高中生物 第三章 胚胎工程隆课件 浙科版选修3.ppt

第三章胚胎工程 一 受精作用与胚胎发育的过程1 受精作用与受精卵的形成 识别 精子附着于卵膜 融合 受精卵 1 受精 精卵 精卵质膜 2 同种动物精卵结合的原因 同种动物精子 卵细胞表面有 2 动物胚胎发育的基本过程 特异性相互识别的蛋白 卵裂球 每一个细胞都有 细胞进行 分裂 细胞数目 细胞体积逐渐 卵裂 受精卵 动物个体发育的起点 全能性 有丝 不断增加 变小 原肠胚 有了 的分化 滋养层细胞 将来发育成 内细胞团 细胞为 具有 将来发育成完整的胚胎 囊胚 胚胎干细胞 全能性 胚胎的附属结构 或胚外结构 三胚层 二 胚胎工程1 体外受精 1 概念 采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子 使其在 中受精 2 过程 精子培养并 采集卵母细胞并 受精 受精卵早期培养至 试管 培养成熟 精卵共同培养 早期囊胚 获能 2 胚胎体外培养 1 概念 应用人工创造的环境 对获取的 进行体外培养 2 培养条件 3 培养特点 比 困难 3 胚胎移植 1 选择优良母畜 经激素处理使其 受精 得到早期胚胎 2 将早期胚胎移植到 的代孕母畜子宫内发育生产幼仔 动物细胞培养液 早期胚胎 组织培养和细胞培养 超数排卵 同期发情 4 胚胎分割 早期胚胎 均等分割 快速繁殖 5 胚胎干细胞培养 1 胚胎干细胞 囊胚期的内细胞团细胞 细胞 具有 和二倍体核型 2 培养要求 既能 又要抑制胚胎干细胞的分化 一般用 做饲养层 因为胚胎成纤维细胞可以分泌抑制细胞分化的物质 未分化 发育全能性 促进胚胎干细胞的生长 胚胎成纤维细胞 卵裂过程中卵裂球的总体积逐渐增大 有机物含量逐渐增多 分析 卵裂过程中卵裂球的总体积基本不变 有机物含量逐渐减少 2 转基因动物 克隆动物不需要经过胚胎移植 分析 转基因动物和克隆动物的早期胚胎培养可以在体外进行 最后仍然需要经过胚胎移植过程 3 受精卵发育至原肠胚过程中任何时期的胚胎均可进行胚胎移植 分析 移植的胚胎必须是卵裂球或囊胚 而不能是原肠胚 4 用酶处理法分割胚胎时可以选择卵裂球或囊胚进行处理 分析 由于囊胚期已经出现细胞的分化 用酶处理法分割胚胎时只能选择卵裂球 而不能选择囊胚 5 2009江苏t8b 胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 分析 内细胞团是囊胚时期的 不是原肠胚时期的 胚胎分割是将囊胚的内细胞团均等分割 考点一胚胎发育的过程 1 起点是受精卵分裂 在输卵管内完成受精作用时即已开始 直至发育成为成熟的胎儿 2 卵裂期的特点 细胞有丝分裂使细胞数目增加 但胚胎总体积并不增加或略缩小 因此每个细胞的体积会随分裂的进行不断缩小 但核内遗传物质并未减少 3 囊胚以前的细胞 不包括囊胚 均未分化 细胞全能性最高 是胚胎分割的最佳时期 高考警示 从受精卵发育至囊胚的过程中 由于细胞通过细胞呼吸消耗有机物 而且不能从外界吸收有机物 因此胚胎中有机物总量减少 但有机物的种类增加 典例1 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 受精卵发育到囊胚时 所有细胞均为全能干细胞 解析 选d 图示为囊胚期结构 图中 依次为滋养层 内细胞团 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 其中原肠胚分化形成三胚层 将来分化成不同的器官 是最关键的时期 分化发生于自囊胚期开始的整个生命过程中 囊胚的内细胞团为全能干细胞 但滋养层细胞不是全能干细胞 互动探究 1 图中 细胞的特点是什么 在胚胎工程中有何应用 提示 细胞为胚胎干细胞 未分化 具有发育的全能性 可用于胚胎分割 2 图中所示时期继续发育将形成什么结构 与该时期最大的区别是什么 提示 原肠胚 出现外 中 内三胚层的分化 变式训练1 哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是 a 细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大b 细胞的数目增多 有机物含量增加c 每个细胞的dna含量不断增加 全能性增大d 逐渐出现了原肠腔 并有了胚层的分化 解析 选a 卵裂期整个胚胎的体积基本不变或略微缩小 每个细胞的体积减小 因此相对表面积增大 卵裂期没有有机物的摄入 