第10课时受精和胚胎发育
[学习目标] 1.简述哺乳动物的精子和卵子的发生过程。2.了解哺乳动物受精作用过程，如精子的获能、顶体反应等。3.简述哺乳动物胚胎发育的基本过程及主要特点。
一、哺乳动物生殖细胞的发生和体内受精
1．精子的发生
观察睾丸中精子发生过程示意图，结合课本内容，回答相关问题。
(1)什么是减数分裂？有何特点？
答案减数分裂是指进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。其特点是染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次；结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
(2)哺乳动物精子的产生部位是在睾丸的曲细精管。
(3)精子细胞变成精子的过程中，细胞中很多结构会消失，而细胞核和线粒体都保留了下来，对这一现象怎样理解？为什么精子中的线粒体集中在尾的基部？
答案细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，也是参与精、卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心；而线粒体则是有氧呼吸产生运动能量的主要场所。精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和运动能量的“动力工厂”或“发动机”。2．卵子的发生
观察卵子的发生过程示意图，回答问题并填表。
(1)哺乳动物卵子的发生是在雌性动物的卵巢中进行的。
(2)产生卵子的过程是否都发生在卵巢中？
答案哺乳动物卵子的形成是在雌性动物的卵巢和输卵管内完成的。
(3)一个卵泡中能形成几个成熟的卵子？
答案正常情况下，一个卵泡只能形成一个成熟的卵子。
(4)排卵是指卵子从卵泡中排出，还是指卵泡从卵巢中排出？
答案是指卵子从卵泡中排出。
(5)排出的卵子是什么时期的细胞？
答案排出的卵子是不成熟的，且成熟程度不同，一般在减数第一次分裂完成后排出。(6)刚排出的卵是成熟的卵子吗？它在母体的什么部位与精子受精？
答案刚排出的卵子尚未完全成熟，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程。排出的卵子是在输卵管内与精子受精的。
(7)卵子是否受精的重要标志是什么？
答案在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体。
3．体内受精
(1)什么是受精作用？
答案卵子和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
(2)在自然条件下，受精是在雌性动物的输卵管内完成的。
(3)受精前，精子需要进行哪些准备？
答案精子获能：精子必须在雌性动物生殖道(子宫和输卵管)中发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
(4)什么是顶体反应？有什么作用？
答案精子释放的顶体酶溶解卵子外围的放射冠及透明带，这一过程称为顶体反应。形成精子穿越放射冠的通路。
(5)受精阶段还会发生哪些反应？有何意义？
答案①透明带反应：在精子触及卵细胞膜的瞬间，激发卵子发生反应，主要封锁透明带使其他精子难以再进入卵子内，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
②卵细胞膜反应：精子进入卵细胞膜后，卵细胞膜会发生相应的生理反应，阻止其他精子进入卵内，这是防止多精入卵受精的第二道屏障。
(6)受精完成的标志是什么？
答案观察到卵细胞膜和透明带之间有两个极体时，说明受精完成。
二、哺乳动物胚胎发育的基本过程
完善下图内容，结合教材分析人的胚胎发育过程。
1．胚胎的发育在什么部位？
答案最初在输卵管，后移入子宫。
2．什么时期的细胞属于全能细胞？
答案桑椹胚及以前的细胞还未发生分化，每一个细胞都属于全能细胞，囊胚中的内细胞团细胞也属于全能细胞。
3．什么时期的胚胎开始分化？分化为哪几部分？各有什么作用？
答案桑椹胚进一步发育，细胞开始分化形成囊胚，即囊胚期开始了细胞分化，内细胞团继续发育形成胚盘，继续发育成二胚层胚盘。囊胚壁发育形成滋养层。
4．原肠胚是怎么形成的？
答案从第3周初开始，二胚层胚盘中的部分细胞增殖分化形成中胚层，形成三胚层胚盘，即为原肠胚。
5．胚胎发育包括哪些基本过程？
答案桑椹胚、囊胚、原肠胚、胚层分化和胚体形成等主要阶段。
6．胚胎发育过程中，细胞所进行的是有丝分裂。
一、精子和卵子发生的比较
项目精子的发生卵子的发生
区别场所睾丸曲细精管(场所唯一) 卵巢(MⅠ)、输卵管(MⅡ)(场所不唯一)
时间性成熟后
性别分化后开始，卵泡(含次级卵母细胞和第一
极体)的形成和在卵巢内的储备是在出生前(胎
儿期)完成的；减数第二次分裂是在精子和卵子
的结合过程中(即受精过程中)完成的
过程
特点
MⅠ和MⅡ是连续的，需要变
形；细胞质均等分配
MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形；细胞质不
均等分配
结果形成4个精子细胞形成1个卵细胞和3个极体
相同点原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂，生殖细胞的成熟为减数分裂，成熟过程均经一次DNA复制和两次细胞分裂，子细胞中染色体数目减半
下面是哺乳动物受精过程示意图，请据图回答：
(1)图中字母表示的结构名称是：a.______；b.________；c.________；d.________。
(2)图中数字表示的过程是：①______________________；②______________________；
③________________________；④______________________。
(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫做__________。卵子一般在排出后都要在__________内进一步成熟，当达到__________ ___时，才具备与精子受精的能力。
(4)若两个精子同时参与受精，会形成“三倍体人”吗？为什么？
________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。
(5)在精卵相遇时精子发生______反应，释放出________酶，该酶可溶解透明带外面的放射冠和________，形成穿越__________________的通道。在精子触及到卵细胞膜的瞬间会发生________反应，这是防止多精入卵的第一道屏障；同时精子外膜与________融合，精子入卵，这时卵细胞膜发生生理反应——______________，这是防止多精入卵的第二道屏障。同时精子的头部和尾部分离，由此看出精子进入卵子的部分几乎只有头部的________。
答案(1)放射冠第一极体雄原核雌原核
