2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第十三單元細(xì)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(yīng)和卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵的兩道屏障。(√)2．卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加。(×)3．在胚胎發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞的分化出現(xiàn)在桑葚胚期。(×)4．在胚胎移植中，對(duì)供體母畜要用促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理。(√)5．可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進(jìn)行移植。(×)6．為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng)，應(yīng)注射免疫抑制劑。(×)系統(tǒng)學(xué)習(xí)(一)體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育(固基點(diǎn))主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清1．胚胎工程的概念操作對(duì)象生殖細(xì)胞，受精卵或早期胚胎細(xì)胞技術(shù)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(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生后代，滿足人類的各種需求實(shí)質(zhì)在體外條件下，對(duì)動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進(jìn)行的模擬操作2.受精(1)概念：精子與卵子結(jié)合形成合子(受精卵)的過(guò)程。(2)場(chǎng)所：哺乳動(dòng)物的受精在雌性動(dòng)物的輸卵管內(nèi)完成。(3)過(guò)程。準(zhǔn)備階段精子獲能：在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化卵子的準(zhǔn)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(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)；②精子接觸卵細(xì)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(jié)合形成受精卵3.胚胎早期發(fā)育————————————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■————————————1．(選擇性必修3P58“相關(guān)信息”拓展分析)判斷卵子是否受精的標(biāo)志是觀察到兩個(gè)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(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明帶發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來(lái)的精子進(jìn)入透明帶；②精子入卵后，卵細(xì)胞膜立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。這兩道屏障可以保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)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(dòng)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(jìn)一步成熟到MⅡ期才具備與精子受精的能力。題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)考查受精作用過(guò)程1．下列關(guān)于精卵結(jié)合的敘述錯(cuò)誤的是()A．哺乳動(dòng)物受精過(guò)程中精子穿越透明帶后，進(jìn)入卵細(xì)胞膜B．卵子一般在排出2～3小時(shí)后才能被精子穿入C．剛剛排出的精子，不能立即與卵子結(jié)合受精D．在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生生理反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入卵細(xì)胞解析：選D在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明帶會(huì)發(fā)生生理反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入透明帶，D錯(cuò)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(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中X指卵細(xì)胞膜反應(yīng)，Y指卵子的減數(shù)分裂ⅡB．經(jīng)圖中Y過(guò)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(xì)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(yīng)是防止多精入卵的第一道屏障，卵細(xì)胞膜反應(yīng)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(gè)新的核膜，最后形成一個(gè)比原來(lái)精子的核還大的核，叫作雄原核；與此同時(shí)，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(guò)程既形成了雌原核，又形成了第二極體。考法(二)考查早期胚胎發(fā)育過(guò)程和特點(diǎn)3．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)生了差異解析：選C①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)是基因的選擇性表達(dá)，D正確。4．如圖表示的是蛙的受精卵發(fā)育至囊胚的過(guò)程中，DNA總量、每個(gè)細(xì)胞體積、所有細(xì)胞體積之和、有機(jī)物總量的變化趨勢(shì)(橫坐標(biāo)表示發(fā)育時(shí)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(jìn)行連續(xù)的有絲分裂，隨著細(xì)胞數(shù)目的增加，DNA分子總量也呈指數(shù)形式增長(zhǎng)，①正確；在卵裂過(guò)程中，隨細(xì)胞數(shù)目的增加，每個(gè)細(xì)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(xì)胞體積之和應(yīng)該略有減小，②正確，③錯(cuò)誤；蛙的早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，胚胎不能從外界攝入有機(jī)物，故有機(jī)物含量逐漸減少，④錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al([歸納拓展])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)物總量減少。