【全程設(shè)計(jì)】2021屆高考生物一輪復(fù)習(xí)細(xì)致講解練：選修3-第三講-胚胎工程

第三講胚胎工程(教材專題3)一、胚胎工程的含義胚胎工程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)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培育等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需要移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。二、體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子產(chǎn)生的場所、時(shí)期與過程(1)場所：睪丸的曲細(xì)精管。(2)時(shí)期：初情期開頭，直到生殖機(jī)能衰退。(3)過程：2．卵子的發(fā)生(1)場所：卵巢。(2)時(shí)期：胎兒期和初情期后。(3)過程(如圖)：(4)兩次分裂的時(shí)間：減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，減數(shù)其次次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程中完成的。3．受精過程(1)受精作用：精子與卵子結(jié)合形成合子的過程。(2)受精作用發(fā)生的場所：輸卵管；剛排出的精子能否馬上受精？不能。(3)受精過程：預(yù)備階段eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(精子獲能：在雌性動物生殖道獲能,卵子的預(yù)備：當(dāng)達(dá)到減數(shù)其次次分裂中期時(shí)，,才具備與精子受精的力氣))受精階段eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(穿越放射冠頂體反應(yīng)，釋放頂體酶，溶解,卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì),↓,穿越透亮?????帶發(fā)生透亮?????帶反應(yīng)，是防止多精,子入卵的第一道屏障,↓,精子入卵發(fā)生卵細(xì)胞膜反應(yīng)，是防止,多精子入卵的其次道屏障,↓,形成雄原核和雌原核，二者合并,↓,形成受精卵))4．胚胎發(fā)育過程(1)哺乳動物早期胚胎發(fā)育(以人為例)：①胚胎發(fā)育開頭場所：輸卵管。②進(jìn)入子宮時(shí)期：桑椹胚期。③著床時(shí)期：囊胚期。(2)胚胎發(fā)育過程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(滋養(yǎng)層細(xì)胞：胎膜和胎盤,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)))→原腸胚→組織器官的發(fā)育①卵裂期：在透亮?????帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有削減。②桑椹胚：由具有全能性細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，排列緊密，形似桑椹。③囊胚：細(xì)胞毀滅分化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大的稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)：發(fā)育成,胎兒各組織,小的稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞：發(fā)育,成胎膜和胎盤))④原腸胚：毀滅胚層的分化。二、體外受精和早期胚胎培育1．體外受精(1)卵母細(xì)胞的采集和培育：①對于小型試驗(yàn)動物；常接受促性腺激素處理，使其排出更多的卵子。②對于大型動物或大家畜(如牛)：一般從已屠宰或活體母畜的卵巢中實(shí)行。(2)精子的采集和獲能eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(采集：假陰道法、手握法和電刺激法,獲能：培育法和化學(xué)誘導(dǎo)法))(3)受精：獲能的精子和培育成熟的卵子一般在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫饔谩?．早期胚胎培育(1)培育液成分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(兩鹽：無機(jī)鹽、有機(jī)鹽,兩素：維生素、激素,兩酸：氨基酸、核苷酸,此外還有動物血清、水等))(2)胚胎處理：向受體移植或冷凍保存。三、胚胎工程的應(yīng)用及前景1．胚胎移植(1)概念：將雌性動物的早期胚胎，或者通過其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi)，使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。(2)胚胎移植的實(shí)質(zhì)：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。(3)過程：(4)意義：充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛能。2．