(2)精子穿过放射冠精子穿过透明带精子进入卵细胞膜雌、雄原核融合(3)精子获能输卵管减数第二次分裂中期(4)两个精子同时进入卵子形成三倍体细胞的胚胎，此种胚胎会导致流产或出生后很快死亡
(5)顶体顶体透明带放射冠和透明带透明带卵细胞膜卵细胞膜反应细胞核
解析图中a是放射冠，b是第一极体，c是雄原核，d是雌原核，①是精子穿越放射冠，②是精子穿越透明带，③是精子进入卵细胞膜，④是雌雄原核融合。
三、胚胎发育的过程
1．个体发育
(1)个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体。
(2)发育中的细胞分裂均为有丝分裂，产生的是体细胞；原肠胚阶段是个体发育中分化程度最高的阶段，但应注意细胞分化贯穿于整个个体生命进程中。
(3)受精卵是新生命的第一个细胞，其全能性最高。从囊胚阶段开始初步分化，分化出内细胞团和滋养层细胞，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，囊胚之后的原肠胚阶段细胞分化程度高，但仍有全能细胞。细胞全能性随发育的深化而降低。
2．在卵裂期，胚胎的细胞数目和体积、每个细胞体积、DNA总量、有机物的种类和含量各有什么变化？
答案如表所示
项目变化
胚胎总体积不增加或略有缩小
胚胎细胞数目增多
每个细胞体积减小
DNA总量增多
有机物总量减少
有机物种类增多
1．卵子的成熟部位和受精部位分别是( )
A．卵巢卵巢B．卵巢输卵管
C．输卵管输卵管D．输卵管子宫
答案 C
2．以下对精子形成过程的说法，不正确的是( )
A．精子细胞中的细胞核变为精子头的主要部分
B．高尔基体发育为头部的顶体
C．线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘
D．细胞内的其他物质浓缩为球体，叫做原生质滴。原生质滴中存在中心体
答案 D
解析在精子细胞演变为精子的过程中，细胞发生一系列的变化，其中，中心体演变为精子的尾，细胞内的其他物质浓缩为原生质滴。
3．下列说法中正确的是( )
A．卵子形成时的减数第一次分裂和减数第二次分裂均在卵巢中完成
B．卵子形成时的减数分裂的两次分裂是连续的
C．排卵排出的卵子是成熟的
D．排卵排出的卵子是未成熟的
答案 D
解析卵子形成的减数第一次分裂有的动物在卵巢完成，有的动物在输卵管完成，减数第二次分裂在受精过程中完成，场所为输卵管，所以A、B均错误；刚刚排出的卵子未成熟，需在输卵管内发育到减数第二次分裂中期方可受精，故C错误，D正确。
4．下列有关哺乳动物精子和卵子的发生以及受精作用的叙述中，正确的是( )
A．采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用
B．排卵就是排出成熟卵子的过程
C．卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D．受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
答案 D
解析精子和卵细胞在受精之前必须分别经过获能及准备阶段才能发生受精作用，A项错误；排卵是指卵子从卵泡中排出，此时排出的卵子还未完成减数分裂，是不成熟的卵子，B项错误；卵子形成时，减数第二次分裂是在输卵管中完成的，C项错误。
5．精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是( )
①顶体反应②透明带反应③卵细胞膜反应④精子穿越放射冠
A．①②B．②③C．③④D．②④
答案 B
解析透明带反应和卵细胞膜反应是精子与卵子结合过程中穿过的两道屏障。
基础再现
1．受精过程的顺序为( )
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
A．①②③④⑤⑥B．③②④⑥⑤①
C．④⑤②①③⑥D．③④②⑤⑥①
答案 D
解析受精过程的顺序为：顶体反应→穿越透明带→释放第二极体→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合→第一次卵裂开始。
2．下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是( )
A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B．卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大
C．囊胚的外部细胞具有发育全能性
D．原肠胚发育分化形成内外两个胚层
答案 A
解析为保证物种在遗传上的稳定性，同一物种的精卵细胞在结合时，需要先通过细胞的识别，此过程由细胞膜上的糖蛋白完成，因糖蛋白具有物种特异性，其细胞识别也具有物种特异性，A项正确；受精卵卵裂时产生的细胞团称为卵裂球，随卵裂球细胞数目的增加，细胞逐渐变小，总体积基本不变，B项错误；囊胚的外部细胞是已经具有定向分化趋向的细胞，分化方向一旦确定即稳定而不可逆转，失去了发育的全能性，C项错误；原肠胚发育分化会形成各种器官原基，D项错误。
3．卵子完成减数第二次分裂是在( )
A．生长卵泡期B．成熟卵泡期
C．排卵时D．受精时
答案 D
解析不同的动物排卵时期不同，如马等大型哺乳动物排卵是在减数第一次分裂时，绵羊、猪等在减数第二次分裂时完成排卵，排出的卵进入输卵管，准备与精子受精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的。
4．下列细胞，哪一个代表已经受精的卵子( )
答案 C
解析卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间隙观察到两个极体。
5．下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述中，正确的是( )
A．囊胚与桑椹胚相比，每个细胞内DNA总量增加
B．囊胚与桑椹胚相比，细胞数目较多
C．组成囊胚和桑椹胚的细胞，都是全能细胞
D．桑椹胚的形成在卵巢，囊胚的形成在输卵管
答案 B
解析由桑椹胚发育到囊胚进行的是有丝分裂，形成的每个细胞内DNA总量不变；囊胚期开
始出现分化，其中的滋养层细胞不是全能细胞；受精卵是在输卵管中形成的，故其发育形成早期胚胎的过程不可能在卵巢。
能力提升
6．下列关于精细胞的叙述中，正确的是( )
A．精原细胞分化为初级精母细胞的过程中，染色体复制，DNA和染色体都加倍
B．精母细胞历经两次减数分裂形成精子
C．精子细胞与精子的染色体数目相同
D．精子由精子细胞经减数分裂而来
答案 C
解析精子细胞变形为精子的过程中遗传物质不变，染色体数目不变。
7．分析下面图解，以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别 ( )
A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B．MⅠ和MⅡ的时间连续性
C．成熟生殖细胞是否经过变形
D．成熟生殖细胞中染色体的数量
答案 D
