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高中生物苏教版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第二节 基因工程的应用价值第1课时教学设计
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这是一份高中生物苏教版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第二节 基因工程的应用价值第1课时教学设计，共20页。
第二节 胚胎工程及其应用
第1课时 胚胎工程的主要技术及应用
1．理解胚胎工程的原理及主要技术手段的方法与过程。(重、难点)
2．掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和意义。(重点)
3．举例说出胚胎工程的应用。
胚 胎 工程及体 外 受 精 技 术
1．胚胎工程
(1)技术手段：体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术等。
(2)操作的主要对象：生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞。
(3)理论基础：胚胎发育学。
2．体外受精技术
(1)概念：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
(2)基本内容：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，促使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。
(3)主要步骤：
①采集精子：主要方法是假阴道法。
②采集卵母细胞：方法主要有抽吸法、机械破碎法等。
③受精：在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液中，获能的精子和培养成熟的卵子同时培养一段时间，可以完成受精过程。
(4)应用
①研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制等。
②充分利用优良品质资源、缩短家畜繁殖周期、加快品种改良速度等。
③是哺乳动物胚胎移植技术、克隆技术、转基因技术和性别控制技术等不可缺少的组成部分。
汗血宝马原产地为土库曼斯坦，体型饱满优美、头细颈高、四肢修长、皮薄毛细，步伐轻灵优雅、体形纤细优美，再衬以弯曲高昂的颈部，勾画出它完美的身形曲线。现将汗血宝马的胚胎移植入我国母马的体内。
探讨：用来移植的汗血宝马胚胎的来源有哪些？
提示：可从受孕母体内获得，也可通过体外受精获得。
探讨：由超数排卵处理采集的卵母细胞为什么可直接与获能的精子受精？从卵巢中采集的卵子为什么不能与获能精子直接受精？
提示：由超数排卵处理采集的卵母细胞已在体内发育成熟，不需培养可直接与获能的精子受精；卵巢中卵子不成熟，需要培养到减数第二次分裂中期时才具有受精能力。
探讨：精子获能处理前为什么要离心处理？
提示：因为精液由精子和精清两部分组成，精清中含有抑制精子获能的物质，所以要离心除去精清以利于精子获能。
1．体外受精技术
(1)基本原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。
(2)操作对象：哺乳动物的精子和卵子。
(3)操作目的：获得受精卵。
(4)操作环境：生物体外试管中。
2．精子的采集和获能的区别
精子的采集
精子获能
过程
人为地使动物精子从体内射出然后收集
采集后的精子进行人工处理，使其获得受精能力
方法
假阴道法、手握法和电刺激法等
放入人工配制的获能溶液中培养或用化学药物诱导
[特别提醒]
精子获能是指精子获得与成熟卵母细胞进行受精的能力，而不是获得能量。
3．比较人工授精、自然受精和体外受精
自然受精
人工授精
体外受精
不同点
过程不同
雌雄动物交配完成
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精
人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所不同
雌性动物输卵管中
雌性动物输卵管中
体外培养液中
相同点
(1)精子获能，卵子成熟后方能完成受精过程(2)都是有性生殖
[特别提醒]
人工授精与体外受精
二者都是有性生殖，人工授精和体外受精都需人参与，但参与的具体任务不同，体外受精中人的作用主要是采集精子和卵子，受精场所在体外进行；人工授精中人的作用主要是将雄畜的精子导入雌畜的生殖道内，受精场所仍然在体内。
1．体外受精常采用的采卵方法有( )
①用促性腺激素处理后，从输卵管冲取卵子 ②化学诱导法 ③电刺激法 ④从活体动物卵巢中吸取卵母细胞
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【解析】 ②化学诱导法是精子获能处理的方法，③电刺激法是获取精子的方法。
【答案】 C
2．(2016·泰安高二模拟)下列对人工授精的叙述，正确的是( ) 【导学号：10210071】
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
【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。题中的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。
【答案】 D
胚 胎 移 植 等 技 术 与 应 用
1．胚胎移植技术
(1)胚胎移植的时期：受精卵移入发育培养液中培养到8～16个细胞、桑椹胚或囊胚阶段可进行移植。
(2)胚胎培养液的成分：维生素、激素、氨基酸、核苷酸、无机盐和血清等。
(3)概念：指将良种母畜配种后，从其生殖道取出早期胚胎或通过体外受精及其他方式(如转基因、核移植)得到的胚胎，再移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使它们进一步发育为新个体的技术。
(4)过程：以牛为例。
①发情期给良种母牛注射激素，促进母牛多排卵，用优良公牛配种。
②从良种母牛体内取出早期胚胎。
③用激素等促使普通母牛与良种母牛同期发情，将胚胎移植到普通母牛子宫内，普通母牛妊娠，产生子代。
(5)胚胎移植的实质：是产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
(6)意义：①提高优良品种家畜的繁殖能力；
②加速品种改良。
2．胚胎分割技术
(1)概念：是用机械方法将早期胚胎平均分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。
(2)实质：是一种胚胎克隆技术。
(3)所用仪器：显微操作仪。
(4)意义：胚胎分割技术不仅可以使用于胚胎移植的胚胎数目成倍增加，而且可以产生遗传性能相同的后代。
3．胚胎冷冻保存技术
(1)概念：是将动物的早期胚胎或分割后的胚胎，采用特殊的保护剂，使其长期保存在超低温环境下。
(2)意义：①通过冷冻技术建立起胚胎库，以加速动物的繁育进程和保护优良资源；
②可使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种的过程。
4．动物性别控制技术
(1)概念：通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代。
(2)应用
①防止与性别有关的遗传病的发生。
②控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。
右图实例表示由黄牛产下两头与其没有遗传关系的黑白花奶牛，黄牛是两头黑白花奶牛的代孕妈妈。
探讨：对于准备移植的小牛胚胎移植到任何母牛子宫内都能发育吗？
提示：不能，供体和受体母牛必须同种且处于生理状态相同的条件下才能进行胚胎移植，并且受体母牛是健康的。
探讨：胚胎移植时为什么两次使用激素？
提示：第一次用激素对供、受体进行同期发情处理，第二次用激素用于供体的超数排卵。
1．胚胎移植
