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課堂互動(dòng)探究案5胚胎工程考點(diǎn)一受精與胚胎早期發(fā)育任務(wù)1完善受精過(guò)程中的“三大反應(yīng)”“兩道屏障”任務(wù)2卵裂期胚胎發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)和體積變化的規(guī)律(1)有機(jī)物:胚胎沒(méi)有和母體建立聯(lián)系,不能從母體獲取有機(jī)物,而呼吸消耗一直進(jìn)行,因此有機(jī)物總量。(2)細(xì)胞數(shù)目和體積:胚胎總體積不變或略有減小,但細(xì)胞數(shù)目,每個(gè)細(xì)胞體積。(3)細(xì)胞中DNA含量:伴隨細(xì)胞分裂,細(xì)胞數(shù)目增多,總DNA含量,但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量。任務(wù)3完善胚胎發(fā)育的過(guò)程圖受精過(guò)程的四個(gè)易混點(diǎn)(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”,而不是獲得能量。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出,而不是卵泡從卵巢中排出。(3)受精的標(biāo)志不等于受精完成的標(biāo)志。受精的標(biāo)志是在透明帶和卵細(xì)胞膜之間觀察到兩個(gè)極體;而受精過(guò)程完成的標(biāo)志是雌、雄原核的融合。(4)受精卵遺傳物質(zhì)的來(lái)源:核遺傳物質(zhì)來(lái)自精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核(即精卵各提供1/2),而細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞??枷蛞皇芫^(guò)程的考查1.[經(jīng)典高考]哺乳動(dòng)物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過(guò)程,只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺乳動(dòng)物卵子及早期胚胎的形成過(guò)程示意圖(N表示染色體組)。據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.次級(jí)卵母細(xì)胞形成的過(guò)程需要激素調(diào)節(jié)B.細(xì)胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ細(xì)胞分裂后期染色體數(shù)目相同D.培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物應(yīng)選擇細(xì)胞Ⅳ作為受體細(xì)胞2.如圖為受精作用及胚胎發(fā)育示意圖,a、b代表兩個(gè)發(fā)育時(shí)期,下列敘述正確的是()A.①過(guò)程主要包括:精子穿越透明帶,進(jìn)入卵細(xì)胞膜,原核形成和融合B.a(chǎn)、b分別是原腸胚和囊胚時(shí)期C.①~④過(guò)程都沒(méi)有發(fā)生細(xì)胞分化D.b階段前的每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛能,屬于全能細(xì)胞考向二胚胎早期發(fā)育過(guò)程考查3.[2023·北京海淀實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考]如圖為受精作用及早期胚胎發(fā)育示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.①過(guò)程需依賴細(xì)胞表面糖蛋白識(shí)別B.②過(guò)程通過(guò)有絲分裂方式增殖C.③過(guò)程細(xì)胞的“核/質(zhì)”比逐漸變小D.④過(guò)程細(xì)胞的基因表達(dá)發(fā)生了差異4.如圖表示高等動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()A.圖中①過(guò)程表示胚胎發(fā)育,②過(guò)程表示胚后發(fā)育B.受精卵卵裂處于囊胚形成的過(guò)程中,每個(gè)細(xì)胞的體積不斷增大C.兔子、雄鷹和眼鏡蛇在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)羊膜D.原腸胚期是進(jìn)行胚胎移植的最好時(shí)期考點(diǎn)二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用任務(wù)1比較自然受精、人工授精和體外受精項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過(guò)程不同雌雄動(dòng)物完成用的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi),完成受精人工獲取精子、卵子,在中完成受精過(guò)程場(chǎng)所不同雌性動(dòng)物中雌性動(dòng)物中體外中相同點(diǎn)(1)精子獲能、卵子成熟后方能完成受精過(guò)程;(2)都是生殖任務(wù)2完善胚胎工程的操作流程示意圖,并填空(1)對(duì)供體牛要進(jìn)行處理;對(duì)供、受體牛要進(jìn)行處理。(2)排卵是指卵子從中排出,沖卵是指把供體母牛子宮內(nèi)的沖洗出來(lái)。(3)動(dòng)物的早期胚胎一般發(fā)育到或階段才能進(jìn)行移植。(4)若要獲得多個(gè)遺傳物質(zhì)完全相同的新個(gè)體,可對(duì)檢查合格的胚胎用胚胎分割技術(shù)處理,該過(guò)程屬于或克隆。任務(wù)3試管動(dòng)物與克隆動(dòng)物的比較比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、早期胚胎培養(yǎng)核移植技術(shù)、、實(shí)例試管牛多莉羊過(guò)程生殖方式生殖生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自個(gè)個(gè)體遺傳物質(zhì)大部分來(lái)自生物體意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力,供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進(jìn)程、挽救瀕危物種等任務(wù)4完成胚胎分割、核移植和胚胎移植的比較項(xiàng)目區(qū)別胚胎分割核移植胚胎移植胚胎來(lái)源雌性動(dòng)物或形成的早期胚胎、其他方式得到的胚胎經(jīng)得到的胚胎雌性動(dòng)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無(wú)性生殖后代遺傳特點(diǎn)相同相同1.