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第十单元 第53课时 胚胎工程-2027年高考生物一轮复习课件(含讲义及答案)
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这是一份第十单元 第53课时 胚胎工程-2027年高考生物一轮复习课件(含讲义及答案),共5页。PPT课件主要包含了胚胎工程的理论基础,ONE,胚胎工程技术及其应用,TWO,课时精练,THREE等内容,欢迎下载使用。
1.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。2.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
考点一 胚胎工程的理论基础
考点二 胚胎工程技术及其应用
源于教材P56“相关信息”:使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能;将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效成分有 、 等。
①精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。②卵子减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合的过程中完成的。③防止多精入卵的生理反应:一是透明带发生生理反应,二是卵细胞膜发生生理反应。④在胚胎工程的实际操作中,常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志。
子细胞形成致密的细胞团
(1)桑葚胚的细胞和囊胚期内细胞团的细胞都具有全能性。(2)卵裂时胚胎中有机物的含量不断减少,但有机物的种类增加;胚胎总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持稳定。
4.孵化(1)概念:囊胚进一步扩大, 破裂,胚胎从其中伸展出来的过程。(2)意义:如果不能正常孵化,胚胎就无法继续发育。
考向一 胚胎工程的理论基础1.(2024·湖北,10)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响,实验结果如表所示。根据实验数据,下列叙述错误的是
A.实验结果说明甲抑制卵裂过程B.甲浓度过高抑制第一极体的排出C.添加1 μg·mL-1的甲可提高受精后胚胎发育能力D.本实验中,以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
2.(2025·信阳期中)下列有关胚胎早期发育的叙述,错误的是A.卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大,胚胎中DNA总量逐渐增加B.孵化是指透明带破裂,桑葚胚从透明带中伸展出来C.滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘的一部分并可用于性别鉴定D.在胚胎移植中,选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功
1.体外受精(1)过程(2)意义①提高 的有效措施。②为 提供可用的胚胎。
2.胚胎移植(1)概念理解
遗传性状优良、生产能力强
早期胚胎在相同生理环境条件下空间
胚胎移植两次激素处理(孕激素同期发情和外源促性腺激素超数排卵)、两次检查(胚胎质量检查和妊娠检查);两个移植时期(桑葚胚和囊胚);胚胎两个去向(直接移植或冷冻到几个月后移植)。
(1)源于选择性必修3 P62“相关信息”:超数排卵是指应用外源 ,诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。(2)源于选择性必修3 P62“思考·讨论”:胚胎移植的生理学基础
3.胚胎分割(1)概念
(2)仪器设备:体视显微镜和 。(3)材料:发育良好、形态正常的 。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意 。(4)意义:促进 的繁殖,产生的遗传性状 的后代是进行遗传学研究的宝贵材料;在胚胎移植前,进行 、 等,对于人工控制 、动物繁育健康后代具有重要意义。
①将内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。②胚胎移植前进行性别鉴定的方法:取滋养层细胞做DNA分析,不能取内细胞团,因为内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,防止影响胎儿发育。
区分转基因牛、克隆牛、试管牛
(1)从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内(2020·浙江1月选考,17)
提示 从雄性奶牛中采集到的成熟精子需要进行获能处理后,才能进行受精。
(2)早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体(2021·江苏,11)(3)用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子(2020·山东,14)
(4)胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植(2020·山东,14)
提示 不同动物胚胎移植的时间不同,一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段进行移植。
(5)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。判断下列叙述是否正确:①应选用原肠胚做雌雄鉴别
提示 应选择囊胚期的滋养层细胞做性别鉴别。
②鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植
提示 因为利用乳腺生物反应器进行生物制药,所以鉴别后的雌性胚胎才可直接做胚胎移植。
分析胚胎工程技术及其应用杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点, 成为广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示。据图回答下列问题:
(1)请将图中的内容补充完整。
(2)在胚胎移植前为什么对供体和受体进行同期发情处理?
提示 使供体和受体生殖器官的生理变化同步,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
(3)为了获得数量较多的卵母细胞,可以对雌性杜泊羊进行怎样的处理?
提示 可以对雌性杜泊羊进行超数排卵处理。
(4)在进行体外受精操作之前,还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理?