(1)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
①职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。
②要求：具有优良遗传特性。
(2)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
①职能：完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务。
②要求：与供体处于相同的生理状态的同一物种的健康雌性动物。
(3)过程：
(4)胚胎移植的生理学基础
雌性动物发情后生殖器官的孕向发育
哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，生殖系统均处于受精后的生理状态之下
为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境
早期胚胎的游离状态
早期胚胎形成后，在相当一段时间内不会与母体子宫建立组织上的联系(独立存在，发育基本上靠本身贮存的养分)
为胚胎的收集提供了可能(胚胎在短时间的离开活体情况下可以存活，植于与供体相同的环境中即可继续发育)
胚胎移植不存在免疫排斥问题
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
为胚胎在受体内的存活提供了可能
胚胎和受体的组织联系的建立
供体胚胎在一定时期可与受体子宫建立正常的生理上和组织上的联系，在孕育过程中不影响胚胎的遗传特性
为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障
[特别提醒]
与胚胎移植操作有关的几个问题。
①供体公牛、母牛和受体母牛的选择：应选择遗传特性和生产能力优秀的个体作为供体，选择具有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体。
②受精卵的获得既可通过体内受精，也可通过人工授精。
③冲卵后，对胚胎进行质量检查，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。收集到的胚胎可直接向受体移植，也可放入－196 ℃的液氮中保存。
④该过程中两次使用激素：第一次用激素对供、受体母牛进行同期发情处理；第二次用促性腺激素使供体母牛超数排卵。
⑤该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行质量检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
⑥产下的犊牛性状取决于所有公牛和供体母牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体母牛没有关系。
2．胚胎分割
(1)胚胎分割技术
①操作手段：用显微手术的方法分割胚胎。
②目的：同卵双生或同卵多生后代。
③特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
④选择的胚胎：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
⑤分割注意事项：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
⑥意义：可为转基因技术、性别控制技术、家畜育种提供有价值的材料。
(2)胚胎冷冻保存技术
①保存对象：动物的早期胚胎。
②保存环境：－196 ℃的液氮。
③意义：可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。
1．(2016·商丘期中)牛胚胎移植试验的主要流程如图，下列相关叙述正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④______→⑤胚胎移植→子代小牛。
A．①过程需要是注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
【解析】 卵细胞形成的减数第二次分裂是在受精作用过程中完成的，A错误；③过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提，B错误；④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，C错误；⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性，D正确。
【答案】 D
2．牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答：
(1)图中a、b、c过程分别是指____________、________、________。
(2)在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用动物激素进行同期发情处理，这样处理的原因是__________________________，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________；处理的时期是_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( )
A．胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育
B．A细胞不一定是受精卵细胞
C．①②两个胚胎具有不同遗传物质
D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
【解析】 (1)图示a、b、c过程依次为对供体母牛进行超数排卵处理、配种后胚胎的收集和向受体母牛的胚胎移植。(2)为使受体接受胚胎应对供受体进行同期发情处理。(3)为提高胚胎利用率宜采取胚胎分割移植技术。(4)胚胎移植不能定向改造动物的遗传性状；①和②两个胚胎是由同一胚胎分割而来，其遗传物质相同；在胚胎分割移植时，胚胎未发育到原肠胚阶段；A细胞也可以为核移植的重组细胞。
【答案】 (1)超数排卵处理 胚胎的收集 胚胎移植
(2)使供、受体母牛处于相同的生理状态
(3)胚胎分割移植 囊胚期或桑椹胚期 (4)B
1．胚胎工程的核心技术是( )
A．胚胎分割与融合 B．体外受精和胚胎移植
C．胚胎性别鉴定 D．胚胎冷冻保存技术
【解析】 体外受精技术是胚胎移植技术、胚胎分割技术、转基因技术、性别控制技术等不可缺少的组成部分，胚胎移植是胚胎工程技术的最后一道“工序”。
【答案】 B
2．下列哪种技术，在世界范围内，可做到胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，代替了活畜引种，节约购买种畜的费用( )
A．体外受精技术 B．胚胎移植技术
C．胚胎分割技术 D．胚胎冷冻保存技术
【解析】 胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。其优势是可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。
【答案】 D
3．从卵巢中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。以下原因不正确的是( ) 【导学号：10210072】
A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D．采集的卵子还需要培养一段时间，才能由小变大
【解析】 采集的卵子还不成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力。
【答案】 D
4．关于胚胎分割移植，以下说法正确的是( )
A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的两个新个体
B．胚胎分割次数越多，产生新个体越多
C．胚胎分割移植是有性生殖
D．胚胎分割产生的个体表现型完全一致
