高考生物总复习《胚胎工程与生态工程》专题突破学案
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微专题突破胚胎工程一、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.胚胎移植二、克隆羊、试管羊、转基因羊的异同1.下列关于胚胎移植生理学基础的叙述,不正确的是( )A.在发情后的最初一段时期,母牛即使没有受精,其生殖系统也处于受精后的生理状态B.早期胚胎在相当一段时间是独立存在的,未与子宫建立实质性联系C.一般来说,同一物种的受体母畜对于具有外来抗原物质的胚胎并没有免疫排斥现象D.移植的胚胎,依靠自身储存的营养物质继续完成胚胎发育【解析】移植的胚胎,在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系,从而保证了以后的正常发育所需要的营养条件。
【答案】 D2.试管羊、克隆羊、转基因羊所采用的主要生物技术分别是( )①胚胎移植②DNA重组技术③核移植技术④体外受精⑤基因突变A.①③⑤B.①②④C.①④⑤D.④③②【解析】试管动物是体外受精和胚胎移植的产物;克隆羊是核移植技术和胚胎移植技术的产物;转基因羊是通过转基因技术获得的,实现DNA重组。
【答案】 D3.如图是克隆羊“多利”的培育过程模式图,则获得克隆羊“多利”的生殖方式和图中的“多利”发育成熟时分泌性激素的主要器官依次是( )A.无性生殖、睾丸B.无性生殖、卵巢C.有性生殖、睾丸D.有性生殖、卵巢【解析】克隆羊“多利”是通过体细胞核移植的方式来完成的,属于无性生殖。
由于提供体细胞核的B羊是雌性,多利也为雌性,其分泌性激素的主要器官是卵巢。
【答案】 B4.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,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和________________。
专题27 胚胎工程和生态工程考纲解读015分析解读“胚胎工程”是一门新兴技术,应用广泛。
该专题的主要内容包括体内受精和早期胚胎发育、体外受精和早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞等。
其中胚胎移植是高频考点,并且常与基因工程、克隆技术及其他胚胎工程技术相结合考查胚胎移植的原理和操作方法。
复习时要在牢固识记和理解基础知识的基础上,进一步掌握胚胎工程与其他工程技术的联系,通过综合性试题训练提高知识的整合和迁移能力。
“生物技术的安全性和伦理问题”在考纲中的要求均为Ⅰ,高考题涉及较少,难度不大,复习时要在正确理解转基因技术、克隆人、设计试管婴儿、基因检测等生物技术的安全性和伦理问题的基础上,将现代生物技术的发生、发展和应用与生活实践联系起来,实现生物技术与情感态度价值观的统一。
命题探究命题技巧 核心考点动物胚胎发育的基本过程知识储备显隐性判断的方法及应用思路分析是具有适宜本地生长基因的纯合子高产奶核心素养结构与功能观的显隐性,解释选择B 作母本的原因五年高考考点一胚胎工程1.(2017江苏单科,11,2分)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。
下列相关叙述正确的是( )A.H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B.应选用原肠胚做雌雄鉴别C.鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D.用H-Y抗原免疫母牛可获得相应抗体答案 D2.(2017江苏单科,14,2分)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误..的是( )A.精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育答案 C3.(2016江苏单科,11,2分)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。
微专题突破两种试管婴儿的比较与生态工程的实例分析一、试管婴儿与设计试管婴儿1.概念辨析(1)试管婴儿是利用体外受精和胚胎移植等技术繁殖个体,其主要目的是解决不孕夫妇的生育问题。
(2)设计试管婴儿与试管婴儿相比需在胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断,以筛选符合特殊要求的胚胎,进而生出特定类型的婴儿。
2.争论(1)否定的理由:把试管婴儿当作人体零配件工厂,是对生命的不尊重;早期的生命也有活下去的权利,抛弃或杀死多余胚胎,无异于“谋杀”。
(2)肯定的理由:解决了不育问题;是救治患者最好、最快捷的方法之一;提供骨髓中造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
有关设计试管婴儿的四点提醒(1)设计试管婴儿技术重在设计,包括体外受精、体外检测、胚胎移植等。
(2)设计时间在胚胎移植前。
(3)设计的含义指进行遗传学诊断。
(4)设计的内容:诊断血型、性别、HLA的类型。
二、生态工程的实例分析1.下列有关设计试管婴儿的说法错误的是 ( )A .不合适的胚胎的处理问题是设计试管婴儿所引发的主要问题之一B .设计试管婴儿利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术C .设计试管婴儿必须得到政府的审批,而试管婴儿则不需要,这是因为前者技术复杂,有一定的危险性,而后者在技术上已经很成熟D .将设计试管婴儿技术滥用于设计婴儿性别也是该技术引发争议的原因之一【解析】 与试管婴儿相比,设计试管婴儿在操作技术上的特点是胚胎在移植前需进行遗传学诊断。
有些人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死,及滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别引起性别比例失调等,违反了伦理道德。
【答案】 C2.下图为桑基鱼塘生态系统,它是我国南方各省农村比较常见且行之有效的农业生态系统。
下列有关说法不正确的是 ( )A .该系统具有结构协调、种养合理、资源高效利用、内部良性循环、稳定持续发展的特点B .该生态系统实现了光合产物的分层多级利用C .桑树的凋落物、桑椹、蚕沙撒入鱼塘中,经池塘内食物链的作用实现了能量的重复利用D .该体系中获得蚕丝、食品、鱼类以及沼气等,在经济上和保护农业生态环境上大有好处 【解析】 在环境与经济协调发展的整体性原理指导下,根据系统的结构决定功能原理建立的生态农业,提高了经济效益,实现了物质循环再生和能量的多级利用,但能量是不能重复利用的。
第20讲胚胎工程和生态工程[考纲要求] 1.从受精卵谈起(a)。
2.胚胎工程(a)。
3.生态工程的主要类型(a)。
4.生态工程在农业中的应用(a)。
5.活动:庭院生态系统的经济效益分析(a)。
1.理清胚胎发育过程中的几个相关名词(1)卵裂:受精卵不断进行细胞分裂。
卵裂期的细胞具有全能性。
卵裂过程中,细胞只分裂,不生长,细胞体积变小。
(2)囊胚:卵裂球的细胞继续分裂,细胞间逐渐出现小的腔隙,它们最后汇合成一个大腔,成为中空的细胞团。