解析初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的；精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞的产生是通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ；精子细胞形成后变形为蝌蚪状的精子，卵细胞不需要变形；成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。
8．下列关于哺乳动物精子和卵子的发生的叙述，正确的是( )
A．一个精原细胞经过减数分裂可直接产生4个精子
B．精子的头部主要含细胞核，中心体发育为它的顶体
C．卵泡的形成和在卵巢内的储备，是在胎儿时期完成的
D．排卵是指卵泡从卵巢中排出，马、牛的排卵都是排出次级卵母细胞
答案 C
解析精子的产生包括三个阶段，减数分裂是指初级精母细胞形成精子细胞的阶段；精子细胞变形形成精子时，高尔基体发育成头部的顶体，中心体则演变为精子的尾；排卵是指卵子
从卵泡中排出，不同动物排出的卵子成熟程度不同，如马排出的是初级卵母细胞，牛排出的则是次级卵母细胞。
9．精子和卵子在发生上的重要区别是( )
A．受精前精子有获能反应，而卵子没有
B．卵子的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，而精子是在初情期之后
C．卵子形成的时间很长，而精子只需要两个月左右
D．卵原细胞的增殖过程是通过有丝分裂，而精原细胞的增殖过程则是通过减数分裂
答案 B
解析哺乳动物卵泡的形成和在卵巢中的储备是在胎儿时期完成的，而精子的形成是在初情期之后，这是精子和卵子在发生上的重要区别。
10．下列关于精子的说法，不正确的是( )
A．精子必须获能才能完成受精作用
B．它与卵细胞的受精发生在子宫内
C．精细胞变形为精子时保留的细胞器主要是线粒体
D．精细胞的细胞膜的表面有糖蛋白，能在受精时发挥识别作用
答案 B
解析精子必须获能才能完成受精作用；精细胞变形时，细胞核变为精子头部的主要部分，线粒体聚集在尾的基部而保留下来；精子与卵细胞的受精在输卵管中；受精时需经过精卵识别阶段，依靠细胞膜表面的糖蛋白。
11．下图是哺乳动物精细胞经过变形形成精子的示意图，请分析回答下列问题：
(1)精细胞是由____________经__________分裂产生的。
(2)图甲表示精细胞，图乙表示经变形后的精子，请将图乙中的字母对应地填写在图甲数字之后。
①______，②______，③______，④______，⑤______。
(3)精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，因此可以把这一过程看成是______________，原因是基因的______________。
答案(1)精原细胞减数(2)c b a e d (3)细胞分化选择性表达
解析精细胞是由精原细胞经减数分裂形成的。精细胞经过变形形成精子时的变化：图甲中②细胞核变为图乙中的精子头部的主要部分b，图甲中③高尔基体发育为图乙中的头部的顶体a，图甲中④中心体演变为图乙中的精子的尾e，图甲中⑤线粒体形成图乙中的线粒体鞘d，
图甲中①其他物质浓缩成图乙中的原生质滴c。精细胞与精子在形态、结构和功能上都发生了变化，这一过程发生了细胞分化，是基因选择性表达的结果。
12．如图1为某高等动物生活史示意图，图2为图1中某阶段部分过程，请据图回答：
(1)图中A过程表示________过程，若A过程能使生物产生正常变异，则原因之一是因为该过程的四分体时期同源染色体中的非姐妹染色单体发生了________，进行了基因重组的结果。
(2)就子细胞情况而言，A2过程不同于A1过程表现在
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图2是图1中________(填字母)阶段部分过程，该过程表示________。
(4)图2中的a是经过图1中的________(填字母)过程形成的。
(5)图2中a～f的过程细胞发生的生命历程有______________________________，其中d中细胞进行的分裂方式是______________________。
答案(1)减数分裂交叉互换(2)一个原始生殖细胞(卵原细胞)经A2过程最后得到的子细胞中有1个卵子和3个极体(3)C 胚胎发育(4)B (5)分裂、分化、衰老、凋亡有丝分裂
解析根据图1变化可知，A表示减数分裂、B表示受精作用、C表示胚胎发育、D表示胚后发育，E表示有丝分裂。根据图2可知，a表示受精卵，b～f表示卵裂(有丝分裂)形成囊胚的过程。
个性拓展
13．分析图示，回答下列问题：
胚胎工程应用及前景——胚胎移植导学案 教学目标： （一）知识与技能：理解胚胎移植的概念、生理学基础 掌握胚胎移植的基本程序 举例说明胚胎移植的意义 （二）过程与方法：运用所学知识解释有关胚胎工程的生物学现象 （三）情感态度与价值观：认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用 关注胚胎工程的研究进展和应用价值 教学重点： 1、胚胎移植的概念及生理学基础 2、胚胎移植基本程序 3、胚胎移植的意义及应用 教学难点：胚胎移植的生理学基础、基本程序 基本知识网络： 一、概念：是指将雌性动物的，或者通过及其他方式得到的胚胎，移植到的、相同的其他动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 供体：受体：处理： 实质：；地位： 二、胚胎移植生理基础 探究一： ●准备移植的小牛胚胎移植到任何一头母牛的子宫内都能发育吗？ ●动物体内的早期胚胎容易取出来吗？ ●供体与受体之间进行胚胎移植会不会发生免疫排斥反应？ 三、胚胎移植过程 探究二：阅读教材77页，讨论回答 1、供受体母牛的选择和处理： 供体：受体： 处理：具体做法： （2）超数排卵处理 方法： 具体做法： （3）配种或人工受精 精子来源： 受精方式： （4）胚胎的收集 时间： 冲卵： （5）胚胎检查 检查胚胎的发育状况，处于或 （6）胚胎的保存或移植 胚胎去向：或 储存温度：摄氏度的中保存 （7）胚胎的移植 方法一： 具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二： 将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。（8）对受体母牛进行的检查 （9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛 犊牛性状： 胚胎移植成功的标志： 四、胚胎移植的应用与意义 探究三：讨论教科书75页，图3—17，阐述胚胎移植的意义 1、 2、 3、 4、