胚胎分割(1)概念：接受顯微手術(shù)(機(jī)械方法)的方法將早期胚胎分割成2分胚，4分胚或8分胚，經(jīng)體內(nèi)或體外培育后植入受體，以得到同卵雙胎或同卵多胎的技術(shù)。(2)材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(3)實(shí)質(zhì)：胚胎分割可增加動物后代數(shù)量，其實(shí)質(zhì)是動物的無性繁殖或克隆。(4)對囊胚階段的胚胎分割時(shí)要留意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。3．胚胎干細(xì)胞(1)胚胎干細(xì)胞的來源和特點(diǎn)：①來源：從早期胚胎或原始性腺中分別而來。②特點(diǎn)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(形態(tài)上：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯,功能上：具有發(fā)育的全能性,體外培育方面：可增殖而不分化))(2)胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用價(jià)值：①治療人類某些頑癥。②培育人造組織器官。③爭辯體外細(xì)胞分化的抱負(fù)材料?？键c(diǎn)一精子、卵子的發(fā)生與受精作用(Ⅰ)考情解讀對本考點(diǎn)的考查主要以簡答題的形式呈現(xiàn)，常結(jié)合試管動物的培育過程、受精作用發(fā)生的條件準(zhǔn)時(shí)期進(jìn)行考查，此外對精子及卵細(xì)胞的發(fā)生過程也有較多考查。估量今后高考還會對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行考查。[做一題][例1]下圖表示高等動物卵子的發(fā)生過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)圖中A是________，B是________，E(過程)是指____________，階段C是指個(gè)體發(fā)育的________(時(shí)期)，階段D是指個(gè)體發(fā)育的________(時(shí)期)。(2)當(dāng)觀看到其次極體時(shí)，可以表明________________。(3)能發(fā)生染色體的著絲點(diǎn)分裂的階段是________。(填序號)(4)①階段存在的變異方式是____________________。[解析]本題考查卵子形成過程中的有關(guān)學(xué)問。(1)圖中①為有絲分裂，可增加卵原細(xì)胞的數(shù)量，卵原細(xì)胞進(jìn)一步演化為初級卵母細(xì)胞；③、④為減數(shù)分裂，只有在受精后，次級卵母細(xì)胞才能最終完成減數(shù)其次次分裂，因此E是受精，B是合子；卵泡的形成是在胎兒期，減數(shù)分裂是從初情期開頭的，因此階段C為胎兒期；階段D為初情期后。(2)當(dāng)觀看到其次極體時(shí)，表明卵子已經(jīng)完成了受精作用。(3)著絲點(diǎn)分裂可發(fā)生在有絲分裂中，也可發(fā)生在減數(shù)其次次分裂中，因此為①、④。(4)有絲分裂中的變異類型只有基因突變、染色體變異，沒有基因重組。[答案](1)第一極體合子受精胎兒期初情期后(2)卵子已經(jīng)完成了受精(3)①、④(4)基因突變、染色體變異[鏈一串]1．精子、卵子發(fā)生的比較項(xiàng)目精子發(fā)生卵子發(fā)生區(qū)分場所睪丸的曲細(xì)精管卵巢(MⅠ)、輸卵管(MⅡ)開頭時(shí)間初情期后胚胎性別分化后過程特點(diǎn)①M(fèi)Ⅰ、MⅡ是連續(xù)的②需要變形③兩次細(xì)胞質(zhì)分裂均等①M(fèi)Ⅰ、MⅡ是不連續(xù)的②不需要變形③兩次細(xì)胞質(zhì)分裂不均等結(jié)果形成4個(gè)精細(xì)胞形成1個(gè)卵細(xì)胞相同點(diǎn)①原始生殖細(xì)胞的增殖方式為有絲分裂②生殖細(xì)胞的成熟經(jīng)減數(shù)分裂完成③成熟過程均經(jīng)一次復(fù)制和兩次分裂，子細(xì)胞染色體數(shù)目減半2.卵細(xì)胞只允許同種單個(gè)精子完成受精的保障(1)同種生物精卵結(jié)合的保障：卵細(xì)胞透亮?????帶上存在精子的特異識別受體，只允許同種生物的精子與卵細(xì)胞結(jié)合。(2)防止多精入卵的保障：①單個(gè)精子穿過透亮?????帶，觸及卵細(xì)胞膜的瞬間引發(fā)透亮?????帶反應(yīng)，透亮?????帶蛋白質(zhì)變性成為較堅(jiān)韌的一層，阻擋其他精子進(jìn)入，這是防止多精入卵的第一道屏障。②單個(gè)精子穿過卵細(xì)胞膜入卵后，馬上引發(fā)卵細(xì)胞膜反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵細(xì)胞，這是防止多精入卵的其次道屏障。(3)受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志：①受精標(biāo)志：在透亮?????帶和卵細(xì)胞膜之間觀看到兩個(gè)極體。②受精完成的標(biāo)志：雌、雄原核的融合。3．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)圖示：[關(guān)鍵一點(diǎn)]受精階段——四步曲第一步：精子穿越放射冠和透亮?????帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞之間的物質(zhì)，透亮?????帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。其次步：精子進(jìn)入卵細(xì)胞膜。卵細(xì)胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的其次道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。[通一類]1．下列有關(guān)哺乳動物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是()A．采集到的精子和卵細(xì)胞相遇即可發(fā)生受精作用B．排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過程C．卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成D．卵子受精完成的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透亮?????帶之間觀看到兩個(gè)極體解析：選D采集到的精子必需經(jīng)獲能處理后才能受精；采集的卵細(xì)胞分兩種狀況：若是從輸卵管中沖取卵子則不需要培育直接就可以與獲能的精子受精，若從卵巢中取出的卵細(xì)胞則需要培育成熟后才可以與獲能的精子受精。排卵排出的可能是初級卵母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞而不是成熟的卵細(xì)胞；哺乳動物卵細(xì)胞形成的場所：未排卵之前是在卵巢中進(jìn)行的，排卵之后，減數(shù)其次次分裂的完成是在輸卵管中進(jìn)行的。2．(2022·浙江高考)下列關(guān)于高等哺乳動物受精與胚胎發(fā)育的敘述，正確的是()A．絕大多數(shù)精卵細(xì)胞的識別具有物種特異性B．卵裂球細(xì)胞的體積隨分裂次數(shù)的增加而不斷增大C．囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞具有發(fā)育全能性D．原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個(gè)胚層解析：選A同種動物的精卵細(xì)胞的表面有特異性相互識別的蛋白，這是同種動物的精卵能結(jié)合的緣由之一；受精卵不斷進(jìn)行細(xì)胞分裂即卵裂，卵裂產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)稱卵裂球，隨著卵裂球體積的增大，細(xì)胞漸漸變?。蛔甜B(yǎng)層細(xì)胞不具有發(fā)育的全能性，即不能分化出成體動物的全部組織和器官；原腸胚發(fā)育分化會形成各種器官原基。考點(diǎn)二體外受精和早期胚胎培育(Ⅰ)考情解讀胚胎工程中的卵母細(xì)胞及受精卵的培育、胚胎分割及胚胎干細(xì)胞培育等技術(shù)與“基因工程”“細(xì)胞工程”等現(xiàn)代生物科技專題有著親熱聯(lián)系，可以說“動物基因工程”“動物細(xì)胞工程”等是胚胎工程的上游技術(shù)，而胚胎工程則屬于下游技術(shù)。隨著新課標(biāo)高考的深化，估量對本考點(diǎn)內(nèi)容的考查將會增多。[做一題][例2]下圖表示利用胚胎工程培育優(yōu)質(zhì)奶牛的基本流程：eq\x(\a\al(對雌性個(gè)體進(jìn),行選擇，并用激,素進(jìn)行同期發(fā),情處理))→eq\x(\a\al(用激素對,雌性個(gè)體,做強(qiáng)制排,卵處理))→eq\x(\a\al(超數(shù)排卵的雌性,個(gè)體發(fā)情后選擇,同種優(yōu)秀雄性個(gè),體進(jìn)行配種或人,工授精))→eq\x(\a\al(胚胎收集,沖卵))→eq\x(\a\al(胚胎質(zhì)量檢查,此時(shí)胚胎發(fā)育,到桑椹胚或囊,胚階段))→eq\x(\a\al(胚胎,移植))→eq\x(\a\al(檢查受體,是否妊娠))→eq\x(\a\al(胚胎移植,的幼體))(1)桑椹胚是胚胎細(xì)胞數(shù)目為________個(gè)左右的胚胎，這個(gè)階段的每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整胚胎的潛力，屬于________。補(bǔ)充填寫胚胎發(fā)育的幾個(gè)重要階段：受精卵→桑椹胚→________→________。優(yōu)質(zhì)奶牛的培育過程需要進(jìn)行胚胎移植，移植后的胚胎能在受體子宮中存活，其生理基礎(chǔ)是________________________。(2)在優(yōu)質(zhì)奶牛的培育過程中，為了能夠快速繁殖，常用體外受精技術(shù)，其過程為：該過程中卵母細(xì)胞可以直接在體外受精嗎？________(“能”或者“不能”)，在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行________處理。(3)若要同時(shí)獲得多頭與此優(yōu)質(zhì)奶牛相同的小牛，可進(jìn)行胚胎分割。應(yīng)選擇發(fā)育到________時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作，進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)留意將________分割，通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體具有相同的______。