的原理及基本操作程序,能正确分析题图,再结合所学的知识准确答题。难度一般。分析题图:图中表示体外受精,表示早期胚胎培养,表示胚胎分割,表示分割后胚胎的恢复,表示胚胎移植。
【解答】
A、代表早期胚胎培养,该过程中细胞进行有丝分裂和分化,A错误;
B、代表胚胎分割,需均等分割囊胚的内细胞团,以免影响胚胎发育,B错误;
C、④代表分割后胚胎的恢复过程,和③一起并不是培育优质奶牛必不可少的步骤,C错误;
D、代表胚胎移植,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状态有关,因此胚胎移植前需要进行同期发情处理,使供体和受体的生理状态相同,D正确。
故选D。
9.如图为哺乳动物受精卵发育过程中某一时期的示意图,下列叙述正确的是()
A.此图中细胞还没有分化,图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B.此图为桑椹胚期,可作为胚胎移植的材料
C.胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化
D.进行胚胎分割时,取③中的细胞做性别鉴定【答案】C
【解析】【分析】
本题结合囊胚期胚胎示意图,考查动物胚胎发育的过程、胚胎分割等知识,要求考生识记动物胚胎发育过程,能准确判断图示胚胎所处的时期及其中结构的名称;识记胚胎分割的对象及注意事项,能结合所学的知识准确判断各选项。
分析题图:图示表示囊胚期胚胎示意图,其中①为透明带,在囊胚期后期会破裂;②为滋养层,将来分化成胎盘和胎膜;③为内细胞团,将来分化形成各种组织。
【解答】
A.囊胚时期细胞已出现分化,A错误;B.此图为囊胚期,可作为胚胎移植的材料,B错误;C.胚胎从①中伸展出来的过程叫做孵化,C正确;D.对移植前的胚胎进行性别鉴定时,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定,D错误。故选C。10.胚胎移植中移植胚胎的来源有:①转基因、②核移植、③体外受精、④体内受精。下列对这四种移植胚胎来源及移植的相关叙述,错误的是()A.通过①②③获得的胚胎需培养至桑椹胚或囊胚才可移植
B.④途径获得移植胚胎需用特制的装置从供体内将胚胎冲洗出来
C.④途径获得胚胎需先对供体做超数排卵,再对供体、受体做同期发情处理
D.对①~④获得的胚胎进行分割、移植获得后代的途径属于克隆的方法之一【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了胚胎移植和来源等相关知识,意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.通过①②③体外培养获得的胚胎都需要培养到桑葚胚或者囊胚才能移植,故A正确;B.④过程获得的胚胎需要用一定的设备从供体子宫内将胚胎冲洗出来,故B正确;C.④过程需要先对受体和供体进行同期发情处理,再对供体进行超数排卵,故C错误;D.胚胎分割再移植属于克隆的方法之一,故D正确。二、填空题11.下图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,请分析回答下列有关问题:(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ培育优良种牛的本质区别是______________________________。(2)过程①技术为________________________。(3)精子细胞变成精子过程中很多结构都消失了而______都保留下来。(4)自然条件下,A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相应的生理变化后,才能与B牛的卵子结合,完成受精作用,这个过程叫________。(5)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管吸除精核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小牛。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是____________________。(6)从上图可看出胚胎工程的最后一道工序是____________。(7)胚胎在受体内能够存活的生理学基础是______________________.(8)胚胎分割技术也逐渐发展成熟,胚胎分割时应该选择_________桑椹胚或囊胚。_________________________,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一【答案】(1)方法Ⅰ为有性生殖过程,方法Ⅱ为无性生殖过程
(2)动物体细胞核移植技术
(3)线粒体、细胞核
(4)精子获能
(5)后代是纯合子
(6)胚胎移植
(7)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(8)发育良好、形态正常的;来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
【解析】【分析】
本题考查胚胎移植和克隆的相关知识,意在考查学生理解的知识要点、获取信息以及识图分析能力,运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
【解答】
