高考生物总复习胚胎工程浙科选修

第三章胚胎工程

高频考点突破基础自主梳理命题视角剖析即时达标训练第三章胚胎工程基础自主梳理一、从受精卵谈起1．受精作用(1)概念：成熟的精子和卵细胞融合成为_______的过程。(2)过程：包括精卵识别、精子附着于卵膜、_____________等几个过程。(3)同种动物精卵才能结合的原因之一：同种动物精子、卵细胞表面有特异性_________的蛋白。受精卵精卵质膜融合相互识别2．胚胎发育的过程(1)个体发育起点：________。(2)受精卵进行的细胞分裂方式是_________。(3)胚胎发育各时期的特点卵裂期：随着卵裂球细胞数目的增加，细胞体积逐渐减小；当卵裂球含2～8个细胞时，其中的每个细胞都具有_______。受精卵有丝分裂全能性囊胚期：中间有空腔，即________；外表为扁平细胞，称为滋养层，将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构(如胚盘)；囊胚内细胞团的细胞为胚胎干细胞，是具有________的细胞，能分化出成体动物的所有组织和器官。原肠胚期：具有三个胚层，分别是外胚层、中胚层、内胚层，并逐渐分化形成各种器官原基，中间有空腔，即_______。囊胚腔全能性原肠腔(4)组织器官分化二、胚胎工程1．研究对象：主要限定于______________，特别是哺乳动物。2．研究的重点内容：体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的培养等。高等脊椎动物(1)体外受精概念：采取雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在______中受精。过程：从附睾中取出成熟的精子，在培养液中使其达到获能状态；从______中获得未成熟的卵细胞，在体外培养促进其成熟，最常用的方法是卵巢经过超数排卵处理后，插入穿刺针吸取卵泡液(连同卵母细胞)取出；获能的精子和成熟后的_________在体外适合的环境下共同培养一段时间，便可受精。试管卵巢卵细胞(2)胚胎体外培养定义：指应用人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养。特点：必须配置一系列____________的培养液，以用于胚胎不同时期生理代谢的需要。局限性：由于哺乳动物胚胎发育条件异常复杂，因此，目前只能对少数物种不同阶段的胚胎进行培养，尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术。含不同成分(3)胚胎移植定义：是指将经济价值较高、遗传性状_____的母畜，经过______处理，使其___________后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到___________的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术。优良激素超数排卵同期发情原因：由于无法进行全体外胚胎培养。过程：一头母畜发情排卵并经配种后，在一定时间内从其生殖器官中取出________，然后把它们分别移植到另一头与供体同时发情排卵、但未经配种的母畜的相应部位。优点：可以充分发挥雌性优良个体的____能力。供体的职能：专门产生具有优良遗传特性的_________。受体的职能：担任繁重而漫长的___________的任务。早期胚胎繁殖早期胚胎妊娠和育仔(4)胚胎分割定义：是指借助显微操作技术将__________切割成几等份，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术。基本步骤：在显微镜下用切割针或者切割刀把______分割开，或者用酶处理等方式将卵裂球中的细胞分散开；分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段，再移植到受体内着床发育。优点：可以成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖良种畜的方法。早期胚胎胚胎(5)胚胎干细胞定义：当受精卵分裂发育到___________(囊胚)时，内细胞团的细胞为胚胎干细胞。胚胎干细胞的特点：未分化，具有发育全能性和二倍体核型，能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。胚胎干细胞的培养过程：将干细胞放在含有一层饲养层的培养基上培养；等内细胞团突出饲养层外，用酶消化或机械剥离内细胞团；将内细胞团用酶消化成单个细胞，置于新鲜培养液中培养。早期胚胎培养胚胎干细胞的关键：具备一种必须能促进胚胎干细胞______，同时抑制其分化的培养体系。胚胎干细胞核移植：是指把_______________移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。干细胞研究的重要作用：可以进行基因敲除，获得基因敲除的动物；可以转变为人体的任何一种细胞和组织；可以在试管中改良并创造动物新品种。生长胚胎干细胞核思考感悟胚胎工程在拯救濒危动物、家畜良种的繁育和推广中的作用是什么？【提示】加快繁育速度。高频考点突破考点一受精作用及胚胎发育过程1．受精作用：成熟的精卵融合成为受精卵的过程称为受精，该过程包括精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等几个过程。2．胚胎发育——受精卵发育成幼体的过程受精卵：胚胎发育的起点幼体【易误警示】受精卵的前两次卵裂为纵裂(沿卵轴方向)，第三次卵裂为横裂(与卵轴垂直)，且卵裂面偏向上方，故经三次卵裂后可形成上面4个较小，下面4个含较大的8细胞胚。解析：选D。原肠胚的特征是具有三个胚层，有缩小的囊胚腔，有原肠腔。原肠胚的形成过程中伴随着细胞分裂，细胞数目增多，而每个细胞内遗传物质的量在分裂前后都相等，所以随着细胞分裂，DNA总量增加。原肠胚发育形成各种组织和器官，这是细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达。在胚胎早期发育过程中，营养全部来自受精卵，无法从外界获得，随着生命活动消耗的增加，有机物的总量是减少的。考点二胚胎工程1．体外受精和胚胎体外培养2．胚胎移植培育流程【易误警示】