提示 要对采集到的卵母细胞进行成熟培养(培养至M Ⅱ期),对采集到的精子进行获能处理。
同期发情使用的激素同期发情的关键是控制黄体期的时间,而控制黄体期时间的方法大体有两种,一种是施用孕激素,另一种是施用前列腺素,这两种激素都能够打断母牛的自然发情周期,但原理不同。孕激素的作用原理是,给母牛使用孕激素后,使其血液中的孕激素保持较高水平,从而抑制了卵巢中卵泡的生长发育和自然发情,使母牛处于人为的黄体期,当群体处理达到一定天数后同时停止使用孕激素,使卵泡同步发育,使发情期同步。前列腺素是通过溶解卵巢中的黄体,降低母牛自身产生的孕激素的水平,中断黄体期,从而提前进入卵泡期,这样就缩短了发情周期,使发情期提前到来。
考向二 胚胎工程技术及其应用3.(2025·江苏,7)梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用可提高繁殖率,增加鹿场经济效益。下列叙述合理的是A.采集的精液不需要固定、稀释,即可用血细胞计数板检测精子密度B.人工授精时,采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道C.超数排卵处理时,常用含促性腺激素的促排卵剂D.母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
4.(2025·陕晋宁青,7)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作,获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是A.为获取足够的卵子,需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理B.为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,需进行同期发情处理C.受精卵发育至桑葚胚阶段,细胞数量和胚胎总体积均增加D.对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
一、基础排查1.判断下列关于受精和早期胚胎发育的叙述(1)一般情况下,卵子在输卵管内发育到M Ⅱ期时,才具备受精的能力( )(2)受精时,透明带和卵细胞膜都会发生相应的生理反应以防止多精入卵( )(3)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加( )
提示 卵裂期胚胎中细胞数目在不断增加,而有机物的总量因为细胞呼吸消耗而减少。
(4)胚胎在囊胚阶段进一步发育,其中的滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘的一部分( )(5)桑葚胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化( )
提示 囊胚从透明带中伸展出来的过程称为孵化。
2.胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术手段。判断下列叙述是否正确(1)体外受精前需对卵母细胞和精子分别进行成熟培养和获能处理( )(2)胚胎移植的供体需具有遗传性状优良、生产能力强的特点( )(3)胚胎移植前,需要使用孕激素对供体进行超数排卵处理( )
提示 胚胎移植前,需要使用孕激素对受体进行同期发情处理。
(4)胚胎移植前取内细胞团细胞做DNA分析鉴定性别( )
提示 胚胎移植前通常取囊胚的滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别。
(5)胚胎移植过程,需对优良供体和健康受体进行同期发情处理( )(6)胚胎移植中的供体和受体要进行免疫检查,防止发生免疫排斥反应( )
提示 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此胚胎移植中不需要对供体和受体进行免疫检查。
(7)通过二等份胚胎分割得到的两个个体具有相同的基因型和表型( )
提示 通过二等份胚胎分割得到的两个个体具有相同的基因型,但表型是基因型与环境共同作用的结果,因此表型可能不同。
(8)胚胎分割时,需对处于原肠胚阶段的胚胎进行均等分割( )
提示 在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,在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。
(9)采用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,可以看作动物的有性繁殖( )
提示 采用胚胎分割技术获得的个体,没有经历生殖细胞的融合,属于无性繁殖。
二、要语必背1.(选择性必修3 P58)在实际胚胎工程操作中,受精的标志:观察到两个极体或者雌、雄原核。2.(选择性必修3 P61)胚胎移植是指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。3.(选择性必修3 P61)供体母牛和受体母牛的选择标准为供体是遗传性状优良、生产能力强的个体,受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体,且二者必须是同一物种。
