專題3胚胎工程體外受精和早期胚胎培養1．精子獲能的常用化學物質可能是下列哪一種()A．氯化鈣溶液 B．肝臟提取液C．肝素溶液 D．氨基酸營養液解析：精子體外獲能的方法有培養法和化學誘導法兩種。化學誘導法即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，使用化學藥物誘導精子獲能。答案：C2．哺乳動物體外受精的過程是()①采卵②收集精子③卵母細胞的人工培養④精子獲能處理⑤精子和成熟卵子在受精液中共同培養⑥精子用CaCl2處理⑦卵母細胞用一定濃度的肝素溶液處理⑧體外受精⑨受精卵培養解析：無論是采集的卵子還是精子，在受精以前必須經過處理，在受精溶液中培養成具有受精能力的成熟生殖細胞，然后才能進行體外受精。答案：B3．愛德華茲以他在體外受精技術領域做出的開創性貢獻而獲得2023年諾貝爾生理學或醫學獎。關于體外受精技術敘述正確的是()A．獲取的精子經獲能后才能進行體外受精B．采集的卵母細胞應立即與精子共同放入培養液中才能形成受精卵C．精子和卵細胞受精形成受精卵后即可移入母體子宮D．精子與卵子相遇后，會發生頂體反應，防止多精入卵解析：B錯誤，卵子必須處于減數第二次分裂中期才能進行受精，采集的卵母細胞都要在體外經人工培養成熟后，才能與獲能的精子受精；C錯誤，成熟的卵細胞與收集來的精子相遇形成受精卵，需培養到一定階段才可移植；D錯誤，防止多精入卵主要通過透明帶反應和卵黃膜封閉作用兩道屏障。答案：A4．下圖表示通過體外受精培育試管牛的過程，下列敘述錯誤的是()A．獲取的精子經獲能后才能進行體外受精B．②過程只與細胞膜的流動性有關C．③過程的細胞增殖方式一定是有絲分裂D．④過程屬于胚胎移植過程解析：獲取的精子必須要經過獲能后才能進行體外受精，A正確。②表示受精作用，精子釋放頂體酶后，穿越放射冠和透明帶，精子入卵后，形成雌雄原核，最后雌雄原核融合形成合子，因此受精過程不僅僅與細胞膜的流動性有關，B錯誤。③表示受精卵的卵裂，其方式為有絲分裂，C正確。④表示將發育成的早期胚胎移植入母體，D正確。答案：B5．控制哺乳動物的性別對于畜牧生產有著十分重要的意義。目前，分離精子技術是有效的性別控制方法。例如：牛的含X染色體的精子的DNA含量比含Y染色體的精子的DNA含量高出4%左右，利用這一差異人們借助特殊儀器將它們分離開來，再通過胚胎工程技術就可培育出所需性別的試管牛(如下圖所示)。根據以上信息回答下列相關問題。(1)試管動物技術通常是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下________和受精，并通過培養發育成早期胚胎后，再經胚胎移植產生后代的技術。(2)圖中①中采集精子時，常采用________法，獲得的精子經________________________方法處理后才能進行受精過程。(3)圖中過程③通常采用________技術。在這個過程中________的精子與卵子相遇時，首先發生________反應釋放出有關的酶直接溶解卵丘細胞之間的物質。防止多精入卵的生理反應有__________________________________________________________________。解析：試管動物的產生過程是通過人工操作獲取精子和卵子，并使它們在體外條件下成熟和受精，并通過培養發育成早期胚胎后，經胚胎移植而產生后代，試管動物可以有選擇性地獲得所需性別，需對早期胚胎進行檢測。答案：(1)成熟(2)假陰道化學藥物(一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液)誘導(3)體外受精獲能頂體透明帶反應和卵細胞膜反應A級基礎鞏固1．可以與獲能精子進行體外受精的卵母細胞需要培養到什么時期()A．MⅠ B．MⅡC．桑葚胚期 D．囊胚期解析：卵母細胞要培養到MⅡ中期時就可以受精了，因為MⅡ中期卵母細胞細胞核、細胞質已成熟，而MⅠ期卵母細胞細胞核、細胞質尚未成熟，其細胞質不能支持胚胎的全程發育。答案：B2．發展試管動物技術具有重要意義，下列關于這方面敘述錯誤的是()A．試管動物技術可解決動物生育率低的問題B．試管動物技術可以更多、更有效地利用動物卵母細胞C．試管動物技術可以通過普通家畜繁育良種家畜D．