①胚胎移植实际上是早期胚胎在相同环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此均能保持其原来的各种优良性状。②胚胎移植的最适宜时期为囊胚期，促进雌性个体超数排卵的激素主要是促性腺激素。3．胚胎分割的流程即时应用(随学随练，轻松夺冠)2．胚胎分割是一种现代生物技术，关于这一技术的叙述正确的是(

)A．胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份B．胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎C．胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆D．胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎解析：选B。胚胎分割常选择桑椹胚或囊胚时期的胚胎，一般分割成同卵双胎，并不能任意分割成多份。胚胎分割可以看作是动物无性繁殖克隆的方法。考点三胚胎干细胞(ES细胞)的培养1．概念：是由早期胚胎(囊胚)的内细胞团分离出来的一类细胞。2．特点(1)形态：体积小、细胞核大、核仁明显。(2)功能：具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。(3)体外培养ES细胞可以增殖而不分化。对它可以进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。3．种类类别来源或举例特点全能干细胞桑椹胚或囊胚及以前阶段的细胞能发育成完整个体多能干细胞(胚胎干细胞)内细胞团细胞、原始性腺细胞分离能分化出动物体内的任何组织专能干细胞(成体干细胞)骨髓干细胞、皮肤生发层细胞能分化出特定的组织4.培养关键：需要一种能促进胚胎干细胞的生长，但抑制其分化的培养体系，这种体系就是胚胎成纤维细胞。5．培养过程6．胚胎干细胞的主要用途(1)将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后由受体产生克隆动物，操作流程如下：(2)基因敲除，获得移植器官。(3)培育出人造组织器官，用于器官移植。(4)改良创造动物新品种。即时应用(随学随练，轻松夺冠)3．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留了脐带血，在以后他生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过血液中的干细胞来为其治病，关于这个实例说法正确的是(

)A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该要长期给他使用免疫抑制药物解析：选C。用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，不需要激发细胞的所有全能性。用脐带血中的干细胞能培育出人体的许多器官，用来移植，但不是所有疾病都能治疗，如：流行性疾病。如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到细胞培养技术，然后分化成器官。如果要移植用他的干细胞培育出的器官，由于是自身的细胞培育成的，没有免疫排斥反应，所以不用长期给他使用免疫抑制药物。命题视角剖析视角1紧扣教材重点胚胎的发育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的特点D．胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可从早期胚胎中分离获取例1【尝试解答】D【解析】下面通过表格，对各项逐一分析：选项判断详细分析A项错误卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变，故细胞数目增多但有机物逐渐消耗而减少B项错误内细胞团是囊胚时期的，不是原肠胚时期的C项错误胚胎干细胞是全能干细胞，是未分化细胞，具有细胞核大，核仁大等明显的特点D项正确胚胎干细胞可从内细胞团获取【探规寻律】

(1)受精卵及卵裂球细胞都具有全能性。(2)囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞，具有全能性。(3)原肠胚细胞已发生分化，细胞全能性降低。变式训练

(2011年宁波第一次模拟)下列有关叙述错误的是(

)A．胚胎干细胞具有发育全能性B．高等动物的胚胎发育是指从受精卵发育到幼体的过程C．上图是胚胎发育过程中的囊胚期示意图，其中③为内细胞团细胞D．进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行解析：选D。胚胎分割时，应选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。视角2洞察高考热点胚胎工程的应用(2010年高考山东卷)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。例2(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是____________________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持______________________________。(3)图中过程A称为________________，它在胚胎工程中的意义在于__________________________________。(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是__________________；获得转基因母牛后，如果______________即说明目的基因已经表达。【尝试解答】(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力)获能(2)CO2培养液(基)的pH(3)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(4)显微注射法牛奶中含有人类白细胞介素(或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)【解析】

(1)从良种母牛采集的卵母细胞都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(2)体外培养受精卵需要提供CO2以维持培养液的pH。(3)过程A为胚胎移植，能够充分发挥优良母畜的繁殖潜力，提高繁殖率。(4)将目的基因导入动物细胞用显微注射法。若在转基因牛的乳汁中检测出含有人的白细胞介素，说明目的基因已成功表达。视角3突破易错终点卵裂阶段物质含量和体积大小的变化1．卵裂阶段的细胞分