如图所示:(3)原肠胚:囊胚进一步发育,囊胚内的细胞不断增殖分化,逐渐形成一个圆盘状结构,分为内胚层和外胚层。
外胚层细胞在胚盘正中线处形成一条增殖区,该区的细胞增殖分裂进入内、外胚层之间形成中胚层。
这时的胚胎称为原肠胚。
原肠胚的内、中、外三个胚层逐渐分化形成各种器官原基。
2.胚胎工程中的相关技术操作(1)体外受精和胚胎体外培养(2)胚胎移植与胚胎分割提醒(1)胚胎移植过程中两次使用激素,第一次常用孕激素对供、受体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。
(2)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的,还是由核移植技术形成重组细胞并发育而成或胚胎分割形成的。
(3)胚胎分割的2个注意事项①材料选择:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
②分割注意点:选材为囊胚时,注意将内细胞团均等分割。
3.三种获得新个体方法的比较比较项目试管动物克隆动物转基因动物不同点过程目的基因→通过显微注射进入受精卵→通过胚胎移植到同期发情的代孕母体→产下转基因动物生殖方式有性生殖无性生殖有性生殖遗传物质的来源来自两个个体大部分来自核供体来自三个个体意义充分发挥雌性优良个体的繁殖能力,缩短供体本身的繁殖周期子代核遗传物质和提供细胞核的个体相同,能更好地遗传亲本的优良性状,从而加速家畜遗传改良进程,挽救濒危物种等能定向改造生物性状,能把不同物种的基因集合到同一生物体上,使优良性状集中相同点都需要经过胚胎体外培养,然后经过胚胎移植到代孕母体内发育成熟产仔(1)胚胎干细胞培养①胚胎干细胞:当受精卵分裂发育成早期胚胎(囊胚)时,内细胞团的细胞为胚胎干细胞(ES 细胞)。
1.从近五年的全国卷命题来看,对于胚胎移植的概念及移植胚胎的来源有所考查,其他知识均未涉及。
2.多以简单的科研实例为载体考查本部分知识。
如胚胎移植的概念、基本程序等。
有时也会结合基因工程技术或动物细胞工程技术综合考查。
3.备考时,注意以下两个方面:(1)图解分析法理解胚胎发育的过程和胚胎移植的程序。
(2)列表比较法理解生态工程的五个原理与实例。
【知识网络】一、生态工程的原理1.基本原理(1)物质循环再生原理:物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。
(2)物种多样性原理:物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
(3)协调与平衡原理:处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。
(4)整体性原理:进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(5)系统学和工程学原理:包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
二、胚胎工程的基本原理及应用1.受精与早期胚胎培养(1)体内受精的过程:精子穿越放射冠和透明带→精子进入卵细胞膜→原核形成→配子结合(2)体外受精技术:①卵母细胞的采集和培养。
②精子的采集和获能。
(3)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:2.胚胎工程的操作流程3.应用(1)胚胎移植的应用①加速育种工作和品种改良。
②可充分发挥优秀个体的繁殖潜能,缩短繁殖周期,增加一生繁殖的后代数量。
(2)胚胎分割技术的应用加速繁殖速度,为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。
【归纳总结】胚胎移植中两次使用激素及两次检查的作用1.胚胎移植过程中两次使用激素,第一次常用孕激素等对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素对供体做超数排卵处理。
2.胚胎移植过程中的两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
三、生物技术的安全性和伦理问题1.转基因生物安全性问题(1)食物安全方面:可能合成出毒蛋白,出现新的过敏原,改变食物的营养成分。
2019届全国高考生物复习建议(1)、立足课本,巩固双基纵观高考各种题型,不管是选择题或简答题,实验题还是综合题,无论是基础题还是创新题,虽然试题对能力考查的要求各有不同,但有一点是肯定的:那就是试题必须以课本知识为载体。
高考命题“万变不离其宗”,“宗”即课本。
(2)、构建知识结构,形成知识网络将构建知识结构形成知识网络的教学工作落实到课堂复习中。
知识结构就是将包含多个知识点的内容罗列起来并明确每个知识点的具体内容。
知识结构的内容可以是一节一章,也可以几节几章。
知识结构的形式可以是框框、大括号形、表格或图解,也可以把每一章的知识点运用以点连线,以线带面的形式,建立各知识点之间的联系,使主干知识形成网络,使动态的生命活动的连续变化过程鲜活起来。
(3)、突出主干,贴近新课程新课程高考试题大量使用文字信息、图象、表格和数据,能够从这些文字信息、图象、表格和数据中提取有关信息,把握事物的特征和内在联系,是综合能力测试的重要内容。
如生物体的生命活动规律和变化的研究,往往可以用曲线图的形式表示出来。
以曲线、图表为载体的新课程试题,能够考查学生的识图、分析、理解、判断和表达等能力,以及解决相关的生物学问题的能力。
(4)、强化训练,提高解题能力在回归教材的同时,进行难题、经典题的演练,再配以变式题加以巩固和深化。
把不同章节,不同知识点,不同模块的知识组合,进行多种能力的综合训练。
把传统的好题与新题结合,把兄弟学校的信息题改造或摘录,精选适合学生的练习题,进行强化训练。
思维能力是各种能力的核心,解题能力是各种能力的落点。
教师要适时传授各种题型的规范答题方法,寻找解题的关键点和突破口,重视解题的思路和技巧,让学生模仿教师的思维过程,学习一定的解题思路和模式,有效地提高解题能力。
1.从近五年的全国卷命题来看,对于胚胎移植的概念及移植胚胎的来源有所考查,其他知识均未涉及。
2.多以简单的科研实例为载体考查本部分知识。
如胚胎移植的概念、基本程序等。
胚胎工程微专题突破一、胚胎工程的四个操作流程1.试管动物生产流程2.克隆动物的培育流程3.转基因动物的培育流程4.胚胎移植的流程错误!↓错误!↓错误!↓错误!↓错误!↓错误!↓错误!生产↓错误!1.试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果,下列对其生物学原理及技术的叙述,正确的是()A.都属于无性生殖B.都属于生物工程的技术范畴C.都不会发生基因重组D.都体现了分化的细胞具有全能性【解析】试管婴儿的原理为有性生殖,但该过程需要动物细胞培养和胚胎移植等技术;试管苗是植物组织培养的结果,体现了细胞的全能性;克隆羊利用了核移植技术,体现了动物细胞核的全能性.在三项成果中,试管婴儿培育的第一步是体外受精,而参与受精的精子和卵细胞在经减数分裂形成的过程中都会发生基因重组,综合以上分析,只有B项叙述正确.【答案】B2.下列关于胚胎工程的叙述,正确的是( )A.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割B.试管牛的培育过程属于克隆技术C.超数排卵技术要使用一定的激素如性激素、孕激素等D.胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程【解析】胚胎分割一般选用囊胚。