(1)据图分析:方法Ⅰ为利用胚胎移植的方法培育试管牛,Ⅱ为克隆牛技术。试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术;所以,方法Ⅰ为有性生殖。动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎;这个新的胚胎最终发育为动物个体,核移植得到的动物称克隆动物;所以,方法Ⅱ为无性生殖。故方法Ⅰ和方法Ⅱ培育优良种牛的本质区别是:方法Ⅰ的培育为有性生殖过程,方法Ⅱ的培育为无性生殖过程。
(2)据图分析,过程①技术为动物体细胞核移植技术。
(3)精子细胞变成精子过程中很多结构都消失了而线粒体、细胞核都保留下来。
(4)A牛刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物B牛的生殖道中发生相应的生理变化后,才能获得受精能力,这一生理现象称为“精子获能”。
(5)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管吸除精核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小牛。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是后代是纯合子。
(6)从上图可看出胚胎工程的最后一道工序是胚胎移植。
(7)胚胎在受体内能够存活的生理学基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
(8)胚胎分割技术也逐渐发展成熟,胚胎分割时应该选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
12.下图为胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程(图甲),及经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程(图乙)。请回答下列问题:(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射__________________。冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的______________冲洗出来。(2)进行胚胎分割时,应选择发育到________________时期的胚进行操作。(3)图甲中标号3为___________,它将来可发育为____________________
。(4)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗?_____________。通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是__________________________。(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意________________________________。(6)受体母牛必须和供体牛属于_________________。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是__________________________________________。【答案】(1)促性腺激素;
早期胚胎
(2)桑椹胚或囊胚
(3)滋养层;胎膜和胚盘
(4)不一定相同;具有相同的遗传物质
(5)胚胎分割要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育
(6)同一物种;
受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论能力。
分析图甲:胚胎移植的基本程序:对供、受体的选择和处理→配种或人工授精→对胚胎的收集、检查、培养或保存→对胚胎进行移植→移植后的检查。早期胚胎发育过程:A为受精卵;BC表示卵裂期;D表示桑椹胚;E表示囊胚,其中1是内细胞团,2是囊胚腔,3是滋养层。
分析图乙:该图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程,其中A是卵母细胞,可与获能的精子受精形成受精卵;①是囊胚中的内细胞团;②是囊胚腔。
【解答】
(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射促性腺激素。冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。
(2)进行胚胎分割时,应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚进行操作。
(3)图甲中标号3为滋养层
,它将来可发育为胎膜和胚盘。
(4)若一次给受体母牛移入多个胚胎,由于胚胎的来源不一定是来源于同一个受精卵,产生的多个后代基因型不一定相同。通过胚胎分割产生的两个或多个个体由于来源于同一个受精卵,因此它们的共有的根本特点是具有相同的遗传物质。
(5)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意胚胎分割要将内细胞团均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育。
(6)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具有相同的遗传物质。
培优第三阶——高考沙场点兵一、单选题1.下列有关胚胎工程的说法正确的是(
)A.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
B.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
