第十单元第39课时.docx

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第十单元第39课时

第39课时　胚胎工程

考点122　借图比较法——精子和卵子的发生及受精作用

1．哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是精子和卵子在发生上的重要区别，但不是唯一的区别，如发生场所、过程及结果也不相同。

2．精子的发生中两次减数分裂是连续的，是在睾丸的曲细精管内进行的。

卵子的发生中两次减数分裂是不连续的，减数第一次分裂在卵巢内完成，产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂，产生一个成熟的卵子和第二极体。

当雌雄原核融合时，第一极体完成分裂，形成2个第二极体。

有的哺乳动物的第一极体不再分裂。

3．不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，但与动物的体型大小无关。

4．哺乳动物卵巢、卵泡和卵子的关系

卵巢是卵子形成、卵泡存在的场所，内部包含许许多多不同发育阶段的卵泡，而成熟的卵

泡中可释放出卵子，其中卵子的外面有辅助结构——透明带，由卵丘细胞（卵泡细胞）形成

放射冠，而卵子外面的胞膜即卵黄膜。

排卵指卵子从卵泡中排出，而非卵泡从卵巢中排出。

5．受精的标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志为雌雄原核的融合。

1．分析下面图解判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别（　　）

A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间

B．MⅠ和MⅡ的时间连续性

C．成熟生殖细胞是否经过变形

D．成熟生殖细胞中染色体的数量

考点123　关注新技术手段——体外受精和早期胚胎培养

1．体外受精

（1）卵母细胞的采集和培养

①实验动物以及家畜猪、羊等：

用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。

②大家畜或大型动物：

从刚被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取，然后在体外进行人工培养成熟后，才能与获能精子受精。

（2）精子的采集和获能

①收集精子的方法：

主要有假阴道法、手握法和电刺激法等。

②精子体外获能的方法：

主要有培养法（啮齿动物、家兔、猪等）和化学诱导法（牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能）。

（3）体外受精

获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶液中完成受精过程。

2．早期胚胎发育

（1）过程：

受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚

（2）图示

1．体外受精时，精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。

2．胚胎发育的起点是受精卵，发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。

3．桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。

4．囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞——发育成胎膜和胎盘等结构和内细胞团细胞——发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。

5．孵化——囊胚后期，透明带破裂，胚胎伸展出来；原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔，最后消失。

2．（2011·浙江卷，2）培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。

若要培育成功，下列叙述正确的是（　　）

A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵

B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟

C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液

D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内

考点124　关注生物科技新技术——胚胎工程的应用及前景

1．胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。

3．促性腺激素两次使用：

①同期发情处理；②超数排卵。

4．两次检查：

①收集胚胎检查；②移植后是否妊娠检查。

5．冲卵含义：

冲出早期胚胎，不是冲出卵子。

6．对囊胚进行分割时，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。

3．牛胚胎移植的基本程序如下图所示，请据图回答：

（1）图中a、b、c过程分别是指______________、____________、____________。

（2）供体母牛的主要职能是________________________；受体母牛必须具备__________________________。

（3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________________；处理的时期是____________________；理由是_____________________________________________。

（4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。

这类细胞的形态特征有____________________。

（5）你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？

_________________。

1.胚胎工程与实践应用

考纲能力　利用所学知识解决生产实践的能力

考题1

　（2010·山东卷，35）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养试管牛的过程。

采集,

采集,

培养,

A,

分娩,

（1）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是____________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。

（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。

（3）图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于__________________________。

（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________________；获得转基因母牛后，如果____________________即说明目的基因已经表达。

2.胚胎工程与基因工程综合考查

考纲能力　知识之间横向联系能力

考题2

　（2011·福建卷，32）一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传病）患儿。

在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。

医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如图。

请回答；

（1）过程①是指在体外进行的________处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为________________________________________________________________________。

（2）在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③________进行PCR扩增，然后用MstⅡ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。

据此判断，MstⅡ是一种______________酶。

（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。

该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断该胎儿为____________（正常/患者/携带者）。

