【创新方案】2014年高考生物一轮复习 第三讲 胚胎工程训练 新人教版选修3

1、【创新方案】2014年高考生物一轮复习 第三讲 胚胎工程训练 新人教版选修3一、体内受精和早期胚胎发育1精子和卵子的发生判断正误(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。(×)(2)卵子形成过程中，M和M是不连续的。()(3)判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。()2受精准备阶段受精阶段3早期胚胎发育二、体外受精和早期胚胎培养判断正误(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。()(2)收集精子的方法有假阴道法、手握法和电刺激法等。()(3)采集的卵母细胞可直接与精子受精。(×)(4)精子体外获能方法有培养法和化学诱导法

2、两种。()(5)培养哺乳动物胚胎的培养液，其成分较简单，一般只需一些无机盐和有机盐类即可。(×)三、胚胎移植1胚胎移植的生理学基础胚胎移入的基础哺乳动物发情排卵后，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胚胎移植的基本程序3胚胎分割判断正误(1)胚胎分割可看作是无性繁殖。()(2)进行胚胎分割时，应选取发育良好的

3、囊胚或原肠胚。(×)(3)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割。(×)4胚胎干细胞(1)来源：早期胚胎或原始性腺中分离。(2)特点知识体系构建受精作用、体外受精及早期胚胎的发育和培养(1)(2012·浙江卷T2A)绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性。()(2)(2011·山东卷T35(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从处死的雌鼠卵巢中获取。()(3)(2011·江苏卷T18A)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。()(4)(2012·浙江卷T2B,2009·江苏卷T8A)卵裂期胚胎中细胞数目

4、和有机物总量在不断增加，细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。(×)(5)(2011·江苏卷T18C)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。()(6)(2012·浙江卷T2D)原肠胚发育分化形成内外两个胚层。(×)1精子、卵子发生的比较项目精子发生卵子发生区别场所睾丸的曲细精管卵巢(M)、输卵管(M)开始时间初情期后胚胎性别分化后过程特点M、M是连续的需要变形两次细胞质分裂均等M、M是不连续的不需要变形两次细胞质分裂不均等结果形成4个精细胞形成1个卵细胞相同点原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂；生殖细胞的成熟经减数分裂完成；成熟过程均经一次复制

5、和两次分裂，子细胞染色体数目减半2受精作用(1)受精作用的场所：输卵管。(2)受精前的准备阶段：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。卵子的准备：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)受精阶段四步曲：第一步：精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解放射冠内卵丘细胞之间的物质，透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子进入卵黄膜。卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。3卵细胞只允许同种单个精子

6、完成受精的保障(1) 同种生物精卵结合的保障：卵细胞透明带上存在精子的特异识别受体，只允许同种生物的精子与卵细胞结合。(2) 防止多精入卵的保障：单个精子穿过透明带，触及卵黄膜的瞬间引发透明带反应，透明带蛋白质变性成为较坚韧的一层，阻止其他精子进入，这是防止多精入卵的第一道屏障。单个精子穿过卵黄膜入卵后，立即引发卵黄膜的封闭作用，拒绝其他精子再进入卵细胞，这是防止多精入卵的第二道屏障。(3) 受精的标志和受精完成的标志：受精标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。受精完成的标志：雌、雄原核的融合。4早期胚胎发育(1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚(2)图示：5体外受精与胚胎的早期培养(1

7、)体外受精的原理：人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等)，使初级卵母细胞成熟和精子获能，最终完成受精和胚胎保存。(2)体外受精主要操作步骤：卵母细胞的采集：方法一：对小型动物一般采用促性腺激素处理，排卵后直接从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。方法二：对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞，经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精。精子的采集和获能：采集方法：假阴道法、手握法和电刺激法等。获能方法：培养法和化学诱导法。受精：获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精。(3)胚胎的早期培养：培养的目的：检测受精状况和受精卵的发育能力。培养液的成分：水、无机盐、有机盐、

8、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及动物血清等。胚胎去向：冷冻保存、移植到受体动物子宫内培养。高考地位本考点的高考命题侧重于基础知识的考查，近几年高考赋分有所提升，形式既有选择题又有非选择题命题角度(1)结合试管动物的培育过程，考查于体外受精的条件，如典例1；(2)以图解的形式考查早期胚胎的培养条件及各时期特点，如典例2。典例1(2011·浙江高考)培育“试管山羊”的基本过程如下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丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的

