高三理综生物第1轮复习选修3胚胎工程

,2. (1)用等量的清水喷洒叶片 重复 (2)吸收光能的色素 总叶绿素含量比对照组高 多 暗反应进行 (3)用有一定浓度梯度的 SA分别处理水稻幼苗 (2分),低温处理相同时间后 (1分), 测定并比较光合性能指标 (1分),以确定最适浓度,2.为研究水杨酸 (SA)对水稻幼苗抗寒能力的影响,研究者用 0.5mmo1/L的SA喷洒水稻幼苗叶片,同时设置对照实验,低温处理 1天后测定有关数据 (下表)。 请回答: 1)本实验中对照组的处理是_ 。 在测定各项生理指标时,每个处理均需设_ 实验,取平均值,以提高实验数据的可信度。 (2)叶绿体的类囊体膜分布有_ ,SA在低温条件下能保护光合器官,提高光合速率。据表中数据分析: _ ,有利于光反应进行;实验组CO2的吸收量比对照组_ ,有利于_ 。 (3)为进一步研究SA在低温条件增强水稻幼苗光合性能的最适浓度,请简述实验设计思路。,高三理综生物第1轮复习,选修3 现代生物科技,专题3 胚胎工程,考纲要求： 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 胚胎干细胞的移植 胚胎工程的应用 ,一、胚胎工程的概念 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需要移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类大各种需求。,体内受精和早期胚胎发育,高考总复习生物,操作对象：早期胚胎和配子 技术手段：胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等 理论基础：哺乳动物的受精卵和早期胚胎 的发育规律,胚胎工程的概念:,一.体内受精和早期胚胎发育,（一）精子和卵子的发生,（1）时间：初情期生殖机能衰老 （2）发生场所：睾丸的曲细精管中,基础扫描,1.精子的发生,曲细精管,一、精子的发生 1.场所： 2.过程：,精原细胞,初级精母细胞,次级精母细胞,精子细胞,精子,（ M分裂）,（ M 分裂）,变 形,第一阶段,第二阶段,第三阶段,初情期 生殖机能衰退,睾丸,减数第一次分裂,减数第二次分裂,初级精母细胞,次级精母细胞,精原细胞,(3) 过程,精子的变形,1.细胞核 2.高尔基体 3.中心体 4.线粒体 5.细胞内其他物质,精子头的主要部分,头部的顶体,精子的尾,线粒体鞘 (尾的基部),原生质滴(球状,最后脱落),2、卵子的发生,（1）时间： M：胎儿时期 M：受精作用 （2）发生场所： 卵巢(M) 输卵管(M),基础扫描,一.体内受精和早期胚胎发育,（一）精子和卵子的发生,卵原细胞,有丝分裂,多个卵原细胞,染色体复制,初级卵母细胞,M,第一极体,次级卵母细胞,两个第二极体,第二极体,卵子,退化消失,（3）卵子发生过程,M,排卵前后完成,在受精过程完成,被卵泡细胞包围,形成卵泡,胎儿时期完成,精子与卵子的发生比较,睾丸,卵巢 输卵管,初情期以后,性别分化以后,先有丝分裂 后减数分裂,先有丝分裂 后减数分裂,4个精细胞,1个卵细胞,3个极体,变形,不变形,哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的；而精子是从初情期开始的,例题1.下列关于精子的说法，不正确的是 ( ) A.精子的发生从初情期开始 B.它与卵细胞的受精发生在子宫内 C.精细胞变形为精子时保留的细胞器主要是 线粒体 D.精细胞变形为精子时细胞内的一些物质最后 脱落,B,（二）受精,1.概念：是精子和卵子结合形成合子（受精卵）的过程。 2.场所：输卵管,基础扫描,一.体内受精和早期胚胎发育,3.过程：,（1)准备阶段1精子获能:精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后,才获得受精能力的生理现象. （2)准备阶段2卵子的准备:需要获能在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,才具有与精子受精的能力,（3）受精阶段:,(2)受精过程：,例题2下列关于受精过程的叙述中，正确的是（ ） A获能后的精子与卵子相遇后，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠 B精子外膜与卵黄膜相互融合，精子入卵 C受精完成的标志是第二极体的形成 D雄原核形成的同时，随即形成一个含二倍体染色体的合子,B,复习巩固,复习巩固,卵巢,胎儿,排卵,合子,输卵管,获能,雌性动物的生殖道内,减数第二次分裂中期,顶体,卵细胞膜的封闭作用,合子,囊胚,胎膜和胎盘,原肠胚,受精作用,基础扫描,一.体内受精和早期胚胎发育,（三）胚胎发育,1.卵裂,2.囊胚,原肠胚,受精卵,卵裂期,桑椹胚,囊胚（内含囊胚腔）,原肠胚（内含原肠腔）,胎儿形成,：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。,：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹,内细胞团：发育成胎儿各组织,滋养层细胞：发育成胎膜和胎盘,：最初发育在输卵管进行有丝分裂,胚胎发育,滋养层 外胚层 中胚层 内胚层 原肠腔,例题4.下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中,DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是( ),A. B. C. D.,A,1试管动物生产流程,2克隆动物的培育流程,例5（2010年重庆市联合诊断）试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是( ) A.都属于无性生殖 B.都属于细胞工程的技术范畴 C.都不会发生基因重组 D.都体现了分化的细胞具有全能性,B,二.体外受精和早期胚胎培养,基础扫描,（一）体外受精,1.