高考生物總復習胚胎工程浙科選修

第三章胚胎工程

高頻考點突破基礎自主梳理命題視角剖析即時達標訓練第三章胚胎工程基礎自主梳理一、從受精卵談起1．受精作用(1)概念：成熟的精子和卵細胞融合成為_______的過程。(2)過程：包括精卵識別、精子附著于卵膜、_____________等幾個過程。(3)同種動物精卵才能結合的原因之一：同種動物精子、卵細胞表面有特異性_________的蛋白。受精卵精卵質膜融合相互識別2．胚胎發(fā)育的過程(1)個體發(fā)育起點：________。(2)受精卵進行的細胞分裂方式是_________。(3)胚胎發(fā)育各時期的特點卵裂期：隨著卵裂球細胞數目的增加，細胞體積逐漸減??；當卵裂球含2～8個細胞時，其中的每個細胞都具有_______。受精卵有絲分裂全能性囊胚期：中間有空腔，即________；外表為扁平細胞，稱為滋養(yǎng)層，將來發(fā)育成胚胎的附屬結構或胚外結構(如胚盤)；囊胚內細胞團的細胞為胚胎干細胞，是具有________的細胞，能分化出成體動物的所有組織和器官。原腸胚期：具有三個胚層，分別是外胚層、中胚層、內胚層，并逐漸分化形成各種器官原基，中間有空腔，即_______。囊胚腔全能性原腸腔(4)組織器官分化二、胚胎工程1．研究對象：主要限定于______________，特別是哺乳動物。2．研究的重點內容：體外受精、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞的培養(yǎng)等。高等脊椎動物(1)體外受精概念：采取雌性動物的卵細胞和雄性動物的精子，使其在______中受精。過程：從附睪中取出成熟的精子，在培養(yǎng)液中使其達到獲能狀態(tài)；從______中獲得未成熟的卵細胞，在體外培養(yǎng)促進其成熟，最常用的方法是卵巢經過超數排卵處理后，插入穿刺針吸取卵泡液(連同卵母細胞)取出；獲能的精子和成熟后的_________在體外適合的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精。試管卵巢卵細胞(2)胚胎體外培養(yǎng)定義：指應用人工創(chuàng)造的環(huán)境，對獲取的早期胚胎進行體外培養(yǎng)。特點：必須配置一系列____________的培養(yǎng)液，以用于胚胎不同時期生理代謝的需要。局限性：由于哺乳動物胚胎發(fā)育條件異常復雜，因此，目前只能對少數物種不同階段的胚胎進行培養(yǎng)，尚無從受精卵到新生兒的全體外胚胎培養(yǎng)技術。含不同成分(3)胚胎移植定義：是指將經濟價值較高、遺傳性狀_____的母畜，經過______處理，使其___________后受精，然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到___________的代孕母的子宮內，通過代孕母妊娠產仔的技術。優(yōu)良激素超數排卵同期發(fā)情原因：由于無法進行全體外胚胎培養(yǎng)。過程：一頭母畜發(fā)情排卵并經配種后，在一定時間內從其生殖器官中取出________，然后把它們分別移植到另一頭與供體同時發(fā)情排卵、但未經配種的母畜的相應部位。優(yōu)點：可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的____能力。供體的職能：專門產生具有優(yōu)良遺傳特性的_________。受體的職能：擔任繁重而漫長的___________的任務。早期胚胎繁殖早期胚胎妊娠和育仔(4)胚胎分割定義：是指借助顯微操作技術將__________切割成幾等份，再移植到代孕母子宮中發(fā)育，產生同卵多仔后代的技術?；静襟E：在顯微鏡下用切割針或者切割刀把______分割開，或者用酶處理等方式將卵裂球中的細胞分散開；分割的胚胎或細胞直接移植給受體，或在體外培養(yǎng)到囊胚階段，再移植到受體內著床發(fā)育。優(yōu)點：可以成倍增加胚胎數量，是一種快速繁殖良種畜的方法。早期胚胎胚胎(5)胚胎干細胞定義：當受精卵分裂發(fā)育到___________(囊胚)時，內細胞團的細胞為胚胎干細胞。胚胎干細胞的特點：未分化，具有發(fā)育全能性和二倍體核型，能被誘導分化為機體幾乎所有的細胞類型。胚胎干細胞的培養(yǎng)過程：將干細胞放在含有一層飼養(yǎng)層的培養(yǎng)基上培養(yǎng)；等內細胞團突出飼養(yǎng)層外，用酶消化或機械剝離內細胞團；將內細胞團用酶消化成單個細胞，置于新鮮培養(yǎng)液中培養(yǎng)。早期胚胎培養(yǎng)胚胎干細胞的關鍵：具備一種必須能促進胚胎干細胞______，同時抑制其分化的培養(yǎng)體系。胚胎干細胞核移植：是指把_______________移植到去核的卵細胞中，經過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物的技術。干細胞研究的重要作用：可以進行基因敲除，獲得基因敲除的動物；可以轉變?yōu)槿梭w的任何一種細胞和組織；可以在試管中改良并創(chuàng)造動物新品種。生長胚胎干細胞核思考感悟胚胎工程在拯救瀕危動物、家畜良種的繁育和推廣中的作用是什么？【提示】加快繁育速度。高頻考點突破考點一受精作用及胚胎發(fā)育過程1．受精作用：成熟的精卵融合成為受精卵的過程稱為受精，該過程包括精卵識別、精子附著于卵膜、精卵質膜融合等幾個過程。2．胚胎發(fā)育——受精卵發(fā)育成幼體的過程受精卵：胚胎發(fā)育的起點幼體【易誤警示】受精卵的前兩次卵裂為縱裂(沿卵軸方向)，第三次卵裂為橫裂(與卵軸垂直)，且卵裂面偏向上方，故經三次卵裂后可形成上面4個較小，下面4個含較大的8細胞胚。解析：選D。原腸胚的特征是具有三個胚層，有縮小的囊胚腔，有原腸腔。原腸胚的形成過程中伴隨著細胞分裂，細胞數目增多，而每個細胞內遺傳物質的量在分裂前后都相等，所以隨著細胞分裂，DNA總量增加。原腸胚發(fā)育形成各種組織和器官，這是細胞分化，細胞分化的實質是基因的選擇性表達。在胚胎早期發(fā)育過程中，營養(yǎng)全部來自受精卵，無法從外界獲得，隨著生命活動消耗的增加，有機物的總量是減少的?？键c二胚胎工程1．體外受精和胚胎體外培養(yǎng)2．胚胎移植培育流程【易誤警示】

