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文檔簡介
微專題突破一、胚胎工程的四個操作流程1.試管動物生產(chǎn)流程2.克隆動物的培育流程3.轉(zhuǎn)基因動物的培育流程4.胚胎移植的流程eq\x(\a\al(對供體、受體雌性個體進行選擇,并用激素進行同期發(fā)情處理))↓eq\x(用激素對供體雌性做超數(shù)排卵處理)↓eq\x(\a\al(超數(shù)排卵的雌性發(fā)情后,選擇同種優(yōu),良雄性進行配種或人工授精))↓eq\x(胚胎收集(沖卵))↓eq\x(\a\al(胚胎質(zhì)量檢查,此時胚胎發(fā)育,到桑椹胚或囊胚階段))↓eq\x(胚胎移植)↓eq\x(受體雌性(檢查是否妊娠))生產(chǎn)↓eq\x(胚胎移植的幼體)1.試管嬰兒、試管苗和克隆羊這三者可以說是現(xiàn)代生物科技的杰出成果,下列對其生物學(xué)原理及技術(shù)的敘述,正確的是()【導(dǎo)學(xué)號:10210080】A.都屬于無性生殖B.都屬于生物工程的技術(shù)范疇C.都不會發(fā)生基因重組D.都體現(xiàn)了分化的細(xì)胞具有全能性【解析】試管嬰兒的原理為有性生殖,但該過程需要動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù);試管苗是植物組織培養(yǎng)的結(jié)果,體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性;克隆羊利用了核移植技術(shù),體現(xiàn)了動物細(xì)胞核的全能性。在三項成果中,試管嬰兒培育的第一步是體外受精,而參與受精的精子和卵細(xì)胞在經(jīng)減數(shù)分裂形成的過程中都會發(fā)生基因重組,綜合以上分析,只有B項敘述正確?!敬鸢浮緽2.(2023·浙江十二校聯(lián)考)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。【答案】D3.通過胚胎工程建立的轉(zhuǎn)基因動物模型,常用于基因表達調(diào)控的研究、良種動物的篩選以及基因工程藥物的生產(chǎn)等。制備轉(zhuǎn)基因鼠的流程如圖所示:(1)體外受精時,人工采集的動物精子必須經(jīng)過____________處理才能完成圖示中的①過程,完成②過程常采用的方法是________。(2)④過程中,為維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定,必須將培養(yǎng)瓶放置在______________中進行培養(yǎng),培養(yǎng)過程中用____________(酶)處理才能獲得單個細(xì)胞。(3)圖示中甲為____________________時期的去核卵母細(xì)胞,⑤過程操作技術(shù)叫做________。(4)在上述轉(zhuǎn)基因鼠的培育過程中,所用到的主要胚胎工程技術(shù)有體外受精、________________和________。(5)轉(zhuǎn)基因鼠只攜帶一個B基因,常采用____________的方法來培育出基因型為BB的個體?!窘馕觥?1)人工采集的動物的精子必須獲能才能完成受精。②過程表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法是顯微注射法。(2)④過程表示胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng),應(yīng)在CO2恒溫箱中進行。胰蛋白酶或膠原蛋白酶能將動物細(xì)胞分散成單個細(xì)胞。(3)細(xì)胞核移植中用到的是減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞。(4)在轉(zhuǎn)基因動物的培育過程中用到了體外受精、早期胚胎的培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。(5)由雜合子獲得純合子的方法是雜交和篩選。【答案】(1)獲能顯微注射法(2)CO2恒溫箱胰蛋白酶(膠原蛋白酶)(3)減數(shù)第二次分裂中期(MⅡ中期)核移植(4)早期胚胎的培養(yǎng)(動物細(xì)胞培養(yǎng))胚胎移植(5)多代雜交并篩選二、胚胎工程中易混名詞辨析1.試管動物(嬰兒)和克隆動物(1)試管動物(或嬰兒):是指通過體外受精和胚胎移植技術(shù)而產(chǎn)生的動物(或嬰兒)。試管動物(或嬰兒)可以加快優(yōu)良種畜的繁殖速度,也能解決人類的不孕問題。(2)克隆動物:一般是指由一個細(xì)胞通過無性繁殖形成的動物,該動物的基因型與提供細(xì)胞(或細(xì)胞核)的個體完全相同??寺〖夹g(shù)的原理是細(xì)胞核的全能性。