试管牛的培育属于有性生殖,其关键技术是体外受精。
超数排卵使用的激素是促性腺激素。
【答案】D3.通过胚胎工程建立的转基因动物模型,常用于基因表达调控的研究、良种动物的筛选以及基因工程药物的生产等.制备转基因鼠的流程如图所示:(1)体外受精时,人工采集的动物精子必须经过____________处理才能完成图示中的①过程,完成②过程常采用的方法是________。
(2)④过程中,为维持培养液pH的相对稳定,必须将培养瓶放置在______________中进行培养,培养过程中用____________(酶)处理才能获得单个细胞。
(3)图示中甲为____________________时期的去核卵母细胞,⑤过程操作技术叫做________。
第03讲胚胎工程与生态工程最新考纲高频考点核心素养1.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)2.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)3.胚胎工程的应用(Ⅱ)4.转基因生物的安全性(Ⅰ) 5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ) 6.简述生态工程的原理(Ⅱ) 7.生态工程的实例(Ⅰ)胚胎移植科学思维——建立模型:试管动物和胚胎移植的基本操作流程科学探究——解决问题:胚胎工程的应用社会责任——尝试解决生产生活中的生物学问题:试管动物、克隆性治疗和转基因生物的安全性、生物技术中的伦理问题和生物武器对人类的威胁考点一体内受精和早期胚胎发育1.精子和卵子的发生2.受精(1)精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
(2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到减Ⅱ中期时,才具备与精子受精的能力。
(3)受精过程:获能的精子穿过放射冠和透明带→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞→原核形成和融合。
(4)防止多精子入卵的机制:第一道屏障:透明带反应,第二道屏障:卵细胞膜反应。
(5)受精标志:在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体。
3.早期胚胎发育诊断辨析(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,减数第一次分裂和减数第二次分裂是连续的。
(×)(3)排卵是指卵泡从卵巢中排出。
(×)(4)成熟的精子并不具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。
(√)(5)卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体。
(√)(6)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。
(√)(7)卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大。
(×)(8)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。
(×)(9)在胚胎发育过程中,细胞的分化出现在桑椹胚期。
(×)(10)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。
专题突破练16 胚胎工程、生态工程1.(2021河北保定三中模拟,40)英国生理学家罗伯特·爱德华兹,因在体外人工授精技术上的卓越奉献,获得2021年诺贝尔生理学或医学奖 .他的研究使全球不育症夫妇因此获益 .答复以下问题 .(1)自然条件下, 是在雌性动物排卵前后完成的,产生的一个次级|卵母细胞和第|一极体,进入输卵管,准备与精子受精.当在的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精 .(2)1951年,爱德华兹发现可以促进成熟雌鼠排卵,这为体外人工授精技术的第|一步奠定了理论根底 .经过系统研究,爱德华兹终于成功将卵母细胞与后的精子在试管中完成受精,受精卵在液成功进行卵裂 .1978年世|界第|一例试管婴儿诞生,这是对爱德华兹不懈努力的最|好表彰 .(3)在爱德华兹的引领下,对体外人工授精技术的研究有许多新发现 .比方可通过显微注射法将单个精子注入处于期的卵母细胞内,以提高受精率;也可对早期胚胎进行遗传学诊断,如在显微镜下观察数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生 .(4)试管婴儿的形成,除体外人工授精技术之外,涉及的胚胎工程技术还有 .答案 (1)减数第|一次分裂卵细胞膜和透明带(2)促性腺激素获能发育培养(3)减数第二次分裂中染色体(4)早期胚胎培养、胚胎移植解析 (1)自然条件下,减数第|一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的 .当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精 .(2)促性腺激素可以促进成熟雌鼠排卵 .卵母细胞与获能后的精子在试管中完成受精,受精卵在发育培养液成功进行卵裂 .(3)卵母细胞发育至|减数第二次分裂中期才具备受精能力,因此可通过显微注射法将单个精子注入处于减数第二次分裂中期的卵母细胞内,以提高受精率;21三体综合征患者体细胞内含有3条21号染色体,比正常人多了一条,在显微镜下观察染色体数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生 .(4)试管婴儿的形成,除体外人工授精技术之外,涉及的胚胎工程技术还有早期胚胎培养、胚胎移植 .2.(2021江西南昌一模,38)人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取,但由于艾滋病病毒(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,如果应用基因工程和克隆技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能,其大致过程如下:Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子,通过体外受精,形成受精卵;Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞,促使其形成早期胚胎;Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最|终发育成转基因小牛 .请答复以下问题 .(1)实验步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行处理,受精时,往往一个卵母细胞只能和一个精子结合,受精过程中防止多精入卵的生理反响包括 .