(共72张PPT)
第2课时 体外受精技术和胚
胎移植、胚胎分割
技术
1.简述体外受精的主要操作步骤。
2.简述胚胎移植的生理学基础和基本流程。
3.简述胚胎分割的概念。
学习目标
1.科学思维:尝试构建胚胎移植的流程图。
2.社会责任:认同胚胎移植和胚胎分割技术在生产生活
中有着广泛的应用。
素养要求
内容索引
网络构建
课时对点练
一、体外受精技术
二、胚胎移植技术和胚胎分割技术
一、体外受精技术
1.体外受精技术的概念:指哺乳动物的精子和卵子在 的环境中完成受精过程的技术。
2.采集精子
(1)主要方法: 。
(2)操作:采精者可手持 ,利用 让被采精动物在模拟交配时将精液射入假阴道内。
(3)采集后的处理:采集的精子可以立即使用或 待用。
(4)分离并获取有活力的精子的原因:精液中含有精子 的抑制因子,冷冻液中还含有 等成分,精液中含有一定量的 。
教材梳理
预习新知 夯实基础
体外人工控制
假阴道法
假阴道
假台畜
冷冻保存
获能
防冻剂
死精子
3.采集卵母细胞
(1)方法:主要有 、 等。
(2)抽吸法
①采集对象:采集 的动物如牛、猪的卵母细胞,是一种从_____
中采集卵母细胞的常用方法。
②操作:借助 和内窥镜等进行,将注射器针头刺入卵泡中一并吸出 和 ,再在显微镜下进行 。
③优点:可以有目的地选择卵泡,分离得到 的卵母细胞。
④意义:可以 。
抽吸法
机械破碎法
较大型
活体
卵巢
超声波探测仪
卵泡液
卵母细胞
筛选
适当成熟程度
充分发挥优良母畜的繁殖潜力
(3)机械破碎法
①采集对象:采集 的动物如小鼠、兔的卵母细胞,是一种从______的雌性动物卵巢上采集卵母细胞的方法。
②操作:将刚宰杀的雌性动物体内摘出的卵巢置于培养皿中,用针头刺破_____和 ,再在显微镜下对卵母细胞进行筛选。
③优缺点:优点是可以得到各种成熟程度的卵母细胞;缺点是在刺破卵巢和卵泡的过程中有可能刺伤卵母细胞。
④其他方法:对较小型的动物,还可以采用 处理的方法,使其_________,这样获得的卵母细胞可以 与 后的精子进行体外受精。
(4)如果采集到的卵母细胞尚未成熟,需要通过 使之成熟。
较小型
宰杀后
卵巢
卵泡
促性腺激素
超数排卵
直接
获能
体外培养
4.体外受精
(1)精子获能
①精子获能的方法
方法名称 方法内容 适用对象
培养法 将采集的精子放入人工配制的 中,培养一段时间 啮齿动物、家兔、猪等
化学诱导法 将精子放在一定浓度的 或相应的Ca2+载体溶液中,诱导精子获能 牛、羊等家畜
获能液
肝素
③精子获能的意义:增强了精子的 能力和 能力。
(2)顶体反应
①发生条件:获能后的精子会引起Ca2+内流到精子内,同时伴随精子细胞质膜 的改变和胞内 升高,刺激顶体反应的发生。
②发生部位:主要发生在精子头部。
增加
Ca2+
升高
降低
代谢
运动
通透性
pH
③顶体反应的过程
透明带中的某种 是精子的受体,使精子与卵子进行特异性结合→精子头部 与卵母细胞透明带接触→ 外膜与精子头部的细胞质膜融合→顶体破裂释放出的 溶解卵母细胞周围的 和 →精子穿过透明带到达卵母细胞表面
(3)体外受精
①条件:在 的适宜条件下和专用的 中, 的精子和培养 的卵母细胞放在一起培养一段时间,可以在体外完成受精过程。
糖蛋白
前端
顶体
顶体酶
放射冠
透明带
人为控制
受精溶液
获能
成熟
②过程
(4)体外受精的应用
①可用于研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和 机制。
②为胚胎生产提供了经济而高效的方法,对充分利用优良种质资源、
家畜繁殖周期、加快品种改良速度等具有重要价值。
早期胚胎发育
缩短
获能
成熟
(1)精子获能指的是精子获得能量( )
(2)从活体卵巢中采集的卵母细胞都可以直接与获能后精子进行体外受精
( )
(3)获能后的精子的膜流动性增加,表面电荷降低( )
(4)顶体反应可以阻止多精入卵( )
判断正误
×
×
√
×
核心探讨
右面是体外受精过程示意图,据图回答下列问题。
1.解冻后的精液为什么要进行离心处理?
