2013優(yōu)化方案人教課標(biāo)版選修3專題

專題3

胚胎工程選修3

現(xiàn)代生物科技專題高頻考點(diǎn)?深度剖析考點(diǎn)一 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育1．精子和卵子發(fā)生的比較名稱精子的發(fā)生卵子的發(fā)生場(chǎng)所睪丸的曲細(xì)精管卵巢時(shí)期從初情期開(kāi)始胚胎在性別分化以后名稱精子的發(fā)生卵子的發(fā)生是否需變形需變形不需變形分裂情況均等分裂不均等分裂結(jié)果形成4個(gè)精子細(xì)胞形成1個(gè)卵子和3個(gè)極體MⅠ和MⅡ是否連續(xù)是否2.受精作用(1)場(chǎng)所：輸卵管中。

(2)過(guò)程①受精前的準(zhǔn)備

a．精子獲能：成熟的精子必須在雌性動(dòng)物的生殖道中經(jīng)歷一段時(shí)間，發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力，此過(guò)程叫獲能。b．卵子的準(zhǔn)備：卵子都要在輸卵管中進(jìn)一步成熟，到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具備受精能力。②受精四步曲第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來(lái)并溶解放射冠內(nèi)的卵丘細(xì)胞間的物質(zhì)，透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子進(jìn)入卵黃膜。卵黃膜的封閉作用是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。第四步：配子結(jié)合。雌雄原核融合形成合子(受精卵)。3．早期胚胎發(fā)育過(guò)程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原腸胚。圖示：特別提醒成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后才具備受精能力。排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是指卵泡從卵巢中排出。卵子受精完成的標(biāo)志是在透明帶和卵黃膜之間觀察到兩個(gè)極體。即時(shí)應(yīng)用1．(2012·山西大學(xué)附中月考)下列關(guān)于受精過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是(

)獲能后的精子與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過(guò)透明帶進(jìn)入放射冠透明帶反應(yīng)是防止多精子入卵的第一道屏障C．精子與卵黃膜相互融合，精子入卵

D．雄原核形成的同時(shí)，卵子完成第二次減數(shù)分裂解析：選A。本題主要考查精子、卵子的發(fā)生及體內(nèi)受精過(guò)程的知識(shí)。哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程主要包括：精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核結(jié)合。獲能后的精子與卵子相遇后，首先釋放頂體酶穿過(guò)放射冠進(jìn)入透明帶，當(dāng)精子接觸卵黃膜的瞬間，會(huì)產(chǎn)生透明帶反應(yīng)，阻止多個(gè)精子進(jìn)入透明帶。精子與卵黃膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此時(shí)卵子完成減數(shù)第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精過(guò)程完成。2.高等哺乳動(dòng)物受精后不久，受精卵開(kāi)始進(jìn)行細(xì)胞分裂。經(jīng)桑椹胚、囊胚、原腸胚和組織器官的分化，最后發(fā)育成一個(gè)完整的幼體，完成胚胎發(fā)育的全過(guò)程。如圖為該過(guò)程中的某一時(shí)期示意圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中①②③依次為透明帶、滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)

B．高等哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分化開(kāi)始于圖示時(shí)期，終止于生命結(jié)束

C．胚胎從①中伸展出來(lái)的過(guò)程叫做孵化

D．進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇圖示時(shí)期之后的胚胎進(jìn)行解析：選D。本題考查早期胚胎發(fā)育的有關(guān)知識(shí)。本題圖示為囊胚期，高等哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分化開(kāi)始于囊胚期，終止于生命結(jié)束。后來(lái)囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)致①透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來(lái)，這一過(guò)程叫孵化。所以A、B、C均正確。進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇桑椹胚或囊胚期的胚胎進(jìn)行，所以D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二 試管動(dòng)物技術(shù)和胚胎分割1．試管動(dòng)物技術(shù)(1)概念：通過(guò)人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精，并通過(guò)培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后，再經(jīng)移植產(chǎn)生后代。

(2)過(guò)程如下：2．胚胎分割

(1)基本程序選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，用分割針或分割刀片將胚胎切開(kāi)，吸出其中的半個(gè)胚胎，注入空透明帶中，或直接將裸半胚移植入受體。(2)理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性。