【解析】 胚胎分割的基本过程是将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开；分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，所以核中的遗传物质相同，其性状表现与环境因素也有关，所以表现型不一定完全相同。
【答案】 A
5．(2016·衡水中学考试)下列关于试管动物技术的叙述，正确的是( )
A．运用该技术繁育后代的过程属于无性生殖类型
B．运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型
C．试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术
D．试管动物技术培育动物过程全部在体外进行
【解析】 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。该过程中，精子和卵细胞均是经减数分裂形成的，且需要精、卵结合，因此属于有性生殖。
【答案】 B
课堂小结：
网络构建
核心回扣
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几个主要步骤。
2.进行胚胎移植的供体和受体必须是处于相同生理状态的同种动物。
3.胚胎分割是采用显微手术的方法将早期胚胎分割成两份或多份，获得同卵双胎或多胎的技术。
学业分层测评(十)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(2016·天津月考)下列关于卵细胞采集的叙述中不正确的是( )
A．有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D．从卵巢中采集的卵母细胞，也可直接与精子在体外受精
【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，直接与获能的精子体外受精，A正确；动物排卵发生在减数第一次分裂前后，马、犬排出的是初级卵母细胞，而其它多数动物排出的是次级卵母细胞，B正确；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，C正确；从卵巢中采集的卵母细胞，必须在体外培养到减数第二次分裂中期才可与精子在体外受精，D错误。
【答案】 D
2．我国首例“虎狮兽”于2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”而产生，完成这一过程需要解决的问题是( )
【导学号：10210073】
A．精子在体外用获能物质处理
B．用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入
C．抽取精子、卵子的细胞核进行融合
D．精子入卵后进行人工处理防止多精入卵
【解析】 精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要对精子进行获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵；入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，二者融合成合子后受精完成，而不是二者原有细胞核的融合。
【答案】 A
3．(2016·德州高二检测)奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是( )
A．通过分离出X精子与卵子结合受精
B．通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精
C．通过分离出Y精子并与卵子结合受精
D．通过分离含X、Y染色体的精子与卵子结合受精
【解析】 奶牛属于XY型性别决定的生物，由于精子有X和Y两种类型，而卵子只有X一种类型，所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊，通过分离出X精子与卵子结合即可。
【答案】 A
4．关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是( )
A．精子和卵子受精后即可移入母牛子宫
B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C．成熟卵子与获能的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D．体外受精胚胎的工厂化生产即受精过程和胚胎发育只需在体外进行
【解析】 卵母细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，早期胚胎需移植入母体后继续发育形成幼体产出。
【答案】 C
5．(2016·陕西宝鸡模拟)下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( ) 【导学号：10210074】
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．体外受精的受精及胚胎发育过程在体外完成
【解析】 胚胎移植的操作对象是早期胚胎；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用激素进行处理；体外受精只是受精及早期卵裂过程在体外进行。
【答案】 D
6．(2016·湖南常德期中)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，不能在获能溶液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精时才能完成减数第二次分裂
【解析】 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一般培养到成熟后才与精子共同培养完成受精，B错误；体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应受精溶液或获能液中受精，C错误；次级卵母细胞减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，D正确。
【答案】 D
7．下列关于体外受精技术的说法中，错误的是( )
A．体外受精技术需要的温度大约为37 ℃
B．体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的
C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖技术
D．体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制
【解析】 体外受精技术是人工模拟体内的环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并不是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的。
【答案】 B
8．关于胚胎移植优点的叙述，哪项是错误的( )
A．优良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良
B．克服了时间与地域的限制，大量节省购买种畜的费用
C．一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例
D．建立常温胚胎库，保存品种资源和濒危物种
【解析】 胚胎库必须进行冷冻保存，常温下无法长期保存胚胎。
【答案】 D
9．哺乳动物体外受精的过程是( )
①卵母细胞的采集 ②精子的采集 ③卵母细胞的人工培养 ④精子的获能处理 ⑤精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养 ⑥用CaCl2溶液处理精子
⑦用一定浓度的肝素溶液处理卵母细胞 ⑧体外受精
⑨受精卵培养
