高三生物 第 3 讲　胚胎工程复习课件 新人教版.ppt

1 第3讲胚胎工程 2 1 精子和卵子的发生的比较 考点一 体内受精和早期胚胎发育 高频考点突破 3 2 受精作用 准备阶段1 精子获能刚刚排出的精子 必须在雌性动物的生殖道中经历一段时间 发生相应的生理变化后 才能获得受精能力 此过程叫精子获能 准备阶段2 卵子的准备动物排出的卵子都要在输卵管内进一步成熟 当达到减数第二次分裂的中期时 才具备与精子受精的能力 4 受精阶段a 精子穿越放射冠和透明带与卵子相遇 精子发生顶体反应 释放顶体酶 溶解卵丘细胞之间的物质 精子穿越放射冠 与透明带接触 顶体酶将透明带溶出一条孔道 精子穿越透明带 接触卵黄膜 立即发生透明带反应 b 进入卵黄膜精子与卵黄膜接触 立即被微绒毛抱合 精子外膜和卵黄膜相互融合 精子入卵 立即发生卵黄膜封闭作用 5 c 原核形成和配子结合精子入卵 尾部脱离 原有核膜破裂 同时 激活卵子 雌 雄原核形成 充分发育后合并 形成受精卵 6 3 胚胎发育 7 特别提醒 1 精子获能是指精子获得受精 能力 而不是获得能量 2 排卵是指卵子从卵泡中排出 而不是卵泡从卵巢中排出 3 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 4 胚胎发育过程中 细胞开始出现分化的阶段是囊胚 8 对位训练 1 2012 山西大学附中月考 下列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子入卵的第一道屏障c 精子与卵黄膜相互融合 精子入卵d 雄原核形成的同时 卵子完成第二次减数分裂 9 解析本题主要考查精子 卵子的发生及体内受精过程的知识 哺乳动物的受精过程主要包括 精子穿越放射冠和透明带 进入卵黄膜 原核结合 获能后的精子与卵子相遇后 首先释放顶体酶穿过放射冠进入透明带 当精子接触卵黄膜的瞬间 会产生透明带反应 阻止多个精子进入透明带 精子与卵黄膜相互融合 精子入卵后 形成雄原核 此时卵子完成减数第二次分裂 形成雌原核 二者相互融合形成受精卵 受精过程完成 答案a 10 2 高等哺乳动物受精后不久 受精卵开始进行细胞分裂 经桑椹胚 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 完成胚胎发育的全过程 如图为该过程中的某一时期示意图 下列有关叙述错误的是 11 a 图中 依次为透明带 滋养层 内细胞团b 高等哺乳动物的细胞分化开始于图示时期 终止于生命结束c 胚胎从 中伸展出来的过程叫做孵化d 进行胚胎分割时 应选择图示时期之后的胚胎进行 12 解析本题考查早期胚胎发育的有关知识 本题图示为囊胚期 高等哺乳动物的细胞分化开始于囊胚期 终止于生命结束 后来囊胚进一步扩大 会导致 透明带破裂 胚胎从其中伸展出来 这一过程叫孵化 所以a b c均正确 进行胚胎分割时 应选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行 所以d错误 答案d 13 1 胚胎移植 1 基本程序 以牛胚胎移植为例 考点二 胚胎工程的应用 14 15 3 胚胎的收集 检查 培养或保存a 收集 用特制的冲卵装置从母体子宫中冲出早期胚胎 b 检查 这是第一次检查 此时的胚胎应处于桑椹胚期或囊胚期 4 胚胎移植 方法有手术法和非手术法 5 移植后的检查 这是第二次检查 对受体母牛是否妊娠进行检查 16 2 胚胎分割 1 概念 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成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 所需仪器设备 实体显微镜和显微操作仪 3 基本程序 选择发良良好 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 17 特别提醒 1 冲卵的本质是冲出早期胚胎 2 早期胚胎在体外培养到桑椹胚或囊胚阶段进行移植 3 胚胎移植后一定要对受体母牛进行是否妊娠的检查 4 对囊胚阶段的胚胎进行分割时 要注意将内细胞团均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 内细胞团多的部分发育能力强 少的部分发育受阻或发育不良 甚至不能发育 胚胎分割的份数越步 操作的难度就会越大 移植的成功率就越低 18 对位训练 3 2012 广东珠海一模 供 受体母牛选择好后 要用激素进行同期发情处理的原因是a 防止受体牛不愿意接受胚胎b 只有受体与供体的生理状态相同 被移植的胚胎才能继续正常发育c 只要发情排卵后 各阶段时间内的变化 供 受体生理状态完全相同d 同期发情处理后 卵细胞和精子受精结合能力强 19 解析对供体和受体同时用激素同期发情处理是为了保证供体和受体具有相同的生理状态 以确保胚胎移植后能正常发育 