C.胚胎移植技术能充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力
D.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植【答案】B
【解析】【分析】
本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记体外受精、胚胎移植技术等知识,要求考生识记体外受精的过程;识记胚胎移植技术的具体过程,能结合所学的知识准确答题。
【解答】
A.经胚胎分割得到的个体遗传物质相同,但它们的个体形态等性状表现还会受到环境的影响,不会完全没有差异,A错误;
B.精子获能培养需要用到动物细胞培养技术,除了合适的培养基成分、无菌无毒外还需要适宜的pH、温度和气体条件,B正确;
C.胚胎移植技术能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,C错误;
D.对冲卵获得的早期胚胎应培养到桑葚胚或者囊胚阶段,检查合格后移植,D错误。
2.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,如图所示,a、b、c表示现代工程技术,①②③分别表示其对应的结果,请据图回答下面说法正确的是()
A.若a是胚胎分割技术,则产生的①中,所有个体的基因型和表现型一定相同
B.若b是体外受精技术,则形成②的过程属于克隆
C.若c是核移植技术,则形成③的过程体现了动物体细胞也具有全能性
D.①②③生产过程中的代孕母畜必须与供体母畜同期发情【答案】D
【解析】【分析】
本题考查动物细胞核移植技术、胚胎工程的相关知识。
【解答】
A.利用胚胎分割技术得到的个体是由同一个受精卵分裂发育的,所有个体的基因型相同,但表现型由基因型和环境共同决定,故表现型不一定相同,A错误;
B.体外受精属于有性生殖,而克隆属于无性生殖,B错误;
C.核移植技术体现动物细胞核具有全能性,C错误;
D.①②③生产过程均需进行胚胎移植,代孕母畜必须与供体母畜同期发情,以确保生殖器官的生理环境相同,D正确。
故选D。
3.如图表示通过体外受精培育试管牛的流程图,下列叙述错误的是()
A.一般通过注射性激素对性成熟的雌牛实行超数排卵处理
B.②过程表示体外受精,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合、核融合等过程
C.④是胚胎移殖过程,一般需将胚胎培育到桑椹胚或囊胚
D.利用胚胎分割技术可获得多个基因型相同的胚胎【答案】A
【解析】【分析】
本题结合体外受精培育牛的过程图解,考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记体外受精的具体过程及试管动物技术,能准确判断图中各过程的名称,再结合所学的知识准确判断各选项。
分析题图:图示表示通过体外受精培育牛的过程,其中①表示卵母细胞的采集和培养;②表示体外受精;③表示早期胚胎培养;④表示胚胎移植。
【解答】
A.一般通过注射促性激素对性成熟的雌牛实行超数排卵处理,A错误;
B.②过程表示体外受精,该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合、核融合等过程,B正确;
C.④是胚胎移殖过程,一般需将胚胎培育到桑葚胚或囊胚时期,C正确;
D.来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此利用胚胎分割技术可以获得两个或多个基因型相同的胚胎,D正确。
故选A。
4.下图为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程,相关叙述正确的是(
)
A.嵌合鼠的培育依据的原理是基因重组和细胞全能性
B.过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的滋养层
C.过程②中可利用聚乙二醇诱导卵裂球细胞发生融合
D.过程③操作前需对多只代孕母鼠进行同期发情处理【答案】D
【解析】【分析】由图可知,将白鼠的早期胚胎的卵裂球和黑鼠的早期胚胎的卵裂球放在一起培养,将形成嵌合胚胎,将嵌合胚胎发育至囊胚后移植到代孕母体内发育,可形成嵌合鼠。【详解】A、嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性,并没有进行基因重组,A错误;B、过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带,而滋养层属于早期胚胎的一部分,B错误;C、过程②不需要诱导卵裂球细胞发生融合,C错误;D、过程③操作前需对多只代孕母鼠进行同期发情处理,以保证受体与供体的生殖器官的生理变化是相同的,D正确。故选D。5.如图为利用胚胎干细胞培育转基因小鼠的基本流程示意图。下列叙述错误的是()A.过程①选择胚胎干细胞作受体细胞是因为其具有发育全能性
B.过程②中必需通过一定方法筛选含有目的基因的胚胎干细胞
C.过程③中导入囊胚的细胞数不同,子代小鼠的性状可能不同
D.过程④中为提高成功率,需对代孕母鼠进行超数排卵处理【答案】D
【解析】【分析】
本题结合利用胚胎干细胞培育转基因小鼠的基本流程示意图,考查基因工程、胚胎工程等知识,要求考生识记基因工程的原理及技术,识记胚胎工程的相关技术,能准确判断图中各过程的名称及含义,再结合图中信息准确判断各选项。
【解答】
A.胚胎干细胞具有发育的全能性,适宜作为受体细胞,A正确;
B.将目的基因导入胚胎干细胞后,需要通过一定方法筛选出含有目的基因的胚胎干细胞,B正确;