9、代孕母羊子宫内解析选A本题考查动物胚胎工程的应用，意在考查考生对该知识的理解能力。甲过程的目的是采集卵母细胞并培养成熟，可通过注射促性腺激素促进母山羊超数排卵。乙过程的目的是促进精子和卵细胞结合，完成受精作用。受精是在获能溶液或专门的受精溶液中进行，而早期胚胎培养是在发育培养液中进行；丁过程是胚胎移植，是将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的雌性动物子宫内使之继续发育。典例2下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段，请据图回答问题：(1)写出各个阶段的名称：A：_，B：_，C：_。(2)写出图中各标号的名称：2_，4_，5_，7_，8_。(3)A时期的细胞具有发育上的_性，B时期开始出现_，C时

10、期开始出现_。(4)2将来发育成_。(5)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子由一个精子和卵子结合的生理基础是_、_。解析本题考查受精和动物的胚胎发育等知识以及识图、填图能力。(1)图中A是桑椹胚，B是囊胚，C是原肠胚。(2)图B中1是滋养层细胞，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔；图C中5是外胚层，6是滋养层，7是原肠腔，8是内胚层。(3)桑椹胚细胞具全能性；囊胚开始出现细胞分化，分化为滋养层细胞和内细胞团细胞；原肠胚已有胚层分化，分化为外胚层、内胚层。(4)内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。(5)受精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精入卵的两道屏障

11、。答案(1)桑椹胚 囊胚 原肠胚(2)内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层(3)全能 细胞分化 胚层分化(4)胎儿的各种组织(5)透明带反应 卵黄膜封闭作用胚胎移植及胚胎分割技术(1)(2011·江苏卷T18B)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。(×)(2)(2012·江苏卷T9A)通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖时，受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行。(×)(3)(2009·江苏卷T8B)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割。(×)(4)(2010·江苏卷T16C)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型

12、完全相同的胚胎。()(5)(2012·江苏卷T9D)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低。()1胚胎移植及胚胎分割移植(1)概念：是指将雌性动物体内的早期胚胎，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，使之继续发育为新个体的技术。(2)胚胎移植的实质：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移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。(3)胚胎移植成功的保障(生理学基础)：供、受体生殖器官的生理变化是相同的；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，

13、这就为胚胎的收集提供了可能；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。关键一点(1)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。(2)作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种，供体则为优良的品种。(3)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潜力。(4)胚胎分割：材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。意义：加

14、快繁殖速度，是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其他克隆方法还有核移植。2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(以牛胚胎移植为例)：关键一点(1)选择的对象包括良种公牛、母牛和普通母牛，处理是指对良种母牛和普通母牛做同期发情处理，以使其生殖器官的生理变化相同；同时要对良种母牛做超数排卵处理，以促其多产生卵子。(2)冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来，而不是冲洗出卵子。(3)良种牛后代的遗传特性是由供体公牛和母牛决定的，受体母牛只是提供了胚胎发育的场所，不影响后代的遗传特性。(4)胚胎移植培育流程中有两次使用激素，第一次是使用孕激素

15、对供、受体进行同期发情处理；第二次是使用促性腺激素用于供体的超数排卵。高考地位高考对胚胎移植的考查呈逐年升温的趋势，在考查形式上选择题和非选择题都有呈现，复习时应引起足够重视命题角度结合流程图，考查胚胎工程相关知识的综合分析，如典例3。典例3下图为牛胚胎移植的基本程序，请据图回答：(1)图中a、b、c过程分别是指_、_、_。(2)在胚胎移植过程中，供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理，这样处理的原因是_，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。(3)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为_。解析(1)图中a、b、c依次指超数排卵、胚胎收集、胚

16、胎移植。(2)同期发情处理的目的在于使供受体动物处于相同生理状态，以免发生免疫排斥反应。(3)胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显的特点。答案(1)超数排卵胚胎收集胚胎移植(2)使供、受体的生理状态相同(3)体积小、细胞核大、核仁明显胚胎干细胞(1)(2009·江苏卷T8C)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。(×)(2)(2012·天津卷T1AD)造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病，自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应。()(3)(2012·浙江卷T2C)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性。(×)(4)

17、(2012·天津卷T1B) 胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化。(×)1干细胞的类型类别来源或举例特点全能干细胞桑椹胚或囊胚及以前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关键一点胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，包括人类囊胚的内细胞团，具有胚胎细胞的特性。它能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞。因此，它是细胞的源头，是全能细胞，并能够制造机

18、体需要的全部细胞。2胚胎干细胞(ES细胞)的应用前景ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。(1)ES细胞可用于治疗人类的某些顽症：利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。(2)培育成组织器官，用于器官移植。(3)对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。(4)ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。高考地位本考点在近几年高考中考查频率不高，考查时多以选择题的形式呈现命题角度本考点多以选择题的形式与其他知识结合在一起考查，如

