2022-2022学年高中生物专题三胚胎工程3.2体外受精和早期胚胎培养课时作业新人教版选修3.doc

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1、3.2体外受精和早期胚胎培养目标导航1.根据卵子、精子的形成过程以及示意图，说出卵母细胞、精子采集和培养的方法，简述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤和过程。2.结合哺乳动物胚胎发育的特点，概述动物早期胚胎培养的方法。一、试管动物技术与体外受精(阅读P6972)1试管动物技术(1)概念：试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。(2)重要应用良种培育：实现良种动物的快速大量繁殖。(3)技术手段：首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。2体外受精(1)根本步骤：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。(2)卵母细胞的采

2、集和培养采集方法适用范围采集过程采集后的操作举例输卵管冲取法实验动物利用促性腺激素促使雌性动物排出更多的卵子，从输卵管中冲取卵子可直接与获能的精子在体外受精小鼠、兔、猪、羊等已屠宰动物卵巢内采集大型动物或大家畜从已屠宰的雌性动物体内摘取卵巢，再从卵巢中采集卵母细胞采集后的卵母细胞都要在体外经过人工培养成熟后，才能与获能的精子受精牛活体采卵借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等仪器，直接从活体动物卵巢中采集卵母细胞(3)精子的采集和获能收集精子的方法：假阴道法(牛、马等体型大的动物)、手握法(猪、犬等体型较小的动物)、电刺激法(野生或经济动物)。精子体外获能的方法方法操作过程适用动物培养法将精子放入

3、人工配制的获能液中使其获能啮齿动物、家兔及猪等动物化学诱导法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牛、羊等家畜(4)受精：获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。二、胚胎的早期培养(阅读P7273)1培养液的成分2胚胎早期培养的目的(1)精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)当胚胎发育到适宜的阶段时可进行受体移植或冷冻保存。3胚胎移植的时间不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植；人的体外受精胚胎，可在816个细胞

4、阶段移植。判断正误：(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。()(2)收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。()(3)采集的卵母细胞可直接与精子受精。()(4)精子体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。()(5)培养哺乳动物胚胎的培养液，其成分较简单，一般只需一些无机盐和有机盐类即可。()(6)动物细胞培养和胚胎的早期培养在依据的原理和目的上都是相同的。()(7)试管牛是由精子和卵子结合形成的受精卵发育而来的，属于有性生殖过程。()(8)早期胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚时期适于进行胚胎移植。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)一、哺乳动

5、物体外受精过程1在试管动物技术中，移植前需要做什么？答案体外受精和早期胚胎培养。2体外受精和人工授精有哪些区别？答案体外受精和人工授精是两种不同的受精方式，人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入到正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程，人工授精为体内受精。1哺乳动物体外受精的过程是()采卵收集精子卵母细胞的人工培养精子获能处理精子和成熟卵子在受精液中共同培养精子用CaCl2处理卵母细胞用一定浓度的肝素溶液处理体外受精受精卵培养A.B.C.D.问题导析(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获取与获能和受精几个主要步骤。(2)一定浓度的肝素溶液是用于精子的

6、体外获能。(3)CaCl2溶液可用于基因工程处理细菌细胞，增加其细胞膜的通透性，以利于重组载体的导入。答案B一题多变(1)_过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射_促进雌性动物超数排卵。(2)_过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。受精是在_溶液或专门的受精溶液中进行的，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行。答案(1)促性腺激素(2)获能二、胚胎的早期培养1早期胚胎一般指可用于移植的胚胎，在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。2动物胚胎培养液成分与动物细胞培养液成分比拟工程动物胚胎培养液动物细胞培养液盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素营养物质氨基酸、核苷酸糖、氨基酸调节物质

7、维生素、激素促生长因子特有成分血清血清、血浆3.“试管牛工厂化生产的技术流程1动物细胞培养和胚胎的早期培养在依据的原理和目的上有什么不同？答案(1)依据的原理：前者依据细胞的生长和增殖，后者依据细胞的生长、增殖和分化。(2)培养目的：前者：大规模生产重要的生物制品；用于检测有毒物质；用于生理、病理、药理等方面的研究。后者：检查受精状况和受精卵的发育能力；当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。2通常所说的双胞胎，就是孪生。双胞胎可分为一卵性双胞胎和二卵性双胞胎两种。一卵性双胞胎是由同一受精卵发育而成的两个胚胎所生出的孪生儿。这对孪生儿的性别相同，外貌也几乎相同。(1)你认为一