一、名词解释 1、花器官发生ABC模型：完全花器官由花萼（1轮）、花瓣（2轮）、雄蕊（3轮）、雌蕊（4轮）组成。A类（AP1、AP2）、B类（AP3/PI）、C类（AG）调控因子分别与SEP1、 2、3形成不同的聚合体，分别在1轮（A）、2轮（AB）、3轮（BC）、4轮（C）控制相应部位花器官的分化和形成。 2、春化作用：是植物需要经过一段时间的低温处理才能开花的现象。目前发现低温促进开花是由于三种蛋白VRN1、2、VIN3在低温下诱导表达，它们抑制开花负调控基因FLC的表达，从而促进开花。 3、光敏素（PHY）：是一种N端感光区与线形四环吡咯发色团共价结合的蛋白质复合体，接收红光/远红光后，蛋白质的构象改变，C端激酶活化，通过磷酸化将光信号传导下去。 4、根边界细胞：是生长到一定长度的根尖处由根冠外围细胞脱离的、有组织的活细胞，其功能是防御和帮助植物吸收营养。环境因素和遗传因素控制边界细胞的释放。 5、近轴-远轴极性决定基因：近轴远轴特性是指以某器官中心轴为基准，近的是近轴，远的是远轴。例如 HD-ZIP III 类基因PHB、PHV、REV决定植物的近轴特性，抑制远轴特性。 KANl\2\3 类基因、YAB类的YAB3、FIL决定远轴特性，抑制近轴特性。 6、拟南芥生物钟分子结构：是由三个蛋白构成的一个光周期调控的反馈循环。这三个蛋白是 CCA1 、 LHY 、 TOC1 。前两者被磷酸化后抑制 TOC1 的表达，TOC1 转录翻译后促进 CCA1 、 LHY 的转录表达。光通过光受体促进 CCA1 、 LHY 的表达，抑制 TOC1 的表达。 7、隐花素：是吸收蓝光紫外光，在 N 端非共价结合 FAD 发色团，感受光能，并将能量传给 C 端激酶区域，使具备进行磷酸化催化反应的能力的光受体蛋白。植物中是 CRY 。 （趋光素：是吸收蓝光紫外光，在 N 端非共价结合 FMN 发色团，感受光能，并将能量传给 C 端激酶区域，使具备进行磷酸化催化反应的能力的光受体蛋白。）8、TPD1/EMS1：是花药发育中决定小孢子囊发生范围的一对信号肽 / 受体激酶 信号转导蛋白，它们的分布范围决定小孢子囊发生的范围。 9、近轴 - 远轴极性基因：是决定植物器官发生中近轴特性和远轴特性的基因。 近轴基因有 HD ZIP III 类基因 PHB 、 PHV 、 REV 等，远轴基因有KAN1\2\3 , YAB 类的 YAB3 、 FIL 等。 10、泛素蛋白质降解复合物：一种降解蛋白质的复合物，能在特定识别酶的 作用下，将目标蛋白标记上泛素后降解目标蛋白，是细胞内通过有目的降解的方式调控蛋白含量的方式。 11、植物发育生物学是从分子生物学、生物化学、细胞生物学、解剖学和 形态学等不同水平上，利用多种实验手段研究植物体的外部形态和内部结构的发生、发育和建成的细胞学和形态学过程及其细胞和分子生物学机理（调控机制）的科学。是研究植物生长发育及其遗传控制的科学。 12、增殖分裂：产生的两个子细胞的大小、形态和细胞器的分布等都相同。 如：顶端分生组织中央细胞的分裂。木栓形成层和维管形成层母细胞的垂周分裂分化分裂：产生的两个子细胞的命运不同，它们将发育成完全不同的细胞。 分化分裂是细胞分化的开始。如：受精卵的第一次分裂，形成气孔器母细胞的分裂，形成层细胞的平周分裂等。
《专题三胚胎工程》练习题2013.4 1．原始生殖细胞(精原细胞、卵原细胞)的产生依赖于（） A．有丝分裂B．无丝分裂C．减数分裂D．以上三种都有 2．精细胞变形形成精子的说法正确的是（） A．线粒体聚集形成顶体．以便能量供应B．中心体浓缩成原生质滴 C．细胞核变成精子头的主要部分D．高尔基体演变成尾 3．下列不是精子、卵子发生的区别的是（） A．初级精母、卵母细胞的形成时间 B．减I和减Ⅱ的时间连续性 C．成熟生殖细胞是否经过变形 D．成熟生殖细胞中染色体的数量 4．假设动物某精原细胞的2对等位基因(Aa，Bb)分别 位于2对同源染色体上，该细胞通过减数分裂产生精 子时，图3—6中可表示其减数第二次分裂后期染色体 和基因变化的是（） 5．精子与卵子结合过程中穿越的两道屏障是（） ①顶体反应②透明带反应③卵黄膜封闭作用④精子穿越放射冠 A．①②B．②③C．③④D．②④ 6、受精完成的标志是（） A、雌、雄原核形成 B、精卵相遇，发生顶体反应 C、精子接触透明带 D、卵黄膜和透明带间出现两个极体 7、体外受精的场所是（） A.在水溶液中 B.在盐溶液中 C. 在获能溶液或专用的受精溶液中 D.在酒精溶液中 8、当卵母细胞达到哪一时期时，才具备与精子受精的能力（） A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期 C.减数第二次分裂中期 D. 减数第二次分裂结束成熟 9．如图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示（） A．有机物总量 B．每个细胞DNA含量 C．所有细胞体积之和 D．所有细胞表面积总和与体积总和的比值 10．卵细胞的产生过程中减数第二次分裂发生在什么过程完成的？（） A.在卵巢内 B.在受精前 C.精子和卵子结合 D.初级卵母细胞生成次级卵母细胞 11．下列最能表现细胞全能性的细胞是（） A．桑椹胚期细胞B．囊胚期细胞C．外胚层细胞D．滋养层细胞 12．我国引进良种红安格肉牛后，使其快速繁殖使用的方法有（） ①发酵工程②组织培养③基因工程④克隆⑤细胞工程⑥体外受精和胚胎移植 A．①③B．②④C．④⑤D．④⑥ 13．下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（） A．受孕母畜体内的早期胚胎能够移植B．受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态 C．超数排卵技术要使用一定的激素D．试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成14．下面三者可以说是现代生物科技的杰出成果，它们的诞生所依据的生物学原理最接近的是（）①试管婴儿②胚胎分割③克隆羊A．①②B．②③C．①③D．①②③
1.3 基因工程的应用 学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。(重难点) 2.关注基因工程的进展。(重点) 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。(重点) |基础知识| 植物基因工程的成果 1.植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 (1)抗虫转基因植物 ①杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 ②成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。 (2)抗病转基因植物 ①植物的病原微生物：病毒、真菌和细菌等。 ②抗病基因种类：a.抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。 b.抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因。 ③成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 (3)抗逆转基因植物 ①抗逆基因：调节细胞渗透压基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。 ②成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 (4)利用转基因改良植物品质 ①优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。 ②成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 2.动物基因工程的成果