C.过程③把胚胎干细胞导入到囊胚中,导入的细胞越多,发育成的转基因动物含有目的基因的部分越多,C正确;
D.过程④中为提高成功率,需对代孕母鼠进行同期发情处理,D错误。
故选D。
6.随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。如图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况,供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是健康的黄牛,下列相关叙述错误的是()A.应用1中获得的良种小牛,遗传物质来源于供体1和供体2个体
B.应用2、3、4所用的受精卵只能来源于体外受精,且精子必需进行获能处理
C.应用3过程中对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割
D.应用4中细胞进行定向诱导,可分化形成各种组织和器官,用于器官移植研究【答案】B
【解析】【分析】
分析题图:
应用1中:供体1提供细胞核,供体2提供细胞质,经过核移植技术形成重组细胞,并发育形成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,称为克隆牛;
应用2中:优良公牛和供体1配种形成受精卵,并发育成早期胚胎,再胚胎移植到受体子宫发育成小牛,属于有性生殖;
应用3中:采用了胚胎分割技术;
应用4中:从早期胚胎和原始性腺中获取胚胎干细胞,并进行体外干细胞培养。
本题结合流程图,考查动物体细胞核移植、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞等知识,要求考生识记动物体细胞核移植的概念及过程;识记胚胎移植的过程,掌握胚胎分割的特点;识记胚胎干细胞的概念及特点,能准确判断图中各过程采用的技术手段,并结合所学的知识答题。
【解答】
A、应用1中获得的小牛为克隆牛,其细胞核遗传物质来源于供体1,细胞质遗传物质来源于供体2,A正确;
B、应用2、3、4所用的受精卵不一定来源于体外受精,也可以来自体内受精,B错误;
C、对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育,C正确;
D、应用4中细胞为胚胎干细胞,进行定向诱导,可分化形成各种组织和器官,用于器官移植研究,D正确。
故选B。
7.如图为对牛进行胚胎工程部分操作示意图,已知牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原。下列相关叙述错误的是()
A.早期胚胎培养液中添加H-Y抗体可进行性别鉴定
B.①的部分发育阶段细胞数量和总体积都不变
C.②过程指的是对桑葚胚或囊胚进行胚胎分割
D.经③④过程得到的B牛与A牛的性别不一定相同【答案】B
【解析】A、根据抗体和抗原发生特异性结合的特性可推知,早期胚胎培养液中添加H-Y抗体可进行性别鉴定,因为牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,A正确;
B、①胚胎发育的部分阶段中细胞数量增加,但总体积不变,B错误;
C、为了提高繁殖率,②过程采用胚胎分割技术,该技术可对桑葚胚或囊胚进行胚胎分割,C正确;
D、A牛为受体母牛,经③④过程得到的B牛与A牛(由受精卵发育而来)的性别不一定相同,D正确。
故选:B。
题图分析,图中①过程为早期胚胎培养过程,②为胚胎分割过程,③表示胚胎移植,④妊娠生出子牛。
本题考查单克隆抗体的制备过程,要求考生识记单克隆抗体的制备过程,掌握乳腺生物反应器的培育过程,能结合所学的知识准确答题。
8.羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一,更利于人体吸收。其维生素及微量元素含量明显高于牛奶,并且长期饮用羊奶不会引起发胖。欲利用胚胎工程技术加快高产奶的萨能山羊的繁殖,下列说法正确的是()A.为使萨能母羊超数排卵,可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B.卵裂期的细胞数量增加,但细胞的体积和细胞内有机物的种类会减少
C.为提高胚胎利用率,可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术
D.生产上可选用原肠胚细胞进行性别鉴定【答案】C
【解析】A、促性腺激素属于蛋白质类激素,能被消化道中的蛋白酶分解,因此在动物饲料中添加适量的促性腺激素不能达到超数排卵的目的,A错误;
B、卵裂期的细胞数量增加,细胞的体积减少,细胞内有机物的种类增多,B错误;
C、为提高胚胎利用率,可采用胚胎分割移植等无性繁殖技术,C正确;
D、生产上可选用囊胚的滋养层细胞进行性别鉴定,D错误。
故选:C。
1、胚胎发育过程:
(1)卵裂期:细胞进行有丝分裂,数量增加,胚胎总体积不增加;
(2)桑葚胚(桑椹胚):32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞];
(3)囊胚:细胞开始分化,其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织;而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注:囊胚的扩大会导致透明带的破裂,胚胎伸展出来,这一过程叫孵化];
(4)原肠胚:内细胞团表层形成外胚层,下方细胞形成内胚层,由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度]
2、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