答案b 20 4 2011 温州十校联考 近年来发展起来的胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机 如图为经体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程 下列说法正确的是 21 a 体外受精所需的成熟卵细胞可以从母体中直接获取 但在受精前要对精子进行获能处理b 进行胚胎分割时 应选择发育到原肠胚时期的胚胎进行操作c 胚胎分割的方法只能用分割针在显微镜下将胚胎均等分割成若干份d 受体母牛必须和供体牛属于同一物种 移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 22 解析从母体卵巢中得到的卵子还不成熟 要在体外培养到减数第二次分裂中期才具有与精子结合的能力 进行胚胎分割时 应选择发育到桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行操作 进行胚胎分割时 还可以采用分割刀片将胚胎切开 同一物种的生理状况和生殖状况相同 才能进行胚胎移植 答案d 23 1 概念 哺乳动物的胚胎干细胞简称es或ek细胞 是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类具有发育的全能性的细胞 2 分离途径 考点三 胚胎干细胞 24 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 25 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 26 特别提醒 1 胚胎干细胞可分为全能干细胞 多能干细胞和专能干细胞 2 es细胞在饲养层细胞上 或在添加抑制因子的培养液中 能够维持不分化的状态 在培养液中加入分化诱导因子 如牛黄酸 丁酰环腺苷酸等化学物质时 就可以诱导es细胞向不同类型的组织细胞分化 27 对位训练 5 2012 江苏南通二模 下图表示利用胚胎干细胞 es细胞 所作的一系列研究 请据图分析回答 28 1 过程i将胚胎干细胞置于 射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上 并加入动物血清 抗生素等物质 维持细胞不分化的状态 在此过程中 饲养层提供干细胞增殖所需的 加入抗生素是为了 这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义 2 过程 将带有遗传标记的es细胞注入早期胚胎的囊胚腔 通过组织化学染色 用于研究动物体器官形成的时间 发育过程以及影响的因素 这项研究利用了胚胎干细胞具有 的特点 在哺乳动物早期发育过程中 囊胚的后一个阶段是 29 3 过程 中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是 将目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体 其目的是 4 过程 得到的小鼠畸胎瘤中全是软骨 神经管 横纹肌和骨骼等人类组织和器官 实验时 必须用x射线照射去除胸腺的小鼠 获得免疫缺陷小鼠 其目的是 该过程研究的意义在于解决 问题 30 解析 1 培养胚胎干细胞使用的物质主要是饲养层和动物血清等 说明饲养层主要是给胚胎干细胞提供营养物质 抗生素能杀细菌 在细胞培养中加入抗生素能防止杂菌污染 2 胚胎干细胞能发育成该动物的各种器官 说明具有发育的全能性 囊胚的后一个阶段是原肠胚 3 将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法 4 目前 器官移植面临的难题主要是供体的短缺和免疫排斥 器官移植过程中产生的免疫是细胞免疫 细胞免疫主要和胸腺中发育成熟的t细胞有关 31 答案 1 营养物质防止杂菌污染 2 发育的全能性原肠胚 3 显微注射法使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以传给下一代 同时 使目的基因能够发挥作用 4 去除胸腺 不能形成t细胞 不发生细胞免疫 使移植组织细胞不会被排斥临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等 32 典例1 2011 高考山东卷 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下图所示 答题技能培养 方法体验 一 胚胎工程和基因工程的综合考查 33 34 1 卵母细胞除从活体输卵管中采集外 还可从已处死的雌鼠 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 所用到的主要胚胎工程技术有 早期胚胎培养和胚胎移植 35 解析 