2024屆高考生物一輪總復習第十三單元細胞工程第3講胚胎工程教師用書

第3講胚胎工程1．透明帶反應和卵細胞膜反應是防止多精入卵的兩道屏障。(√)2．卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷增加。(×)3．在胚胎發(fā)育過程中，細胞的分化出現(xiàn)在桑葚胚期。(×)4．在胚胎移植中，對供體母畜要用促性腺激素進行超數(shù)排卵處理。(√)5．可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進行移植。(×)6．為避免代孕綿羊對植入胚胎產(chǎn)生排斥反應，應注射免疫抑制劑。(×)系統(tǒng)學習(一)體內受精和早期胚胎發(fā)育(固基點)主干知識·記準理清1．胚胎工程的概念操作對象生殖細胞，受精卵或早期胚胎細胞技術手段體外受精、胚胎移植和胚胎分割目的將獲得的胚胎移植到雌性動物體內產(chǎn)生后代，滿足人類的各種需求實質在體外條件下，對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作2.受精(1)概念：精子與卵子結合形成合子(受精卵)的過程。(2)場所：哺乳動物的受精在雌性動物的輸卵管內完成。(3)過程。準備階段精子獲能：在雌性動物生殖道內發(fā)生相應生理變化卵子的準備：發(fā)育到MⅡ期才具備與精子受精的能力受精階段①精子穿越卵細胞膜外的結構；②精子接觸卵細胞膜；③精子入卵形成雄原核，卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體后形成雌原核；④雌、雄原核結合形成受精卵3.胚胎早期發(fā)育————————————■鏈教材資料·發(fā)展科學思維■————————————1．(選擇性必修3P58“相關信息”拓展分析)判斷卵子是否受精的標志是觀察到兩個極體或者雌、雄原核。2．(選擇性必修3P57正文發(fā)掘)防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意義？提示：防止多精入卵的兩道屏障：①精子接觸卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶發(fā)生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶；②精子入卵后，卵細胞膜立即發(fā)生生理反應，拒絕其他精子再進入卵內。這兩道屏障可以保證受精卵中遺傳物質與親代體細胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。3．(選擇性必修3P60正文發(fā)掘)剛剛采集到的哺乳動物的精子和卵子能立刻受精嗎？為什么？提示：不能。精子要獲能后才具有受精能力，卵子必須進一步成熟到MⅡ期才具備與精子受精的能力。題點考法·練全練通考法(一)考查受精作用過程1．下列關于精卵結合的敘述錯誤的是()A．哺乳動物受精過程中精子穿越透明帶后，進入卵細胞膜B．卵子一般在排出2～3小時后才能被精子穿入C．剛剛排出的精子，不能立即與卵子結合受精D．在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜會發(fā)生生理反應，阻止其他精子進入卵細胞解析：選D在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶會發(fā)生生理反應，阻止其他精子進入透明帶，D錯誤。2．下圖表示精子入卵后，發(fā)生(或引起)的一系列變化形成受精卵的過程，下列敘述錯誤的是()A．圖中X指卵細胞膜反應，Y指卵子的減數(shù)分裂ⅡB．經(jīng)圖中Y過程只形成了雌原核C．精子入卵主要指精子的頭部外膜與卵細胞膜融合D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶體的作用下自溶解析：選B透明帶反應是防止多精入卵的第一道屏障，卵細胞膜反應形成第二道屏障。