①胚胎移植實際上是早期胚胎在相同環(huán)境條件下空間位置的轉移，而胚胎本身的遺傳物質并不發(fā)生改變，因此均能保持其原來的各種優(yōu)良性狀。②胚胎移植的最適宜時期為囊胚期，促進雌性個體超數排卵的激素主要是促性腺激素。3．胚胎分割的流程即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)2．胚胎分割是一種現代生物技術，關于這一技術的敘述正確的是(

)A．胚胎分割可以將早期胚胎任意分割成多份B．胚胎分割技術可以獲得同卵雙胎或多胎C．胚胎分割技術屬于有性生殖方式，因此不屬于克隆D．胚胎分割技術可以分割任意時期胚胎解析：選B。胚胎分割常選擇桑椹胚或囊胚時期的胚胎，一般分割成同卵雙胎，并不能任意分割成多份。胚胎分割可以看作是動物無性繁殖克隆的方法。考點三胚胎干細胞(ES細胞)的培養(yǎng)1．概念：是由早期胚胎(囊胚)的內細胞團分離出來的一類細胞。2．特點(1)形態(tài)：體積小、細胞核大、核仁明顯。(2)功能：具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。(3)體外培養(yǎng)ES細胞可以增殖而不分化。對它可以進行冷凍保存，也可以進行遺傳改造。3．種類類別來源或舉例特點全能干細胞桑椹胚或囊胚及以前階段的細胞能發(fā)育成完整個體多能干細胞(胚胎干細胞)內細胞團細胞、原始性腺細胞分離能分化出動物體內的任何組織專能干細胞(成體干細胞)骨髓干細胞、皮膚生發(fā)層細胞能分化出特定的組織4.培養(yǎng)關鍵：需要一種能促進胚胎干細胞的生長，但抑制其分化的培養(yǎng)體系，這種體系就是胚胎成纖維細胞。5．培養(yǎng)過程6．胚胎干細胞的主要用途(1)將胚胎干細胞核移植到去核的卵細胞中，經過胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后由受體產生克隆動物，操作流程如下：(2)基因敲除，獲得移植器官。(3)培育出人造組織器官，用于器官移植。(4)改良創(chuàng)造動物新品種。即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)3．現在有一個嬰兒在出生后醫(yī)院為他保留了臍帶血，在以后他生長發(fā)育過程中如果出現了某種難治療的疾病，就可以通過血液中的干細胞來為其治病，關于這個實例說法正確的是(

