生物 必修3專題3

專題三胚胎工程知識排查考點詮解一、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子、卵子的發(fā)生和受精作用(1)精子、卵子發(fā)生的比較：項目精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場所睪丸的曲細精管內(nèi)雌性動物的卵巢內(nèi)時期初情期開始，直到生殖機能衰退胚胎時期性別分化以后續(xù)表(2)受精過程：①受精前的預(yù)備階段精子獲能：正常情況下在雌性動物的生殖道內(nèi)完成。卵子的預(yù)備：發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期，才具備與精子受精的才干。2．早期胚胎發(fā)育(1)過程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚(2)各時期的特點：①個體發(fā)育的起點是受精卵。②卵裂期：細胞分裂使細胞數(shù)目添加，但胚胎總體積并不添加或略有減少，因此每個細胞的體積會隨分裂的進展不斷減少，但核內(nèi)遺傳物質(zhì)并未減少。③桑椹胚時期：細胞均未分化，細胞全能性最高，是胚胎分割的最正確時期。④囊胚期：出現(xiàn)囊胚腔，細胞開場分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。⑤原腸胚期：出現(xiàn)原腸腔，個體較大的細胞稱為內(nèi)細胞團，未來發(fā)育成胎兒的各種組織，個體較小的細胞，稱為滋養(yǎng)層細胞，未來發(fā)育成胎膜和胎盤。3．總結(jié)(1)精子變形：細胞核→頭部的主要成分：高爾基體→頭部的頂體；中心體→精子的尾；線粒體→線粒體鞘；細胞內(nèi)的其他物質(zhì)→原生質(zhì)滴，隨精子的成熟過程向后挪動，直到最后零落。(2)初級卵母細胞減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，結(jié)果產(chǎn)生一個次級卵母細胞和第一極體，進入輸卵管，預(yù)備與精子受精。減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的，次級卵母細胞經(jīng)分裂產(chǎn)生一個成熟的卵子和第二極體。(3)動物排出卵子的成熟程度不同，有的能夠是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的能夠是初級卵母細胞，如馬、犬等，但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當(dāng)?shù)竭_減數(shù)第二次分裂的中期時，才具有與精子受精的才干。特別提示：①卵子完成受精的標(biāo)志是卵黃膜和透明帶的間隙可以察看到兩個極體。②受精過程中有三大反響(作用)：頂體反響、透明帶反響、卵黃膜封鎖作用。三大反響(作用)的作用不同：頂體反響主要是構(gòu)成精子穿越放射冠的通路；透明帶反響是防止多精子入卵受精的第一道屏障；卵黃膜封鎖作用那么是防止多精子入卵受精的第二道屏障。二、體外受精和早期胚胎培育1．體外受精步驟(1)卵母細胞的采集和培育：①實驗動物以及家畜豬、羊等：用促性腺激素處置，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。②大家畜或大型動物：從剛被屠宰的母畜的卵巢中采集卵母細胞或直接從活體動物的卵巢中汲取，然后在體外進展人工培育至成熟后，才干與獲能精子受精。(2)精子的采集和獲能：①搜集精子的方法：主要有假陰道法、手握法和電刺激法等；②精子體外獲能的方法：主要有培育法(嚙齒動物、家兔、豬等)和化學(xué)誘導(dǎo)法(牛、羊等家畜的精子常采用化學(xué)法，即將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中，用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能)。(3)體外受精：獲能的精子和培育成熟的卵子可以在獲能液或公用的受精溶液中完成受精過程。2．胚胎的早期培育培育液的成分：無機鹽、有機鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分和血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保管。2．