卵母细胞的收集和培养,(1)用促性腺激素处理，超数排卵，从输卵管中冲出卵子,(2)直接从卵巢中采集,2.精子的收集和获能,1)收集的方法:假阴道法,手握法和电刺激等 2)获能处理: 培养法：获能液培养 化学法：肝素或钙离子载体溶液诱导,3.受精,在获能溶液或专用的受精溶液中完成,（二）胚胎的早期培养,基础扫描,二.体外受精和早期胚胎培养,2.培养后处理: 可取出向受体移植或者冷冻保存,（三）应用：试管动物的培育,（一）胚胎移植,1.概念,基础扫描,三.胚胎工程的应用及前景,2.意义：,将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术.,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,（2）生理学基础：,相同,游离,免疫排斥反应,生理和组织联系,不受任何影响,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,3.胚胎移植的基本程序,选择遗传性能和生产性能优秀的个体,选择健康的体质和正常繁殖能力的个体,促性腺激素,书77,(2)意义： 。,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能,胚胎移植主要包括对 1.供体、受体的选择和处理、 2.配种或人工受精、 3.对胚胎的收集、 4.检查、 5.培养或保存、 6.对胚胎进行移植、 7. 移植后的检查。,例7（2010年江苏联考）下面对牛的胚胎移植过程的描述，不正确的是（ ） A对供体和受体使用激素进行同期发情处理 B使用促甲状腺激素对供体进行超数排卵处理 C冲卵是指从供体母牛子宫中冲洗出受精卵 D通过胚胎检查，发育到囊胚或桑椹胚才可移植,答案：BC,三.胚胎分割,1.概念:,采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术.,2.特 点:,后代具有相同的遗传物质（克隆）,4.选择的胚胎:,发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚.,3.使用的主要仪器：,实体显微镜和显微操作仪,2胚胎分割 (1)材料：发育良好、形态正的 。 (2)实质：胚胎分割可增加动物后代数量，其实质_。 (3)对囊胚阶段的胚胎分割时要注意 ， 否则会影响 。,桑椹胚或囊胚,动物的无性繁殖,将内细胞团均等分割,分割后胚胎的恢复和进一步发育,1.概念： 简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。,四.胚胎干细胞培养,基础扫描,3.胚胎干细胞 (1)来源：是由_或_中分离出来的。 (2)特点 (3)应用 【点拨】早期胚胎培养过程中存在细胞分化，得到早期胚胎；而细胞培养过程中没有细胞分化，得到细胞群。 胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性生殖方式。,早期胚胎,原始性腺,形态：体积_、细胞核_、_明显; 功能：具有发育的_; 体外培养：可_而不_。,治疗人类某些顽症； 培育_； 研究体外细胞分化的理想材料。,小,大,核仁,全能性,增殖,发生分化,人造组织器官,2.干细胞的培养过程,3.主要用途 (1)治疗人类的由于细胞坏死.退化.或功能异常引起的某些顽症 (2)培育出人造组织器官，用于器官移植 (3)是研究体外细胞分化的理想材料,在培养液中加入牛磺酸，丁酰环腺苷酸等诱导分化的因子,P242(6),4(2013陕西五校模拟)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛,供体2是黄牛,请据图回答下列问题：,核移植,胚胎移植,胚胎分割,体外受精,动物细胞培养,高产奶牛,黄牛,(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于_，细胞B的名称是_。 (2)应用2中牛完成体内受精的场所是_，刚种植在子宫内的胚胎其发育程度一般为_，胚胎种植后可以通过_从母体获得正常发育所需要的物质。这种试管牛的产生，采用的胚胎工程技术有_(至少答出2种)等。 (3)应用3中细胞C、D分别取自_、_。 (4)应用4中通过_技术获得二分胚和，同时，可以通过取样_进行分子水平的早期胚胎性别鉴定；也可以在细胞水平上通过对_的分析进行性别鉴定。,供体1和供体2,M期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞),输卵管,桑椹胚或囊胚,胎盘,体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,原始性腺(或生殖腺) 早期胚胎(囊胚的内细胞团),滋养层 染色体(或性染色体),胚胎分割,解析：(1)由图示可看出应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于供体1和供体2，细胞B为处于M期卵母细胞。(2)体内受精的场所为输卵管。胚胎移植一般选择桑椹胚或囊胚进行移植，胚胎种植后可以通过胎盘从母体获得正常发育所需要的物质，试管牛应用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术手段。(3)细胞C来自生殖腺，而细胞D来自早期胚胎。(4)利用胚胎分割可获得多胚，利用滋养层的细胞可进行早期胚胎性别鉴定,也可通过对染色体的分析进行性别鉴定。,答案：(1)供体1和供体2 M期卵母细胞(或减数第二次分裂中期的卵母细胞) (2)输卵管 桑椹胚或囊胚 胎盘 体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 (3)原始性腺(或生殖腺) 早期胚胎(囊胚的内细胞团) (4)胚胎分割 滋养层 染色体(或性染色体),知识网络构建:,胚胎工程,胚胎工程的应用,胚胎移植,胚胎分割,基本程序,移植的生理学基础,体外受精和早期胚胎培养,试管动物技术,体外受精,早期胚胎培养,体内受精和早期胚胎发育,精子的发生,卵子的发生,受精,早期胚胎发育,胚胎干细胞,例8（2009年广东深圳一调）牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答： （1）图中a、b、c过程分指 、 、 。 （2）供体牛的主要职能是 ；受体母牛必须具备 。 （3）为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是 ；处理的时期是 ；理由是 。 （4）从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有 。 （5）你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？ 。,超数排卵,冲卵,胚胎移植,产生具有优良遗传 特性的胚胎,健康的体质和正常的繁殖能力,胚胎分割,桑椹胚或囊胚,细胞未分化,体积小，细胞核大，核仁明显,加快优良种畜的繁殖速度,例9（2010年江苏苏、锡、常、镇一调）下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。请据图回答： （1）胚胎分割时，一般采用发育良好、形态正常的 。对胚胎进行分割时，要特别注意将 均等分割，否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看作动物 的方法之一。 （2）过程分割出的少量胚胎细胞用来做性别鉴定，该技术常采用的方法是 。 （3）通常胚胎干细胞可以从 （写出两种方法）中分离得到。 （4）早期胚胎中的胚胎干细胞，不仅可以被应用于哺乳动物胚胎性别鉴定，还可被应用于 等领域。,桑椹胚或囊胚,内细胞团,DNA分子杂交,早期胚胎或原始性腺,治疗人类顽症，培养组织器官，研究细胞分化,答案: 曲细精管 初情期 卵巢 始于性别分化后(胚胎时期),答案: 透明带反应 卵黄膜封闭作用 胎膜和胎盘,答案: 培养法 化学诱导法 无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等,答案: 相同的 游离状态 免疫排斥反应 不受任何影响,答案: 桑椹胚或囊胚 具有发育的全能性,6.韩国“首席科学家”黄禹锡曾因有关人类胚胎干 细胞论文的造假行为，被处以最高处分撤销 教授职务。胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎 中的细胞，可以分裂、分化形成各种组织干细胞, 再进一步分化形成各种不同的组织细胞。下列叙 述错误的是 ( ) A.治疗性克隆可以克隆器官，治疗疾病 B.胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成 的神经细胞没有细胞周期 C.造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的 D.如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女 性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常, 当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型 都正常,D,纠正训练 1.下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中,DNA总 量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物 总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确 的是 ( ),A. B. C. D. 解析 蛙受精卵发育至囊胚的过程中,由于细胞不 断分裂,故DNA的总量逐渐增多;又因细胞分裂所需 的营养全部来自卵黄,并非来自外界,故分裂后的 细胞体积越来越小。事实上,由于细胞分裂等生命 活动的消耗,其有机物总量亦减少。 答案 A,2.(2009江苏卷,8)下列关于哺乳动物胚胎发育和 胚胎工程的叙述,正确的是 ( ) A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断 增加 B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合 成旺盛等特点 D.胚胎干细胞是一类未分化细胞,可从早期胚胎中 分离获取,解析 卵裂过程中细胞数目增加,而有机物总量减 少;细胞分割时需均等分割囊胚内细胞团;胚胎干 细胞的特点是：细胞小,细胞核大,核仁明显;胚胎 干细胞未分化,可从早期胚胎中获取。 答案 D,知识综合应用 重点提示 通过“胚胎干细胞这一热点知识”的考查,提升 “综合运用所学知识解决自然界和社会生活中有 关生物学问题”的能力。 典例分析 (2009四川卷,30)将小鼠胚胎干细胞定向诱导 分化成一种特定的细胞(命名为M细胞),再将M细胞 移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏 的小鼠)体内,然后测定小鼠的血糖浓度,结果如图 所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。请回答 相关问题：,(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚,取 出胚胎后一般用 将其分散成单个细胞。 (2)根据实验结果可以判定M细胞已具有 细 胞的功能。说明判定的理由 。 (3)用胰岛素基因片段做探针,对小鼠胚胎干细胞 和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结 果(用“+”表示能检测到,用“-”表示不能检 测到)。,(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,重 组细胞能否分化为其他类型细胞？ , 请说明理由： 。 解析 (1)动物细胞间质主要成分为蛋白质,所以进 行动物细胞培养时,常采用胰蛋白酶将其分散成单 个细胞。