(1)提高动物的生长速度 ①生长基因：外源生长激素基因。 ②成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。 (2)改善畜产品的品质 ①优良基因：肠乳糖酶基因。 ②成果：转基因牛产生的牛奶，乳糖含量少。 (3)用转基因动物生产药物 ①基因来源：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子。 ②成果：乳腺生物反应器。 (4)用转基因动物作器官移植的供体 ①器官供体：抑制或除去抗原决定基因。 ②成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。 3.基因工程药物 (1)来源：转基因工程菌。 (2)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 4.基因治疗 (1)概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 (2)成果：将腺苷酸脱氧酶基因导入患者的淋巴细胞。 |自查自纠| 1.科学家利用转基因技术培育了抗玉米螟玉米，种植该玉米的农田就不需要进行防虫管理了。(×) 2.利用转基因改良植物品质，目的基因一定是控制该性状的基因。(×) 3.基因工程育种比传统育种所需的时间短，并且可以解决远缘亲本难以杂交的问题。(√) 4.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，能获得产生人干扰素的菌株。(√) 5.通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较，患者的治疗费用大大提高了。(×)
人教版高中生物选修三知识点总结(详细)
选修3 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用）
高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：
专题复习三——胚胎工程 【知识回扣】 1.试管动物生产流程 例1动物胚胎移植的过程是首先用激素a促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素b 处理可以接受胚胎植入的母体子宫内，孕育成幼体。 (1)你认为用胚胎移植的方法产生子代属于哪类生殖方式？________________。 (2)题中提及的“激素a”最可能是指_____________，“激素b”可能是指________。 (3)若希望同时获得多个性状相同个体，那么该如何实现？ (4)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？ 【答案】(1)有性生殖 (2)促性腺激素孕激素 (3)利用同一受精卵发育形成的胚胎进行胚胎分割，分别植入不同母牛子宫，使它们正常发育成新个体。 (4)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度，迅速推广新品种。 2. 克隆羊、试管羊、转基因羊的异同 例2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体内受精⑤基因突变 A．①③⑤ B．①②④ C．①④⑤ D．①③②
【答案】 D 【对点演练】 1．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 2．精子变形时，线粒体集中在尾部的原因是( ) A．释放顶体酶发生透明带反应 B．产生能量促进精子运动 C．有利于质基因进入受精卵 D．受细胞核的挤压形成 3．胚胎工程技术在生产中的应用不包括( ) A．移植胚胎干细胞使退化的组织修复并恢复正常功能 B．进行胚胎移植能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能 C．采用机械方法将早期胚胎分割产生同卵双胎 D．在小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体 4．下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是( ) A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理 B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割 C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例 5．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 6.下列关于蛙胚胎发育过程的叙述,正确的是( ) A.通过细胞分裂不断增加细胞数量,并在一定时期发生细胞分化 B.胚胎发育过程中细胞不断分裂,但不发生凋亡 C.随着细胞分裂次数的增加,蛙胚的有机物总量不断增加 D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加 7.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通 过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示,相关叙述正确的是( ) A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理 B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精 C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
