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人教(2019)生物高考知识点梳理&对点训练
13.3 胚胎工程
知识点(一)　体内受精和早期胚胎发育
1．胚胎工程的概念
操作对象 生殖细胞，受精卵或早期胚胎细胞
技术手段 体外受精、胚胎移植和胚胎分割
目的 将获得的胚胎移植到雌性动物体内产生后代，满足人类的各种需求
实质 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
2.受精
(1)概念：精子与卵子结合形成合子(受精卵)的过程。
(2)场所：哺乳动物的受精在雌性动物的输卵管内完成。
(3)过程。
准备阶段 精子获能：在雌性动物生殖道内发生相应生理变化
卵子的准备：发育到MⅡ期才具备与精子受精的能力
受精阶段 ①精子穿越卵细胞膜外的结构；②精子接触卵细胞膜；③精子入卵形成雄原核，卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后形成雌原核；④雌、雄原核结合形成受精卵
3.胚胎早期发育
【连接教材资料】1．(选择性必修3 P58“相关信息”拓展分析)判断卵子是否受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。
2．(选择性必修3 P57正文发掘)防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？
提示：防止多精入卵的两道屏障：①精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；②精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。这两道屏障可以保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
3．(选择性必修3 P60正文发掘)刚刚采集到的哺乳动物的精子和卵子能立刻受精吗？为什么？
提示：不能。精子要获能后才具有受精能力，卵子必须进一步成熟到MⅡ期才具备与精子受精的能力。
【知识点考法训练】
考法(一)　考查受精作用过程
1．下列关于精卵结合的叙述错误的是(　 )
A．哺乳动物受精过程中精子穿越透明带后，进入卵细胞膜
B．卵子一般在排出2～3小时后才能被精子穿入
C．刚刚排出的精子，不能立即与卵子结合受精
D．在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜会发生生理反应，阻止其他精子进入卵细胞
解析：选D　在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会发生生理反应，阻止其他精子进入透明带，D错误。
2．(2022·正定模拟)下图表示精子入卵后，发生(或引起)的一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是(　 )
A．图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子的减数分裂Ⅱ
B．经图中Y过程只形成了雌原核
C．精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D．精子入卵后精子的尾部留在外面，并在溶酶体的作用下自溶
解析：选B　透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，卵细胞膜反应形成第二道屏障。精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核；与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核，故Y过程既形成了雌原核，又形成了第二极体。
考法(二)　考查早期胚胎发育过程和特点
3．(2022·海淀模拟)如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述错误的是(　 )
A．①过程需依赖细胞表面糖蛋白识别
B．②过程通过有丝分裂方式增殖
C．③过程细胞的核/质比逐渐变小
D．④过程细胞的基因表达发生了差异
解析：选C　①为受精过程，该过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别，A正确；②为卵裂过程，该过程通过有丝分裂方式增殖，B正确；细胞卵裂过程中，单个细胞体积减小，但核物质(DNA)不变，因此核/质比增大，C错误；④过程中发生细胞分化，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，D正确。
4．下图表示的是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(横坐标表示发育时间)。其中正确的是(　 )
A．①②　　　　　　　 B．①③
C．②④ D．③④
解析：选A　卵裂是受精卵进行连续的有丝分裂，随着细胞数目的增加，DNA分子总量也呈指数形式增长，①正确；在卵裂过程中，随细胞数目的增加，每个细胞的体积在逐渐变小，囊胚的总体积与受精卵的大小相似，且囊胚中还出现了囊胚腔，因此所有细胞体积之和应该略有减小，②正确，③错误；蛙的早期胚胎发育过程中，胚胎不能从外界摄入有机物，故有机物含量逐渐减少，④错误。
卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。
