高中生物 專題三 胚胎工程整合提升 新人教版選修3

1、專題三 胚胎工程突破1克隆動(dòng)物、試管動(dòng)物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的異同(以羊?yàn)槔?名稱產(chǎn)生過程不同點(diǎn)相同點(diǎn)生物技術(shù)遺傳物質(zhì)遺傳性狀生殖方式克隆羊核移植技術(shù)A羊核基因B羊質(zhì)基因幾乎全部表現(xiàn)A羊性狀無性生殖胚胎移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)試管羊體外受精A、B羊核基因，B羊質(zhì)基因雙親性狀有性生殖轉(zhuǎn)基因羊DNA重組技術(shù)目的基因、雙親基因目的基因性狀、雙親性狀有性生殖突破體驗(yàn)1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“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，

2、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_。(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?；蚬こ痰乃膫€(gè)基本操作步驟是_、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、_和_。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)。答案(1)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(2)獲能第一極體(3)促性腺激素(其他合理答案也可)(4)獲取目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞目的基因

3、的檢測(cè)與鑒定顯微注射法受精卵解析(1)“試管?！笔峭ㄟ^在試管中進(jìn)行體外受精，然后將受精卵進(jìn)行胚胎培養(yǎng)，將獲得的胚胎再利用胚胎移植技術(shù)植入母體內(nèi)，在母體內(nèi)發(fā)育和產(chǎn)出牛的過程。(2)為使精卵成功結(jié)合需要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理；處于卵母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞或第一極體。(3)促性腺激素能夠作用于卵巢細(xì)胞使其產(chǎn)生更多的性激素從而促進(jìn)卵母細(xì)胞的生成。(4)基因工程的操作步驟為：獲取目的基因、構(gòu)建基因表達(dá)載體、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的一種方法，目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常需采用顯微注射法；如果將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵中，受精卵能夠分

4、裂分化獲得產(chǎn)生人干擾素的轉(zhuǎn)基因牛。2人的血清蛋白在臨床上需求量很大，通常從血液中提取。由于艾滋病等人類感染性疾病造成的威脅與日俱增，使人們對(duì)血液制品心存疑慮。生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使利用動(dòng)物生產(chǎn)人的血清蛋白成為可能，下圖是上海某研究所培育生產(chǎn)出血清蛋白奶牛的流程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)雌性奶牛胚胎細(xì)胞是()A雌性奶牛產(chǎn)生的卵細(xì)胞B雌性奶牛體內(nèi)的受精卵C能發(fā)育成雌性奶牛的受精卵D從奶牛胚胎上取出的細(xì)胞，這個(gè)奶牛胚胎將發(fā)育成雌性奶牛(2)此操作流程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、_、_、胚胎分割和胚胎移植。(3)將人的血清蛋白基因?qū)肽膛Ｅ咛ナ荏w細(xì)胞時(shí)，常用的方法是_；選擇早期胚胎細(xì)胞作為外源

5、基因受體的原因是_。(4)重組細(xì)胞1的特點(diǎn)是_。(5)重組細(xì)胞2的特點(diǎn)是_。(6)早期胚胎培養(yǎng)在發(fā)育培養(yǎng)液中，培養(yǎng)液的成分比較復(fù)雜，除了一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需添加_等物質(zhì)。(7)小牛1、2、3的性別是_性，性狀_(相同，不同)。(8)以上實(shí)例說明轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)藥蛋白。在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域，你認(rèn)為除此之外，轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物在治療人類疾病時(shí)還有哪些用途？_。答案(1)D(2)基因工程核移植(3)顯微注射法早期胚胎細(xì)胞具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)的組織細(xì)胞中表達(dá)(4)細(xì)胞核內(nèi)的DNA分子中含有人體血清蛋白基因(5)細(xì)胞核與去核卵母細(xì)胞重組，具備發(fā)育成胚胎的可能(6)

