2019浙科版高中生物一轮复习选修3.3

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1、第3讲 胚 胎 工 程,考点一 受精作用和胚胎发育的过程 1.受精作用与受精卵的形成: (1)受精:精卵识别精子附着于卵膜精卵质膜融合受精卵。 (2)同种动物精卵结合的原因:同种动物精子、卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白。,2.胚胎发育的过程: (1)图示:,(2)过程分析:,(3)有关卵裂期的提醒。 细胞分裂方式:只有有丝分裂。 物质和体积变化: a.受卵细胞膜制约,卵裂球总体积不变或略有减小。 b.细胞数目增多,每个细胞的体积减小,DNA总量增加,有机物总量减少。,考点二 胚胎工程 1.体外受精和胚胎体外培养:,2.胚胎移植: (1)操作流程:,(2)相关分析。 “供体”与“受体”。 a.

2、提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。 b.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。,实质:胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变。 后代性状:决定于供体雌性和雄性,与受体雌性没有关系。 优势:可以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。,3.胚胎分割: (1)操作要求:,(2)操作流程:,4.胚胎干细胞: (1)含义:囊胚期的内细胞团细胞,细胞未分化,具有发育全能性和二倍体核型。 (2)特点。 形态:体积小、细胞核大、核仁明显。 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

3、胞。,(3)培养要求:既能促进胚胎干细胞的生长,又要抑制胚胎干细胞的分化。一般用胚胎成纤维细胞做饲养层,因为胚胎成纤维细胞可以分泌抑制细胞分化的物质。,(4)培养过程:,类型一 胚胎发育的过程 1.(2017嘉兴模拟)世界首个细胞核移植“三父母”婴儿已于2016年4月诞生,引起全球广泛关注。医生首先从母亲的卵细胞中取出细胞核,并将其注入已去掉细胞核的捐赠者的卵细胞内,重组细胞就拥有了母亲的核DNA以及捐赠者的线粒体DNA,最后再利用精子进行体外受精。请回答:,(1)医生用这一方法同时培育了5个胚胎,因此母亲的卵巢事先需经_处理以获得更多的卵细胞;体外受精前,精子需经培养达到_状态。,(2)下列

4、关于体外受精及胚胎工程的叙述,错误的是 ( ) A.精子和卵细胞表面有特异性相互识别的糖蛋白 B.28细胞期的卵裂球每一个细胞都具有全能性 C.中胚层是由外胚层的细胞增殖分裂形成的 D.体外受精使用的培养液和早期胚胎培养液成分相同,(3)受精卵需经早期发育培养,才能完成植入或着床,通常移植的最适宜时期是_。胚胎发育到一定阶段,会形成滋养层细胞,这部分细胞将发育成_。,(4)在英国获得批准的“三父母”技术则不同,是捐献者的卵细胞与父亲的精子经体外受精形成的受精卵去核后,注入父、母亲所形成受精卵的核,以剔除母亲线粒体中有缺陷的基因信息。该过程涉及的生物技术有体外受精、_、_和胚胎移植。,【解析】(

5、1)胚胎工程中,对于供体需要注射促性腺激 素,促使其超数排卵。体外受精之前,对于精子进行培 养,达到获能状态即可与成熟的卵细胞进行受精。 (2)同种生物的精卵细胞表面具有相互识别的糖蛋白,具 有物种特异性,A正确;卵裂球阶段,28个细胞的卵裂 球,每个细胞都具有全能性,B正确;中胚层由外胚层细,胞增殖分裂而来,C正确;体外受精和早期胚胎培养所 需的培养液不同,早期胚胎培养时,需要根据胚胎发育 的不同阶段更换培养液,D错误。(3)胚胎移植对象为 早期胚胎,适宜移植的早期胚胎是囊胚或桑椹胚期。 囊胚期的滋养层细胞已经发生了分化,这部分细胞将,来会发育成胚胎的附属结构。(4)获得“三父母”个体,需进

6、行核移植、体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植等操作。,答案:(1)超数排卵(促性腺激素也可) 获能 (2)D (3)发育到8细胞以上的胚胎(早期囊胚、早期胚胎、桑椹胚也可) 胚胎的附属结构(胚外结构等合理答案也可) (4)核移植 胚胎体外培养(答案顺序可互换),2.人的血清白蛋白在临床上需求量很大,通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下:,a.将人体血清白蛋白基因导入“雌性奶牛胚胎”的细胞中,形成重组细胞; b.