)A．用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，需要激發(fā)細胞的所有全能性B．用臍帶血中的干細胞能夠治療這個孩子所有的疾病C．如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技術D．如果要移植用他的干細胞培育出的器官，應該要長期給他使用免疫抑制藥物解析：選C。用干細胞培育出人體需要的器官用來移植治病，不需要激發(fā)細胞的所有全能性。用臍帶血中的干細胞能培育出人體的許多器官，用來移植，但不是所有疾病都能治療，如：流行性疾病。如果要移植用他的干細胞培育出的器官，需要用到細胞培養(yǎng)技術，然后分化成器官。如果要移植用他的干細胞培育出的器官，由于是自身的細胞培育成的，沒有免疫排斥反應，所以不用長期給他使用免疫抑制藥物。命題視角剖析視角1緊扣教材重點胚胎的發(fā)育下列關于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是(

)A．卵裂期胚胎中細胞數目和有機物總量在不斷增加B．胚胎分割時需將原腸胚的內細胞團均等分割C．胚胎干細胞具有細胞核大、核仁小和蛋白質合成旺盛的特點D．胚胎干細胞是一類未分化的細胞，可從早期胚胎中分離獲取例1【嘗試解答】D【解析】下面通過表格，對各項逐一分析：選項判斷詳細分析A項錯誤卵裂期細胞不斷分裂但胚胎體積不變，故細胞數目增多但有機物逐漸消耗而減少B項錯誤內細胞團是囊胚時期的，不是原腸胚時期的C項錯誤胚胎干細胞是全能干細胞，是未分化細胞，具有細胞核大，核仁大等明顯的特點D項正確胚胎干細胞可從內細胞團獲取【探規(guī)尋律】

(1)受精卵及卵裂球細胞都具有全能性。(2)囊胚內細胞團細胞是胚胎干細胞，具有全能性。(3)原腸胚細胞已發(fā)生分化，細胞全能性降低。變式訓練

(2011年寧波第一次模擬)下列有關敘述錯誤的是(

)A．胚胎干細胞具有發(fā)育全能性B．高等動物的胚胎發(fā)育是指從受精卵發(fā)育到幼體的過程C．上圖是胚胎發(fā)育過程中的囊胚期示意圖，其中③為內細胞團細胞D．進行胚胎分割時，應選擇原腸胚期的胚胎進行解析：選D。胚胎分割時，應選擇桑椹胚或囊胚期的胚胎進行。視角2洞察高考熱點胚胎工程的應用(2010年高考山東卷)胚胎工程是一項綜合性的動物繁育技術，可在畜牧業(yè)和制藥業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。下圖是通過胚胎工程培育試管牛的過程。例2(1)從良種母牛采集的卵母細胞，都需要進行體外培養(yǎng)，其目的是____________________；從良種公牛采集的精子需________后才能進行受精作用。(2)在體外培養(yǎng)受精卵時，除了給予一定量的O2以維持細胞呼吸外，還需要提供________氣體以維持______________________________。(3)圖中過程A稱為________________，它在胚胎工程中的意義在于__________________________________。(4)研制能夠產生人類白細胞介素的牛乳腺生物反應器，需將目的基因導入牛受精卵，最常用的導入方法是__________________；獲得轉基因母牛后，如果______________即說明目的基因已經表達。【嘗試解答】(1)使卵母細胞成熟(或：使卵母細胞獲得受精能力)獲能(2)CO2培養(yǎng)液(基)的pH(3)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(4)顯微注射法牛奶中含有人類白細胞介素(或：牛乳腺細胞已合成人類白細胞介素)【解析】

(1)從良種母牛采集的卵母細胞都要在體外經人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。(2)體外培養(yǎng)受精卵需要提供CO2以維持培養(yǎng)液的pH。(3)過程A為胚胎移植，能夠充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛力，提高繁殖率。(4)將目的基因導入動物細胞用顯微注射法。若在轉基因牛的乳汁中檢測出含有人的白細胞介素，說明目的基因已成功表達。視角3突破易錯終點卵裂階段物質含量和體積大小的變化1．卵裂階段的細胞分