8、卵性孪生的两个胚胎是怎样形成的？(2)为什么一卵性孪生儿性别相同，外貌也几乎相同？答案(1)受精卵第一次卵裂形成的两个细胞由于某种原因分开，并各自独立发育。(2)一卵性孪生儿发育的起点是两个含遗传物质完全相同的细胞，因为这两个细胞是由同一受精卵经有丝分裂形成的。因此，一卵性孪生儿的性别相同，外貌也几乎相同。2根据图示“试管牛工厂化生产的技术流程图解，答复下面的问题：(1)根据_(填标号)判断，此种繁殖方式是_生殖。(2)过程中，通常每个卵巢平均可采集10枚左右可用的卵母细胞，最终可能产下_头犊牛。(3)卵母细胞体外培养时必须培养到_阶段才具有受精能力，过程为_，通常采用_法。(4)过程分别代表

9、_和_，发育阶段一般为_。问题导析 (1)试管动物培育过程及流程图(如以下图)：据图辨析，确认过程的含义：过程为精子获能处理，过程为体外受精，过程为早期胚胎培养，为早期胚胎。(2)精子与卵子在体外结合前，需要先培养卵子使其发育至减数第二次分裂中期以及对精子进行获能处理。答案(1)有性(2)12(3)减数第二次分裂中期精子获能处理化学诱导(4)体外受精早期胚胎培养桑椹胚或囊胚期一题多变研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反响器，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_，那么说明目的基因已经表达。答案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

10、介素)1可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞需要培养到什么时期()AM BM(中期)C桑椹胚期 D囊胚期答案B解析卵母细胞培养到M中期时就可以受精了，因为M中期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而M期卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育。2以下关于卵母细胞采集的表达，不正确的选项是()A有些动物在采集时要用促性腺激素处理B从输卵管中取出的卵子可以直接与获能的精子在体外受精C对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞D采集的卵母细胞都可以直接与获能的精子在体外受精答案D解析对于实验动物如小鼠、兔，家畜猪、羊等，采用的主要方式是：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，直接与获

11、能的精子体外受精。对于家畜或大型动物，从屠宰的母畜卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，这两种方式采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。3据报载，一名高龄妇女顺利产下一名试管婴儿，为这个家庭带来了福音，在生物学上试管婴儿技术属于()A有性生殖、体外受精 B无性生殖、体内发育C有性生殖、体内受精 D无性生殖、体外发育答案A解析试管婴儿技术是精子和卵细胞在体外培养条件下受精，属于有性生殖。4以下关于早期胚胎培养的说法，不正确的选项是()A发育培养液的成分通常含有血清B发育培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分简单C动物种类不同，进行胚胎移植的早期胚胎所处

12、阶段不同D进行胚胎移植之前，可将培养到适宜时期的早期胚胎进行保存答案B解析进行胚胎早期培养的发育培养液，与动物细胞培养液相似，但成分稍复杂。根底稳固1以下有关试管牛的表达，正确的选项是()A它是无性生殖的产物B它的个体发育在体外进行C其本质是一种有性生殖D它的胚胎发育都在体外进行答案C解析试管牛是体外受精和胚胎移植的产物。它是通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎，再经胚胎移植在母体内发育产生后代，因此其本质是一种有性生殖，不是无性生殖，它的早期胚胎发育在体外进行。2哺乳动物体外胚胎的发育需要完成哪些环节()A获得精子和卵子体外培养B获得精子和卵子体外受精体外

13、胚胎培养C精子和卵子的发生受精胚胎的发育D受精作用胚胎发育答案B解析哺乳动物体外胚胎的发育主要包括体外受精(体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤)和早期胚胎培养。3爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性奉献而获得2022年诺贝尔生理学或医学奖。关于体外受精技术的表达正确的选项是()A获取的精子经获能后才能进行体外受精B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵C精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫D精子与卵子相遇后，会发生顶体反响，防止多精入卵答案A解析卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能

14、与获能的精子受精；成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植；防止多精入卵主要通过透明带反响和卵细胞膜反响两道屏障。4以下各组物质组成不全部属于哺乳动物胚胎的培养液成分的是()A氨基酸、核苷酸、无机盐、激素B血清、激素、维生素、有机盐C核苷酸、维生素、血清、无机盐D有机盐、维生素、氨基酸、生长素答案D解析哺乳动物胚胎的培养液含有水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等，但是不含生长素。5对于啮齿动物、家兔和猪等家畜的精子，常采用什么方法使其获能()A培养法 B激素刺激法C化学诱导法 D电刺激法答案A解析在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的