【解析】 体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获取及获能处理、受精等三个阶段。精子的体外获能可用一定浓度的肝素溶液或钙离子载体处理。CaCl2溶液可用于基因工程中处理细菌细胞，以利于重组载体的导入。
【答案】 B
10．图为牛胚胎移植的流程，其中①～⑤表示相应的操作过程，请回答：
(1)胚胎移植时，通常选择具有__________________的个体作为受体。
(2)①表示对供体和受体进行_______________________________________________，
其目的是使它们的生理条件达到相同或一致。
(3)②操作的具体方法为________________________。
(4)若早期胚胎通过体外受精获得，其基本操作过程包括______________、________________和__________________受精。
(5)若早期胚胎通过体内受精获得，则通常要进行操作③______________才能获得胚胎。
(6)图中④表示的操作是_______________________________________________。
【解析】 (1)胚胎移植时，通常选择具有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体，选择遗传特性和生产性能优秀的个体作为供体。
(2)①表示对供体和受体进行同期发情处理，其目的是使它们的生理条件达到相同或一致。
(3)②表示对良种母畜注射促性腺激素，以促使其超数排卵。
(4)体外受精技术包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养和体外受精。
(5)图中③表示冲卵，即将早期胚胎从输卵管中冲洗出来。
(6)收集到的胚胎要进行检查、培养或保存，因此图中④表示胚胎的保存。
【答案】 (1)健康体质和正常繁殖能力
(2)同期发情
(3)注射促性腺激素
(4)精子的采集和获能 卵母细胞的采集和培养 体外
(5)冲卵
(6)胚胎的保存
[能力提升]
11．(2016·江苏南通考试)下列关于牛体外受精及胚胎工厂化生产的叙述中，正确的是( )
A．将采集的卵母细胞立即与精子在获能培养液中共同培养即可受精
B．精子和卵细胞结合形成受精卵后应立即移入受体母牛子宫
C．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎移植
D．早期胚胎的培养通常需要在培养液中加入血清
【解析】 采集的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精，A错误；精子和卵细胞结合形成受精卵后需要培养成早期胚胎才能移入受体母牛子宫，B错误；人工授精后的一定时间内，收集供体桑椹胚或囊胚用于胚胎移植，C错误；早期胚胎的培养通常需要在培养液中加入血清，D正确。
【答案】 D
12．下图示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是( ) 【导学号：10210075】
A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎
B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞
C．④过程需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行
D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞
【解析】 ①过程可通过胚胎分割获得较多胚胎，超数排卵的目的是为了获得更多的卵母细胞；③是对早期的胚胎如囊胚使用胰蛋白酶处理进行分离可获得干细胞，而胃蛋白酶的适宜环境为酸性，在中性近乎碱性环境失活；对⑤需诱导分化才能获得效应T细胞。
【答案】 C
13．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，①②③表示其结果，请根据图回答，下列说法正确的是( )
A．若a是细胞核移植技术，①反应了动物体细胞也具有全能性
B．若c是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定相同
C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或者存量少的雌性动物
D．若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
【解析】 若a是细胞核移植技术，①表示克隆动物，反应了动物体细胞核具有全能性，所以A错误。若c是胚胎分割技术，③中个体的遗传物质来源相同，但是个体发育过程中，可能发生基因突变，环境条件也会影响生物的表现型，因此个体的基因型和表现型不一定相同，所以B错误。胚胎移植中一般选择有健康的体质和正常繁殖能力的普通同种生物个体作为受体动物，所以C项错误。通过体外受精技术获得的试管动物技术能充分发挥良种家畜的繁殖潜力，大大提高优良家畜的繁殖速度，所以D正确。
【答案】 D
14．(2016·盐城高二检测)现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，如图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时，应选择发育到______________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_______________________________________________
_______________________________________________。
(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于________，该生殖方式属于________。
【解析】 (1)从图中看A细胞是次级卵母细胞，将获能的精子和处于减数第二次分裂的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。
(2)为快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似，因此培育的后代性别相同。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同；该技术属于克隆的范畴，为无性繁殖。
【答案】 (1)(次级)卵母细胞 获能 桑椹胚或囊胚 胚胎分割时要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步的发育
(2)相同
(3)供核的亲本 无性繁殖
15．(2016·黑龙江哈尔滨期中)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”，试管牛的培育需经过体外受精、____________、__________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其____________，另外培养的卵母细胞需要发育至________，使卵母细胞获得受精能力。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是________________________。
(4)如果对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将________________________________。
(5)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，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，如果检测出即说明目的基因已经表达。
【解析】 (1)由图可知，试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和产出等过程。