3、进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚(桑椹胚)或囊胚。对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
本题考查胚胎工程的相关知识,要求考生识记动物胚胎发育的具体过程;识记胚胎移植的基本程序;识记胚胎分割的注意事项,能结合所学的知识准确判断各选项。
9.斑马鱼和人类基因有着87%的相似性,每条雌鱼每次排卵300枚左右,体外受精后胚胎发育同步性好,胚体透明且发育速度快,是科研上常用的模式脊椎动物之一。下列说法错误的是(
)A.用胶原蛋白酶处理斑马鱼胚胎的滋养层,可获得大量胚胎干细胞
B.利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类
C.斑马鱼的透明胚胎有利于观察药物对其体内器官发育的影响
D.胚胎数量多、体外发育都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点【答案】A
【解析】【分析】为了获取大量斑马鱼胚胎细胞,可用胰蛋白酶处理斑马鱼囊胚的内细胞团细胞分散城单个细胞,取分散细胞作为初始材料进行原代培养。【详解】A、胚胎干细胞是一类全能性细胞,囊胚期的细胞开始出现分化,其中内细胞团细胞具有全能性,而滋养层细胞不具有全能性,故处理斑马鱼胚胎的滋养层,不能获得大量胚胎干细胞,A错误;B、结合题意“斑马鱼和人类基因有着87%的相似性”,故利用斑马鱼进行实验获得的结论大多数情况下也适用于人类,B正确;C、斑马鱼的胚胎透明,有利于观察药物对其体内器官发育的影响,C正确;D、胚胎数量多(便于生物学统计)、体外发育(便于观察和操作)都是斑马鱼作为模式脊椎动物的优点,D正确。故选A。二、填空题10.随着人们对骆驼奶特殊营养价值及辅助医用功效的认识,提高骆驼产奶量已成为提升骆驼产业竞争力和牧民增收的主要途径。在内蒙古世界首例低温保存的骆驼胚胎移植成功,流程如图。回答下列问题:
(1)图中过程①具体采用的措施是______;骆驼属于刺激性排卵,在交配后排卵,排卵的过程是指______,然后在输卵管中完成受精过程,防止多精入卵的两道屏障是______。
(2)图中过程②能够进行的生理学基础是______。在胚胎发育到______期时可进行胚胎移植,将单峰驼的胚胎移植到双峰母驼子宫内并产下驼羔的生理学基础是______。
(3)为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖,还可采用克隆技术,此过程涉及的技术有______(答两种)。若对图中获得的胚胎进行分割,需要注意的问题是______(答出两点)。【答案】注射促性腺激素
卵子从卵泡中排出
透明带反应和卵细胞膜反应
早期胚胎处于游离状态,不与母体子宫建立组织上的联系
桑椹胚或囊胚
双蜂驼对移入的单峰驼胚胎基本不发生免疫排斥反应
核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养
胚胎分割的次数不宜过多一般以一次为好、若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分割
【解析】解:(1)在胚胎工程操作中,超数排卵过程常用注射促性腺激素处理。排卵是指卵子从卵泡中排出。防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应。
(2)哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态,这为胚胎的收集提供了可能。胚胎移植的时期是囊胚或桑椹胚。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体的存活提供了可能,这是胎移植的生理学基础。
(3)为实现某一品种高产奶骆驼的大量繁殖,可进行细胞核移植技术和克隆动物的培养,这过程存在核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养等一系列技术。进行胚胎分割时,胚胎分割的次数不宜过多一般以一次为好、若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分制。
故答案为:
(1)注射促性腺激素
卵子从卵泡中排出
透明带反应和卵细胞膜反应
(2)早期胚胎处于游离状态,不与母体子宫建立组织上的联系
桑椹胚或囊胚
双蜂驼对移入的单峰驼胚胎基本不发生免疫排斥反应
(3)核移植技术、早期胚胎培养、胚胎移植、动物细胞培养
胚胎分割的次数不宜过多一般以一次为好、若采用囊胚阶段的胚胎应将内细胞团均等分割
分析图示:表示胚胎移植的过程,其中①表示用促性腺激素处理,使母驼超数排卵;②表示冲卵过程;③表示胚胎移植。
本题以世界首例低温保存骆驼胚胎移植为情境,考查胚胎工程,旨在考查考生的理解能力和综合运用能力,以及科学思维、科学探究的核心素养。
11.2015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.
据图回答下列问题:
(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射______激素,促使一次有更多的卵泡发育.
(2)重组细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备______,重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是______.
(3)
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