克隆動物的培育流程特別提示：①根據(jù)發(fā)育成D新個體的卵細胞核由B動物提供，而性別及大多遺傳性狀是由核內(nèi)遺傳物質(zhì)決議的，故B、D兩者的性別及大多數(shù)遺傳性狀一樣。②克隆動物的起點是經(jīng)過核移植構(gòu)成的一個細胞，其遺傳物質(zhì)主要來自供核一方。四、胚胎分割與胚胎干細胞1．胚胎分割(1)概念：采用機械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。(2)進展胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形狀正常的桑椹胚或囊胚。(3)對囊胚進展分割時要留意將內(nèi)細胞團進展均等分割，否那么會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。(4)用胚胎分割添加動物后代：其本質(zhì)是動物的無性繁衍或克隆的方法之一。2．胚胎干細胞(ES細胞)的研討進展及運用前景(1)干細胞分類：干細胞分為三類：全能干細胞、多能干細胞、專能干細胞。胚胎干細胞為全能干細胞。(2)胚胎干細胞的運用前景：ES細胞的分別和培育勝利是胚胎工程中的艱苦成就之一，在根底生物學(xué)、畜牧學(xué)和醫(yī)學(xué)上都具有非常重要的運用價值。①ES細胞可用于治療人類的某些頑癥。利用ES細胞可以被誘導(dǎo)分化構(gòu)成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能。②培育成組織器官，用于器官移植。③對ES細胞的培育和誘導(dǎo)，為提示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段。④ES細胞可用于對哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律的研討。(3)人ES細胞研討前沿進展：目前，對ES細胞的分別、培育體系的研討以及ES細胞的選擇、檢測和全能性的維持，不僅是胚胎工程的前沿課題之一，也是當(dāng)前生命科學(xué)研討的搶手課題之一。熱點突破題型一體外受精及胚胎發(fā)育典例12006年4月25日，一頭特殊的由體細胞克隆產(chǎn)生的牛犢在山東省萊陽農(nóng)學(xué)院高青科技成果轉(zhuǎn)化基地——淄博小黑牛牧業(yè)科技降生。這頭通體黑亮的小牛犢采用了轉(zhuǎn)基因克隆技術(shù)，其體內(nèi)帶有抗瘋牛病基因。據(jù)引見，新降生的抗瘋牛病體細胞克隆牛是萊陽農(nóng)學(xué)院董雅娟教授、柏學(xué)進教授繼2001年11月勝利克隆出我國首例和第二例安康成活體細胞克隆牛之后完成的又一項艱苦成果。轉(zhuǎn)基因動物的研制，是將人類需求的外源基因，經(jīng)過顯微注射等方法導(dǎo)入到動物受精卵細胞核中，然后把注射后的受精卵移植到受體雌性動物體內(nèi)，讓其發(fā)育生長。(1)該技術(shù)首先要經(jīng)過體外受精獲得受精卵。從雌性動物體內(nèi)采集的是__________，且要在體外經(jīng)__________后，才干與__________的精子受精。(2)體外受精得到的受精卵，應(yīng)移入發(fā)育培育液中繼續(xù)培育。培育時培育液中不僅要有無機鹽類和有機鹽類，而且還要有__________等營養(yǎng)成分及動物血清等物質(zhì)。當(dāng)發(fā)育到適宜的階段時，將其取出移植到受體動物體內(nèi)。(3)胚胎移植是胚胎工程及其技術(shù)的最后一道工序，可以充分發(fā)揚雌性優(yōu)良個體的__________。供體的主要職能是__________，而受體那么承當(dāng)著妊娠和育仔的義務(wù)。在實施該技術(shù)時，要用激素對供、受體雌性動物進展處置，使它們__________。解析：高等動物的初級卵母細胞在胎兒時期就曾經(jīng)構(gòu)成，經(jīng)過減數(shù)第一次分裂構(gòu)成次級卵母細胞后和精子結(jié)合，然后才干接著進展減數(shù)第二次分裂，因此從雌性動物體內(nèi)采集的是卵母細胞，這些細胞只需在精子獲能后才干順利和精子結(jié)合，完成受精作用。受精卵構(gòu)成后的早期培育在發(fā)育培育液中進展，培育液中應(yīng)含有維生素、激素、氨基酸、核苷酸、動物血清等成分。普通培育到桑椹胚或者囊胚后才向受體移植或者冷凍保管。