(2)实验步骤Ⅱ中,将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵的最|有效的方法是 .(3)实验步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加和动物血清 .(4)实验步骤Ⅳ中,应选择性别为的奶牛胚胎进行移植 .答案 (1)获能透明带反响和卵细胞膜反响(2)显微注射法(3)激素(4)雌性解析 (1)体外受精前,要对精子进行获能处理;阻止多精入卵的两道屏障是透明带反响和卵细胞膜反响 .(2)将目的基因导入动物细胞最|有效的方法是显微注射法 .(3)进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除了含有各种无机盐和有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还要添加激素和动物血清 .(4)血清白蛋白要从乳汁中提取,只有雌性奶牛才能产生乳汁,因此胚胎移植时,必须选取雌性奶牛的胚胎进行移植 .3.2021年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育 "三亲婴儿〞 .三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线 .据图答复以下问题 .(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射激素,促使一次有更多的卵泡发育 .(2)次级|卵母细胞需培养到MⅡ中期的原因是该时期的卵母细胞才具备,重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2,CO2的主要作用是 .(3)从受精卵到三亲婴儿的培育还需要和等技术 .(4)三亲婴儿的培育技术(填 "能〞或 "不能〞)防止母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,而(填 "能〞或 "不能〞)防止母亲的红绿色盲基因传递给后代 .三亲婴儿细胞中的染色体(填比例)来自母亲提供的细胞核 .(5)设计试管婴儿技术与为解决不孕夫妇的生育问题而出现的试管婴儿技术主要区别是植入前对胚胎进行 .答案 (1)促性腺(2)(与精子)受精的能力维持培养液的pH(3)早期胚胎培养胚胎移植(4)能不能1/2(或50%)(5)遗传学诊断解析 (1)在胚胎工程中,为了保证得到更多的卵细胞,可以用促性腺激素处理母本,使其超数排卵 .(2)次级|卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子完成受精,因为此时期的卵母细胞才具备受精能力 .在早期胚胎培养过程中CO2的主要作用是维持培养液的pH .(3)据图分析,三亲婴儿的培育需要核移植技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术 .(4)根据图像分析可知,三亲婴儿的线粒体来自于捐献者的卵母细胞,所以可以防止母亲的线粒体遗传病基因传递给后代;红绿色盲是细胞核遗传,是由X染色体上的基因控制的,所以不能防止母亲的红绿色盲基因传递给后代 .而三亲婴儿细胞中的染色体一半来自父方,一半来自母方 .(5)设计试管婴儿是为了防止遗传病的发生,需要对胚胎进行遗传学诊断,而为解决不孕夫妇的生育问题出现的试管婴儿技术不需要 .4.(2021四川成都实验高级|中学一模,38)答复以下关于设计试管婴儿和胚胎工程的问题 .(1)设计试管婴儿是为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需要用处理促进母亲排出更多的卵子 .(2)胚胎发育的卵裂期在(填 "透明带〞或 "放射冠〞)内进行 .受精卵经72 h 体外培养发育成32细胞左右的胚胎,叫做,可用于胚胎移植 .(3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定 .目前最|有效最|准确的方法是SRY -PCR法,操作的根本程序是从被测的囊胚中取出几个(填 "滋养层〞或 "内细胞团〞)细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作,以为模板进行PCR扩增;最|后与SRY特异性探针出现阳性反响者,胚胎为性 .(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题 .我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于和之间的第|一极体一并吸出 . 〚导学号50074052〛答案 (1)促性腺激素(2)透明带桑椹胚(3)滋养层引物滋养层细胞的DNA 男(4)卵细胞膜透明带解析 (1)给女性注射促性腺激素可促使其超数排卵 .(2)胚胎发育的卵裂期在透明带内进行 .受精卵经72 h体外培养发育成32细胞左右的桑椹胚,可用于胚胎移植 .(3)目前,对胚胎的性别进行鉴定的最|有效最|准确的方法是SRY -PCR法,操作的根本程序是从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作引物,以滋养层细胞的DNA为模板进行PCR扩增;与SRY特异性探针出现阳性反响者,说明其含有Y染色体,为男性 .(4)治疗性克隆是指利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于卵细胞膜和透明带之间的第|一极体一并吸出 .5.(2021山东临沂二调,43)随着科学技术的开展,人们可以根据需求来改造生物的性状 .以下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图答复以下问题 .(1)对①需要剪碎并使用使其彼此分散,用于传代培养的细胞应不超过10代以保证细胞的不发生变化 .(2)在胚胎的早期培养过程中把⑤送入⑥的最|正确时期是 .(3)在此过程中涉及的细胞工程技术手段有(答两种) .(4)过程②中,重组质粒中调控目的基因表达的组件是,的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞 .(5)要实现⑦批量生产血清白蛋白,要求③的性染色体组成是 .⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被称为 .答案 (1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 正常的二倍体核型(或遗传物质) (2)桑椹胚期或囊胚期(3)核移植技术、动物细胞培养(4)启动子和终止子标记基因(5)XX 乳腺(房)生物反响器解析 (1)动物细胞培养时,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理剪碎的动物组织,以使其分散成单个细胞 .在动物细胞培养过程中,10代以内的细胞能保证正常的二倍体核型,所以用于传代培养的细胞应不超过10代 .(2)把⑤(早期胚胎)送入⑥(受体)需采用胚胎移植技术,胚胎移植的最|正确时期是早期胚胎的桑椹胚期或囊胚期 .