1.对卵裂过程中物质的量变化及

胚胎工程中知识点模糊不清

典例1

　下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势（横坐标为发育时间）。

其中正确的是（　　）

A．①②　　　B．①③　　　C．②④　　　D．③④

纠错笔记　

（1）对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清

①卵裂阶段的细胞分裂方式——有丝分裂。

②受卵膜制约，从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小，所以每个细胞体积减小。

③伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中DNA含量保持相对稳定。

④该过程中有机物总量减少，因为一直呼吸消耗但不从外界吸收。

（2）对胚胎工程中一些说法辨析不清

①精子发生场所——睾丸曲细精管；

卵子的发生场所——卵巢和输卵管；

受精场所——输卵管；

发育场所——输卵管和子宫。

②精子发生时间及特点——初情期后，两次分裂连续进行；

卵子发生时间及特点——胚胎性别分化以后，两次分裂不连续。

③受精的标志和受精完成的标志不是一回事。

④胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚，可以移植或分割的阶段为桑椹胚和囊胚。

⑤防止多精入卵的两道屏障的名称——透明带反应和卵黄膜封闭作用。

⑥体外受精易怱视“精子获能”和“卵子成熟”问题。

2.对试管婴儿、设计试管婴儿与克

隆技术辨析不清

典例2

　自然情况下，牛的生育率很低，通过现代生物科技手段，可以实现良种牛的快速繁殖。

请根据提示，回答下列问题：

（1）使一头良种雄性黄牛在一年内繁殖数百头后代，最简便的方法是___________。

（2）现有一头良种雌性黄牛，采用胚胎移植的方法，可使这头良种牛一年生下数十头自己的后代。

其操作过程中需要用激素对该良种母牛（供体）和代孕母牛（受体）进行__________处理；还要用激素使供体母牛____________________。

胚胎收集的过程也叫做____________。

用于移植的胚胎应发育到______________或________________阶段。

（3）采用试管动物技术还可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。

该技术中首先要做的是体外受精和________________。

体外受精主要包括______________________、________________和________________等几个主要步骤。

纠错笔记　

（1）试管婴儿技术与克隆技术的区别：

试管婴儿技术的生物学原理是有性生殖（又称为体外受精技术），克隆技术的生物学原理是无性生殖（又称为体细胞核移植技术）。

（2）试管婴儿与设计试管婴儿的区别

上述过程①②③是试管婴儿的培育过程，①②③④是设计试管婴儿的过程。

后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断。

（3）克隆技术流程图。

（4）以上三项技术都用到胚胎移植，发育场所先体外培养后母体孕育。

课时规范训练

【组题说明】

考　点

题　号

错题统计

错因分析

体内及体外受精和发育

1、3、4、5

综合考查

2、6、7

特别推荐

实践应用题——3；学科内综合题——6

1.下图表示胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程。

请回答下列问题：

（1）请在图中空格处将内容补充完整：

①__________________，②__________。

（2）超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射________________。

（3）冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的____________冲洗出来。

（4）如果胚胎发育到了F期，这时[　]________细胞就是胚胎干细胞。

2．下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

（1）在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有_________________________

____________________________________________________________________。

（2）在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用______________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是______________。

（3）图中①一般经________________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的去核卵细胞为受体，而不用普通的体细胞，原因是______________________

________________________________________________________________________。

（4）从A～D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法__________，把⑤送入⑥的最佳时期是__________________。

（5）⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和________最相似，为什么？

_________，

如果②的数量太少，常用________来扩增。

要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是______________，利用该方法得到的动物叫做________。

（6）用这种方法生产药物与工厂化生产药物相比，优越性在于________。

⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，这样的转基因动物被称为__________。

3．2010年10月4日英国剑桥大学的罗伯特·爱德华兹教授荣获该年度的诺贝尔生理医学奖，授予理由是“他使试管受精技术用于治疗不孕症成为可能，为占总人口比例超过10%的不孕夫妇带来了福音”。

胚胎工程等生物工程技术正在改变着人类的生活。

请回答下面相关问题：

（1）试管婴儿的奥秘，通俗地说就是改变精子和卵子的相遇方式及场所，通过诱发________与________在体外培养皿中完成受精作用。

（2）用来培养受精卵的营养液除水和无机盐以外，还需添加____________________等物质。

（3）体外受精及培养过程需在________℃条件下及无菌环境中进行。

母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________，这为胚胎在母体内存活提供了可能。

（4）为了确保受孕成功常根据母体年龄及健康状态移植__________。

现在大多数人反对设计婴儿性别，原因_________________________________________________

______________________________________________________________________。

4．长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：

（1）在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有____________、____________（至少写出两项）。

（2）和受精有关的过程有：

①第一次卵裂开始；②释放第二极体；③顶体反应；④穿越透明带；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合。

