2012届高考生物二轮总复习专题导练(江苏专版)课件：专题15胚胎工程.ppt

专题十五 胚胎工程,1.(2011年广东卷)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有( ) 转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植 A B C D,【解析】试管动物是人工将供体的精子和卵子在体外进行受精、体外培养成胚胎，然后将发育到一定程度的胚胎移植入受体，从而生产出各种动物。主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集与获能、体外受精和胚胎移植。,D,2.(2011年江苏卷)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是( ) A体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术,【解析】胚胎移植通常选发育到桑椹胚阶段或囊胚阶段的胚胎进行移植。,B,3.(2011年福建卷)一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如下图。,请回答： (1)过程是指在体外进行的处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程称为。,精子获能,胚胎移植,(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质进行PCR扩增，然后用Mst对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，Mst是一种酶。,DNA,限制性核酸内切,(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如，据此判断胎儿为(正常/患者/携带者)。,正常,【解析】精子在与卵细胞结合前需经历获能处理，才能具有与卵细胞受精的能力。将体外早期胚胎移到子宫内的过程叫做胚胎移植。基因诊断时，需从胎儿细胞提取出DNA，并用限制性核酸内切酶对DNA进行切割，再进行电泳分析。由于电泳结果显示胎儿没有出现患儿带谱，所以胎儿细胞中不含致病基因。,4.(2010海南卷)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_。 (3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是_ _。,早期胚胎培养,胚胎移植,获能,第一极体,促性腺 激素(其他合理答案也给分),(4)利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是_ _、基因表达载体的构建、_和_。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、_ _、_、_和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是 _(显微注射法、农杆菌转化法)，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是_(受精卵、乳腺细胞)。,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,终止子,标记基因,显微注射法,受精卵,获取目的,基因,人干扰,素基因(或目的基因),【解析】 (1)试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体内发育和产出过程。 (2)体外受精时，需要对精子进行获能处理；把卵母细胞培育至减数第二次分裂中期，此时在显微镜下可观察到第一极体。 (3)为了促进奶牛一次排出多枚卵细胞，可给奶牛注射促性腺激素。 (4)基因工程的四个基本操作步骤包括：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。,考点1:受精及胚胎发育的过程,1受精 (1)受精前的准备阶段 精子获能：精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才获得受精能力的生理现象。 卵子的准备：卵子在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，才具有与精子受精的能力。 (2)受精阶段 精子穿越放射冠和透明带精子进入卵黄膜原核形成配子结合,注意： 卵子受精的标志和受精完成的标志应该区分开来。卵子受精的标志是在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体；受精完成的标志是雌雄原核融合为合子。 (3)受精过程中几个主要的反应 顶体反应； 透明带反应； 卵黄膜封闭作用。,2动物胚胎发育的基本过程 受精卵：在输卵管进行有丝分裂。 卵裂期：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有减少。 桑椹胚：由具有全能性的细胞构成，细胞数在32个左右，排列紧密，形似桑椹。 囊胚(内含囊胚腔)：内细胞团发育成胎儿各组织。滋养层细胞发育成胎膜和胎盘。 原肠胚(内含原肠腔) 胎儿形成,例1：请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题： (1)精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的_能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。 (2)某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于_卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂_期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明_过程已完成。,顶体酶,初级,中,受精,(3)动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用_激素对供体进行处理，其目的是获得更多的_，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_。 (4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行_处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_条件下。,促性腺,卵母细胞,胚胎分割,冷冻(或液氮),对物质的吸收具有选择透过性,【解析】 (1)顶体内含有的顶体酶能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。 (2)动物排卵时处于减数第一次分裂的细胞称为初级卵母细胞，减数第二次分裂中期的细胞才具备受精能力，受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间看到两个极体。 (3)胚胎移植时受体的生理状态要和供体一致，才能保证胚胎成活。为了获得更多的早期胚胎，常用促性腺激素对供体进行处理，其目的是获得更多的卵母细胞。细胞膜具有选择透过性，活胚胎细胞不能被染色。 (4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，常用的方法是胚胎分割。生物学中常采用液氮冷冻的方法保存早期胚胎和生殖细胞。,【变式题1】下列不是精子和卵子发生的区别的是( ) A初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间 BM(减数第一次分裂)、M(减数第二次分裂)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,【解析】初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期形成的；精子的产生过程M和M连续进行，卵子的产生通过M形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成M过程；精细胞形成后变形为蝌蚪状，卵子不需要经过变形；成熟的精子和卵子是经过减数分裂形成的，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。