第2課時動物細胞工程及胚胎工程考點一動物細胞工程

考點二胚胎工程經(jīng)典真題·明考向內(nèi)容要求1.闡明動物細胞培養(yǎng)是從動物體獲得相關(guān)組織,分散成單個細胞后,在適宜的培養(yǎng)條件下讓細胞生長和增殖的過程。動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎2.闡明動物細胞核移植一般是將體細胞核移入一個去核的卵母細胞中,并使重組細胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動物個體的過程3.闡明動物細胞融合是指通過物理、化學或生物學等手段,使兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程4.概述細胞融合技術(shù)是單克隆抗體制備的重要技術(shù)5.簡述干細胞在生物醫(yī)學工程中有廣泛的應用價值6.簡述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程7.簡述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)學業(yè)要求①結(jié)合生活或生產(chǎn)實例,舉例說出細胞工程及相關(guān)技術(shù)的基本原理(生命觀念)②針對人類生產(chǎn)或生活的某一需求,在細胞工程中選取恰當?shù)募夹g(shù)和方法,嘗試提出初步的工程學構(gòu)想,進行簡單的設計和制作(生命觀念、科學探究)必備知識梳理

重點難點突破

命題角度例析考點一動物細胞工程一、動物細胞培養(yǎng)1.概念:指從動物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成

,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細胞

的技術(shù)。

2.原理:

。

3.條件(1)營養(yǎng):動物細胞培養(yǎng)需要在合成培養(yǎng)基中加入

等一些天然成分,一般使用

培養(yǎng)基。

必備知識梳理單個細胞生長和增殖細胞增殖血清液體

必備知識梳理滅菌無菌環(huán)境代謝物細胞代謝物36.5±0.5℃7.2~7.4

細胞代謝培養(yǎng)液的pH4.過程必備知識梳理胰蛋白酶、膠原蛋白酶貼壁接觸抑制離心胰蛋白酶離心類型分布或來源特點胚胎干細胞

中

具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的

,并進一步形成機體的__________________________的潛能

成體干細胞

內(nèi)

具有

性,只能分化成特定的

,不具有發(fā)育成完整個體的能力

誘導多能干細胞___________產(chǎn)生

不涉及

問題;可以避免

反應

5.干細胞的培養(yǎng)及其應用(1)干細胞的類型必備知識梳理早期胚胎細胞所有組織和器官甚至個體成體組織或器官組織特異細胞或組織體外誘導倫理免疫排斥(2)應用①在

上有著廣泛的應用,如治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病;治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。

②將在

、

等領(lǐng)域發(fā)揮大作用。

必備知識梳理醫(yī)學再生醫(yī)學藥物安全性與有效性檢測二、動物細胞融合技術(shù)與單克隆抗體1.動物細胞融合技術(shù)(1)概念:使兩個或多個動物細胞結(jié)合形成

細胞的技術(shù)。

(2)原理:

。

(3)常用的誘導融合的方法:

、

、

。(4)意義:突破了有性雜交的局限,使

成為可能;成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段,為制造

開辟了新途徑。

必備知識梳理一個細胞膜的流動性PEG融合法電融合法滅活病毒誘導法遠緣雜交單克隆抗體2.單克隆抗體及其應用(1)制備原理:一種B淋巴細胞只能分泌一種抗體,B淋巴細胞在體外

無限增殖;骨髓瘤細胞能

;B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合得到的

細胞,既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。

必備知識梳理不能無限增殖雜交瘤(2)制備過程必備知識梳理B淋巴細胞骨髓瘤雜交瘤抗體檢測呈陽性腹腔細胞培養(yǎng)液小鼠腹水(3)優(yōu)點:能準確地識別抗原的細微差異,與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,并且可以

。

(4)應用①作為

,在多種疾病的診斷和病原體鑒定中發(fā)揮重要的作用。

②用于

和治療疾病。

必備知識梳理大量制備診斷試劑運載藥物三、動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物1.概念、原理及類型必備知識梳理細胞核去核的卵母細胞重新組合的細胞新胚胎動物個體動物細胞核胚胎細胞體細胞2.過程必備知識梳理MⅡ去核供體細胞電融合重構(gòu)胚基本相同前景畜牧業(yè)加速家畜

進程,促進優(yōu)良畜群繁育

保護瀕危物種醫(yī)藥衛(wèi)生

①作為

生產(chǎn)醫(yī)用蛋白

②

的細胞、組織和器官可作為異種移植的供體

③人核移植

經(jīng)過誘導分化形成相應的組織、器官,可用于器官移植

①作為

生產(chǎn)醫(yī)用蛋白

②

的細胞、組織和器官可作為異種移植的供體

③人核移植

經(jīng)過誘導分化形成相應的組織、器官,可用于器官移植

問題成功率

克隆動物存在

問題,表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷

3.應用前景及存在的問題必備知識梳理遺傳改良生物反應器轉(zhuǎn)基因克隆動物胚胎干細胞非常低健康【長句表達】(1)動物細胞培養(yǎng)時,一般取幼齡動物組織細胞的原因是