試管動(dòng)物操作注意的事項(xiàng)動(dòng)物排出卵子的成熟程度不同,有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞,如豬、綿羊等;有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞,如馬、犬等,但它們都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,當(dāng)達(dá)到減數(shù)分裂Ⅱ期時(shí),才具有與精子受精的能力。2.胚胎移植的來(lái)源及生殖方式胚胎的來(lái)源生殖方式核移植無(wú)性生殖體外受精有性生殖體內(nèi)受精有性生殖3.胚胎移植過(guò)程中的“兩”(1)兩次處理:①對(duì)供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理;②用激素使供體超數(shù)排卵。(2)兩次檢查:①對(duì)收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查;②對(duì)受體是否妊娠進(jìn)行檢查。(3)兩個(gè)條件:①胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行;②進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。4.胚胎分割注意的事項(xiàng)(1)胚胎分割份數(shù)不能過(guò)多。分割的次數(shù)越多,每一份的細(xì)胞數(shù)目越少,不但難以做到均等分割,而且囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞所受的影響也越大。分割的份數(shù)越多,技術(shù)難度越大,移植后發(fā)育的難度越大,分割后胚胎成活的概率越小。(2)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(guò)程中沒(méi)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(wú)性繁殖或克隆??枷蛞粚?duì)體外受精過(guò)程的分析1.[經(jīng)典模擬]如圖表示通過(guò)體外受精培育牛的過(guò)程,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.獲取的精子經(jīng)獲能后才能進(jìn)行體外受精B.②過(guò)程只與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān)C.③過(guò)程的細(xì)胞增殖方式是有絲分裂D.④過(guò)程屬于胚胎移植考向二早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植的條件和過(guò)程分析2.[2023·北京四中高三月考]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,其制備流程如圖所示。下列敘述正確的是()A.為獲得更多的囊胚,可采用激素注射以促進(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,所以全能性高低不同C.用胰蛋白酶將細(xì)胞a的膜蛋白消化后即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培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)3.下列關(guān)于胚胎移植的敘述,正確的是()A.胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雄性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力B.胚胎移植過(guò)程中沖卵的操作是選擇特定裝置將卵子沖出來(lái)C.胚胎移植過(guò)程中受體母畜必須經(jīng)過(guò)免疫學(xué)檢驗(yàn)以防止排斥外來(lái)胚胎D.轉(zhuǎn)基因、核移植、體外受精等技術(shù)獲得的胚胎都必須移植給受體才能獲得后代考向三胚胎分割過(guò)程分析及應(yīng)用4.下列關(guān)于胚胎分割的敘述,正確的是()A.可以將胚胎任意分割成多塊B.胚胎分割是一種有性生殖C.胚胎分割后,移植獲得的后代基因型不相同D.胚胎分割是在動(dòng)物體外進(jìn)行的,且不能無(wú)限分割考向四胚胎工程的應(yīng)用5.2015年2月3日,英國(guó)議會(huì)下院通過(guò)一項(xiàng)歷史性法案,允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過(guò)程可選用如下技術(shù)路線。據(jù)圖分析,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代B.捐獻(xiàn)者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒C.三親嬰兒的染色體全部來(lái)自母親提供的細(xì)胞核D.三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)[網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)提升][長(zhǎng)句應(yīng)答必備]1.受精過(guò)程:獲能的精子穿過(guò)放射冠和透明帶→精卵通過(guò)細(xì)胞表面的糖蛋白相互識(shí)別→精子遺傳物質(zhì)進(jìn)入卵細(xì)胞。2.胚胎發(fā)育過(guò)程:受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚→幼體。3.體外受精過(guò)程eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng),精子的采集和獲能))eq\x(受精)4.