2.體外受精和人工授精(1)體外受精體外受精是指哺乳動物的精子和卵子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。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行人工授精,省去了大量家畜運輸?shù)穆闊?.治療性克隆與生殖性克隆類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療用于生育,獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性生殖;產(chǎn)生新個體或新組織,遺傳信息相同4.下列哪項不是人工授精和體外受精的區(qū)別()A.人工授精能更有效地發(fā)揮優(yōu)良公畜的特性B.體外受精能更有效地發(fā)揮母畜的繁殖潛能C.人工授精和體外受精的本質(zhì)不同D.人工授精的精卵結(jié)合在母畜體內(nèi),而體外受精的過程在母畜體外【解析】人工授精是用人工的方法,將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi),使精卵細(xì)胞結(jié)合;體外受精是將人工獲取的精子和卵母細(xì)胞在體外完成受精。這兩者的本質(zhì)都是兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合,只不過前者是在體內(nèi)完成的,后者是在體外完成的?!敬鸢浮緾5.(多選)(2023·南京檢測)我國科學(xué)家培育“熒光豬”的技術(shù)流程如圖所示。圖中字母表示有關(guān)技術(shù)或原理,匹配正確的是()A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 B.體外受精C.有絲分裂 D.胚胎移植【解析】外源基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法應(yīng)為顯微注射法。B為核移植過程。C為胚胎的培養(yǎng),細(xì)胞進行有絲分裂,D為胚胎移植?!敬鸢浮緾D6.(2023·江蘇高考)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()【導(dǎo)學(xué)號:10210081】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.為了進一步擴大繁殖規(guī)模,可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎【解析】本題考查胚胎移植過程和胚胎分割移植的應(yīng)用。用促性腺激素促進雌性個體超數(shù)排卵,而不是雌激素,故A錯誤;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,故B錯誤;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C錯誤;為了進一步擴大繁殖規(guī)模,可通過胚胎分割技術(shù)獲得同卵雙胎或多胎,故D正確。【答案】D章末綜合測評(三)(時間:45分鐘,分值:100分)一、選擇題(共8個題,每小題5分,共40分)1.(2023·泰安期中)關(guān)于哺乳動物早期胚胎發(fā)育的敘述正確的是()A.合子形成后立即進入子宮內(nèi)進行有絲分裂B.卵裂時隨著細(xì)胞數(shù)目的增加胚胎總體積也隨之增大C.桑椹胚階段前的每個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞D.內(nèi)細(xì)胞團將來發(fā)育成胎盤和胎膜【解析】哺乳動物的受精作用發(fā)生在輸卵管中,并且在輸卵管中進行卵裂過程,A錯誤;卵裂時隨著細(xì)胞數(shù)目的增加,胚胎總體積不變,甚至略微減小,B錯誤;桑椹胚階段前的每個細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞,C正確;內(nèi)細(xì)胞團將來發(fā)育成胎兒的各種組織,D錯誤。【答案】C2.下列關(guān)于卵母細(xì)胞采集的敘述,不正確的是()A.在采集時有些動物要用促性腺激素處理B.有些動物可以從輸卵管中沖取卵子,直接與獲能的精子在體外受精C.對有些動物可以直接從活體卵巢中吸取卵母細(xì)胞D.采集的卵母細(xì)胞,都能直接與獲能的精子在體外受精【解析】由超數(shù)排卵處理后從輸卵管中沖取的卵子已在體內(nèi)發(fā)育成熟,不需培養(yǎng)可直接與獲能的精子受精;直接從活體動物的卵巢中吸取的卵母細(xì)胞必須在體外培養(yǎng)成熟后,才能與獲能的精子受精。【答案】D3.現(xiàn)有甲(克隆羊)、乙(試管羊)、丙(轉(zhuǎn)基因羊)三只羊。