其正确的顺序为________________（填序号）。

（3）从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期的有__________；图中标号3为__________，它将来可发育为胎膜和胚盘。

（4）动物的早期胚胎移植到同种且____________与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。

用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜____________________________________。

（5）试管牛E的性别为______________，克隆羊多利的性状和____________最接近，原因是______________________________________________________________

____________________________________________________________________。

5．下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。

请回答下列问题：

（1）在进行体外受精前要对精子进行____________处理。

（2）进行胚胎分割时，应选择发育到____________时期的胚进行操作。

通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是__________________________________。

（3）②指的是_________________________________________________________。

（4）受体母牛必须和供体牛属于__________________________________________。

6．（2010·海南卷，26）请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：

（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。

试管牛的培育需经过体外受精、______________、______________以及在母体中发育和产出等过程。

（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其__________。

另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和__________。

（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是__________。

（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。

基因工程的四个基本操作步骤是____________、基因表达载体的构建、____________和______________。

若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：

某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、______________、______________、______________和复制原点等。

将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是____________（显微注射法、农杆菌转化法），为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是______________（受精卵、乳腺细胞）。

7．克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础，而且解决了器官移植中供体不足的问题，但同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。

下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：

（1）图中所涉及的现代生物技术有________和_____________________________等。

（2）下列有关胚胎移植的叙述，正确的有________。

A．冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子

B．只有供、受体的生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受

C．供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应

D．不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在原肠胚时期进行

（3）图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同，这说明________具有全能性，早期胚胎发育在______________阶段以前的细胞是全能细胞。

（4）使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及氧气充足的环境中，还需要保证细胞生活所需的____________等。

（5）图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。

答案

突破考点提炼方法

对位训练1　D　对位训练2　A　

对位训练3　

（1）超数排卵　冲卵　胚胎移植

（2）产生具有优良遗传特性的胚胎　健康的体质和健康的繁殖能力　（3）胚胎分割移植　桑椹胚和囊胚期　此时还未出现细胞分化或分化程度低　（4）体积小、细胞核大、核仁明显　（5）胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种

考题链接

考题1　

（1）使卵母细胞成熟（或使卵母细胞获得受精能力）　获能　

（2）CO2　培养液（基）的pH　（3）胚胎移植　提高优良母畜的繁殖率　（4）显微注射法　牛奶中含有人类白细胞介素（或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素）

考题2　

（1）精子获能　胚胎移植　

（2）DNA　限制性核酸内切　（3）正常

易错警示

典例1　A　

典例2　

（1）人工授精

（2）同期发情　超数排卵　冲卵　桑椹胚　囊胚

（3）早期胚胎的培养　卵母细胞的采集　精子的采集和获能（精子的获取）　受精

课时规范训练

1．

（1）同期发情处理　移植胚胎　

（2）促性腺激素　（3）早期胚胎　（4）③　内细胞团

2．

（1）核移植技术、动物细胞培养、基因工程、早期胚胎培养

（2）目的基因　限制酶、DNA连接酶和载体　显微注射法

（3）胰蛋白酶　卵细胞大，易操作，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性

（4）C　桑椹胚和囊胚

（5）荷斯坦奶牛　因为个体⑦的核遗传物质大部分来自荷斯坦奶牛，⑥只是为胚胎发育提供营养和场所，⑦并没有获得⑥的遗传信息　PCR技术　XX　转基因克隆动物

（6）节约资源、降低成本等　乳腺生物反应器

3．

（1）超数排卵　获能的精子

（2）维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清

（3）37　免疫排斥反应

（4）2～3个胚胎　可能破坏人类正常性别比例

4．

（1）动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术

（2）③④②⑤⑥①

（3）D、E　滋养层细胞

（4）生理状态　对物质的吸收具有选择透过性

（5）雌性或雄性（不能确定）　白面绵羊　因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊，生物体的性状主要是由细胞核基因控制的

5．

（1）获能　

（2）桑椹胚或囊胚　具有相同的遗传物质　（3）囊胚腔　（4）同一物种

6．

（1）早期胚胎培养　胚胎移植

（2）获能　第一极体　（3）促性腺激素

（4）目的基因的获取　将目的基因导入受体细胞　目的基因的检测与鉴定　人干扰素基因（或目的基因）　终止子

标记基因　显微注射法　受精卵

7．

（1）核移植　胚胎移植　细胞培养（任意两个）　

（2）A、B　（3）体细胞核　桑椹胚

（4）血清　温度和pH　（5）胰蛋白酶