精子入卵后，尾部脫離，原有的核膜破裂形成一個新的核膜，最后形成一個比原來精子的核還大的核，叫作雄原核；與此同時，精子入卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ，釋放第二極體后，形成雌原核，故Y過程既形成了雌原核，又形成了第二極體?？挤?二)考查早期胚胎發(fā)育過程和特點3．如圖為受精作用及早期胚胎發(fā)育示意圖，下列敘述錯誤的是()A．①過程需依賴細胞表面糖蛋白識別B．②過程通過有絲分裂方式增殖C．③過程細胞的核質比逐漸變小D．④過程細胞的基因表達發(fā)生了差異解析：選C①為受精過程，該過程需要依賴細胞表面糖蛋白識別，A正確；②為卵裂過程，該過程通過有絲分裂方式增殖，B正確；細胞卵裂過程中，單個細胞體積減小，但核物質(DNA)不變，因此核/質比增大，C錯誤；④過程中發(fā)生細胞分化，而細胞分化的實質是基因的選擇性表達，D正確。4．如圖表示的是蛙的受精卵發(fā)育至囊胚的過程中，DNA總量、每個細胞體積、所有細胞體積之和、有機物總量的變化趨勢(橫坐標表示發(fā)育時間)。其中正確的是()A．①② B．①③C．②④ D．③④解析：選A卵裂是受精卵進行連續(xù)的有絲分裂，隨著細胞數(shù)目的增加，DNA分子總量也呈指數(shù)形式增長，①正確；在卵裂過程中，隨細胞數(shù)目的增加，每個細胞的體積在逐漸變小，囊胚的總體積與受精卵的大小相似，且囊胚中還出現(xiàn)了囊胚腔，因此所有細胞體積之和應該略有減小，②正確，③錯誤；蛙的早期胚胎發(fā)育過程中，胚胎不能從外界攝入有機物，故有機物含量逐漸減少，④錯誤。eq\a\vs4\al([歸納拓展])卵裂期胚胎發(fā)育過程中物質和體積變化的規(guī)律(1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯(lián)系，不能從母體獲取有機物，而呼吸消耗一直進行，因此有機物總量減少。(2)細胞數(shù)目和體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細胞數(shù)目增多，每個細胞的體積減小。(3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。系統(tǒng)學習(二)胚胎工程技術及其應用(固基點)主干知識·記準理清(一)體外受精1．過程2．意義：①提高動物繁殖能力；②為胚胎移植提供可用的胚胎。(二)胚胎移植1．概念：將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。2．胚胎移植的生理學基礎胚胎移入基礎哺乳動物排卵后，在一段時間內同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的胚胎存活基礎受體子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應胚胎發(fā)育基礎供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，且供體胚胎的遺傳特性不受影響胚胎收集基礎早期胚胎在一定時間內不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，處于游離狀態(tài)3.操作過程(三)胚胎分割材料應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚實質胚胎分割可增加動物后代的數(shù)量，其實質是動物的無性繁殖(或克隆)操作要求對囊胚階段的胚胎進行分割時，要注意將內細胞團均等分割用途①促進優(yōu)良動物品種的繁殖；②為遺傳學研究提供遺傳性狀相同的個體；③胚胎移植前的性別鑒定、遺傳病篩查————————————■鏈教材資料·發(fā)展科學思維■————————————1．(選擇性必修3P62“思考·討論”問題挖掘)胚胎移植的實質是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉移。