。

(2)進行核移植時,選用去核的“卵母細胞”作為受體細胞的原因是_____________________________________________________________________________。(3)動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植,原因是

。

必備知識梳理幼齡動物的細胞增殖能力強,有絲分裂旺盛,細胞更易于培養(yǎng)

卵母細胞比較大,容易操作;卵母細胞的細胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富,含有促進核全能性表達的物質(zhì)體細胞分化程度高,表現(xiàn)全能性困難【易錯辨析】(1)制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織,再用胃蛋白酶處理。(

)(2)培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞。(

)(3)肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸。(

)×必備知識梳理[解析]制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織,再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理?！羀解析]保留接觸抑制的細胞在細胞接觸時即停止分裂,不會在培養(yǎng)瓶壁上形成多層細胞?！羀解析]肝細胞培養(yǎng)過程中在培養(yǎng)液中通入5%的CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH。(4)動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理都是細胞的全能性。(

)(5)克隆動物的性狀與供核動物完全相同。(

)×必備知識梳理[解析]動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的原理分別是細胞增殖和植物細胞的全能性?！羀解析]由于卵母細胞的細胞質(zhì)中也存在遺傳物質(zhì),因此克隆動物的性狀與供核動物不完全相同?！窘滩氖斑z】(1)滲透壓也是動物細胞培養(yǎng)過程中需要考慮的一個重要環(huán)境參數(shù)。[教材

選擇性必修3P44](2)在進行傳代培養(yǎng)時,懸浮培養(yǎng)的細胞直接用離心法收集;貼壁細胞需要重新用胰蛋白酶等處理,使之分散成單個細胞,然后再用離心法收集。[教材

選擇性必修3P45](3)減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母細胞中的“核”其實是紡錘體—染色體復合物。[教材

選擇性必修3P52]必備知識梳理(4)目前動物細胞核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是顯微操作法。也有人采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學物質(zhì)處理等方法。這些方法是在沒有穿透卵母細胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。[教材

選擇性必修3P54]必備知識梳理1.比較歸納動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)重點難點突破項目

植物組織培養(yǎng)

動物細胞培養(yǎng)理論基礎植物細胞的全能性細胞增殖前處理無菌、離體無菌;用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理,使組織分散成單個細胞取材植物幼嫩的部位或花藥等動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體重點難點突破項目

植物組織培養(yǎng)

動物細胞培養(yǎng)培養(yǎng)基成分水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和瓊脂等糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等結(jié)果可產(chǎn)生新個體細胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細胞,不形成新個體應用快速繁殖、作物脫毒、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)和單倍體育種等人造皮膚的構(gòu)建、動物分泌蛋白的規(guī)?；a(chǎn)相同點

①都需人工條件下的無菌操作;②都需要適宜的溫度、pH等條件;③都進行有絲分裂,都不涉及減數(shù)分裂比較項目

植物體細胞雜交

動物細胞融合原理細胞膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性融合前處理去除細胞壁使細胞分散開相關(guān)酶纖維素酶和果膠酶機械方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等誘導方法物理法:電融合法、離心法;化學法:PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法

PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導法2.比較歸納植物體細胞雜交和動物細胞融合重點難點突破比較項目

植物體細胞雜交

動物細胞融合過程

結(jié)果形成雜種植株形成雜交細胞應用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能重點難點突破3.單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的重點難點突破項目

第一次篩選

第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞,另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞重點難點突破項目

第一次篩選

第二次篩選篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“B—B”細胞、“瘤—瘤”細胞)都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞(“B—瘤”細胞)才能生長用多孔培養(yǎng)板培養(yǎng),在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生所需抗體的細胞群篩選目的得到雜交瘤細胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞重點難點突破4.對核移植與克隆的理解(1)克隆是指遺傳組成完全相同的分子、細胞或個體,即克隆應包含三個層次的內(nèi)容:①分子水平,如DNA復制;②細胞水平,如動物細胞培養(yǎng);③個體水平,如克隆動物。(2)核移植技術(shù)中選用的核供體應為具有優(yōu)良性狀的個體,提供卵母細胞的受體和代孕個體只需為同一物種的健康雌性個體即可。(3)動物細胞核移植可以有兩種操作方式:一是把供體細胞導入去核的卵母細胞,這是現(xiàn)在常用的方法;二是將供體動物的一個細胞核直接導入去核的卵母細胞,該過程需要用電刺激的方法促進融合。(4)體細胞核移植體現(xiàn)了動物細胞核的全能性,而非動物細胞的全能性。角度一考查動物細胞培養(yǎng)?

