高考生物总复习课件人教版高中生物选修三《现代生物科技胚胎工程》专题讲解ppt课件

自我纠查 曲细精管 初情期 卵巢 始于性别分化后 胚胎时期 透明带反应 卵黄膜封闭作用 胎膜和胎盘 培养法 化学诱导法 无机盐 有机盐 维生素 激素 氨基酸 核苷酸 血清 相同的 游离状态 免疫排斥反应 不受任何影响 桑椹胚或囊胚 具有发育的全能性小讨论 用促性腺激素处理 从输卵管冲取卵子 从活体动物卵巢吸取卵母细胞 小应用 试管牛 工厂化生产的技术流程图 如下图 1 精子 卵子的发生与受精作用 1 精子 卵子的发生比较 2 受精作用 精子获能 成熟的精子并不代表具有受精能力 须在雌性生殖道内获能后才具备受精能力 卵子的准备 动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异 但只有达到减数第二次分裂中期时 才具备与精子受精的能力 卵子完成受精的标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体 受精过程的三大反应与防止多精入卵的两道屏障 a 顶体反应 顶体反应可使顶体内的酶释放出来 以溶解放射冠卵丘细胞之间的物质 形成精子穿越放射冠的通路 b 透明带反应 第一道屏障 透明带反应是精子借助顶体酶作用穿越透明带后与卵黄膜接触瞬间产生的 是阻止后来精子进入透明带的生理反应 为防止多精子进入卵受精的第一道屏障 c 卵黄膜封闭作用 第二道屏障 卵黄膜封闭作用则是精子入卵后卵黄膜发生的拒绝其他精子入卵的生理反应 此为防止多精子入卵的第二道屏障 精子入卵后变化 a 精子尾部脱离 原核膜解体形成比原细胞核大的雄原核 b 次级卵母细胞完成减数第二次分裂形成雌原核 c 最后两核经充分发育相互融合 形成合子 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 1 精子的变形 2 卵细胞的形成 形成过程 如图所示 卵子受精的标志 当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 注 刚排出的卵子尚未完全成熟 仅完成减数第一次分裂 需要在输卵管内进一步成熟 直到减数第二次分裂的中期才能与精子结合完成受精过程 排出的卵子是在输卵管内与精子受精的 3 囊胚期与原肠胚期的特点 囊胚期 出现囊胚腔 细胞开始分化 但其全能性仍很高 可用于胚胎分割 个体较大的细胞称为内细胞团 将来发育成胎儿的各种组织 细胞仍有全能性 个体较小的细胞 称为滋养层细胞 将来发育成胎膜和胎盘 原肠胚期 出现原肠腔且具三胚层 4 受精卵的遗传物质中 核遗传物质一半来自精子 父本 一半来自卵子 母本 质遗传物质几乎全来自卵子 例1 如图表示卵子的发生过程 请据图回答有关问题 1 图中A是 B是 E是指 阶段C是指 阶段D是指 2 当观察到第二极体时 可以表明 3 能发生染色体的着丝点分裂的阶段是 填序号 4 阶段存在的变异方式是 解析 本题考查卵子形成过程中的有关知识 1 图中 为有丝分裂 可增加卵原细胞的数量 卵原细胞进一步演变为初级卵母细胞 为减数分裂 只有在受精后 次级卵母细胞才能最终完成减数第二次分裂 因此E是受精作用 B是合子 卵泡的形成是在胎儿期 减数分裂是从初情期开始的 因此阶段C为胎儿期 阶段D为初情期 2 当观察到第二极体时 表明卵子已完成了受精作用 3 着丝点分裂可发生在有丝分裂中 也可发生在减数第二次分裂中 因此为 4 有丝分裂中的变异类型只有基因突变 染色体变异 没有基因重组 答案 1 第一极体合子受精作用胎儿期初情期后 2 卵子已经完成了受精作用 3 4 基因突变 染色体变异 变式1 如图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段 请据图回答问题 1 写出各个阶段的名称 A B C 2 写出图中各标号的名称 2 4 5 7 8 3 A时期的细胞具有发育上的 性 B时期开始出现 C时期开始出现 4 2 将来发育成 5 动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的 合子由一个精子和卵子结合的生理基础是 解析 1 图中A是桑椹胚 B是囊胚 C是原肠胚 2 图B中1是滋养层细胞 2是内细胞团 3是透明带 4是囊胚腔 图B中5是外胚层 6是滋养层 7是原肠腔 8是内胚层 3 桑椹胚细胞具全能性 囊胚开始出现细胞分化 已分化为滋养层细胞和内细胞团细胞 原肠胚已有胚层分化 分化为外胚层 内胚层 4 内细胞团细胞将发育为胎儿的各种组织 滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘 5 受精时的透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精子入卵的第二道屏障 答案 1 桑椹胚囊胚原肠胚 2 内细胞团囊胚腔外胚层原肠腔内胚层 3 全能细胞分化胚层分化 4 胎儿的各种组织 5 透明带反应卵黄膜封闭作用 1 体外受精 1 卵母细胞的采集和培养 2 精子的采集和获能 收集精子的方法 主要有假阴道法 手握法和电刺激法等 精子体外获能的方法 主要有培养法 啮齿动物 家兔 猪等 和化学诱导法 牛 羊等家畜的精子常采用化学法 