高考生物大一轮总复习 第三讲 胚胎工程课件 新人教版选修3.ppt

第三讲胚胎工程 回扣基础 一 精子 卵子的发生1 精子的发生 1 场所 内 2 时期 从开始 直到衰退 睾丸的曲细精管 初情期 生殖机能 2 卵子的发生 1 场所 2 时期 性别分化以后 和以后 3 受精 1 场所 内 卵巢 胎儿时期 初情期 雌性动物的输卵管 2 过程 受精前的准备阶段精子获能 正常情况下在完成 卵子的准备 发育到 才具备与精子受精的能力 受精阶段 获能的精子穿越和 进入 精子外膜与融合 精子入卵 精 卵细胞经过一系列变化分别形成 充分发育后结合 完成受精 雌性动物的生殖道内 减 中期 放射冠 透明带 卵细胞膜 卵细胞膜 雄 雌原核 雄 雌原核 4 早期胚胎发育哺乳动物早期胚胎发育依次经过以下不同的时期和结构 受精卵 桑椹胚 细胞数目为个左右 囊胚 出现和滋养层 后期囊胚 原肠胚 形成外胚层和内胚层 发育为胎儿的和 卵裂期 32 内细胞团 孵化 内细胞团 滋养层 胎膜 胎盘 二 体外受精和早期胚胎培养1 体外受精 1 精子 卵子的获取与培养 促性腺激素 卵巢 肝素或钙离子载体a23187 溶液 2 受精 获能的精子和成熟的卵子可以在或专用的受精溶液中完成受精作用 获能溶液 2 胚胎的早期培养 1 培养液成分 无机盐 有机盐 氨基酸 核苷酸 等物质 2 胚胎处理 当胚胎发育到适宜的阶段时 可将其取出向 或冷冻保存 维生素 激素 血清 受体移植 三 胚胎移植1 胚胎移植的生理学基础 生殖器官 相同的 游离 免疫排斥反应 受体子宫 生理和组织联系 遗传特性 不受影响 2 胚胎移植的基本程序 3 胚胎分割 1 理论基础 细胞的 2 所需仪器设备 实体显微镜和 3 基本程序 选择 移入盛有操作液的培养皿中 然后用进行分割 4 囊胚期分割要求 均等分割 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 5 意义 全能性 显微操作仪 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊 胚 分割针或分 割刀 内细胞团 加快繁殖速度 4 胚胎干细胞 1 来源 或中分离 2 特点 早期胚胎 原始性腺 优化落实 一 精子 卵子的发生1 判一判 1 精子和卵子的发生都是从初情期开始的 2 卵子形成过程中 m 和m 是不连续的 3 判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体 二 体外受精和早期胚胎培养2 判一判 1 哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集 精子的获取和受精等步骤 2 收集精子的方法有假阴道法 手握法和电刺激法等 3 采集的卵母细胞可直接与精子受精 4 精子体外获能方法有培养法和化学诱导法两种 三 胚胎移植3 判一判 1 胚胎分割可看作是无性繁殖 2 进行胚胎分割时 应选取发育良好的囊胚或原肠胚 3 在对囊胚进行分割时 要将滋养层细胞均等分割 4 对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 5 受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 6 对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 7 胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低 关键点击 1 精子和卵子的发生 体内受精和早期胚胎发育 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 误区警示 1 成熟的精子并不具有受精能力 必须获能后才具备受精能力 2 卵细胞形成过程中 减数第一次分裂在排卵前后完成 而减数第二次分裂在受精时完成 3 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵泡从卵巢中排出 4 受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体 而受精过程完成的标志是雌 雄原核的融合 5 精子发生场所 睾丸的曲细精管 卵子的发生场所 卵巢 受精场所 输卵管 受精卵发育场所 输卵管和子宫 精子发生的时间及特点 初情期后 两次分裂连续进行 卵子发生的时间及特点 胚胎性别分化以后 两次分裂不连续进行 解题技巧 受精过程中的三大反应与防止多精入卵受精的两道屏障 1 顶体反应 精子膜和顶体外膜发生一系列改变并释放顶体酶的过程即为顶体反应 顶体反应的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道 是精子和卵子结合必不可少的条件 2 透明带反应 精子触及卵细胞膜的瞬间 会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应 称做透明带反应 它是防止多精入卵受精的第一道屏障 3 卵黄膜反应 精子入卵后 卵黄膜会立即发生一种生理反应 拒绝其他精子再进入卵内 称为卵黄膜反应 这是防止多精入卵受精的第二道屏障 演练提升 1 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 下列相关描述正确的是 a 图中3是透明带 7是原肠腔b 发育的先后顺序是甲 丙 乙c 1部位细胞将来发育成胎儿的各种组织d 甲 乙 丙时期的细胞都具有发育的全能性a 图中甲是桑椹胚 乙是囊胚 丙是原肠胚 图中1是滋养层 2是内细胞团 3是透明带 4是囊胚腔 5是外胚层 6是滋养层 7是原肠腔 8是内胚层 内细胞团将来发育成胎儿的各种组织 滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘 2 2013 天津卷 哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程 只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成 下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图 n表示染色体组 据图分析 下列叙述错误的是 a 次级卵母细胞形成的过程需要激素调节b 细胞 只有在精子的作用下才能形成成熟卵子c 和 细胞分裂后期染色体数目相同d 培育转基因动物应选择细胞 作为受体细胞 c 据图可知 初级卵母细胞形成次级精母细胞的过程需要促性腺激素的调节 a项正确 细胞 为次级卵母细胞 减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的 b项正确 和 分别为初级卵母细胞 次级卵母细胞和受精卵 它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为 2n 2n 4n 染色体数不同 c项错误 动物细胞的受精卵全能性高 因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞 d项正确 关键点击 1 胚胎移植的基本程序 以牛胚胎移植为例 胚胎移植和胚胎分割移植 2 胚胎分割移植 1 理论基础 细胞的全能性 2 所需仪器设备 实体显微镜和显微操作仪 3 基本程序 选择发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 移入盛有操作液的培养皿中 然后用分割针或分割刀进行分割 4 定位 动物无性繁殖或克隆的方法之一 5 囊胚期分割要求 内细胞团均等分割 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 6 意义 加快繁殖速度 7 存在问题 误区警示 1 胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序 移植的胚胎必须在原肠胚之前 不能直接移植受精卵 2 促性腺激素两次使用 同期发情处理 超数排卵 3 两次检查 收集胚胎检查 移植后是否妊娠检查 4 冲卵含义 冲出早期胚胎 不是冲出卵子 5 胚胎移植的供体和受体必须是同种生物 6 同期发情处理用雌性激素 超数排卵处理用促性腺激素 7 试管动物的性别和性状由父本 母本决定 而克隆动物的性别和性状与核供体相同 8 胚胎的产生过程一般是有性生殖 但胚胎分割是无性生殖方式 解题技巧 1 试管动物的培育过程 2 克隆动物的培育过程 注意 1 试管动物的培育属于有性生殖范畴 而克隆动物的获得属无性生殖 2 两技术的最后阶段都利用胚胎移植技术获得新个体 移植所选胚胎一般是发育到原肠胚之前的桑椹胚或囊胚期的胚胎 演练提升 3 2013 江苏卷 软骨发育不全为常染色体显性遗传病 基因型为hh的个体早期死亡 一对夫妻均为该病患者 希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子 下列做法错误的是 a 首先经超排卵处理后进行体外受精b 从囊胚中分离细胞 培养后检测基因型c 根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎d 将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫 d 超数排卵可以得到多个次级卵母细胞 以便于体外受精得到更多的胚胎 a正确 检测基因型 是从囊胚中分离细胞 以便于选择正常胚胎 b正确 软骨发育不全为常染色体显性遗传病 健康个体基因型应为hh c正确 人类进行胚胎移植的时间一般8 16个细胞时期 d错误 4 2014 山东潍坊模拟 试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产 请根据试管牛的生产流程图回答相关问题 1 过程分别表示 2 对供体母牛的要求是 通常母牛每次只排出一枚卵母细胞 可用 激素对其进行超数排卵处理 3 从母牛体内获得的卵母细胞需要到 时期 才能与精子结合 在体外培养受精卵时 需要满足以下条件 营养 温度和ph以及气体环境 4 生产上常用 期的胚胎进行 进程 应用试管动物的优势在于 解析培育试管动物首先选择遗传性能优良的母牛 应用促性腺激素进行超数排卵处理 获取的卵子培养到减数第二次分裂中期进行体外受精 等胚胎发育到桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植 应用试管动物技术可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 短时间内获得大量优良个体 答案 1 体外受精胚胎移植 2 遗传性能和生产性能优秀促性腺 3 减数第二次分裂中期无菌无毒的环境 4 桑椹胚 或囊胚 充分发挥雌性优良个体的繁殖能力 关键点击 1 干细胞的种类 胚胎干细胞及其应用 2 胚胎干细胞的培养过程 3 胚胎干细胞的主要用途 1 将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中 经过胚激活 胚胎培养 胚胎移植后直接由受体完成克隆动物 操作流程如右图 2 基因敲除 获得移植器官 3 培育出人造组织器官 用于器官移植 4 改良创造动物新品种 演练提升 5 2014 广东省实验中学质检 胚胎干细胞是人胚胎发育早期囊胚中未分化的细胞 下列叙述错误的是 a 胚胎干细胞具有发育的全能性b 胚胎干细胞有很强的增殖能力c 胚胎干细胞能分化成造血干细胞d 