[2021·遼寧遼陽一模]下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述,錯誤的是(

)A.動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)與植物細胞培養(yǎng)不同B.傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞C.癌細胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D.動物細胞培養(yǎng)時需要添加抗生素以防止雜菌污染C命題角度例析[解析]

動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)有血清、血漿,植物細胞培養(yǎng)需要蔗糖等,A正確;?

[2021·遼寧遼陽一模]下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述,錯誤的是(

)A.動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)與植物細胞培養(yǎng)不同B.傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞C.癌細胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象D.動物細胞培養(yǎng)時需要添加抗生素以防止雜菌污染C命題角度例析傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞,不然會因為接觸抑制而無法繼續(xù)分裂,B正確;癌細胞膜表面的糖蛋白減少,細胞間信息交流受到限制,在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象,C錯誤;動物細胞培養(yǎng)時需要添加抗生素以防止雜菌污染,D正確。?干眼癥是由于淚液分泌減少導致的眼睛干澀的病癥。通過將有關(guān)基因?qū)胍逊只捏w細胞獲得類似胚胎干細胞(ES細胞)的誘導多能干細胞(iPS細胞),進而培養(yǎng)得到眼結(jié)膜組織,可分泌淚液成分“黏液素”,有望治療干眼癥。下列說法錯誤的是(

)A.導入的基因能促使已分化的體細胞恢復分裂能力B.利用iPS獲得眼結(jié)膜組織時應加入分化誘導因子C.iPS細胞核移植比體細胞核移植更容易表現(xiàn)全能性D.利用ES細胞治療人類疾病的前景優(yōu)于iPS細胞D命題角度例析[解析]

根據(jù)題文,導入的基因能促使已分化的體細胞成為誘導多能干細胞(iPS細胞),體細胞無分裂能力,而干細胞是一類有分裂能力的細胞,故導入的基因能促使已分化的體細胞恢復分裂能力,A正確;iPS可分化為多種細胞,加入分化誘導因子才能獲得相應的組織或器官,B正確;iPS細胞分裂能力強,分化程度低,所以iPS細胞核移植比體細胞核移植更容易表現(xiàn)全能性,C正確;利用iPS細胞治療疾病不使用胚胎細胞或卵細胞,只需對體細胞進行操作及適當?shù)呐囵B(yǎng)即可,沒有倫理學的問題,還可以避免免疫排斥,故利用iPS細胞治療人類疾病的前景優(yōu)于ES細胞,D錯誤。命題角度例析角度二考查單克隆抗體的制備?

自爆發(fā)新冠疫情以來,科研人員尋找各種方法,治療新冠肺炎病毒引發(fā)的疾病。盡管疫苗是消滅疫情的核心,其他方法也在不斷發(fā)展,某制藥商已經(jīng)開展單克隆抗體的臨床試驗。圖是生產(chǎn)抗新冠肺炎病毒的單克隆抗體過程,相關(guān)敘述正確的是(

)A.②過程可用PEG促進融合,融合的雜交瘤細胞只有一種B.④過程若進行抗體檢測結(jié)果為陰性,應重新實驗C.③過程經(jīng)過選擇培養(yǎng)后只有自身融合細胞的死亡D.為保證獲得相應的B淋巴細胞,①過程給小鼠注射大量的新冠肺炎病毒B命題角度例析[解析]

生物體內(nèi)含有多種抗原刺激產(chǎn)生的B淋巴細胞,故②過程融合形成的雜交瘤細胞有多種,A錯誤;④過程若進行專一抗體檢測結(jié)果為陰性,說明沒有提取到相應抗原刺激產(chǎn)生的B淋巴細胞,應重新實驗,B正確;③過程經(jīng)過選擇培養(yǎng)后自身融合細胞和未融合的細胞都死亡,C錯誤;為保證獲得相應的B淋巴細胞,①過程應給小鼠注射適量的新冠肺炎病毒的相應抗原,D錯誤。命題角度例析?