突破重难 强化素养
提示 由于精液中含有精子获能的抑制因子,冷冻液中还含有防冻剂等成分,所以解冻的精液要进行离心,以便除去上述物质。
2.采集到的卵母细胞是否都能直接与获能的精子受精?请分析原因。
提示 (1)通过促性腺激素处理的,从输卵管中冲取的卵子可直接与获能的精子在体外受精;
(2)采用抽吸法从活体卵巢中采集的卵母细胞或采用机械破碎法从宰杀后雌性动物卵巢上采集得到的卵母细胞要在体外经过人工培养成熟后,才能与获能的精子受精。
3.试管动物是通过人工操作使卵子在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再进行移植产生的个体。由此分析,试管动物和克隆动物的制备分别属于什么繁殖方式?
提示 前者为有性繁殖;后者为无性繁殖。
核心归纳
1.体外受精的主要步骤
(1)卵母细胞的采集和培养
①第一种方法:对较小型动物卵母细胞采集时,可先用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,并使其直接与获能的精子在体外受精。
②第二种方法(机械破碎法):从刚屠宰的雌性动物体内摘取卵巢,再从卵巢中采集卵母细胞。
③第三种方法(抽吸法):直接从活体动物的卵巢中采集卵母细胞,叫活体采卵。需借助超声波探测仪、内窥镜等,直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
后两种方法采集的卵母细胞往往还没有发育成熟,不能直接与精子受精。需要在人工模拟环境(如温度、营养、pH等)条件下,使获取的卵母细胞发育成熟(减数第二次分裂中期)。
(2)精子的采集与获能
刚采集的精子不具有受精能力,在体外受精前,精子必须先进行获能处理,方法有:
①培养法:对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子,将取自附睾的精子,放入人工配制的获能液中,培养一段时间后,精子就可获能,称为培养法。
②化学诱导法:对于牛、羊等家畜的精子,将精子放在一定浓度的肝素或相应的Ca2+载体溶液中,用化学药物诱导精子获能,称为化学诱导法。
(3)受精
获能的精子和成熟后的卵母细胞在人为控制的适宜的条件下和专用的受精溶液中共同培养一段时间才能完成受精。
2.试管动物和克隆动物的区别
比较项目 试管动物 克隆动物
生物学原理 或生物技术 体外受精、胚胎移植 细胞核的全能性、核移植
生殖类型 有性生殖 无性生殖
后代遗传性状的继承特点 后代继承提供遗传物质的双亲的特性 几乎全部性状与提供细胞核的亲本的性状一样
典题应用
1.(2021·常熟中学高二月考)以下是哺乳动物体外受精过程简图,据图分析下列叙述错误的是
A.如果是大型动物,①是卵母细胞
培养
B.小鼠、兔等动物可以采用饲喂促
性腺激素的方法使其超数排卵
C.②是精子获能处理,通常采用的
体外方法有培养法和化学诱导法
D.③是在专用的受精溶液中完成的
及时反馈 知识落实
√
解析 小鼠、兔等动物需要注射促性腺激素进行超数排卵处理,B错误。
2.如图是体外受精技术培育试管动物的大致流程,下列叙述错误的是
A.精子需要获能后才能进行受精
B.受精时顶体酶能协助精子穿过
放射冠和透明带
C.胚胎发育的过程是受精卵→囊
胚→桑椹胚→原肠胚
D.进行胚胎的早期培养的目的是检查受精状况和受精卵的发育能力
解析 胚胎发育的过程是受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→胚层分化→胚体形成→胎儿,C错误。
√
二、胚胎移植技术和胚胎分割技术
