高考一轮复习胚胎工程专题ppt课件.ppt

1 胚胎工程 2 胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术 如胚胎移植 体外受精 胚胎分割 胚胎干细胞培养等技术 经过处理后获得的胚胎 还需要移植到雌性动物体内生产后代 以满足人类的各种需求 3 操作对象 早期胚胎和配子技术手段 体外受精 胚胎移植 胚胎分割 胚胎干细胞培养等理论基础 哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律 4 1 产生的场所睾丸 曲细精管 2 产生时期 从开始 到 精子的发生 生殖机能衰退 初情期 曲细精管 考点一体内受精和早期胚胎发育 5 第一阶段 位于 进行数次 产生大量 经染色体复制和其他物质的合成 进一步形成 第二阶段 连续进行两次分裂 即 M 产生两个 M 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 曲细精管管壁的精原细胞 有丝分裂 精原细胞 部分精原细胞 初级精母细胞 初级精母细胞 减数分裂 次级精母细胞 4 单倍染色体 精子 精子细胞 细胞核 精子头 高尔基体 顶体 中心体 精子的尾 线粒体 尾 线粒体鞘 原生质滴 考点一体内受精和早期胚胎发育 6 7 考点一体内受精和早期胚胎发育 精细胞变形为精子 细胞核高尔基体中心体线粒体细胞内其他物质 精子头的主要部分 头部的顶体 精子的尾 线粒体鞘 尾的基部 原生质滴 球状 最后脱落 8 卵子的发生 1 场所 卵子的发生是在内完成的 2 时期 动物胚胎 在以后 即 卵巢 性别分化 胎儿期 考点一体内受精和早期胚胎发育 9 卵原细胞 有丝分裂 多个卵原细胞 染色体复制 初级卵母细胞 M 第一极体 次级卵母细胞 第二极体 成熟卵子 退化消失 M 排卵前后完成 在受精过程中完成 胎儿期 初情期后 卵巢 输卵管 初级卵母细胞被卵泡细胞包围 形成卵泡 2N 2N 2N N N 染色体数目 初级卵母细胞 生长 透明带形成 卵巢 10 卵原细胞 有丝分裂 初级卵母细胞 次级卵母细胞和第一极体 成熟卵子和两个第二极体 含单倍染色体 M 时期 场所 M 卵子发生的过程 大量卵原细胞 染色体复制 时期 场所 时期 场所 胎儿期 卵巢 排卵前后 卵巢 精子和卵子结合的过程 输卵管 11 1 一个卵泡中能形成一个成熟的卵子 判断 正常情况下 一个卵泡只能形成一个成熟的卵子 2 排卵是指卵子从卵泡中排出 排卵是指卵子从卵泡中排出 3 刚排出的卵是成熟的卵子 刚排出的卵子尚未完全成熟 需要在输卵管内进一步成熟 12 1 相似点 最初阶段均进行有丝分裂 不断增加生殖原细胞的数量 经过减数分裂 M 和M 才能形成精子或卵子 3 精子和卵子的发生异同 13 2 不同点 两次分裂连续 在睾丸曲细精管 两次分裂不连续 在卵巢和输卵管 初情期以后 胎儿时期 4个精子细胞 1个卵细胞2个极体 是 否 蝌蚪形 圆形 哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前完成的 精子是从初情期开始的 14 1 以下说法不正确的是A 雄性动物从初情期开始产生精子B 1个精原细胞可以形成4个精子C 对多数家畜来说 精子在睾丸内形成的时间为两个月左右D 动物体型大的产生的精子多且大2 一个卵泡可以形成的卵子数目是A 1个B 2个C 3个D 4个 练习 15 3 以下说法正确的是A 哺乳动物卵泡的形成是在初情期B 排卵是指排出成熟的卵泡C 排卵实际上是排出初级卵母细胞D 排卵实际上是排出次级卵母细胞4 下例不属于精子和卵子发生的区别的是A 初级精母 卵母细胞的形成时间B M 和M 的时间连续性C 成熟生殖细胞是否发生变形D 成熟生殖细胞中染色体的数量 16 三 受精作用 1 概念 指和结合形成合子 即受精卵 的过程 2 场所 受精是在内完成的 3 过程 准备阶段 精子获能即精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后 才能获得受精能力的现象 卵子的准备即卵子在输卵管内进一步成熟达到减数第二分裂中期 M 时 才具备受精能力 考点一体内受精和早期胚胎发育 精子 卵子 输卵管 17 精子穿越放射冠和透明带 三个反应 顶体反应 透明带反应 卵细胞膜反应 二个标志 受精作用标志 受精作用完成标志 考点一体内受精和早期胚胎发育 三 受精作用 受精阶段 3 过程 进入卵黄膜 雌雄原核形成和配子结合 顶体反应 精子获能后与卵子相遇时 精子顶体释放 溶解之间的物质 形成精子穿越的通路 顶体酶 卵丘细胞 放射冠 透明带反应 穿过放射冠的精子经孔道穿越 接触 随即产生阻止进入透明带的生理反应 透明带 卵黄膜 后来精子 卵细胞膜反应 当精子与接触后 立即被卵黄膜表面的抱合 并发生 精子入卵 此时卵黄膜立即发生其他精子再进入卵内的生理反应 卵黄膜 微绒毛 膜融合 拒绝 受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可观察到两个极体 受精过程完成的标志是雌 雄原核融合成合子 18 在卵细胞膜和透明带间隙可观察到两个极体 思考 1 卵子是否受精的重要标志是什么 