科學家將細胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合,制成了抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC),實現(xiàn)了對腫瘤細胞的選擇性殺傷,機理見圖,回答下列問題:(1)制備單克隆抗體時,獲得的雜交瘤細胞需進行

培養(yǎng)和抗體檢測,抗體檢測的原理是

?？寺』}角度例析抗體與抗原特異性結(jié)合[解析]進行單克隆抗體制備過程中,在特定的選擇培養(yǎng)基上篩選出融合的雜交瘤細胞,該雜交瘤細胞需要既能大量增殖又能產(chǎn)生專一性抗體,故對雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,抗體檢測的原理是抗體能特異性識別結(jié)合抗原。(2)ADC中,抗體的作用是

(答出兩點即可)。除細胞毒素外,圖中的物質(zhì)C還可以是

(答出兩點即可)。

與腫瘤細胞特異性結(jié)合,將物質(zhì)C帶到腫瘤細胞命題角度例析ATP酶抑制劑,秋水仙素(合理即可)[解析]ADC具有導向作用,能將物質(zhì)C定向帶到腫瘤細胞所在位置,另外由圖可知抗體可與腫瘤細胞特異性結(jié)合。與細胞毒素具有相似作用的物質(zhì)C還可以是ATP酶抑制劑和秋水仙素(分別可抑制細胞代謝和細胞分裂)。(3)圖中細胞A為

,結(jié)構(gòu)B為一種細胞器,在細胞A中的作用是

。

腫瘤細胞命題角度例析水解抗體,釋放出物質(zhì)C[解析]由圖可知細胞A被抗體識別并結(jié)合,所以是腫瘤細胞,B是溶酶體,其功能是分解從外界進入細胞內(nèi)的物質(zhì),也消化自身局部的細胞質(zhì)或細胞器,即清除外來病原微生物等異物及衰老損傷的細胞器,故結(jié)構(gòu)B在細胞A中的作用是水解抗體,釋放出物質(zhì)C。(4)除ADC外,單克隆抗體在臨床上的應用還有

(答出兩點即可)。

作為診斷試劑;單獨使用治療疾病命題角度例析[解析]單克隆抗體還有其他應用,如作為診斷試劑,準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準確、簡易、快速的特點,單克隆抗體還可以用于治療疾病和運載藥物,主要用于癌癥治療。角度三

考查動物體細胞核移植與克隆?

[2021·山東濟寧二模]我國科學家利用基因編輯技術(shù)獲得一只徹底敲除BMAL1基因(控制生物節(jié)律的核心基因之一)的獼猴甲,發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)睡眠紊亂的癥狀。利用該獼猴的體細胞克隆得到了五只具有睡眠紊亂癥狀的克隆猴。下列敘述正確的是(

)A.獼猴甲體內(nèi)各種細胞表達的基因完全相同B.克隆猴的胚胎發(fā)育過程中不會發(fā)生細胞凋亡C.五只克隆猴的獲得能夠證明動物體細胞具有全能性D.通過上述技術(shù)可批量制備疾病動物模型用于科學研究D命題角度例析[解析]

生物個體發(fā)育過程中,基因發(fā)生選擇性表達,故獼猴甲體內(nèi)各種細胞表達的基因不完全相同,A錯誤;克隆猴的胚胎發(fā)育過程中也會發(fā)生細胞凋亡,B錯誤;五只克隆猴的獲得能夠證明動物體細胞核具有全能性,C錯誤;該獼猴甲可用于研究BMAL1基因的功能和對睡眠的調(diào)節(jié),因此可通過題中技術(shù)批量制備疾病動物模型用于科學研究,D正確。命題角度例析?

如圖表示我國體細胞克隆猴的培育過程,下列說法正確的是(

)A.克隆小猴的遺傳物質(zhì)全部來自提供體細胞的胎猴B.滅活的仙臺病毒短暫處理是為了誘導細胞融合C.代孕母猴應使用一定的激素進行同期發(fā)情和超數(shù)排卵處理D.克隆猴培育應用了體外受精﹑胚胎移植和胚胎分割技術(shù)B命題角度例析[解析]

克隆小猴的細胞核基因由胎猴提供,細胞質(zhì)基因由提供卵母細胞的母猴提供,因此遺傳物質(zhì)大部分而不是全部來自于提供體細胞的胎猴,A錯誤;圖中用滅活的仙臺病毒誘導兩類細胞融合,B正確;代孕母猴作為胚胎的“受體”僅需使用激素進行同期發(fā)情處理,不需要超數(shù)排卵,C錯誤;克隆猴培育過程屬于無性繁殖,沒有應用體外受精技術(shù),D錯誤。命題角度例析考點二胚胎工程必備知識梳理

命題角度例析一、胚胎工程的理論基礎1.胚胎工程的概念(1)操作對象:

、受精卵或

。

(2)技術(shù)手段:體外受精、

、胚胎分割等。

(3)目的:將獲得的胚胎移植到

動物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。2.受精(1)概念:精子與卵細胞結(jié)合形成合子(受精卵)的過程。(2)場所:自然條件下,哺乳動物的受精在

