1、專題十五 胚胎工程,1.(2011年廣東卷)華南虎是國家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，可采用試管動(dòng)物技術(shù)進(jìn)行人工繁殖，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有( ) 轉(zhuǎn)基因核移植體外受精體細(xì)胞克隆胚胎移植 A B C D,【解析】試管動(dòng)物是人工將供體的精子和卵子在體外進(jìn)行受精、體外培養(yǎng)成胚胎，然后將發(fā)育到一定程度的胚胎移植入受體，從而生產(chǎn)出各種動(dòng)物。主要包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集與獲能、體外受精和胚胎移植。,D,2.(2011年江蘇卷)下列關(guān)于胚胎工程的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A體外受精是指獲能的精子和成熟的卵子在相應(yīng)溶液中受精 B受精卵發(fā)育到原腸胚階段才能進(jìn)行胚胎移植 C早期胚胎培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需加入血清

2、 D試管嬰兒技術(shù)主要包括體外受精、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù),【解析】胚胎移植通常選發(fā)育到桑椹胚階段或囊胚階段的胚胎進(jìn)行移植。,B,3.(2011年福建卷)一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦，生了一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥(常染色體隱性遺傳病)患兒。在他們欲生育第二胎時(shí)，發(fā)現(xiàn)妻子的雙側(cè)輸卵管完全堵塞，不能完成體內(nèi)受精。醫(yī)生為該夫婦實(shí)施了體外受精和產(chǎn)前基因診斷，過程如下圖。,請(qǐng)回答： (1)過程是指在體外進(jìn)行的處理，從而使精子與卵子結(jié)合形成受精卵；過程稱為。,精子獲能,胚胎移植,(2)在對(duì)胎兒進(jìn)行鐮刀型細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前基因診斷時(shí)，要先從羊水中的胎兒細(xì)胞提取物質(zhì)進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后用Mst對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行切割，產(chǎn)生多個(gè)

3、片段的酶切產(chǎn)物。據(jù)此判斷，Mst是一種酶。,DNA,限制性核酸內(nèi)切,(3)不同長(zhǎng)度的酶切產(chǎn)物在電泳時(shí)移動(dòng)的速率不同，形成不同的電泳條帶。該家庭成員的鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如，據(jù)此判斷胎兒為(正常/患者/攜帶者)。,正常,【解析】精子在與卵細(xì)胞結(jié)合前需經(jīng)歷獲能處理，才能具有與卵細(xì)胞受精的能力。將體外早期胚胎移到子宮內(nèi)的過程叫做胚胎移植?；蛟\斷時(shí)，需從胎兒細(xì)胞提取出DNA，并用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)DNA進(jìn)行切割，再進(jìn)行電泳分析。由于電泳結(jié)果顯示胎兒沒有出現(xiàn)患兒帶譜，所以胎兒細(xì)胞中不含致病基因。,4.(2010海南卷)請(qǐng)回答胚胎工程和基因工程方面的問題： (1)應(yīng)用胚胎工程技術(shù)可以培育出

4、“試管?！?。試管牛的培育需經(jīng)過體外受精、_ 、_以及在母體中發(fā)育和產(chǎn)出等過程。 (2)在“試管?！钡呐嘤^程中，要使精子和卵母細(xì)胞在體外成功結(jié)合，需要對(duì)精子進(jìn)行處理，使其_。另外，培養(yǎng)的卵母細(xì)胞需要發(fā)育至減數(shù)第二次分裂的中期，該時(shí)期在顯微鏡下可觀察到次級(jí)卵母細(xì)胞和_。 (3)通常奶牛每次排出一枚卵母細(xì)胞，采用激素處理可使其一次排出多枚卵母細(xì)胞，常使用的激素是_ _。,早期胚胎培養(yǎng),胚胎移植,獲能,第一極體,促性腺 激素(其他合理答案也給分),(4)利用基因工程可以獲得轉(zhuǎn)基因牛，從而改良奶牛的某些性狀。基因工程的四個(gè)基本操作步驟是_ _、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、_和_。若要獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中