1 对于实验动物大鼠 如果是从活体输卵管中采集的卵母细胞 可以直接与获能的精子在体外受精 如果是从已处死的雌鼠卵巢中采集的卵母细胞 需要在体外经人工培养成熟后 才能与获能的精子受精 2 题图中的高血压相关基因作为目的基因 质粒作为载体 二者需用同种限制性核酸内切酶切割后才能连接成重组载体 该过程与质粒上有限制酶切割位点有关 3 若在子代大鼠的体内检测出与高血压相关的蛋白质 则从分子水平上说明高血压相关基 36 因已成功表达 若子代大鼠的血压升高 则从个体水平上说明高血压相关基因已成功表达 4 在转基因动物的培育过程中 需要用到的胚胎工程技术主要有体外受精技术 早期胚胎培养和胚胎移植等 答案 1 卵巢 2 目的基因载体同种限制性核酸内切酶 或同种限制酶 限制酶切割位点 3 检测到体内有相关蛋白出现高血压 4 体外受精 37 典例2 宁夏理综 下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图 请回答 二 胚胎干细胞的特点及应用 38 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胞是 在体外培养条件下 培养液中加入 因子 可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化 3 在机体内 皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因 的结果 4 某患者不能产生正常的白细胞 通过骨髓移植可以达到治疗的目的 骨髓移植的实质是将图中的 细胞移植到患者体内 39 5 若要克隆某种哺乳动物 从理论上分析 上述红细胞 白细胞 皮肤细胞 神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的 其原因是 6 若某药物可抑制肝肿瘤细胞dna的复制 使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的 期 7 在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段 用 细胞与骨髓瘤细胞融合 经多次筛选最终得到能分泌 的杂交瘤细胞 40 解析 1 胚胎干细胞是从早期胚胎或胎儿原始性腺中分离出来的一类细胞 囊胚阶段细胞开始分化为内细胞团和滋养层细胞 2 图中分化程度最低的干细胞是胚胎干细胞 全能性最高 在体外培养条件下 要想将该种干细胞诱导分化形成不同类型的组织细胞 须向培养液中加入分化诱导因子 3 细胞分化是细胞中基因选择性表达的结果 4 骨髓是人体的造血组织 存在造血干细胞 骨髓移植的实质是将造血干细胞移植到患者体内 5 克隆某种哺乳动物需要供体提供细胞核 而成熟的红细胞没有细胞核 所以不能作为供体 6 细胞周期包括分裂间期和分裂期 分裂间期完成dna 41 分子的复制和有关蛋白质的合成 7 单克隆抗体制备过程中的细胞融合阶段 用b淋巴细胞与骨髓细胞融合 经筛选最终得到能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞 答案 1 囊胚原始性腺细胞 2 胚胎干细胞分化诱导 3 选择性表达 4 造血干 5 红细胞细胞中无细胞核 6 间 7 b淋巴特异性抗体 42 典例1 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚的过程中 dna总量 每个细胞体积 所有细胞体积之和 有机物总量的变化趋势 横坐标为发育时间 其中正确的是 易误警示 一 对卵裂阶段物质含量和体积大小的变化模糊不清 43 44 a b c d 尝试解答 解析 蛙的受精卵发育至囊胚过程是受精卵持续进行有丝分裂的过程 其间dna不断复制 总含量必然增加 这一过程中虽然细胞数量不断增多 但细胞生长却并不明显 因此随着细胞的分裂 每个细胞的体积却在下降 由于蛙的胚胎发育是在水中 该阶段还无法摄取环境中的有机物 胚内有机物却随呼吸作用等生理过程不断消耗 由此 4个坐标图中 dna总量和 每个细胞体积的表示正确 a 45 纠错笔记 1 卵裂阶段的细胞分裂方式 有丝分裂 2 受卵膜制约 从受精卵到囊胚阶段总体积不变或略有减小 所以每个细胞体积减少 3 伴随细胞分裂 细胞数目增多 总dna含量增多 但每个细胞中dna含量保持相对稳定 4 该过程中有机物总量减少 因为一直呼吸消耗但不从外界吸收 46 典例2 2012 济南一模 克隆羊的成功轰动世界 它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础 而且解决了器官移植中供体不足的问题 但同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题 图为人类对克隆羊技术的拓展和应用 请据图回答 二 试管动物与克隆动物易于混