中完成。

生殖細胞必備知識梳理早期胚胎細胞胚胎移植雌性輸卵管(3)過程必備知識梳理獲能MⅡ期卵細胞膜原核3.胚胎早期發(fā)育必備知識梳理受精卵桑葚胚滋養(yǎng)層囊胚腔內(nèi)細胞團[說明]卵裂過程中物質(zhì)和體積的變化(1)有機物:胚胎沒有和母體建立聯(lián)系,沒有從母體獲取有機物,但一直呼吸消耗有機物,有機物總量減少。(2)細胞數(shù)目和體積:胚胎總體積并不增加,但細胞數(shù)目增多,每個細胞體積減小。(3)細胞中DNA含量:伴隨細胞分裂,細胞數(shù)目增多,總DNA含量增多,但每個細胞中核DNA含量保持相對穩(wěn)定。必備知識梳理二、胚胎工程技術(shù)及其應用1.體外受精(1)主要步驟:

、

和受精。

(2)過程必備知識梳理卵母細胞的采集精子的獲取MⅡ中獲能(3)應用:提高動物

;為

提供可用的胚胎。2.胚胎移植(1)概念:將通過體外受精及其他方式得到的

,移植到

的雌性動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為

的技術(shù)。必備知識梳理繁殖能力胚胎移植胚胎同種的、生理狀態(tài)相同新個體(2)操作過程(以牛胚胎移植為例)必備知識梳理超數(shù)排卵人工授精另一次移植受體發(fā)情妊娠檢查(3)意義:充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的

。

3.胚胎分割(1)概念:采用機械方法將

切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得

的技術(shù)。

(2)理論基礎:早期胚胎具有很強的

能力,并保持著

。

(3)繁殖方式:

。

必備知識梳理繁殖潛力早期胚胎同卵雙胎或多胎分裂細胞全能性無性繁殖(4)操作過程必備知識梳理桑葚胚囊胚操作液分割針分割刀體外培養(yǎng)(5)應用①促進優(yōu)良動物品種的

。

②對于人工控制

、動物繁育健康后代具有重要意義。

必備知識梳理繁殖動物性別【長句表達】(1)胚胎移植的實質(zhì)是

。(2)胚胎移植后一般都能在母體子宮內(nèi)存活,其生理學基礎是

。

(3)對胚胎進行分割時,需對內(nèi)細胞團均等分割,其目的是

。

必備知識梳理早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移母體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應利于胚胎的恢復和進一步發(fā)育【易錯辨析】(1)判斷卵子是否受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體或觀察到雌雄原核。(

)(2)采集到的卵母細胞和精子要分別在體外進行成熟培養(yǎng)和獲能處理,才能用于體外受精。(

)(3)胚胎分割移植應選取發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚。(

)必備知識梳理√√×[解析]在進行胚胎分割時,應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。(4)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎。(

)(5)為避免代孕綿羊?qū)χ踩肱咛ギa(chǎn)生排斥反應,應注射免疫抑制劑。(

)×必備知識梳理√[解析]受體子宮對外來胚胎基本不會發(fā)生免疫排斥反應,故不需要注射免疫抑制劑。

【教材拾遺】(1)多數(shù)哺乳動物的第一極體不進行減數(shù)分裂Ⅱ,因而不會形成兩個第二極體。在實際胚胎工程操作中,常以觀察到兩個極體或者雌、雄原核作為受精的標志。[教材

選擇性必修3P58](2)精母細胞在變成精子的過程中,很多結(jié)構(gòu)會消失,而細胞核與線粒體都保留了下來。[教材

選擇性必修3P59](3)超數(shù)排卵是指應用外源促性腺激素,誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。[教材

選擇性必修3P62]必備知識梳理角度一

考查胚胎工程的理論基礎?

[2022·福建三明月考]下列關(guān)于哺乳動物受精的說法正確的是(

)A.觀察卵子是否受精的重要標志是卵細胞膜和透明帶之間是否出現(xiàn)第一極體B.受精的實質(zhì)是雌雄原核的融合,雄原核一般略小于雌原核C.動物排出的卵子成熟程度不同,有的是次級卵母細胞,有的是初級卵母細胞D.精子獲能必須在雌性動物生殖道內(nèi)進行,在體外不能進行C命題角度例析[解析]

卵子是否受精的重要標志是卵細胞膜和透明帶之間是否出現(xiàn)兩個極體或是否觀察到雌、雄原核,A錯誤;精子入卵后會形成雄原核,雄原核一般略大于雌原核,B錯誤;?

[2022·福建三明月考]下列關(guān)于哺乳動物受精的說法正確的是(

)A.觀察卵子是否受精的重要標志是卵細胞膜和透明帶之間是否出現(xiàn)第一極體B.受精的實質(zhì)是雌雄原核的融合,雄原核一般略小于雌原核C.動物排出的卵子成熟程度不同,有的是次級卵母細胞,有的是初級卵母細胞D.精子獲能必須在雌性動物生殖道內(nèi)進行,在體外不能進行C命題角度例析動物排出的卵子成熟程度不同,可能是初級卵母細胞,也可能是次級卵母細胞,都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟,達到減數(shù)第二次分裂中期時,才具備與精子受精的能力,C正確;精子在體外也能進行獲能處理,如在人工配制的獲能液中培養(yǎng),D錯誤。?

