高中生物浙科版現(xiàn)代生物科技專題第三章胚胎工程 專題歸納提升

與胚胎工程相關(guān)的易混點辨析1.動物胚胎培養(yǎng)與動物組織(或細(xì)胞)培養(yǎng)(1)概念比較①動物組織(或細(xì)胞)培養(yǎng)是將動物體內(nèi)的一部分組織取出，經(jīng)酶處理使其分散成單個細(xì)胞后，在人工控制的條件下，使分散的細(xì)胞出現(xiàn)生長、增殖等生命現(xiàn)象。②動物胚胎培養(yǎng)是指在人工創(chuàng)造的環(huán)境下，對獲取的早期胚胎進(jìn)行體外培養(yǎng)，目的是為胚胎移植提供適合的早期胚胎。(2)動物胚胎培養(yǎng)液和動物細(xì)胞培養(yǎng)液比較項目動物胚胎培養(yǎng)液動物細(xì)胞培養(yǎng)液鹽類無機(jī)鹽、有機(jī)鹽無機(jī)鹽、微量元素營養(yǎng)物質(zhì)氨基酸、核苷酸糖、氨基酸調(diào)節(jié)物質(zhì)維生素、激素促生長因子共有成分血清2.體外受精和人工授精(1)體外受精①體外受精是指哺乳動物的精子和卵細(xì)胞在體外人工控制的環(huán)境中完成受精過程的技術(shù)。它的基本原理是人工模擬體內(nèi)環(huán)境，包括營養(yǎng)、溫度、pH等，使初級卵母細(xì)胞成熟，同時使精子獲能，最終完成受精作用，并有計劃地保存胚胎等。②哺乳動物的體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲能和受精等幾個主要步驟。(2)人工授精人工授精技術(shù)是指用相應(yīng)的器械采集公畜的精液，再將其注入正在發(fā)情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的過程。人工授精要注意選用具有優(yōu)良性狀的公畜，人工采精，同時要對獲取的精液樣品進(jìn)行檢查，確定精液的質(zhì)量。人工授精技術(shù)為畜牧業(yè)帶來了巨大的效益：①人工授精技術(shù)可有效地發(fā)揮優(yōu)良公畜的特性；②人工授精同自然交配相比，公畜的配種效率顯著提高；③優(yōu)良公畜的精液可長期保存，并易于運輸?shù)饺魏蔚胤竭M(jìn)行人工授精，省去了大量家畜運輸?shù)穆闊?．囊胚與胚囊的區(qū)別(1)存在囊胚是動物胚胎發(fā)育的一個階段，受精卵經(jīng)卵裂形成的內(nèi)部具有一個空腔的球狀胚胎叫囊胚。胚囊是植物胚珠的組成部分，由大孢子母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成一個大孢子，經(jīng)三次有絲分裂形成八個核的胚囊，近珠孔端有一個卵細(xì)胞和兩個助細(xì)胞，遠(yuǎn)珠孔端有三個反足細(xì)胞，胚囊中央有兩個極核。(2)發(fā)育去向囊胚進(jìn)一步發(fā)育為動物的原腸胚。而胚囊完成雙受精后，受精卵和受精極核分別發(fā)育為胚和胚乳。4．試管動物與克隆動物項目試管動物克隆動物技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、胚胎移植核移植技術(shù)實例克隆牛多莉羊過程生殖方式有性生殖無性生殖遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來自兩個個體遺傳物質(zhì)與供體相同意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進(jìn)程、挽救瀕危物種等動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)，如圖所示，a、b、c表示現(xiàn)代工程技術(shù)，①、②、③表示其結(jié)果，下列說法正確的是()A．若a是核移植技術(shù)，①反映了動物體細(xì)胞也具有全能性B．若c是胚胎分割技術(shù)，③中個體的基因型和表現(xiàn)型一定相同C．①②③中作為受體的動物品種是珍稀的或存量少的雌性動物D．若b是體外受精技術(shù)，則②為良種家畜快速大量繁殖提供了可能【解析】核移植技術(shù)反映了動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，不能說明動物體細(xì)胞具有全能性；胚胎分割技術(shù)獲得的個體，基因型相同，但表現(xiàn)型由于受環(huán)境影響，不一定相同；①②③中作為受體的動物品種一般是生長健康、同種的雌性動物；體外受精和胚胎移植技術(shù)的應(yīng)用解決了良種生育率低、繁殖速度慢的問題，為良種家畜快速大量繁殖提供了可能?！敬鸢浮緿“試管嬰兒技術(shù)”實際上是下列哪種技術(shù)的產(chǎn)物()A．體外受精技術(shù) B．試管培育技術(shù)C．轉(zhuǎn)基因技術(shù) D．克隆技術(shù)【解析】“試管嬰兒技術(shù)”是依據(jù)體內(nèi)受精的原理，在體外進(jìn)行的，應(yīng)是體外受精的產(chǎn)物?！敬鸢浮緼細(xì)胞核移植與胚胎移植1.細(xì)胞拆合技術(shù)——細(xì)胞核移植(動物克隆技術(shù))(1)原理：細(xì)胞核的全能性。(2)過程(3)特點：克隆動物D核內(nèi)的遺傳物質(zhì)全都來自供核的A生物，質(zhì)基因則來自受體細(xì)胞B。該過程屬于無性生殖。(4)運用去核卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因：卵細(xì)胞大，便于操作；卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)能夠刺激細(xì)胞核全能性的表達(dá)。(5)用途：快速繁殖良種、特異、瀕危的動物。2．胚胎(分割)移植——試管動物的繁育(1)原理：細(xì)胞的全能性，屬于有性生殖。(2)過程(3)用途：解決動物和人的不育問題；提高良種家畜的繁殖力。