减数第二次分裂过程是在输卵管中 3 排出的卵子是什么时期的细胞 排出卵子是不成熟的 且成熟程度不同 有的可能是次级卵母细胞 例如猪 羊 有的可能是初级卵母细胞 例如马 犬 2 产生卵子的过程是否都发生在卵巢中 19 训练 关于受精过程的叙述错误的是 A 获能后的精子与卵子相遇后 释放顶体酶穿过透明带进入放射冠B 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障C 精子与卵黄膜相互融合 精子入卵D 雄原核形成的同时 卵子完成减数第二次分裂 解析受精时精子依次穿越放射冠和透明带 阻止多精入卵的屏障依次是透明带反应和卵细胞膜反应 卵子完成减数第二次分裂是在雄原核形成时进行的 A 20 四 早期胚胎发育 输卵管 卵裂期 子宫 2 胚胎发育的过程 考点一体内受精和早期胚胎发育 1 场所 21 卵裂期的特点 场所 细胞分裂方式为 细胞数目 胚胎总体积 或略有 每个细胞体积 DNA数目 有机物总量 物质种类 2 胚胎发育的过程 有丝分裂 透明带内 增加 不增加 缩小 缩小 减少 增加 增多 三维P231 22 当胚胎细胞数目达到32个左右时 胚胎形成致密的细胞团 形似桑椹 叫做桑椹胚 桑椹胚中的每个细胞都属于全能细胞 2 胚胎发育的过程 卵裂期 受精卵 桑椹胚 桑椹胚的特点 P66 23 2 胚胎发育的过程 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 囊胚的特点 P67 细胞开始分化 沿透明带内壁扩展排列的个体较小的细胞称为滋养层细胞 将来发育成 聚集在胚胎一端 个体较大的细胞称为 将来发育成 内细胞团 胎儿的各种组织 胎膜和胎盘 孵化 囊胚进一步扩大 导致透明带破裂 胚胎从其中伸展出来 什么叫孵化 24 外胚层 内细胞团表层的细胞内胚层 内细胞团下方的细胞中胚层 原肠腔 内胚层包围的囊腔 2 胚胎发育的过程 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 原肠胚 原肠胚的特点 P67 原肠胚具有胚层 腔 三 原肠 25 2012 杭州模拟 关于原肠胚和囊胚的比较 以下说法不正确的是 A 原肠胚时期细胞分化是由于遗传物质突变引起的B 原肠胚时期的细胞出现了细胞分化 但遗传物质未发生改变C 囊胚期内细胞团的各细胞结构功能基本相同D 囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录水平上的差异引起的 解析 原肠胚时期细胞分化是由于基因的选择性表达引起的 A 26 09海南卷 26 选修3 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 27 3 动物的早期胚胎移植到同种且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 经人工受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 28 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 可对发育到桑葚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春保存 应将其置于条件下 29 1 概括什么是试管动物技术 并完成下表 是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精 并通过培养发育成早期胚胎后 再经移植产生后代的技术 快速繁殖动物优良品种 体外受精 早期胚胎培养 胚胎移植 考点二体外受精和早期胚胎培养 P69 试管动物技术首先要做的是和成 体外受精 早期胚胎的培养 30 考点二体外受精和早期胚胎培养 P69 一 体外受精 哺乳动物的体外受精主要包括 精子的获取和等几个主要步骤 卵母细胞的采集 受精 31 方法 用处理 使其排卵 从中冲取卵子 1 卵母细胞的采集和培养 1 对实验动物 2 对大家畜或大型动物 促性腺激素 超数 输卵管 从屠宰场的卵巢中采集 已屠宰母畜 直接从的卵巢中吸取卵母细胞 活体动物 超数排卵法 从卵巢中取卵 处理 可直接与的精子在体外受精 获能 方法 处理 在体外后才能与获能的精子受精 培养成熟 P69 32 有法 法和等方法 2 精子的收集和获能 假阴道手握电刺激 1 收集的方法 2 获能处理 法 把精子放入液中 法 把精子放入一定浓度溶液或溶液中 培养 化学 适用对象 啮齿动物 家兔和猪 适用对象 牛 羊等家畜 获能 肝素 钙离子载体A23187 另 啮齿类实验动物 处死 附睾尾收集 33 3 受精 获能的精子和培养成熟的卵子 一般情况下都可以在或专用的完成受精过程 获能溶液 受精溶液 中期 34 二 胚胎的早期培养 目的 哺乳动物胚胎的发育培养液 动物胚胎的移植 不同动物有不同的适宜阶段 检查受精状况和受精卵发育能力 成分 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸以及动物血清等 胚胎培养发育到适宜阶段时 可将其取出向受体移植或冷冻保存 牛 羊 桑椹胚或囊胚阶段小鼠 家兔 