(4)胚胎干細(xì)胞(簡稱ES細(xì)胞或EK細(xì)胞)是由________胚胎或者原始性腺中分別出來的一類細(xì)胞。具有很強(qiáng)的________力氣和多向________的潛能。ES細(xì)胞將會給人類移植醫(yī)學(xué)帶來一場革命，緣由是ES細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化形成新的________，還可以培育出新的________。[解析](1)桑椹胚的胚胎細(xì)胞數(shù)為32個(gè)左右，這些細(xì)胞屬全能細(xì)胞；移植后的胚胎能在受體子宮中成活的生理基礎(chǔ)是受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)。(2)在進(jìn)行體外受精時(shí)，卵母細(xì)胞需在體外培育成熟后方可與獲能的精子受精。(3)進(jìn)行胚胎分割移植最好選桑椹胚或囊胚予以分割。(4)胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分別出的一類細(xì)胞，ES細(xì)胞可以被誘導(dǎo)分化成新的組織細(xì)胞，還可培育出新的組織器官。[答案](1)32全能細(xì)胞囊胚原腸胚受體子宮對外來胚胎不發(fā)生排斥反應(yīng)(2)不能獲能(3)桑椹胚或囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等遺傳物質(zhì)(4)早期增殖分化組織細(xì)胞組織器官[鏈一串]1．體外受精獲能的精子和成熟后的卵細(xì)胞在體外合適的環(huán)境下共同培育一段時(shí)間才能完成受精；受精后形成的受精卵需經(jīng)早期發(fā)育培育，才能完成植入或著床，如下圖所示：2．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(1)哺乳動物排卵后，同種供受體生殖器官的生理變化是相同的，這是胚胎能夠移入受體的生理基礎(chǔ)。(2)早期胚胎形成后，未與母體子宮建立聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)，這是胚胎收集的生理基礎(chǔ)。(3)受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ)。(4)供體胚胎可與受體子宮建立聯(lián)系，且不影響供體胚胎的遺傳特性，這是供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ)。3．胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換，而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不會轉(zhuǎn)變，因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性。4．胚胎移植的優(yōu)勢充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，從而大大縮短了供體本身的繁殖周期，大大推動了畜牧業(yè)的進(jìn)展。[關(guān)鍵一點(diǎn)](1)胚胎移植成功與否要具備的兩個(gè)條件：①胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行。②進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同。(2)同種動物之間進(jìn)行胚胎移植易于成功。這里的“同種”是指“同物種”。(3)不同動物其胚胎移植的時(shí)間不同。牛、羊要培育到桑椹胚或囊胚階段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在4個(gè)細(xì)胞階段移植；幾乎全部動物不能到原腸胚階段移植，由于此時(shí)分化程度高，移植成功率很低。[通一類]3．(2021·江蘇高考)軟骨發(fā)育不全為常染色體顯性遺傳病，基因型為HH的個(gè)體早期死亡。一對夫妻均為該病患者，期望通過胚胎工程技術(shù)掛念生育一個(gè)健康的孩子。下列做法錯(cuò)誤的是()A．首先經(jīng)超排卵處理后進(jìn)行體外受精B．從囊胚中分別細(xì)胞，培育后檢測基因型C．依據(jù)檢測結(jié)果篩選基因型為hh的胚胎D．將胚胎培育至原腸胚期后移植到子宮解析：選D通過胚胎工程掛念生育是利用試管嬰兒技術(shù)，首先需經(jīng)超數(shù)排卵處理獲得卵子，再與獲能的精子進(jìn)行體外受精；因健康孩子的基因型是hh，故需進(jìn)行基因型檢測；對人類來說，早期胚胎培育至桑椹胚或囊胚階段即可移植。4．下圖為牛胚胎移植的基本程序，請據(jù)圖回答：(1)圖中a、b、c過程分別是指____________________、__________、________。(2)在胚胎移植過程中，供、受體母牛選擇好后，要用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，這樣處理的緣由是______________________________，以保證移植的胚胎能夠連續(xù)正常發(fā)育。(3)從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分別出來的細(xì)胞，稱為ES或EK細(xì)胞，這類細(xì)胞的形態(tài)特征為__________________________________。