長期以來優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近幾年發(fā)展起來的細(xì)胞工程技術(shù)和胚胎工程技術(shù)為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機(jī)。下面是科學(xué)家快速繁殖良種奶牛的兩種方法，請據(jù)圖回答：(1)試管牛E和克隆牛G的培育過程中都必須用到動物細(xì)胞培養(yǎng)，在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，需讓培養(yǎng)液中含有一定量的CO2，其主要作用是______________________________________________________________。(2)科學(xué)家將人的α—抗胰蛋白酶基因轉(zhuǎn)入上圖的重構(gòu)卵中，常用的技術(shù)手段是________________。選擇重構(gòu)卵作為受體細(xì)胞的原因是________________。(3)培養(yǎng)出的克隆牛G幾乎是________________牛的“復(fù)制品”，這是因為______________________________________________________________。(4)為大量獲得試管牛E，可將早期胚胎進(jìn)行分割后移植，分割所選的胚胎應(yīng)是________________，分割時要注意將________________均等分割，以保證分割后的胚胎能正常發(fā)育?！窘馕觥縿游锛?xì)胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中的CO2能維持pH相對穩(wěn)定。生物的絕大多數(shù)性狀由細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)所控制，G牛的細(xì)胞核來自C牛，所以G牛幾乎是C牛的“復(fù)制品”?！敬鸢浮?1)維持培養(yǎng)液pH(2)顯微注射重構(gòu)卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞中表達(dá)(3)C控制生物性狀的遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞核中，而G牛的細(xì)胞核來自于C牛(4)發(fā)育正常的桑椹胚或囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員培育出10頭豬蹄發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因豬。主要研究過程是：①將瘦素基因與綠色熒光蛋白基因?qū)胴i胎兒成纖維細(xì)胞；②將轉(zhuǎn)基因的成纖細(xì)胞核移植到去核的豬卵母細(xì)胞，并培育形成早期胚胎；③將胚胎移植到代孕母豬體內(nèi)，最終獲得轉(zhuǎn)基因豬。在這一過程中不必進(jìn)行的是()A．將瘦素基因與綠色熒光蛋白基因拼接，并構(gòu)建基因表達(dá)載體B．培養(yǎng)并篩選處于減數(shù)第二次分裂中期的豬次級卵母細(xì)胞C．篩選出轉(zhuǎn)基因豬胎兒成纖維細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因克隆胚胎D．給代孕母豬注射環(huán)孢霉素A阻止T細(xì)胞增殖，以利于代孕母豬接受胚胎【解析】胚胎移植過程中需對供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理，處理后的受體對移入的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，所以不需要注射環(huán)孢霉素A阻止T細(xì)胞的增殖?！敬鸢浮緿1．下列關(guān)于胚胎工程的敘述，正確的是()A．胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割B．試管牛的培育過程屬于克隆技術(shù)C．超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素如性激素、孕激素等D．胚胎移植實際上是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程【解析】胚胎分割一般選用囊胚。試管牛的培育屬于有性生殖，其關(guān)鍵技術(shù)是體外受精。超數(shù)排卵使用的激素是促性腺激素?！敬鸢浮緿2．杜泊羊以其生長速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點，被稱為“鉆石級”肉用綿羊?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示，相關(guān)敘述正確的是()A．為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用雌激素對雌性杜泊羊進(jìn)行處理B．從卵巢中采集的卵母細(xì)胞可直接與獲能的精子進(jìn)行體外受精C．為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應(yīng)，應(yīng)注射免疫抑制劑D．為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎【解析】A項，超數(shù)排卵時使用的是促性腺激素，而不是雌激素。B項，從卵巢中采集的卵母細(xì)胞未發(fā)育成熟，需要經(jīng)過體外人工培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子受精。C項，受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故不需要注射免疫抑制劑。