1、一、试管动物技术1含义：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。2应用：良种动物的快速大量繁殖。3技术手段：体外受精、早期胚胎的培养和移入母体子宫。二、体外受精的步骤1卵母细胞的采集和培养(1)(2)2精子的采集和获能(1)(2)精子的获能获能方法概念适用动物培养法将精子放入人工配制的获能液中培养，使其获能啮齿动物、家兔和猪等化学诱导法将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能牛、羊等家畜3.体外受精获能的精子和培养成熟的卵子，一般情况下可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。三、胚胎的早期
2、培养1培养液的成分：一般包括无机盐、有机盐类、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。2胚胎早期培养的目的(1)精子和卵细胞在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。(2)当胚胎发育到适宜的阶段时，进行受体移植或冷冻保存。3胚胎的去向(1)向受体移植：不同动物胚胎移植的时间不同。牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植。人的体外受精胚胎，可在816个细胞阶段移植。(2)冷冻保存。一、体外受精阅读教材P6972，分析图314，探讨下列问题：1有些动物在采集卵母细胞时，为了获得更多的卵子，应用什么激素处理？该激素能否口服？提示：用促性
3、腺激素处理雌性动物，使其排出更多的卵子。用促性腺激素处理时，只能注射不能口服，因为促性腺激素是肽类化合物，口服会因消化道的消化作用而失去原有的效应。2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：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。3哺乳动物体外受精过程中，需对精子进行离心处理的原因是什么？提示：精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，在一般情况下，精液中的精子无法获能。二、早期胚胎培养1试比较动物胚胎培养液和动物细胞培养液的异同。提示：有机盐无机盐维生素无菌2完善试管牛工厂化生产的技术流程。 (1)结果：实现良种牛的快速、大
4、量繁殖。(2)所用技术：_、_。提示：体外培养体外获能胚胎移植卵母细胞体外受精早期胚胎培养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)图中过程采集精子时，常采用_法。获得的精子经_处理后才能受精。(3)图中
5、过程通常采用_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_。(4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出一种对早期胚胎进行性别鉴定的方法。_。解析(1)试管动物的产生过程是通过人工操作获取精子和卵子，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；(2)采集精子的主要方法有三种：手握法、假阴道法、电刺激法，常采用的方法是假阴道法，且采集后的精子需放到化学药物中才能使之获能；(3)精子和卵子受精发生一些重要的生理反应，如顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作
6、用，其中后两者是防止多精入卵的主要生理过程；(4)试管动物对早期胚胎进行检测可以有选择性地获得所需性别。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黄膜封闭作用(4)分析胚胎细胞的染色体组型(其他合理答案也可)如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题：(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比，特有的技术手段是_技术，这两种动物繁殖的方式相比，实质性的区别为前者是_，后者是_。(2)一般用_激素对供体母牛做超数排卵处理。人工授精前需对精子进行_处理。(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂，除一些_
7、外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等物质。为了防止培养过程中的污染，通常还需添加一定量的_。(4)如果培育转基因荷斯坦奶牛，可采用_技术将药用蛋白基因导入到_中，在检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，常采用的方法是_技术，根据是否显示出杂交带进行鉴定。研析本题以“纯种荷斯坦小奶牛”的工业化生产为背景材料考查体外受精的操作步骤和动物胚胎的早期培养方法。具体解题过程如下：审提取信息信息a：由图示中文字信息“受精卵体外培养”可确定为有性生殖。 信息b：由设问(2)“超数排卵”可选择使用促性腺激素。 信息c：由设问(3)培养过程中“防止污染”可知需加入抗生素。 信息d：由设问(
8、4)“受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因”可确定杂交方法。析解读信息 解读信息a：题图所示的繁殖过程具有精卵结合形成受精卵的过程，应为有性生殖。 解读信息b：促性腺激素能促进性激素的分泌，从而促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成，要使卵巢“超数排卵”，需注射促性腺激素。 解读信息d：培育转基因荷斯坦奶牛时，目的基因导入动物细胞时，常用显微注射法。检测受体细胞中的染色体DNA上是否插入了目的基因时，需进行DNA分子交。答解题规范设问(1)：第一个空不能答“胚胎移植”，因为克隆动物和图示繁殖方式均涉及胚胎移植，不是克隆技术所特有的。设问(2)：超数排卵时只能使用促性腺激素，答“性激素”不给
9、分。设问(3)：第一个空需答出两种盐类，否则不给分；第二个空填抗生素的关键点在于关键词“防止污染”，不能不审题直接答“血清”。设问(4)：答第一个空时，要通读后面的关键信息，以免错答为“转基因技术”。受体细胞常用全能性较高的细胞(如受精卵)，不能写成体细胞。答案(1)核移植无性生殖有性生殖(2)促性腺获能(3)无机盐和有机盐类抗生素(4)显微注射受精卵DNA分子杂交巧记早期胚胎培养的培养液的成分两“盐”：无机盐和有机盐；两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核苷酸；另外有水和动物血清等。课堂归纳网络构建填充：促性腺获能冷冻保存血清关键语句1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
