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1、胚胎工程考点一受精作用和早期胚胎发育和培养 1.试管动物与克隆动物的比较：比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、细胞培养、胚胎(分割)移植实例试管牛多利羊过程 生殖方式有性生殖无性生殖遗传物质遗传物质来自两个个体遗传物质大部分来自供核生物体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等2.胚胎发育过程：【高考警示】 关于体内受精的四个易混点(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(2)动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次级卵母细胞，如猪、羊等；有的可能是
2、初级卵母细胞，如马、犬等。但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂的中期时，才具备与精子受精的能力。(3)受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。(4)受精卵遗传物质的来源：核遗传物质来自精子的细胞核与卵细胞的细胞核(即精卵各提供1/2)，而细胞质的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 【典例】(2019蚌埠模拟)2017年岁末，孙强、蒲慕明领导的研究团队在国际上首次利用体细胞成功创建克隆猕猴“中中”“华华”。2018年2月，它们的“家庭”也迎来第三个成员“梦梦”。之所以引起轰动是因为高度分化的体细胞细胞核中的基因大多
3、数已经“沉默”，取得成功非常不易。体细胞克隆猴的诞生，是人类认识克隆技术，研究细胞功能和治疗性克隆的里程碑式研究结果。同时，也是人类干细胞研究方兴未艾事业的一个开始。克隆上述三只猴子的一般操作流程如图，请回答以下问题：(1)从流产的一只猕猴胎儿皮肤上获取单个细胞需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理。然后放入气体条件是_的恒温箱中培养。(2)请你推测注入的神秘浓度比的药物的作用是_。注入细胞的方法是_。(3)卵母细胞要发育到_时才适合进行核移植，早期胚胎要发育到_时才适合进行胚胎移植。(4)我们大胆推测，通过体细胞克隆猴的研究，我们将来会找到方法，让高度分化的人体细胞逆向生成_，并克隆出_用于替换
4、人体相应病变结构。【解析】(1)动物细胞培养的气体条件是95%空气加5%CO2，其中空气中O2能满足细胞的呼吸作用，5%CO2能维持培养液的pH。(2)结合题意“高度分化的体细胞细胞核中的基因大多数已经“沉默”分析，注入的神秘浓度比的药物的作用是唤醒体细胞核的“沉默”基因，使得重组细胞能恢复分化能力形成胚胎。注入动物受体细胞的方法通常选择显微注射法。(3)用于受精和接受细胞核的卵母细胞都需要发育到M中期，早期胚胎要发育到囊胚期时才适合进行核移植。(4)让高度分化的人体细胞逆向生成胚胎干细胞，并克隆出人体器官用于替换人体相应病变结构，是科学家们继续进行研究的课题。答案：(1)95%空气加5%CO
5、2(或5%CO2)(2)唤醒“沉默”的基因，使得细胞能恢复分化能力形成胚胎显微注射法(3)M 中期囊胚期(4)胚胎干细胞人体器官 (1)获能后的精子与卵子相遇时会发生顶体反应，随后引起卵细胞发生透明带反应和卵细胞膜反应，防止多精入卵。(2)早期胚胎发育的过程包括哪些阶段？在什么阶段出现细胞分化？提示：早期胚胎发育的过程是受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。在囊胚阶段出现细胞分化。 (2019永州模拟)“三合一”胚胎人工授精技术诞生的婴儿含有“一父两母”三人的遗传物质，可有效防止某些遗传病的发生。据图回答下列问题：(1)诞生“三亲婴儿”的过程中，用到的胚胎工程技术有_(至少写两种)。(2)三亲婴儿的体
6、细胞中有_(填“大于”“等于”或“小于”)1/2的DNA来自母亲卵母细胞。(3)由于女性的自然生理周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射_来促进排卵，该物质可由人体的_(填器官)分泌。(4)卵母细胞与精子体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查_。获得的早期胚胎若暂不移植给受体，可采用_法保存。(5)从早期胚胎中分离出的ES细胞可诱导分化出不同的组织细胞，这是因为在功能上，ES细胞具有_。ES细胞在形态上表现为_。【解析】(1)诞生“三亲婴儿”的过程中，需用到技术有核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。但核移植属于细胞工程，因此用到的胚胎工程技术有体外受精、早期胚胎培
7、养和胚胎移植。(2)重组细胞的细胞核DNA来自母亲卵母细胞，细胞质DNA来自捐献者卵母细胞，核移植后培养到M中期的卵母细胞，然后与精子进行体外受精，则“三亲婴儿”的体细胞中核DNA一半来自母亲卵母细胞、一半来自精子，细胞质DNA几乎全部来自捐献者卵母细胞，因此“三亲婴儿”的体细胞中有小于1/2的DNA来自母亲卵母细胞。(3)捐献者在取卵前通常需要注射促性腺激素来促进排卵，促性腺激素由垂体分泌。(4)卵母细胞与精子体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。获得的早期胚胎，若暂不移植给受体，可采用冷冻法保存。(5)由于ES细胞具有发育的全能性，因此可诱导分化