胚胎干细胞体积比受精卵大 d 胚胎发育早期 随细胞分裂的进行 细胞数目不断增加 但胚胎的总体积并不增加或略有缩小 每个细胞的体积不断减小 所以 胚胎干细胞的体积要比受精卵的体积小得多 6 如图表示利用胚胎工程培育优质奶牛的基本流程 1 桑椹胚是胚胎细胞数目为 个左右的胚胎 这个阶段的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜力 属于 补充填写胚胎发育的几个重要阶段 受精卵 桑椹胚 优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植 移植后的胚胎能在受体子宫中存活 其生理基础是 2 在优质奶牛的培育过程中 为了能够快速繁殖 常用体外受精技术 其过程为 该过程中卵母细胞可以直接在体外受精吗 能 或者 不能 在进行体外受精前要对精子进行 处理 3 若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛 可进行胚胎分割 应选择发育到 时期的胚胎进行操作 进行分割时 应注意将 分割 通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同的 4 胚胎干细胞 简称es细胞或ek细胞 是由 胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞 具有很强的 能力和多向 的潜能 es细胞将会给人类移植医学带来一场革命 原因是es细胞可以被诱导分化形成新的 还可以培育出新的 解析 1 桑椹胚的胚胎细胞数为32个左右 每个细胞都具有全能性 属于全能细胞 早期胚胎发育的阶段为受精卵 桑椹胚 囊胚 原肠胚 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 这是外来胚胎成活的生理基础 2 只有进行到减数第二次分裂中期的卵子才具有受精能力 受精时 精子要进行获能处理 3 胚胎分割移植应选取发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎 在分割时应将内细胞团均等分割 4 胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 具有很强的增殖能力和分化潜能 答案 1 32全能细胞囊胚原肠胚受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 2 不能获能 3 桑椹胚或囊胚内细胞团均等遗传物质 4 早期增殖分化组织细胞组织器官 高考回顾 2013天津卷 福建卷 江苏卷2012山东卷 浙江卷 江苏卷2011江苏卷 广东卷 浙江卷 福建卷 典题例析 考向一早期胚胎发育 2012 山东卷 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下图 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 在胚胎移植前 通过 技术可获得较多胚胎 解析 1 基因工程中 运载工具包括质粒 噬菌体的衍生物及动植物病毒等 其中质粒是主要运载工具 所需工具酶是限制酶和dna连接酶 2 分散皮肤组织块成单个细胞可使用胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 在动物细胞培养过程中 co2的作用是维持培养基 液 ph的相对稳定 3 要得到更多的卵 母 细胞需用促性腺激素对动物进行超数排卵处理 成熟卵 母 细胞在核移植前需要进行去核处理 以保证克隆后代的遗传性状主要来自于供体核 4 把重组细胞培养到早期胚胎叫早期胚胎培养技术 在胚胎移植前 通过胚胎分割技术可获得较多胚胎 答案 1 质粒dna连接酶 2 胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 维持培养基 液 的ph 3 促性腺激素 或促滤泡素 孕马血清 去核 4 早期 胚胎培养胚胎分割 考向二胚胎移植 2013 福建卷 克隆猪成功率较低 与早期胚胎细胞的异常凋亡有关 bcl 2基因是细胞凋亡抑制基因 用pcr技术可以检测该基因转录水平 进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系 克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图 请回答 1 图中重组细胞的细胞核来自 细胞 早期胚胎移入受体子宫后继续发育 经桑椹胚 囊胚和 胚最终发育为克隆猪 2 在pcr过程中可检测出cdna中bcl 2cdna的分子数 进而计算总mrna中bcl 2mrna的分子数 从而反映出bcl 2基因的转录水平 图中x表示 过程 从基因组数据库中查询bcl 2mrna的核苷酸序列 以便根据这一序列设计合成 用于pcr扩增 pcr扩增过程第一轮循环的模板是 解析 1 图中重组细胞的细胞核来自良种猪的体细胞 胚胎发育过程中囊胚继续发育形成原肠胚 2 以mrna为模板形成dna的过程为反转录 或逆转录 pcr扩增的前提是需要有一段已知的核苷酸片段 以便根据这一序列合成引物 图示可知 pcr扩增过程第一轮循环的模板是以mrna为模板反转录形成的cdna 因引物是依据bcl 2mrna的核苷酸序列合成 故模板实际是其中的bcl 2cdna 答案 1 体原肠 2 反转录 引物bcl 2cdna 考向三胚胎干细胞及其应用 2013 豫南四校调研 如图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图 请回答 1 胚胎干细胞是从动物胚胎发育至 期的内细胞团或胎儿的 中分离得到的一类细胞 2 图中分化程度最低的干细