新课标高中生物选修三全套导学案 1、简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用 2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用；基因工程载体需要具备的条件 1、基因工程的原理：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外类型和生物产品。由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做。 2、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 切割DNA的工具是，又称 这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。 由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。 DNA分子经限制酶切割产生的DNA的片段，末端通常有两种形式，即和 例1、下列关于限制酶的说法正确的是 A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 3、DNA连接酶——“分子缝合针” 根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类： 一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E?coliDNA连接酶。E?coliDNA连接酶只能将连接起来，不能将双链DNA的片段平末端之间进行另一类是从分离出来的，称为T4DNA连接酶。T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA的片段互补的，又可以“缝合”双链DNA的片段 例2、下图为DNA分子的切割和连接过程。 (1)EcoRI是一种与。 (2)不同来源DNA的片段结合，在这里需要的酶应是连接酶，此酶的作用是在与之间形成键，而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是。 4、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。 现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。 质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以复制，也可整合细菌拟核DNA中，随着拟核DNA的复制
选修3 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 操作水平：DNA分子水平 原理：基因重组 优点：1.突破物种界限 2.定向改造生物的遗传特性 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。 （3）作用的化学键：切割磷酸二酯键 (4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA （2）连接的化学键：磷酸二酯键 （3）与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.从基因文库中获取（不知道目的基因的核苷酸序列的情况下采用） 2.人工合成。常用方法有：（1）反转录法（已经获得mRNA的情况下采用） （2）化学合成法（知道目的基因的核苷酸序列、基因比较小的情况下采用） 3.PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列、基因比较大的情况下采用） （1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 （2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链；（高温解旋） 第二步：复性，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
专题三3．1 体内受精和早期胚胎发育 （第1课时） 一、学习目标 1．简述哺乳动物的精子、卵子发生过程。 2．比较精子和卵子的发生的异同。 二、学习重难点：简述哺乳动物的精子和卵子的发生。 课前预习 1、精子的发生 （1）哺乳动物精子的发生是在_____内完成的。雄性动物从________期开始，直到__________衰退。 （2）第一阶段：位于_____________________先分裂为两个细胞，然后进行数次___________，产生大量精原细胞，进一步形成多个______________。 第二阶段：___________连续进行两次分裂（即___________）：MⅠ产生两个___________，M Ⅱ共产生____个含___________的___________细胞。 第三阶段：____经过变形，________变为________的主要部分，_______发育为头部的____，_____演变为________，________聚集在____的基部形成____。同时，其它物质浓缩为球状，叫____________。细胞核和线粒体都是_____________中的重要部分。其中，细胞核是_____________________的场所，也是参与__________________________的控制中心。而线粒体则是精子进行_____________的场所。 2、卵子的发生 （1）卵子的发生是在_____________内完成的。 （2）卵原细胞通过_______________________，演变为__________，被_________包围，形成卵泡。MⅠ是在雌性动物_________完成的，结果是产生______________和_________；M Ⅱ是在_______________________完成的，产生_____________和_____________。判断卵子是否受精的重要标志是__________________。一个卵泡中能形成___成熟的卵子。 （3）哺乳动物_________的形成和在________内的储备，是在______________（即__________）完成的。 课内学习 一、精子的发生 探究一：各种家畜精子发生的过程 1．请用箭头图绘出精子发生的过程的各阶段。 2．阅读P61，观察图3－2，精子变形发生了哪些变化？ 3．观察P62图3－3，哺乳动物成熟的精子分为哪几部分？与动物体型大小有没有关系？ 4．精子细胞变成精子过程中，细胞核和线粒体都保留，如何理解此现象？
3.3胚胎工程的应用及前景 目标导航 1.结合牛胚胎移植示意图，说出胚胎移植的生理基础，以及具体操作程序。2.根据胚胎发育各个阶段的特点，简述进行胚胎分割的注意事项及其实际意义。3.依据胚胎干细胞的分离途径，说出胚胎干细胞的分类、功能和用途。 一、胚胎移植(阅读P74－78) 1．胚胎工程技术 胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的胚胎移植、胚胎分割和体外生产胚胎技术。2．胚胎移植 (1)概念 ①对象：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。 ②移植条件：同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内。 ③供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。 ④受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。 ⑤地位：是胚胎工程的最后一道“工序”。 (2)胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。 (3)胚胎移植成功的保障(生理学基础)