(2)体外受精时，需要对精子进行获能处理，另外培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期才获得受精能力。
(3)要获得更多的卵母细胞，可对良种母牛注射促性腺激素，以促使其超数排卵。
(4)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(5)显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法。
【答案】 (1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 减数第二次分裂的中期
(3)促性腺激素
(4)内细胞团均等分割
(5)显微注射法
第二节 胚胎工程及其应用
第1课时 胚胎工程的主要技术及应用
1．理解胚胎工程的原理及主要技术手段的方法与过程。(重、难点)
2．掌握胚胎移植的生理学基础、基本程序和意义。(重点)
3．举例说出胚胎工程的应用。
胚 胎 工程及体 外 受 精 技 术
1．胚胎工程
(1)技术手段：体外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术等。
(2)操作的主要对象：生殖细胞、受精卵和早期胚胎细胞。
(3)理论基础：胚胎发育学。
2．体外受精技术
(1)概念：哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
(2)基本内容：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，促使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。
(3)主要步骤：
①采集精子：主要方法是假阴道法。
②采集卵母细胞：方法主要有抽吸法、机械破碎法等。
③受精：在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液中，获能的精子和培养成熟的卵子同时培养一段时间，可以完成受精过程。
(4)应用
①研究哺乳动物生殖细胞的发生、受精和早期胚胎发育机制等。
②充分利用优良品质资源、缩短家畜繁殖周期、加快品种改良速度等。
③是哺乳动物胚胎移植技术、克隆技术、转基因技术和性别控制技术等不可缺少的组成部分。
汗血宝马原产地为土库曼斯坦，体型饱满优美、头细颈高、四肢修长、皮薄毛细，步伐轻灵优雅、体形纤细优美，再衬以弯曲高昂的颈部，勾画出它完美的身形曲线。现将汗血宝马的胚胎移植入我国母马的体内。
探讨：用来移植的汗血宝马胚胎的来源有哪些？
提示：可从受孕母体内获得，也可通过体外受精获得。
探讨：由超数排卵处理采集的卵母细胞为什么可直接与获能的精子受精？从卵巢中采集的卵子为什么不能与获能精子直接受精？
提示：由超数排卵处理采集的卵母细胞已在体内发育成熟，不需培养可直接与获能的精子受精；卵巢中卵子不成熟，需要培养到减数第二次分裂中期时才具有受精能力。
探讨：精子获能处理前为什么要离心处理？
提示：因为精液由精子和精清两部分组成，精清中含有抑制精子获能的物质，所以要离心除去精清以利于精子获能。
1．体外受精技术
(1)基本原理：人工模拟体内环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并有计划地保存胚胎等。
(2)操作对象：哺乳动物的精子和卵子。
(3)操作目的：获得受精卵。
(4)操作环境：生物体外试管中。
2．精子的采集和获能的区别
精子的采集
精子获能
过程
人为地使动物精子从体内射出然后收集
采集后的精子进行人工处理，使其获得受精能力
方法
假阴道法、手握法和电刺激法等
放入人工配制的获能溶液中培养或用化学药物诱导
[特别提醒]
精子获能是指精子获得与成熟卵母细胞进行受精的能力，而不是获得能量。
3．比较人工授精、自然受精和体外受精
自然受精
人工授精
体外受精
不同点
过程不同
雌雄动物交配完成
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精
人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所不同
雌性动物输卵管中
雌性动物输卵管中
体外培养液中
相同点
(1)精子获能，卵子成熟后方能完成受精过程(2)都是有性生殖
[特别提醒]
人工授精与体外受精
二者都是有性生殖，人工授精和体外受精都需人参与，但参与的具体任务不同，体外受精中人的作用主要是采集精子和卵子，受精场所在体外进行；人工授精中人的作用主要是将雄畜的精子导入雌畜的生殖道内，受精场所仍然在体内。
1．体外受精常采用的采卵方法有( )
①用促性腺激素处理后，从输卵管冲取卵子 ②化学诱导法 ③电刺激法 ④从活体动物卵巢中吸取卵母细胞
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
【解析】 ②化学诱导法是精子获能处理的方法，③电刺激法是获取精子的方法。
【答案】 C
2．(2016·泰安高二模拟)下列对人工授精的叙述，正确的是( ) 【导学号：10210071】
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
【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。题中的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。
【答案】 D
胚 胎 移 植 等 技 术 与 应 用
1．胚胎移植技术
(1)胚胎移植的时期：受精卵移入发育培养液中培养到8～16个细胞、桑椹胚或囊胚阶段可进行移植。
(2)胚胎培养液的成分：维生素、激素、氨基酸、核苷酸、无机盐和血清等。
(3)概念：指将良种母畜配种后，从其生殖道取出早期胚胎或通过体外受精及其他方式(如转基因、核移植)得到的胚胎，再移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使它们进一步发育为新个体的技术。
(4)过程：以牛为例。
①发情期给良种母牛注射激素，促进母牛多排卵，用优良公牛配种。
②从良种母牛体内取出早期胚胎。
③用激素等促使普通母牛与良种母牛同期发情，将胚胎移植到普通母牛子宫内，普通母牛妊娠，产生子代。
(5)胚胎移植的实质：是产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
(6)意义：①提高优良品种家畜的繁殖能力；
②加速品种改良。
2．胚胎分割技术
(1)概念：是用机械方法将早期胚胎平均分割成二分胚、四分胚甚至八分胚，经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双生或同卵多生后代的技术。
(2)实质：是一种胚胎克隆技术。
(3)所用仪器：显微操作仪。
(4)意义：胚胎分割技术不仅可以使用于胚胎移植的胚胎数目成倍增加，而且可以产生遗传性能相同的后代。
3．胚胎冷冻保存技术
(1)概念：是将动物的早期胚胎或分割后的胚胎，采用特殊的保护剂，使其长期保存在超低温环境下。
(2)意义：①通过冷冻技术建立起胚胎库，以加速动物的繁育进程和保护优良资源；
②可使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种的过程。
4．动物性别控制技术
(1)概念：通过人为干预，使动物按照人们的愿望繁衍所需性别的后代。
(2)应用
①防止与性别有关的遗传病的发生。
②控制动物的性别以提高动物生产的经济价值。
右图实例表示由黄牛产下两头与其没有遗传关系的黑白花奶牛，黄牛是两头黑白花奶牛的代孕妈妈。
探讨：对于准备移植的小牛胚胎移植到任何母牛子宫内都能发育吗？
提示：不能，供体和受体母牛必须同种且处于生理状态相同的条件下才能进行胚胎移植，并且受体母牛是健康的。
探讨：胚胎移植时为什么两次使用激素？
提示：第一次用激素对供、受体进行同期发情处理，第二次用激素用于供体的超数排卵。
1．胚胎移植
(1)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
①职能：产生具有优良遗传特性的胚胎。
②要求：具有优良遗传特性。
