資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物高考知識點梳理&對點訓練
13.3 胚胎工程
知識點(一)　體內受精和早期胚胎發育
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生相應生理變化
卵子的準備：發育到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.胚胎早期發育
【連接教材資料】1．(選擇性必修3 P58“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3 P57正文發掘)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，從而保證遺傳的穩定性。
3．(選擇性必修3 P60正文發掘)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。
【知識點考法訓練】
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生生理反應，阻止其他精子進入透明帶，D錯誤。
2．(2022·正定模擬)下圖表示精子入卵后，發生(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指卵子的減數分裂Ⅱ
B．經圖中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。
考法(二)　考查早期胚胎發育過程和特點
3．(2022·海淀模擬)如圖為受精作用及早期胚胎發育示意圖，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生了差異
解析：選C?、贋槭芫^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．下圖表示的是蛙的受精卵發育至囊胚的過程中，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(橫坐標表示發育時間)。其中正確的是(　 )
A．①②　　　　　　　 B．①③
C．②④ D．③④
解析：選A　卵裂是受精卵進行連續的有絲分裂，隨著細胞數目的增加，DNA分子總量也呈指數形式增長，①正確；在卵裂過程中，隨細胞數目的增加，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。
卵裂期胚胎發育過程中物質和體積變化的規律
(1)有機物：胚胎沒有和母體建立聯系，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)細胞數目和體積：胚胎總體積不變或略有減小，但細胞數目增多，每個細胞的體積減小。
(3)細胞中DNA含量：伴隨細胞分裂，細胞數目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中核DNA含量保持相對穩定?！　　　?br/>知識點(二)　胚胎工程技術及其應用
(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、生理狀態相同的雌性動物體內，使之繼續發育為新個體的技術。
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生免疫排斥反應
胚胎發育基礎 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，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系，處于游離狀態
3.操作過程
(三)胚胎分割
材料 應選擇發育良好、形態正常的桑葚胚或囊胚
實質 胚胎分割可增加動物后代的數量，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
【連接教材資料】1．(選擇性必修3 P62“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境條件下空間位置的轉移。
2．(選擇性必修3 P61圖2 23拓展思考)胚胎移植時怎樣才能做到超數排卵？
提示：對雌性個體用促性腺激素處理。
【知識點考法訓練】
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，使其產生更多的精子
B．從輸卵管中采集的卵母細胞經培養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的培養液中完成受精
D．卵母細胞與精子受精前均已完成減數分裂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，然后才能與獲能的精子共同培養完成受精，B錯誤，C正確；次級卵母細胞的減數分裂Ⅱ是在精子和卵子結合過程中完成的，D錯誤。
2．(2022·濟南模擬)下列關于“試管?！迸囵B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．大量的研究已經證明，過程③基本不會發生免疫排斥反應
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。
(1)胚胎移植過程中兩次使用激素：第一次常用孕激素對受、供體進行同期發情處理；第二次用促性腺激素處理供體，使其超數排卵。
(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?！　?br/>考法(二)　考查胚胎分割移植及其應用
3．(2022·肥城模擬)如圖表示研究人員利用胚胎工程培育優質奶牛的過程，下列相關說法正確的是(　 )
A．在胚胎發育過程中，受精卵通過有絲分裂不斷增加體細胞數目
B．在進行步驟③時，應選擇發育良好的原腸胚來操作
C．在胚胎發育中，卵裂期細胞數量不斷增多，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，以免影響胚胎發育，B錯誤；在胚胎發育中，卵裂期細胞數量不斷增多，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揮動物的繁殖潛力，為優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．若要生產高產奶牛，可取①處細胞做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　對精子進行獲能處理：包括培養法和化學誘導法。對于嚙齒動物、家兔和豬等動物的精子，一般采用培養法，即將取自附睪的精子，放入人工配制的獲能液中，培養一段時間后，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，屬于無性繁殖。
(2)胚胎移植→早期胚胎培養，屬于有性生殖。
(3)胚胎分割移植→早期胚胎培養或胚胎移植，屬于無性生殖?！　?br/>[課時驗收評價]
1．下列關于高等哺乳動物早期胚胎發育的敘述，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基中不需要加入飼養層細胞
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．(2022·鐵嶺二模)經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中飼養層能提供胚胎干細胞增殖所需的營養物質
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；胚胎干細胞具有發育的全能性，能發育成各種不同的組織，C正確；過程Ⅳ時小鼠體內產生多個畸胎瘤，清除腫瘤的是T細胞，說明小鼠體內缺失的是T細胞，T細胞在胸腺中發育成熟，應該去除胸腺而不是骨髓，D錯誤。
5．(2022·濰坊三模)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”來實現器官再生提供了理論證據
B．受精過程所用到的培養液和受精卵培養所用到的培養液成分相同
C．給食蟹猴注射促性腺激素進行超數排卵可方便研究人員獲取更多的卵子
D．“嵌合體”的出現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”來實現器官再生提供了理論證據，A正確；受精過程所用到的培養液是獲能溶液或者專用的受精溶液，受精卵培養所用到的培養液是發育培養液，B錯誤；注入胚胎的人類多能干細胞可在胚胎內外生長成多種類型的細胞，說明一個物種的干細胞能在另一個物種的胚胎中成長，D正確。
6．大多數哺乳動物的早期胚胎具有調節發育的功能，去掉早期胚胎的一半，仍可以發育成一個完整的胎兒，調節能力隨發育進程逐漸減弱甚至消失。晚期桑葚胚分割后分離的卵裂球仍具有調整發育的能力，重新致密化使卵裂球重新分布而發育至囊胚。下列說法錯誤的是(　 )
A．桑葚胚前的每一個細胞都具有發育成完整胚胎的潛能
B．囊胚期不同部位的細胞致密化程度不同
C．胚胎分割屬于無性繁殖或克隆的范疇
D．胚胎發育到原腸胚階段，可將其取出向受體移植
解析：選D　胚胎發育到桑葚胚或囊胚階段，可將其取出向受體移植，D錯誤。

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