(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)目增多，每個(gè)細(xì)胞的體積減小。(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含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。系統(tǒng)學(xué)習(xí)(二)胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(固基點(diǎn))主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清(一)體外受精1．過(guò)程2．意義：①提高動(dòng)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(guò)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(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。2．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)胚胎移入基礎(chǔ)哺乳動(dòng)物排卵后，在一段時(shí)間內(nèi)同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的胚胎存活基礎(chǔ)受體子宮對(duì)外來(lái)胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)胚胎發(fā)育基礎(chǔ)供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，且供體胚胎的遺傳特性不受影響胚胎收集基礎(chǔ)早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)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(guò)程(三)胚胎分割材料應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚實(shí)質(zhì)胚胎分割可增加動(dòng)物后代的數(shù)量，其實(shí)質(zhì)是動(dòng)物的無(wú)性繁殖(或克隆)操作要求對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割用途①促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖；②為遺傳學(xué)研究提供遺傳性狀相同的個(gè)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(xué)思維■————————————1．(選擇性必修3P62“思考·討論”問(wèn)題挖掘)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。2．(選擇性必修3P61圖2-23拓展思考)胚胎移植時(shí)怎樣才能做到超數(shù)排卵？提示：對(duì)雌性個(gè)體用促性腺激素處理。題點(diǎn)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(guān)哺乳動(dòng)物體外受精的敘述，正確的是()A．給實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(xì)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(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中完成受精D．卵母細(xì)胞與精子受精前均已完成減數(shù)分裂Ⅱ解析：選C給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物注射促性腺激素，目的是使其產(chǎn)生更多的卵細(xì)胞，A錯(cuò)誤；從卵巢中采集的卵母細(xì)胞要在體外進(jìn)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(cuò)誤，C正確；次級(jí)卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂Ⅱ是在精子和卵子結(jié)合過(guò)程中完成的，D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于“試管牛”培養(yǎng)流程的敘述，不正確的是()A．過(guò)程①可對(duì)供體母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子B．過(guò)程②發(fā)生的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核C．大量的研究已經(jīng)證明，過(guò)程③基本不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)D．移入受體的供體胚胎的遺傳特性，在孕育過(guò)程中受受體的影響解析：選D“試管牛”的遺傳物質(zhì)來(lái)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(guò)程中不受受體的影響，D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al([歸納拓展]歸納胚胎移植的兩個(gè)“兩次”)(1)胚胎移植過(guò)程中兩次使用激素：第一次常用孕激素對(duì)受、供體進(jìn)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(guò)程中有兩次檢查：第一次對(duì)收集的胚胎進(jìn)行檢查，第二次對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。考法(二)考查胚胎分割移植及其應(yīng)用3．如圖表示研究人員利用胚胎工程培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過(guò)程，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．在胚胎發(fā)育過(guò)程中，受精卵通過(guò)有絲分裂不斷增加體細(xì)胞數(shù)目B．在進(jìn)行步驟③時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好的原腸胚來(lái)操作C．在胚胎發(fā)育中，卵裂期細(xì)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(wú)性繁殖的方式解析：選A在進(jìn)行步驟③時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好的囊胚來(lái)操作，需均等分割囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，以免影響胚胎發(fā)育，B錯(cuò)誤；在胚胎發(fā)育中，卵裂期細(xì)胞數(shù)量不斷增多，細(xì)胞體積不斷減小，胚胎體積基本不變，C錯(cuò)誤；步驟①代表奶牛的體外受精，屬于有性生殖，D錯(cuò)誤。4．胚胎工程技術(shù)能充分發(fā)揮動(dòng)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(guò)程(a～h為操作過(guò)程)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．為獲得大量的卵母細(xì)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(jìn)行獲能處理C．