圖為受精作用及胚胎發(fā)育示意圖,a、b代表兩個發(fā)育時期,下列敘述不正確的是(

)A.①過程發(fā)生了基因自由組合,增加了后代的多樣性B.②過程通過有絲分裂增殖C.a時期可分離得到胚胎干細胞D.②→④過程,細胞分化程度逐漸增大A命題角度例析[解析]

基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,①是受精作用,該過程中不會發(fā)生基因自由組合,A錯誤;②過程表示受精卵通過有絲分裂增殖,B正確;a時期為囊胚期,其中的內(nèi)細胞團細胞具有全能性,因此可分離得到胚胎干細胞,C正確;②→④為受精卵通過分裂和分化形成原腸胚的過程,細胞分化程度逐漸增大,D正確。命題角度例析角度二

考查體外受精?

[2021·江蘇南通模擬]下列關(guān)于小鼠體外受精及胚胎發(fā)育的敘述,不正確的是(

)A.小鼠在特定條件下飼養(yǎng),注射相關(guān)激素有促進超數(shù)排卵的作用B.將從卵巢中采集的卵母細胞立即與精子在獲能液中共同培養(yǎng)即可受精C.注射到小鼠囊胚腔中的胚胎干細胞可以參與個體器官的發(fā)育D.分割的胚胎細胞雖然有相同的遺傳物質(zhì),但發(fā)育成的個體也會有形態(tài)學差異B命題角度例析[解析]

給小鼠注射相關(guān)激素(促性腺激素)有促進超數(shù)排卵的作用,A正確;從卵巢采集的卵母細胞在體外培養(yǎng)成熟才能和在獲能液中獲能的精子受精,B錯誤;注射到囊胚腔中的胚胎干細胞可以分化形成各種組織,因此可以參與個體器官的發(fā)育,C正確;分割的胚胎細胞有相同的遺傳物質(zhì),但生物的性狀還受環(huán)境因素的影響,因此發(fā)育成的個體有形態(tài)學差異,D正確。命題角度例析?

“試管動物”技術(shù)繁育的個體具有健康的體質(zhì)和重要的商業(yè)應用價值?！霸嚬軇游铩奔夹g(shù)繁育的基本過程:良種母畜的卵母細胞+良種公畜的精子→受精卵→早期胚胎→代孕母畜→試管動物。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.通常選擇良種母畜處于MⅠ中期的卵母細胞更有利于進行受精作用B.從卵巢中采集的卵母細胞應置于與輸卵管相似的環(huán)境中培養(yǎng),才能成熟C.早期胚胎培養(yǎng)需要依次經(jīng)歷卵裂期、桑葚胚、原腸胚和囊胚等階段D.代孕母畜可以是同種的,也可以是不同物種的,需對其進行同期發(fā)情處理B命題角度例析[解析]

通常選擇良種母畜處于MⅡ中期的卵母細胞更有利于受精作用,A錯誤;從卵巢中采集的卵母細胞需要體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才可與獲能的精子進行體外受精,故從卵巢中采集的卵母細胞應置于與輸卵管相似的液體環(huán)境中培養(yǎng),B正確;早期胚胎培養(yǎng)需要依次經(jīng)歷卵裂期、桑葚胚、囊胚和原腸胚等階段,C錯誤;代孕母畜一般選擇同種生物的成年母畜,對其進行同期發(fā)情處理是為了保證移植胚胎所處的生理環(huán)境相同,D錯誤。命題角度例析角度三

考查胚胎移植及胚胎分割?

圖表示胚胎工程技術(shù)研究及應用的相關(guān)情況,供體1是良種荷斯坦高產(chǎn)奶牛,供體2是健康的黃牛。下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A.應用1中獲得的良種小牛,遺傳物質(zhì)來源于供體1和供體2個體B.應用2、3、4所用的受精卵只能來源于體外受精,且精子必須進行獲能處理C.應用3過程中對囊胚階段的胚胎進行分割時,要注意將內(nèi)細胞團均等分割D.應用4中細胞進行定向誘導,可分化形成各種組織和器官,用于器官移植研究B命題角度例析[解析]

應用1中獲得的小牛為克隆牛,其細胞核遺傳物質(zhì)來源于供體1,細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來源于供體2,A正確;應用2、3、4所用的受精卵不一定來源于體外受精,也可以來自體內(nèi)受精,B錯誤;對囊胚階段的胚胎進行分割時,要注意將內(nèi)細胞團均等分割,C正確;應用4中細胞為胚胎干細胞,進行定向誘導,可分化形成各種組織和器官,用于器官移植研究,D正確。命題角度例析?

