高考生物一轮复习 专题3 胚胎工程课件 新人教版选修3.ppt

读读教材基础 一 体内受精和早期胚胎发育 3 受精 1 场所 2 过程 准备阶段 精子 卵子的准备 发育到 受精阶段 顶体反应 穿越放射冠 屏障1 作用 屏障2 雌 雄原核形成 配子结合成受精卵 3 卵子受精的标志 在透明带和卵黄膜之间观察到 3 受精 获能的精子和培养成熟的卵子结合形成合子 2 早期胚胎培养 1 培养液成分 无机盐 有机盐 两盐 维生素 两素 氨基酸 核苷酸 两酸 水 2 胚胎去向 向受体移植或冷冻保存备用 三 胚胎工程的应用和前景1 胚胎移植 1 胚胎来源 转基因 核移植 体外受精 体内受精 2 实质 产生胚胎的 和孕育胚胎的 共同繁育后代的过程 3 地位 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 4 意义 充分发挥 6 基本程序 对供 受体的选择和处理 配种或人工授精 对胚胎的收集 冲卵 检查 培养或保存 时期 胚胎移植 检查 2 胚胎分割 1 概念 采用机械方法将早期胚胎分割成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 2 材料 发育良好 形态正常的 3 注意事项 4 意义 加快繁殖速度 是动物无性繁殖或克隆的方法之一 其他克隆方法还有核移植 一 1 曲细精管初情期2 卵巢性别分化后卵子从卵泡中排出3 1 输卵管 2 获能减数第二次分裂中期 透明带反应卵黄膜封闭 3 两个极体4 囊胚二 1 2 电刺激法化学诱导法2 1 激素血清三 1 2 供体受体 4 雌性优良个体的繁殖潜能 5 游离免疫排斥反应 6 桑椹胚或囊胚2 2 桑椹胚或囊胚 3 将内细胞团均等分割3 1 原始性腺 2 体积小 核大全能性 1 教材第68页思考与探究 哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点 相似之处 细胞分裂的最初阶段为有丝分裂 不断增加性原细胞的数量 经过两次减数分裂 m 和m 才能形成精子或卵子 不同之处 由一个精原细胞分裂最后可产生多个精子 一个卵原细胞最后只能生成一个卵子 精子的形状为蝌蚪状 卵子为球形 多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成 2 教材第68页思考与探究 当你了解到精子需要获能 受精过程中有防止多精入卵的现象时 你是否提出过这样的问题 精子在雌性生殖道内是如何获能的 防止多精入卵的两道防线的形成机制究竟是什么 精液由精子和精清 精浆 两部分组成 精清中含有一种能抑制精子获能的物质 因此 在一般情况下 精液中的精子无法获能 只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时 由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制 才能引起精子获能 精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异 但主要是子宫和输卵管 防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障 在受精过程中 当精子穿越透明带触及卵黄膜时 透明带会立即封闭 阻止后来的精子进入透明带 可看作是防止多精入卵受精的第一道屏障 而精子入卵后 卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内 可看作是防止多精入卵受精的第二道屏障 其生理 生化机制 请参阅有关专著 研研核心要点 一 体内受精与胚胎发育1 受精作用 1 受精作用的场所 输卵管 2 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 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 3 受精阶段 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放射冠内的卵丘细胞之间的物质 透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障 第二步 精子进入卵黄膜 卵黄膜封闭作用是防止多精入卵受精的第二道屏障 第三步 原核形成 雄原核形成和雌原核形成 第四步 合子形成 雌雄原核融合形成合子 受精卵 2 胚胎发育过程 二 体外受精与胚胎的早期培养1 体外受精的原理 人工模拟体内环境 包括营养 温度 ph等 使初级卵母细胞成熟和精子获能 最终完成受精和胚胎保存 2 体外受精主要操作步骤 1 卵母细胞的采集方法一 对小型动物一般采用促性腺激素处理 排卵后直接从输卵管中冲取卵子 直接与获能的精子在体外受精 方法二 对大型动物一般采用从活体的卵巢中吸取卵母细胞 经体外人工培养成熟后与获能的精子在体外受精 2 精子的采集和获能采集方法 假阴道法 手握法和电刺激法等 获能方法 培养法和化学诱导法 3 受精 获能精子和成熟卵子在共同培养一段时间后便可受精 3 胚胎的早期培养 1 培养的目的 检测受精状况和受精卵的发育能力 2 培养液的成分 水 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸以及动物血清等 3 胚胎去向 冷冻保存 移植到受体动物子宫内培养 三 胚胎移植及胚胎分割移植1 概念是指将雌性动物的早期胚胎 或者通过体外受精及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 使之继续发育为新个体的技术 2 胚胎移植的实质胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 而胚胎本身的遗传物质并不发生改变 因此各种性状能保持其原来的优良特性 3 胚胎移植成功的保障 生理学基础 第一 供 受体生殖器官的生理变化是相同的 第二 哺乳动物的早期胚胎形成后 在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系 而是处于游离状态 这就为胚胎的收集提供了可能 第三 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 这为胚胎在受体内的存活提供了可能 第四 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系 但移入受体的供体胚胎的遗传特性 在孕育过程中不受任何影响 4 胚胎分割 1 材料选择 发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 2 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 3 意义 加快繁殖速度 是动物无性繁殖或克隆的方法之一 其他克隆方法还有核移植 四 胚胎工程的三个操作流程1 试管动物生产流程 2 克隆动物的培育流程 3 胚胎移植的培育流程 1 选择的对象包括良种公牛 母牛和普通母牛 处理是指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 以促其多产生卵子 2 冲卵是指将早期胚胎从良种母牛子宫内冲洗出来 而不是冲洗出卵子 3 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 4 胚胎移植培育流程中有两次使用激素 第一次是对供 受体进行同期发情处理 第二次用于供体的超数排卵 1 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵泡从卵巢中排出 