7、取出重组细胞的细胞核,注入去核的牛卵细胞中,形成重组细胞; c.电脉冲刺激重组细胞促使其形成早期胚胎; d.将胚胎移植到母牛的子宫内,最终发育成转基因小牛。请回答下列问题:,(1)重组细胞和中_实现了核基因的重组。,(2)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成小牛,这些小牛的基因型_(填“相同”或“不同”),理由是_,此项技术称为_。,(3)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES细胞),培养如下:早期胚胎内细胞团胚胎干细胞。在培养过程中,必须用_ _(A.胰蛋白酶 B.胃蛋白酶 C.过氧化氢酶 D.促胰液素)处理内细胞团,使之分散成单个细胞。培养过程中作为饲养

8、层的是_细胞。,【解析】(1)将人体血清白蛋白基因导入“雌性奶牛 胚胎”的细胞中,形成重组细胞,因此重组细胞实 现了核基因的重组。(2)若将早期胚胎分离成若干个 胚胎细胞,让其分别发育成小牛,则这些小牛的基因型 相同,原因是它们来自同一个受精卵,此项技术是胚胎,分割技术。(3)使内细胞团分散成单个细胞需用胰蛋白酶处理,培养过程中作为饲养层的是胚胎成纤维细胞。,答案:(1) (2)相同 它们来自同一个受精卵 胚胎分割 (3)A 胚胎成纤维,类型二 胚胎工程 1.(2017温州模拟)如图为某良种培育场培育良种牛的流程图,据图回答问题。,(1)通常步骤同期发情处理是指对_(A.供体母牛 B.受体母牛

9、 C.供体母牛和受体母牛 D.供体母牛和供体公牛)进行处理。 (2)图中在步骤中进行质量检查,进行移植的早期胚胎一般发育到_期。,(3)为获得更多的该优良品种的牛,可在步骤之后进行_,该技术操作时应注意_。重组胚胎如暂时不移入可使用_方法保存。,【解析】(1)同期发情处理是指对供体和受体母牛进行处理。(2)图中进行移植的早期胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚期。(3)为了获得更多的优良品种的牛,可在步骤之后进行胚胎分割移植,该技术操作时应注意内细胞团要均分。重组胚胎如暂时不移入可使用冷冻的方法保存。,答案:(1)C (2)桑椹胚或囊胚 (3)胚胎分割移植 内细胞团要均分 冷冻,2.科学家通过诱导黑鼠体

10、细胞脱分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出克隆鼠。流程如下:,(1)从黑鼠体内获得体细胞后,开始进行原代培养,关于原代培养的叙述,下列正确的是_。 A.无需对实验小鼠进行消毒 B.小鼠组织块要用胰蛋白酶处理 C.培养结果体现了细胞全能性 D.该技术称为动物细胞克隆培养,(2)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育,此前应对白鼠进行的处理是_。该流程产生的克隆鼠的体色表现为_。 (3)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的_细胞分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向_后用于疾病的细胞治疗。,【解析】(1)进行原代培养时,需对实验动

11、物进行消毒 处理,以防止杂菌污染,A错误。将动物体内的一部分 组织取出后,需经胰蛋白酶处理,使其分散成单个的细 胞,B正确。原代培养的结果是产生大量细胞,而不是 动物个体,故不能体现细胞全能性,C错误。动物细胞 克隆培养是指把一个单细胞从群体中分离出来单独培,养,使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。题中技术 并非从单一细胞开始培养,D错误。(2)由图可知,黑鼠 提供的体细胞经处理得到诱导性多能干细胞(iPS),灰 鼠提供胚胎,且内细胞团经特殊处理已不发育,将黑鼠 iPS细胞注入灰鼠胚胎,得到重组囊胚,其遗传物质由,黑鼠提供,将重组囊胚经胚胎移植技术转入经同期发 情处理的代孕母白鼠子宫内继续发育,