4.(选择性必修3 P62)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。5.(选择性必修3 P62)胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。6.(选择性必修3 P62)在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,将它移入盛有操作液的培养皿中,然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时,要注意将内细胞团均等分割。
精练高频考点提升关键能力
(1)外源促性腺激素 M Ⅱ 获能 肝素或钙离子载体 (2)显微注射法 (3)囊胚或桑葚胚 (4)外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后,导致受精卵内生命活动必需的某些基因不能表达 转基因奶牛的乳汁中乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响,且乳汁产量也不受影响
(1)没有穿透卵细胞透明带去核 (2)妊娠 骨髓、脐带血 成体干细胞 (3)促进、抑制 (4)在进化上与人亲缘关系更近 遗传物质(或遗传性状)基本相同
一、选择题1.胚胎工程的许多技术,实际上是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。下列有关哺乳动物的受精和胚胎早期发育的叙述,正确的是A.自然条件下,哺乳动物的受精是在子宫里完成的B.受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂,开始发育C.滋养层细胞将来发育成的胎盘和胎膜的一部分,属于母体组织D.早期胚胎发育过程中,细胞数目增多,胚胎体积增大
2.(2025·河南部分学校模拟)科研人员利用核移植技术进行生殖性克隆和治疗性克隆,下列叙述错误的是A.进行核移植时需对MⅡ期的卵母细胞的纺锤体—染色体复合物做去除处理B.可使用电刺激、Ca+载体等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程C.代孕母体为胚胎发育提供空间和营养物质,还会改变克隆后代的遗传物质D.诱导胚胎干细胞分化成特化细胞、组织或器官,可用于修复受损或病变部位
3.(2025·河南实验中学二模)研究发现,将牛的重构胚的染色体组蛋白上特定位点的甲基化去除,可提高重构胚的发育率和牛体细胞核移植的成功率。下列叙述错误的是A.可将供体细胞注入去核卵母细胞中形成牛的重构胚B.向重构胚注入去甲基化酶的mRNA可能有助于胚胎正常发育C.应将重构胚培养至囊胚或原肠胚后移植入受体母牛子宫D.推测表观遗传现象是制约体细胞核移植成功的原因之一
4.(2025·重庆,4)为保护濒危哺乳动物甲,科研工作者将甲的近亲物种乙(种群数量多)进行了如图所示的研究,下列叙述正确的是A.克隆动物的核基因组来源于甲、乙
B.体外受精需用获能的精子与M Ⅰ期的卵母细胞受精C.囊胚①的内细胞团可发育为胎盘、个体D.滋养层可影响内细胞团的发育
5.(2025·郑州二模)青海的科研人员对陶赛特母羊超数排卵处理后,收集卵子使其在体外成熟,同时采集陶赛特公羊的精子并获能处理,在体外环境中完成受精和早期胚胎发育,将胚胎移植到经同期发情处理的藏系母羊子宫中,成功获得了数量可观的陶赛特试管羊。下列叙述正确的是A.排出的卵子已经完成了减数分裂B.藏系羊和陶赛特羊不存在生殖隔离C.精子获能是使精子获得受精所需能量D.陶赛特试管羊比陶赛特杂交羊更优质
6.(2024·湖北,5)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
7.(2024·甘肃,16)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如图。下列叙述错误的是
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
8.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术。下列叙述错误的是A.采集的精子经获能处理后才能用于体外受精,常以观察到两个极体或 雌、雄原核作为受精的标志B.代孕母畜可以是同种的,也可以是不同物种的,需对其进行同期发情 处理C.在胚胎移植前,可取滋养层细胞进行性别鉴定、遗传病筛查等,保证 胚胎质量D.进行胚胎移植前,不需要对供体和受体进行免疫排斥检查
9.(2023·天津,7)多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体才能获得后代。如图列举了几项技术成果。下列叙述正确的是 A.经胚胎移植产生的后代与受体均保持一致B.①需获得M Ⅱ期的去核卵母细胞C.②能大幅改良动物性状D.③可通过②技术实现扩大化生产, ①②可通过③技术实现性状改良
10.女性受孕后的子宫内并不是“母慈子孝”的场景,而是一场精彩的斗争。孕早期母体的一系列不适反应,都是这场斗争的表现。下列叙述错误的是A.防止多精入卵的屏障依次是透明带反应和卵细胞膜反应B.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,有利于保护早期胚胎C.胚胎细胞可能会分泌某激素抑制母体淋巴细胞的活动,阻止母体的免 疫排斥反应D.由内细胞团发育成的胎盘会向母体释放信号,从而使母体及时补充所 需营养
