优化方案高考生物一轮复习 第十二单元 第43讲 胚胎工程及伦理问题课件.ppt

第43讲胚胎工程及伦理问题 第十二单元现代生物科技专题 考纲考频 1 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 3年5考 2 胚胎干细胞的移植 3年4考 3 胚胎工程的应用 3年8考 4 生物技术中的伦理问题 3年1考 第十二单元现代生物科技专题 一 体内受精和早期胚胎发育1 精子与卵子的发生 睾丸曲细精管 从初情期开始 需变形 卵巢 从胚胎出现性别分化后 不均等分裂 2 受精 1 精子获能 刚排出的精子 不能立即与卵子受精 必须在 内发生相应的生理变化后 才能获得受精能力 2 卵子的准备 卵子要在输卵管内进一步成熟 到 时 才具备与精子受精的能力 3 受精过程 获能的精子穿过 精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别 精子遗传物质进入卵细胞 雌性动物生殖道 减 中期 放射冠和透明带 3 胚胎发育过程 受精卵 卵裂 桑椹胚 囊胚 原肠胚 组织器官分化 幼体 1 哺乳动物的早期胚胎发育是在 中进行的 一般到桑椹胚期进入子宫 囊胚期着床 2 卵裂 细胞分裂方式是 3 囊胚 由滋养层细胞和内细胞团构成 细胞具有发育全能性 能分化出幼体动物的所有组织器官 4 原肠胚 出现了 个胚层和原肠腔 输卵管 有丝分裂 内细胞团 三 二 体外受精 胚胎移植 胚胎分割与胚胎干细胞1 体外受精 1 精子的采集与获能 采集方法有 法 手握法和电刺激法等 获能方法有 法和化学诱导法 2 卵母细胞的采集和培养 给哺乳动物注射 激素 使其超数排卵 然后从 中冲出 也可从废弃的卵巢或活体卵巢中采集 但需要培养到 时 才可受精 3 体外受精 获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精 假阴道 培养 促性腺 输卵管 减 中期 2 早期胚胎培养 1 培养液成分 无机盐 有机盐 两盐 两素 两酸 另外还有水 血清等 2 胚胎去向 移植或冷冻保存 3 胚胎移植 1 地位 胚胎工程其他技术的最后一道工序 2 过程 维生素 激素 氨基酸 核苷酸 向受体 同期发情 超数 3 意义 充分发挥 雌性优良个体的繁殖潜能 4 胚胎分割 1 材料 发育良好 形态正常的 2 实质 胚胎分割可增加动物后代 其实质是 3 注意 对囊胚分割时 注意将 均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 5 胚胎干细胞 1 来源 2 特点 形态上 体积小 核大 核仁明显 功能上具有 体外培养条件下可以 桑椹胚或囊胚 动物的无性繁殖或克隆 内细胞团 早期胚胎或原始性腺 发育的全能性 增殖而不分化 3 培养过程 内细胞团 胚胎干细胞 三 关注生物技术的伦理问题 生殖性 治疗性 染色体 造血干细胞 基因检测 基因歧视 1 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 胚胎工程中 受精卵一般发育到囊胚或桑椹胚阶段进行胚胎移植 b 2 2014 高考江苏卷 杜泊羊以其生长速度快 肉质好等优点 被称为 钻石级 肉用绵羊 科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示 相关叙述正确的是 d a 为了获得更多的卵母细胞 需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理b 从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精c 为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应 应注射免疫抑制剂d 为了进一步扩大繁殖规模 可通过胚胎分割技术获得同卵双胎 解析 为了获得更多的卵母细胞 需用促性腺激素对雌羊进行处理 a错误 从卵巢中采集的卵母细胞 都需要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精 b错误 代孕绵羊与供体绵羊为同种动物 所以代孕绵羊对移入子宫的同种外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 c错误 胚胎分割技术可提高胚胎的利用率 扩大繁殖规模 d正确 3 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 d 解析 试管动物技术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 并通过培养发育为早期胚胎后 再经移植产生后代的技术 该技术包括的环节有体外受精 早期胚胎培养和胚胎移植 不包括转基因 核移植和体细胞克隆 故d项正确 4 如图是胚胎干细胞分离途径示意图 下列说法正确的是 a 图中a所示细胞将来能够发育成胎膜和胎盘b 胚胎干细胞的体积和细胞核都较小c 胚胎干细胞可以增殖而不发生分化d 