下列有關(guān)敘述正確的是()A.甲和丙的培育過程中都應(yīng)用了體外受精和胚胎移植技術(shù)B.與乙不同,甲的遺傳物質(zhì)可來自兩個雌性親本C.培育三只羊都是通過相同的生殖方式獲得親本的優(yōu)良性狀D.三只羊的體外早期胚胎培養(yǎng)都經(jīng)歷了受精卵、桑椹胚、囊胚、原腸胚等階段【解析】甲利用核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植,乙利用體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植,A錯誤;核移植過程中供體和受體均可以是雌性,試管羊的遺傳物質(zhì)來自父本和母本,B正確;甲為無性生殖,乙為有性生殖,丙為有性生殖,C錯誤;甲羊不經(jīng)過受精卵,D錯誤?!敬鸢浮緽4.(2023·江蘇高考)下列關(guān)于蛙胚胎發(fā)育過程的敘述,正確的是()A.通過細(xì)胞分裂不斷增加細(xì)胞數(shù)量,并在一定時期發(fā)生細(xì)胞分化B.胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞不斷分裂,但不發(fā)生凋亡C.隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加,蛙胚的有機物總量不斷增加D.發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)逐漸增加【解析】本題考查動物胚胎發(fā)育的過程。受精卵通過細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)量,囊胚期細(xì)胞開始出現(xiàn)分化,到原腸胚的時候,細(xì)胞分化達到最大程度,所以A正確;胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞不斷分裂,也會發(fā)生細(xì)胞的凋亡,因此B錯誤;發(fā)育過程中蛙胚從環(huán)境中獲得氧氣,但是營養(yǎng)物質(zhì)全部來自受精卵,所以隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加,蛙胚的有機物總量不斷減少,營養(yǎng)物質(zhì)逐漸減少,故C、D錯誤?!敬鸢浮緼5.第三代試管嬰兒技術(shù)也稱胚胎植入前遺傳學(xué)診斷,指在胚胎移植前,取胚胎細(xì)胞的遺傳物質(zhì)進行分析,篩選出健康胚胎進行移植的方法。下列有關(guān)說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號:10210082】A.胚胎植入前遺傳學(xué)診斷過程需要進行羊腹腔穿刺取羊水中的細(xì)胞B.體外受精后的受精卵無需培養(yǎng)可進行胚胎移植C.胚胎移植的受體從技術(shù)上來說沒有必要一定是胚胎的遺傳學(xué)母親D.第三代試管嬰兒技術(shù)的成熟意味著大家可以隨意選擇和定制孩子【解析】本題考查設(shè)計試管嬰兒的挑戰(zhàn)。第三代試管嬰兒技術(shù)主要是在植入胚胎前,需要對胚胎進行遺傳學(xué)診斷,即在胚胎植入前取胚胎的部分細(xì)胞進行分析,以篩選符合要求的胚胎,A錯;胚胎植入前需要培養(yǎng)至8~16細(xì)胞胚階段進行移植,B錯;受體與胚胎之間可能只有營養(yǎng)關(guān)系,沒有遺傳關(guān)系,C對;第三代試管嬰兒技術(shù)還不成熟,即使成熟,也不能隨意選擇和定制孩子,違背倫理、道德、法律,D錯?!敬鸢浮緾6.(2023·鎮(zhèn)江期末)2023年10月諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎被英國科學(xué)家約翰·格登和日本醫(yī)學(xué)教授山中伸彌奪得,他們在細(xì)胞核重新編程研究領(lǐng)域做出了杰出貢獻。目前,山中伸彌和其他研究小組已把多種組織(包括肝、胃和大腦)的細(xì)胞,轉(zhuǎn)變成了誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞,并讓誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞分化成了皮膚、肌肉、軟骨、神經(jīng)細(xì)胞以及可以同步搏動的心臟細(xì)胞。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.成熟細(xì)胞被重新編程的過程中細(xì)胞的分化程度逐漸降低B.多功能干細(xì)胞能分化成神經(jīng)細(xì)胞,神經(jīng)細(xì)胞不能脫分化成多功能干細(xì)胞C.