(2)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
①职能：完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务。
②要求：与供体处于相同的生理状态的同一物种的健康雌性动物。
(3)过程：
(4)胚胎移植的生理学基础
雌性动物发情后生殖器官的孕向发育
哺乳动物在发情排卵后的最初一段时期，不论是否妊娠，生殖系统均处于受精后的生理状态之下
为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境
早期胚胎的游离状态
早期胚胎形成后，在相当一段时间内不会与母体子宫建立组织上的联系(独立存在，发育基本上靠本身贮存的养分)
为胚胎的收集提供了可能(胚胎在短时间的离开活体情况下可以存活，植于与供体相同的环境中即可继续发育)
胚胎移植不存在免疫排斥问题
受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
为胚胎在受体内的存活提供了可能
胚胎和受体的组织联系的建立
供体胚胎在一定时期可与受体子宫建立正常的生理上和组织上的联系，在孕育过程中不影响胚胎的遗传特性
为移植后的胚胎继续发育提供了营养等方面的保障
[特别提醒]
与胚胎移植操作有关的几个问题。
①供体公牛、母牛和受体母牛的选择：应选择遗传特性和生产能力优秀的个体作为供体，选择具有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体。
②受精卵的获得既可通过体内受精，也可通过人工授精。
③冲卵后，对胚胎进行质量检查，胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段。收集到的胚胎可直接向受体移植，也可放入－196 ℃的液氮中保存。
④该过程中两次使用激素：第一次用激素对供、受体母牛进行同期发情处理；第二次用促性腺激素使供体母牛超数排卵。
⑤该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行质量检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
⑥产下的犊牛性状取决于所有公牛和供体母牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体母牛没有关系。
2．胚胎分割
(1)胚胎分割技术
①操作手段：用显微手术的方法分割胚胎。
②目的：同卵双生或同卵多生后代。
③特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。
④选择的胚胎：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
⑤分割注意事项：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，一定要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
⑥意义：可为转基因技术、性别控制技术、家畜育种提供有价值的材料。
(2)胚胎冷冻保存技术
①保存对象：动物的早期胚胎。
②保存环境：－196 ℃的液氮。
③意义：可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。
1．(2016·商丘期中)牛胚胎移植试验的主要流程如图，下列相关叙述正确的是( )
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④______→⑤胚胎移植→子代小牛。
A．①过程需要是注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B．③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D．⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
【解析】 卵细胞形成的减数第二次分裂是在受精作用过程中完成的，A错误；③过程是以哺乳动物早期胚胎处于游离状态为前提，B错误；④过程是“对胚胎进行质量检查”，可移植的胚胎应发育到桑椹胚或囊胚，C错误；⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性，D正确。
【答案】 D
2．牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答：
(1)图中a、b、c过程分别是指____________、________、________。
(2)在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用动物激素进行同期发情处理，这样处理的原因是__________________________，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________；处理的时期是_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)下图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤。下列叙述正确的是( )
A．胚胎移植可以定向改造动物遗传性状，③需移植到发情的母牛子宫内发育
B．A细胞不一定是受精卵细胞
C．①②两个胚胎具有不同遗传物质
D．图中a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
【解析】 (1)图示a、b、c过程依次为对供体母牛进行超数排卵处理、配种后胚胎的收集和向受体母牛的胚胎移植。(2)为使受体接受胚胎应对供受体进行同期发情处理。(3)为提高胚胎利用率宜采取胚胎分割移植技术。(4)胚胎移植不能定向改造动物的遗传性状；①和②两个胚胎是由同一胚胎分割而来，其遗传物质相同；在胚胎分割移植时，胚胎未发育到原肠胚阶段；A细胞也可以为核移植的重组细胞。
【答案】 (1)超数排卵处理 胚胎的收集 胚胎移植
(2)使供、受体母牛处于相同的生理状态
(3)胚胎分割移植 囊胚期或桑椹胚期 (4)B
1．胚胎工程的核心技术是( )
A．胚胎分割与融合 B．体外受精和胚胎移植
C．胚胎性别鉴定 D．胚胎冷冻保存技术
【解析】 体外受精技术是胚胎移植技术、胚胎分割技术、转基因技术、性别控制技术等不可缺少的组成部分，胚胎移植是胚胎工程技术的最后一道“工序”。
【答案】 B
2．下列哪种技术，在世界范围内，可做到胚胎移植不受时空的限制，在国际和国内进行交换，代替了活畜引种，节约购买种畜的费用( )
A．体外受精技术 B．胚胎移植技术
C．胚胎分割技术 D．胚胎冷冻保存技术
【解析】 胚胎冷冻保存技术是将动物的早期胚胎，通过特殊的保护剂和降温措施，使其长期保存在超低温环境下。其优势是可以使胚胎移植不受时间和地域的限制，简化引种过程。
【答案】 D
3．从卵巢中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。以下原因不正确的是( ) 【导学号：10210072】
A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D．采集的卵子还需要培养一段时间，才能由小变大
【解析】 采集的卵子还不成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力。
【答案】 D
4．关于胚胎分割移植，以下说法正确的是( )
A．胚胎分割移植可产生基因型完全相同的两个新个体
B．胚胎分割次数越多，产生新个体越多
C．胚胎分割移植是有性生殖
D．胚胎分割产生的个体表现型完全一致
【解析】 胚胎分割的基本过程是将发育良好的胚胎移入含有培养液的培养皿中，在显微镜下用切割针或切割刀把胚胎分割开；分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内，着床发育产仔。由于分割的胚胎是由一个受精卵经过有丝分裂形成的，所以核中的遗传物质相同，其性状表现与环境因素也有关，所以表现型不一定完全相同。