利用胚胎干细胞培育的人造器官正在大规模应用 c 解析 图中a是内细胞团细胞 将来能够发育成除胎膜和胎盘外的其他组织和器官 胚胎干细胞的体积较小 细胞核较大 在体外培养情况下 可以只增殖而不发生分化 利用胚胎干细胞可以诱导形成器官 但目前并没有大规模应用 考点一体内受精和早期胚胎发育 考点二体外受精和早期胚胎培养 考点三胚胎移植和胚胎分割移植 考点四胚胎干细胞及生物技术中的伦理问题 1 受精作用 1 受精前的准备 精子获能 成熟的精子必须在 中经历一段时间 发生相应的生理变化后 才能获得受精能力 此过程叫获能 卵子的准备 卵子都要在 中进一步成熟 到 时 才具备受精能力 考点一体内受精和早期胚胎发育 雌性动物的生殖道 输卵管 减数第二次分裂中期 2 受精四步曲第一步 精子穿越放射冠和透明带 顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞间的物质 是防止多精入卵受精的第一道屏障 第二步 精子进入卵细胞膜 是防止多精入卵受精的第二道屏障 第三步 原核形成 形成 第四步 融合形成合子 受精卵 透明带反应 卵细胞膜反应 雄原核和雌原核 雌雄原核 2 早期胚胎发育 1 过程 受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚 原肠胚 2 图示 有丝分裂 不断增加 不增加 深度思考1 精子获能是指精子获取受精的能量吗 其含义是什么 2 排卵是指卵泡从卵巢中排出吗 3 受精的标志和受精完成的标志是一回事吗 4 人的胚胎发育过程如下 受精卵 桑椹胚 囊胚 原肠胚分析存在胚胎干细胞的是哪个 些 提示 1 不是 指精子获取受精能力 2 不是 指卵子从卵泡中排出 3 不是 受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体 而受精完成的标志是雌 雄原核的融合 4 桑椹胚 桑椹胚细胞没有发生细胞分化 每个细胞都是胚胎干细胞 囊胚 囊胚的内细胞团细胞是胚胎干细胞 1 2015 苏州模拟 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 请据图回答问题 1 写出各个阶段的名称 a b c 桑椹胚 囊胚 原肠胚 2 写出图中各标号的名称 2 4 5 7 8 3 a时期的细胞具有发育上的 性 b时期开始出现 c时期开始出现 4 2 将来发育成 内细胞团 囊胚腔 外胚层 原肠腔 内胚层 全能 细胞分化 胚层分化 胎儿的各种组织s 5 动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的 合子只由一个精子和卵子结合 防止多精入卵的两道屏障分别是 6 由受精卵到b阶段透明带破裂之前这一过程中 细胞数目 胚胎总体积 透明带反应 卵细胞膜反应 增多 基本不变 1 原肠胚不属于早期胚胎早期胚胎是指可用于移植的胚胎 包括原肠胚之前的 甚至更早的阶段 2 胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分不完全相同胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同 除无机盐 营养成分和调节物质外 还需要 抗生素等 考点二体外受精和早期胚胎培养 囊胚 桑椹胚 血清 深度思考结合下图思考 1 试管山羊的繁育属于无性生殖吗 2 甲过程代表什么 完成乙过程的前提是怎样的 3 乙和丙两过程采用的培养液成分相同吗 4 胚胎发育过程中 细胞的全能性完全相同吗 提示 1 不属于无性生殖 而属于有性生殖 2 卵母细胞的采集 需要对精子进行获能处理 并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期 3 不同 乙为获能溶液 丙为发育培养液 4 不完全相同 细胞的全能性会逐渐降低 2 毛角蛋白 型中间丝 kif 基因与绒山羊的羊绒质量密切相关 获得转kif 基因的高绒质绒山羊的简单流程如图 1 过程 中最常用的运载工具是 所需要的酶是限制酶和 2 在过程 中 用 处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞 在培养过程中 将成纤维细胞置于5 co2的气体环境中 co2的作用是 3 在过程 中 用 处理以获取更多的卵 母 细胞 成熟卵 母 细胞在核移植前需要进行 处理 4 从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是 质粒 dna连接酶 胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 维持培养基 液 的ph 促性腺激素 或促滤泡素 去核 早期 胚胎培养 解析 此题综合考查基因工程 细胞工程 胚胎工程等知识 1 构建基因表达载体时 一般需用同一种限制酶切割目的基因和载体 以产生相同黏性末端 并用dna连接酶连接成重组表达载体 常用的载体是质粒 2 