在胚胎移植技術(shù)中，供體的作用是提供具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎，而受體那么承當(dāng)著妊娠和育仔的義務(wù)，這種技術(shù)的最大優(yōu)勢是能充分發(fā)揚供體的繁衍潛力。答案：(1)卵母細胞人工培育成熟獲能(2)維生素、激素、氨基酸、核苷酸(3)繁衍潛力產(chǎn)生具有優(yōu)良遺傳特性的胚胎同期發(fā)情題型二胚胎工程的根本操作典例2胚胎移植的根本程序如圖(以牛胚胎移植為例)，請據(jù)圖回答：(1)對供體母牛、供體公牛的要求是__________。(2)同期發(fā)情處置的方法是__________，沖卵中的“卵〞是指__________。(3)哺乳動物受精過程有以下中的__________機制阻止多精子入卵受精(多項選擇)。A．精子獲能具有差別性B．精子穿越卵子透明帶觸及卵黃膜，導(dǎo)致透明帶反響C．精子觸發(fā)卵黃膜外表微絨毛的抱合反響D．精子入卵后，觸發(fā)卵黃膜封鎖作用(4)受精的有關(guān)過程有：①第一次卵裂開場，②釋放第二極體，③頂體反響，④穿越透明帶，⑤雌、雄原核的構(gòu)成，⑥核膜消逝，雌、雄原核交融。其正確的順序為__________(填序號)，受精的標(biāo)志是_______。(5)假設(shè)供體母牛具有許多優(yōu)良性狀，可利用體細胞克隆技術(shù)加速遺傳改良進程，請回答以下有關(guān)問題：①目前核移植技術(shù)中普遍運用的去核方法是_________________。②用于核移植的供體細胞普通選用__________代以內(nèi)的細胞，緣由是____________________。解析：(1)胚胎移植的供體公、母牛必需是具優(yōu)良遺傳性狀的同種牛。(2)胚胎移植首先要對供、受體母牛進展選擇，并用激素進展同期發(fā)情處置，普通注射促性腺激素。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵安裝，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來。(3)透明帶反響是防止多個精子進入透明帶引起多精子受精的第一道屏障；卵黃膜的封鎖作用是防止多精子入卵受精的第二道屏障。(4)受精過程為：①精卵相遇，發(fā)生頂體反響，精子穿過放射冠；②精子接觸透明帶；③精子穿過透明帶，接觸卵黃膜；④精子頭膨脹，同時卵子完成第二次成熟分裂，釋放第二極體；⑤雌、雄原核構(gòu)成；⑥核膜消逝，兩個原核交融；⑦第一次卵裂即將開場。(5)①目前核移植技術(shù)中普遍運用的去核方法是顯微操作去核法；②用于核移植的供體細胞普通都選用10代以內(nèi)的細胞，10代以內(nèi)的細胞普通能保證正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳根底。答案：(1)具優(yōu)良性狀的同種牛(2)注射促性腺激素胚胎(早期)(3)B、D(4)③④②⑤⑥①卵黃膜和透明帶間出現(xiàn)兩個極體(5)①顯微操作去核法②1010代以內(nèi)的細胞普通能保證正常的二倍體核型誤區(qū)警示：(1)用促性腺激素處置供體母牛是為了引起超數(shù)排卵，在此之前也用激素對供體和受體牛進展同期發(fā)情處置，是為了使它們生理條件到達同步，使供體的胚胎移入受體母牛后有一樣或類似的生存條件。(2)胚胎移植中的沖卵指的是將早期胚胎沖洗出來，而卵子的采集是從輸卵管中沖取卵子。題型三胚胎工程的運用典例3如圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，請回答以下問題：(1)A細胞是__________，在進展體外受精前要對精子進展__________處置。(2)進展胚胎分割時，應(yīng)選擇發(fā)育到__________時期的胚胎進展操作。(3)②指的是__________。(4)經(jīng)過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個體具有一樣遺傳性狀的根本緣由是__________。(5)在對囊胚階段的胚胎進展分割時，應(yīng)留意_______________。(6)受體母牛必需和供體牛屬于__________。移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理根底是__________________________________。解析：此題調(diào)查胚胎工程的運用。將獲能精子與處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞交融即可得到受精卵，受精卵經(jīng)過體外培育構(gòu)成早期胚胎。