1.胚胎移植技术
(1)胚胎工程:指对动物的胚胎进行人为操作和处理以获得目标个体的技术,包括体外受精、 和 等现代生物技术。
(2)精子和卵母细胞结合后,将受精卵移入相应的培养液中培养。培养液的成分:主要包括 、氨基酸、 、无机盐和糖类等。
(3)胚胎移植技术:将良种雌性动物配种后,从其生殖道取出________或通过体外受精及其他方式(如转基因、 )得到的 或胚胎,再移植到同种的同时发情排卵但未经配种的其他雌性动物的体内,使它们进一步发育为新个体的技术。
教材梳理
预习新知 夯实基础
胚胎移植
胚胎分割
维生素
蛋白质
早期胚胎
核移植
受精卵
(4)胚胎移植的过程:一般分为供体和受体的 、供体和受体________
处理、供体的 处理和受精、 以及胚胎移植。
(5)胚胎移植的应用
①能发挥优良母畜的 ,迅速扩大优良畜种的数量,加速优良畜种的推广应用;②能缩短 ,提高家畜改良速度;③能长期保存冷冻胚胎,便于优良品种的 和保存。
选择
同期发情
超数排卵
胚胎收集
繁殖能力
世代间隔
种质运输
2.胚胎分割技术
(1)概念:用 将早期胚胎平均分割成 、四分胚甚至八分胚,经培养后植入受体,以得到 或同卵多生后代的技术。
(2)实质:胚胎 方法。
(3)仪器:利用 进行操作。
(4)过程:①选择形态正常、发育良好的 或 ,在盛有操作液(含有的质量分数为10%~20%的 )的培养皿中用分割针或分割刀片将胚胎切开。
机械方法
二分胚
同卵双生
克隆
显微操作仪
桑椹胚
囊胚
血清
②如果切割的是囊胚,一定要均等分割 ;然后再将吸出的半个胚胎注入一个已经清空的 中或直接将其移植到受体中。
(5)优势:胚胎分割技术不仅能使可供胚胎移植的胚胎数目 ,而且可以产生 相同的后代。
内细胞团
透明带
成倍增加
遗传性能
(1)经胚胎移植产生的后代,其遗传特性与受体保持一致( )
(2)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移( )
(3)桑椹胚、囊胚和原肠胚都可用于胚胎分割( )
(4)对桑椹胚分割时,应将内细胞团均等分割( )
判断正误
×
√
×
×
核心探讨
请结合胚胎移植的过程图解,分析回答下列问题:
1.将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内,胚胎都能正常发育吗?如果不能,在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理?
突破重难 强化素养
提示 不一定能正常发育。一般情况下应移植到同种的、生理状态相同的受体子宫内,在移植前应对受体进行同期发情处理。
2.受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?
提示 受体对来自供体的胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
3.胚胎移植后,经受体孕育的后代,遗传特性与供体还是受体一致?为什么?
提示 与供体保持一致。因为供体胚胎与受体子宫建立的仅是生理和组织上的联系,其遗传特性在孕育过程中不会发生任何变化。
4.为了提高胚胎的利用率,在胚胎移植前,可以对胚胎进行分割,在分割时应选择什么样的胚胎进行分割?
提示 选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚进行分割。
5.在对囊胚进行分割时要注意什么?
提示 要将内细胞团均等分割。
6.胚胎分割是不是分割的份数越多,效率越高?