D項，為了進(jìn)一步擴(kuò)大繁殖規(guī)模，可通過胚胎分割技術(shù)獲得基因型相同的同卵雙胎或多胎個體?！敬鸢浮緿3．胚胎工程技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用不包括()A．移植胚胎干細(xì)胞使退化的組織修復(fù)并恢復(fù)正常功能B．進(jìn)行胚胎移植能充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛能C．采用機(jī)械方法將早期胚胎分割產(chǎn)生同卵雙胎D．在小鼠腹腔中培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)單克隆抗體【解析】胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，包括體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。單克隆抗體的制備屬于動物細(xì)胞工程技術(shù)。【答案】D4．下列關(guān)于胚胎移植生理學(xué)基礎(chǔ)的敘述，不正確的是()A．在發(fā)情后的最初一段時期，母牛即使沒有受精，其生殖系統(tǒng)也處于受精后的生理狀態(tài)B．早期胚胎在相當(dāng)一段時間是獨立存在的，未與子宮建立實質(zhì)性聯(lián)系C．一般來說，同一物種的受體母畜對于具有外來抗原物質(zhì)的胚胎并沒有免疫排斥現(xiàn)象D．移植的胚胎，依靠自身儲存的營養(yǎng)物質(zhì)繼續(xù)完成胚胎發(fā)育【解析】移植的胚胎，在一定時期后會與受體子宮建立生理上和組織上的聯(lián)系，從而保證了以后的正常發(fā)育所需要的營養(yǎng)條件?！敬鸢浮緿5．科學(xué)家通過誘導(dǎo)黑鼠體細(xì)胞去分化獲得誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)，繼而利用iPS細(xì)胞培育出與黑鼠遺傳特性相同的克隆鼠。流程如下：(1)從黑鼠體內(nèi)獲得體細(xì)胞后，對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為________，培養(yǎng)的細(xì)胞在貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱為________。(2)圖中2-細(xì)胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得，該過程稱為________；也可從灰鼠體內(nèi)取出卵子，通過________后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)圖中重組囊胚通過________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用________方法保存。(4)小鼠胚胎干細(xì)胞(ES)可由囊胚的________分離培養(yǎng)獲得。iPS與ES細(xì)胞同樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細(xì)胞進(jìn)行定向________后用于疾病的細(xì)胞治療?！窘馕觥勘绢}以多能干細(xì)胞的獲得及其全能性的體現(xiàn)為線索，綜合考查動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎工程的相關(guān)知識。(1)將動物組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理成單個細(xì)胞后進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)；貼壁的細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。(2)將早期胚胎從雌性動物子宮中沖洗出來的方法叫沖卵；早期胚胎也可以通過成熟卵子和精子在體外受精后進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)獲得。(3)重組后的囊胚通過胚胎移植技術(shù)移入母體子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不進(jìn)行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中冷凍保存。(4)胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，是從早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，這里的早期胚胎是指從受精卵發(fā)育到囊胚期(內(nèi)細(xì)胞團(tuán))的細(xì)胞；iPS與ES細(xì)胞一樣，可通過誘導(dǎo)定向分化修補(bǔ)某些功能異常的細(xì)胞來治療疾病?！敬鸢浮?1)原代培養(yǎng)接觸抑制(2)沖卵(或：沖胚)體外受精(或：核移植)(3)胚胎移植冷凍(或：低溫)(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)誘導(dǎo)分化6．下圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為________。過程①表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進(jìn)行，去核時常采用________的方法。②代表的過程是________。(2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)哺乳動物的正常細(xì)胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動