(3)由图可知,在此过程中涉及的细胞工程技术手段主要有核移植技术、动物细胞培养技术 .(4)过程②是将目的基因导入受体细胞,重组质粒中调控目的基因表达的组件是启动子和终止子,标记基因的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞 .(5)要从乳汁中获取血清白蛋白,那么⑦应该是产乳汁的雌牛,所以要求③的性染色体组成是XX .通过转基因克隆动物分泌的乳汁来产生人类所需药物,这类转基因动物被称为乳腺(房)生物反响器 .6.(2021重庆名校联盟二联,38)2021年,中科院昆明动物研究所培育出中|国首|例转基因猕猴 .这一研究成果标志着中|国科学家在非人灵长类转基因动物研究方面到达世|界领先水平,为未来人类重大疾病的非人灵长类动物模型的深入研究奠定了坚实的根底 .以下图是转基因猕猴培育过程的示意图,请据图答复以下问题 .(1)在构建基因表达载体过程中,它的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及 .过程②中常用的方法将目的基因导入受精卵 .(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CO2气体以维持 .(3)图中过程⑦称为,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需要用雌性激素对代孕雌猴作处理 .(4)假设要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行,操作时选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行 .假设选用囊胚期的胚胎,操作过程需要特别注意的问题是 .答案 (1)标记基因显微注射(2)培养液的pH (3)胚胎移植同期发情(4)胚胎分割均等分割内细胞团解析 (1)基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因 .过程②是将构建的基因表达载体导入受精卵中,常用显微注射技术 .(2)在动物细胞培养时,需要提供CO2气体的目的是维持培养液的pH .(3)过程⑦称为胚胎移植 .在胚胎移植前,需对代孕雌猴作同期发情处理,以使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同 .(4)对早期胚胎进行胚胎分割,可同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴 .假设选用囊胚期的胚胎进行胚胎分割,操作过程需要特别注意将内细胞团进行均等分割 .7.(2021河南百校联盟3月联考,38)请答复以下与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题 .(1)基因工程技术中,将目的基因导入动物细胞最|常用的方法是 .获得该基因后,利用PCR技术将该基因扩增时需要添加的有机物质有.(2)体外受精是胚胎工程的重要环节,顺利受精必须满足两个条件:来自父方的精子要进行精子获能;来自母方的卵母细胞要 .胚胎工程最|后一道工序是(填生物技术名称) .(3)与传统方法生成的抗体相比,单克隆抗体具有很多优点 .在癌症治疗时,把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素相结合,制成 "生物导弹〞,借助单克隆抗体的作用,将药物带到癌细胞位置,将其在原位(杀|死) .(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程的原理 .我国西北一些地区年降雨量较少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状,结果防护林成为残败的 "灰色长城〞 .其失败的原因主要是违背了原理 .答案 (1)显微注射法引物、原料、Taq酶、模板(2)培养成熟(或培养至|MⅡ中期) 胚胎移植(3)导向(或定向、定位) (4)物质循环再生协调与平衡解析 (1)基因工程技术中,将目的基因导入动物细胞最|常用的方法是显微注射法;利用RCR 技术扩增目的基因时需要添加的有机物质有引物、原料、Taq酶、模板等 .(2)体外受精时,来自母方的卵母细胞要培养成熟(或培养至|MⅡ中期)才能完成受精作用;胚胎移植是胚胎工程的最|后一道工序 .(3)在癌症治疗时,可以把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素相结合,制成 "生物导弹〞,借助单克隆抗体的导向作用,能将药物带到癌细胞所在的位置,将其在原位(杀|死) .(4)桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物,形成无废弃物农业,这主要遵循了生态工程的物质循环再生原理;我国西北一些地区的防护林成为残败的 "灰色长城〞,其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理 .8.(2021河北邯郸月考,40)生态农业建设是建设(社|会|主|义)新农村的重要内容之一 .下面是两种生态农业模式 .鸡 -猪 -鱼立体养殖模式:一亩鱼池配6~8头猪,100~120只鸡,鱼池中各种鱼的比例大致为花白鲢占20%,草鱼占40%,鲤鱼、鳙鱼占40%,每亩投放鱼苗4 500 尾;每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干,经初步发酵后混入一定量饲料喂猪,猪粪喂鱼 ."四位一体〞生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式 .请分析答复有关问题 .(1)在模式1中,必须注意某种鱼的投入数量,不宜超过该鱼在生态系统中的 .鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,表达了生物群落的结构 .(2)在上述两种农业生产模式中,模式2主要表达了的优化设计,按照规律通过综合优化,使系统从总体上获得最|正确的经济效益、生态效益和社会效益 .(3)沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于(填生态成分) .(4)以下不属于生态农业生产方式的是 .B.作物轮作、套种(5)当农业生产对人类自身生存环境产生负效应的时候(如农药的过度使用等),最|终会导致对人类自身的伤害,故农业要与生态工程紧密结合,如通过增加农业生态系统的,把能量流动和物质循环引导到更多和更小的循环圈中 .以下实现人与自然的和谐开展的措施中,最|合理的是 .A.通过生物技术手段,转化淀粉生产可再生能源B.使用化学农药防治病虫害,保证粮食稳产C.开展生态农业,实现物质和能量的多级|利用D.大力开垦湿地,扩大粮食种植面积答案 (1)环境容纳量垂直(2)种养结合生态和经济(3)分解者(4)C (5)生物多样性 C解析 (1)环境容纳量为该生态系统中能容纳该种鱼的理论最|大值,超过后就会打破原有生态平衡,不同鱼在池塘的不同水层表达的是垂直方向的分层结构 .(2)种养结合的优化设计就是按照生态和经济规律,通过综合优化,使系统从总体上获得最|正确的经济效益、生态效益和社会效益 .(3)产甲烷杆菌将有机物分解产生无机物,是生态系统的分解者 .(4)农业生态工程中种植业和畜牧业合理优化技术明确指出要减少化肥的使用,应选C .(5)增加农业生态系统的生物多样性,把能量流动和物质循环引导到更多和更小的循环圈中;开展措施中,应将废物转化为其他能源,淀粉本身就是食物不是废物,A项错误;农药的使用不符合生态农业要求,B项错误; "开展生态农业,实现物质和能量的多级|利用〞符合生态农业的要求,C项正确;应该保护湿地,保护生态系统多样性,D项错误 .。