(2)细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，每个细胞的体积减小。
(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。　　　　
知识点(二)　胚胎工程技术及其应用
(一)体外受精
1．过程
2．意义：①提高动物繁殖能力；②为胚胎移植提供可用的胚胎。
(二)胚胎移植
1．概念：将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
2．胚胎移植的生理学基础
胚胎移入基础 哺乳动物排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的
胚胎存活基础 受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
胚胎发育基础 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且供体胚胎的遗传特性不受影响
胚胎收集基础 早期胚胎在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态
3.操作过程
(三)胚胎分割
材料 应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚
实质 胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性繁殖(或克隆)
操作要求 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割
用途 ①促进优良动物品种的繁殖；②为遗传学研究提供遗传性状相同的个体；③胚胎移植前的性别鉴定、遗传病筛查
【连接教材资料】1．(选择性必修3 P62“思考·讨论”问题挖掘)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
2．(选择性必修3 P61图2 23拓展思考)胚胎移植时怎样才能做到超数排卵？
提示：对雌性个体用促性腺激素处理。
【知识点考法训练】
考法(一)　考查体外受精与胚胎移植
1．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是(　 )
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
解析：选C　给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵细胞，A错误；从卵巢中采集的卵母细胞要在体外进行成熟培养，然后才能与获能的精子共同培养完成受精，B错误，C正确；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的，D错误。
2．(2022·济南模拟)下列关于“试管牛”培养流程的叙述，不正确的是(　 )
A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子
B．过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核
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，在孕育过程中受受体的影响
解析：选D　“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传特性取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。
(1)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体，使其超数排卵。
(2)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查，第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。　　
考法(二)　考查胚胎分割移植及其应用
3．(2022·肥城模拟)如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是(　 )
A．在胚胎发育过程中，受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目
B．在进行步骤③时，应选择发育良好的原肠胚来操作
C．在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，胚胎体积不断增大
D．步骤①代表奶牛的体外受精，属于无性繁殖的方式
解析：选A　在进行步骤③时，应选择发育良好的囊胚来操作，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，B错误；在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，细胞体积不断减小，胚胎体积基本不变，C错误；步骤①代表奶牛的体外受精，属于有性生殖，D错误。
4．胚胎工程技术能充分发挥动物的繁殖潜力，为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的办法。如图是育种工作者采用不同方法培育良种牛的过程(a～h为操作过程)，下列相关叙述错误的是(　 )
