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高中生物胚胎工程知识点

高中生物胚胎工程知识点胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子(针对胚胎发育过程)所进行的多种显微操作和处理技术;研究对象主要限定于高等脊椎动物,尤其是哺乳动物;重点内容包括胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等。

(一)动物胚胎发育的基本过程1、受精作用:成熟的精卵融合成为受精卵的过程(获能精子+减II中期的成熟卵细胞)——受精时精卵质膜融合后,次级卵母细胞才最终完成减II,精卵核融合场所:输卵管上段2、胚胎发育:受精卵发育到幼体胚后发育:出生到性成熟个体发育:受精卵发育到性成熟3、动物胚胎发育的基本过程(1)卵裂期(2——8):细胞数量增加,有机物总量/总体积减小,每个细胞都具有全能性,未出现细胞分化,每个细胞都能发育成完整新个体(2)桑椹胚(16——32)(3)囊胚/胚泡:细胞开始分化,形成滋养层(胚胎附属结构/胚外结构)和内细胞团(胚胎干/ES 细胞,发育全能性),之间为囊胚腔注意题目要求填写滋养层细胞还是滋养层原肠胚:三胚层分化,其将分化成各种器官原基;——哺乳动物胚胎有机物总量增加(胚泡期已着床),其他动物有机物减少PS早期胚胎(桑葚胚和早期囊胚)(二)胚胎干细胞1、哺乳动物胚胎干细胞来源于囊胚内细胞团(ES)或胎儿的原始性腺(EK)2、形态特征:具有胚胎细胞的特性,体积小,核大,核仁明显,二倍体核型功能特征:具有发育全能性胚胎干细胞体外培养:分离早期胚胎中的内细胞团;胰酶处理解离培养——饲养层(胚胎成纤维细胞):促进生长,抑制分化4、胚胎干细胞的主要用途是:①基因敲除;②用分化诱导因子诱导胚胎干细胞定向分化,组织器官移植;③治疗人类的某些顽疾,修复坏死或退化的部位;④胚胎干细胞核移植,经胚激活、胚胎培养、胚胎移植;⑤改良和创造动物新品种胚胎工程的应用1.体外受精(1)卵母细胞的采集和培养:①卵巢经促性腺激素处理超数排卵,使用超声监视器确定卵泡位置,插入穿刺针吸取卵泡液,取出卵母细胞(各阶段卵母细胞均有可能)②体外培养至成熟(减II中)(2)精子的采集和获能(获得能与卵细胞结合的能力):获能液由相关物质组成非ATP(3)受精:获能精子和成熟卵细胞在体外合适环境中共同培养——试管动物/珍稀动物保护(体外受精)Cf克隆动物(核移植)胚胎体外培养:(1)由于胚胎不同发育时期生理代谢需求不同,需配制一系列含有不同成分的培养液;由于哺乳动物胚胎发育条件复杂,尚不能实现胚胎全体外培养(2)目的:检测受精状况和受精卵的发育能力(3)培养液成分:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清(4)胚胎去向:①胚胎移植②液氮冷冻保存胚胎移植——胚胎可能来自受精卵/核移植/胚胎分割;8细胞期之后(1)供体:经济价值高、遗传性状优良受体:①同种②生理状态相同/同期发情但未配种③常见或存量大④具有健康体质和正常繁殖能力(2)胚胎移植的意义:大大缩短供体的繁殖周期,充分发挥雌性优良个体的繁殖能力(3)生理学基础:①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。

②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。

(胚胎收集)③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。

(胚胎存活)——若同种不需接受免疫检查,若不同种需要④供体胚胎与受体建立生理联系(仅提供胚胎发育场所),但其遗传特性不受影响(4)基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理:同期发情处理(激素处理):供体促性腺激素,受体前列腺素或孕酮超数排卵:供体促性腺激素②配种或人工授精③胚胎收集、检查、培养或保存:冲卵(早期胚胎)④胚胎移植到受体的相应部位(输卵管/子宫角)⑤移植后检查胚胎分割(无性繁殖)(1)意义:快速繁殖良种畜(2)材料:卵裂球或早期胚胎(3)操作过程(囊胚为例):(1)①用切割针/刀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)②采用酶处理将卵裂球中的细胞分散开(2)分割的胚胎/细胞直接移植或体外培养至囊胚阶段再移植考题解析1.(2010年高考江苏卷)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解析:哺乳动物在发情排卵后,不管是否妊娠,在一段时间内,同种动物的供体与受体的生殖器官的生理状态是相同的,这就为供体的胚胎移入受体体内提供了相同的生理环境,所以要对供体和受体进行同期发情处理,A项正确;收集胚胎时应收集处于桑椹胚或囊胚期的胚胎,所以B项错误;利用胚胎分割技术获得的两个胚胎实质上来自于同一个受精卵的有丝分裂,因此可以获得两个基因型完全相同的胚胎,C项正确;D项一次给受体母羊植入多个胚胎,即可形成多个个体,也就是增加了双胞胎和多胞胎的比例。