二、胚胎分割(阅读P78－79) 1．概念：指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 2．主要仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。 3．繁殖方式：无性生殖。 4．特点：后代遗传性状相同。 5．操作程序 (1)选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移入盛有操作液的培养皿中。 (2)用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将祼半胚移植入受体。分割囊胚阶段的胚胎时要注意将内细胞团均等分割。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定。 三、胚胎干细胞(简称ES或EK细胞)(阅读P80－83) 1．来源：由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。 2．特点 (1)在形态上表现为：体积小、细胞核大、核仁明显。 (2)在功能上：具有发育的全能性。 (3)在体外培养的条件下，可以只增殖，而不分化。可以对它进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。 3．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。
一．侧根及不定根是如何发生的？ 不论主根，侧根或不定根所产生的支根统称为侧根。当侧根开始发生时，中柱鞘的某些细胞开始分裂。最初的几次分裂是平周分裂，结果使细胞层数增加，因而新生的组织就产生向外的突起。以后的分裂，包括平周分裂和垂直分裂是多方向的，这就是使原有的突起继续生长，形成侧根的根原基的分裂，生长，逐渐分化出生长点和根冠。生长点的细胞继续分裂，增大和分化，并以根冠为先导向前推进，由于侧根不断的生长所产生的机械压力和根冠所分泌的物质能溶解皮层和表皮细胞，这样，就能使侧根较顺利无阻地依次穿越内皮层，皮层和表皮，而露出母根以外，进入土壤。由于侧根起源于母根的中柱鞘，也就是发生于根的内部组织，因此它的起源是内起源 不定根通常泛指植物的气生部分，地下茎以及较老的，特别是有次生生长的根部所形成的根。不定根的起源和发育像侧根一样，通常是内起源，发生在十分靠近维管组织的地方，其生长过程必须经过该部位以外的组织。 二．关于种子植物茎端结构和活动方式有哪些学说，其主要内容有哪些？ （1）顶端细胞学说：1844年Nageli根据对大多数隐花维管植物的研究提出的。主要观点是最简单的顶端分生组织，结构上只有一个大的原始细胞-顶端细胞。 （2）组织原学说：1868年Hanstein根据种子植物的顶端分生结构特点提出的。顶端分生组织可划分为三个原始细胞区，即表皮原、皮层原和中柱原。这些细胞普遍地排列成行，最外面一层为表皮原分化为表皮层；其下为皮层原分化为皮层；中央是中柱层分化出维管组织和髓。 （3）原套-原体学说：1924年Schmidt 提出。该学说认为顶端分生组织的原始区域包括1：原套，只沿垂直于分生组织表面的方向进行分裂（垂周分裂）的一层或几层周围细胞；2：原体，包括原套下的基层细胞，其中的细胞向各个方向分裂，不断增加而使茎的顶端增大。 （4）细胞组织分区概念：1938年Forster 提出。 （5）等待分生组织学说：1955,1961年 Buvat根据对根端结构研究提出的。此学说 提出远轴细胞轴区是比较不活动的而真正发 生细胞分裂的区域是在周围和顶端下面的区 域，由此产生出茎的组织和叶原基，在胚胎 或后胚的生长顶端结构组成之后，远端的一 群细胞成为等待分生组织，它停留在不活动 状态，一直到生殖阶段，才在远端的细胞恢 复了分生组织活动。 （6）分生组织剩余学说：1965年 Newman提出。根据此理论把维管植物的顶 端分生组织分为三种类型：单层型；简层型； 复层型。 三．细胞周期有哪些主要阶段，各阶段 特点是什么？ 一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期 和分裂期， 分裂间期为分裂期进行活跃的物质准 备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的 合成，同时细胞有适度的生长 分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分 裂后期和分裂末期。 前期：两个中心体分开，向两极移动。 染色质逐渐浓集形成染色体，核仁核膜解体 前中期：核膜消失，染色体随机排列在 细胞中间，纺锤体形成。 中期：染色质最大程度凝集，染色体以 着丝粒非随机的排列在纺锤体中央的赤道板 上。每条染色体纵裂为两条姐妹染色单体。 后期：姐妹染色单体分离并移向细胞的 两极 末期：子代细胞的核重新形成，胞质分 裂 四.植物生长发育与动物的生长发育不 同之处有哪些？ （1）动物在胚胎发育中其组成细胞可移 动位置，植物的则不能移动，细胞间彼此联 结很紧密。 （2）动物细胞通常没有细胞壁，植物则 有，因此后者细胞死后仍保持一定的形态， 死细胞和活细胞共同组成植物体。 （3）植物细胞比动物细胞更容易表现出 全能性，容易在人工培养条件下发育形成新 的个体或器官。 （4）动物胚胎发育完成后几乎是全面地 生长，成熟动物体重不在特定部位保留干细 胞群，不再增加新的器官和组织。植物则是 在特定部位保留有分生组织细胞群，形成局 部生长，一生中不断形成新的器官和组织。 （5）动物在环境中是可以自由移动的， 因此它们就有一定逃避不良环境的能力，其 本身对环境的适应能力也就较差，而植物则 通常不能主动移动，无法逃避不良环境，因 此其内部结构和外部形态，甚至其生理活动 都较容易受环境的影响，随环境条件的变化 而发生一定的变化，以适应这些变化了的环 境而生存下来。 （6）动物的减数分裂发生于形成配子 时，只有二倍体的动物体，没有单倍体的动 物体，因此没有世代交替。而高等植物的减 数分裂则都发生于形成孢子时，既有二倍体 的植物体，也有单倍体的植物体，两种植物 体交互出现形成世代交替。种子植物的配子 体寄生在孢子体上，这就使得植物，特别是 高等植物的性别概念不同于动物，性别决定 问题也就更复杂。 五．植物生长调节剂在植物发育中有哪 些调节作用？ 植物生长调节剂是在植物生长发育中起 着重要调节作用的一类化学物质，其中绝大 部分是植物体内自身产生、自身调节浓度， 作为调节生长发育过程的信号起作用的。已 发现具有调控植物生长和发育功能物质有生 长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸 等。 1、决定细胞分化的方向：按照位置效应 理论，细胞在植物体内所处的位置决定其分 化的命运。在所有的位置信息中，激素是最 重要的信息之一。（1）开启还没通过细胞分 化临界期细胞的脱分化过程。（2）改变细胞 分化的方向。 2、在形成层活动中的控制作用（1）控 制形成层活动周期；（2）维持形成层纺锤状 细胞的形态和排列方向（3）控制木质部分化 （4）控制韧皮部分化。 3、诱导器官建成（1）根的形成（2）芽 的形成（3）茎的伸长（4）胚的极性建立和