2．(選擇性必修3P61圖2-23拓展思考)胚胎移植時怎樣才能做到超數(shù)排卵？提示：對雌性個體用促性腺激素處理。題點考法·練全練通考法(一)考查體外受精與胚胎移植1．下列有關哺乳動物體外受精的敘述，正確的是()A．給實驗動物注射促性腺激素，使其產(chǎn)生更多的精子B．從輸卵管中采集的卵母細胞經(jīng)培養(yǎng)后才能與獲能的精子受精C．獲能的精子和成熟的卵子要在適當?shù)呐囵B(yǎng)液中完成受精D．卵母細胞與精子受精前均已完成減數(shù)分裂Ⅱ解析：選C給實驗動物注射促性腺激素，目的是使其產(chǎn)生更多的卵細胞，A錯誤；從卵巢中采集的卵母細胞要在體外進行成熟培養(yǎng)，然后才能與獲能的精子共同培養(yǎng)完成受精，B錯誤，C正確；次級卵母細胞的減數(shù)分裂Ⅱ是在精子和卵子結合過程中完成的，D錯誤。2．下列關于“試管?！迸囵B(yǎng)流程的敘述，不正確的是()A．過程①可對供體母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子B．過程②發(fā)生的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體或雌、雄原核C．大量的研究已經(jīng)證明，過程③基本不會發(fā)生免疫排斥反應D．移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過程中受受體的影響解析：選D“試管?！钡倪z傳物質來自供體母牛和供體公牛，胚胎遺傳特性取決于供體，在孕育過程中不受受體的影響，D錯誤。eq\a\vs4\al([歸納拓展]歸納胚胎移植的兩個“兩次”)(1)胚胎移植過程中兩次使用激素：第一次常用孕激素對受、供體進行同期發(fā)情處理；第二次用促性腺激素處理供體，使其超數(shù)排卵。(2)胚胎移植過程中有兩次檢查：第一次對收集的胚胎進行檢查，第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查?？挤?二)考查胚胎分割移植及其應用3．如圖表示研究人員利用胚胎工程培育優(yōu)質奶牛的過程，下列相關說法正確的是()A．在胚胎發(fā)育過程中，受精卵通過有絲分裂不斷增加體細胞數(shù)目B．在進行步驟③時，應選擇發(fā)育良好的原腸胚來操作C．在胚胎發(fā)育中，卵裂期細胞數(shù)量不斷增多，胚胎體積不斷增大D．步驟①代表奶牛的體外受精，屬于無性繁殖的方式解析：選A在進行步驟③時，應選擇發(fā)育良好的囊胚來操作，需均等分割囊胚的內細胞團，以免影響胚胎發(fā)育，B錯誤；在胚胎發(fā)育中，卵裂期細胞數(shù)量不斷增多，細胞體積不斷減小，胚胎體積基本不變，C錯誤；步驟①代表奶牛的體外受精，屬于有性生殖，D錯誤。4．胚胎工程技術能充分發(fā)揮動物的繁殖潛力，為優(yōu)良牲畜的大量繁殖提供了有效的辦法。如圖是育種工作者采用不同方法培育良種牛的過程(a～h為操作過程)，下列相關敘述錯誤的是()A．為獲得大量的卵母細胞，可用促性腺激素處理良種母牛B．采集的精子必須置于ATP溶液中進行獲能處理C．若要生產(chǎn)高產(chǎn)奶牛，可?、偬幖毎鯠NA分析鑒定性別D．A、B牛的基因型相同，表型可存在差異解析：選B對精子進行獲能處理的方法包括培養(yǎng)法和化學誘導法。對于嚙齒動物、家兔和豬等動物的精子，一般采用培養(yǎng)法，即將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養(yǎng)一段時間后，精子就可獲能；對于牛、羊等家畜的精子常采用化學誘導法，即將精子放在一定濃度的肝素或Ca2＋載體等溶液中，B錯誤。[歸納拓展]胚胎移植的胚胎來源及生殖方式總結(1)核移植→早期胚胎培養(yǎng)，屬于無性繁殖。(2)胚胎移植→早期胚胎培養(yǎng)，屬于有性生殖。(3)胚胎分割移植→早期胚胎培養(yǎng)或胚胎移植，屬于無性生殖。[課時驗收評價]1．