19、典例4。典例4下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所做的一系列研究，过程是将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素。过程是将目的基因导入胚胎干细胞的过程。下列有关叙述不正确的是()A过程的研究利用了胚胎干细胞具有全能性的特点B过程中，囊胚的后一个阶段形成了内、中、外三个胚层及两个囊胚腔C过程中可用显微注射法将目的基因导入胚胎干细胞D过程中需要用到的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体解析选B过程利用了细胞的全能性。囊胚的后一个阶段是原肠胚，具有内、中、外三个胚层和原肠腔、囊胚腔两个囊腔。过程中，将目的基因导入动物受体细胞常

20、用的方法是显微注射法，基因工程中常用的工具有限制酶、DNA连接酶及运载体。高考随堂体验1(2010·广东高考)骨髓移植是治疗白血病常用的有效方法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内()A正常生长B增殖并分化成多种细胞C分泌抗体 D杀死各种病原菌解析：选B移植骨髓中的造血干细胞具有分裂和分化的能力，能分化为血液中的红细胞、白细胞和血小板等正常细胞，血液中产生了正常的白细胞，可以达到治疗白血病的目的。2(2010·江苏高考)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的­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­

21、;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 B胚胎干细胞技术C单克隆抗体技术 D基因治疗技术解析：选A胚胎移植是将胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术，因此不能用于老年痴呆症的治疗。利用胚胎干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植胚胎干细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能，所以胚胎干细胞技术能用于老年痴呆症的治疗。根据题意，只要干扰­淀粉样蛋白体的存在就可以治疗老年痴呆症，利用单克隆抗体技术生产特定抗体，使之与­淀粉样蛋白体结合形成沉淀，从而达到治疗老年痴呆症的目的。­

22、;淀粉样蛋白体的产生是由于某些基因的突变造成的，因此通过基因治疗技术把正常基因导入病人体内，使该正常基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗老年痴呆症的目的。3(2009·宁夏高考)下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答下面的问题：(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_期的内细胞团或胎儿的_中分离得到的一类细胞。(2)图中分化程度最低的干细胞是_。在体外培养条件下，培养液中加入_因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。(3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因_的结果。(4)某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的。骨髓移植的实质是将上图

23、中的_细胞移植到患者体内。(5)若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的_，其原因是_。(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA分子的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期的_期。(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用_细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌_的杂交瘤细胞。解析：(1)胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞。(2)图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞，全能性最高，在体外培养条件下，该种干细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞，培养液中加入分化诱导因子

24、。(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果。(4)骨髓是人体的造血组织，存在造血干细胞，骨髓的治疗的实质是将上图的造血干细胞移植到患者体内。(5)克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核，而成熟的红细胞没有细胞核，所以不能作为供体。(6)细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。(7)单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合、筛选最终得到能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞。答案：(1)囊胚原始性腺(2)胚胎干细胞分化诱导(3)选择性表达(4)造血干(5)红细胞细胞中无细胞核(6)间(7)B淋巴特异性抗体4(2012·山东高考)毛角蛋白

25、型中间丝(KIF)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流程如下图：(1)过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(2)在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是_。(3)在过程中，用_处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行_处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。解析：(1)图中为重组载体的构建过程，最常用的运载工具为质粒，所需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶。(2)图中为动物细胞培养

26、过程，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理皮肤组织块可将其分散成单个成纤维细胞；在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH。(3)过程常采用促性腺激素处理，以获取更多的卵(母)细胞；成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所运用的胚胎工程技术是早期胚胎培养，为获得更多的胚胎可采用胚胎分割技术。答案：(1)质粒DNA连接酶(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)维持培养基(液)的pH(3)促性腺激素(或促滤泡素，孕马血清)去核(4)(早期)胚胎培养胚胎分割5(2010·山东高考)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制

27、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。解析：(1)在体外受精前，要对精子进行获能处理，要对卵母细胞进行培养，让其进一步成熟，才具有与精子进行受精的能力。(2)在体外培养受精卵时，需

28、要提供一定量的CO2，以维持培养液的pH。(3)将早期胚胎植入受孕母体的子宫中，属于胚胎移植，它在胚胎工程中的意义有：可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；大量节省购买种畜的费用；一胎多产。(4)将目的基因导入受精卵的常用方法为显微注射法；如果母牛的乳汁中含有人类白细胞介素，则说明目的基因在母牛体内已经表达。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)6(2010·海南高考)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