10、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。2试管动物技术中，首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。3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。4收集精子常用的方法有假阴道法、手握法和电刺激法。5精子体外获能的方法有培养法和化学诱导法两种。6哺乳动物胚胎的培养液中，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。1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
11、都可直接与获能的精子在体外受精解析：选D卵子采集方法有两种：先用促性腺激素处理供体，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精；从屠宰母畜的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，通过这种方式获得的卵母细胞要在体外人工培养成熟后才能与获能的精子受精。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：选D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
12、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。3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：选C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溶液中使精子获能。4胚胎早期培养需要用液体培养基，此培养液成分是()A水、无机盐、维生素、激素、有机盐、氨基酸、核苷酸、血清等B蔗糖、水、无机盐、激素、维生素等C水、无机盐、蔗糖、氨基酸、核苷酸、血清等D水、无机盐、维生素、有机盐、淀粉等答案：A5据哺乳动物体外受精的过程回答以下问题：(1)体外受精的过程主要包
13、括_、_及受精等几个步骤。(2)精子采集的方法主要有_、_和_。获能的方法有_和_。(3)体外采集小鼠的卵子常用_。A超数排卵处理法B活体采卵法C从早期胚胎中采集D从屠宰后母畜卵巢中采集(4)请用一个流程图表示体外受精过程。答案：(1)卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能(2)假阴道法手握法电刺激法培养法化学诱导法(3)A(4)如图(时间：25分钟；满分：50分)一、选择题(每小题2分，共20分)1体外受精常采用的采集卵母细胞的方法有()用促性腺激素处理后，从输卵管中冲取卵子化学诱导法电刺激法从活体动物卵巢中吸取卵母细胞从屠宰场废弃卵巢中采集卵母细胞ABC D解析：选D采用注射激素的方法，使母
14、畜产生更多的卵子；利用超声波引导法，从母畜体内采集卵母细胞或直接从屠宰母畜的卵巢内获取卵母细胞。2关于早期胚胎培养的说法，不正确的是()A发育培养液的成分通常含有血清B发育培养液的成分较一般动物细胞培养液的成分简单C动物种类不同，进行胚胎移植的早期胚胎所处阶段不同D进行胚胎移植之前，可将培养到适宜时期的早期胚胎进行保存解析：选B进行胚胎早期培养的发育培养液，与动物细胞培养液相似，如都含有动物血清等物质。早期胚胎培养在本质上也可看做动物细胞培养。3如图为某哺乳动物生殖过程示意图(b为卵子)。下列相关叙述中不正确的是()A动物个体的产生分别属于有性生殖和无性生殖B动物个体的产生表明，高度分化的动物
15、细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力C按照动物个体的产生方式，后代的性别比例仍为11，但这对于动物的进化则是不利的D图中a、b、c三种细胞的产生方式，仅c为有丝分裂解析：选C动物个体的产生是由精、卵细胞结合而形成的个体，属于有性生殖过程；动物个体的产生是由去核卵细胞与另一细胞的细胞核重组成的一个新细胞，进而发育成一个新的个体，故此方式属于克隆过程(无性繁殖)。动物的性别由核中的染色体决定，故个体的性别与提供细胞核的个体相同。4以下是制定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术流程，其中正确的顺序应是()卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能画出“试管牛”工厂化生产技术流程图受精胚胎的早期培养A BC
16、 D解析：选B“试管牛”工厂化生产的流程是卵母细胞的采集和培养精子的采集和获能受精胚胎的早期培养画出“试管牛”工厂化生产技术流程图。5哺乳动物体外受精的过程是()卵母细胞的采集精子的采集卵母细胞的人工培养精子的获能处理精子与成熟的卵子在受精溶液中共同培养精子用CaCl2处理卵母细胞用一定浓度的肝素溶液处理体外受精受精卵培养ABCD解析：选B哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获取与获能和受精等几个主要步骤。一定浓度的肝素溶液是用于精子的体外获能；CaCl2溶液可用于基因工程处理细菌细胞，增加其细胞壁的通透性，以利于重组载体的导入。6良种试管牛的繁殖过程是：用激素促进甲牛多排卵
17、，然后把卵母细胞在体外与人工采集的乙牛的精子进行受精，在特定培养基上培育成胚胎，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产生试管牛的生殖方式属于有性生殖B“用激素促进甲牛多排卵”的激素是孕激素C甲牛、乙牛对试管牛核基因的贡献相同D该技术可应用于加速优良种畜的繁殖解析：选B培育试管动物的技术手段主要是体外受精和胚胎移植，产生新的动物个体的生殖方式为有性生殖，所以供卵的甲牛和供精子的乙牛核基因贡献相同。对甲牛进行超数排卵处理，所用的激素是促性腺激素而不是孕激素。7在体外受精前，要对精子进行获能处理。对于家兔来说，其精子获能的方式是()A培养法B化学诱导法C突