第21讲胚胎工程和生态工程考点考试内容考试要求胚胎工程1。
从受精卵谈起a 2.胚胎工程a生态工程1。
生态工程的主要类型a 2。
生态工程在农业中的应用a 3.活动:庭院生态系统的经济效益分析a胚胎工程1.体内受精和早期胚胎发育(1)受精过程中的“三大反应”和防止多精子入卵受精的“两道屏障”①顶体反应:精子释放的顶体酶可直接溶解卵丘细胞间的物质,形成精子穿越放射冠的通路.②透明带反应:在精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应,它是防止多精子入卵受精的第一道屏障。
③卵细胞膜反应:精子入卵后,卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内,这是防止多精子入卵受精的第二道屏障.(2)受精过程的三个易混点①精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量。
②排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出.③受精的标志≠受精完成的标志:受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体;而受精过程完成的标志是雌、雄原核的融合.(3)卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律①有机物:胚胎没有和母体建立联系,没有从母体获取有机物,而一直呼吸消耗,有机物总量减少。
②细胞体积:胚胎总体积不变或略有减小,但细胞数目增多,所以每个细胞体积减小。
③细胞中DNA含量:伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA 含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
(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2.胚胎工程的基本程序如图是科学家通过不同方法培育优良种牛的过程,其中①~⑤表示操作过程。
请回答以下问题:(1)图中①过程涉及的精子需进行________处理;防止多精入卵的两道屏障为__________________________.(2)对图中良种母牛注射促性腺激素的目的是________________。
(3)图中②过程所用的方法是____________。
外源基因插入牛受精卵中的DNA上后,有的受精卵能发育成转基因牛,而有的会死亡,请分析外源基因插入牛受精卵中的DNA上后导致受精卵死亡的最可能原因:________________________________________________ ______________________________________________________ __________________.(4)图中b、c分别代表囊胚的_______________________________________________。
2020年高考生物专题复习:胚胎工程一、教学内容胚胎工程二、本讲重点精子和卵细胞形成过程的比较、受精作用胚胎发育胚胎移植与胚胎分割移植胚胎干细胞的研究与应用.三、全面突破知识点1 生殖细胞的形成与受精作用(一)精子和卵细胞发生的比较说明:①不同动物的精子形态和大小略有不同,与动物体型大小无关;②每个雌性哺乳动物的卵巢中含有大量的卵泡,能发育成熟排卵的卵泡数量较少,参与受精的卵子数更少.(二)受精作用的场所、过程在输卵管内:说明:①成熟的精子必须在雌性生殖道内,在卵泡液、输卵管分泌物等作用下才能获得受精能力;②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;③受精和受精完成的标志不同,受精的标志是第二极体的形成,受精完成的标志是雌、雄原核融合成合子;④雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核,应理解为在原来细胞核基础上形成的新核,原核膜已经破裂;⑤将从卵巢中取出的卵母细胞用于体外受精时,应在体外人工模拟的输卵管环境中进行培养,才能使其成熟,即达到受精前的成熟状态(M Ⅱ中期).【典型例题】例1. 关于哺乳动物减数分裂及受精作用的说法正确的是( )A .经减数分裂形成成熟的精子和卵子后,才能完成受精作用形成受精卵B .次级卵母细胞只有与精子结合以后,才能完成减数第二次分裂C .精子在睾丸内成熟和获能后,才能与卵子结合D .精子获能的本质就是使已经成熟的精子获得与卵子结合所需的足够的能量答案:B解析:成熟的精子必须获能后才能参与受精,获能的场所是雌性生殖道内,获能的实质是在雌性生殖道内发生相应的生理变化从而获得受精能力(而不是获得能量).知识点2 胚胎发育与胚胎移植、胚胎分割移植(一)胚胎发育1、胚胎发育的场所:输卵管、子宫2、过程:受精卵−−→−卵裂桑椹胚−−−→−分裂分化囊胚−−−→−分裂分化原肠胚−−−→−组织分化胎儿 (1)受精卵是个体发育的起点,其发育场所是输卵管;(2)桑椹胚的特点:细胞数目在32个左右,细胞排列致密,形似桑椹,由具有发育全能性的细胞构成.(3)囊胚的特点:①细胞分化形成内细胞团和滋养层,内细胞团将来发育成胎儿的各种组织,滋养层将来发育成胎膜和胎盘;②出现囊胚腔,即胚胎内部一个含有液体的囊腔;③发生孵化,即囊胚进一步扩大,导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来.囊胚形成过程的集中变化可以归纳如下:类型纵坐标意义胚胎所有细胞的体积①核、质质量比值②细胞表面积与体积之比③有机物的种类①每个细胞的体积②有机物的总量(二)胚胎移植:(1)生理基础:①供体和受体具有相同的生理环境;②早期胚胎处于游离状态,便于胚胎的收集;③受体对移入子宫的胚胎基本不发生免疫排斥反应;④供体胚胎与受体子宫建立正常的组织联系,且移入的胚胎遗传物质不会改变;(2)胚胎移植的基本程序:①供体与受体的选择与处理;②配种或人工受精;③对胚胎采集、检查或保存;④胚胎移植及移植后检查.以良种牛的胚胎移植为例,图解如下:(3)胚胎移植的意义:①加速育种工作和品种改良;②大量节省购买种畜的费用;③一胎多产;④保存品种资源和濒危物种;⑤充分发挥优良个体的繁殖潜能.(三)胚胎分割移植(1)方法:机械方法(2)分割时期:发育良好的桑椹胚或囊胚(3)注意事项:囊胚分割时,内细胞团要均等分割(4)过程:注意:受精卵形成并发育成后代属于有性生殖,而胚胎分割移植属于无性生殖.【典型例题】例2.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期.其特点是()A.细胞进行有丝分裂,所有细胞均具有全能性B.每个细胞体积有所减小,胚胎的总体积增加C.