解析：(1)圖中a、b、c依次指超數(shù)排卵、胚胎收集、胚胎移植。(2)同期發(fā)情處理的目的在于使供受體動物處于相同生理狀態(tài)，以免發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(3)胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特點(diǎn)。答案：(1)超數(shù)排卵胚胎收集胚胎移植(2)使供、受體的生理狀態(tài)相同(3)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯考點(diǎn)三胚胎分割和胚胎干細(xì)胞(Ⅱ)考情解讀本考點(diǎn)命題以簡答題為主，多以圖解的形式呈現(xiàn)。主要與畜牧生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)實(shí)踐的應(yīng)用及與科技進(jìn)展相聯(lián)系進(jìn)行考查，“高起點(diǎn)，低落點(diǎn)”是相關(guān)考題的特點(diǎn)，以最新的胚胎工程和干細(xì)胞培育的爭辯成果為背景，對獵取信息的力氣和綜合應(yīng)用學(xué)問的力氣進(jìn)行考查將可能成為今后高考的熱點(diǎn)，備考時(shí)應(yīng)予以關(guān)注。[做一題][例3]下圖為牛胚胎性別鑒定和分割示意圖，請據(jù)圖完成下列問題：(1)填出圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱：A．________；B.________；C.________；D.________；(2)寫出甲、乙、丙過程的技術(shù)名稱：甲________；乙________；丙________；進(jìn)行乙過程時(shí)，所取的樣本是______________。(3)進(jìn)行甲過程時(shí)，所使用的基本儀器是________，本過程的技術(shù)關(guān)鍵是_____________。(4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中取得成功，但照舊存在一些問題，如剛誕生的動物體重偏輕，毛色和斑紋上還存在差異等，同時(shí)很難取得同卵多胎，成功率較高的是________。[解析](1)依據(jù)囊胚的結(jié)構(gòu)可知圖中字母所代表的結(jié)構(gòu)名稱分別是：A為囊胚腔；B為透亮?????帶；C為滋養(yǎng)層；D為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。(2)圖中表示的甲、乙、丙過程的技術(shù)分別是胚胎分割、做DNA分析性別鑒定、胚胎移植。進(jìn)行乙過程時(shí)，所實(shí)行的樣本是滋養(yǎng)層細(xì)胞。(3)進(jìn)行甲過程時(shí)，所使用的基本儀器是顯微操作儀和實(shí)體顯微鏡。本過程的技術(shù)關(guān)鍵是將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(4)盡管胚胎分割技術(shù)在多種動物中已取得成功，但照舊存在一些問題，如剛誕生的動物體重偏輕，毛色和斑紋上還存在差異等。同時(shí)很難取得同卵多胎，成功率較高的是同卵雙胎。[答案](1)囊胚腔透亮?????帶滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(2)胚胎分割做DNA分析性別鑒定胚胎移植滋養(yǎng)層細(xì)胞(3)顯微操作儀和實(shí)體顯微鏡將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(4)同卵雙胎[鏈一串]1．干細(xì)胞的類型類別舉例特點(diǎn)全能干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞能發(fā)育成完整個(gè)體多能干細(xì)胞造血干細(xì)胞能分化成多種細(xì)胞，但無發(fā)育成完整個(gè)體的力氣專能干細(xì)胞上皮組織底層的干細(xì)胞只能分化形成一種類型或功能親熱相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞2．干細(xì)胞的培育過程3．胚胎干細(xì)胞的主要用途(1)克隆動物培育：將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過胚激活、胚胎培育、胚胎移植后直接由受體完成克隆動物，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)改良制造動物新品種。[關(guān)鍵一點(diǎn)]干細(xì)胞的培育需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長、但抑制其分化的一種培育體系，這種體系就是胚胎成纖維細(xì)胞。[通一類]5．(2022·江蘇高考)通過胚胎移植技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是()A．對供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理B．受精和胚胎的早期培育都需要在體外進(jìn)行C．對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植D．