多功能干細(xì)胞與成熟細(xì)胞相比,細(xì)胞內(nèi)DNA的含量不變,RNA的含量發(fā)生了變化D.誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞分化的過程不僅與基因有關(guān),與細(xì)胞直接生活的微環(huán)境也有關(guān)【解析】根據(jù)題意,已分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成多功能干細(xì)胞,從而使分化程度降低,故A對;通過細(xì)胞核重新編程,成熟細(xì)胞也能脫分化成多功能干細(xì)胞但不能體現(xiàn)全能性,B錯誤;成體細(xì)胞都是由受精卵有絲分裂而來,細(xì)胞核內(nèi)DNA相同但基因是選擇性表達的,所以轉(zhuǎn)錄出來的RNA不同,合成的蛋白質(zhì)也不同,C正確;基因的選擇性表達過程不僅與基因有關(guān),也受細(xì)胞的微環(huán)境影響,D正確?!敬鸢浮緽7.哺乳動物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程,只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺乳動物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。據(jù)圖分析,下列敘述錯誤的是()A.次級卵母細(xì)胞形成的過程需要激素調(diào)節(jié)B.細(xì)胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ細(xì)胞分裂后期染色體數(shù)目相同D.培育轉(zhuǎn)基因動物應(yīng)選擇細(xì)胞Ⅳ作為受體細(xì)胞【解析】本題考查減數(shù)分裂、胚胎工程和基因工程等知識,意在考查信息獲取能力和分析推理能力。分析題圖可知,在促性腺激素的作用下減數(shù)第一次分裂完成并產(chǎn)生次級卵母細(xì)胞,A正確;只有在精子的作用下,次級卵母細(xì)胞才能完成減數(shù)第二次分裂,B正確;Ⅱ為卵原細(xì)胞,染色體數(shù)目為2N,Ⅲ在減數(shù)第二次分裂后期,著絲點分裂后染色體數(shù)為2N,Ⅳ為受精卵,在有絲分裂后期,著絲點分裂,染色體數(shù)目加倍為4N,三者在細(xì)胞分裂后期染色體數(shù)目不同,C錯誤;動物基因工程中常用受精卵作為受體細(xì)胞,D正確?!敬鸢浮緾8.治療性克隆有希望最終解決供體器官的短缺和器官移植出現(xiàn)的排異反應(yīng)。下圖表示治療性克隆的過程,下列說法正確的是()A.上述過程利用了動物體細(xì)胞融合技術(shù)B.上述過程實現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性C.胚胎干細(xì)胞的不斷增殖和分化潛能保證①過程的進行D.①②過程不進行DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成【解析】治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定細(xì)胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植。治療性克隆主要利用了體細(xì)胞核移植技術(shù),A項錯誤;動物體細(xì)胞核移植技術(shù)體現(xiàn)了動物體細(xì)胞核的全能性,所以B項錯誤;胚胎干細(xì)胞具有全能性,經(jīng)過不斷的分裂和分化,可得到能用于移植的各種組織細(xì)胞,所以C項正確;在細(xì)胞的分裂間期進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,在細(xì)胞的分化過程中,由于基因的選擇性表達,不同的細(xì)胞中產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì),因此D項錯誤?!敬鸢浮緾二、非選擇題(共4個題,共60分)9.(15分)下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段,請據(jù)圖回答問題?!緦?dǎo)學(xué)號:10210083】(1)寫出各個階段的名稱:A________,B_______________________________________________,C________。(2)寫出圖中各標(biāo)號的名稱:2________,4________。(3)A時期的細(xì)胞具有發(fā)育上的________性,B時期開始出現(xiàn)________,C時期開始出現(xiàn)________?!窘馕觥拷獯鸨绢}首先應(yīng)根據(jù)圖示判斷出A、B、C各屬于胚胎發(fā)育的哪個時期,然后再分析各時期的特點。