2 判断卵子是否受精的重要标志 在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时 说明卵子已经完成了受精 3 胚胎移植的供体和受体必须是同种生物 4 同期发情处理用的是雌性激素 超数排卵处理用促性腺激素 5 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 师说 一语破天机 胚胎工程包括早期胚胎发育 早期胚胎的培养 胚胎工程中一些操作技术等内容 这些知识在高考真题中都有考查过 考查胚胎工程时 常常与其他知识结合起来考查 如与动物的个体发育和减数分裂联系起来进行考查 还可结合基因工程 克隆技术等进行综合考查 选题 典型中选秀 例1 2012 山东理综 35 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 在胚胎移植前 通过 技术可获得较多胚胎 破题 分层揭秘密 一 明确解题思路本题以获得转kif 基因的高绒质绒山羊的流程图为情景 考查生物工程的基本操作 注重生物技术应用于生产的理念 考查的面广 但应以识记的知识点应用分析为主 二 调动和运用知识解题 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 1 干细胞分类干细胞分为三类 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 胚胎干细胞为全能干细胞 2 分离途径3 应用es细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一 在基础生物学 畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值 1 es细胞可用于治疗人类的某些顽症 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 2 用于器官移植 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 3 es细胞是在体外条件下研究细胞分化的理想材料 为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段 4 es细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究 师说 一语破天机 干细胞是一类细胞 包括多种不同功能的干细胞 它们能不断的分裂分化 补充体内的各种细胞 高考对于此部分知识的考查多与其它知识结合在一起综合考查 对干细胞的理解不到位 认为它们只能分裂不能分化或者只能分化不能分裂等错误的认识导致做题出错 另外有些同学对获取干细胞的时期掌握不好 也是做题出错的原因 选题 典型中选秀 例2 胚胎干细胞简称es细胞 从胚胎中提取干细胞这项技术备受伦理争议 但重组成体细胞却不涉及制造或摧毁胚胎 通过细胞培养 诱导可以克隆器官 下图是克隆器官的技术路线图 请回答下列有关问题 1 哺乳动物的es细胞是从 中分离出来的一类细胞 体外培养能不断增殖 自我更新 在功能上具有发育的 性 2 运用 技术可以形成图中的重组细胞 对重组细胞的培养 其培养基与植物细胞培养的培养基主要不同点是含有 3 利用重组细胞培养出的干细胞 也可以形成特定组织器官 这是 的结果 其根本原因是 4 克隆动物与图中克隆器官的技术相比 通常还需运用 和 等胚胎工程技术 破题 分层揭秘密 一 明确解题思路 1 哺乳动物的es细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 体外培养能不断增殖 自我更新 在功能上 具有发育的全能性 2 图中运用体细胞核移植技术形成重组细胞 培养动物细胞的培养基与植物细胞培养的培养基主要不同点是含有动物血清或血浆 3 利用重组细胞培养出的干细胞 也可以形成特定的组织器官 这是细胞分化的结果 其根本原因是基因的选择性表达 4 克隆动物的培养需要动物体细胞核移植技术 早期胚胎培养技术 胚胎分割技术和胚胎移植技术 与克隆器官相比还需要胚胎分割和胚胎移植技术 二 调动和运用知识解题 1 早期胚胎或原始性腺全能 2 核移植动物血清或血浆 3 细胞分化基因选择性表达 4 胚胎分割胚胎移植 随堂对点练习 1 2012 浙江理综 2 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 答案 a解析 本题结合受精作用及早期胚胎的发育综合考查胚胎工程 同种动物精子 卵细胞表面存在的特异性受体蛋白 决定了只有同种动物精卵才能结合 受精卵随着分裂的进行 其细胞的体积在逐渐变小 囊胚期的细胞开始出现分化 其外表的一层细胞即滋养层 将发育成胚胎的附属结构或胚外结构 不具有发育的全能性 囊胚可继续分化为具有三个胚层的原肠胚 2 2012 天津理综 1 下列关于细胞的叙述 错误的是 a 自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应b 胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化c 组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程d 造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力 可用于治疗白血病 答案 b解析 胚胎干细胞在体外培养能增殖 并能被诱导分化形成新的组织细胞 b项错误 3 2012 江苏高考 9 通过胚胎移植技术 可以实现良种牛的快速繁殖 下列相关叙述正确的是 a 对供体和受体母牛都要进行相同激素处理b 受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行c 对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植d 胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低 答案 d解析 对供体和受体母牛进行同期发情处理 所用激素相同 但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素 受体母牛则不需要 a错 受精可在体内进行 b错 冲卵得到的胚胎应培养到到桑椹胚或囊胚方可移植 c错 到目前为止 最常见的是分割产生的同卵双胎 而同卵多胎成功的比例很小 d正确 4 2011 江苏高考 18 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 答案 b解析 本题考查胚胎工程的体外受精 早期胚胎培养 胚胎移植等技术 意在考查考生的分析理解能力 应将胚胎培养至桑椹胚或囊胚期时进行胚胎移植 5 2011 山东高考 35 人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选 利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示 1 卵母细胞除从活体输卵管中采集外 还可以从处死的雌鼠 中获取 2 图中的高血压相关基因作为 质粒作为 二者需用 切割后连接成重组载体 该过程与质粒上含有 有关 3 子代大鼠如果 和 即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达 然后可用其建立高血压转基因动物模型 4 在上述转基因大鼠的培育过程中 所用到的主要胚