(3)存在問(wèn)題①剛出生的動(dòng)物體重偏低、毛色和斑紋等性狀方面存在差異。②采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胚的可能性是有限的。特別提醒試管嬰兒的培育過(guò)程和試管動(dòng)物技術(shù)流程相似。試管動(dòng)物的性狀和性別由父本、母本決定，而克隆動(dòng)物的性狀和性別均與供體(提供細(xì)胞核的個(gè)體)相同。胚胎分割一般是將胚胎切割成2等份，獲得同卵雙胎，而同卵多胎成功的比例都很小。即時(shí)應(yīng)用3.試管嬰兒之父——愛(ài)愛(ài)愛(ài)愛(ài)愛(ài)體外受精技術(shù)獲得2010年年年年生理學(xué)或年學(xué)年。體外受精技術(shù)體稱試管嬰兒技術(shù)，包括包數(shù)排卵、取卵、體外受精、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等相關(guān)技術(shù)。下列有關(guān)敘述，不．正確的是(

)A．使用一定的激素才能實(shí)現(xiàn)包數(shù)排卵

B．采集的卵母細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)后才能完成受精

C．卵母細(xì)胞達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期時(shí)，才具備受精能力

D．受精卵需要導(dǎo)入抗病毒基愛(ài)才能正常發(fā)育解析：選D。本題主要考查體外受精和早期胚胎培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)。為了獲得更多的卵母細(xì)胞，常用促性腺激素處理供體動(dòng)物，使其包數(shù)排卵，故A正確。采集的卵母細(xì)胞，要在體外培養(yǎng)成熟后才能與獲能的精子在獲能溶液或?qū)Ｓ玫氖芫芤褐型瓿墒芫^(guò)程，故B正確。動(dòng)物排出的卵子都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，當(dāng)達(dá)到減數(shù)第二次分裂的中期

時(shí)，才具備受精能力，故C正確。受精卵的正常發(fā)育需要無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)鹽、維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分和血清物質(zhì)，不需要導(dǎo)入外源基愛(ài)，故D錯(cuò)誤。4．胚胎分割是一種現(xiàn)代生物技術(shù)，下列關(guān)于這一技術(shù)的敘述，正確的是(A．可以將早期胚胎任意分割成多份

B．可以分割任意時(shí)期的胚胎

C．可以獲得同卵雙胎或多胎

D．屬于有性生殖方式，不屬于克隆)解析：選C。胚胎分割要選擇發(fā)育良好的桑椹胚或囊胚，一般分割成2等份或4等份。該方式屬于無(wú)性生殖方式，屬于克隆。考點(diǎn)三 干細(xì)胞培養(yǎng)與應(yīng)用分析概念：ES細(xì)胞，是由早期胚胎(囊胚)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出來(lái)的一類細(xì)胞。特點(diǎn)(1)形態(tài)：體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。功能：具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。體外培養(yǎng)ES細(xì)胞可以增殖而不分化。對(duì)它可以進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。3．種類類別來(lái)源或舉例特點(diǎn)全能干細(xì)胞桑椹胚或囊胚及以前能發(fā)育成完整個(gè)體多能干細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞、原始性腺細(xì)胞

分離能分化出動(dòng)物體內(nèi)的任何組織專能干細(xì)胞(成體干細(xì)胞)骨髓干細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞能分化出特定的組織4.培養(yǎng)關(guān)鍵：需要一種能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的生長(zhǎng)，但抑制其分化的一種培養(yǎng)體系，這種體系就是胚胎成纖維細(xì)胞。

5．培養(yǎng)過(guò)程6．胚胎干細(xì)胞的主要用途(1)將胚胎干細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，經(jīng)過(guò)胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植后直接由受體完成克隆動(dòng)物，操作流程如下：基愛(ài)敲除，獲得移植器官。培育出人造組織器官，用于器官移植。改良創(chuàng)造動(dòng)物新品種。即時(shí)應(yīng)用5．(2012·江蘇省鹽城市高三第一次調(diào)研)哈佛大學(xué)的科學(xué)家從懷孕婦女胎盤的羊水中提取了干細(xì)胞，并在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)后生成了多種人體組織和器官，如骨骼、肌肉、肝臟等。下列有關(guān)敘述正確的是(多選)(

