高考生物二轮复习 胚胎工程教案(1).docVIP

2014届高考生物二轮复习 胚胎工程教案教学课题：胚胎工程高考考点：考点1：动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（i） 考点2：胚胎干细胞的移植（i）考点3：胚胎工程的应用（ii）教学内容：1、生殖细胞的形成和早期胚胎发育（胚胎工程的理论基础） 2、胚胎工程教学重点：1、动物早期胚胎发育的基本过程 2、胚胎干细胞移植和胚胎工程应用教学难点：1、胚胎发育的基本过程与胚胎移植的时机 2、胚胎干细胞的特点及其实践应用 3、胚胎移植的生理基础及基本程序教学性质：二轮复习教案教学课时：4课时教学过程：一、知识目录：1、生殖细胞的形成和早期胚胎发育：（1）生殖细胞的形成和受精作用（2）早期胚胎发育2、胚胎工程：（1）概念（2）体外受精（3）早期胚胎培养（4）胚胎移植（5）胚胎分割（6）胚胎干细胞二、知识点讲解：知识点1：生殖细胞的形成和早期胚胎发育（胚胎工程的理论基础）1、生殖细胞的形成：（选修3p61精子和卵子的发生）注意：（1）哺乳动物精子和卵子的形成主要的相似点和不同点：相似点：细胞分裂的最初阶段是有丝分裂，不断增加原始生殖细胞的数量；经过减数分裂（mi，mii）才能形成精子或卵子。不同点：a、减数分裂中细胞质的分配，形成成熟生殖细胞的数目和是否需要变形不同；b、精子发生过程是连续的，场所是唯一的（曲细精管）；卵子发生的两个过程（mi，mii）不是连续的，第一次分裂在卵巢内完成，第二次是在输卵管中与精子结合过程中完成。c、重要区别：哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备是在出生前（即胎儿期）完成。（2）精子的变形过程：精 细胞核精子头的主要部分子 高尔基体头部的顶体细 中心体精子的尾精子（包括头、颈、尾）胞 线粒体精子尾基部的线粒体鞘膜 其他物质原生质滴（最后脱落）：动物精子的大小与动物体型大小无关。（3）哺乳动物卵巢、卵泡和卵子：卵巢中存在卵泡，卵泡中存在卵子；卵子外面有透明带、放射冠和卵黄膜。正常情况下，1个卵泡只能形成1个成熟的卵子。排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成mi，需要在输卵管内进一步成熟，直到mii中期才能与精子在输卵管内结合，完成受精作用。例1、请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：（1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的 能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于 卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂 期时，才具备受精能力。受精完成的标志是 。（3）动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用 激素对供体进行处理，其目的是获得更多的 ，经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜。（4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于 条件下。答案：（1）顶体酶（2）初级中卵黄膜和透明带间出现两个极体（3）生理状态促性腺卵母细胞对物质的吸收具有选择透过性（4）胚胎分割冷冻（或液氮）2、受精作用：（1）概念：精子和卵子结合成合子的过程。自然条件下，体内受精是在雌性的输卵管内完成的。（2）过程：受精前的准备阶段和受精阶段准备阶段：a、精子获能：（体内受精）的精子在雌性生殖道内发生相应变化才能受精b、卵子的准备：卵子达到mii中期，才具备受精能力。受精阶段：a、精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜：1：顶体反应：卵子和精子相遇时，顶体内的酶释放出来（与细胞膜表面的糖蛋白的识别作用有关，保证同种生物精子入卵），溶解放射冠和透明带并接触卵黄膜。2：透明带反应：精子触及卵黄膜瞬间，会产生阻止后来精子进入透明带的反应。（防止多精入卵反应）3：卵黄膜封闭作用：精子入卵后，卵黄膜会立即发生拒绝其他精子再进入卵内的反应。（防止多精入卵的第二道屏障）b、原核的形成：雄原核的形成：精子入卵后尾部脱落，原有核膜破裂，新形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子核大的核，叫雄原核。雌原核的形成：精子入卵后，被激活的卵子完成mii，排出第二极体后，形成雌原核。（雌原核一般略小于雄原核）c、配子结合：雄、雌原核充分发育，相向移动，彼此接触，二者体积缩小，合并，两组核染色体合为一组，形成一个含二倍染色体的合子。：受精的标志：在透明带和卵黄膜之间观察到两个极体。受精完成的标志：雌雄原核的融合。7例2、关于哺乳动物减数分裂及受精作用的说法正确的是（b ）a.经减数分裂形成成熟的精子和卵子后，才能完成受精作用形成受精卵b.