高中生物专题3胚胎工程3.2体外受精和早期胚胎培养检测选修3解析

专题3 胚胎工程

3.2 体外受精和早期胚胎培养

1．精子获能的常用化学物质可能是下列哪一种( )

A．氯化钙溶液B．肝脏提取液

C．肝素溶液D．氨基酸营养液

解析：精子体外获能的方法有培养法和化学诱导法两种。化学诱导法即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，使用化学药物诱导精子获能。

答案：C

2．哺乳动物体外受精的过程是( )

①采卵②收集精子③卵母细胞的人工培养④精子获能处理⑤精子和成熟卵子在受精液中共同培养⑥精子用CaCl2处理⑦卵母细胞用一定浓度的肝素溶液处理⑧体外受精⑨受精卵培养

解析：无论是采集的卵子还是精子，在受精以前必须经过处理，在受精溶液中培养成具有受精能力的成熟生殖细胞，然后才能进行体外受精。

答案：B

3．爱德华兹以他在体外受精技术领域做出的开创性贡献而获得2010年诺贝尔生理学或

医学奖。关于体外受精技术叙述正确的是( )

A．获取的精子经获能后才能进行体外受精

B．采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液中才能形成受精卵

C．精子和卵细胞受精形成受精卵后即可移入母体子宫

D．精子与卵子相遇后，会发生顶体反应，防止多精入卵

解析：B错误，卵子必须处于减数第二次分裂中期才能进行受精，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；C错误，成熟的卵细胞与收集来的精子相遇形成受精卵，需培养到一定阶段才可移植；D错误，防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。

答案：A

4．下图表示通过体外受精培育试管牛的过程，下列叙述错误的是( )

A．获取的精子经获能后才能进行体外受精

B．②过程只与细胞膜的流动性有关

C．③过程的细胞增殖方式一定是有丝分裂

D．④过程属于胚胎移植过程

解析：获取的精子必须要经过获能后才能进行体外受精，A正确。②表示受精作用，精子释放顶体酶后，穿越放射冠和透明带，精子入卵后，形成雌雄原核，最后雌雄原核融合形成合子，因此受精过程不仅仅与细胞膜的流动性有关，B错误。③表示受精卵的卵裂，其方式为有丝分裂，C正确。④表示将发育成的早期胚胎移植入母体，D正确。

答案：B

5．控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的含X染色体的精子的DNA含量比含Y染色体的精子的DNA 含量高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。

根据以上信息回答下列相关问题。

(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下________和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。

(2)图中①中采集精子时，常采用________法，获得的精子经________________________

方法处理后才能进行受精过程。

(3)图中过程③通常采用________技术。在这个过程中________的精子与卵子相遇时，首先发生________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有_____________

_____________________________________________________。

解析：试管动物的产生过程是通过人工操作获取精子和卵子，并使它们在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育成早期胚胎后，经胚胎移植而产生后代，试管动物可以有选择性地获得所需性别，需对早期胚胎进行检测。

答案：(1)成熟(2)假阴道化学药物(一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液)诱导(3)体外受精获能顶体透明带反应和卵细胞膜反应

A级基础巩固

1．可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞需要培养到什么时期( )

A．MⅠB．MⅡ

C．桑葚胚期D．囊胚期

解析：卵母细胞要培养到MⅡ中期时就可以受精了，因为MⅡ中期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而MⅠ期卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育。

答案：B

2．发展试管动物技术具有重要意义，下列关于这方面叙述错误的是( )

A．试管动物技术可解决动物生育率低的问题

B．试管动物技术可以更多、更有效地利用动物卵母细胞

C．试管动物技术可以通过普通家畜繁育良种家畜

D．试管动物技术不能实现家畜的快速繁殖

解析：试管动物技术能够将优良品种的雌雄生殖细胞体外受精并发育成一个个小胚胎，然后将这些小胚胎移植到普通个体子宫内“借腹怀胎”，从而实现家畜的快速繁殖，也能够解决动物生育率低的问题。

答案：D

3．良种试管牛的繁殖过程是：用激素促进甲牛多排卵，然后把卵子在体外与人工采集的乙牛的精子进行受精，在特定培养基中培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内，孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是( )

A．精卵结合前都需进行培养

B．“促进甲牛多排卵”的激素是孕激素

C．甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同

D．该技术可应用于加快优良种畜的繁殖

解析：对于从大型动物采集的卵母细胞。都需经体外人工培养成熟后，才具备受精能力；精子也需要进行培养使其获能，A项正确。促进动物多排卵的激素是促性腺激素，B项错误。试管牛的核遗传物质一半来自甲牛的卵子，一半来自乙牛的精子，C项正确。该技术可充分发挥母畜的优良特性，可用于加快优良种畜的繁殖，D项正确。

答案：B

4．试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是( )