)A．該研究說(shuō)明干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性

B．這些干細(xì)胞與由其生成的肌肉細(xì)胞的染色體組成相同

C．這些干細(xì)胞在器官移植上將有較好的年學(xué)用途

D．這些骨骼、肌肉等的形成與細(xì)胞分裂和分化有關(guān)而與細(xì)胞凋亡無(wú)關(guān)解析：選ABC。由細(xì)胞培養(yǎng)得到了各種組織和器官體現(xiàn)了干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，是胚胎干細(xì)胞分裂與分化的結(jié)果，但是細(xì)胞分化沒(méi)有改變遺傳物質(zhì)，各種細(xì)胞的染色體組成還是一樣的。胚胎干細(xì)胞能形成不同的組織和器官，可用于器官的移植。組織和器官的形成與細(xì)胞分裂和分化及細(xì)胞凋亡都有關(guān)。6．現(xiàn)在有一個(gè)嬰兒在出生后年院為他保留了臍帶血，在以后他生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中如果出現(xiàn)了某種難治療的疾病，就可以通過(guò)血液中的干細(xì)胞來(lái)為其治病，關(guān)于這個(gè)實(shí)例說(shuō)法正確的是()A．用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來(lái)移植治病，需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性

B．用臍帶血中的干細(xì)胞能夠治療這個(gè)孩子所有的疾病

C．如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用到細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

D．如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，應(yīng)該長(zhǎng)期給他使用免疫抑制藥物解析：選C。用干細(xì)胞培育出人體需要的器官用來(lái)移植治病，不需要激發(fā)細(xì)胞的所有全能性。用臍帶血中的干細(xì)胞只能培育出人體的許多器官，用來(lái)移植，但不是所有疾病都能治療，如流行性疾病。如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，需要用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；如果要移植用他的干細(xì)胞培育出的器官，由于是自身的細(xì)胞培育成的，沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)，所以不用長(zhǎng)期給他使用免疫抑制藥物。命題視角?把脈高考洞察高考熱點(diǎn)基愛(ài)工程和胚胎工程的相關(guān)知識(shí)(2011·福建理綜)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。例1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。年生為該夫婦實(shí)施了體外受精和產(chǎn)前基愛(ài)診斷，過(guò)程如下圖。請(qǐng)回答：(1)過(guò)程①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(guò)程②稱為

。(2)在對(duì)胎兒進(jìn)行鐮刀型細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前基愛(ài)診斷時(shí)，要先從羊水中的胎兒細(xì)胞提取物質(zhì)③

進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后用Mst

Ⅱ?qū)U(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行切割，產(chǎn)生多個(gè)片段的酶切產(chǎn)物。據(jù)此判斷，Mst

Ⅱ是一種

酶。(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)胞貧血癥基愛(ài)分析的電泳帶譜如④，據(jù)此判斷該胎兒為

(正常/患者/攜帶者)?！窘馕觥?(1)體外受精時(shí)精子要經(jīng)過(guò)獲能處理，卵子要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)才能受精。受精后形成的受精卵在體外培養(yǎng)到8～16個(gè)細(xì)胞的早期胚胎，再移植到母體的子宮內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育。(2)基愛(ài)診斷時(shí)首先要從細(xì)胞中提取DNA，切割DNA分子的酶為限制性核酸內(nèi)切酶。(3)按題意分析，雙親都是雜合子，各含一個(gè)正?；鶒?ài)和一個(gè)致病基愛(ài)，患兒中兩個(gè)基愛(ài)都為致病基愛(ài)，比較電泳帶譜，可知胎兒中含的都是正?；鶒?ài)?！敬鸢浮?/p>

(1)精子獲能 胚胎移植(2)DNA

限制性核酸內(nèi)切

(3)正常突破易錯(cuò)疑點(diǎn)對(duì)卵裂階段物質(zhì)含量和體積大小的變化模糊不清(1)卵裂階段的細(xì)胞分裂方式——有絲分裂。受卵膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，所以每個(gè)細(xì)胞體積減少。伴隨細(xì)胞分裂，細(xì)胞數(shù)目增多，總

DNA含量增多，但每個(gè)細(xì)胞中DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。該過(guò)程中有機(jī)物總量減少，愛(ài)為一直呼吸消耗但不從外界吸收。自我挑戰(zhàn)下圖表示蛙的受精卵發(fā)育至囊胚的過(guò)程中，DNA總量、每個(gè)細(xì)胞體積、所有細(xì)胞體積之和、有機(jī)物總量的變化趨勢(shì)(橫坐標(biāo)為發(fā)育時(shí)間)。其中正確的是()A．①②C．②④【解析】B