胚胎移植的基本程序:對(duì)供、受體的選擇和處理→配種或進(jìn)行人工授精→對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎移植→移植后檢查。[等級(jí)選考研考向]1.[2023·浙江1月]在家畜優(yōu)良品種培育過(guò)程中常涉及胚胎工程的相關(guān)技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.經(jīng)獲能處理的精子才能用于體外受精B.受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)可獲得早期胚胎C.胚胎分割技術(shù)提高了移植胚胎的成活率D.胚胎移植前需對(duì)受體進(jìn)行選擇和處理2.[2022·江蘇卷]下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述正確的是()A.通常采用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法使精子獲得能量后進(jìn)行體外受精B.哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C.克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過(guò)程D.將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過(guò)程屬于有性生殖3.[2022·北京卷]將黑色小鼠囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)部分細(xì)胞注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚發(fā)育為黑白相間的小鼠(Mc)。據(jù)此分析,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.獲得Mc的生物技術(shù)屬于核移植B.Mc表皮中有兩種基因型的細(xì)胞C.注射入的細(xì)胞會(huì)分化成Mc的多種組織D.將接受注射的囊胚均分為二,可發(fā)育成兩只幼鼠4.[2022·海南卷]以我國(guó)科學(xué)家為主的科研團(tuán)隊(duì)將OSNL(即4個(gè)基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的縮寫(xiě))導(dǎo)入黑羽雞胚成纖維細(xì)胞(CEFs),誘導(dǎo)其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS),再誘導(dǎo)iPS分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞(iPGCs),然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中,最終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代,實(shí)驗(yàn)流程如圖。回答下列問(wèn)題。(1)CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的,為了獲得單細(xì)胞懸液,雞胚組織剪碎后需用處理。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要在合成培養(yǎng)基中添加等天然成分,以滿足細(xì)胞對(duì)某些細(xì)胞因子的需求。(2)體外獲取OSNL的方法有(答出1種即可)。若要在CEFs中表達(dá)外源基因的蛋白,需構(gòu)建基因表達(dá)載體,載體中除含有目的基因和標(biāo)記基因外,還須有啟動(dòng)子和等。啟動(dòng)子是識(shí)別和結(jié)合的部位,有了它才能驅(qū)動(dòng)。(3)iPS細(xì)胞和iPGCs細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是。(4)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)與體細(xì)胞核移植技術(shù)的主要區(qū)別是。(5)該實(shí)驗(yàn)流程中用到的生物技術(shù)有(答出2點(diǎn)即可)。[國(guó)考真題研規(guī)律]5.[2022·全國(guó)甲卷]某牧場(chǎng)引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊,為了在短時(shí)間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代,該牧場(chǎng)利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)為了實(shí)現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液,精液保存的方法是。在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________;精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法,誘導(dǎo)精子獲能的藥物是(答出1點(diǎn)即可)。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞,因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到時(shí)才具備與精子受精的能力。(2)體外受精獲得的受精卵發(fā)育成囊胚需要在特定的培養(yǎng)液中進(jìn)行,該培養(yǎng)液的成分除無(wú)機(jī)鹽、激素、血清外,還含的營(yíng)養(yǎng)成分有(答出3點(diǎn)即可)等。將培養(yǎng)好的良種囊胚保存?zhèn)溆?。?)請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(jìn)行操作,以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課堂互動(dòng)探究案5考點(diǎn)一【任務(wù)驅(qū)動(dòng)】任務(wù)1透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)任務(wù)2(1)減少(2)增多減小(3)增多保持相對(duì)穩(wěn)定任務(wù)3外內(nèi)中內(nèi)中【過(guò)程評(píng)價(jià)】1.