2012高三生物总复习 第50讲 胚胎工程教案

用心 爱心 专心 1 20122012 高三生物总复习教案高三生物总复习教案 第第 5050 讲讲 胚胎工程胚胎工程 教学案教学案 考纲要求考纲要求 微生物的利用考纲要求 具 体 内 容 1 动物胚胎发育的基本过程 2 胚胎工程的理论基础 3 胚胎移植的生理学基础 基本程序和应用 4 胚胎分割的应用与意义 5 胚胎干细胞的概念 分离途径和研究的意义 I I I 考点分析考点分析 考点试卷类型题型 2007 宁夏 理综非选择题 2008 江苏 生物非选择题 2009 江苏 生物选择题 2009 广东 生物非选择题 2009 辽宁 宁夏 生物非选择题 胚胎工程的理论基础及过程 2009 海南 生物非选择题 考点预测考点预测 从近几年的高考尸体的情况分析 体内受精 早期胚胎的培养 胚胎工程的应用等内容是命 题的素材 早期胚胎培养 胚胎移植 胚胎分割是本专题的重点内容 今年高考命题可能会 从下面三个方面展开 1 胚胎移植的生理学基础 实质和优点 2 胚胎分割的选材和注意事项 3 胚胎发育和早期胚胎的培养 4 卵子的产生和体内受精 知识梳理知识梳理 1 1 配子的配子的 形成过程形成过程 2 2 受精作用受精作用 3 3 体外受精和早期胚胎的培养体外受精和早期胚胎的培养 用心 爱心 专心 2 4 4 胚胎工程的应用前景胚胎工程的应用前景 重点解析重点解析 考点一考点一 体内受精和早期胚胎发育体内受精和早期胚胎发育 1 精子 卵子的发生与受精作用 1 精子 卵子的发生比较 项目 精子发生 卵子发生 场所睾丸的曲细精管 场所惟一 卵巢 M工 输卵管 M 场所不惟一 时期 初情期后 性别分化后开始 卵泡的形成和在卵巢内的储 备 是在出生前 胎儿时期 完成的 减数第二 次分裂是在精子和卵子的结合过程中 即受精 过程中 完成的 过程特点 Ml和 是连续的 需变形 细胞质均等分配 Ml和M 是不连续的 不需要变形 细胞质不均等分配 区 别 结果形成4个精子细胞 形成l个卵细胞和3个极体 相同点 1 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 2 生殖细胞的成熟为减数分裂 3 成熟过程均经一次复制和两次分裂 子细胞中染色体数目减半 4 染色体的行为和数目变化的过程是一样的 表现在 染色体均在减数第一次分裂的间期进行复制 减数第一次分裂时期都有同源染色体联会 均分 减数第二次分裂时期都有着丝点分裂 姐妹染色单体分开 5 产生的子细胞数目都是四个 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 用心 爱心 专心 3 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顶体酶作用穿越透明带后与卵黄 膜接触瞬间产生的 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 受精卵一卵裂期一桑椹胚一囊胚一原肠胚 2 图示 l 例例 1 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 8 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 用心 爱心 专心 4 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 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 考点二考点二 体外受精与早期胚胎培养及胚胎工程的应用体外受精与早期胚胎培养及胚胎工程的应用 1 体外受精 1 卵母细胞的采集和培养 动物种类 卵母细胞的采集方法采集后的培养 实验动物 如小 鼠 家畜 如猪 羊等 超数排卵用促性腺激素处理雌性动物 使其 排出更多的卵子 从输卵管中冲取 卵子 直接与获能的精子在体 外受精 从屠宰后母畜 卵巢中采集卵母 细胞 从刚屠宰的母畜体内摘出卵巢 经 洗涤 保温后 在无菌条件下用注 射器或真空泵抽吸卵巢表面一定直 径卵泡中的卵母细胞 也可对卵巢 进行切片 收集卵母细胞 大家畜 或大型 动物 如 牛 马等 从活体卵巢中采 集卵母细胞 借助超声波探测仪 内窥镜或腹腔 镜等直接从活体动物的卵巢中吸取 在体外经人工培养成熟 后才能与获能的精子受 精 用心 爱心 专心 5 卵母细胞 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 用心 爱心 专心 6 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 用心 爱心 专心 7 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 例例 2 2 如图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程 请据图回答 1 超数排卵技术就是对供体母牛注射 2 冲卵实质上是用特定装置 将供体母牛子宫内的 冲洗出来 3 从 A 到 E 中 适宜于牛的胚胎移植时期有 4 图中标号 3 为 它将来可发育为胎膜和胎盘 5 若一次给受体移人多个胚胎 产生多个后代 其基因型 都相同吗 要求说明理由 解析 解析 1 超数排卵技术即对供体母牛注射促性腺激素 