5、含有人干擾素，則所構(gòu)建的基因表達(dá)載體必須包括：某種牛乳腺分泌蛋白基因及其啟動(dòng)子、_ _、_、_和復(fù)制原點(diǎn)等。將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞所采用的方法是_(顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法)，為獲得能大量產(chǎn)生人干擾素的轉(zhuǎn)基因牛，該基因表達(dá)載體應(yīng)導(dǎo)入的受體細(xì)胞是_(受精卵、乳腺細(xì)胞)。,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,目的基因的檢測(cè)與鑒定,終止子,標(biāo)記基因,顯微注射法,受精卵,獲取目的,基因,人干擾,素基因(或目的基因),【解析】 (1)試管牛的培育需經(jīng)過體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植以及在母體內(nèi)發(fā)育和產(chǎn)出過程。 (2)體外受精時(shí)，需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理；把卵母細(xì)胞培育至減數(shù)第二次分裂中期，此時(shí)在顯微鏡下可觀察

6、到第一極體。 (3)為了促進(jìn)奶牛一次排出多枚卵細(xì)胞，可給奶牛注射促性腺激素。 (4)基因工程的四個(gè)基本操作步驟包括：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的檢測(cè)與鑒定。,考點(diǎn)1:受精及胚胎發(fā)育的過程,1受精 (1)受精前的準(zhǔn)備階段 精子獲能：精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才獲得受精能力的生理現(xiàn)象。 卵子的準(zhǔn)備：卵子在輸卵管中發(fā)育到減數(shù)第二次分裂的中期，才具有與精子受精的能力。 (2)受精階段 精子穿越放射冠和透明帶精子進(jìn)入卵黃膜原核形成配子結(jié)合,注意： 卵子受精的標(biāo)志和受精完成的標(biāo)志應(yīng)該區(qū)分開來。卵子受精的標(biāo)志是在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體

7、；受精完成的標(biāo)志是雌雄原核融合為合子。 (3)受精過程中幾個(gè)主要的反應(yīng) 頂體反應(yīng)； 透明帶反應(yīng)； 卵黃膜封閉作用。,2動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程 受精卵：在輸卵管進(jìn)行有絲分裂。 卵裂期：在透明帶內(nèi)進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎總體積并不增加，或略有減少。 桑椹胚：由具有全能性的細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞數(shù)在32個(gè)左右，排列緊密，形似桑椹。 囊胚(內(nèi)含囊胚腔)：內(nèi)細(xì)胞團(tuán)發(fā)育成胎兒各組織。滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育成胎膜和胎盤。 原腸胚(內(nèi)含原腸腔) 胎兒形成,例1：請(qǐng)回答下列與哺乳動(dòng)物精子和卵子發(fā)生有關(guān)的問題： (1)精細(xì)胞經(jīng)變形后，高爾基體發(fā)育形成精子的頂體，頂體內(nèi)含有的_能協(xié)助精子穿過卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。

8、 (2)某動(dòng)物排卵時(shí)，減數(shù)第一次分裂尚未完成，此時(shí)卵子處于_卵母細(xì)胞階段，當(dāng)該細(xì)胞發(fā)育至減數(shù)第二次分裂_期時(shí)，才具備受精能力。若在卵黃膜和透明帶之間看到兩個(gè)極體，則表明_過程已完成。,頂體酶,初級(jí),中,受精,(3)動(dòng)物的早期胚胎移植到同種且生理狀態(tài)與供體相同的動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)叫做胚胎移植。為了獲得更多的早期胚胎，常用_激素對(duì)供體進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的_，經(jīng)人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鑒定胚胎細(xì)胞是否為活細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)活胚胎細(xì)胞不能被染色，其原因是活細(xì)胞膜_。 (4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相同的兩個(gè)新個(gè)體，可對(duì)發(fā)育到桑椹胚期或囊胚期階段的早期胚胎進(jìn)行_處理

9、，再植入到受體內(nèi)。若要對(duì)早期胚胎進(jìn)行長(zhǎng)期保存，應(yīng)將其置于_條件下。,促性腺,卵母細(xì)胞,胚胎分割,冷凍(或液氮),對(duì)物質(zhì)的吸收具有選擇透過性,【解析】 (1)頂體內(nèi)含有的頂體酶能協(xié)助精子穿過卵母細(xì)胞的放射冠和透明帶。 (2)動(dòng)物排卵時(shí)處于減數(shù)第一次分裂的細(xì)胞稱為初級(jí)卵母細(xì)胞，減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞才具備受精能力，受精作用完成的標(biāo)志是在卵黃膜和透明帶之間看到兩個(gè)極體。 (3)胚胎移植時(shí)受體的生理狀態(tài)要和供體一致，才能保證胚胎成活。為了獲得更多的早期胚胎，常用促性腺激素對(duì)供體進(jìn)行處理，其目的是獲得更多的卵母細(xì)胞。細(xì)胞膜具有選擇透過性，活胚胎細(xì)胞不能被染色。 (4)若要通過胚胎移植獲得遺傳物質(zhì)完全相

