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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．下列关于卵母细胞采集的叙述，不正确的是( )
A．有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B．从输卵管中取出的卵子可以直接与获能的精子在体外受精
C．对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D．采集的卵母细胞都可以直接与获能的精子在体外受精
解析：对于实验动物如小鼠、兔以及家畜猪、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。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，这两种方式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。
答案：D
3．据报道，一名高龄妇女顺利产下一名试管婴儿，为这个家庭带来了福音，在生物学上试管婴儿技术属于( )
A．有性生殖、体外受精
B．无性生殖、体内发育
C．有性生殖、体内受精
D．无性生殖、体外发育
解析：试管婴儿技术是精子和卵细胞在体外培养条件下受精，属于有性生殖。
答案：A
4．下列关于“克隆羊”“试管羊”“转基因羊”的说法，合理的是( )
A．它们的遗传物质都只来自于一个亲本
B．它们在形成过程中一般都有卵细胞的参与
C．它们是通过相同的生殖方式获得亲本的优良性状
D．培育过程都用到核移植技术和胚胎移植技术
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解析：三种羊的遗传物质都不只来自一个亲本，如克隆羊也有少量遗传物质来自供质的亲本，试管羊是体外受精的产物，细胞核的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，A错误；克隆羊的培育，要把体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中；试管羊的培育需要精子和卵细胞体外受精；转基因羊中，往往把目的基因导入卵细胞，B正确；克隆羊、转基因羊属于无性生殖，试管羊属于有性生殖，C错误；三个成就都用到动物细胞培养技术和胚胎移植技术，但试管羊和转基因羊没有用到核移植技术，D错误。
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．MⅠ B．MⅡ
C．桑葚胚期 D．囊胚期
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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。
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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？_______________________
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______________________________________________________。
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XBY和XBXb，在移植时选用女性胚胎，由于该胚胎从父亲那里接受XB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)XBY XBXb(顺序不能颠倒) 女 女性胚胎从父亲那里接受XB基因，表现型正常
8．请根据下图，回答有关体外受精和早期胚胎培养的问题：
(1)对于小鼠、兔以及家畜羊等实验动物，卵母细胞的采集方法是用________
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激素处理，使其排出更多的卵子，从________中冲取卵子，________(填“可以”或“不可以”)直接与获能的精子在体外受精。
(2)获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下都可以在________溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(3)受精作用过程中，防止多精入卵的第一道屏障是________，它发生在精子触及________________的瞬间；防止多精入卵的第二道屏障是___________________________________________________。
(4)精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入________培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。
答案：(1)促性腺 输卵管 可以 (2)获能 (3)透明带反应 卵细胞膜 卵细胞膜反应 (4)发育
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%)
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