利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞 动物细胞培养时 需将细胞置于5 co2的气体环境中 co2的作用是维持培养液的ph 3 运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞 常用的激素是促性腺激素或促滤泡素 成熟卵细胞在核移植前要进行去核处理 4 核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培养 可以获得早期胚胎 考点三胚胎移植和胚胎分割移植 无性 有性 有性 2 胚胎移植过程要经过两次检查 分别是 1 冲卵后 对胚胎进行 检查 2 移植后 对受体进行是否 的检查 质量 妊娠 深度思考1 胚胎移植时 受体母牛的作用是什么 2 同期发情和超数排卵所使用的激素一样吗 3 胚胎移植时 冲卵过程是获取卵子吗 4 试管动物和克隆动物的性状相同吗 提示 1 进行漫长的妊娠过程 2 不一样 同期发情处理一般用孕激素等雌性激素 超数排卵处理用促性腺激素 3 不是 获取早期胚胎 4 不同 前者由父本和母本共同决定 后者一般与核供体相同 3 2015 山东青岛二模 如图为牛胚胎移植过程示意图 请回答下列问题 1 阶段常用 激素对供体母牛进行处理 其目的是获得更多的卵子 2 冲卵的生理基础是 3 阶段对胚胎进行质量检查 这时的胚胎应发育到 或 阶段 4 若要通过 获得遗传物质完全相同的多个新个体 可对 阶段检查合格的胚胎进行 技术处理 该过程中应注意对 进行均等分割 促性腺 早期胚胎形成后处于游离状态 未与母体子宫建立联系 囊胚 桑椹胚 胚胎分割 内细胞团 5 es或ek细胞的形态特征是 在培养液中加入 可诱导其向不同类型的组织细胞分化 体积小 细胞核大 核仁明显 分化诱导因子 解析 1 胚胎工程中常用促性腺激素对供体母牛进行处理 其目的是获得更多的卵子 2 早期胚胎形成后处于游离状态 未与母体子宫建立联系 这是冲卵的生理基础 3 胚胎移植前对胚胎进行质量检查 这时的胚胎应发育到囊胚或桑椹胚阶段 4 应用胚胎分割技术可以获得遗传物质完全相同的多个新个体 胚胎分割时注意对内细胞团进行均等分割 5 胚胎干细胞具有体积小 细胞核大 核仁明显等形态特征 胚胎干细胞在培养时加入分化诱导因子 可诱导其向不同类型的组织细胞分化 1 胚胎干细胞的分离和应用 1 分离途径 考点四胚胎干细胞及生物技术中的伦理问题 内细胞团 生殖腺 2 应用 es细胞可用于治疗人类的某些 利用es细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性 移植es细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能 用于 通过es细胞体外诱导分化 可以培育出人造组织器官 用于器官移植 解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题 顽症 器官移植 2 图解法展示克隆人的培育过程 细胞核 去核卵母细胞 早期胚胎 3 探究治疗性克隆和生殖性克隆的区别和联系 无性 相同 4 探究试管婴儿和设计试管婴儿的异同点下图为设计试管婴儿的过程 据图回答 1 设计试管婴儿比试管婴儿多出的过程是 用标号表示 2 试管婴儿主要是解决 问题 设计试管婴儿用于 的治疗 3 两者都是 受精 并进行体外早期胚胎培养 都要经过 移植 都是 生殖 不孕夫妇的生育 白血病 贫血症等疾病 体外 胚胎 有性 深度思考1 设计试管婴儿和基因检测在应用方面共同之处是什么 2 治疗性克隆与克隆人在操作技术上的区别是什么 3 生殖性克隆所用的技术手段主要有哪些 提示 1 两者都可用于避免遗传病患儿的出生 从而降低人的遗传病发病率 2 克隆人形成过程是将早期胚胎培育成个体 而治疗性克隆是将早期胚胎定向分化成特定的组织器官 3 体细胞核移植 早期胚胎培养和胚胎移植 4 2015 合肥模拟 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些问题 下面是治疗性克隆的过程图解 1 治疗性克隆 的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有 相同的胚胎干细胞 克隆 的结果各种各样 如有的是胰岛细胞 有的是血细胞 有的是心肌细胞 其本质原因是基因的 2 重组的新细胞经过发育 要想获得基因型完全相同的两个胚胎 可采用 技术 3 若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植 图中患者是o型血 提供卵细胞的女性是ab型血 则骨髓移植成功后患者的血型是 型 全能性 选择性表达 胚胎分割 o 4 科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞 而不直接用体细胞进行细胞培养 5 按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是 卵细胞体积大 含养分多 并含