10、同的兩個(gè)新個(gè)體，常用的方法是胚胎分割。生物學(xué)中常采用液氮冷凍的方法保存早期胚胎和生殖細(xì)胞。,【變式題1】下列不是精子和卵子發(fā)生的區(qū)別的是( ) A初級(jí)精母細(xì)胞、初級(jí)卵母細(xì)胞的形成時(shí)間 BM(減數(shù)第一次分裂)、M(減數(shù)第二次分裂)的時(shí)間連續(xù)性 C成熟生殖細(xì)胞是否經(jīng)過變形 D成熟生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)量,【解析】初級(jí)精母細(xì)胞是雄性動(dòng)物初情期開始后，由精原細(xì)胞分裂形成的，而初級(jí)卵母細(xì)胞是在胎兒期形成的；精子的產(chǎn)生過程M和M連續(xù)進(jìn)行，卵子的產(chǎn)生通過M形成次級(jí)卵母細(xì)胞，在精子與卵子的結(jié)合過程中才完成M過程；精細(xì)胞形成后變形為蝌蚪狀，卵子不需要經(jīng)過變形；成熟的精子和卵子是經(jīng)過減數(shù)分裂形成的，都含有相當(dāng)于親本

11、體細(xì)胞一半的染色體數(shù)目。,【答案】D,考點(diǎn)2:胚胎干細(xì)胞的移植,1干細(xì)胞種類：按照分化潛能的大小，分為專能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和全能干細(xì)胞。專能干細(xì)胞只能分化成一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞，如成肌細(xì)胞；多能干細(xì)胞具有分化成多種組織細(xì)胞的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力，如造血干細(xì)胞；全能干細(xì)胞可以分化為全身200多種細(xì)胞類型，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織、器官，如胚胎干細(xì)胞。,2哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。 特點(diǎn)：具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織

12、細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。,例2：根據(jù)下列材料和材料，回答有關(guān)問題。 材料：供體器官的短缺和排斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個(gè)重要問題，而治療性克隆能最終解決這兩個(gè)問題。圖A表示治療性克隆的過程。,材料：科學(xué)家做了讓羊產(chǎn)牛奶的構(gòu)想，圖B表示其過程。 (1)請(qǐng)?jiān)趫DA中橫線上填上適當(dāng)?shù)纳飳W(xué)名稱： _；_。 (2)圖A中表示的生理過程是_,細(xì)胞核,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞),細(xì)胞的分化,(3)我國禁止生殖性克隆，但不反對(duì)治療性克隆的研究。你認(rèn)為治療性克隆有什么意義？_ _(至少答兩點(diǎn))。 (4)請(qǐng)你談?wù)劄槭裁匆磳?duì)克隆人？_ _。,開辟了治療人

13、類疾病的新途徑，如解決組織或器官的來源、多種難治或不治之癥的治療；解決同種異體器官移植過程中最難的免疫排斥反應(yīng)；促進(jìn)畜牧業(yè)、制藥業(yè)等方面的蓬勃發(fā)展等,嚴(yán)重違反了人類倫理道德；沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；是在人為地制造心理上和社會(huì)地位上都不健全的人；克隆技術(shù)尚不成熟，可能克隆出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子,(5)圖B中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有_ _(至少寫出3個(gè))。 (6)小羊a、小羊b、小羊c表現(xiàn)的遺傳性狀是否相同？_，原因是_ _。 (7)有人設(shè)想將羊體細(xì)胞與牛體細(xì)胞進(jìn)行融合，以獲得新物種“羊牛”，你認(rèn)為依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論能否實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想？_；理由是_ _。,基因工程、核