次级卵母细胞只有与精子结合以后，才能完成减数第二次分裂c.精子在睾丸内成熟和获能后，才能与卵子结合d.精子获能的本质就是使已经成熟的精子获得与卵子结合所需的足够的能量知识点2：早期胚胎发育（选修3p66）1、卵裂期：透明带内进行的有丝分裂时期。特点：细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，略缩小，导致每个细胞的体积在减小。例3、哺乳动物受精卵在卵裂期发生的变化是（a ）a.细胞的总面积与总体积的比值逐渐增大b.逐渐出现了原肠腔，并有了胚层的分化c.细胞的数目增多，有机物含量大增d.每个细胞的dna含量不断增加，全能性增高2、桑椹胚：当胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。特点：此阶段及之前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能性细胞。例4、以下关于桑椹胚的说法不正确的是(c)a.胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹b.每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性c.良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完成相同的小牛，性别一定为雌性d.是由受精卵经有丝分裂产生的3、囊胚：开始出现细胞分化；内细胞团：聚集在胚胎的一端，个体较大的细胞（icm）。（将来发育成胎儿的各种组织）滋养层细胞：沿透明带内壁扩展和排列的个体较小的细胞。（将来发育成胎膜和胎盘）囊胚腔：胚胎内部出现的含液体的囊腔。孵化：胚胎从透明带内伸展出来的过程。4、原肠胚：囊胚孵化后，再进一步发育。三胚层：外胚层（内细胞团表层细胞）；内胚层（内细胞团下方细胞）；中胚层二腔：囊胚腔；原肠腔（由内胚层包围的腔）注意：1：个体发育的起点为受精卵，终点是性成熟个体。个体发育包括胚胎发育和胚后发育。2：胚胎分割的时期：囊胚之前（桑椹胚及之前为最佳时期）例5、下列关于人早期胚胎发育过程中桑椹胚和囊胚的叙述中，正确的是(b)a囊胚与桑椹胚相比，每个细胞内dna总量增加b囊胚与桑椹胚相比，细胞数目较多c组成囊胚和桑椹胚的细胞，都是全能细胞d桑椹胚的形成在卵巢，囊胚的形成在输卵管知识点3：胚胎工程1、 胚胎工程的概念：（选修3p59）是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种操作和处理技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。2、 试管动物技术：（选修3p69）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。（包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等胚胎工程技术）3、体外受精：（选修3p69）主要步骤：（1）卵母细胞的采集和培养：采集：a、对于实验动物：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能精子在体外受精。b、对于大家畜或大型动物：活体采集（借助超声波探测仪，内窥镜或腹腔镜等工具，直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞）或屠宰场收集。培养：采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。（2）精子的采集和获能：（选修3p70）采集：方法有假阴道法，手握法和电刺激法等获能：培养法和化学诱导法：获能是让精子具有能与卵细胞结合的能力，并不是获得更多的能量。（3）受精：精子和卵子一般要放在培养液小滴（获能溶液或专用受精溶液内培养一段时间才能受精）例6、下列关于卵细胞采集的叙述不正确的是（d ）a有些动物在采集时要用促性腺激素处理b从输卵管中取出的卵子，可直接与获能的精子在体外受精c对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞d采集的卵母细胞，也可直接与获能的精子在体外受精4、早期胚胎培养：（选修3p72）（1）培养液（发育培养液）成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清。（2）胚胎去向：向受体移植或冷冻保存。5、胚胎移植：（选修3p74）（1）概念：（选修3p74）材料：早期胚胎（体内或体外）受体对象：同种的、生理状态相同的其他雌性动物实质：是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。（是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程）（2）意义：（选修3p75）充分发挥雌性优良动物个体的繁殖潜力，大量繁殖后代。大大缩短了供体本身的繁殖周期。