提示 不是,分割的次数越多,分割后胚胎成活的概率越小。
核心归纳
1.胚胎移植的来源及生殖方式
胚胎的来源 生殖方式
核移植 无性生殖
体外受精 有性生殖
体内受精 有性生殖
2.胚胎移植的生理学基础及相应意义
项目 生理学基础 意义
受体生 理环境 同种动物的供、受体排卵后生殖器官的生理变化是相同的 为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境
胚胎 收集 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 为胚胎的收集提供了可能
胚胎 存活 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 为胚胎在受体内的存活提供了可能
胚胎 发育 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但其遗传特性不受任何影响 为移植后胚胎继续发育提供了营养等方面的保障
3.胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同
比较项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性繁殖或克隆,最终技术是胚胎移植 不 同 点 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎
遗传 物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质,两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞
典题应用
3.(2021·福建福州一中月考)牛胚胎移植的基本程序如图所示,下列说法错误的是
A.供体母牛的主要
职能是产生具有
优良性状的胚胎
B.图中a指的是超数排卵,可用激素促进该过程
C.图中c表示胚胎移植
D.供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应
及时反馈 知识落实
√
解析 图中a指的是超数排卵,可用促性腺激素处理供体母牛使其超数排卵,B正确;
子宫基本不对外来胚胎发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能,不需要免疫检测,D错误。
4.胚胎分割技术是一种现代生物技术,下列关于这一技术的叙述中正确的是
①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份 ②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 ③胚胎分割技术属于无性繁殖,因此属于克隆 ④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③④
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解析 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎平均分割成二分胚、四分胚甚至八分胚,经移植获得同卵双胎或多胎的技术,但不能任意分割成多份;通过胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖,属于克隆。
网络构建
课时对点练
题组一 体外受精技术
1.下列关于体外受精时采集卵子的方法的叙述错误的是
A.可以采用促性腺激素处理的方法使小动物超数排卵
B.机械破碎法的缺点是在刺破卵巢和卵泡的过程中有可能刺伤卵母细胞
C.可以从早期胚胎中采集卵母细胞
D.抽吸法常用于采集较大型动物的卵母细胞
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对点训练
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解析 采集卵母细胞的对象为性成熟的雌性个体,而不是早期胚胎,C错误。
2.精子获能的常用化学物质可能是下列哪一种
A.氯化钙溶液 B.肝脏提取液
C.肝素溶液 D.氨基酸营养液
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解析 精子体外获能的方法有培养法和化学诱导法两种。化学诱导法即将精子放在一定浓度的肝素或相应的Ca2+载体溶液中,诱导精子获能。
3.(2021·石嘴山市第三中学高三月考)下列属于哺乳动物体外受精操作步骤的是
①卵母细胞的采集 ②精子的获取 ③精子的变形 ④受精
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
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解析 哺乳动物体外受精主要包括:①卵母细胞的采集和培养,②精子的采集和获能,④受精。
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4.下列关于体外受精技术的叙述,正确的是
A.获取的精子经获能后才能进行体外受精作用
B.采集的卵母细胞通常应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.卵细胞质膜上的某种糖蛋白是精子的受体,使精子和卵子进行特异性
的结合
D.卵母细胞体外培养时加入CO2的作用是维持细胞呼吸
√
解析 采集的未成熟的卵母细胞需在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,B错误;
透明带中的某种糖蛋白是精子的受体,C错误;
一般动物细胞培养时需通入一定的CO2,以维持培养液的pH,D错误。
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5.我国首例“虎狮兽”于2002年在南京红山森林动物园诞生,它是利用雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精产生的,下列有关完成这一过程需要解决的问题,合理的是
A.精子在体外用获能物质处理
B.用化学物质处理掉卵细胞质膜,便于精子进入
C.抽取精子、卵子的细胞核进行融合
D.精子入卵后进行人工处理,防止多精入卵
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解析 “虎狮兽”是利用雄虎的精子和雌狮的卵子体外受精产生的,完成这一过程需要解决的问题是精子在体外用获能物质处理,使其具备受精能力,A正确;
用化学物质处理掉卵细胞质膜,卵细胞的结构遭到破坏,不能完成受精,B错误;
不能人为地抽取精子、卵子的细胞核进行融合,C错误;
精子入卵后会立即引起透明带及细胞质膜发生一系列变化,形成阻止其他精子进入的屏障,不需进行人工处理,D错误。
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题组二 胚胎移植技术和胚胎分割技术
6.(2021·江苏南通市高二期末)利用胚胎工程培育高产的荷斯坦奶牛的相关叙述,正确的是
A.供体母牛和受体母牛需要用相同的激素处理
B.胚胎移植可以充分发挥优良雌性个体的繁殖潜能
C.胚胎移植或分割一般选择囊胚或原肠胚期的胚胎
D.注射性激素有助于供体母牛排出较多的次级卵母细胞
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解析 对受体母牛与供体母牛用同种激素进行同期发情处理,此外还要对供体母牛注射促性腺激素,促使其超数排卵,A错误;