【答案】 A
5．(2016·衡水中学考试)下列关于试管动物技术的叙述，正确的是( )
A．运用该技术繁育后代的过程属于无性生殖类型
B．运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型
C．试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术
D．试管动物技术培育动物过程全部在体外进行
【解析】 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。该过程中，精子和卵细胞均是经减数分裂形成的，且需要精、卵结合，因此属于有性生殖。
【答案】 B
课堂小结：
网络构建
核心回扣
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几个主要步骤。
2.进行胚胎移植的供体和受体必须是处于相同生理状态的同种动物。
3.胚胎分割是采用显微手术的方法将早期胚胎分割成两份或多份，获得同卵双胎或多胎的技术。
学业分层测评(十)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(2016·天津月考)下列关于卵细胞采集的叙述中不正确的是( )
A．有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D．从卵巢中采集的卵母细胞，也可直接与精子在体外受精
【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，直接与获能的精子体外受精，A正确；动物排卵发生在减数第一次分裂前后，马、犬排出的是初级卵母细胞，而其它多数动物排出的是次级卵母细胞，B正确；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，C正确；从卵巢中采集的卵母细胞，必须在体外培养到减数第二次分裂中期才可与精子在体外受精，D错误。
【答案】 D
2．我国首例“虎狮兽”于2002年在南京红山动物园诞生，利用了雄虎的精子和雌狮的卵子“体外受精”而产生，完成这一过程需要解决的问题是( )
【导学号：10210073】
A．精子在体外用获能物质处理
B．用化学物质处理掉卵细胞膜便于精子进入
C．抽取精子、卵子的细胞核进行融合
D．精子入卵后进行人工处理防止多精入卵
【解析】 精子获能后才具有受精能力，因此体外受精要对精子进行获能处理；精子入卵后自然会形成两道屏障防止多精入卵；入卵后的另一变化是分别形成雄原核和雌原核，二者融合成合子后受精完成，而不是二者原有细胞核的融合。
【答案】 A
3．(2016·德州高二检测)奶牛场通过性别控制获得更多的雌性牛犊，以增加牛奶产量。可以采取的方法是( )
A．通过分离出X精子与卵子结合受精
B．通过分离出X精子和Y精子并与卵子结合受精
C．通过分离出Y精子并与卵子结合受精
D．通过分离含X、Y染色体的精子与卵子结合受精
【解析】 奶牛属于XY型性别决定的生物，由于精子有X和Y两种类型，而卵子只有X一种类型，所以决定牛犊性别的关键是哪种类型的精子与卵子结合。要想获得雌性牛犊，通过分离出X精子与卵子结合即可。
【答案】 A
4．关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述，正确的是( )
A．精子和卵子受精后即可移入母牛子宫
B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C．成熟卵子与获能的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D．体外受精胚胎的工厂化生产即受精过程和胚胎发育只需在体外进行
【解析】 卵母细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，早期胚胎需移植入母体后继续发育形成幼体产出。
【答案】 C
5．(2016·陕西宝鸡模拟)下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是( ) 【导学号：10210074】
A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植
B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态
C．超数排卵技术要使用一定的激素
D．体外受精的受精及胚胎发育过程在体外完成
【解析】 胚胎移植的操作对象是早期胚胎；其生理基础是供、受体排卵后产生相同的生理变化，为移植提供相同的生理环境；超数排卵要对供体用激素进行处理；体外受精只是受精及早期卵裂过程在体外进行。
【答案】 D
6．(2016·湖南常德期中)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，不能在获能溶液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精时才能完成减数第二次分裂
【解析】 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一般培养到成熟后才与精子共同培养完成受精，B错误；体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应受精溶液或获能液中受精，C错误；次级卵母细胞减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，D正确。
【答案】 D
7．下列关于体外受精技术的说法中，错误的是( )
A．体外受精技术需要的温度大约为37 ℃
B．体外受精是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的
C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖技术
D．体外受精技术可用于研究动物生殖细胞的发生机制
【解析】 体外受精技术是人工模拟体内的环境，包括营养、温度、pH等，使初级卵母细胞成熟，同时使精子获能，最终完成受精作用，并不是从初级卵母细胞和初级精母细胞开始的。
【答案】 B
8．关于胚胎移植优点的叙述，哪项是错误的( )
A．优良种畜群迅速扩大，加速育种工作和品种改良
B．克服了时间与地域的限制，大量节省购买种畜的费用
C．一次给受体移入多个胚胎，可增加双胎和多胎的比例
D．建立常温胚胎库，保存品种资源和濒危物种
【解析】 胚胎库必须进行冷冻保存，常温下无法长期保存胚胎。
【答案】 D
9．哺乳动物体外受精的过程是( )
①卵母细胞的采集 ②精子的采集 ③卵母细胞的人工培养 ④精子的获能处理 ⑤精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养 ⑥用CaCl2溶液处理精子
⑦用一定浓度的肝素溶液处理卵母细胞 ⑧体外受精
⑨受精卵培养
【解析】 体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获取及获能处理、受精等三个阶段。精子的体外获能可用一定浓度的肝素溶液或钙离子载体处理。CaCl2溶液可用于基因工程中处理细菌细胞，以利于重组载体的导入。
【答案】 B
10．图为牛胚胎移植的流程，其中①～⑤表示相应的操作过程，请回答：
(1)胚胎移植时，通常选择具有__________________的个体作为受体。
(2)①表示对供体和受体进行_______________________________________________，
其目的是使它们的生理条件达到相同或一致。
(3)②操作的具体方法为________________________。
(4)若早期胚胎通过体外受精获得，其基本操作过程包括______________、________________和__________________受精。
(5)若早期胚胎通过体内受精获得，则通常要进行操作③______________才能获得胚胎。