即将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中 用化学药物诱导精子获能 3 体外受精获能的精子和培养成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶液中完成受精过程 2 胚胎的早期培养培养液的成分 两盐 无机盐 有机盐 两素 维生素 激素 两酸 氨基酸 核苷酸等营养成分和血清等物质 当胚胎发育到适宜的阶段时 可将其取出向受体移植或冷冻保存 3 胚胎工程的应用及前景 1 胚胎移植胚胎移植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 胚胎移植的四大生理基础 a 哺乳动物排卵后 同种供受体生殖器官的生理变化是相同的 这是胚胎能够移入受体的生理基础 b 早期胚胎形成后 未与母体子宫建立联系 而是处于游离状态 这是胚胎收集的生理基础 c 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应 这是胚胎在受体内能够存活的生理基础 d 供体胚胎可与受体子宫建立联系 且不影响供体胚胎的遗传特性 这是供体胚胎正常发育的生理基础 胚胎移植的基本程序 胚胎移植的意义a 加速育种工作和品种改良 b 大量节省购买种畜的费用 c 一胎多产 d 保存品种资源和濒危物种 e 充分发挥优良个体的繁殖潜能 2 胚胎分割 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 所需仪器设备 实体显微镜和显微操作仪 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 3 胚胎干细胞 来源 由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 特点 a 形态方面 体积小 细胞核大 核仁明显 b 功能方面 具有全能性 c 体外培养 可以冷冻保存 也可以进行遗传改造 应用前景 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 a 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细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能 b 培育成人造组织器官 用于器官移植 c 对ES细胞的培养和诱导 为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段 d ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究 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 干细胞按分化潜能可分为全能干细胞 多能干细胞和专能干细胞三种类型 几项技术的比较 例2 2010届德州三校联考 下面是以小鼠为对象进行的研究工作 请分析回答问题 1 进行小鼠胚胎工程操作时 首先在光控周期下 光照14h 黑暗10h 饲养成年雌鼠 并注射促性腺激素 目的是 然后从雌鼠输卵管中取出卵子 在一定条件下培养成熟 并从雄鼠附睾中取出精子 在一定条件下培养一段时间 目的是 再在37 5 CO2条件下 精卵共同作用4h 冲洗后继续培养 定时在显微镜下观察胚胎的变化 第5天可以看到胚胎发生收缩 细胞间隙扩大 接着胚胎内部出现裂隙 这是胚胎 期开始的标志 2 如果体外受精后 在精核与卵核融合之前 用微型吸管吸除雄核 再用细胞松弛素B处理 作用类似于用秋水仙素处理植物细胞 处理后的受精卵可发育成小鼠 这种方法在动物新品种选育中的显著优点是 3 如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中 由重组细胞发育成小鼠丙 则小鼠丙的基因来源于 4 如果将外源基因导入小鼠受精卵 则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中 这种受精卵有的可发育成转基因小鼠 有的却死亡 请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因 解析 胚胎工程操作时进行超数排卵处理可获得较多的卵子 附睾中取出的精子不能立即参与受精 需进行获能处理 胚胎发育过程中囊胚腔的出现是囊胚期的开始 外源基因的导入有可能会影响小鼠生命活动必需的某些基因的表达 导致胚胎死亡 答案 1 促进排卵 或超数排卵 使精子获能囊胚 2 容易获得纯合子并缩短育种时间 3 小鼠甲 体细胞 的核基因和小鼠乙 卵细胞 的细胞质基因 4 外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达 变式2 胚胎移植的基本程序如图所示 据图回答下列问题 1 对供体母牛 供体公牛的要求是 2 同期发情处理的方法是 它可以促进 的分泌和 的产生 3 若一次给受体移入多个胚胎 产生的多个后代 其基因型相同吗 为什么 如果是用一个胚胎分割得到的多个胚胎 其基因型相同吗 为什么 解析 供体牛要选择遗传性能和生产性能优良的个体 