因此有机物含量减少 每个细胞核中的dna含量基本不变 原肠胚时期出现原肠腔 胚层分化在囊胚期开始出现 变式训练2 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 选a 原肠胚时期细胞分化是由于基因的选择性表达引起的 考点二胚胎工程1 体外受精和胚胎体外培养的流程 选择的对象包括良种公牛 母牛和普通母牛 需要对良种母牛和普通母牛做同期发情处理 以使其生殖器官的生理变化相同 同时要对良种母牛做超数排卵处理 以促进其多产生卵细胞 2 胚胎分割的流程 3 胚胎干细胞及其培养 1 形态 体积小 细胞核大 核仁明显 2 功能 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 3 培养过程 加饲养层继续传代培养 分为单个细胞 酶消化或机械剥离内细胞团 培养胚胎到内细胞团突出饲养层外 制备饲养层 胚胎成纤维细胞 高考警示 良种牛后代的遗传特性是由供体公牛和母牛决定的 受体母牛只是提供了胚胎发育的场所 不影响后代的遗传特性 典例2 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述 错误的是 a 移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体的影响b 胚胎干细胞具有体积大 细胞核小 核仁明显等特点c 体外受精时采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态d 胚胎分割是将早期胚胎切割成几等份 最终产生同卵多仔后代的技术 解析 选b 移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体的影响 体外受精时采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态 胚胎分割是将早期胚胎切割成几等份 最终产生同卵多仔后代的技术 胚胎干细胞具有体积小 细胞核大 核仁明显等特点 变式训练 下列有关动物克隆和胚胎工程的叙述正确的是 a 从个体中分离出单个细胞进行培养是动物克隆的基本方法b 成纤维细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解c 在人胚胎发育过程中只有受精卵具有全能性d 选择胚胎干细胞作为核供体进行核移植可提高动物克隆的成功率 解析 选d 动物细胞克隆不是对体内分离出的体细胞进行培养 而是培养核移植形成的重组细胞 细胞间的胶原纤维成分是蛋白质 需要用胰蛋白酶处理将细胞分离 人胚胎发育过程中 囊胚期的内细胞团细胞也有发育的全能性 具有全能性的胚胎干细胞的核全能性更容易表达 故d正确 1 关于胚胎发育的下列说法正确的是 a 卵裂期细胞开始进行细胞分化b 原肠胚细胞属于全能细胞c 囊胚先于原肠胚出现d 胚胎发育过程中细胞增殖的方式包括有丝分裂和无丝分裂 解析 选c 囊胚时期开始进行细胞分化 原肠胚已出现三胚层分化 细胞不是全能细胞 胚胎发育过程中仅涉及有丝分裂 2 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述 正确的是 a 卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加b 胚胎分割获得的后代性状一定相同c 胚胎干细胞具有细胞核大 核仁小和蛋白质合成旺盛等特点d 胚胎干细胞是一类未分化细胞 可从早期胚胎中分离获取 解析 选d 卵裂期胚胎中细胞数目增加 而有机物总量不断减少 胚胎分割属于无性繁殖技术 后代遗传物质相同 但性状受到遗传物质和环境因素的影响 性状不一定相同 胚胎干细胞是一类可从早期胚胎中分离获得的未分化细胞 其具有细胞核大 核仁明显 蛋白质合成旺盛等特点 3 下列是有关胚胎工程的叙述 正确的是 a 培养胚胎干细胞时需抑制胚胎干细胞的生长和分化b 试管动物 的产生与动物细胞培养技术无关c 将原肠胚的内细胞团均等分割 可以获得同卵双胞胎或多胞胎d 体外受精时需要做卵母细胞的采集和培养 解析 选d 培养胚胎干细胞时需抑制胚胎干细胞的分化 试管动物 需要通过动物细胞培养技术获得卵裂球或囊胚 然后进行胚胎移植 胚胎分割应对囊胚的内细胞团进行分割 4 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 解析 选c 表现型不同的母牛 其基因型一般不同 