胚胎分割移植實(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低解析：選D在胚胎移植時(shí)，需用促性腺激素對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理，而受體母牛則不需要；胚胎移植技術(shù)中，移植的胚胎也可來自體內(nèi)受精發(fā)育形成的受精卵；移植的胚胎不能用原腸胚，而應(yīng)是發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，某些生物可在更早的階段移植；目前以二分胚胎的分割和移植效率最高，而同卵多胎的成功率較低。6．(2021·山東高考)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)行的初次培育稱為________，培育的細(xì)胞在貼壁生長至鋪滿培育皿底時(shí)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)行早期胚胎培育獲得。(3)圖中重組囊胚通過________技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)連續(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________分別培育獲得。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。解析：(1)原代培育指將動物組織用酶處理成單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行的初次培育。接觸抑制指貼壁的細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。(2)將早期胚胎從母體子宮中沖洗出來叫沖卵。(3)暫不進(jìn)行胚胎移植的胚胎可放入－196℃的液氮中保存。(4答案：(1)原代培育接觸抑制(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)分化一、選擇題1．下列不是精子、卵細(xì)胞發(fā)生的區(qū)分是()A．初級精母細(xì)胞、初級卵母細(xì)胞的形成時(shí)間B．減數(shù)第一次分裂和減數(shù)其次次分裂的時(shí)間連續(xù)性C．成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形D．成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量解析：選D初級精母細(xì)胞是雄性動物初情期開頭后，才由精原細(xì)胞分裂形成的，而初級卵母細(xì)胞是在胎兒期形成的；精子的產(chǎn)生在減數(shù)第一次分裂和減數(shù)其次次分裂是連續(xù)的，而卵細(xì)胞產(chǎn)生通過減數(shù)第一次分裂形成次級卵母細(xì)胞，在精子和卵子的結(jié)合過程中才完成減數(shù)其次次分裂；精子細(xì)胞形成后變形為蝌蚪狀，卵細(xì)胞不需變形；成熟的精子和卵細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成，都含有親本細(xì)胞一半的染色體數(shù)目。2．下面是試管嬰兒培育過程示意圖。有關(guān)敘述不正確的是()eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(母親)\o(→,\s\up7(①))\x(卵子),\x(父親)\o(→,\s\up7(采集))\x(精子)))eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(受精卵)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(早期胚胎)eq\o(→,\s\up7(④))eq\x(試管嬰兒)A．過程①中可通過注射促性腺激素增加排卵數(shù)量B．過程②需要在添加ATP的獲能液中完成C．過程③的培育液中應(yīng)當(dāng)添加動物血清D．過程④成功的條件之一是受體對供體胚胎沒有排斥解析：選B精子獲能液是確定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液。3．下圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個(gè)階段，下列相關(guān)描述正確的是()A．圖中3是透亮?????帶，7是原腸腔B．發(fā)育的先后挨次是A→C→BC．1部位細(xì)胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織D．A、B、C時(shí)期的細(xì)胞都具有發(fā)育的全能性解析：選A圖中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原腸胚，發(fā)育的挨次為A→B→C。圖B中1是滋養(yǎng)層，2是內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，3是透亮?????帶，4是囊胚腔，圖C中5是外胚層，6是滋養(yǎng)層，7是原腸腔，8是內(nèi)胚層。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。4．下圖為利用胚胎工程培育新個(gè)體的流程圖。據(jù)圖分析下列敘述正確的是()eq\x(①→動物細(xì)胞培育→胚胎→②→新個(gè)體)A．若該工程表示的是胚胎分割技術(shù)，則①可以是卵裂球B．若該工程表示的是核移植技術(shù)，則①的形成不需要卵細(xì)胞的參與C．