专题1 1?1 DNA重组技术的基本工具 一、学习目标及重难点 1、简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 学习重点：DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 学习难点：基因工程载体需要具备的条件。 二、学习过程 1、基因工程的概念 回答：什么是基因工程？ 2、科技探索之路（基因工程是如何发展起來的？阅读课本P2—3页） 思考并回答： （1）基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？ （2）哪些基础理论的突破催生了基因工程？ （3）哪些技术发明促进了基因工程的实施？ （4）你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？ 3、限制性核酸内切酶一一“分子手术刀” 思考并冋答： （1）从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA 的入侵，那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有什么保护机制？由此可知，限制酶可以从哪些生物中分离出来？ （2）限制酶是如何切割DNA分子的？ （3）参考课本P4图1—2,指出限制酶能破坏那个磷酸二酯键。 （4）以EcoRI为例，画出限制酶切割后形成的末端。 4、D NA连接酶一一“分子缝合针” 思考并冋答： （1）DNA连接酶是怎么分类的？ （2）DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事儿吗？有哪些区别？ （3）E?coliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用效果一样大吗？为什么？ 5、基因进入受体细胞的载体一一“分子运输车” 思考并回答： （1）载体的作用是什么？为什么需要载体？把单独的DNA片段导入受体细胞不行吗？ （2）我们选用从霍乱弧菌中分离出来的质粒做载体，可以吗？为什么？ （3）我们能不能用肉眼直接观察到载体进入受体细胞？那如何鉴定呢？ （4）如果载体上没有限制酶切割位点，能否把目的基因运输进入受体细胞？ 6、活动：模拟操作重组DNA分子 （分组进行；完成后小组Z间进行交流） 四、当堂检测专题一1?2基因工程的基本操作程序
3.3 胚胎工程的应用及前景 目标导航 1.结合牛胚胎移植示意图，说出胚胎移植的生理基础，以及具体操作程序。2.根据胚胎发育各个阶段的特点，简述进行胚胎分割的注意事项及其实际意义。3.依据胚胎干细胞的分离途径，说出胚胎干细胞的分类、功能和用途。 重难点击 1.胚胎移植的生理基础及操作程序。2.进行胚胎分割的注意事项及实际意义。3.胚胎干细胞的功能和用途。 课堂导入 方式一：牛的繁殖率非常低，一头牛一年只能繁殖一头犊牛，现有一雄一雌两头良种奶牛以及数头本地奶牛，试问采用何措施可在一年内繁殖数头良种奶牛？阅读材料并且结合已学过的现代生物技术思考。 方式二：克隆牛“蓓蓓”是我国成功繁殖的首例和第二例胎儿皮肤上皮细胞克隆牛“康康”和“双双”的后代。2001年，我国研究人员对“康康”和“双双”进行了超数排卵处理，于2003年1月2日，从“双双”体内采集到13枚符合国际胚胎移植标准的可用胚胎(这是国际上首次对体细胞克隆牛进行超数排卵处理试验并获得可用胚胎)。研究人员将这些标准胚胎经过玻璃化超快速冷冻处理后，移植到中国黑白花奶牛“梨花”的子宫内，结果获得妊娠。什么是胚胎移植？胚胎移植的现状如何？今天我们就一起学习这方面的内容。 一、胚胎移植 1.胚胎工程技术 胚胎工程技术目前在生产中应用较多的是家畜的胚胎移植、胚胎分割和体外生产胚胎技术。 2.胚胎移植的概念、意义、生理学基础及基本程序 (1)概念 ①对象：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。 ②移植条件：同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内。 ③供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。 ④受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。 ⑤地位：是胚胎工程的最后一道“工序”。 (2)胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁殖周期，增加供体一生繁殖后代的数量。 (3)胚胎移植成功的保障(生理学基础)
5.1 生态工程的基本原理 【学习目标】站得高——明确学习目标。 1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 【重点和难点】 重点：生态工程的基本原理。 难点：生态工程的系统学和工程学原理。 【学法提示】 结合课本给出的案例，通过案例理解原理，通过原理分析讨论案例。生态系统的基本原理包括生态学、系统学和工程学的原理,生态学原理可结合必修模块《生态系统及其稳定性》中的内容来学习，而系统学和工程学原理应计算机网络结构示意图，重在理解“结构决定功能”，“总体功能大于部分之和”。 【课前预习】起步稳——知识源于生活。 1.生态工程建设目的就是遵循自然界①的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止②，达到③和④的同步发展。生态工程特点是少消耗、多效益、⑤。 2.生态经济主要是通过实行“ ①”的原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的②，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是③。 3.生态工程所遵循的原理主要有①原理、②原理、 ③原理、④原理、⑤原理等。 4.物种循环再生原理：物质能够在各类生态系统中，进行①和②，循环往复，③利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果；物种多样性原理：物种繁多复杂的生态系统具有较高的④；协调与平衡原理：协调就是生物要与⑤相适应，平衡就是生物的数量不能超过⑥（又称环境容纳量）的限度；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，还要考虑到⑦等系统的影响力，只有应用整体性原理，才能统一协调⑧、⑨、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定；系统学和工程学原理：通过改善
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。