試管動物技術不能實現家畜的快速繁殖解析：試管動物技術能夠將優良品種的雌雄生殖細胞體外受精并發育成一個個小胚胎，然后將這些小胚胎移植到普通個體子宮內“借腹懷胎”，從而實現家畜的快速繁殖，也能夠解決動物生育率低的問題。答案：D3．關于試管動物技術的概念敘述正確的是()A．通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養發育為早期胚胎后，再經過移植產生后代的技術B．通過人工操作使卵子和精子在體內成熟，在體外受精，并通過培養發育為早期胚胎后，再經過移植產生后代的技術C．通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并將受精卵移植產生后代的技術D．通過人工操作使卵子和精子在體內成熟，在體外受精，并將受精卵移植產生后代的技術解析：試管動物技術是通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過培養發育為早期胚胎后，再經過移植產生后代的技術。答案：A4．試管嬰兒、試管苗和克隆羊這三者可以說是現代生物科技的杰出成果，下列對其生物學原理及技術的敘述，正確的是()A．都屬于無性生殖B．都屬于細胞工程的技術范疇C．都不會發生基因重組D．都體現了分化的細胞具有全能性解析：試管嬰兒的原理為有性生殖，其精子和卵細胞經減數分裂形成過程中都會發生基因重組，但該過程需要動物細胞培養和胚胎移植等技術；試管苗是植物組織培養的結果，體現了植物細胞的全能性；克隆羊利用了核移植技術，體現了動物細胞細胞核的全能性。答案：B5．下列關于卵細胞采集的敘述不正確的是()A．有些動物在采集時要用促性腺激素處理B．從輸卵管中取出的卵子，可直接與獲能的精子在體外受精C．對有些動物可以直接從活體卵巢中吸取卵母細胞D．采集的卵母細胞，也可直接與獲能的精子在體外受精解析：從卵巢中采集的卵母細胞，都要在體外人工培養成熟后，才能與獲能的精子受精。答案：DB級能力訓練6．如圖是“試管牛”工廠化生產的技術流程圖，據圖完成下列問題。(1)根據______(填標號)判斷，此種繁殖方式是________生殖，其意義在于_______________________________________________________________________________________________________。(2)①過程通常每個卵巢平均可采集________枚可用的卵細胞，最終可能產下________頭犢牛。(3)②過程通常采用________法。(4)④過程一般要經歷哪幾個時期？_____________________________________________________________________________。解析：精子和卵子在體外培養條件下受精形成受精卵，并發育成胚胎，屬于有性生殖。目前，從屠宰場廢棄的卵巢中，每個卵巢平均可采集10枚可用的卵母細胞，經體外培養成熟和受精后，約可獲得4枚可用的胚胎，經過移植給受體母牛，最終可得到1～2頭犢牛。對于牛、羊等家畜的精子常采用化學法使其獲能。體外胚胎大約培養到囊胚期左右移植到母體。答案：(1)③有性快速大量繁殖良種牛，提高經濟效益(2)101～2(3)化學(4)受精卵、卵裂期、桑葚胚期、囊胚期7．人的血清蛋白在臨床上需求量很大，通常從血液中提取。由于艾滋病等人類感染性疾病造成的威脅與日俱增，使人們對血液制品心存疑慮。生物技術的發展和應用使利用動物生產人的血清蛋白成為可能，下圖是上海某研究所培育生產出血清蛋白奶牛的流程。請據圖回答。(1)雌性奶牛胚胎細胞是()A．雌性奶牛產生的卵細胞B．雌性奶牛體內的受精卵C．能發育成雌性奶牛的受精卵D．從奶牛胚胎上取出的細胞，這個奶牛胚胎將發育成雌性奶牛(2)此操作流程涉及的現代生物技術有動物細胞培養、__________、________、________和________。(3)將人的血清蛋白基因導入奶牛胚胎受體細胞時，常用的方法是____________________；選擇早期胚胎細胞作為外源基因受體的原因是____________________________________________________________________________________________________________。