A．都属于无性生殖

B．都属于细胞工程的技术范畴

C．都不会发生基因重组

D．都体现了分化的细胞具有全能性

解析：试管婴儿的原理为有性生殖，其精子和卵细胞经减数分裂形成过程中都会发生基因重组，但该过程需要动物细胞培养和胚胎移植等技术；试管苗是植物组织培养的结果，体现了植物细胞的全能性；克隆羊利用了核移植技术，体现了动物细胞细胞核的全能性。

答案：B

5．培育“试管山羊”的基本过程如下图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是( )

A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵

B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟

C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液

D．丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内

解析：甲为获取卵母细胞的过程，用促性腺激素处理母山羊，使其超数排卵；乙过程的目的之一是促进卵母细胞成熟和使精子获能，利于精卵细胞结合，而不是使精子成熟；乙过程中使精子获能需要获能溶液，丙过程为培养早期胚胎，需用发育培养液，两者成分不同；丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内。

答案：A

B级能力训练

6．如图是“试管牛”工厂化生产的技术流程图，据图完成下列问题。

(1)根据______(填标号)判断，此种繁殖方式是________生殖，其意义在于_________________________________________________

______________________________________________________。

(2)①过程通常每个卵巢平均可采集________枚可用的卵细胞，最终可能产下________头犊牛。

(3)②过程通常采用________法。

(4)④过程一般要经历哪几个时期？_______________________

______________________________________________________。

解析：精子和卵子在体外培养条件下受精形成受精卵，并发育成胚胎，属于有性生殖。目前，从屠宰场废弃的卵巢中，每个卵巢平均可采集10枚可用的卵母细胞，经体外培养成熟和受精后，约可获得4枚可用的胚胎，经过移植给受体母牛，最终可得到1～2头犊牛。对于牛、羊等家畜的精子常采用化学法使其获能。体外胚胎大约培养到囊胚期左右移植到母体。

答案：(1)③有性快速大量繁殖良种牛，提高经济效益(2)10 1～2 (3)化学(4)受精卵、卵裂期、桑葚胚期、囊胚期

7．某医院一名试管女婴出生，该女婴的父母身体健康。女婴的母亲7年前生下一男婴，孩子1岁后发病夭折。5年后，她第二次怀孕，怀孕6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，却是血友病患者，于是引产。夫妇二人最后来到医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎1～2个细胞进行检查后，选择了两个活体胚胎进行移植，最后一个移植成功。

据此资料回答下列问题：

(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕、生产的过程的相同之处是__________________；不同点在于_______________

______________________________________________________。

(2)血友病是伴X染色体的隐性遗传病，如果用B和b分别表示正常基因和血友病基因，

则父母亲的基因型分别是________和________。医生抽取胚胎的1～2个细胞后，可通过观察性染色体形态判断早期胚胎的性别，你认为医生应选用________性胚胎进行移植，原因是________________________________________________

_____________________________________________________。

解析：(1)试管婴儿技术和母亲正常怀孕、生产过程都包括精子与卵细胞结合形成受精卵的过程，都属于有性生殖过程。(2)根据题意可知，男孩患病而亲代正常，则父母的基因型分别为X B Y和X B X b，在移植时选用女性胚胎，由于该胚胎从父亲那里接受X B基因，则后代一定表现正常。

答案：(1)双亲产生的两性生殖细胞融合为受精卵试管婴儿是“体外受精”后产生的受精卵经初步发育后，再进行“胚胎移植”的产物

(2)X B Y X B X b(顺序不能颠倒) 女女性胚胎从父亲那里接受X B基因，表现型正常

8．下图为培养“转基因试管牛”的基本过程示意图，请据图回答下列问题：

(1)A过程一般用________激素处理供体母牛，使其超数排卵，此前需用激素对供体母牛和代孕母牛进行________处理。

(2)采集到的精子在进行体外受精前必须进行________处理，采集的卵母细胞也需要培养至________期才能受精。

(3)B过程通常用________法将含有抗凝血酶基因的表达载体导入受精卵，这样培育出来的试管牛进入泌乳期后，即可从其乳汁中分离出来所需的________这一药用蛋白。

解析：(1)通常采用孕激素对供体母牛和代孕母牛进行同期发情处理，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存和发育条件，这也是胚胎移植成功与否的关键。其后还要用促性腺激素处理供体母牛，使其超数排卵。(2)采集到的精子必须进行获能处理，卵母细胞也需要培养至减数第二次分裂中期才发育成熟，具备受精的能力。(3)将目的基因注入动物细胞常用显微注射法，所培育的转基因牛的乳汁中将表达出该目的基因的产物——抗凝血酶。

答案：(1)促性腺同期发情

(2)获能减数第二次分裂中

(3)显微注射抗凝血酶

9．2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。

据图回答下列问题：

(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射________激素，促使一次有更多的卵泡发育。

(2)重组细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备________，重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2，CO2的主要作用是_____________________________________________。

(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要______________和____________等技术。

(4)三亲婴儿的培育技术________(填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而________(填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体________(填比例)来自母亲提供的细胞核。

答案：(1)促性腺

(2)(与精子)受精的能力维持培养液的pH

(3)早期胚胎培养胚胎移植

(4)能不能1/2(或50%)