解析:據(jù)圖可知,初級(jí)卵母細(xì)胞在形成次級(jí)卵母細(xì)胞的過(guò)程中需要促性腺激素處理,A正確;細(xì)胞Ⅲ為次級(jí)卵母細(xì)胞,減數(shù)分裂Ⅱ是在輸卵管中伴隨著受精作用完成的,B正確;Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別為初級(jí)卵母細(xì)胞、次級(jí)卵母細(xì)胞和受精卵,它們?cè)诩?xì)胞分裂后期的染色體組數(shù)依次為:2N、2N、4N,染色體數(shù)不同,C錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞的受精卵全能性高,因此培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物常用受精卵作為受體細(xì)胞,D正確。答案:C2.解析:①為受精,該過(guò)程主要包括:精子穿越透明帶,進(jìn)入卵細(xì)胞膜,原核形成和融合,A正確;a、b分別是囊胚和原腸胚時(shí)期,B錯(cuò)誤;①~④過(guò)程中,③④過(guò)程都會(huì)發(fā)生細(xì)胞分化,C錯(cuò)誤;b為原腸胚,其前一個(gè)階段是囊胚階段,囊胚中的滋養(yǎng)層細(xì)胞不是全能細(xì)胞,D錯(cuò)誤。答案:A3.解析:①為受精過(guò)程,該過(guò)程需要依賴細(xì)胞表面糖蛋白識(shí)別,A正確;②為卵裂過(guò)程,該過(guò)程通過(guò)有絲分裂方式增殖,B正確;細(xì)胞卵裂過(guò)程中,單個(gè)細(xì)胞體積減小,但核物質(zhì)(DNA)不變,因此核/質(zhì)比增大,C錯(cuò)誤;④過(guò)程中發(fā)生細(xì)胞分化,而細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因表達(dá)發(fā)生了差異,D正確。答案:C4.解析:由受精卵發(fā)育為幼體的過(guò)程是胚胎發(fā)育,由幼體發(fā)育為成體的過(guò)程是胚后發(fā)育,A錯(cuò)誤;卵裂形成的囊胚總體積基本不變,而每個(gè)細(xì)胞的體積減小,B錯(cuò)誤;兔子、雄鷹和眼鏡蛇分別是哺乳類、鳥(niǎo)類和爬行類動(dòng)物,都是真正的陸生脊椎動(dòng)物,羊膜和羊水能保證其胚胎發(fā)育所需的水環(huán)境,還具有防震和保護(hù)作用,C正確;原腸胚期已發(fā)生了細(xì)胞的分化,最好在早期胚胎時(shí)進(jìn)行移植,如牛、羊一般在桑葚胚或囊胚階段移植,而其他生物要在更早階段進(jìn)行,D錯(cuò)誤。答案:C考點(diǎn)二【任務(wù)驅(qū)動(dòng)】任務(wù)1交配人工體外培養(yǎng)液輸卵管輸卵管培養(yǎng)液有性任務(wù)2同期發(fā)情超數(shù)沖卵胚胎移植(1)超數(shù)排卵同期發(fā)情(2)卵泡早期胚胎(3)桑葚胚囊胚(4)無(wú)性繁殖任務(wù)3胚胎移植細(xì)胞培養(yǎng)胚胎(分割)移植有性無(wú)性兩供核縮短任務(wù)4體內(nèi)受精體外受精體細(xì)胞核移植體內(nèi)受精體外受精無(wú)性無(wú)性不一定相同【過(guò)程評(píng)價(jià)】1.解析:在進(jìn)行體外受精時(shí),獲取的精子需獲能后才能進(jìn)行體外受精;圖中的②過(guò)程是受精作用,該過(guò)程涉及精卵細(xì)胞的識(shí)別、細(xì)胞膜的融合(與膜的流動(dòng)性有關(guān))、核的融合等;③過(guò)程是卵裂過(guò)程,該過(guò)程的細(xì)胞增殖方式是有絲分裂;④過(guò)程是將早期胚胎移入受體子宮的過(guò)程,屬于胚胎移植過(guò)程。答案:B2.解析:為了獲得更多的囊胚,可以采用激素促進(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(guò)有絲分裂形成的,故核基因相同,B錯(cuò)誤;運(yùn)用細(xì)胞培養(yǎng)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,首先必須用胰蛋白酶處理內(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)胞培養(yǎng)時(shí)需要在含5%CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),以維持培養(yǎng)液的pH,D正確。答案:D3.解析:胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力;胚胎移植過(guò)程中沖卵的操作是選擇特定裝置將早期胚胎沖出來(lái);大量的研究已經(jīng)證明,受體對(duì)移入子宮的外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。答案:D4.解析:胚胎分割可以看做無(wú)性生殖,它所形成的后代基因型完全相同,遺傳性狀極為相似。胚胎分割是在動(dòng)物體外進(jìn)行的操作,但不能無(wú)限分割。答案:D5.解析:“三親嬰兒”的線粒體基因來(lái)自捐獻(xiàn)者,A正確;紅綠色盲基因位于X染色體上,捐獻(xiàn)者只將細(xì)胞質(zhì)基因遺傳給該嬰兒,B正確;“三親嬰兒”的染色體來(lái)自母親卵母細(xì)胞的細(xì)胞核與父親精子的細(xì)胞核,C錯(cuò)誤;體外受精獲得受精卵,先在體外培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚,再進(jìn)行胚胎移植,D正確。答案:C課堂總結(jié)網(wǎng)絡(luò)聚焦大概念①體外受精②胚胎移植③胚胎分割歷屆真題分類集訓(xùn)培素養(yǎng)1.解析:精子獲能后才能進(jìn)行體外受精,A正確;受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)后可以獲得早期胚胎,B正確;胚胎分割可增加胚胎的數(shù)量,提高胚胎利用率,C錯(cuò)誤;胚胎移植的受體需要與供體是同種的且生理狀態(tài)相同,因此需要對(duì)受體進(jìn)行選擇和處理,D正確。答案:C2.解析:精子獲
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