A．为获得大量的卵母细胞，可用促性腺激素处理良种母牛
B．采集的精子必须置于ATP溶液中进行获能处理
C．若要生产高产奶牛，可取①处细胞做DNA分析鉴定性别
D．A、B牛的基因型相同，表型可存在差异
解析：选B　对精子进行获能处理：包括培养法和化学诱导法。对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子，一般采用培养法，即将取自附睾的精子，放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子就可获能；对于牛、羊等家畜的精子常采用化学诱导法，即将精子放在一定浓度的肝素或Ca2＋载体等溶液中，B错误。
[归纳拓展]　胚胎移植的胚胎来源及生殖方式总结
(1)核移植→早期胚胎培养，属于无性繁殖。
(2)胚胎移植→早期胚胎培养，属于有性生殖。
(3)胚胎分割移植→早期胚胎培养或胚胎移植，属于无性生殖。　　
[课时验收评价]
1．下列关于高等哺乳动物早期胚胎发育的叙述，正确的是(　 )
A．囊胚的每一个细胞都属于全能细胞
B．原肠胚开始出现细胞分化并形成两个胚层
C．胚胎在孵化之前未与母体子宫建立组织上的联系
D．从受精卵到桑葚胚时期，细胞的相对表面积逐渐减小
解析：选C　囊胚的内细胞团属于全能细胞，滋养层细胞不是，桑葚胚前的细胞都是全能细胞，A错误；囊胚期开始出现细胞分化，B错误；从受精卵到桑葚胚时期，卵裂球的总体积基本不变，单个细胞的体积变小，细胞的相对表面积逐渐变大，D错误。
2．下列关于胚胎工程的相关叙述，错误的是(　 )
A．哺乳动物体细胞核移植的成功率小于胚胎细胞核移植的成功率
B．诱导胚胎干细胞分化成器官的培养基中不需要加入饲养层细胞
C．胚胎工程中的胚胎可来自自然受精或人工授精等
D．胚胎分割时需将早期胚胎均等分割，属于有性生殖方式，不属于克隆
解析：选D　胚胎分割时需将早期胚胎均等分割，属于无性生殖方式，属于克隆，D错误。
3．(2022·铁岭二模)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法正确的是(　 )
A．用孕激素处理雌鼠可以获得更多的卵子，获得更多的囊胚
B．体内受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
解析：选D　促性腺激素可以使雌鼠超数排卵，获得更多的卵子，A错误；精子只有获能后才能完成受精，但体内受精时，精子可以在雌性动物生殖道中自然获能，不需要人为获能处理，B错误；胚胎移植通常选择囊胚期之前的阶段，如桑葚胚或囊胚阶段，C错误；转基因技术可以定向改造小鼠的基因，所以遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得，D正确。
4．下图是胚胎干细胞研究的图示，有关叙述错误的是(　 )
A．过程Ⅰ中饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的营养物质
B．过程Ⅲ将重组载体导入胚胎干细胞的方法是显微注射法
C．过程Ⅱ用了胚胎干细胞具有发育全能性的特点
D．过程Ⅳ实验时，去除了小鼠的骨髓，使其存在免疫缺陷
解析：选D　过程Ⅰ中的饲养层往往是一些特定的细胞，能够提供胚胎干细胞增殖所需的营养物质，A正确；将重组载体导入动物细胞一般使用显微注射法，B正确；胚胎干细胞具有发育的全能性，能发育成各种不同的组织，C正确；过程Ⅳ时小鼠体内产生多个畸胎瘤，清除肿瘤的是T细胞，说明小鼠体内缺失的是T细胞，T细胞在胸腺中发育成熟，应该去除胸腺而不是骨髓，D错误。
5．(2022·潍坊三模)研究人员对从食蟹猴中提取的卵子进行了授精，并使其在培养液中生长。受精六天后，研究小组向多个胚胎注入了人类的多能干细胞，这些干细胞可以在胚胎内外生长成多种类型的细胞。研究人员希望，一些人类细胞与动物细胞的杂交体即“嵌合体”，可以提供更好的药物测试模型，并被用于种植人体器官。下列有关叙述错误的是(　 )
A．这项研究成果为通过“嵌合体”来实现器官再生提供了理论证据
B．受精过程所用到的培养液和受精卵培养所用到的培养液成分相同
C．给食蟹猴注射促性腺激素进行超数排卵可方便研究人员获取更多的卵子
D．“嵌合体”的出现说明一个物种的干细胞能在另一个物种的胚胎中成长
解析：选B　根据题干信息，“嵌合体”可以提供更好的药物测试模型，并被用于种植人体器官，说明这项研究成果为通过“嵌合体”来实现器官再生提供了理论证据，A正确；受精过程所用到的培养液是获能溶液或者专用的受精溶液，受精卵培养所用到的培养液是发育培养液，B错误；注入胚胎的人类多能干细胞可在胚胎内外生长成多种类型的细胞，说明一个物种的干细胞能在另一个物种的胚胎中成长，D正确。
6．大多数哺乳动物的早期胚胎具有调节发育的功能，去掉早期胚胎的一半，仍可以发育成一个完整的胎儿，调节能力随发育进程逐渐减弱甚至消失。晚期桑葚胚分割后分离的卵裂球仍具有调整发育的能力，重新致密化使卵裂球重新分布而发育至囊胚。下列说法错误的是(　 )
A．桑葚胚前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能
B．囊胚期不同部位的细胞致密化程度不同
C．胚胎分割属于无性繁殖或克隆的范畴
D．胚胎发育到原肠胚阶段，可将其取出向受体移植
解析：选D　胚胎发育到桑葚胚或囊胚阶段，可将其取出向受体移植，D错误。

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