若要生產(chǎn)高產(chǎn)奶牛，可?、偬幖?xì)胞做DNA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(duì)精子進(jìn)行獲能處理的方法包括培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法。對(duì)于嚙齒動(dòng)物、家兔和豬等動(dòng)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(shí)間后，精子就可獲能；對(duì)于牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)誘導(dǎo)法，即將精子放在一定濃度的肝素或Ca2＋載體等溶液中，B錯(cuò)誤。[歸納拓展]胚胎移植的胚胎來(lái)源及生殖方式總結(jié)(1)核移植→早期胚胎培養(yǎng)，屬于無(wú)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(wú)性生殖。[課時(shí)驗(yàn)收評(píng)價(jià)]1．下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述，正確的是()A．囊胚的每一個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞B．原腸胚開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化并形成兩個(gè)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(shí)期，細(xì)胞的相對(duì)表面積逐漸減小解析：選C囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)屬于全能細(xì)胞，滋養(yǎng)層細(xì)胞不是，桑葚胚前的細(xì)胞都是全能細(xì)胞，A錯(cuò)誤；囊胚期開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞分化，B錯(cuò)誤；從受精卵到桑葚胚時(shí)期，卵裂球的總體積基本不變，單個(gè)細(xì)胞的體積變小，細(xì)胞的相對(duì)表面積逐漸變大，D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于胚胎工程的相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是()A．哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植的成功率小于胚胎細(xì)胞核移植的成功率B．誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化成器官的培養(yǎng)基中不需要加入飼養(yǎng)層細(xì)胞C．胚胎工程中的胚胎可來(lái)自自然受精或人工授精等D．胚胎分割時(shí)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(shí)需將早期胚胎均等分割，屬于無(wú)性生殖方式，屬于克隆，D錯(cuò)誤。3．經(jīng)遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞注入囊胚，通過(guò)胚胎工程的相關(guān)技術(shù)可以獲得具有不同遺傳特性的實(shí)驗(yàn)小鼠。下列說(shuō)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(nèi)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(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)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(cuò)誤；精子只有獲能后才能完成受精，但體內(nèi)受精時(shí)，精子可以在雌性動(dòng)物生殖道中自然獲能，不需要人為獲能處理，B錯(cuò)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(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以定向改造小鼠的基因，所以遺傳改造的小鼠胚胎干細(xì)胞可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因等技術(shù)獲得，D正確。4．下圖是胚胎干細(xì)胞研究的圖示，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．過(guò)程Ⅰ中飼養(yǎng)層能提供胚胎干細(xì)胞增殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)B．過(guò)程Ⅲ將重組載體導(dǎo)入胚胎干細(xì)胞的方法是顯微注射法C．過(guò)程Ⅱ用了胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育全能性的特點(diǎn)D．過(guò)程Ⅳ實(shí)驗(yàn)時(shí)，去除了小鼠的骨髓，使其存在免疫缺陷解析：選D過(guò)程Ⅰ中的飼養(yǎng)層往往是一些特定的細(xì)胞，能夠提供胚胎干細(xì)胞增殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，A正確；將重組載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞一般使用顯微注射法，B正確；胚胎干細(xì)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(guò)程Ⅳ時(shí)小鼠體內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)畸胎瘤，清除腫瘤的是T細(xì)胞，說(shuō)明小鼠體內(nèi)缺失的是T細(xì)胞，T細(xì)胞在胸腺中發(fā)育成熟，應(yīng)該去除胸腺而不是骨髓，D錯(cuò)誤。5．研究人員對(duì)從食蟹猴中提取的卵子進(jìn)行了授精，并使其在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)。受精六天后，研究小組向多個(gè)胚胎注入了人類的多能干細(xì)胞，這些干細(xì)胞可以在胚胎內(nèi)外生長(zhǎng)成多種類型的細(xì)胞。研究人員希望，一些人類細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的雜交體即“嵌合體”，可以提供更好的藥物測(cè)試模型，并被用于種植人體器官。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．這項(xiàng)研究成果為通過(guò)“嵌合體”來(lái)實(shí)現(xiàn)器官再生提供了理論證據(jù)B．受精過(guò)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(jìn)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(shuō)明一個(gè)物種的干細(xì)胞能在另一個(gè)物種的胚胎中成長(zhǎng)解析：選B根據(jù)題干信息，“嵌合體”可以提供更好的藥物測(cè)試模型，并被用于種植人體器官，說(shuō)明這項(xiàng)研究成果為通過(guò)“嵌合體”來(lái)實(shí)現(xiàn)器官再生提供了理論證據(jù)，A正確；受精過(guò)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(cuò)誤；注入胚胎的人類多能干細(xì)胞可