2020版高考生物一轮复习 课堂互动探究案3 胚胎工程（含解析）

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.课堂互动探究案3胚胎工程考点突破素养达成考点一体内受精与早期胚胎发育(国考5年未考)(地方卷：2017江苏卷；2015山东、天津、安徽、重庆、江苏卷；2014江苏卷；2013天津卷)【师说考问】考问1精子和卵子的发生的比较项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形分裂均等分裂不均等分裂过程结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体考问2请据体外受精过程的流程图回答下列问题(1)体外受精的过程主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能及受精等几个步骤。(2)采集精子的方法主要有假阴道法、手握法和电刺激法。获能的方法有培养法和化学诱导法。(3)体外采集小鼠的卵子常用超数排卵处理法。【题组跟进】高考题组——研考向考向一生殖细胞和早期胚胎的形成1．[经典高考]哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。2据图分析，下列叙述错误的是()A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞解析：据图可知，初级卵母细胞在形成次级卵母细胞的过程中需要促性腺激素处理，A正确；细胞Ⅲ为次级卵母细胞，减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完后的，B正确；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞，次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为：2N、2N、4N，染色体数不同，C错误；动物细胞的受精卵全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D正确。故选C。答案：C[题后拓展]受精过程中的“三大反应”与防止多精入卵受精的“两道屏障”(1)顶体反应：精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应。顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子结合必不可少的前提条件。(2)透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称做透明带反应，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵细胞膜封闭作用：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应，拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜封闭作用，这是防止多精入卵参与受精的第二道屏障。考向二胚胎工程的综合应用2．[2015·重庆卷]某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交：♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C，选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常________。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是________性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是________，后代中出现这种母牛的概率是________(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。(2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力，需对其进行________处理；卵子的成熟在过程________中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖，其作用是____________。为筛选出具有优良性状的母牛，过程⑤前应鉴定胚胎的________。子代母牛的优良性状与过程________的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用________技术。解析：(1)由于胚胎需要在母体内正常生长发育，所以应选择B作为母本。若子代母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明适宜本地生长是显性性状(设基因为M)，高产奶是隐性性状(设基因为n)。则♂A基因型是mmnn，♀B基因型是MMNN，♀C基因型是MmNn，为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛(M_nn)，可选择♂A和♀C进行杂交，后代出现该种母牛的概率是1/2×1/2×1/2＝1/8。(2)精子经过获能处理才具有受精能力，卵子的成熟发生在受精过程中，即过程③。胚胎培养所需的培养基中含有葡萄糖，葡萄糖氧化分解提供能量。具有优良性状的母牛含有高产奶和适应生长的基因，则胚胎移植前应进行鉴定，同时还需鉴定性别。基因重组发生在减数分裂过程中，控制不同性状的基因重新组合，由于供体公牛是纯合子，不会发生基因重组，供体母牛是杂合子，则子代母牛的优良性状与供体母牛产3卵过程中的基因重组有关。(3)为提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术，增加胚胎的数量。答案：(1)生长发育(或胚胎发育)隐性♂A×♀C1/8(2)获能或增强活力③供能性别、高产奶和适应生长的基因②(3)胚胎分割特别提醒(1)动物排出卵子的成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是初级卵母细胞，如马、犬等，但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具有与精子受精的能力。(2)受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子，受精卵是个体发育的开始。(3)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供12)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自于卵细胞。模拟题组——预趋势预测一图析配子的发生1．[2019·江苏盐城月考]下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述，正确的是()A．顶体反应是防止多精入卵的一道屏障B．卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成C．采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用D．卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，但细胞质均等分配解析：透明带反应是防止多精入卵的一道屏障，A错误；卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成，B正确；采集到的精子获能后与成熟的卵子相遇方可发生受精作用，C错误；卵子发生时，MⅠ和MⅡ过程是不连续的，细胞质不均等分配，D错误。答案：B2．[经典模拟]下图表示卵子的发生过程。与此相关的叙述中，不合理的是()A．图中A是第一极体，B是合子，E是指受精，阶段C是指胎儿期，阶段D是指初情期后B．当观察到第二极体时，表明卵子已经完成了受精C．能发生染色体着丝点分裂的阶段是①④D．①阶段存在的变异方式有基因突变、基因重组和染色体变异解析：图中①为有丝分裂，可增加卵原细胞的数量，卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞；③为减数第一次分裂，只有在受精后，次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎儿期，减数分裂是从初情期后开始的，因此阶段C为胎儿期，阶段D为初情期后。当观察到两个极体时，表明卵子已完成了受精作用。着丝点分裂可发生在有丝分裂中，也可发生在减数第二次分裂中，因此①④均能发生着丝点分裂。有丝分裂中的变异类型只有基因突变、染色体变异，没有基因重组。答案：D预测二体内受精及早期胚胎发育过程分析3．[2019·江苏调研]梅花鹿属于单胎动物，季节性发情，育种工作者希望通过胚胎工4程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列有关叙述正确的是()A．给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子B．培养早期胚胎的培养液中含有维生素、激素等多种能源物质C．当受体数量有限时，可采用胚胎分割技术以获得更多的后代D．梅花鹿的胚胎形成后一直处于游离状态，为胚胎收集提供可能解析：给供体母鹿注射促性腺激素可使其一次排出多个卵子，A正确；维生素、激素都不是能源物质，B错误；梅花鹿属于单胎动物，因此当受体数量有限时无法通过胚胎分割技术以获得更多的后代，C错误；梅花鹿的胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这为胚胎的收集提供了可能，D错误。答案：A4．[2019·河北高三冲刺]慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人体的白蛋白正常值在每100mL血液中含有3.8－4.8克，如果比正常值低很多时就需要注射人血白蛋白，所以临床上对白蛋白需求量很大。下图是利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用白蛋白的流程图：(1)要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用________处理，然后在恰当时期采集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，常要用化学诱导法对羊的精子进行________处理，即用一定浓度的________处理。(2)若我们已知白蛋白基因的碱基序列，—般采用________的方法获取目的基因。要使人的白蛋白基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、________、________、标记基因等部分。(3)对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的________细胞进行鉴定，一般采用SRY—PCR方法，选择出现阴性反应的________(性别)胚胎进行移植。解析：(1)促性腺激素可促进性腺的发育，在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用促性腺激素处理，可实现让其超数排卵。通过②采集的精子用一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液进行化学诱导处理，可使之获能。(2)已知白蛋白基因的碱基序列，可用DNA合成仪通过人工合成的方法获取目的基因。基因表达载体中除目的基因和标记基因外，还需要有乳腺蛋白基因的启动子和终止子，乳腺蛋白基因的启动子可以在启动乳腺蛋白基因转录的同时启动白蛋白基因的转录，终止子可使转录停止。(3)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，取囊胚期的滋养层细胞鉴定性别，对胚胎发育影响较小。崂山奶山羊乳腺生物反应器是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，以便从乳汁中提取白蛋白，因此应选择雌性胚胎进行移植。答案：(1)促性腺激素获能肝素或钙离子载体A23187溶液(2)人工合成乳腺蛋白基因的启动子终止子(3)滋养层雌性考点二体外受精、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞(国考5年未考)(地方卷：2017江苏卷；2016江苏卷；2015山东、天津、重庆、江苏卷；2014福建、江苏卷；2013山东、江苏、福建卷)【师说考问】考问1分析试管婴儿与克隆人的培育过程，回答下列问题5Ⅰ.试管婴儿的培育过程：Ⅱ.克隆人的培育过程：(1)试管婴儿技术与克隆技术在技术环节上的主要差异是前者需经过体外受精，后者需用到细胞核移植技术。(2)试管婴儿技术属于有性生殖，克隆技术属于无性生殖。(3)在Ⅰ的图示中，①②③是试管婴儿的培育过程，①②④⑤是设计试管婴儿培育的过程。后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断过程。考问2胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源：是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的。(2)特点①形态：体积小、细胞核大、核仁明显②功能：具有发育的全能性③体外培养：可增殖而不发生分化(3)应用①治疗人类某些顽症②培育人造组织器官③研究体外细胞分化的理想材料考问3克隆动物、试管动物与转基因动物遗传特性比较项目克隆动物试管动物转基因动物概念用核移植的方法获得的动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎特别提醒(1)试管动物生殖实质是正常的有性生殖，只不过受精、早期胚胎发育在体外进行。(2)克隆动物生殖的实质是无性生殖，依赖动物细胞核(高度分化的体细胞的细胞核)具有全能性；特有的操作程序是核移植。【题组跟进】高考题组——研考向考向一干细胞研究及应用1．[2015·山东卷]治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：6(1)过程①采用的是细胞工程中的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的________技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用