2021年3月,以色列魏茨曼科學研究所研究團隊創(chuàng)建了人造機器子宮,并首次使用它將小鼠胚胎培養(yǎng)了6d(達到小鼠整個妊娠期的1/3),且胚胎發(fā)育正常。借助人造子宮,可觀察到胚胎成功發(fā)育出心臟、胃、頭部和四肢等,從而幫助人們解決胚胎發(fā)育研究領(lǐng)域的諸多問題。請回答:(1)研究人員首先提取受精之后幾天的小鼠胚胎,放到含有特殊生長培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中,胚胎像附著在子宮壁上一樣,開始形成三胚層。這說明提取的胚胎在小鼠體內(nèi)已完成受精卵→

的發(fā)育。其中受精卵形成經(jīng)過

、精子接觸卵細胞膜、形成雄原核和雌原核并彼此靠近等階段,當

時,說明卵子已受精。

桑葚胚→囊胚命題角度例析精子穿越卵細胞膜外結(jié)構(gòu)(如透明帶等)能觀察到兩個極體或雌、雄原核[解析]早期胚胎的發(fā)育過程經(jīng)歷了受精卵→桑葚胚→囊胚→原腸胚的過程,原腸胚時期發(fā)生胚層的分化,形成內(nèi)、中、外三胚層。其中受精卵形成經(jīng)過精子穿越卵細胞膜外結(jié)構(gòu)(如透明帶等)、精子接觸卵細胞膜、形成雄原核和雌原核并彼此靠近等階段,當能在顯微鏡下觀察到兩個極體或新形成的雌、雄原核,則說明卵子已受精。命題角度例析(2)上述胚胎培養(yǎng)兩天后,進入下一個發(fā)育階段,開始從每個胚層發(fā)育形成器官。此時,研究人員將胚胎放在小燒杯內(nèi)的營養(yǎng)液中,使溶液保持運動并不斷混合,幫助胚胎

,防止胚胎附著到杯壁上死亡。小鼠胚胎能依靠這臺人造子宮系統(tǒng)正常生長6天,在此期間可以明顯看到胚胎不斷變大,成功發(fā)育出心臟、胃、頭部和四肢等重要器官。同種動物個體間進行胚胎移植前,常不需要對受體和供體進行免疫檢查,原因是

。充分接觸到營養(yǎng)物質(zhì)命題角度例析受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應[解析]通過振蕩培養(yǎng)胚胎,有助于培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)和胚胎充分混合,防止胚胎附著到杯壁上死亡。同種動物個體間進行胚胎移植前,常不需要對受體和供體進行免疫檢查,原因是受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應。(3)若將第(1)問中的胚胎移植到另一雌鼠體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,則所選代孕母鼠應滿足的條件是與供體鼠同種健康且

。為了獲得更多的克隆鼠,可對第(1)問中的囊胚進行分割,但需要注意

。經(jīng)同期發(fā)情處理命題角度例析將內(nèi)細胞團均等分割[解析]若需要將胚胎移植到另一雌鼠體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,則所選代孕母鼠應滿足的條件是與供體鼠同種、健康且經(jīng)同期發(fā)情處理,保證供體和受體生殖器官的生理變化一致,為胚胎移入受體提供相同的生理環(huán)境。為了獲得更多的克隆鼠,可以對囊胚進行分割,但需要注意將內(nèi)細胞團均等分割,避免影響分割后的胚胎恢復和進一步發(fā)育。經(jīng)典真題·明考向?[2021·山東卷]一個抗原往往有多個不同的抗原決定簇,一個抗原決定簇只能刺激機體產(chǎn)生一種抗體,由同一抗原刺激產(chǎn)生的不同抗體統(tǒng)稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72注入小鼠體內(nèi),可利用該小鼠的免疫細胞制備抗p72的單抗,也可以從該小鼠的血清中直接分離出多抗。下列說法正確的是(

)A.注入小鼠體內(nèi)的抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響大B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細胞與骨髓瘤細胞融合C.利用該小鼠只能制備出一種抗p72的單抗D.p72部分結(jié)構(gòu)改變后會出現(xiàn)原單抗失效而多抗仍有效的情況D經(jīng)典真題·明考向[解析]