答案:B2.(2010年高考江苏卷)老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β淀粉样蛋白体,它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降,某些基因的突变会导致β淀粉样蛋白体的产生和积累。

下列技术不.能用于老年痴呆症治疗的是()A.胚胎移植技术B.胚胎干细胞技术C.单克隆抗体技术D.基因治疗技术解析:治疗老年痴呆症,可将胚胎干细胞引导分化成未发生基因突变的组织或器官,来取代已经发生基因突变的组织或器官;或利用基因治疗技术将突变基因切除,导入正常基因;或制备针对β淀粉样蛋白体的抗体,利用单克隆抗体技术进行大规模生产,用来消除该蛋白体的积累,从而治疗老年痴呆症;胚胎移植技术不改变基因型,也就无法实现对老年痴呆症的治疗。

答案:A3.下列有关动物胚胎移植的叙述中,错误的是()A.供体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期发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.受体母畜需要遗传性状优良的品种,供体母畜可用遗传性状一般的品种解析:选择供体母畜时一般选择遗传性能和生产性能优良的个体;受体母畜应选择具有健康的体质和正常繁殖能力的个体。

对供体和受体母畜需进行同期发情处理,一般用促性腺激素对供体母畜做超数排卵处理。

答案:D4.(2011年枣庄调研)中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。

下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中,错误的是() A.在形成早期胚胎的过程中,依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段B.兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性C.克隆出的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息D.在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化解析:在早期胚胎的囊胚时期,已经有了最初的分化。

答案:D5.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.都属于细胞工程的技术范畴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经减数分裂形成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:B6.下列关于哺乳动物受精和发育的叙述正确的是()A.雌性动物排卵后遇精子即完成受精B.胚胎发育至囊胚时即已开始了细胞分化,这是由于基因开始进行选择性表达C.动物卵细胞形成过程始于初情期后D.动物的个体发育过程是:受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体解析:本题综合考查了精子、卵子的生成、受精作用和胚胎发育的原理,以及理解能力、分析判断能力等。

雌性动物排出的卵子并非成熟的卵子,即使遇到精子,也要在继续成熟至减数第二次分裂中期时才具备与精子受精的能力。

胚胎在桑椹胚后继续发育至囊胚时开始分化,分化的实质是基因的选择性表达,动物卵子的发生始于性别分化后(胚胎时期)。

动物个体发育包括了胚胎发育和胚后发育,D项的发育过程为胚胎发育过程,而非整个个体发育过程,不要混淆概念,据以上分析可知,只有B项正确。

答案:B7.美国杜克大学医疗中心的一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露,他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器,成功地在实验室培育出了新的动脉血管。

这种血管的外形和功能与真的血管一样。

这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。

下列关于以上技术的叙述中,不.正确的是()A.以上技术属于“克隆”B.这种技术可能要利用去核卵细胞C.这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”D.这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能解析:细胞的“全能性”是指已经分化的细胞,仍然具有发育个体的潜能。

但题干信息显示,只是将动脉血管细胞培育成了新的动脉血管,即激发了细胞发育成某种器官的潜能。

由于高度分化的动物细胞全能性受到了严格限制,因此,要实现分化细胞的脱分化,目前常用的方法是借助于去核卵细胞,故这项技术可能要利用去核卵细胞。

这项技术是将动脉血管细胞再培育为动脉血管,属于无性增殖范畴,所以属于克隆。

基于以上分析,不正确的叙述为C项。

答案:C8. (2011年威海质检)下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解析:本题考查个体发育和胚胎移植的知识以及综合分析判断能力等,由受精卵发育为幼体是胚胎发育,由幼体发育为成体是胚后发育。

卵裂形成的囊胚总体积基本不变,而每个细胞的体积减小。

兔子、雄鹰、眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物,都是真正的陆生脊椎动物,羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境,还具有防震和保护作用。

原肠胚期已发生了细胞的分化,最好在早期胚胎时进行移植,如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植,而其他生物要在更早阶段进行。

综上所述,C项正确。

答案:C。

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