無論利用的是哪種胚胎工程技術(shù)，培育細(xì)胞的培育液中都要加入胚胎成纖維細(xì)胞D．②需注射促性腺激素，以達(dá)到超數(shù)排卵和同期發(fā)情的目的解析：選A胚胎分割的對象可以是卵裂球；核移植技術(shù)往往將體細(xì)胞的核移植到未受精的卵細(xì)胞中，形成重組細(xì)胞；圖中動物細(xì)胞培育的目的是獲得早期胚胎，培育基中不該加入胚胎成纖維細(xì)胞，由于該細(xì)胞會抑制細(xì)胞分化；②需注射促性腺激素，以達(dá)到同期發(fā)情的目的，便于其接納外來的早期胚胎。5．某干細(xì)胞爭辯小組人員從人的皮膚細(xì)胞中提取出細(xì)胞核，然后將其植入去核的牛卵母細(xì)胞中，從而培育出混合胚胎。該胚胎發(fā)育到第三天時(shí)已含有32個(gè)細(xì)胞，可從中提取胚胎干細(xì)胞供醫(yī)學(xué)爭辯使用。下列說法錯(cuò)誤的是()A．該胚胎干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來自人的細(xì)胞核B．采集的牛卵母細(xì)胞應(yīng)在體外培育到MⅡ期中期才能進(jìn)行受精C．混合胚胎發(fā)育到第三天時(shí)已分化為滋養(yǎng)層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)D．胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細(xì)胞核大、核仁明顯解析：選C該胚胎干細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要由供應(yīng)細(xì)胞核的生物供應(yīng)；發(fā)育到MⅡ期中期的卵母細(xì)胞才具有受精力氣；混合胚胎含有32個(gè)細(xì)胞的時(shí)期為桑椹胚時(shí)期，細(xì)胞還沒有開頭分化；胚胎干細(xì)胞具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特點(diǎn)。6．下列關(guān)于哺乳動物胚胎的敘述不正確的是()A．胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透亮?????帶內(nèi)進(jìn)行的B．囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎盤和胎膜C．早期胚胎在確定時(shí)間內(nèi)不與母體子宮建立組織上的聯(lián)系D．胚胎移植前必需先進(jìn)行免疫排異反應(yīng)的試驗(yàn)解析：選D受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故不需要進(jìn)行免疫排斥反應(yīng)試驗(yàn)。二、非選擇題7．下圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，請回答下列問題：(1)A細(xì)胞是________，在進(jìn)行體外受精前要對精子進(jìn)行________處理。(2)進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到________時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作。(3)②指的是________。(4)通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體具有相同遺傳性狀的根本緣由是___________。(5)在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)留意_________________________________。(6)受體母牛必需和供體牛屬于________。解析：將獲能精子與處于減數(shù)其次次分裂中期的次級卵母細(xì)胞融合即可得到受精卵然后經(jīng)過體外培育形成早期胚胎。為了快速繁育優(yōu)良品種，可以接受胚胎分割的技術(shù)，即選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行分割，分割后產(chǎn)生的個(gè)體由于所含的遺傳物質(zhì)相同，所以性狀表現(xiàn)很相像。在對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，要留意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。答案：(1)(次級)卵母細(xì)胞獲能(2)桑椹胚或囊胚(3)囊胚腔(4)具有相同的遺傳物質(zhì)(5)胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育(6)同一物種8．人血清白蛋白在臨床上需求量很大。將人血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中，就可以利用牛的乳腺細(xì)胞生產(chǎn)人血清白蛋白。大致過程如下：(1)要實(shí)現(xiàn)②超數(shù)排卵，應(yīng)在性成熟雌牛發(fā)情期的某一階段用____________處理，然后在________中沖取卵子。通過①采集的精子不能直接與成熟的卵子受精，緣由是____________。(2)要使人血清白蛋白基因在奶牛乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)，完整的基因表達(dá)載體要包括目的基因、__________、__________、標(biāo)記基因等部分。