胚胎移植或分割一般选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎,C错误;
应用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理,而不是性激素,D错误。
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7.下图表示通过体外受精培育试管牛的过程,下列叙述错误的是
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A.获取的精子经获能后才能进行体外受精
B.②过程只与细胞质膜的流动性有关
C.③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂
D.④过程属于胚胎移植过程
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8.(2021·江苏扬州中学高二考试)下列关于“试管牛”培养流程的叙述,错误的是
A.在③之前要对代孕母牛进行
超数排卵处理
B.为了提高胚胎的利用率可以
在过程③之前进行胚胎分割
处理
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,在孕育过程中不受任何影响
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解析 在移植之前要对代孕母牛进行同期发情处理,A错误。
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9.下列关于胚胎分割技术的说法,错误的是
A.被分割的胚胎应该是发育良好的早期胚胎
B.要将内细胞团均等分割的原因是防止由分割而来的两个体遗传物质差
异过大
C.来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
D.胚胎分割是进行动物克隆的方法之一
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解析 因为内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,因此在分割时一定要注意将其均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
10.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述,正确的是
A.采取激素注射等方法对良种母牛做超数排卵处理
B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植
C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应
D.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高
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解析 体外培养发育到桑椹胚期或囊胚期的胚胎即可进行移植,B错误;
受体母牛基本上不会对移入子宫的外来胚胎发生免疫排斥反应,所以受体不需要使用免疫抑制剂,C错误;
采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的,最常见的是经分割产生的同卵双胎,而同卵多胎成功的比例很小,D错误。
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选择题11~12题为单选题,13~16题为多选题。
11.如图表示利用二倍体小鼠所做的实验,下列有关叙述错误的是
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综合强化
A.胚胎移植最佳时
期为桑椹胚或囊
胚期
B.图中囊胚细胞的基因型都相同
C.代孕母鼠需进行同期发情处理
D.嵌合体幼鼠是二倍体
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解析 图中囊胚是由白鼠和黑鼠8细胞胚合并形成的16细胞胚发育而来的,因此其中的细胞的基因型不都相同,B错误。
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12.(2021·江苏无锡模拟改编)研究人员探究不同冷冻处理方法对囊胚分割效果的影响,结果如表,下列有关叙述正确的是
A.分割时,必须
将滋养层和透
明带均等分割
B.胚胎冷冻后分
割,更有利于提高分割成功率
C.半胚移植后,可与受体子宫建立正常的组织联系
D.同一胚胎分割获得的不同个体性状一定完全相同
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处理方法 分割成功率(%) 半胚存活率(%)
1 冷冻后分割 76.4 66.5
2 分割后冷冻 76.5 57.6
解析 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意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,A错误;
胚胎冷冻后分割,更有利于提高半胚存活率,分割成功率与分割后冷冻相比几乎无差别,B错误;
供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,C正确;
胚胎分割属于无性繁殖或克隆,但是由于环境条件不同或生物产生变异,生物性状不一定完全相同,D错误。
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13.下列有关哺乳动物体外受精的叙述,正确的是
A.采集动物精子的方法主要是假阴道法
B.直接从活体动物卵巢中吸取采集的卵母细胞,需要在体外培养成熟
C.顶体的外膜与卵子的细胞质膜融合后释放顶体酶
D.卵母细胞与精子受精后才能完成减数第二次分裂
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解析 顶体外膜与精子头部的细胞质膜融合,顶体破裂从而释放顶体酶,C错误。
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14.(2021·江苏修远中学高二月考)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述错误的是
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A.步骤甲、乙分别是指
精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射
的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分完全相同
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解析 步骤甲、乙分别指受精作用、胚胎移植,A错误;
诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B正确;
受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵,C错误;
受精过程使用的培养液是专用的受精溶液,与早期胚胎培养液有区别,D错误。
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15.据第三次全国大熊猫野外种群调查,全世界野生大熊猫不足1 600只,为保护和繁殖大熊猫,科研人员进行了如图实验,下列相关叙述错误的是