(6)图中④表示的操作是_______________________________________________。
【解析】 (1)胚胎移植时，通常选择具有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体，选择遗传特性和生产性能优秀的个体作为供体。
(2)①表示对供体和受体进行同期发情处理，其目的是使它们的生理条件达到相同或一致。
(3)②表示对良种母畜注射促性腺激素，以促使其超数排卵。
(4)体外受精技术包括精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养和体外受精。
(5)图中③表示冲卵，即将早期胚胎从输卵管中冲洗出来。
(6)收集到的胚胎要进行检查、培养或保存，因此图中④表示胚胎的保存。
【答案】 (1)健康体质和正常繁殖能力
(2)同期发情
(3)注射促性腺激素
(4)精子的采集和获能 卵母细胞的采集和培养 体外
(5)冲卵
(6)胚胎的保存
[能力提升]
11．(2016·江苏南通考试)下列关于牛体外受精及胚胎工厂化生产的叙述中，正确的是( )
A．将采集的卵母细胞立即与精子在获能培养液中共同培养即可受精
B．精子和卵细胞结合形成受精卵后应立即移入受体母牛子宫
C．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎移植
D．早期胚胎的培养通常需要在培养液中加入血清
【解析】 采集的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子受精，A错误；精子和卵细胞结合形成受精卵后需要培养成早期胚胎才能移入受体母牛子宫，B错误；人工授精后的一定时间内，收集供体桑椹胚或囊胚用于胚胎移植，C错误；早期胚胎的培养通常需要在培养液中加入血清，D正确。
【答案】 D
12．下图示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是( ) 【导学号：10210075】
A．①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎
B．③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞
C．④过程需要在无菌的二氧化碳培养箱中进行
D．⑤过程可以直接获得各种效应T细胞
【解析】 ①过程可通过胚胎分割获得较多胚胎，超数排卵的目的是为了获得更多的卵母细胞；③是对早期的胚胎如囊胚使用胰蛋白酶处理进行分离可获得干细胞，而胃蛋白酶的适宜环境为酸性，在中性近乎碱性环境失活；对⑤需诱导分化才能获得效应T细胞。
【答案】 C
13．动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a、b、c表示现代工程技术，①②③表示其结果，请根据图回答，下列说法正确的是( )
A．若a是细胞核移植技术，①反应了动物体细胞也具有全能性
B．若c是胚胎分割技术，③中个体的基因型和表现型一定相同
C．①②③中作为受体的动物品种是珍稀的或者存量少的雌性动物
D．若b是体外受精技术，则②为良种家畜快速大量繁殖提供了可能
【解析】 若a是细胞核移植技术，①表示克隆动物，反应了动物体细胞核具有全能性，所以A错误。若c是胚胎分割技术，③中个体的遗传物质来源相同，但是个体发育过程中，可能发生基因突变，环境条件也会影响生物的表现型，因此个体的基因型和表现型不一定相同，所以B错误。胚胎移植中一般选择有健康的体质和正常繁殖能力的普通同种生物个体作为受体动物，所以C项错误。通过体外受精技术获得的试管动物技术能充分发挥良种家畜的繁殖潜力，大大提高优良家畜的繁殖速度，所以D正确。
【答案】 D
14．(2016·盐城高二检测)现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，如图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。
(1)A细胞是____________，在进行体外受精前要对精子进行________处理。进行胚胎分割时，应选择发育到______________时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_______________________________________________
_______________________________________________。
(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别________。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于________，该生殖方式属于________。
【解析】 (1)从图中看A细胞是次级卵母细胞，将获能的精子和处于减数第二次分裂的次级卵母细胞融合即可得到受精卵，受精卵经过体外培养形成早期胚胎。胚胎分割时要注意将内细胞团均等分割。
(2)为快速繁育优良品种，可以采用胚胎分割的技术手段，即选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割，分割后产生的个体因为所含的遗传物质相同，所以性状表现很相似，因此培育的后代性别相同。
(3)通过体细胞克隆技术培育的小牛其性别与供核的亲本相同；该技术属于克隆的范畴，为无性繁殖。
【答案】 (1)(次级)卵母细胞 获能 桑椹胚或囊胚 胚胎分割时要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步的发育
(2)相同
(3)供核的亲本 无性繁殖
15．(2016·黑龙江哈尔滨期中)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。如图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”，试管牛的培育需经过体外受精、____________、__________以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其____________，另外培养的卵母细胞需要发育至________，使卵母细胞获得受精能力。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是________________________。
(4)如果对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将________________________________。
(5)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，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，如果检测出即说明目的基因已经表达。
【解析】 (1)由图可知，试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和产出等过程。
(2)体外受精时，需要对精子进行获能处理，另外培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期才获得受精能力。
(3)要获得更多的卵母细胞，可对良种母牛注射促性腺激素，以促使其超数排卵。
(4)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(5)显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法。
【答案】 (1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 减数第二次分裂的中期
(3)促性腺激素
(4)内细胞团均等分割
(5)显微注射法
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