(1)圖中A是桑椹胚,B是囊胚,C是原腸胚。(2)圖B中1是滋養(yǎng)層,2是內(nèi)細(xì)胞團,3是透明帶,4是囊胚腔。(3)桑椹胚細(xì)胞具有全能性;囊胚期開始出現(xiàn)細(xì)胞分化,已分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團;原腸胚開始出現(xiàn)胚層分化,分化為外胚層、內(nèi)胚層,在內(nèi)、外胚層之間將形成中胚層。【答案】(1)桑椹胚囊胚原腸胚(2)內(nèi)細(xì)胞團囊胚腔(3)全能細(xì)胞分化胚層分化10.(15分)如圖所示,經(jīng)過胚胎移植,荷斯坦小奶牛具有與供體母牛相似的特性。因此,它對充分發(fā)揮優(yōu)良母牛的繁殖潛力,推廣利用優(yōu)良雌性配子,加速畜群改良等,都有極其重要的實際生產(chǎn)價值,在動物遺傳學(xué)和繁殖生理學(xué)的研究中也具有重要作用。胚胎移植示意圖(1)你認(rèn)為黃牛生出荷斯坦小奶牛的生殖方式是________________。(2)在選擇優(yōu)秀種公牛的精子時,應(yīng)選擇含______染色體的精子才可繁育出良種小奶牛。(3)優(yōu)秀種公牛精液,要經(jīng)過________(生理過程)才具有受精能力,受精卵常在體外培養(yǎng)到______階段,再進行移植。(4)為了獲得較多的卵母細(xì)胞,對供體母牛的處理措施是__________________。(5)胚胎移植的用途有_______________________________________________。(舉兩列)【解析】本題考查性別決定、胚胎移植的操作和應(yīng)用。黃牛生出荷斯坦小奶牛利用了體外受精技術(shù),屬于有性生殖。優(yōu)秀種公牛精子中的性染色體為X和Y,要繁育出良種小奶牛,應(yīng)選擇含X染色體的精子與成熟的卵細(xì)胞體外受精。采集的精子要放入培養(yǎng)液中培養(yǎng),使精子達到獲能狀態(tài),才能夠穿入卵細(xì)胞內(nèi)部。移植的最適宜時期是囊胚階段。超數(shù)排卵常采用給母牛注射促性腺激素的方式。胚胎移植可用于快速繁育良種家畜、克隆哺乳動物、克服人類的不孕癥等?!敬鸢浮?1)有性生殖(2)X(3)精子獲能囊胚(4)注射促性腺激素(5)快速繁育良種家畜、克隆哺乳動物11.(15分)(2023·山東高考)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下:(1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的________________技術(shù),過程②采用的是胚胎工程中的______________技術(shù)。(2)體細(xì)胞進行體外培養(yǎng)時,所需氣體主要有O2和CO2,其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________________。(3)如果克隆過程中需進行基因改造,在構(gòu)建基因表達載體(重組載體)時必須使用________和________兩種工具酶?;虮磉_載體上除目的基因外,還需有__________基因,以便選出成功導(dǎo)入基因表達載體的細(xì)胞。(4)胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的____________。在一定條件下,胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體____________(填“A”或“B”),則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)?!窘馕觥?1)過程①表示細(xì)胞核與去核卵母細(xì)胞結(jié)合,即核移植技術(shù);過程②表示早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)體細(xì)胞進行體外培養(yǎng)時,CO2氣體的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH(或酸堿度)。(3)構(gòu)建基因表達載體時需要限制酶和DNA連接酶兩種工具酶;基因表達載體上的標(biāo)記基因的作用是便于篩選出成功導(dǎo)入基因表達載體的細(xì)胞。(4)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,屬于胚胎干細(xì)胞。在圖示過程中,B個體提供的是細(xì)胞核,分化形成的組織器官的性
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