11.在试管动物的培育过程中,常进行超数排卵处理或胚胎分割以增加胚胎的数量。下列叙述正确的是A.卵裂时期胚胎内的细胞进行有丝分裂,胚胎的总体积和细胞数量都不 断增加B.胚胎移植前可用促性腺激素处理供体和受体,以使二者生理状态相近C.一般取内细胞团的细胞以鉴定胚胎的性别和做DNA分析D.采集的精子需放置在人工配制的获能液中,常见成分有Ca2+载体、肝 素等
12.(2025·成都三模)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,利用其乳腺生产人生长激素,为加速转基因奶牛的繁育,对此转基因奶牛进行克隆,过程如图所示。下列叙述错误的是
A.细胞培养前,可采用酶解法将动物组织分散成单个细胞B.重组胚胎移植到代孕母牛体内之前不需要进行性别鉴定C.可采用电融合法使供体细胞和去核卵母细胞融合D.将重组胚胎移到雌性奶牛体内,需要注射免疫抑制剂降低免疫排斥
13.青岛农业大学成功完成了我国优良地方猪种里岔黑猪的克隆工作,成功产下20头雄性里岔黑猪。下列叙述正确的是A.可以使用差速离心的方法去除由核膜包被的卵母细胞的细胞核B.利用电融合法使供受体细胞融合,供体核进入卵母细胞,形成重构胚C.在胚胎移植之前,需要切取滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别D.克隆出的20头雄性里岔黑猪的遗传物质均只与供体细胞有关
二、非选择题14.(2025·成都二模)有些人由于乳糖酶分泌少,不能完全消化牛奶中的乳糖,饮用牛奶后易出现腹泻等不适症状,这称为乳糖不耐受。为了
解决这一问题,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,使获得的转基因奶牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响。根据如图所示操作流程回答下列问题:
(1)为了获得更多的卵母细胞,在进行①过程前,需要用_______________处理奶牛A,从输卵管中采集卵母细胞后,还需要体外培养至________期,才可以进行③过程。通过图中②过程
采集的奶牛B精子不能直接使成熟的卵细胞受精,常要用化学诱导法对奶牛的精子进行______处理,即用一定浓度的___________________处理。
(2)⑤过程表示将重组质粒导入受体细胞,常用的方法是____________。(3)⑥过程在移植胚胎前,可以选择发育良好、形态正常的____________进行胚胎分割。
(4)外源基因插入奶牛受精卵中的DNA上后,导致有的受精卵发育成转基因奶牛,有的会死亡。分析导致受精卵死亡的最可能原因是____________________________________________________________
的DNA上后,导致受精卵内生命活动
外源基因插入奶牛受精卵中
必需的某些基因不能表达
________________________。⑦过程的检测结果为__________________________________________________________________________________时,说明转基因奶牛D是符合要求的优质牛。
乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响,且乳汁产量也不受影响
15.(2025·宜昌模拟)“中中”和“华华”克隆猴的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型研究处于国际领先水平。“中中”和“华华”的克隆流程如图1所示,请回答下列问题:
(1)目前使用的去核方法除了显微操作去核法,还有梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等,与前者比较,后面的这些方法所具有的特点是__________________________。
没有穿透卵细胞透明带去核
(2)完成①过程后,要对母猴b进行______检查。克隆猴的干细胞存在于早期胚胎、______________(写出1点)等多种组织和器官中,包括胚胎干细胞和____________等。
(3)科研人员发现:对灵长类动物供体细胞核进行表观遗传修饰,激活重构胚分化潜能调控基因A的表达,是克隆成功的关键。研究表明染色体组蛋白H3动态可逆地被修饰酶所改变,从而调控基因A的表达,如
图2所示。为了激活基因A的表达,研究人员将组蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理重构胚。据以上信息分析,图2中①和②的作用分别为____________(在“促进”或“抑制”中选填)。
(4)克隆猴的成功培育在人类医学实践中具有重要意义:①由于猴__________________________,因而比模型小鼠更适合作为研究人类疾病的模型动物;②由于同一个体的体细胞克隆出的后代_______________________________,因而用于药物对照实验能够更准确地评估药效。
遗传物质(或遗传性状)
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