8、出不同的组织细胞。另外ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。答案：(1)体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(2)小于(3)促性腺激素垂体(4)受精状况和受精卵的发育能力冷冻(5)发育的全能性体积小、细胞核大、核仁明显【提分技法】判断“顶体反应、透明带反应、卵细胞膜的作用”的方法(1)从发生时间看：顶体反应发生在精子与卵子相遇时；透明带反应发生在精子触及卵黄膜的瞬间；卵细胞膜的作用发生在精子入卵后。(2)从生理作用看：顶体反应是顶体内释放的酶直接溶解卵丘细胞间的物质使精子穿越放射冠；透明带反应是防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜的作用也是防止其他精子入卵，是防
9、止多精入卵的第二道屏障。【加固训练】(2015山东高考)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程采用的是细胞工程中的_技术，过程采用的是胚胎工程中的_技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的_。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用_和_两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有_基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的_。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体_(填“A
10、”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。【解析】(1)过程表示将从体细胞中分离出的细胞核与去核的卵(母)细胞重组形成重组细胞的过程，因此采用的是细胞工程中的(体细胞)核移植技术。过程表示将重组细胞培养成早期胚胎的过程，所以采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)在动物细胞培养时，CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH(或酸碱度)。(3)在基因工程中，构建基因表达载体(重组载体)时，必须使用限制性(核酸)内切酶(或限制酶)和DNA连接酶。基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，其中标记基因的作用是筛选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自囊
11、胚中的内细胞团。图中获得的重组细胞，其细胞核来自个体B，由其培养形成的组织器官的遗传物质组成几乎与个体B完全相同，因此将该组织器官移植给个体B不会发生免疫排斥反应。答案：(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或限制酶)DNA连接酶(注：两空可颠倒)标记(4)内细胞团B考点二胚胎工程的应用和前景 1.胚胎移植：(1)理论基础：胚胎移入的基础哺乳动物发情排卵后，一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的
12、外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响(2)基本程序：(3)胚胎移植的几个关键环节。胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。胚胎移植的供体和受体必须是同种生物，同一物种的动物才有可能具有相同的生理特征。两次检查：a.收集胚胎进行质量检查；b.移植后进行是否妊娠检查。冲卵含义：冲出早期胚胎，不是冲出卵子。2.胚胎分割：【高考警示】 胚胎分割、胚胎移植中的三个易混点(1)胚胎移植过程中冲卵冲出的是早期胚胎，而体外受精过程中排出的是初级卵母细胞或次级
13、卵母细胞。(2)能和精子结合的卵子主要是处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞，在与精子的结合过程中完成减数第二次分裂。(3)胚胎干细胞的特征是体积小、细胞核大、核仁明显，具有发育的全能性。 【典例】(2019江苏高考)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：(1)对1号猪使用_处理，使其超数排卵，收集并选取处在_(时期)的卵母细胞用于核移植。(2)采集2号猪的组织块，用_处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是_。(3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎
14、移植前对胚胎进行_。产出的基因编辑猪的性染色体来自_号猪。(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有_(填序号)。DNA测序染色体倍性分析体细胞结构分析抗原抗体杂交【解析】(1)据图分析可知，1号猪提供的是卵母细胞，注射促性腺激素可使其超数排卵，获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能进行核移植。(2)需要先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理2号猪的组织块，使其分散成单个的成纤维细胞。该细胞的培养应在37 含5%的CO2的恒温培养箱中进行，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)利用胚胎分割技术对早期胚胎进行分割，可以获得更多的相同遗传物质组成的基因编辑猪；核移植的重组细胞的细胞核来自2号猪，因此产出的基因编辑猪的性染色体来自2号猪。(4)可以采用DNA分子杂交法检测目的基因的序列，检测病毒外壳蛋白基因(目的基因)是否导入4号猪；目的基因表达的最终产物属于蛋白质成分(病毒外壳蛋白)，