胚胎有机物总量增加,细胞DNA总量不断减少D.所有细胞的相对表面积减小,核物质(质量)与质物质比值增大解析:本题考查胚胎发育过程中卵裂期的特点,卵裂期的细胞分化程度很小,具有发育成完整个体的能力,所以具有很高的全能性.卵裂期主要发生细胞的有丝分裂,每个细胞的体积减小,而此时整个胚胎的体积变化不大.胚胎发育初期,所需营养物质来自卵细胞中储存的有机物,由于分裂、代谢等活动都消耗有机物,故有机物的总量减少;细胞分裂中DNA复制后平均分配,所以所有细胞的DNA总量增加.细胞体积越小,细胞相对表面积越大,物质运输的效率越高.答案:A例3.下列有关动物胚胎移植的叙述中,不正确的是()A.从受孕母畜体内取出的受精卵或胚胎均能移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同期发情状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿技术只有受精及早期胚胎发育过程在体外进行,形成个体仍然依靠子宫解析:胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁育后代的过程,是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换.用雌激素等使供体与受体处于同期发情状态,用促性腺激素使供体超数排卵.不同动物其胚胎移植的时间不同,牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段,小鼠、家兔在桑椹胚前,人胚胎可在4个细胞阶段移植.几乎所有动物都不采用受精卵和原肠胚阶段的胚胎进行移植,因为不便操作或分化程度高,导致移植成功率很低.试管婴儿并不是指在试管中形成的婴儿,而是指受精及早期胚胎发育在体外进行.答案:A例4.人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养,在体外培育出组织或器官,并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗.你认为能否用肌细胞代替干细胞?()A.不能,因为肌细胞与干细胞所含的遗传物质不同B.不能,因为肌细胞是高度分化的细胞,没有分裂能力C.能,因为肌细胞虽然是分化的细胞,但在一定条件下,也可脱分化,实现细胞的全能性D.能,因为肌细胞与干细胞具有完全相同的遗传物质解析:同一生物体内不同种类的细胞所含的遗传物质相同,只是基因选择性表达导致分化为不同的组织.动物细胞全能性表达比较困难,分裂能力强的干细胞在体外可以培育出组织或器官,但肌细胞已高度分化,几乎无分裂能力,故不能代替干细胞.答案:B例5.胚胎移植的基本程序如图(以牛胚胎移植为例),请据图回答:(1)对供体母牛、供体公牛的要求是.(2)促进供体母牛超数排卵的方法是,冲卵中的“卵”是指.(3)哺乳动物受精过程由下列中的机制阻止多精入卵受精(多选).A.精子获能具有差异性B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,导致透明带反应C.精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应D.精子入卵后,触发卵黄膜的封闭作用(4)受精有关过程有:①第一次卵裂开始,②释放第二极体,③顶体反应,④穿越透明带,⑤雌、雄原核的形成,⑥核膜消失,雌、雄原核融合.其正确的顺序为______________(填序号),受精的标志是.(5)若供体母牛具有许多优良性状,可利用体细胞克隆技术加速遗传改良进程,请回答下列有关问题:①目前核移植技术中普遍使用的去核方法是.②用于核移植的供体细胞一般选用代以内的细胞,原因是_________________ .解析:(1)进行胚胎移植的供体公、母牛必须是具有优良遗传性状的同种牛.(2)胚胎移植首先要对供、受体母牛进行选择,并用激素进行同期发情处理,注射促性腺激素促进供体母牛超数排卵.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.(3)透明带反应是防止多个精子进入透明带引起多精入卵受精的第一道屏障;卵黄膜的封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障.(4)受精过程为:①精卵相遇,发生顶体反应,精子穿过放射冠;②精子接触透明带;③精子穿过透明带,接触卵黄膜;④精子头膨胀,同时卵子完成第二次成熟分裂,释放第二极体;⑤雌、雄原核形成;⑥核膜消失,两个原核融合;⑦第一次卵裂即将开始.(5)①目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法;②用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的细胞,10代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础.答案:(1)具有优良遗传性状的同种牛(2)注射促性腺激素胚胎(早期)(3)B、D(4)③④②⑤⑥①卵黄膜和透明带间出现两个极体(5)①显微操作去核法②10 10代以内的细胞一般能保证正常的二倍体核型知识点3:胚胎干细胞1、特性:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显.2、功能:①具有发育的全能性,可以分化为成年动物的任何一种组织细胞;②在体外培养条件下可以不断增殖而不发生分化,可以冷冻保存,也可以进行某些遗传改造.3、应用:①治疗人类某些顽症:如人帕金森综合症、脑瘤、白血病等;②培育出人造组织或器官,用于器官移植(治疗性克隆;)③研究细胞体外分化的理想材料.4、研究进展:胚胎干细胞技术是一个发展空间极为广阔的研究领域,很多亟待解决的问题,都将成为当前乃至未来人们攻坚的热点,下面仅列举几个方面来进行说明.(1)胚胎干细胞维持自我更新和定向分化的分子机理.只有对胚胎干细胞的分子机理有深入的了解,才能建立高效的培养体系,并为细胞治疗提供理论基础.随着细胞、分子生物学理论和技术的发展,胚胎干细胞的自我更新、定向分化中胞内信号和胞外调控因子的鉴别,将是热门的研究内容,有望在近期取得突破.(2)如何使胚胎干细胞既能维持体外培养条件下的增殖,又不发生分化?目前,在防止胚胎干细胞体外培养分化方面取得了一些研究进展,但效果仍不能令人满意,尚需对培养条件作进一步优化的研究工作.(3)对胚胎干细胞诱导分化后,分化细胞的增殖仍是难以解决的问题.如何得到组织工程所需种子细胞的数量,以及如何纯化分化后的细胞,也需做很多研究工作.(4)如何诱导胚胎干细胞定向分化?理论上讲,胚胎干细胞可以分化成各种组织细胞,可形成各种器官.但是,目前对从胚胎干细胞向不同组织细胞“定向分化”的特定条件还不十分清楚,这限制了当前胚胎干细胞的临床应用.【典型例题】例6.下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图.请回答:(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,骨髓移植治疗的实质是将上图的______________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细胞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.(3)细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果.(4)骨髓是人体的造血器官,其内存在造血干细胞,骨髓移植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)制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用B淋巴细胞与骨髓细胞融合,经多次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)囊胚原始性腺细胞(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淋巴特异性抗体四.本讲小结。