14、移植、 胚胎移植、胚胎分割、早期胚胎培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等,相同,不能,因?yàn)楦叨确只膭?dòng) 物體細(xì)胞的全能性受到限制(或由羊體細(xì)胞和牛體細(xì)胞融合得到的雜交細(xì)胞不能正常發(fā)育成完整個(gè)體；動(dòng)物體細(xì)胞質(zhì)不能激發(fā)核全能性的表達(dá))(具有開放性，其他合理答案也可以),這些個(gè)體都是由同一個(gè)重組細(xì)胞發(fā)育形,成的(由同一早期胚胎經(jīng)分割后發(fā)育成的),【解析】治療性克隆是采用核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞并培育出早期胚胎，從胚胎中取出干細(xì)胞用于治療的方法。治療性克隆的意義有：開辟了治療人類疾病的新途徑，如解決組織或器官的來源、多種難治或不治之癥的治療；解決同種異體器官移植過程中最難的免疫排斥反應(yīng)；促進(jìn)畜牧業(yè)、動(dòng)物業(yè)、制藥業(yè)等方面

15、的蓬勃發(fā)展等。克隆人是無性生殖的產(chǎn)物，它嚴(yán)重違反了人類倫理道德；沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；是在人為地制造心理上和社會(huì)地位上都不健全的人；克隆技術(shù)尚不成熟，可能克隆出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子。圖B中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割、早期胚胎培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等。,【變式題2】有關(guān)胚胎干細(xì)胞的敘述錯(cuò)誤的是( ) A可以用于治療由于細(xì)胞壞死、退化或功能異常引起的疾病 B是研究體外細(xì)胞分化的理想材料 C培養(yǎng)過程與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)完全相同 D細(xì)胞體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯,【解析】胚胎干細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特征，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯，在功能上

16、具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年生物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞，所以可以作為研究體外細(xì)胞分化的理想材料。若在培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞時(shí)，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，就可誘導(dǎo)干細(xì)胞向不同類型的細(xì)胞分化，所以干細(xì)胞的培養(yǎng)過程與動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)不完全相同。,【答案】C,考點(diǎn)3:胚胎工程的應(yīng)用,1胚胎工程技術(shù)包括：體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(是最后一道工序)、胚胎分割移植、胚胎干細(xì)胞。體外受精主要包括：卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受精。 2胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) (1)供、受體生殖器官的生理變化相同，為胚胎提供相同的生理環(huán)境。 (2)早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯(lián)系，為胚胎收集提供可能。,(3)受體

17、對(duì)外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，為胚胎的存活提供可能。 (4)胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但其遺傳物質(zhì)不受影響。 3胚胎(分割)移植技術(shù) 胚胎分割：是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。 對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí)，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)要均等分割，否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。,例3：下列甲、乙兩圖分別為胚胎移植的基本程序及早期胚胎發(fā)育過程，請(qǐng)據(jù)圖回答：,(1)選擇供體母牛、供體公牛的要求是_，同期發(fā)情處理的方法是注射_。 (2)沖卵實(shí)質(zhì)上是用特定裝置，將供體母牛子宮內(nèi)的_沖洗出來。 (3)從A到E中，適宜于牛的胚胎移植的時(shí)期有_。

18、 (4)圖中標(biāo)號(hào)3為_，它將來可發(fā)育為胎膜和胎盤。 (5)若一次給受體母牛移入多個(gè)胚胎，產(chǎn)生的多個(gè)后代基因型是否相同？為什么？_ _,具有優(yōu)良性狀的同種牛,促性腺激素,胚胎,DE,滋養(yǎng)層,不一定相同，因?yàn)檫@些胚 胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來，它們的基因型可能相同，也可能不同。,【解析】胚胎移植的基本程序主要包括：對(duì)供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體、有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種，并用促性腺激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對(duì)供體母牛做超數(shù)排卵處理。配種或人工授精。對(duì)胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。對(duì)胚胎進(jìn)行移植。移植后的胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育為胎膜和胎盤。若一次給受體母牛移入多個(gè)胚胎，產(chǎn)生的多個(gè)后代基因型不一定相同，因?yàn)檫@些胚胎可能由不同的受精卵發(fā)育而來，它們的基因型可能相同，也可能不同。,【變式題3】現(xiàn)代生物科技對(duì)人類生活、生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展的影響越來越大，例如： (1)下圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，請(qǐng)回答：,A細(xì)胞是_，在進(jìn)行體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行_處理。進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到_時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作。在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)注意_ 以免影響 _。,(次級(jí))卵母細(xì)胞,獲能,桑椹胚或囊胚,要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均分割,胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育