卵裂期或囊胚阶段试管婴儿 8个或16个细胞阶段 P72 35 动物细胞培养和动物胚胎培养液成分的比较 有机盐 激素 糖 微量元素 血浆 无机盐 核苷酸 维生素 氨基酸 血清 适宜的酸碱度 渗透压 温度 二氧化碳以及严格无菌条件 36 据图可知 次级卵母细胞的形成过程需要促性腺激素的调节 次级卵母细胞要在精子的刺激下才能经过减数第二次分裂形成成熟的卵子 细胞的分裂后期为减数第一次分裂后期 细胞分裂后期为减数第二次分裂后期 二者的染色体数均为2N 细胞的分裂后期为有丝分裂后期 染色体数为4N 转基因动物的培育需要将受体细胞培育为完整的生物体 细胞为受精卵 具有全能性 可作为受体细胞 37 38 考点三胚胎工程的应用及前景 胚胎工程技术包含 胚胎分割和等内容 P74 胚胎移植 体外生产胚胎技术 39 1 胚胎移植概念 将雌性动物体内的早期胚胎 或者通过其他方式得到的胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物的体内 使之发育为新个体的技术 体内受精 配种或人工授精 体外受精 胚胎分割 细胞核移植得到的胚胎 提供胚胎的具有优良遗传性状的个体 接受胚胎的个体 同一物种 生理状态相同 P75 胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道工序 40 同种动物的供体和受体排卵后 生殖器官的是相同的 生理变化 早期胚胎形成后 在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系 而是处于状态 游离 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 免疫排斥反应 供体胚胎可与受体子宫建立正常的和联系 但其不受影响 生理 组织 遗传特性 P76 41 选择及同期发情处理 超数排卵处理 配种或人工授精 胚胎收集 胚胎检查 胚胎保存 胚胎移植 妊娠检查 分娩 3 胚胎移植的基本程序 42 用什么激素 不同动物胚胎移植的时间不同 如何进行胚胎分割 冲卵是冲卵子吗 点拨该过程中两次使用激素 第一次对供体 受体进行同期发情处理 第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵 该过程中的两次检查 第一次对收集的胚胎进行检查 第二次对受体母牛是否妊娠进行检查 产下的犊牛性状取决于供体胚胎 43 胚胎分割的用途 做DNA分析性别鉴定 胚胎移植 44 典例 高等哺乳动物受精后不久 受精卵开始进行细胞分裂 经32细胞期 囊胚 原肠胚和组织器官的分化 最后发育成一个完整的幼体 如图是胚胎发育过程中某阶段示意图 有关叙述不正确的是 A 依次为滋养层 内细胞团B 高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵 卵裂期 32细胞期 囊胚期 原肠胚期 幼体 其中最关键的时期是原肠胚期C 高等哺乳动物细胞分化开始于囊胚期 终止于生命结束D 进行胚胎分割时 应选择原肠胚期的胚胎进行 D 45 2003年上海高考题 试管婴儿 技术属于 A 胚胎移植B 组织培养C 克隆技术D 基因工程 46 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛 产生这一结果最可能的原因是 A 试管动物培养B 胚胎移植C 胚胎分割移植D 受精卵移植 47 福建卷 33 生物 现代生物科技专题 必答题Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞 科研人员利用胚胎干细胞 ES细胞 对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗 其技术流程如图 48 1 步骤 中 在核移植前应去除卵母细胞的 2 步骤 中 重组胚胎培养到期时 可从其内细胞团分离出ES细胞 3 步骤 中 需要构建含有基因Rag2的表达载体 可以根据Rag2基因的设计引物 利用PCR技术扩增Rag2基因片段 用HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段 为将该片段直接连接到表达载体 所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点 4 为检测Rag2基因的表达情况 可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验 细胞核 囊胚 核苷酸序列 Hind 和Pst 蛋白质 49 解析 1 步骤 是核移植过程 体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核 原因是若不去掉卵母细胞的细胞核 就会造成细胞里面就有两个细胞核 使得遗传物质是不稳定的 2 ES细胞是由早期胚胎 囊胚 的内细胞团分离出来的一类细胞 3 步骤 过程是导入目的基因 Rag2基因于ES细胞中的基因表达载体的构建过程 在生物体外可通过PCR技术扩增目的基因 其条件是模板DNA Rag2基因的核苷酸序列设计引物 四种脱氧核苷酸 热稳定DNA聚