A.克隆熊猫培育成功的部
分原因是卵细胞质具有
调控细胞核发育的作用
B.图中用性激素处理可使
供体超数排卵,从而可培育更多的早期胚胎
C.图中进行胚胎移植的胚胎是原肠胚
D.对早期胚胎进行胚胎分割产生同卵多仔,同卵多仔的表型一定相同
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解析 核移植时卵细胞具有调控细胞核发育的作用是克隆成功的部分原因,A正确;
常用促性腺激素处理使供体超数排卵,B错误;
受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植,C错误;
虽然这些胚胎来自同一受精卵,遗传物质相同,但环境因素对其性状表现也有一定的影响,故表型未必完全一致,D错误。
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16.(2021·江苏南京一中高二期中)如图所示,a表示现代生物工程技术,b表示其结果,下列说法正确的是
A.如果a是核移植技术,b的产生说
明了动物细胞核也具有全能性
B.如果a是体外受精技术,b的产生过程中必须经过基因检测这一步骤
C.如果a是胚胎分割技术,b中个体的基因型和性别相同
D.上述三种生物工程技术中b的受体均需注射激素,以达到超数排卵和同
期发情的目的
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解析 分析题图可知,如果a是核移植技术,b的产生说明了动物细胞核也具有全能性,A正确;
如果a是体外受精技术,b的产生过程中不一定需要经过基因检测这一步骤,B错误;
如果a是胚胎分割技术,b中个体的基因型和性别相同,C正确;
上述三种生物工程技术中b的受体均需注射激素,以达到同期发情的目的,D错误。
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17.(2021·河北沧州市一中高二月考)利用胚胎工程培育“试管牛”的基本过程如图所示。请据图回答问题:
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(1)受精卵是胚胎发育的开端,图中的卵细胞达到 期,才具备受精的能力,而精子需经过 过程才能和卵细胞结合。
减数第二次分裂中
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精子获能
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解析 受精卵是胚胎发育的开端,通常参与受精的卵细胞和精子均需要培养一段时间,如从良种母牛体内采集的卵母细胞需要在体外培养到减数第二次分裂中期才具备受精的能力;而精子需要经过获能培养后才能与卵细胞结合。
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解析 分析题图可知,图中过程A为胚胎移植,其实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置上的转移,该技术能充分发挥优良母畜的繁殖潜力,为了提高移植的胚胎成活率,需要对良种母牛(供体)和普通母牛(受体)用激素进行同期发情处理。
(2)图中过程A称为 ,其实质是____________________________
。在操作前要对良种母牛和普通母牛用激素进行______
处理。
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早期胚胎在相同生理环境条件下
胚胎移植
空间位置的转移
同期
发情
解析 若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可采用胚胎分割技术,即选择发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行胚胎分割。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意对内细胞团进行均等分割,以保证胚胎较快的恢复和正常发育。
(3)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到____________
阶段的早期胚胎进行胚胎分割。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意 。
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桑椹胚或囊胚
将内细胞团均等分割
(4)早期胚胎能在受体内正常存活的免疫学基础是____________________
。
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受体对移入子宫的外
来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
解析 早期胚胎之所以能在受体内正常存活,是因为受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,从而为胚胎移植的成功提供了理论依据,这是胚胎移植成功的免疫学基础。
18.孤独症谱系障碍与SHANK3基因的分子缺陷密切相关,我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,对猕猴的SHANK3基因进行编辑,首次获得该病的灵长类动物模型。猕猴基因编辑的成功吸引了药物公司的注意,特别是神经科学领域,科学
家有望开展猕猴疾病模型的药物
效果评价。请结合右面的流程图
回答下列问题:
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(1)在体外受精前,要对精子进行获能处理,通常采用的化学诱导法中,将精子放在一定浓度的 或 。
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肝素
相应的Ca2+载体溶液中
解析 精子进行体外获能的方法有培养法和化学诱导法两种,化学诱导法即将精子放在一定浓度的肝素或相应的Ca2+载体溶液中获能。
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(2)用促性腺激素处理的方法从母猴甲采集到的卵母细胞可以直接与获能精子完成受精作用,是因为__________
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解析 用促性腺激素处理,从输卵管中冲取到的卵母细胞已经成熟(即发育到减数第二次分裂中期),可直接与获能精子完成受精。
该方法采集
到的卵母细胞已经发育成熟(或该方法采集到的卵母细胞已经发育到减数第二次分裂中期)
(3)对早期胚胎进行培养时,其培养液的成分有_____________
________________________ 等。
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解析 与②③途径相比,①③途径中,提供细胞核的早期胚胎细胞的分化程度更低,恢复其全能性更容易。
酸、蛋白质、无机盐、糖类
维生素、氨基
(4)为得到更多孤独症谱系障碍模型猴,①③途径与②③途径相比,哪条更有优势: ;原因是________________
________________________________________________________。
①③
细胞核的早期胚胎细胞的分化程度更低,恢复其全能性更容易
①③途径中,提供
本课结束