15、体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。对于啮齿动物、家兔和猪等家畜的精子，常采用培养法；对牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法。稳固提升6“试管婴儿技术实际上是以下哪种技术的产物()A体外受精技术 B试管培育技术C转基因技术 D克隆技术答案A解析“试管婴儿技术是要先经过体外受精形成受精卵，然后再进行有丝分裂和细胞培养，至4个细胞阶段时进行胚胎移植。整个过程中不存在减数分裂，也无基因重组。7以下关于屠宰场和“胚胎工厂合建的说法中，正确的选项是()可为屠宰场提供优质肉牛有利于生产大量的胚胎和胚胎工程所需要的原材料不够卫生，不能合建从屠宰场废弃的卵巢中可直接获取卵母细胞A BC D答案B解析在现代化的

16、工业生产中，为了更好地进行战略合作与资源利用，往往会进行集团化的生产。例如屠宰场和“胚胎工厂就可以合建，这样可以让双方都得到更好的利益。从屠宰场废弃的卵巢中可直接获取卵母细胞。8以下图表示通过体外受精培育试管牛的过程，以下表达错误的选项是()A获取的精子经获能后才能进行体外受精B过程只与细胞膜的流动性有关C过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂D过程属于胚胎移植过程答案B解析获取的精子必须要经过获能后才能进行体外受精，A正确；表示受精作用，精子释放顶体酶后，穿越放射冠和透明带，精子入卵后，形成雌、雄原核，最后雌雄原核融合形成合子。因此受精过程不仅仅与细胞膜的流动性有关，B错误；表示受精卵的卵裂，其方

17、式为有丝分裂，C正确；表示将发育成的早期胚胎移植入母体，D正确。9以下对人工授精的表达，正确的选项是()A人工诱导公畜和母畜交配B精子和卵细胞在试管内受精C注射激素后公畜和母畜交配D将采集的精液注入母畜的生殖道中答案D解析人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜生殖道中，使母畜受孕的过程。A、C两项中的内容属于自然交配，B项中的内容属于体外受精。10以下哪项不是人工授精和体外受精的区别()A人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性B体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C人工授精和体外受精的本质不同D人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的过程在母畜体外答案C解析人工授

18、精是用人工的方法，将公畜的精液注入母畜生殖道内，使精卵细胞结合；体外受精是将人工获取的精子和卵母细胞在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。11下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析答复以下问题：(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14 h，黑暗10 h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是_。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是使_。再在37 、5%CO2条件下，精卵共同作用4 h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天可以看到胚胎

19、发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎_期开始的标志。(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管吸除精核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是_。(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，那么小鼠丙的基因来源于_。答案(1)促进超数排卵精子获能囊胚(2)后代都是纯合子，明显缩短育种年限(3)甲的体细胞核和乙的细胞质中的线粒体解析体外受精需要获得卵母细胞，可用促性腺激素促进雌性动物超数排卵。获得的精子必须经获能处理才具备受精能力。一般早期胚胎发育

20、至囊胚阶段进行胚胎移植。由(2)题意可知，细胞松弛素B处理使未受精的卵细胞染色体加倍，由形成的细胞发育成的个体类似于植物单倍体育种技术，因此优点是后代都是纯合子，明显缩短育种年限。小鼠丙的基因大局部来自甲的细胞核，少局部来自乙的线粒体。12控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前，别离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们别离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如以下图所示)。根据以上信息答复以下相关问题：(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下_和受精，受精卵通

21、过培养发育为早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。(2)图中过程通常采用_技术，在这个过程中_的精子与卵子相遇时，首先发生_反响释放出有关的酶，直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反响有_。(3)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写知名称或简要原理)：_。答案(1)成熟(2)体外受精获能顶体透明带反响和卵细胞膜反响(3)DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)分析胚胎细胞的染色体组型解析(1)人工采集的卵子与精子不能直接受精，精子要经过获能处理，卵子要再培养发育到减数第二次分裂中期才可受精。(2)精卵结合时，

22、首先发生顶体反响放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，便于精子进入，同时通过透明带反响和卵细胞膜反响防止其他精子再进入。(3)鉴定胚胎性别的最好方法是对胚胎细胞进行染色体分析，也可运用Y染色体上的基因制成探针检测Y染色体的存在。走进高考13(2022广东卷，3)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有()转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植A B C D答案D解析在试管动物技术中首先进行体外受精得到受精卵，在体外进行早期胚胎发育，然后再把胚胎移植到代孕母虎体内发育。14(2022浙江卷，2改编)培育“试管山羊的根本过程如以下图所示，假设要培育成功，以下表达正确的选项是()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丙过程中的细胞分裂方式为有丝分裂，从原肠胚阶段开始出现细胞分化答案A解析甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵；乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用；受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行；胚胎发育过程中的细胞分裂方式均为有丝分裂，从囊胚阶段开始出现细胞分化。