生育出基因型完全相同的小牛 很可能是胚胎分割移植的结果 该技术可提高牛的产仔率 5 世界卫生组织解释克隆为 遗传上同一机体或细胞系 株 的无性繁殖 相对于植物克隆而言 动物尤其是高等动物的克隆比较困难 如图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤 据图回答下列问题 1 方法2获得的小牛的遗传物质来源于 方法3中 和 发育成的小牛的遗传物质 相同 不同 2 细胞b取自囊胚的 具有全能性 称为 细胞 囊胚 已经 尚未 出现分化 3 应用图示方法 得到的小牛与供体1的遗传物质最相似 4 克隆也可以理解为复制 拷贝 结合世界卫生组织的定义 你认为还有哪些现代生物技术也属于克隆 5 自从美国政府解除对使用联邦政府资金支持胚胎干细胞研究的限制后 各界对此反应不一 你的态度及理由是 解析 1 图中细胞b是囊胚中的内细胞团分离出的胚胎干细胞 其中的遗传物质来自供体1和2 经方法2胚胎干细胞核移植后形成的重组细胞发育成的早期胚胎再移植后得到的个体 还含有供体3的细胞质中的遗传物质 方法3为胚胎分割 和 中的细胞都是由同一个受精卵发育而来的 故遗传物质相同 2 内细胞团的细胞具有发育的全能性 从中分离出的为胚胎干细胞 因囊胚期的细胞已有滋养层和内细胞团之分 故已经开始出现细胞分化 3 用供体1的体细胞进行细胞核移植后得到克隆动物 遗传物质与供体1基本相同 4 克隆有分子水平如pcr技术 细胞水平如杂交瘤细胞的培养 器官水平如克隆动物器官和个体水平如植物组织培养等 5 本小题具有开放性 但要注意态度和理由的一致性 答案 1 供体1和供体2及供体3相同 2 内细胞团胚胎干已经 3 1 4 制备单克隆抗体 植物组织培养 pcr技术等 5 支持 胚胎干细胞的研究 有利于治疗人类某些顽症 治疗性克隆 以及揭示细胞分化和细胞凋亡的机理等 反对 胚胎干细胞取自胚胎 胚胎也是生命 另外还可能被用于克隆人的研究 引起伦理问题 合理即可 6 2012 浙江高考 下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述 正确的是 a 绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性b 卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大c 囊胚的滋养层细胞具有发育全能性d 原肠胚发育分化形成内外两个胚层 解析 选a 精卵受精要通过细胞膜上的特异性受体的识别 所以两者的识别有物种特异性 卵裂只是增加分裂的次数 而每个卵裂球的总体积并不增加或略有缩小 滋养层细胞是高度分化的细胞 不再具有发育的全能性 原肠胚发育分化形成外 中 内三个胚层 7 2011 浙江高考 培育 试管山羊 的基本过程如图所示 若要培育成功 下列叙述正确的是 a 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵b 乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟c 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液d 丁过程中早期胚胎需移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 解析 选a a项 甲过程为获取卵母细胞 可以用促性腺激素使其超数排卵 b项 乙过程的目的之一是促进卵母细胞成熟到减数第二次分裂中期和使精子获能而不是成熟 c项 乙过程的目的之一是使精子获能需要获能液 丙过程为培养早期胚胎用培养液 两者成分不同 d项 丁过程中早期胚胎需移植到与供体生理状态相同而不是性状相同的代孕母羊子宫内 8 2011 江苏高考 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要加入血清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 选b 受精卵发育到8细胞以上的胚胎如早期囊胚 就可以进行胚胎移植 9 2012 山东高考 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 性核酸内切 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