《2015届高三生物一轮复习学案：专题3 胚胎工程（人教版选修3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高三生物一轮复习学案：专题3 胚胎工程（人教版选修3）（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专题 3 胚胎工程胚胎工程【高考目标导航】1、受精与胚胎发育的基本过程2、胚胎工程的理论基础3、胚胎干细胞的移植4、胚胎工程的应用【基础知识梳理】一、体内受精和早期胚胎发育1、精子的发生（1）场所：睾丸的曲细精管（2）时期：初情期开始，直到生殖机能衰退。（3）过程：减数分裂一节中已讲，不在赘述。2、卵子的发生（1）场所：卵巢（2）时期：胎儿期和初情期后（3）过程3、精子和卵子发生的比较名称精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时期从初情期开始胚胎在性别分化以后是否变形需变形无需变形分裂情况均等分裂不均等分裂结果形成 4 个精子细胞形成 1 个卵子和 3 个极体M和 M是否连续是否4、受
2、精：精子和卵子结合形成合子（即受精卵）的过程（1）场所：输卵管中（2）过程：受精前的准备：成熟的精子必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫获能。 卵子的准备卵子都要在输卵管中进一步成熟，到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。受精：获能的精子穿过次级卵母细胞的透明带，精子的头部与卵细胞接触。两个细胞的细胞膜融合，精子细胞膜内的遗传物质进入卵细胞，完成受精。5、胚胎发育：哺乳动物胚胎发育依次经过以下不同的时期和结构：受精卵卵裂桑葚期（细胞数目 32 个左右）囊胚（出现细胞团和滋养层）原肠胚（内细胞团形成外胚层和内胚层，滋养层发育为胎儿的胎膜和胎盘）
3、二、胚胎工程的三个操作流程1、试管动物生产流程 2、克隆动物的培育流程3、胚胎移植的培育流程三、胚胎工程的应用及前景1、胚胎移植2、胚胎分割3、胚胎干细胞【要点名师透析】一、受精作用和早期胚胎发育1、受精作用(1)准备阶段 1精子获能刚刚排出的精子，必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间，发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，此过程叫精子获能。(2)准备阶段 2卵子的准备动物排出的卵子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)受精阶段精子穿越放射冠和透明带与卵子相遇精子发生顶体反应，释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质精子穿越放射冠，与透明带接触顶体酶将
4、透明带溶出一条孔道精子穿越透明带，接触卵黄膜立即发生透明带反应。进入卵黄膜精子与卵黄膜接触，立即被微绒毛抱合精子外膜和卵黄膜相互融合，精子入卵立即发生卵黄膜封闭作用。原核形成和配子结合精子入卵尾部脱离，原有核膜破裂；同时，激活卵子雌、雄原核形成，充分发育后合并形成受精卵。2、胚胎发育二、胚胎分割(1)基本程序选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，将其移入盛有操作液的培养皿中，用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入空透明带中，或直接将裸半胚移植入受体。(2)理论基础：细胞的全能性。(3)存在问题刚出生的动物体重偏低、毛色和斑纹等性状方面存在差异。采用胚胎分割技术产生同卵多胚的可能
5、性是有限的。三、胚胎干细胞：1、哺乳动物的胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，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。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导 ES 细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；可以用于治疗人类
6、的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；随着组织工程技术的发展，通过 ES 细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。四、胚胎工程的应用1、体外受精和胚胎的早期培养（1）卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体
7、外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(2)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，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。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在 4 个细胞阶段移植。)2.胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同
8、的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。(3) 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的
9、外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。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。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第 7 天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植。移
10、植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。3.胚胎分割(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割 2 等份、4 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。【单元知识网络】【感悟高考真题】1、 （2011江苏高考）下列关于胚胎工程的叙述，错误的是()A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精B.受精
11、卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术【解析】受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段就可进行移植。【答案】B2、(2011浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如图所示，若要培育成功，下列叙述正确的是()A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D.丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内【解析】A 项，甲为获取卵母细胞，可以用促性腺激素使其超数排卵；B 项，乙过程的目的之一是促进卵母细胞
12、成熟到减数第二次分裂中期和使精子获能而不是成熟；C 项，乙过程的目的之一是使精子获能需要获能液，丙过程为培养早期胚胎用培养液，两者成分不同；D 项，丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内。【答案】A3、 （2010海南高考） （18 分） 选修模块 3：现代生物科技专题请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛” 。试管牛的培育需经过体外受精、以及在母体中发育和产出等过程。（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微
13、镜下可观察到次级卵母细胞和。（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是。（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是、基因表达载体的构建、和。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是（显微注射法、农杆菌转化法） ，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是（受精卵、乳腺细胞） 。【答案】 （18 分）（1）早期胚胎培养（1 分） 胚胎移植（2 分）（2）
14、获能 第一极体（每空 1 分，共 2 分）（3）促性腺激素（其他合理答案也给分） （2 分）（4）获取目的基因（2 分） 将目的基因导入受体细胞（2 分）目的基因的检测与鉴定（2 分） 人干扰素基因（或目的基因） （1 分）终止子（1 分） 标记基因（1 分） 显微注射法（1 分） 受精卵（1 分）4、 （2010山东高考） 【生物-现代生物科技专题】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。（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
15、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。【命题立意】本题综合考查胚胎工程、基因工程等方面知识。【答案】 （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）5、 （2010江苏高考）下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述错误的是A对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理B人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割C利用胚胎分剖技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎D一次给受体母羊檀人多个胚胎可增加双胞胎和多胞胎的比例【解析】本题考查了胚胎工程及考生理解问题的能力。进行胚胎分割要用囊胚或桑椹胚期的胚胎，B 项错误。【答案】B6、 （2010江苏高考）老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的 一淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降某些基因的突变会导致 一淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技 术不能用于老年痴呆症治疗的是A胚胎移植技术