,【答案】D,考点2:胚胎干细胞的移植,1干细胞种类：按照分化潜能的大小，分为专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如成肌细胞；多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞；全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。,2哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。 特点：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。,例2：根据下列材料和材料，回答有关问题。 材料：供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题，而治疗性克隆能最终解决这两个问题。图A表示治疗性克隆的过程。,材料：科学家做了让羊产牛奶的构想，图B表示其过程。 (1)请在图A中横线上填上适当的生物学名称： _；_。 (2)图A中表示的生理过程是_,细胞核,内细胞团(内细胞团细胞),细胞的分化,(3)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。你认为治疗性克隆有什么意义？_ _(至少答两点)。 (4)请你谈谈为什么要反对克隆人？_ _。,开辟了治疗人类疾病的新途径，如解决组织或器官的来源、多种难治或不治之症的治疗；解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应；促进畜牧业、制药业等方面的蓬勃发展等,严重违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子,(5)图B中涉及的现代生物技术有_ _(至少写出3个)。 (6)小羊a、小羊b、小羊c表现的遗传性状是否相同？_，原因是_ _。 (7)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合，以获得新物种“羊牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一构想？_；理由是_ _。,基因工程、核移植、 胚胎移植、胚胎分割、早期胚胎培养、动物细胞培养等,相同,不能,因为高度分化的动 物体细胞的全能性受到限制(或由羊体细胞和牛体细胞融合得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体；动物体细胞质不能激发核全能性的表达)(具有开放性，其他合理答案也可以),这些个体都是由同一个重组细胞发育形,成的(由同一早期胚胎经分割后发育成的),【解析】治疗性克隆是采用核移植技术形成重组细胞并培育出早期胚胎，从胚胎中取出干细胞用于治疗的方法。治疗性克隆的意义有：开辟了治疗人类疾病的新途径，如解决组织或器官的来源、多种难治或不治之症的治疗；解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应；促进畜牧业、动物业、制药业等方面的蓬勃发展等。克隆人是无性生殖的产物，它严重违反了人类伦理道德；冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子。图B中涉及的现代生物技术有基因工程、核移植、胚胎移植、胚胎分割、早期胚胎培养、动物细胞培养等。,【变式题2】有关胚胎干细胞的叙述错误的是( ) A可以用于治疗由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病 B是研究体外细胞分化的理想材料 C培养过程与动物细胞培养完全相同 D细胞体积小，细胞核大，核仁明显,【解析】胚胎干细胞具有胚胎细胞的特征，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显，在功能上具有发育的全能性，即可以分化为成年生物体内任何一种组织细胞，所以可以作为研究体外细胞分化的理想材料。若在培养胚胎干细胞时，在培养液中加入分化诱导因子，就可诱导干细胞向不同类型的细胞分化，所以干细胞的培养过程与动物细胞的培养不完全相同。,【答案】C,考点3:胚胎工程的应用,1胚胎工程技术包括：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(是最后一道工序)、胚胎分割移植、胚胎干细胞。体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。 2胚胎移植的生理学基础 (1)供、受体生殖器官的生理变化相同，为胚胎提供相同的生理环境。 (2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供可能。,(3)受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供可能。 (4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传物质不受影响。 3胚胎(分割)移植技术 胚胎分割：是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。 对囊胚阶段的胚胎分割时，内细胞团要均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,例3：下列甲、乙两图分别为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：,(1)选择供体母牛、供体公牛的要求是_，同期发情处理的方法是注射_。 (2)冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的_冲洗出来。 (3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植的时期有_。 (4)图中标号3为_，它将来可发育为胎膜和胎盘。 (5)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型是否相同？为什么？_ _,具有优良性状的同种牛,促性腺激素,胚胎,DE,滋养层,不一定相同，因为这些胚 胎可能由不同的受精卵发育而来，它们的基因型可能相同，也可能不同。,【解析】胚胎移植的基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种，并用促性腺激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。对胚胎进行移植。移植后的胚胎滋养层细胞发育为胎膜和胎盘。若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型不一定相同，因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来，它们的基因型可能相同，也可能不同。,【变式题3】现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大，例如： (1)下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答：,A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行_处理。进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_ 以免影响 _。,(次级)卵母细胞,获能,桑椹胚或囊胚,要将内细胞团均分割,胚胎的恢复和进一步发育