,(2)从图中可以看出,移植组小鼠的血糖浓度已经 降至正常水平,而只有胰岛B细胞分泌的胰岛素是 唯一能降低血糖浓度的激素,说明M细胞已具有胰 岛B细胞的功能。 (3)细胞在分化的过程中,遗传物质(DNA)并不发生 改变,只是基因选择性表达,所以两细胞内均能用 探针检测到胰岛素基因,但胰岛素基因只在M细胞 内转录和翻译,故只能在M细胞内检测到RNA。 (4)因为细胞核内含有该物种生长发育所需的全套 基因,所以该重组细胞能分化为其他类型的细胞。,答案 (1)胰蛋白酶 (2)胰岛B 胰岛B细胞分泌 的胰岛素是唯一降低血糖的激素 (3) 基因的选择性表达(胰岛素基因的表达) (4)能 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质 (细胞核的全能性),4.下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答 问题。 (1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下 (光照14 h,黑暗10 h)饲养成年雌鼠,并注射促性 腺激素,目的是 。然后从雌鼠输 卵管中取出卵子,在一定条件下培养成熟;并从雄 鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间, 目的是 。再在37、5%CO2条件 下,精卵共同作用4 h,冲洗后继续培养。定时在显 微镜下观察胚胎的变化,第5天后可以看到胚胎发 生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这 是胚胎 期开始的标志。,(2)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微 型吸管吸除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似 于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可 发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显 著优点是 。 (3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵 细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的基 因来源于 。,(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因 可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有 的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外 源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因。 。 解析 胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某 种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得 人们所需要的成体动物的新技术,实际上是动物细 胞工程的拓展与延伸。(1)光照长短是影响小鼠发 情的主要环境因素,在卵巢的正常活动下,光照对,母体的排卵数有显著的影响;超数排卵简称超排, 就是在动物发情周期的适当时间注射促性腺激素, 使卵巢比自然状态有更多的卵泡发育并排卵;可用 培养法或化学法使精子获能;囊胚期出现细胞分化 和内细胞团,将来可发育成各种组织。(2)类似植 物中的单倍体育种,优点是缩短育种时间,易获得 纯合子。(3)在该核移植过程中,小鼠丙的核基因 来自小鼠甲,细胞质基因来自小鼠乙。(4)外源基 因的插入如果没有破坏小鼠原来的基因,则可能存 活;如果插入的位置正好在某个基因内部,破坏了 原来的基因,小鼠可能会死亡。,答案 (1)促进排卵(或超数排卵) 使精子获能 囊胚 (2)容易获得纯合子并缩短育种时间 (3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的 细胞质基因 (4)外源基因的插入使受精卵内生命活动所必需的 某些基因不能正常表达,5.随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,下图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,根据下图回答： (1)在此工程过程中涉及到的现代生物技术主要有 (2)在形成图中的过程中,我们称为 ,获取的途径主要有 。 (5)从到的过程中正确的操作方法是下列的 ,把送入的最佳时期为 。,(2)在形成图中的过程中,我们称为 , 获取的途径主要有 。 (3)能实现直接进入吗？为什么？ 。 (4)图中一般经 处理可以 得到,从到的过程中一般用未受精的去核卵 细胞为受体,不用普通的体细胞,原因是 。 (5)从到的过程中正确的操作方法是下列的 ,把送入的最佳时期为 。,(6)是的后代,那么与的遗传性状完全一 样吗？为什么？ 。 (7)利用转基因动物乳汁生产生物产品的方法称为 ,利用核移植的方法得到 的动物叫做 。,解析 本题综合考查了基因工程、细胞工程及胚 胎工程。目的基因获取的方法有从基因文库中获 取、人工合成及通过PCR技术扩增。获取的目的基 因不能直接导入受体细胞,需借助于载体,因为独 立外源基因很难与受体细胞的基因连接和独立表 达。将动物细胞分成单个细胞需用胰蛋白酶处 理。在细胞工程中细胞核导入的受体细胞常用去 核的卵细胞,因为分化程度越低,细胞全能性的表 达越容易。胚胎分割的时期需在胚胎分化之前。 克隆得到的生物,性状绝大多数像提供细胞核的 动物。,答案 (1)基因工程技术、核移植技术、胚胎移植 技术 (2)目的基因 从基因文库获取、PCR技术 扩增、人工合成