在過程⑤之前要檢測早期胚胎細(xì)胞是否已經(jīng)導(dǎo)入人血清白蛋白基因，宜接受____________________技術(shù)。(3)過程⑤要選擇“雌性奶牛胚胎”的緣由是____________________________________________________________________________________________________________。(4)若要一次獲得多只完全相同的轉(zhuǎn)基因牛，過程⑤應(yīng)接受胚胎分割移植技術(shù)。胚胎分割移植后發(fā)育成小牛，這些小牛的基因型________(相同/不同)，理由是____________________________________________________________________________________________。解析：(1)欲實(shí)現(xiàn)超數(shù)排卵可用促性腺激素處理，然后再從輸卵管中沖出卵子。(2)完整的基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子等，可接受DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否導(dǎo)入。(3)只有雌性轉(zhuǎn)基因牛才可能分泌乳汁，并從中獲得人血清白蛋白。(4)欲一次獲得很多頭完全相同的轉(zhuǎn)基因牛，可接受胚胎分割移植，由于這些胚胎來自同一受精卵的有絲分裂，故其基因型應(yīng)彼此相同。答案：(1)促性腺激素輸卵管精子沒有獲能(2)啟動子終止子DNA分子雜交(3)雌性轉(zhuǎn)基因牛進(jìn)入泌乳期后，可以從其乳汁中獲得人血清白蛋白(4)相同它們是由同一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂發(fā)育而來9．(2022·福州質(zhì)檢)科研中常用Gfp基因表達(dá)的綠色熒光蛋白作為標(biāo)記，示蹤細(xì)胞的生命活動過程。下圖為綠色熒光小鼠制備流程圖。請回答：(1)圖中所用的胚胎干細(xì)胞可以從囊胚的________或原始生殖腺中分別出來。將該細(xì)胞培育在添加了抑制因子的培育液中，是為了能夠維持其________的狀態(tài)，以保持干細(xì)胞的全能性。(2)圖中步驟③所用的G418是一種抗生素，它通過影響核糖體功能而阻斷蛋白質(zhì)合成，對細(xì)胞有毒性，可導(dǎo)致細(xì)胞死亡。Neo基因表達(dá)的蛋白可以將G418轉(zhuǎn)變成無毒形式。添加G418的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)移入代孕母鼠b的胚胎中，含有Gfp基因的干細(xì)胞只有分化成________細(xì)胞后，小鼠c的子代才有可能毀滅綠色熒光小鼠。(4)可以使用________________方法在蛋白質(zhì)水平上鑒定小鼠是否存在綠色熒光蛋白。解析：胚胎干細(xì)胞是全能性細(xì)胞，在囊胚中只有內(nèi)細(xì)胞團(tuán)才是全能性細(xì)胞。加抑制因子是為了抑制細(xì)胞分化，即保持不分化的狀態(tài)。G418對細(xì)胞有毒性，可導(dǎo)致細(xì)胞死亡，Neo基因表達(dá)的蛋白可以將G418轉(zhuǎn)變成無毒形式，可知只有細(xì)胞中含有Neo基因才能不死，Neo基因位于載體上，目的基因也插入在載體上，故含有載體的胚胎干細(xì)胞可存活下來，也就是含有目的基因的細(xì)胞才能活下來，故添加G418的目的是篩選出導(dǎo)入目的基因的胚胎干細(xì)胞。要使小鼠c的子代毀滅綠色熒光小鼠，Gfp基因必需位于生殖細(xì)胞中，才會通過有性生殖傳給子代。鑒定蛋白質(zhì)要用抗原-抗體方法鑒定。答案：(1)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)不分化(2)篩選出導(dǎo)入目的基因的胚胎干細(xì)胞(或篩選出攜帶綠色熒光蛋白基因的胚胎干細(xì)胞或篩選出導(dǎo)入基因表達(dá)載體的胚胎干細(xì)胞)(3)生殖(4)抗原-抗體雜交10．(2021·新課標(biāo)卷Ⅰ)閱讀如下資料：資料甲：科學(xué)家將牛生長激素基因?qū)胄∈笫芫阎?，得到了體型巨大的“超級小鼠”；科學(xué)家接受農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。資料乙：T4溶菌酶在溫度較高時(shí)易失去活性。科學(xué)家對編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行了改造，使其表達(dá)的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼幔谠摪腚装彼崤c第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。資料丙：兔甲和兔乙是同一物種的兩個(gè)雌性個(gè)體，科學(xué)家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙體內(nèi)，成功產(chǎn)出兔甲的后代，證明白同一物種的胚胎可在不同個(gè)體的體內(nèi)發(fā)育?；卮鹣铝袉栴}：(1)資料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用________法。構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具