《胚胎工程与生态工程》
纵观近三年高考题,本专题主要考查动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础、胚胎干细胞的移植、胚胎工程的应用、生态工程的原理及其发展前景等,预测2018年高考仍将主要以非选择题形式考查以上知识点。
【要点讲解】
、体内受精和早期胚胎发育
1 •精子和卵子的发生的比较
2•受精
(1)精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应
的生理变化后,才能获得受精能力。
(2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
(3)受精过程
①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的卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障。
②精子进入卵细胞膜:卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
③原核的形成:雄原核形成和雌原核形成。
④合子形成:雌雄原核融合形成合子,即受精卵形成。
3.早期胚胎发育
(1)卵裂期
①细胞分裂方式:有丝分裂;
②细胞数量增多,胚胎总体积不增加或略有缩小。
(2)桑椹胚
①细胞数目为32 个左右;
②细胞都具有全能性。
(3)囊胚
①内细胞团:发育为胎儿的各种组织;
②滋养层细胞:发育成胎膜和胎盘。
(4)原肠胚
①外胚层:内细胞团表层的细胞;②内胚层:内细胞团下方的细胞。
二、体外受精、早期胚胎培养及胚胎工程的应用
1.体外受精
(1)卵母细胞的采集和培养
①超数排卵法:用促性腺激素处理后冲卵;
②直接采集法:从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集或直接从活体动物的卵巢中吸取。
(2)精子的采集和获能
①采集:假阴道法、手握法、电刺激法;
②获能:培养法、化学诱导法。
(3)受精:获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用。
2.胚胎的早期培养(1)目的:检查受精状况和受精卵的发育能力。
(2)培养液成分巧记
两“盐”:无机盐和有机盐;两“素”:维生素和激素;两“酸”:氨基酸和核苷酸另有水
和血清等。
(3)胚胎处理:向受体移植或冷冻保存。
3.胚胎工程的应用及前景
(1)胚胎移植
①地位:胚胎工程其他技术的最后一道工序。
②过程
供体母牛
受体母牛
…十同期发情处理…… 超数排卵
供体公牛亠配种
胚胎移植
分娩(胚胎移植的犊牛)
③ 意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。
(2 )胚胎分割
① 材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。
② 实质:胚胎分割可增加动物后代,其实质是动物的无性生殖即克隆。
③ 分割要求:对囊胚分割时,要注意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。
(3)胚胎干细胞
①来源:早期胚胎或原始性腺。
②特点:形态上,体积小、核大、核仁明显;功能上具有发育的全能性;体外培养条件下可 以增殖而不分化。
三、生态工程
1生态工程建设的目的
遵循自然界物质循环的规律, 充分发挥资源的生产潜力, 防止环境污染,达到经济效益和生
态效益的同步发展。
2 •特点:少消耗、多效益、可持续的工程体系。
3 •基本原理
(1)物质循环再生原理:物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。
冲卵
质甘检杳、培养
妊娠检查
(2)物种多样性原理:物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
(3 )协调与平衡原理:处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。
(4)整体性原理:进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是, 还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(5)系统学和工程学原理:包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
【考点透析】
考点1胚胎工程及其应用
【典型例题】图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是()
A. 图中①过程表示胚胎发育,②过程表示胚后发育
B. 受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大
C. 兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜
D. 原肠胚是进行胚胎移植的最好时期
【答案】C
【变式训练】牛胚胎移植试验的主要流程如下,下列相关叙述正确的是()
①供体超数排卵T②配种T③胚胎收集T④ ___________________ ⑤胚胎移植T⑥子代小牛。
A①过程需要注射有关激素,目的是获得更多的卵母细胞并完成减数分裂
B. ③过程是以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C. ④过程是“对胚胎进行质量检查”,可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D. ⑤过程成功率的高低主要决定于供、受体生理状况是否一致
【答案】D
考点2 生态工程的原理及发展前景
【典型例题】下列有关生态工程原理的说法,正确的是()
A. 农作物合理密植,遵循的是协调与平衡原理
B. 农作物间作套种,遵循的是整体性原理
C. 前面造林,后面砍树,违反的是系统学与工程学原理
D. 某湖泊中水体富营养化,引起大面积水华,违反的是物种多样性原理
【答案】A
【变式训练】下列有关生态工程的说法,正确的是()
A. 无废弃物农业主要体现了生态工程的整体性原理
B. 生态工程是无消耗、多效益、可持续的工程体系
C. 生态经济主要实行“循环经济”的原则
D. 在林业工程建设中,应重点遵循系统整体性原理
答案】C。