下列關于高等哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述，正確的是()A．囊胚的每一個細胞都屬于全能細胞B．原腸胚開始出現(xiàn)細胞分化并形成兩個胚層C．胚胎在孵化之前未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系D．從受精卵到桑葚胚時期，細胞的相對表面積逐漸減小解析：選C囊胚的內細胞團屬于全能細胞，滋養(yǎng)層細胞不是，桑葚胚前的細胞都是全能細胞，A錯誤；囊胚期開始出現(xiàn)細胞分化，B錯誤；從受精卵到桑葚胚時期，卵裂球的總體積基本不變，單個細胞的體積變小，細胞的相對表面積逐漸變大，D錯誤。2．下列關于胚胎工程的相關敘述，錯誤的是()A．哺乳動物體細胞核移植的成功率小于胚胎細胞核移植的成功率B．誘導胚胎干細胞分化成器官的培養(yǎng)基中不需要加入飼養(yǎng)層細胞C．胚胎工程中的胚胎可來自自然受精或人工授精等D．胚胎分割時需將早期胚胎均等分割，屬于有性生殖方式，不屬于克隆解析：選D胚胎分割時需將早期胚胎均等分割，屬于無性生殖方式，屬于克隆，D錯誤。3．經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細胞注入囊胚，通過胚胎工程的相關技術可以獲得具有不同遺傳特性的實驗小鼠。下列說法正確的是()A．用孕激素處理雌鼠可以獲得更多的卵子，獲得更多的囊胚B．體內受精前要對小鼠的精子進行獲能處理C．胚胎移植前要檢查胚胎質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胞可以通過轉基因等技術獲得解析：選D促性腺激素可以使雌鼠超數(shù)排卵，獲得更多的卵子，A錯誤；精子只有獲能后才能完成受精，但體內受精時，精子可以在雌性動物生殖道中自然獲能，不需要人為獲能處理，B錯誤；胚胎移植通常選擇囊胚期之前的階段，如桑葚胚或囊胚階段，C錯誤；轉基因技術可以定向改造小鼠的基因，所以遺傳改造的小鼠胚胎干細胞可以通過轉基因等技術獲得，D正確。4．下圖是胚胎干細胞研究的圖示，有關敘述錯誤的是()A．過程Ⅰ中飼養(yǎng)層能提供胚胎干細胞增殖所需的營養(yǎng)物質B．過程Ⅲ將重組載體導入胚胎干細胞的方法是顯微注射法C．過程Ⅱ用了胚胎干細胞具有發(fā)育全能性的特點D．過程Ⅳ實驗時，去除了小鼠的骨髓，使其存在免疫缺陷解析：選D過程Ⅰ中的飼養(yǎng)層往往是一些特定的細胞，能夠提供胚胎干細胞增殖所需的營養(yǎng)物質，A正確；將重組載體導入動物細胞一般使用顯微注射法，B正確；胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，能發(fā)育成各種不同的組織，C正確；過程Ⅳ時小鼠體內產(chǎn)生多個畸胎瘤，清除腫瘤的是T細胞，說明小鼠體內缺失的是T細胞，T細胞在胸腺中發(fā)育成熟，應該去除胸腺而不是骨髓，D錯誤。5．研究人員對從食蟹猴中提取的卵子進行了授精，并使其在培養(yǎng)液中生長。受精六天后，研究小組向多個胚胎注入了人類的多能干細胞，這些干細胞可以在胚胎內外生長成多種類型的細胞。研究人員希望，一些人類細胞與動物細胞的雜交體即“嵌合體”，可以提供更好的藥物測試模型，并被用于種植人體器官。下列有關敘述錯誤的是()A．這項研究成果為通過“嵌合體”來實現(xiàn)器官再生提供了理論證據(jù)B．受精過程所用到的培養(yǎng)液和受精卵培養(yǎng)所用到的培養(yǎng)液成分相同C．給食蟹猴注射促性腺激素進行超數(shù)排卵可方便研究人員獲取更多的卵子D．“嵌合體”的出現(xiàn)說明一個物種的干細胞能在另一個物種的胚胎中成長解析：選B根據(jù)題干信息，“嵌合體”可以提供更好的藥物測試模型，并被用于種植人體器官，說明這項研究成果為通過“嵌合體”來實現(xiàn)器官再生提供了理論證據(jù)，A正確；受精過程所用到的培養(yǎng)液是獲能溶液或者專用的受精溶液，受精卵培養(yǎng)所用到的培養(yǎng)液是發(fā)育培養(yǎng)液，B錯誤；注入胚胎的人類多能干細胞可