為了快速繁育優(yōu)良種類，可以采用胚胎分割的技術(shù)手段，即選擇發(fā)育良好、形狀正常的桑椹胚或囊胚進展分割，分割后產(chǎn)生的個體由于所含的遺傳物質(zhì)一樣，所以性狀表現(xiàn)很類似。在對囊胚階段的胚胎進展分割時，要留意將內(nèi)細胞團均等分割，否那么會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育。大量的研討曾經(jīng)證明，受體對移入子宮的外來胚胎根本上不發(fā)生免疫排斥反響，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了能夠。答案：(1)(次級)卵母細胞獲能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)具有一樣的遺傳物質(zhì)(5)胚胎分割要將內(nèi)細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育(6)同一物種受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反響1．以下關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的表達，正確的選項是()A．卵裂期胚胎中細胞數(shù)目和有機物總量在不斷添加B．胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)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(zhì)合成旺盛等特點D．胚胎干細胞是一類未分化細胞，可從早期胚胎中分別獲取解析：卵裂期胚胎中細胞數(shù)目添加，而有機物總量不斷減少，胚胎分割時需將囊胚的內(nèi)細胞團均等分割。胚胎干細胞是一類可從早期胚胎中分別獲得的未分化細胞，其具有細胞核大、核仁大、蛋白質(zhì)合成旺盛等特點。答案：D2．正常精細胞構(gòu)成精子的過程中，細胞的很多構(gòu)造退化消逝，但保管了大量線粒體，由于線粒體可以合成精子運動所需的()A．乙醇B．ATPC．胰島素D．淀粉解析：線粒體是有氧呼吸的主要場所，精子運動所需的直接能源物質(zhì)是ATP，主要是在線粒體中產(chǎn)生的。答案：B3．(2021·江蘇生物)以下關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁衍優(yōu)質(zhì)奶羊的表達，錯誤的選項是()A．對受體母羊與供體母羊進展同期發(fā)情處置B．人工授精后的一定時間內(nèi)，搜集供體原腸胚用于胚胎分割C．利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全一樣的胚胎D．一次給受體母羊植入多個胚胎，可添加雙胞胎和多胞胎的比例解析：進展胚胎移植前需對受體母羊和供體母羊進展同期發(fā)情處置，使它們具有一樣的生理環(huán)境；胚胎分割應(yīng)選擇桑葚胚或囊胚時期的安康胚胎；胚胎分割技術(shù)屬于無性繁衍，可獲得兩個基因型完全一樣的胚胎；一次給受體母羊植入多個胚胎，從而發(fā)育出多個個體，添加了雙胞胎和多胞胎的比例。答案：B4．(2021·江蘇生物)老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特殊的β淀粉樣蛋白體，它的逐漸積累能夠?qū)е律窠?jīng)元損傷和免疫功能下降，某些基因的突變會導(dǎo)致β淀粉樣蛋白體的產(chǎn)生和積累。以下技術(shù)不能用于老年癡呆癥治療的是()A．胚胎移植技術(shù) B．胚胎干細胞技術(shù)C．單克隆抗體技術(shù) D．基因治療技術(shù)解析：根據(jù)題意可知，治療老年癡呆癥的途徑有：導(dǎo)入正常的基因(基因治療技術(shù))；提供和修復(fù)受損傷的神經(jīng)元(胚胎干細胞技術(shù))；降低β淀粉樣蛋白體的含量(單克隆抗體技術(shù))。而胚胎移植是為了獲得優(yōu)良個體，不能用于治療該病。答案：A5．以下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的表示圖。請回答：(1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至____________期的內(nèi)細胞團