(4)重組細胞1的特點是_______________________________________________________________________________________。(5)重組細胞2的特點是________________________________________________________________________________________。(6)早期胚胎培養在發育培養液中，培養液的成分比較復雜，除了一些無機鹽和有機鹽類外，還需添加___________________等物質。(7)小牛1、2、3的性別是________性，性狀________(填“相同”或“不同”)。(8)以上實例說明轉基因克隆動物可以作為動物乳腺生物反應器，生物醫藥蛋白。在醫藥衛生領域，你認為除此之外，轉基因克隆動物在治療人類疾病時還有哪些用途？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)D(2)基因工程核移植胚胎分割胚胎移植(3)顯微注射法早期胚胎細胞具有全能性，可使外源基因在相應的組織細胞中表達(4)細胞核內的DNA分子中含有血清蛋白基因(5)細胞核與去核卵母細胞重組，具備發育成胚胎的可能(6)維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清(7)雌相同(8)轉基因克隆動物的細胞、組織和器官可以作為異體移植的供體；人的核移植胚胎干細胞經過誘導分化，形成相應的組織、器官后，可用于組織器官的移植8．分析圖示，回答下列問題。(1)蛙卵受精后經過2～3h，就開始進行卵裂，卵裂時細胞分裂方式為________，細胞的數量__________，但胚胎總體積__________。(2)哺乳動物的體外受精主要包括__________、_____________及__________________等幾個主要步驟。圖中受精卵B的形成是否需要上述人工操作？__________。為什么？_____________________________________________________________________________。(3)重組細胞A發育成蝌蚪時要經歷哪幾個階段？______________________________________________________。解析：(1)細胞分裂方式常見的有三種，即無絲分裂、有絲分裂、減數分裂。卵裂的實質是受精卵進行的有絲分裂過程，隨著分裂次數的增加，細胞數目增加，但每個細胞質量、體積都在減小，總體積不變或略有減小。(2)哺乳動物體外受精主要包括卵母細胞的采集和培養、精子的采集和獲能、受精等。而蛙的受精卵不需要人工操作，因為兩棲類是在水中完成受精作用的。(3)重組細胞A發育成蝌蚪與哺乳動物一樣要經歷卵裂期、桑葚胚期、囊胚期、原腸胚期、組織器官形成期等。答案：(1)有絲分裂增加不增加或略有縮小(2)卵母細胞的采集和培養精子的采集和獲能受精不需要因為自然狀態下蛙類是在水中完成受精作用的(3)卵裂期、桑葚胚期、囊胚期、原腸胚期、組織器官形成期9．如圖是畜牧業生產上培育某種優良種牛的兩種方法，請分析回答。(1)方法Ⅰ和方法Ⅱ均用到的主要生物技術有動物細胞培養、早期胚胎培養和____________。(2)用____________處理使B牛超數排卵，從B牛體內獲得的卵母細胞需要培養到__________________(時期)才能與精子結合。(3)A牛的精子必須在B牛的生殖道中經過相應的生理變化后，才能與B牛的卵細胞結合，卵子受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙能夠觀察到____________。完成受精作用一段時間后，從B牛輸卵管中沖出早期胚胎，這個過程叫____________。(4)生產上常用______________期的胚胎進行胚胎移植。若希望同時獲得多個性狀相同的家畜個體，可以使用______________技術。(5)獲得試管牛E和克隆牛F的生殖方式分別是____________、____________。解析：(1)方法I和方法Ⅱ均用到的主要生物技術有動物細胞培養、早期胚胎培養和胚胎移植。(2)用促性腺激素處理可使B牛超數排卵；從B牛體內獲得的卵母