單抗的制作需要篩選,而多抗不需要篩選,抗原純度越高,產(chǎn)生的多抗純度越高,因此抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響小,A錯誤;單抗制備過程中通常將分離出的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,B錯誤;非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72上有多種抗原決定簇,一個抗原決定簇只能刺激機體產(chǎn)生一種抗體,所以向小鼠體內(nèi)注入p72后,可以刺激小鼠產(chǎn)生多種抗p72的單抗,C錯誤;p72部分結(jié)構(gòu)改變只改變了部分抗原決定簇,因此由這部分抗原決定簇刺激機體產(chǎn)生的抗體失效,但由于還存在由其他抗原決定簇刺激機體產(chǎn)生的抗體,所以多抗仍有效,D正確。經(jīng)典真題·明考向?[2021·遼寧卷]圖是利用體細胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡易流程圖。有關(guān)敘述正確的是(

)A.后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定B.過程①需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體C.過程②常使用顯微操作去核法對受精卵進行處理D.過程③將激活后的重組細胞培養(yǎng)至原腸胚后移植B經(jīng)典真題·明考向[解析]

分析圖示可知,后代丁細胞核遺傳物質(zhì)來源于甲牛,細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來源于乙牛和甲牛,故后代丁的遺傳性狀由甲和乙的遺傳物質(zhì)共同決定,A錯誤;過程①是供體動物細胞培養(yǎng)的過程,需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體,其中CO2的作用主要是維持培養(yǎng)液的pH,B正確;過程②常使用顯微操作去核法對乙牛提供的卵母細胞進行處理,C錯誤;過程③將激活后的重組細胞培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚后進行移植,D錯誤。經(jīng)典真題·明考向?

[2021·湖南卷]M基因編碼的M蛋白在動物A的肝細胞中特異性表達?，F(xiàn)設計實驗,將外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通過核移植、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)獲得M基因失活的轉(zhuǎn)基因克隆動物A,流程如圖所示,回答下列問題:(1)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物A成纖維細胞的原代和傳代培養(yǎng)時,需要定期更換培養(yǎng)液,目的是_____________________________________________________________________________。

經(jīng)典真題·明考向

清除代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害,同時給細胞提供足夠的營養(yǎng)[解析]動物細胞進行原代和傳代培養(yǎng)時,需定期更換培養(yǎng)液,目的是清除代謝產(chǎn)物,防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害,同時給細胞提供足夠的營養(yǎng)。(2)與胚胎細胞核移植技術(shù)相比,體細胞核移植技術(shù)的成功率更低,原因是________________________________________________________________________________________。

從早期胚胎中分離獲得的胚胎干細胞,在形態(tài)上表現(xiàn)為

(答出兩點即可)。功能上具有

。

經(jīng)典真題·明考向動物胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易,而動物體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難細胞體積小,細胞核大,核仁明顯(任選兩點作答)發(fā)育的全能性[解析]與胚胎細胞核移植技術(shù)相比,體細胞核移植技術(shù)的成功率更低,原因是動物胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易,而動物體細胞分化程度高,恢復其全能性十分困難。胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細胞核大,核仁明顯,功能上具有發(fā)育的全能性。(3)鑒定轉(zhuǎn)基因動物:以免疫小鼠的

淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合,篩選融合雜種細胞,制備M蛋白的單克隆抗體。簡要寫出利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活的實驗思路:

。

經(jīng)典真題·明考向B取動物A和克隆動物A的肝組織細胞,分別提取蛋白質(zhì)進行抗原—抗體雜交[解析]以免疫小鼠的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合,篩選融合雜種細胞,制備M蛋白的單克隆抗體。利用此單克隆抗體確定克隆動物A中M基因是否失活的實驗思路:取動物A和克隆動物A的肝組織細胞,分別提取蛋白質(zhì)進行抗原—抗體雜交。建網(wǎng)知聯(lián)?[2021·安徽宣城二模]隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展,轉(zhuǎn)基因動物、克隆動物和試管動物相繼問世,請回答下列問題:(1)在轉(zhuǎn)基因動物培育過程中,基因工程環(huán)節(jié)最核心的步驟是

;外源基因能夠在異種動物體內(nèi)表達的理論基礎:①

;②

。

構(gòu)建基因表達載體備用習題遺傳信息的傳遞都遵循中心法則所有生物共用一套遺傳密碼[解析]在轉(zhuǎn)基因動物培育過程中,基因工程環(huán)節(jié)最核心的步驟是基因表達載體的構(gòu)建。基因表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,外源基因能夠在異種動物體內(nèi)表達的理論基礎是遺傳信息的傳遞都遵循中心法則,所有生物共用一套遺傳密碼。(2)動物克隆是一種通過核移植過程進行無性繁殖的技術(shù)。核移植包括體細胞核移植和胚胎細胞核移植,其中后者更易成功,原因是

。核移植常用的受體細胞為MⅡ期的去核卵母細胞,其中去核的目的是_____________________________________________________________________________。

胚胎細胞分化程度低,恢復其