（3）生理学基础：（选修3p76）同种动物发情排卵后，供、受体生殖器官的生理变化相同。早期胚胎一定时间内处于游离状态。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。移植胚胎不改变遗传特性。（4）基本程序：（选修3p76）对供、受体的选择和处理：例如：对供、受体母牛进行选择，并用激素（促性腺激素）进行同期发情处理，而后用激素对供体母牛做超数排卵处理（超排）。配种或进行人工授精：例如：超数排卵的母牛发情后，选择同种优秀公牛进行配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存：1：收集胚胎的方法：冲卵（用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内胚胎冲洗出来）2：冲卵后，应对胚胎进行质量检查（胚胎应发育到桑椹胚或囊胚）和保存。（放入-196液氮保存）移植胚胎及检查：移植方法：手术法或非手术法例7、下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（d ）a受孕母畜体内的早期胚胎能够移植b受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态c超数排卵技术要使用一定的激素d试管婴儿的受精及胚胎发育过程在试管内完成（5）应用：胚胎移植技术目前主要应用于：解决某些不孕症者的生育问题提高良种家畜的繁殖能力。例8、胚胎移植技术目前主要应用于（a ）a解决某些不孕症患者的生育问题 b治疗某些疾病c降低良种家畜的繁殖力 d提高动物的抗病力6、胚胎分割：（选修3p78）（1）概念：指采用方法将早期胚胎切割成2等份、4等份、8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。：胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。（2）材料选择：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。：对囊胚阶段的胚胎分割，要注意将内细胞团均等分割。（3）意义：（选修3p79最后一段）例9、下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请据图回答：(1)在进行体外受精前要对精子进行_处理。指的是_。(2)进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作(在操作时要注意将_均等分割)。(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是_。(4)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_。答案：(1)获能；囊胚腔 (2)桑葚胚或囊胚；内细胞团(3)具有相同的遗传物质 (4)不发生排斥反应7、胚胎干细胞：（选修3p80）（1）概念：哺乳动物的胚胎干细胞（es或ek细胞），是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。（2）特点：形态上：体积小，细胞核大，核仁明显功能上：具有发育的全能性在体外可增殖而不发生分化；可冷冻保存，也可进行遗传改造。例10、关于es细胞的叙述不正确的是（d）a.形态上体积小，细胞核明显 b.体外培养可以增殖而不分化c.es细胞可以用来培育人造组织器官 d. es细胞是指取自于原肠胚以后的细胞例11、以下关于es细胞的叙述不正确的是(c)a.es细胞的分离和培养可以应用于基础生物学、畜牧学和医学等方面b.es细胞可用于治疗帕金森综合症、少年糖尿病和老年性痴呆等疾病c.现在已经成功地通过诱导es细胞的定向分化成功治愈癌症、心脑血管疾病和某些组织器官的损伤d.es细胞是研究体外细胞分化的理想材料（3）应用：造血干细胞移植：目前，临床使用的造血干细胞主要来自骨髓、动员后的外周血和脐带血。现在，造血干细胞移植已经成为临床治疗血液系统疾病、遗传性疾病、顽固性自身免疫病、严重免疫缺陷疾病以及癌症化疗与放疗后免疫力低下等的有效手段。胚胎干细胞移植：利用胚胎干细胞诱导出各种功能性细胞或相应的干细胞，为部分细胞坏死的病人进行细胞移植，使病人恢复丧失的功能。随着组织工程技术的发展，通过es细胞体外诱导分化，定向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。（4）意义：（选修3p80）例12、下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上图中的_细胞移植到患者体内。(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。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 特异性抗体例13、（2013天津卷第2题）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