18、变法 D注入ATP法解析：选A对于啮齿动物、家兔和猪等动物的精子一般采用培养法，即将取自附睾的精子放入人工配制的获能液中，培养一段时间后，精子即可获能。8下列哪项不是人工授精和体外受精的区别()A人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性B体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能C人工授精和体外受精的本质不同D人工授精的精卵结合在母畜体内，而体外受精的这一过程在母畜体外解析：选C人工授精是用人工的方法，将公畜的精液注入母体生殖道内，使精子和卵子结合；体外受精是将人工获取的精子和卵子在体外完成受精。这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的。9关于牛体外受精胚胎的工厂
19、化生产的叙述正确的是()A精子和卵子受精形成受精卵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卵裂C成熟卵子与收集来的精子形成受精卵后，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胚胎发育和受精过程只需在体外进行解析：选C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或囊胚阶段才能移植，移植入母体后继续发育形成幼体产出。10试管婴儿之父爱德华兹因体外受精技术获得2010年诺贝尔生理学或医学奖，该体外受精技术又称试管婴儿技术。下列说法错误的是()A将收集到的精子放在一定浓度的肝素溶液中培养是为了诱导精子获能B受精过程防止多精入卵的生理反
20、应包括透明带反应和卵细胞膜封闭作用C进行早期胚胎培养时，培养液中除加入一些必要的营养成分外，还应添加激素和血清D一般将胚胎培养至囊胚或原肠胚时，再进行胚胎移植解析：选D不同动物胚胎移植的时间不同，一般应在桑椹胚、囊胚阶段，甚至更早，原肠胚阶段已分化为不同的胚层，不宜进行胚胎移植。二、非选择题(共30分)11(10分)如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列有关问题：(1)方法和方法培育优良种牛的本质区别是_等。(2)过程技术为_。(3)过程常用_激素处理，目的是使B牛_，从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到_(时期)才能与精子结合。(4)A牛的精子必须在B牛的生殖道中经过相
21、应的生理变化后，才能与B牛的卵子结合，完成受精作用，这个过程叫_。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到_。解析：(1)方法是试管牛由受精卵发育而来，为有性生殖；方法为克隆牛通过核移植方式培育而来，为无性生殖。(2)图中过程为体细胞核与去核卵母细胞的融合过程，称为动物体细胞核移植技术。(3)过程通常用促性腺激素处理，以达到一次性排出多个卵子的目的，即超数排卵；卵母细胞需培养到减数第二次分裂中期(M期)才能与精子结合。(4)精子必须在母牛的生殖道内获能才能与卵子结合，卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体。答案：(1)方法的培育为有性生殖过程，方法的培育为无性生殖
22、过程(2)动物体细胞核移植技术(3)促性腺超数排卵减数第二次分裂中期(M中期)(4)精子获能两个极体12(10分)根据下面“试管牛”工厂化生产的技术流程图解，回答问题： (1)根据_(填标号)判断，此种繁殖方式是_生殖。(2)过程中通常每个卵巢平均可采集_枚左右可用的卵母细胞，最终可能产下_头犊牛。(3)卵母细胞体外培养时必须培养到_阶段才具有受精能力，过程为_，通常采用_法。(4)过程分别代表_和_，发育阶段一般为_。解析：试管牛是由精子和卵子结合形成的受精卵发育而来的，属于有性生殖过程；目前，屠宰场废弃的卵巢，每个平均可采集到10枚卵母细胞，经体外培养和受精，可获得可用的胚胎，移植给受体母
23、牛后可产下1至2头犊牛；采集到的精子，必须经过获能处理才具有受精能力，对牛来说，体外方法通常采用化学诱导法；根据图解，可以判断，过程为体外受精，过程为早期胚胎培养，为早期胚胎，发育到桑椹胚或囊胚时期适于进行胚胎移植。答案：(1)有性(2)1012(3)减数第二次分裂中期精子获能处理化学诱导(4)体外受精早期胚胎培养桑椹胚或囊胚时期13(10分)下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题：(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14 h，黑暗10 h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是_。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下
24、培养一段时间，目的是_。再在37 、5%CO2条件下，精卵共同作用4 h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天可以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎_期开始的标志。(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管吸除雄核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是_。(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于_。(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发
25、育成转基因小鼠，有的却死亡。因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因：_。解析：(1)注射促性腺激素和在光控周期下饲养成年雌鼠的目的是促进排卵，取出的精子要在一定条件下培养是为了使精子获能；囊胚期开始的标志是胚胎收缩，细胞间隙扩大，胚胎内部出现裂隙。(2)题中所用处理方法类似于单倍体育种的方法，因此，其优点是容易获得纯合子并能缩短育种时间。(3)“克隆”动物的基因来源是：核基因来自小鼠甲，质基因来自小鼠乙。(4)由题干叙述可知，外源基因要随机插入到小鼠的受精卵DNA中，在插入过程中可能会破坏原有基因的完整性，使其不能表达，假如破坏的基因是对小鼠生长发育至关重要的基因，则小鼠会死亡。答案：(1)促进排卵(或超数排卵)使精子获能囊胚(2)容易获得纯合子并缩短育种时间(3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