12、生出的克隆鼠 的体色应为黑色。(3)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚 的内细胞团细胞分离培养获得,胚胎干细胞是一种未 分化的细胞,具有发育全能性,在适当条件下,胚胎干 细胞可被诱导分化为多种细胞、组织,具有重要的生,产和临床价值。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治疗。,答案:(1)B (2)胚胎移植 同期发情 黑色 (3)内细胞团 诱导分化,【易错警示】胚胎工程中的三个易混点辨析 (1)同种与同物种:同种动物之间进行胚胎移植易成功。这里的“同种”是指“同物种”。 (2)胚胎分割时期:进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的卵裂球或早期胚

13、胎,在囊胚阶段分割时,要将内细胞团均等分割。,(3)胚胎移植生殖方式:胚胎由受精卵形成的,属于有性生殖;由核移植技术形成的重组细胞发育而成的,属于无性生殖。,类型三 胚胎工程与其他工程的联系 1.(2017宁波模拟)利用啤酒酵母发酵生产转基因酵母乙肝疫苗。请回答:,(1)科研人员将表达乙肝病毒表面抗原的基因构建在 重组质粒中,进而转入_,发酵生产转基因酵母 乙肝疫苗,在构建重组质粒过程中,通过同种限制性核 酸内切酶(GAATTC)切割得到的一个目的基因和 一个开环质粒,共有_(A.1个 B.2个 C.3个,D.4个)粘性末端。将重组质粒导入受体细胞的操作步骤完成以后,需要对所有受体细胞进行筛选

14、,这是因为_。该转基因技术实践应用的成功标志是_。,(2)转基因技术结合胚胎工程在高等动物育种中也有成熟应用。人们将经过基因改造的胚胎干细胞核与_融合,得到_,并促使其在体外分裂发育成_,再通过胚胎移植获得后代。,【解析】(1)科研人员将表达乙肝病毒表面抗原的基 因构建在重组质粒中,进而转入受体细胞(啤酒酵母细 胞),发酵生产转基因酵母乙肝疫苗。在构建重组质粒 过程中,通过同种限制性核酸内切酶(GAATTC) 切割得到的一个目的基因和一个开环质粒,目的基因,和开环质粒上分别具有两个粘性末端,即共有4个粘性 末端。由于不是所有受体细胞都导入了重组质粒,需 要在重组质粒导入受体细胞的操作步骤完成以

15、后,对 所有受体细胞进行筛选。该转基因技术实践应用的成 功标志是成功表达乙肝病毒表面抗原。(2)转基因技 术结合胚胎工程在高等动物育种中也有成熟应用。人,们将经过基因改造的胚胎干细胞核与去核卵细胞融合,得到重组(卵)细胞(或重建“合子”),并促使其在体外分裂发育成早期囊胚(或早期胚胎),再通过胚胎移植获得后代。,答案:(1)啤酒酵母(或受体细胞、宿主细胞) D 不是所有受体细胞都导入了重组质粒 成功表达乙肝病毒表面抗原 (2)去核卵细胞 重组(卵)细胞(或重建“合子”) 早期囊胚(或早期胚胎),2.请回答下列关于生物工程的问题: (1)科学家利用转基因技术让大肠杆菌生产胰岛素,其过程如图。由甲和载体乙拼接形成的丙通常称为_,切割甲、乙的限制性核酸内切酶通常是_(填“相同”或“不同”)的。在此过程中,用来处理丁以增加细胞壁通透性的化学试剂是_。,A.氯化钠 B.氯化钙 C.次氯酸钠 D.纤维素酶,(2)在克隆技术中,动物细胞可以在_(化学试剂)介导下相互融合,基因型不同的细胞间的融合就是_。,(3)在胚胎工程中,为获得更多的受体细胞,可先对成年雌鼠注射_激素,将获