6、維生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清(7)雌相同(8)轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織和器官可以作為異體移植的供體；人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化，形成相應(yīng)的組織、器官后，可用于組織器官的移植突破2胚胎工程與細(xì)胞工程的比較1胚胎工程胚胎工程是指對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生后代，以滿足人類的各種需求。胚胎工程操作的主要對(duì)象是生殖細(xì)胞、受精卵和早期胚胎細(xì)胞。胚胎發(fā)育學(xué)是胚胎工程的理論基礎(chǔ)。2細(xì)胞工程細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操

7、作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。突破體驗(yàn)3(2012山東卷，35)毛角蛋白型中間絲(KIF)基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。獲得轉(zhuǎn)KIF基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡(jiǎn)單流程如下圖。(1)過程中最常用的運(yùn)載工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(2)在過程中，用_處理將皮膚組織塊分散成單個(gè)成纖維細(xì)胞。在培養(yǎng)過程中，將成纖維細(xì)胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是_。(3)在過程中，用_處理以獲取更多的卵(母)細(xì)胞。成熟卵(母)細(xì)胞在核移植前需要進(jìn)行_處理。(4)從重組細(xì)胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是_。在胚胎移植前，通過_技術(shù)可獲得較多胚胎。答案(1)質(zhì)

8、粒DNA連接酶(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)維持培養(yǎng)基(液)的pH(3)促性腺激素去核(4)(早期)胚胎培養(yǎng)胚胎分割解析(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，一般需用同一種限制酶切割目的基因和載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，并用DNA連接酶連接成重組表達(dá)載體；常用的載體是質(zhì)粒。(2)利用胰蛋白酶或膠原蛋白酶可將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，需將細(xì)胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)運(yùn)用超數(shù)排卵法可獲得更多的卵母細(xì)胞，常用的激素是促性腺激素或促濾泡素。成熟卵母細(xì)胞在核移植前要進(jìn)行去核處理。(4)核移植時(shí)獲得的重組細(xì)胞經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)，可以獲得早期胚胎。為獲得更多胚胎，可

9、以使用胚胎分割法。4世界衛(wèi)生組織解釋克隆為“遺傳上同一的機(jī)體或細(xì)胞系(株)的無性繁殖”。相對(duì)于植物克隆而言，動(dòng)物尤其是高等動(dòng)物的克隆比較困難，下圖表示哺乳動(dòng)物克隆的幾種方法的主要步驟，據(jù)圖回答下列問題：(1)方法2獲得的小牛的遺傳物質(zhì)來源于_，方法3中得到的胚、中的遺傳物質(zhì)是否完全相同？_。(2)細(xì)胞B取自囊胚的_，具有全能性；細(xì)胞C應(yīng)取自供體3的_細(xì)胞。(3)細(xì)胞A、B、C在進(jìn)行D過程之前需要進(jìn)行細(xì)胞體外培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)需要滿足的條件是_。(4)克隆也可以理解為復(fù)制、拷貝，結(jié)合世界衛(wèi)生組織的定義，你認(rèn)為還有哪些現(xiàn)代生物技術(shù)也屬于克??？_。(5)你是否支持進(jìn)行胚胎干細(xì)胞的研究，為什么？_。答案(1

10、)供體1、供體2和供體3完全相同(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)M期卵母(3)無菌無毒的環(huán)境、充足的營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度和pH及氣體環(huán)境(4)單克隆抗體、植物組織培養(yǎng)、PCR等(答出兩點(diǎn)即可)(5)支持，胚胎干細(xì)胞的研究，有利于治療人類某些頑癥(治療性克隆)，以及揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理等；反對(duì)，胚胎干細(xì)胞取自胚胎，胚胎也是生命，另外可能被用于克隆人研究，引起倫理問題等(合理即可)解析(1)方法2是將供體1、供體2有性生殖獲得的早期胚胎核移植獲得小牛，其遺傳物質(zhì)來源于供體1、供體2和供體3；方法3是胚胎分割，得到的胚、中的遺傳物質(zhì)是完全相同的。(2)核移植時(shí)核供體細(xì)胞是早期胚胎的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞，受體細(xì)胞最好是M期卵母細(xì)胞。(3)細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件是無菌無毒的環(huán)境、充足的營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度和pH及氣體環(huán)境。(4)克隆為“遺傳上同一的機(jī)體或細(xì)胞系(株)的無性繁殖”，克隆也