2 冲卵实质是将供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来 3 桑椹胚和囊胚期的胚胎适于进行胚胎移植 4 图中标号 3 为滋养层 1 为内细胞团 2 为囊胚腔 5 若一次给受体移入多个胚胎 则由于这些胚胎可能来自多个受精卵 故基因型可能相 同也可能不同 答案 答案 1 促性腺激素 2 胚胎 用心 爱心 专心 8 3 DE 4 滋养层 5 不一定相同 因为这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来 它们的基因型可能相同 也 可能不同稠 髓视角 1 7 夺农受蟪托早期胚胎发育 实战训练实战训练 0909 江苏卷 江苏卷 1 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 胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 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 答案 答案 D D 解析 解析 本题考查胚胎干细胞的知识 A 选项卵裂期细胞不断分裂但胚胎体积不变 故细胞数 目增多但有机物逐渐消耗而减少 B 选项中内细胞团是囊胚时期的 不是原肠胚时期的 C 选 项胚胎干细胞具有细胞核大 核仁比较大而明显的特点 D 选项 胚胎干细胞是全能干细胞 是未分化细胞 0909 广东卷 广东卷 2 2 1010 分 现代生物科技专题分 现代生物科技专题 1 饲料加工过程温度较高 要求植酸酶具有较好的高温稳定性 利用蛋白质工程技术对 其进行改造时 首先必须了解植酸酶的 然后改变植酸酶的 从 而得到新的植酸酶 2 培育转植酸梅基因的大豆 可提高其作为饲料原料磷的利用率 将植酸酶基因导入大 豆细胞常用的方法是 请简述获得转基因植株的完整过程 3 为了提高猪对饲料中磷的利用率 科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过 转 入猪的受精卵中 该受精卵培养至一定时期可通过 方法 从而一次得到多个 转基因猪个体 4 若这些转基因因动 植物进入生态环境中 对生态环境有何影响 答案 答案 1 空间结构 氨基酸序列 2 农杆菌介导的转化法 外源植酸酶基因 农杆菌 大豆细胞 大豆植株再生 鉴定 用心 爱心 专心 9 3 显微注射法 胚胎分割移植 4 减少环境中磷的污染 但该基因可能扩散到环境中 解析 解析 本题考查了基因工程 蛋白质工程 胚胎工程 生态工程的基本技术 并且深入考察 基础知识 对蛋白质改造时 首先要知道蛋白质的结构 有氨基酸序列构成的一级结构和折 叠组装成的空间结构 转基因技术有四个基本步骤 经常采用农杆菌介导法 因为农杆菌容 易侵染植物细胞 重组质粒被导入受体细胞时 经常用到显微注射法 而胚胎分割移植能快 速繁育优良种畜 基因工程能够使个体表现出人们所需要的性状 减少环境中磷的污染 但 可能会随个体的杂交 扩散到环境中去 造成基因污染 0909 辽宁 宁夏卷 辽宁 宁夏卷 3 生物 选修 3 现代生科技专题 15 分 右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 骨髓的治疗的实 质是将上图的 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 NDA 的复制 使用该药物可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期 的 期 7 在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段 用 细胞与骨髓细胞融合 经多 交筛选最终得到能分泌 的杂交瘤细胞 答案 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 用心 爱心 专心 10 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 解析解析 1 胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞 囊胚阶段细胞开始分化 分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 该种干 细胞可诱导分化形成不同类型的组织细胞 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 存在造血功能干细胞 骨髓的治疗的实质是将上图的造血 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 分子的复制和有关蛋白质的合成 7 单克隆抗体过程中的细胞融合阶段 用 B 淋巴细胞与骨髓细胞融合 交筛选最终得到 能分泌一种特异性抗体的杂交瘤细胞 0909 海南卷 海南卷 4 18 分 选修模块 3 现代生物科技专题 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 若在卵黄膜和透明带之间看到 两个极体 则表明 过程已完成 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