受体牛要选择有健康体质和正常繁殖能力的个体 且它们必须是同一物种 不同受精卵发育而来的胚胎遗传物质一般不同 而同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 答案 1 具优良遗传性状的同种牛 2 注射促性腺激素性激素卵子 3 不一定相同 因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育来的 它们的基因型可能相同 也可能不同相同 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 1 为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业 科学家们在育种途径上进行了大胆探索 并取得了初步成果 2002年1月中旬到2月中旬 中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生 克隆牛有3个母亲 A牛提供细胞核即供体细胞 B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞 两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后 通过细胞分裂形成早期胚胎 再将这个胚胎植入C牛子宫内 请回答下列问题 1 培育出的克隆牛几乎是 牛复制品 这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于 中 2 虽然多个供体细胞来自同一头牛 但是培育的这些牛在性状上不完全相同 分析其原因 下列哪些叙述是正确的 多选 A 性状变异可由环境条件引起B 基因可能会发生突变C 受体细胞的细胞质基因不同D 细胞核基因发生了重组 在克隆技术出现之前 育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法来尽快繁育更多的优质牛 这种育种技术的主要步骤是 将经过人工受精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时 进行胚胎分割 均分为4份 再分别移植到多头母牛的子宫内发育 分娩 就能得到多头所需要的小牛 3 胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行 其主要原因是 4 通过胚胎分割移植培育出的这些小牛 其性别表现为 A 雌雄的可能性各占50 B 全为雌性或全为雄性C 全为雌性D 全为雄性 5 通过体细胞克隆技术培育出的小牛 其性别则取决于 这样人们就可以根据需要 有目的地控制小牛的性别 解析 细胞中的遗传物质主要位于细胞核中 生物的性状主要由细胞核决定 所以克隆动物的性状与供核一方非常相似 但又不完全相同 因为生物的性状还与细胞质的遗传物质 环境因素有关 决定生物性别的是细胞核中的性染色体 所以 克隆动物的性别与供核一方完全相同 答案 1 A 供核牛 细胞核 2 ABC 3 此时还未出现细胞分化 4 B 5 提供细胞核的一方 2 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 请回答下列问题 1 A细胞是 在进行体外受精前要对精子进行 处理 2 进行胚胎分割时 应选择发育到 时期的胚进行操作 3 指的是 4 通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的特点是 5 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 应注意 6 受体母牛必须和供体牛属于 移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 解析 本题考查胚胎分割移植技术的相关内容 胚胎移植的重要意义在于可充分发挥雌性优良个体繁殖潜力 其基本程序是 对供 受体的选择和处理 配种和进行人工授精 对胚胎的收集 检查 培养或保存 对胚胎进行移植 移植后的检查 通过胚胎分割产生的两个或多个个体都来自同一受精卵 细胞增殖过程中 遗传物质先复制 再均分 不改变遗传物质 内细胞团一般到囊胚阶段才出现 它是胚胎发育的基础细胞 其他细胞为滋养层细胞 只为胚胎和胎儿发育提供营养 若分割时不能将内细胞团均等分割 会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强 少的部分发育受阻或发育不良 甚至不能发育等问题 答案 1 次级 卵母细胞获能 2 囊胚 3 囊胚腔 4 具有相同的遗传物质 5 胚胎分割要将内细胞团均等分割 以免影响胚胎的恢复和进一步发育 6 同一物种受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 3 现有A和B两个肉牛品种 A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核 A细胞质 B品种牛则为B细胞核 B细胞质 1 如果要获得一头克隆牛 使其细胞由A细胞核和B细胞质组成 基本步骤是 从A品种牛体内取出体细胞 进行体外培养 然后再从培养细胞中取出 注入B品种牛的